Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка методов повышения надёжности измерений при геодезическом обеспечении строительных работ

ВАК РФ 25.00.32, Геодезия

Автореферат диссертации по теме "Разработка методов повышения надёжности измерений при геодезическом обеспечении строительных работ"

На правах рукописи

СОЛОВЬЁВ СЕРГЕЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ГЕОДЕЗИЧЕСКОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

25.00.32 - Геодезия

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 9 МАЙ 2011

Москва-2011

4847190

Работа выполнена на кафедре прикладной геодезии геодезического факультета Московского государственного университета геодезии и картографии

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Корнеев С.М.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Чугреев И.Г.

кандидат технических наук, профессор Зайцев А.К.

Ведущая организация - ОАО Государственный специализированный

проектный институт (ГСПИ)

Защита состоится « 2 » _2011 г, в 12 час.

на заседании диссертационного совета Д.212.143.03 в Московском государственном университете геодезии и картографии по адресу: 105064, Москва, Гороховский пер. 4, МИИГАиК, зал заседаний Учёного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИИГАиК. Автореферат разослан «22 » л_2011г.

Учёный секретарь диссертационного совета

КлимковКХМ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время изменилась архитектура строительных объектов, от типовой она перешла к индивидуальной, разнообразной по форме и геометрическим параметрам. Эта тенденция повысила требования к геодезическому обеспечению строительства. Геодезические измерения являются обоснованием для выполнения строительно-монтажных работ, при этом их нельзя отделить от производственного цикла, так как непосредственно за измерениями следует монтаж строительных конструкций. Поэтому требуется обеспечить высокую надёжность измерений. Необходимо отметить, что измерения в строительстве имеют существенные особенности. Некоторые методы измерений, применяемые на строительных объектах, не исключают инструментальные погрешности и не содержат полноценного контроля. Кроме того, контроль измерений трудно обеспечить в условиях непрерывного цикла и высоких темпов современного строительства. Ограниченность строительной площадки не позволяет избежать влияния производственны факторов, таких как ударные воздействия, вибрации и т.п. Поэтому надёжность измерений во многом определяется работоспособностью используемых геодезических приборов. В настоящее время контроль работоспособности приборов производится, в основном, периодической поверкой. Поверка осуществляется аккредитованными метрологическими центрами, она производится один раз в год и служит для определения метрологической пригодности прибора в целом. Опыт использования геодезических приборов на строительной площадке говорит о том, что поверка с жёстко установленным межповерочным интервалом является недостаточной. В условиях строительства необходимо обеспечить работоспособность прибора в момент измерений, так как его неисправность может привести к значительным отклонениям конструкций от проектного положения. Поэтому для обеспечения требуемого качества строительства необходимо повысить надёжность геодезических измерений путём своевременного контроля работоспособности приборов на объекте строительства. Для чего операции контроля необходимо включить в технологию геодезического обеспечения строительных работ. Контроль должен производиться оперативно, в рабочих условиях эксплуатации, с использованием методов, соответствующих методам измерений в строительстве и с учётом погрешностей, имеющих существенное влияние на точность. Межконтрольный интервал может составлять от суток до года и устанавливается для конкретных операций. Результаты контроля можно использовать для исследования работоспособности геодезических приборов в условиях строительства.

Целью работы является:

Разработка методов повышения надёжности геодезических измерений в условиях строительства путём обеспечения контроля работоспособности приборов при выполнении геодезических работ.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Проведён анализ средств и методов геодезических измерений в строительстве.

2. Выполнены экспериментальные исследования условий производства, определены факторы влияния на надёжность измерений при геодезическом обеспечении строительных работ и установлены требования к проведению геодезических измерений.

3. Проведены исследования работоспособности геодезических приборов в условиях строительства.

4. Разработаны способы контроля работоспособности приборов в рабочих условиях строительного объекта для повышения надёжности измерений при геодезическом обеспечении строительных работ.

Научная новизна определяется следующим:

1. Получены новые данные о влиянии на надёжность измерений различных источников вибраций и ударных воздействий в условиях строительства, на основе которых установлены требования к проведению измерений при геодезическом обеспечении строительных работ.

2. Впервые для каждой конкретной метрологической характеристики геодезических приборов определена периодичность контроля в зависимости от нестабильности характеристики в условиях строительства.

3. Разработаны усовершенствованные оперативные способы контроля работоспособности приборов с применением контрольных стендов, соответствующие используемым методам измерений, условиям производства и с учётом значительных погрешностей для повышения надёжности геодезических измерений в рабочих условиях производства работ на объектах строительства.

