Розробка та дослідження методів і засобів вертикального проектування з рідинними компенсаторами

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

удк 528.48

РОЗРОБКА ТА ДОСЛІДЖЕННЯ МЕТОДІВ І ЗАСОБІВ ВЕРТИКАЛЬНОГО ПРОЕКТУВАННЯ З РІДИННИМИ КОМПЕНСАТОРАМИ

05.24.01 - геодезія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

КРЯЧОК СЕРГІЙ ДМИТРОВИЧ

Київ 2001

Дисертація є рукопис.

Робота виконана в Київському національному університеті будівництва і архітектури, Міністерство освіти і науки України.

Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор Бурачек Всеволод Германович, Київський національний університет будівництва і архітектури, професор кафедри автоматизації геодезичних вимірювань.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Перович Лев Миколайович, Національний університет “Львівська політехніка”, завідувач кафедри інженерної геодезії і кадастру;

кандидат технічних наук Григоровський Петро Євгенович, Науково-дослідний інститут будівельного виробництва Держбуду України, завідувач сектору лазерних систем контролю.

Провідна установа: Донецький державний технічний університет, кафедра геоінформатики і геодезії, Міністерство освіти і науки України, м. Донецьк.

Захист відбудеться “25” жовтня 2001 р. о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.09 в Київському національному університеті будівництва і архітектури за адресою: 03037, Київ-37, Повітрофлотський проспект, 31, ауд. 466.

З дисертацією можна ознайомитися в науково-технічній бібліотеці Київського національного університету будівництва і архітектури за адресою: 03037, Київ-37, Повітрофлотський проспект, 31.

Автореферат розісланий “24” вересня 2001 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

кандидат технічних наук, доцент О.П. Ісаєв

Загальна характеристика роботи

проектування компенсатор точність конструкція

Актуальність теми. В Україні та за її межами існує стійка тенденція до збільшення обсягів висотного будівництва. Його якість та відповідність геометричних параметрів споруди проектним вимогам багато в чому залежить від геодезичного забезпечення.

Важливим етапом геодезичних робіт є проектування вертикальних осей будівлі. Підвищення точності проектування сприяє підвищенню точності розпланувальних робіт та інформативності виконавчих зйомок на монтажному горизонті, що безпосередньо впливає на геометричну збірність та жорсткість каркасу споруди, стійкість її до різного роду навантажень.

В сучасному висотному будівництві все більше застосовуються інтенсивні технології спорудження (наприклад, монолітно-каркасний метод) де використовуються засоби механізації робіт серед яких є вібратори, перфоратори і т.п. Застосування в таких умовах методів відтворення оптичної вертикалі за допомогою ПВП з оптико-механічними компенсаторами, чутливими до вібрації та електромагнітних полів, часто не може забезпечити необхідну точність вимірювань.

Оптичні рідинні компенсатори не чутливі до впливу електромагнітного поля, мають здатність гасити механічні коливання в шарах рідини, стабілізують візирний промінь в двох координатах, що є важливою передумовою для підвищення точності і автоматизації робіт під час вертикального проектування в умовах сучасного будівельного майданчика.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Розробки дисертаційної роботи виконані у відповідності з тематикою науково-дослідних робіт Київського національного університету будівництва і архітектури, а саме: “Разработка методов контроля качества и повышение точности строительно-монтажных работ, создание экспериментальных устройств автоматизированных систем для пространственной ориентации строительных конструкций”, “ Разработка концепции построения комплексной автоматизированной системы геодезического обеспечения строительства (КАСГОС)” (номери держ. реєстрації: ИА 01013419; 0194 U 019899), де замовником є міністерство освіти і науки України.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розробка та дослідження методів і засобів вертикального проектування з рідинними компенсаторами, які забезпечують підвищення точності проектування. Задачі досліджень:

- аналіз існуючих методів та засобів вертикального проектування;

- розробка нового методу відтворення оптичної вертикалі з використанням рідинних компенсаторів;

- теоретичне обгрунтування і розробка конструкції оптичного однорідинного компенсатора клинового типу підвищеної точності;

- розробка схемних рішень нових приладів вертикального проектування з підвищеними експлуатаційними характеристиками;

- удосконалення методик передачі планових координат і центрування геодезичного приладу на монтажному горизонті;

- проведення експериментальних досліджень розробок.

