Устройство для определения смещений в сооружениях Советский патент 1938 года по МПК G01B5/16 E01B1/00 

При исследовании вопросов прочности и устойчивости гидро-инженерных сооружений возникает необходимость знать, помимо деформаций в точках внутри или на поверхности ответственного элемента или части сооружения, еще и общие деформации сооружения в целом или отдельных крупных его секций.

Как известно, общая деформация, слагаясь из компонентов вертикального перемещения (осадка), горизонтального перемещения (скольжение, смещение) и угла поворота (крен, перекос, неравномерная осадка), вызывается двумя основными причинами, а именно: 1) деформацией основания, зависящей от устойчивости и податливости грунта основания, находящегося под гидросооружениями в силовом поле фильтрационного потока и подвергающегося вертикальным и горизонтальным нагрузкам и 2) деформацией тела сооружения, зависящей от величины и характера постоянной и переменной внещней нагрузки, от режима колебания внутренней температуры тела сооружения или внещней температуры окружающей среды, а также и от процессов, связанных с переменными по времени свойствами

строительного материала, как-то усадки и разбухания бетона при переменном режиме влажности, температуры и химических процессов, связанных с твердением цемента.

Так как общие деформации по абсолютной величине вообще бывают незначительны, но с щироким по времени диапазоном колебания в каждом частном случае (от микронов до десятков сантиметров), то для их количественной оценки надлежит применять точные, надежные и удобные средства измерения.

Одним из таких средств является геодезический метод, позволяющий посредством тригонометрического способа (микротриангуляции) замерять абсолютные величины равнодействующей общей деформации в ряде пунктов, расставленных в нужных местах на поверхности сооружения, и тем дать полную картину абсолютной деформации всего сооружения в пространстве.

Способ визирования (параллельного, прямоугольного, полярного, биполярного и др.) позволяет определять относительное смещение сооружения, его секции или точки.

Способ нивеллирования (техничеСКОРО, прецизионного, тригонометрического или пьезометрического) позволяет замерять вертикальное перемещение, т. е. осадку.

Способ визирования предусматривает разбивку на сооружении ряда измерительных створов, так или иначе ориентированных в пространстве и проходящих через характерные точки сооружения. Такие створы закрепляются по концам тумбами под геодезические инструменты, привязанные к ближайщии пунктам государственной триангуляции. Одна из труб служит наблюдательной, вторая - опорной.

В створе визирования в ряде пунктов, где намечено замерять величину горизонтального смещения, укрепляют заподлицо с сооружением специальные марки, так называемые, марки с вертикальным штифтом, в которых имеется сделанное довольно точно специальное гнездо для опоры инструмента.

При производстве измерений, на одной из тумб, выбранной как наблюдательной, устанавливается точный теодолит, на другой тумбе-опорной выставляется специальная веха. В каждой из тумб утоплена особая металлическая плита с намеченными местами под геодезический инструмент. В центр каждой доски вделана заподлицо с плитой марка с вертикальным штифтом, как и на измерительных пунктах, которой дополнительно можно пользоваться, в случае визирования с одной или другой тумбы, как вехой или гнездом для установки становой головки геодезического инструмента.

Во все измерительные марки при визировании вставляются вертикальные штифты, и проверяется их смещение из створа визирования.

В случае отклонения какой-либо измерительной марки из створа визирования таковое точно измеряется предлагаемым переносным устройством для определения смещения.

Таким образом, предлагаемое устройство является одним из элементов в комплексе приборов и контрольноизмерительного оборудования, необходимого для применения геодезического метода к измерению общих деформаций сооружения.

В предлагаемом устройстве для определения смещений в сооружениях на станине, снабженной шаровой головкой для точной установки над маркой визирования, помещен вертикальный визирный щтифт, перемещаемый в горизонтальном направлении помощью микрометренного зинта. О величине измеряемого смещения судят по отсчету перемещения штифта по горизонтальной линейке при возвращении его в створ визирования.

На чертеже изображен вид спереди предлагаемого устройства для определения смещений в сооружениях.

На станине / устройства установлены две вертикальные глухие стойки 2, поддерживающие две горизонтальные линейки 3 с нанесенными на них делениями (ценой в миллиметр), идущими от нуля в центре прибора до 60-70 мм в обе стороны, и микрометренный винт 4 с измерительной головкой 4. По измерительным линейкам 3, как по салазкам, принудительно при помощи микрометренного винта 4 двигается фасонная разрезная гайка 5, несущая вертикальный щтифт б, перпендикулярный к линейке 3. Таким образом, вертикальный штифт 6 можно по желанию перемещать параллельно себе вправо или влево от вертикальной оси устройства. Величина смещения штифта от центра инструмента с точностью до 0,1 мм читается по измерительной линейке 3 и нониусу 7, нанесенному на фасонной гайке J. В случае желания иметь более высокую точность уберут отсчеты сотых и тысячных долей миллиметра по барабану головки 4 микрометренного винта 4 и нониусу 8. Для четкости и резкости отсчитывания применены увеличительные лупы 9 для нониусов у штифта и у барабана. Как правило, отсчеты по данному устройству берутся как среднее из двух по обеим линейкам.

Плоскость визирования задается геодезическим инструментом и проходит через два стационарных (опорный и наблюдательный) пункта своего створа визирования.

Устройство, поставленное на измерительный пункт, лишено возможности горизонтального смещения благодаря тому, что становая головка JO устройства в форме шарика, опущенная в гнездо марки, обеспечивает устройству лишь одно вертикальное перемещение. Установка устройства производится аналогично таковой для всякого простого геодезического инструмента, т. е. пользуясь подъемными винтами, при помощи уровня на подставке и зеркала приводят ось устройства, а следовательно, и его штифт 6, в отвесное положение, а линейку 3 - в горизонтальное положение.

Для удобства процесса наводки при визировании с любых расстояний штифт 6 устройства имеет переменную толщину.

Установка устройства после указанного его приготовления в положение, когда измерительная горизонтальная линейка, по которой ходит вертикальный штифт, перпендикулярна к створу визирования, осуществляется при помощи простого приема, широко известного из практики нивеллирования. По этому известному приему момент перпендикулярности рейки к плоскости визирования нивеллира улавливается минимальным отсчетом по рейке при ее качании на измеряемой точке. В данном случае поступают аналогично, с той лишь разницей, что добиваются перпендикулярности линейки к створу визирования в горизонтальной плоскости, а не в вертикальной. Операция эта не сложна и установка устройства удается с трех поворотов его вокруг вертикальной оси: первым поворотом задают угол меньше прямого, вторым-больше прямого, а тре.тий поворот должен дать нормальность линейки к створу визирования. Можно эту операцию упростить, установив на штифте зеркальный эккер. При измерениях у теодолита находится наблюдатель, а у марки на измерительном пункте-оператор с описанным устройством. Для согласованности работы они связаны друг с другом переносным телефоном.

Предмет изобретения.

1.Устройство для определения смещений в сооружениях, отличающееся применением вертикального визирного штифта б, перемещаемого в горизонтальном направлении при помощи микрометренного винта 4, с целью по отсчету перемещения по горизонтальной линейке 3 при возвращении штифта б в створ визирования судить об измеряемом смещении сооружения.

2.В устройстве по п. 1 применение шаровой головки W для точной установки станины / устройства над маркой визирования.

к авторскому свидетельству М. М. Дорохова

Ль 53876

JV д Т д «л цХд

у

г

ШТцшШ