Практическая ценность работы Разработаны способы, которые позволяют в рабочих условиях строительного объекта повысить надёжность геодезических измерений за счёт исключения погрешностей из-за неисправности прибора и ослабления влияния производственных факторов, что повлечёт за собой сокращение непроизводственных затрат времени на исправление результатов измерений, сокращение брака при производстве геодезических и строительных работ, повышение надёжности выполненных конструкций. Основные результаты исследований внедрены при разработке нормативных документов: «Нормируемые метрологические характеристики средств измерений топографо-геодезического назначения» (РТМ 68-8.24-01); «Теодолиты. Методика поверки» (МИ 08-00); «Инструкция по проведению технологической поверки геодезических приборов» (ГКИНП 17-195-99). Результаты работы были применены при геодезическом обеспечении строительства следующих объектов: м-на Крылатское, Юго-западной заправки, Горки-6 ,21,26 кварталов, м-на №7 Колычёво, м-на «Центральный», Ледового дворца, Квартала жилых домов, Торгово-офисного центра, Сапожковых-7 и Кирова-10 .

Апробация работы. По теме диссертации автором сделаны доклады на седьмом отраслевом семинаре по метрологии (г. Н.Новгород - 2000г.), 7,9 Всероссийских форумах по геоинформационным технологиям (Москва - 2000, 2002гг.), научно-технической конференции по инженерной геодезии (МГСУ-МИСИ - 2006), международной научно-технической конференции «Геодезия, картография и кадастр - XXI век» (МИИГАиК - 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано десять работ, из которых

пять в журналах, рекомендуемых ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, изложенных на 170 страницах, и содержит 66 таблиц и 19 рисунков. Список литературы включает 122 наименования, в том числе 12 на иностранных языках.

На защиту выносятся следующие результаты исследований и разработок:

1) Результаты экспериментальных исследований влияния условий производства на надёжность измерений при геодезическом обеспечении строительных работ.

2) Результаты исследований работоспособности приборов, используемых при геодезических измерениях в строительстве.

3) Способы контроля теодолитов при выполнении геодезических измерений в условиях объекта строительства.

4) Способы контроля нивелиров при выполнении геодезических измерений в условиях объекта строительства.

5) Способы контроля тахеометров при выполнении геодезических измерений в условиях объекта строительства.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении автором обоснована актуальность темы диссертации. Сформулированы основные цели и задачи работы. Приведены данные, характеризующие выполненные исследования. Представлены результаты, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу применяемых средств и методов измерений, специфики производства.

Анализ технологических операций показал следующее: во-первых, в строительстве принята рабочая система координат (прибор-объект), которая зависит от конфигурации, высоты строящегося сооружения, размеров строительной площадки, вследствие чего измерения часто производятся при большом неравенстве плеч и значительных углах наклона зрительной трубы, расстояния измеряются в небольшом диапазоне (до 200м). Во-вторых, некоторые существующие методы измерений не исключают влияние инструментальных погрешностей и не содержат полноценного контроля измерений. В-третьих, на строительной площадке измерения часто проводятся при наличии влияния производ-

ственных факторов: вибрации, отдельных ударов, толчков, магнитных полей. В-четвёртых, из-за непрерывного цикла работ монтаж конструкций производится сразу после выполнения измерений, при этом обычно время измерений ограничено, что не позволяет обеспечить полноценный контроль. В этих условиях погрешности измерений могут полностью входить в погрешность положения конструкций. Следствием перечисленных факторов является необходимость повышения надёжности измерений. При этом должен быть обеспечен полноценный контроль работоспособности приборов, особенно в момент измерений. Контроль приборов должен производиться максимально оперативно в рабочих условиях строительства или близких к ним.

На основе анализа геодезических средств измерений и специфики производства работ в строительстве сформулированы задачи диссертационной работы.

Вторая глава посвящена разработке требований, состава и средств контроля, исследованию работоспособности приборов и условий геодезического обеспечения строительства.

Вначале выполнен анализ существующих способов контроля приборов и инструментальных погрешностей при выполнении геодезических измерений в строительстве.

Анализ показал следующее:

1) Традиционный состав операций и способы контроля приборов, разработанные для геодезической отрасли, не соответствуют условиям производства и применяемым методам измерений в строительстве.

2) В существующих способах межконтрольные интервалы устанавливаются для приборов, изменение характеристик которых, является следствием износа их элементов, при этом единый интервал устанавливается независимо от срока и условий эксплуатации приборов.