Наукова новизна одержаних результатів:

- вперше виконано теоретичні дослідження точності відтворення оптичної вертикалі за новим методом;

- вперше одержано вирази для оцінки точності методики передачі координат і центрування геодезичного приладу на монтажному горизонті із застосуванням розроблених засобів;

- вперше розроблено теоретичні основи точності нового оптичного рідинного компенсатора клинового типу в тривимірному просторі, що дозволило обгрунтувати взаємну компенсацію похибок виготовлення;

- вперше розроблено математичні моделі для оцінки впливу технології виготовлення рідинних компенсаторів на точність положення візирного променя, що дозволило виробити рекомендації для підвищення точності ПВП.

Практичне значення одержаних результатів:

- розроблено новий метод відтворення оптичної вертикалі, особливостями якого є використання високоточних автоколімаційних вимірювань, виправлення похибок елементів оптичної системи ПВП на стадії виготовлення та зменшення впливу термічної залежності показника заломлення рідини за рахунок зміни блока рідинного компенсатора;

- удосконалено методики передачі планових координат і центрування геодезичних приладів на монтажному горизонті шляхом використання нових ПВП та допоміжних засобів, що дозволило підвищити точність вертикального проектування;

- розроблено схемні рішення візуального та лазерного варіантів ПВП з використанням сучасної елементної бази, що реалізують новий метод відтворення вертикалі;

- розроблено конструкцію оптичного однорідинного компенсатора клинового типу підвищеної точності та вдосконалено спосіб її виготовлення, що дозволило суттєво зменшити вплив похибок виготовлення на положення візирного променя.

Результати досліджень пройшли експериментальні випробування та впроваджені у корпорації “Київміськбуд” та інституті “Київоргбуд”, дослідному підприємстві “Укргеодезмарк” ВАТ “Київметробуд”, в науково-дослідних роботах з бюджетної тематики та навчальному процесі в Київському національному університеті будівництва і архітектури. Підтверджено правильність теоретичних положень та підвищення точності вертикального проектування.

Особистий внесок здобувача. Автору належать:

- теоретичні дослідження точності відтворення оптичної вертикалі за новим методом;

- теоретична оцінка точності методики передачі координат і центрування геодезичного приладу на монтажному горизонті із застосуванням розроблених засобів;

- розробка математичних моделей для оцінки впливу технології виготовлення рідинних компенсаторів на точність положення візирного променя.

Результати досліджень, викладені в дисертаційній роботі, отримані автором особисто. В роботах, опублікованих у співавторстві, дисертанту належать:

- дослідження ПВП за оптимальністю операцій під час проведення вертикального проектування [1];

- теоретичні розрахунки точності нового ПВП [6];

- розробка вимог до вибору фотоприймачів для датчика горизонту [8];

- розробка теоретичних основ точності рідинного компенсатора в три-вимірному просторі з урахуванням похибок виготовлення, теоретичні обгрунтування роботи компенсатора підвищеної точності та способу його виготовлення, вплив технологічних чинників на точість роботи компенсатора [9, 7, 10].

Апробація результатів дисертації. Основні результати доповідались на Всесоюзній конференції “Оптичні і оптико-електронні методи і прилади для точних кутових і лінійних вимірювань і оптронна техніка” в 1988 р. в м.Києві та науково-практичних конференціях Київського національного університету будівництва і архітектури 1993-2001 рр. в м. Києві.

Публікації. По темі дисертації автором опубліковано 10 наукових робіт. Серед них: 5 статей у наукових збірниках і журналах, 2 - авторських свідоцтва, 2 - звіти з НДР, 1 - теза доповіді на конференції.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 4 розділів, заключних висновків, списку літератури і додатків. Загальний обсяг роботи 114 сторінок, додатково ілюстрації займають 41 сторінку (57 малюнків), таблиці -12 сторінок (7 таблиць), додатки - 33 сторінки (7 додатків), список використаних джерел - 12 сторінок (154 найменування). В додатках вміщено впровадження на 3 сторінках.

