Биметаллический репер для наблюдения за осадками сооружений Советский патент 1933 года по МПК B07B13/02 

Предлагаемый биметаллический репер, представляющий собою постоянную установку, закрепленную в материке на большой глубине (18-25 м), предназначен для наблюдения за осадками сложных сооружений от переменной или постоянной нагрузки.

На чертеже фиг. 1 изображает биметаллический репер в продольном разрезе; фиг. 2-3 детали репера; фиг. 4 - лупу; фиг. 5 - второй вариант биметаллического репера в продольном разрезе и фиг. б-7 - детали репера.

Для наблюдения за осадкой сооружения предлагаются два варианта биметаллического репера. Один из них - нивеллирный, который вместе с подсобными геодезическими инструментами и принадлежностями может обеспечить любое количество точек наблюдений, а другой - компенсационный для наблюдения только за одной точкой данного сооружения.

Нивеллирный репер состоит из глубокой обсадной трубы 3 (14-2Q ж) диаметром- 114 мм, доходящей до материка. В середине ее находятся два длинных стержня 7 и 2 из разного металла (латунь и железо) диаметром 15-20мм, что вполне обеспечивает жесткость этой установки. Один конец этих стержней покоится на материке, а другой выходит

340)

выше поверхности грунта и возвышается над выступающей обсадной трубой. Основной штангой таких реперов считается железная, на верхний конец ее навинчивается особая муфта с головкой 4 из нержавеющей стали. Несколько ниже ее (3-5 см) оканчивается медная штанга, на которой прикреплена небольшая шкала с миллиметровыми делениями, в свою очередь разделенными на пять частей каждое. На железной штанге помещается другая -маленькая шкала-индекс с одним штрихом, при помощи которого и производятся отсчеты по шкале, укрепленной на медной штанге.

Благодаря предлагаемому устройству репера представляется возможность производить отсчеты, позволяющие вычислять температурные поправки в показаниях репера.

Пример. По двум отсчетам показаний биметаллического репера в разные времена года можно вывести формулу температурного влияния на показания репера; предположим, что распределение температур определяется для первого наблюдения функцией

, f (}.

где г--координата реперной штанги, отсчитанная от нижнего конца.

Температурное же распределение при STOpOM отсчете выразится

().

Тогда удлинения 4 - железной реперной штанги по сравнению с призеденной к 0° длины трубы будет

г .,,Sf,(z)dz,

где ж - линейный козфициент расширения железа (0,000012). Точно так же во втором наблюдении

4 l,-l,.,,Jf(z)dz.

Аналогично же имеем и для медной штанги

(z)dz

/1

, y-MJf,(z)dz.

Откуда имеем

/,--А- а5.,Гг/

dz

И

-/г с(,,Длгг;-/,Гг/

dz,

откуда имеем «

/ лс / лсi г м 1 м

/2 - /1 h - k ) )

Вводим новые переменные. Искомое температурное изменение во втором наблюдении, по сравнению с начальным .для железной штанги, обозначаем через X:

V- УК /ж

л. Li) 1

И разность отсчетов по индексам нивеллирного репера обозначаем через Д

A (V -/j-«) (,

откуда

,- л-А.

Подставляя это выражение в формулу (), получим

аж

-- (х - Д)г-,

X

м

откуда получим искомое температурное изменение длины репера

а,Д Л- ™

ж ,,,,

По другому варианту предлагается репер компенсационный (фиг. 5--7), представляющий собою также обсадную трубу с заключенными в ней двумя стержнями / и 2 из разных металлов (латунь и железо). Один конец этих штанг закреплен наглухо в материке, а другой возвышается над поверхностью земли. Этот конец проходит внутри специальной компенсационной трубы 5, прикрепленной к двутавровой балке 6, которая одним концом замурована в фундамент 7 испытуемого сооружения.

Верхние концы штанг такого репера имеют одну шкалу 8 укрепленную на 1едной полосе, и два индекса 9 и 10, один из которых 9 прикреплен к железной полосе 4, а другой Ю при помощи гибкой прямой пружины соединен с компенсационной трубой // и вплотную подведен к той же основной шкале 8.

Шкала 8 имеет длину 5 мм и разделена штрихами на доли, равные 0,2 мм, как это было устроено и в нивеллирном репере.

За основную штангу здесь считается медная, для которой- ниже выведена специальная формула.

Пусть по индексу, прикрепленному к компенсационной трубе и скользящему по шкале медной полосы, произведены в различные времена года, т. е. при различных температурах, отсчеты a и flg, характеризующие осадку данного сооружения. Действительная величина осадки определяется по формуле:

j; (a2 -ai)+,

где .X -температурное изменение медной штанги по сравнению с-начальным

«.и Д

а., - а.

ж