Способ измерения силы натяжения гибкой оттяжки высотных сооружений Советский патент 1987 года по МПК G01L5/04 

Изобретение может быть применено для измерения усилий, возникающих в гибких канатах (тросах) различных металлических конструкций, распределение сил в которых подчиняется теории гибких нитей.

Цель изобретения - упрощение способа.

На фиг. 1 показано построение касательной к оттяжке;.на фиг. 2 - определение поправки V ; на фиг. 3 - определение поправки V..

Сущность способа состоит з новом методе измерения стрелы прогиба.

Важнейшим моментом является построение касательной к точке максимального изгиба каната, что дает возможность измерить величину стрелы прогиба с высокой точностью посредством йростейщих линейно-угловых измерений при малых затратах труда и времени.

Геодезический способ определения тяжений основан на известной формуле упругих нитей

кГс,

(1)

де F

q

t of натяжение оттяйски, кГс; равномерно распределенг я нагрузка от собственного веса каната (троса), кг/м; длина пролета (горизонтальное проложение), м; стрела прогиба оттяжки в середине пролета, м.

Значение q в формуле (1) определено проектом и ГОСТом и считается постоянной величиной. Натяжение F является функцией измеренных величин . I и f. При этом t измеряется любым геодезическим методом, обеспечивающим необходимую точность (мерной рулеткой, светодальномером и т.д.).

Построение касательной, параллельной предрасчетному углу наклона.

По вертикальному кругу теодолита устанавливается предвьтисленный угол

Этим заканчиваются полевые измерения. Для контроля следует все измерения -повторить при второй пози- 40 ции. С этой целью теодолит перемещается вдоль линии визирования Е во вторую позицию.

Обработка полевых измерений и вы- 45 числение тяжений производится на специальных бланках с использованием микрокалькулятора.

Большую экономию времени дает при менение микрокалькулятора с програм. .-V 50 мным управлением.

наклона: и(или -зенитное расстояние) „

1°Порядок вычисления стрелы прогиба следующий (фиг. 1). (Вычисление по основной формуле): 1) d S Cos ot .

arctgt

(2)

(3) (4) (5)

1 - горизонтальное проложение

(длина пролета); h - превьш1ение между центрами

нижней и верхней проушин.

Теодолит устанавливается в створе оттяжки таким образом, чтобы при приведении его в горизонтальное положение визирный луч касался внешней кромки каната.

Согласно построению, касание произойдет в точке максимума провиса оттяжки.

Установка .теодолита в требуемое положение достигается последовательными приближениями. Процесс аналогичен центрированию теодолита. При определенном опыте исполнителя процесс занимает 2-4 мин. При этом 5 нет необходимости добиваться точного касания.

Измерение стрелы прогиба. Измеряется угол наклона оттяжки или зенитное расстояние при двух положениях вертикального круга. Горизонтальная нить в поле зрения трубы теодолита подводится до точного касания с нижней (внешней) кромкой каната. Максимум изгиба каната образует четкую визирную цель.

Одновременно с измерением вертикального угла записывается температура воздуха и время наблюдения.

Температура каната может значительно отличаться от температуры воздуха. Поэтому измерения рекомендуется производить при облачной погоде или в утренние и вечерние часы.

Измеряется расстояние S от оси

5 инструмента до центра проушины, а

также его угол наклона di (фиг.1).

Этим заканчиваются полевые измерения. Для контроля следует все измерения -повторить при второй пози- 0 ции. С этой целью теодолит перемещается вдоль линии визирования Е во вторую позицию.

Обработка полевых измерений и вы- 45 числение тяжений производится на специальных бланках с использованием микрокалькулятора.

Большую экономию времени дает применение микрокалькулятора с програм0

5

0

следующий (фиг. 1). (Вычисление основной формуле): 1) d S Cos ot .

2) h, S SindL .

3) f dCosZ + h.SinZ

(3) (4) (5)

4) Вычисляется поправка V, за

разность измеренного Е

и предвычисленного Z зенитного расстояния:

z,- z,.

112 - d

Sin г„

tpAZ

(6)

(7)

Геометрический смысл поправки V, поясняется фиг. 2.

5) Если величина AZ окажется более ±10 то значение стрелы прогиба исправляется второй поправкой

2

V Ч ) 1. IsinZ

CosuZ-1

8f

(8)

Поправка V может возникнуть в редких случаях. Она появляется вследствие изменения точки касания визирного луча при грубых установках теодолита, т.е. когда по каким-либо причинам касательная построена с ошибкой более 10 (л2 10, фиг.З). (Желательно не допускать дЕ 10, практически это всегда возможно). При вычислении У принято допущение что кривая провисания является дугой

t окружности радиуса R тт допуJ8t

щение вполне удовлетворяет требования о точности и практически не влияет на конечный результат. Поправка V всегда имеет знак минус. Окончательно формула вычисления стрелы прогиба имеет вид:

f dCosZ +h, SinZ,+V,-V,-r , (9) где r, - радиус каната.

Контроль вычислений производится по дополнительной формуле, которая также вытекает из фиг.1 и дает независимые результаты, что.свидетельствует о надежности контроля

(10)

f H,-H,,,-r,

где Н - отметка математической точгде Н

И}М

ки В середине пролета.

Н - й н т- 2

- измеренная

отметка точки касания

(t/2-d) Г; (12) (Г; - горизонт инструмента).

(11)

Следует отметить, что формула (1) дает значение горизонтальной состав-- ляющей тяжения. В общем случае

4

qt

8fSinZ,

(13)

5 we(Zj угол наклона (или зенитное расстояние) оттяжки.

Формула изобретения

Способ измерения силы натяжения гибкой оттяжки высотных сооружений, заключающийся в установке теодолита в створе оттяжки и сооружения,,измерении с его помощью и определении натяжения оттяжки, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, предварительно устанавливают линию визирования теодолита на постоянный угол наклона, равный углу наклона линии, соединяющей точки крепления гибкой оттяжки, при установке теодолита линию визирования направляют по касательной к внешней кромке оттяжки, измеряют расстояние от оси теодолита от точки закрепления оттяжки, угол наклона линии, соединяющей ось теодолита и точку крепления оттяжки к горизонту, а силу натяжения определяют по формуле

. 8fSinZ

46

50

-

35

где f dCosZ„+ +h, SinZ

d 45

h Z. q t значение стрелы.провиса;

горизонтальная проекция расстояния от оси теодолита до точ- и закрепления оттяжки;

превышение нижней точки подвеса оттяжки над горизонтом теодолита; зенитное расстояние линии, соединяющей точки крепления гибкой оттяжки; равномерно распределенная нагрузка от собственного веса оттяжки;

длина пролета оттяжки.

Ф11г.1

H.T.

сриг.2

Редактор С. Лыжова

Составитель А. Экономов

Техред Н.Глущенко Корректор М. Самборская

Заказ 7255/38Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

fej

Изобретение может быть использовано для измерения усилий, возникающих в гибких канатах различных металлических конструкций, распределение сил в которых подчиняется теории гибких нитей. Цель изобретения - упрощение способа измерения силы натяжения. Размещают теодолит, линия визирования которого предварительно установлена на постоянньй угол наклона в створе оттяжки так, чтобы визирный луч. касался внешней кромки каната. Измеряют угол наклона оттяжки, фиксируя при этом температуру воздуха и время наблюдения, а также расстояние от оси инструмента-до центра проушины, и угол наклона линии, соединяющий ось теодолита и точку крепления оттяжки к горизонту. По результатам измерений определяют силу натяжения гибкой оттяжки. 3 ил. )аяЛ. ю сэо ф Од О1