Основний зміст роботи

У вступі обгрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету та етапи її досягнення, визначено наукову новизну та практичне значення досліджень, коротко розкрито зміст дисертації.

Розділ 1. Аналіз існуючих методик та приладів вертикального проектування. У цьому розділі проаналізовано сучасний стан в царині існуючих методів та приладів вертикального проектування.

Необхідно відмітити дослідження та розробки Н.Г. Відуєва, С.П. Войтенка, П.І. Барана, Т.Т. Чмчяна, В.Г. Бурачека, В.О. Борового, В.Г. Головатого, Ю.М. Заболотного, В.С. Старовєрова, В.Д. Большакова, Г.П. Левчука, Я.А. Сундакова, В.С. Ситника, А.Я. Зацаринного, Х.К. Ямбаєва, Н.А. Гусєва, Ю.Ш. Беспалова, Г.Е. Голованя, Н.Н. Лебедєва, А.В. Мещерякова, Г.А. Спиридонова, Ф. Деймліха, Г. Штрохе, Л.А. Тагноса, Т. Якоба та інших вчених та інженерів.

Аналіз способів передачі планових координат на монтажний горизонт показав, що найбільш раціональним для висотного будівництва є спосіб вертикального проектування, а найбільш мобільними і точними є оптичні ПВП.

Застосування надирних ПВП, які обладнані пристроєм для примусового центрування геодезичного приладу, дозволяє виконувати установку останнього на монтажному горизонті без використання палетки, що зменшує час та підвищує точність центрування.

Основними недоліками ПВП з оптико-механічними компенсаторами є чутливість їх до електромагнітного поля, вібрацій та зміни температури, впливу на точність роботи корозії, похибок виготовлення, непружних ефектів в підвісах чутливих елементів та зон застою в опорах.

Аналіз існуючих оптичних рідинних компенсаторів показав, що вони не чутливі до електромагнітного поля, здатні гасити ударно-вібраційні коливання в шарах рідини, дозволяють стабілізувати візирний промінь в двох координатах. Найбільш точними і оптимальними за конструкцією серед них є однорідинні компенсатори типу “оптичний клин”.

Огляд схемних рішень ПВП з рідинними компенсаторами вказує на організацію в деяких із них каналів внутрішньої вивірки, які дозволяють корегувати положення візирного променя під час спостережень.

Розділ 2. Розробка елементів теорії точності нового методу відтворення оптичної вертикалі. Розділ присвячено теоретичному дослідженню нового методу відтворення оптичної вертикалі (НМВОВ) з використанням оптичних однорідинних компенсаторів (ОРК) клинового типу з двома ампулами.

Встановлено, що суттєвими чинниками, які зменшують точність вертикального проектування є ударно-вібраційні навантаження на ПВП, зміна температури довкілля та похибки виготовлення ОРК у вигляді залишкових оптичних клинів плоскопаралельних пластин (ППП) і з'єднувальних конструкційних елементів (КЕ). Суттєвість останнього чинника доведена на основі виведеної формули для середньої квадратичної похибки (СКП) відхилення візирного променя від вертикалі для ОРК, що має S ампул:

, (1)

де у - величина залишкового клину ППП і КЕ; n_n, n_p - показники заломлення матеріалу пластин і рідини відповідно. Для ОРК з S=2, у=1^”…10^”, n_n=1,52 (скло К8), n_p=1,5, m_г=1,4…14^”.

З метою підвищення точності вертикального проектування запропоновано застосовувати автоколімаційні вимірювання та юстирування положення візирної осі зорової труби відносно оптичної осі рідинного компенсатора для зниження негативної дії ударно-вібраційних навантажень і температурних деформацій ПВП, змінність блоків ОРК з урахуванням їх температурного діапазону роботи для зменшення впливу термічної залежності показника заломлення рідини, виправлення похибок елементів оптичної системи (ОС) ПВП ще на стадії їх виготовлення. Наведені прийоми є компонентами нового методу відтворення оптичної вертикалі.

Величину з відхилення візирного про-меня від вертикалі оптичними середо-вищами ОРК знайдено з векторного добутку (рис.1):

sin = | [A₆N_p] |, (2)

де , А₁ - матриця орта променя, що падає на ОРК, N_p - матриця нормалі до поверхні рідини,

(3)

де М_ОРК - матриця ОС ОРК; М₁,М₂,М₃ - оператори оптичних клинів ППП; М_Р1, М_Р2 - оператори поверхонь заломлення рідини; Т_1-2, Т_1-3 - матриці переходу від одного базису до іншого.

На основі (2) доведено можливість взаємної компенсації похибок виго-товлення елементів компенсатора, об-грунтовано оптимальне схемне рішен-ня ОРК. В ньому площини залишкових оптичних клинів лежать у спільній площині, а їх основи зорієнтовані так, як це показано на рис.1. Якщо

і=0, n₁=n₃=n₆=n₉=1, n₂=n₄=n₅=n₇=n₈=1,5, а , то .

З використанням (2) розроблено математичні моделі, результати реалі- зації яких свідчать про суттєвість впливу технологічних чинників на точність ОРК. Запропоновано при виготовлені ППП і КЕ зменшити величину допуску на залишковий клин пристрою для їх кріплення до мінімального значення, визначити величину відступу N₂ поверхні пристрою від площини. Під час обробки других робочих поверхонь ППП довести їх відступ від площини N₁ до значення N₁= -N₂ для виконання умови . Цим буде забезпечено з=min.

Відхильну дію на візирний промінь чинить паро-повітряна суміш (ППС), що утворюється в ампулах ОРК над рідиною. В результаті, під час нахилу ОРК виникає оптичний клин з показником заломлення n_ППС>1.

Розроблено теоретичну основу і методику визначення відхильної дії ППС, складено алгоритм та проведено математичне моделювання.

Встановлено, що основним чинником відхильної дії є повітря, яке залишається в ампулі, вона прямо пропорційна кутові нахилу ПВП та мало залежить від зміни температури і якісного складу розчину. Для нахилу ПВП б=±10' відхильна дія ППС в=(0,3^”…0,4^”), а для розширеного діапазону роботи ОРК б=±1° (в лазерному ПВП) в=(1,9^”…2,2^”). В останньому випадку запропоновано відкачувати повітря з ампули перед її герметизацією.

На основі наведених вище теоретичних досліджень та моделювання розроблено вимоги до технології виготовлення компенсатора. Запропоновано способи їх реалізації та конструкція самого компенсатора.

Для реалізації НМВОВ розроблені схемні рішення надирного ПВП у візуальному і лазерному варіантах (рис.2).

високоточні автоколімаційні вимірювання незбігання візирної осі зорової труби та оптичної осі ОРК (рис.2,а), яку задано нормаллю до верхньої грані ППП 10, виконуються за допомогою автоколімаційного окуляра 25, а поєднання осей здійснюється роботою трьох навідних гвинтів 13, які дозволяють сполучити автоколімаційний відблиск від ППП 10 з сіткою ниток 6. Якщо температура довкілля не відповідає температурному діапазонові роботи ОРК 2 то його вилучають з ПВП і встановлюють відповідний та проводять автоколімаційні вимірювання та поєднання візирної осі зорової труби і оптичної осі ОРК вказаним вище способом. Аналогічно працює лазерний варіант ПВП (рис.2,б).

Для забезпечення двосторонньої передачі запропоновано в оптичну систему ПВП ввести зенітний канал.

Проведено аналіз чинників, що впливають на точність відтворення вертикалі в розроблених ПВП та виведено формули для оцінки точності НМВОВ.

Для видимого збільшення зорової труби Г=30^Ч та діаметра вхідної зіниці D_вх=36мм отримано значення точності НМВОВ:

для візуального варіанту ПВП - 1:170000 і 1:150000 (надирний і зенітний напрямки відповідно);

- для лазерного варіанту ПВП - 1:400000 і 1:250000 (надирний і зенітний напрямки).

Розділ 3. Розробка і теоретичні дослідження методів та засобів вертикального проектування. Показано застосування розроблених засобів для передачі планових координат на монтажний горизонт (МГ) і центрування геодезичного приладу на МГ над точками вихідного горизонту (ВГ) для проведення виконавчих зйомок будівельних конструкцій способом бокового нівелювання. Проведено оцінку точності робіт.

Розроблено допоміжні засоби: візирну марку, в якій третя опора використовується для примусового центрування над точкою базисної фігури та магнітна марка, що мають СКП центрування =0,13 мм і =0,11 мм відповідно; палетку з рухомою частиною, точність повторної установки в зенітний отвір якої складає =0,05 мм; систему узгодження візирної осі ПВП і осі обертання геодезичного приладу з СКП узгодження 0,1мм.

Розроблено технології передачі координат і центрування з використанням візуального і лазерного ПВП в надир (ВПВП(Н), ЛПВП(Н) відповідно), двосторонніх ПВП (ВПВП(Д), ЛПВП(Д)) та допоміжних засобів.

Встановлено, що СКП передачі для двох діаметрально протилежних положень зорової труби може бути виражена залежностями загального вигляду:

- для візуального та лазерного варіантів ПВП і одного каналу (зеніт чи надир)

, (4)

- для двостороннього візуального чи лазерного ПВП

, (5)

де Н - висота передачі; , - кутова та лінійна складові похибки передачі; - похибка в положенні візирного променя через вплив на нього зовнішніх умов; НЗ, НН - висоти передачі для зенітного та надирного каналів; , - на трасах передачі надирного і зенітного каналів. СКП центрування визначається за (4).

На основі теоретичних досліджень та розрахунків отримано значення і . З метою оцінки точності методик проведено математичне моделювання залежності СКП передачі координат і центрування від висоти Н з урахуванням впливу на візирний промінь зовнішніх умов , випадку коли Н3=НН - для двосторонніх ПВП. Результати моделювання наведено на рис.3. Вони показують, що точність передачі планових координат в порівнянні, наприклад, з ПВП PZL (фірми Карл Цейс, м.Йена, Німеччина) збільшилась в середньому для Н250 м від 1,2 до 2,9 разів, а точність центрування в порівнянні з використанням PZL для передачі координат і центруванням над палеткою геодезичного приладу власним оптичним виском збільшилась в середньому в 1,8-1,9 рази в залежності від використаних засобів.

Розділ 4. Експериментальні дослідження. В розділі наведено методики та результати лабораторних і натурних досліджень розроблених методів, приладів та окремих вузлів.

Проведено макетування модулів візуального приладу вертикального проектування в надир - ВПВП(Н) та пристрою для центрування геодезичних приладів - ПЦГП, яке показало можливість створення блочно-модульної конструкції ПВП. ВПВП(Н) розроблено за схемним рішенням, наведеним на рис.2,а. Він має збільшення 28х, автоколімаційний окуляр Монченка, блок ОРК підвищенної точності, двокоординатний столик. Ціна поділки установочних рівнів 45ґґ.

Дослідження точності НМВОВ проведено на об'єкті корпорації “Київміськбуд”. Для цього на вихідному горизонті було встановлено палетку з підсвіткою, а на семи монтажних горизонтах послідовно встановлювався ВПВП(Н) та вимірювався один і той же інтервал палетки по 30 разів. Методика вимірювань включала: автоколімаційні вимірювання та поєднання візирної осі і оптичної осі ОРК, перефокусування, наведення хреста ниток зорової труби на палетку та взяття відліків по індикаторові часового типу з ціною поділки 0,01 мм. Вимірювання проводились для двох діаметрально протилежних положень зорової труби. Для кожного МГ визначались: середні відліки; різниці між отриманою довжиною інтервалу палетки та його ціною, визначеною в лабораторних умовах; СКП НМВОВ -.

За значеннями отримано з коефіцієнтом кореляції r=0,98 рівняння регресії для висоти проектування Н, м

. (6)

Розрахунки точності відтворення вертикалі показали близькість її значення для зразка ВПВП(Н) і PZL. Для перевірки цього використані відомі дані з СКП проектування, наведені в роботі [16] дисертації, з яких вилучені похибки центрування PZL і відліків по палетці. Середнє значення співвідношень отриманих результатів до значень для семи значень Н дорівнює 0,99, що за умови близькості для обох випадків впливу зовнішніх умов на візирний промінь підтверджує правильність теоретичних положень з визначення точності НМВОВ.

Відомо, що основним джерелом похибок лазерних приладів, які задають референтний напрямок, є кутові флуктуації лазерного пучка. Тому досліджено просторово-часові характеристики випромінювання лазерного напівпровідникового модуля МЛН-3. Для цього було організовано створ завдовжки 39,45 м, на одному кінці якого встановлено екран з реперними лініями, відносно яких фіксувалося переміщення лазерної плями та зміна її розмірів по двох взаємно перпендикулярних напрямках. На іншому кінці створу знаходився лазерний модуль на штативі. Було визначено 30 положень лазерної плями. В результаті обробки даних встановлено, що геометрична вісь пучка відхилилась впродовж спостережень при температурі +22⁰С на 5^ґґ. Відхилення відбувалось із середньою швидкості 0,086^ґґ за хвилину. Величина кутових флуктуацій (рис.4) може бути описана рівнянням регресії

(7)

СКП визначення величини флук-туацій дорівнює 0,26ґґ. Величи-на розфокусування склала близь-ко 2% по двох взаємно перпен-дикулярних осях.

Для перевірки справедливості розробленої методики розрахун-ків відхильної дії паро-повітряної суміші ОРК на візирний промінь була проведена експериментальна оцінка величини показника заломлення суміші для співставлення його із значенням, що отримане за розробленою методикою. Для цього було використано лазерний інтерферометр (схема Майкельсона) рис.5. Блок 2 генерує лазерний промінь, який поляризований в двох взаємно перпендикулярних площинах. В призмі 3 лазерний пучок розщеплюється на промені опорного плеча (S -промінь) і вимірювального
(P -промінь) за напрямком площини поляризації.

Блок 2 виділяє різницю d в оптичній довжині ходу вимі-рювального і опорного плечей, яка висвічується на екрані блоку 1. Було визначено d для порож-ньої ампули 5 і dпісля част-кового заповнення бінарним розчином відомого складу і пропорції та її герметизації. виміряна геометрична довжина ампули l.

Зміна показника заломлення середовища над рідиною визначена за формулою

. (8)

Після статистичної обробки серії даних отримано для довірчої ймовірності Р=0,95 =(51.81±0,17)·10^-6. Були визначені: тиск, відносна вологість і температура повітря. За розробленою методикою розраховано значення , яке склало для Р=0,95 =(47±12)·10^-6.

Таким чином попадає в довірчий інтервал , а відносна похибка визначення за розробленою методикою складе 9% від виміряного значення .

Висновки

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється в підвищенні точності вертикального проектування.

Головними науковими і практичними результатами дисертаційної роботи є:

1. Розроблено і теоретично обгрунтовано новий метод відтворення оптичної вертикалі, особливостями якого є використання високоточних автоколімаційних вимірювань, виправлення похибок елементів оптичної системи ПВП на стадії їх виготовлення та зменшення впливу термічної залежності показника заломлення рідини за рахунок зміни блока рідинного компенсатора, що дозволило підвищити точність відтворення оптичної вертикалі.

2. Удосконалено методики передачі планових координат і центрування геодезичних приладів на монтажному горизонті шляхом використання нових ПВП та допоміжних засобів. Проведено теоретичні дослідження точності методик, які вказують на підвищення точності вертикального проектування.

3. Запропоновано і обгрунтовано за точністю схемні рішення нового ПВП у візуальному і лазерному варіантах виконання з використанням сучасної елементної бази, що дозволяє реалізувати новий метод відтворення оптичної вертикалі. Новизна технічного рішення підтверджена авторським свідоцтвом.

4. На основі розроблених теоретичних положень та математичного моделювання запропоновано конструкцію оптичного однорідинного компенсатора клинового типу підвищеної точності та спосіб його виготовлення. В компенсаторі суттєво зменшено вплив похибок виготовлення, що дозволяє підвищити точність відтворення вертикалі в новому ПВП. Новизна технічного рішення захищена авторським свідоцтвом.

Список праць, опублікованих автором за темою дисертації

Бурачек В.Г., Крячок С.Д., Кривой О.П. Поліпшення технології вертикального проектування // Інженерна геодезія. К. : Будівельник. 1993. Вип. 36. С. 36-39.

Крячок С.Д. Розрахунок відхиляючої дії паро-повітряної суміші на положення візирного променя в оптичних рідинних компенсаторах // Інженерна геодезія. К.: Будівельник. 1977. Вип. 38. С. 73-84.

Крячок С.Д. Визначення точності методики розрахунків відхиляючої дії паро-повітряної суміші оптичних рідинних компенсаторів // Інженерна геодезія. К.: Віпол. 1998. Вип. 40. С. 71-78.

Крячок С.Д. Дослідження кутових флуктуацій випромінювання напівпровідникового лазерного діода // Вісник геодезії та картографії. 1999. №3. С. 10-12.

Крячок С.Д. Застосування надирних приладів вертикального проектування під час виконавчих зйомок у висотному будівництві // Інжнерна геодезія. К.: КНУБА. 2000. Вип. 43. С. 92-97.

Оптический отвес : А.с.1760316 СССР, МКИ G 01 С 5/02 / В.Г. Бурачек, С.Д. Крячок, Н.А. Володин, А.П. Кривой (СССР). №4715700/10; Заявлено 11.04.89; Опубл. 07.09.92, Бюл. №33. 4 с.

Оптический жидкостной компенсатор и способ его изготовления: А.с.1800264 СССР, МКИ G 01 С 5/02, 15/10 / В.Г. Бурачек, В.А. Боровой, С.Д. Крячок (СССР). - №4834575/10; Заявлено 08.09.90; Опубл. 07.03.93, Бюл. №9. 7 с.

Разработка методов контроля качества и повышения точности строительно-монтажных работ, создание экспериментальных устройств автоматизированных систем для пространственной ориентации строительных конструкций: Отчет о НИР (заключительный), (Ю.В. Полищук, В.Г. Бурачек, В.А. Боровой, Л.В. Борисюк, С.Д. Крячок) / Киевский государственный технический университет строительства и архитектуры. НИИНТИ; Инв.№0292U000449. К., 1993. 203 с.

Разработка концепции построения комплексной автоматизированной системы геодезического обеспечения строительства (КАСГОС): Отчет о НИР (заключительный), (Ю.В. Полищук, В.Г. Бурачек, В.А. Боровой, Л.В. Борисюк, С.Д. Крячок, Т.М. Иванченко, В.Н. Ивасенко) / Киевский государственный технический университет строительства и архитектуры. НИИНТИ; Инв.№0297U0001165. К., 1996. 136 с.

Бурачек В.Г., Крячок С.Д. Применение оптических жидкостных компенсаторов повышенной точности в приборах передачи вертикальных направлений // Сб. тезисов докл. Всесоюзн. конф. “Оптические и оптико-электронные методы и приборы для точных угловых и линейных измерений и оптронная техника. М. : ЦНИИИ и ТЭИ. 1989. С. 53.

Анотація

Крячок С.Д. Розробка та дослідження методів і засобів вертикального проектування з рідинними компенсаторами. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.24.01 - Геодезія. - Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, 2001.

Розроблено методи та засоби вертикального проектування з рідинними компенсаторами. Авторам запропоновано і теоретично обґрунтовано новий метод відтворення оптичної вертикалі, який полягає у використанні високоточних автоколімаційних вимірювань, виправленні похибок виготовлення елементів оптичні системи ПВП на стадії виготовлення та можливості зміни рідинного компенсатора з урахуванням температурного діапазону його використання, що дозволяє підвищити точність вертикального проектування.

Результати експериментальних досліджень підтвердили правильність теоретичних положень та підвищення точності вертикального проектування. Розробки автора знайшли впровадження у висотному будівництві та спорудженні метрополітену.

Ключові слова: вертикальне проектування, передача планових координат, виконавчі зйомки, візуальні та лазерні прилади, оптичний рідинний компенсатор.

Synopsis

Sergiy D. Kryachok. Elaboration and investigation of the methods and means of vertical projection with the liquids compensator. - Manuscript.

Thesis on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a speciality 05.24.01 - Geodesy. - Kyiv National University of Construction and Architecture, Kyiv, 2001.

The methods and means of vertical projection with the liquids compensator have been developed. Author has suggested and theoretically substantiated new method of optical vertical renovation. This method is based on the using of high-accuracy autocollimation measure, errors correction optical system in PZL by manufacturing and possibilities of changing liquids compensator with the accounting of temperature range of its using. It allows to increase the accuracy of vertical projection.

The results of experimental investigations testify that theoretic positions is right and accuracy rise of vertical projection. Author's elaborations have been used in high-rise building and the Metro erection.

Key words: vertical projection, plane coordinates transmissioning, executive survey, visual and laser examples of vertical projection, optical liquids compensator.

Аннотация

Крячок С.Д. Разработка и исследование методов и средств вертикального проектирования с жидкостными компенсаторами. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.24.01 - Геодезия. - Киевский национальный университет строительства и архитектуры, Киев, 2001.

Разработаны методы и средства вертикального проектирования с жидкостными компенсаторами.

Предложены: новые двухсторонние ПВП в лазерном и визуальном вариантах в блочно-модульном исполнении со стабильными характеристиками точности; магнитная визирная марка; марка, в которой третья опора используется для принудительного центрирования над точкой базисной фигуры; палетка для надирных наблюдений; система согласования визирной оси ПВП и оси вращения геодезического прибора - для его центрирования на монтажном горизонте без использования палетки.

Применение разработанных средств позволяет усовершенствовать методики передачи плановых координат и центрирования геодезических приборов на монтажном горизонте для проведения исполнительных съемок строительных конструкций способом бокового нивелирования. Проведены теоретические исследования точности методик с учетом характеристик разработанных средств и технологий измерений. Расчеты свидетельствуют о повышении точности передачи координат по сравнению, например, с PZL (ПВП фирмы Карл Цейс, г.Йена, Германия) в среднем от 1.2 до 2.9 для высот Н250 м - в зависимости от применяемых средств и повышения точности центрирования около 1.9 раза по сравнению с использованием PZL для передачи координат на палетку и центрирования над ней геодезического прибора при помощи собственного оптического отвеса.

Схемные решения разработанных ПВП основаны на новом методе воссоздания оптической вертикали. Особенностями метода являются: использование высокоточных автоколимационных измерений для согласования визирной оси зрительной трубы и оптической оси жидкостного компенсатора, исправление погрешностей изготовления элементов оптической системы ПВП на стадии их изготовления и возможности смены блока жидкостного компенсатора для уменьшения влияния термической зависимости показателя преломления жидкости компенсатора на точность работы ПВП.

Выполнено теоретическое обоснование точности нового метода воссоздания вертикали. Для этого разработаны теоретические основы точности оптического одножидкостного компенсатора клинового типа в трехмерном пространстве с учетом погрешностей его изготовления в виде остаточных клиньев плоскопараллельных пластин и соединительных конструкционных элементов. Теоретически доказана возможность взаимной компенсации погрешностей изготовления, разработаны математические модели для оценки влияния технологических факторов, что позволяет предложить способ изготовления и конструкцию жидкостного компенсатора повышенной точности, в которой влияние погрешностей изготовления уменьшено в 7-15 раз по сравнению с традиционной конструкцией. Проведен анализ факторов, влияющих на точность воссоздания вертикали. Получены относительные погрешности ее положения, равные для визуального варианта ПВП - 1:170000 и 1:150000 (надирное и зенитное направление соответственно), для лазерного - 1:400000 и 1:250000 (надирное и зенитное направление).

Результаты теоретических исследований, разработанные приборы прошли лабораторные, натурные и производственные испытания, результаты которых свидетельствуют о правильности теоретических положений и повышении точности вертикального проектирования.

Разработки автора внедрены при строительстве высотных зданий и прокладывании линий метрополитена.

Ключевые слова: вертикальное проектирование, передача плановых координат, исполнительные съемки, визуальные и лазерные приборы, оптический жидкостный компенсатор.

Размещено на Allbest.ru

...