3) Единый интервал устанавливается для всех типов приборов и всех операций контроля, хотя стабильность отдельных характеристик приборов различна.

4) Применяемый лабораторный способ контроля не учитывает влияния производственных условий, используемых методов измерений, существенных инструментальных погрешностей, диапазона измерений в строительстве.

На основании выполненного анализа сделан вывод о том, что для обеспечения надёжности геодезических измерений в строительстве недостаточно проведение контроля в лабораторных условиях с единым интервалом. Здесь необходимо обеспечить работоспособность прибора в момент измерений, поэтому требуется для каждой конкретной характеристики определить свой межконтрольный интервал в зависимости от её нестабильности в рабочих условиях эксплуатации. Методы контроля должны соответствовать методам измерений в строительстве.

Существенным отличием проведения контроля в строительстве является проблема исключения влияния неблагоприятных факторов, которые отсутствуют при выполнении контроля традиционными методами в топогеодезическом

производстве. Основными неблагоприятными факторами являются вибрация и ударные воздействия. Для определения их влияния выполнены экспериментальные исследования. Условия строительной площадки позволяют ослабить прямое воздействие вибрации наличием некоторого (хотя и ограниченного) выбора места и времени измерений. Поэтому в строительстве имеют значение образующиеся при этом остаточные смещения, которые не всегда обнаруживаются при производстве измерений и имеют длительный период воздействия. В данной работе целью исследований является изучение влияния на точность измерений вибрационных и ударных воздействий и определение условий производства геодезических работ. При этом источниками воздействий являются наиболее распространённые в строительстве: сваебойная установка, ручной ударный инструмент и отбойный молоток. Средство измерений (2Т2) устанавливалось на определённом расстоянии от источника, наблюдения производились на визирную марку, которая находилась вне зоны воздействия. Для каждого источника были составлены программы и методики исследований. По результатам исследований составлены графики смещений в системе «штатив -грунт» и «штатив - опорная конструкция».

Графики смещений при воздействии сваебойной установки (рис. 1а) показывают, что при расстоянии 23 метра от источника максимальное остаточное смещение прибора составляет 43", что соответствует сдвигу по вертикали на 20мм, через час после забивки последней сваи - 24" (12мм). Смещение прибора изменяется: за первый час после забивки последней сваи на 9" (4.5мм), за второй час - на 5" (2.5мм). При расстоянии до источника 50 метров график ведёт себя примерно так же, но с меньшими величинами (рис. 16). Максимальное остаточное смещение прибора здесь составляет 8" (4мм), изменение величины смещения в течении часа - 2" (1 мм).

На строительной площадке или вблизи неё часто находятся различные источники магнитного излучения: ЛЭП, преобразовательные подстанции, электрокабели, сварочные аппараты и т.п. Для учёта их влияния при проведении измерений установлена допустимая величина магнитного поля. Индукция магнитного поля определена на основании проводившихся ранее исследований влияния высоковольтных ЛЭП на точность нивелирования, где была установлена зависимость погрешности измерений от величины силы тока в ЛЭП. Используя полученную силу тока, автор рассчитал допустимую величину магнитной индукции (МИ) по формуле:

4я • 1(Г • 1дап

B = N -, (1)

2л т

где г - расстояние от прибора до источника, N - количество проводов,

1доп = 185 А - максимальная сила тока, при которой погрешность измерений незначительна.

По этой формуле геодезист строительной организации может рассчитать МИ для любой точки установки прибора на площадке (зная силу тока и определив расстояние до источника) и сравнить с допустимой.

На основе выполненных исследований определены требования к рабочему месту наблюдателя:

1. Геодезические измерения допускается выполнять во время работы сваебойной установки при расстоянии от прибора до источника 23 метра не ранее чем через два часа после забивки последней сваи, при расстоянии 50метров от источника - в периоды между забивкой свай, но не ранее чем через час после основной серии ударов.

2. Измерения допускается выполнять при работе ударным инструментом или отбойным молотком с условием установки рейки и прибора на расстоянии не менее десяти метров от источника воздействий, и на перекрытиях, отделённых температурным швом и опирающихся на отдельные опорные конструкции. Во всех остальных случаях измерения можно выполнять не менее чем через час после производства ударов или 20 минут после работы отбойным молотком.

3. При производстве геодезических измерений величина магнитной индукции в рабочем пространстве не должна превышать 1 • 10'5Т.

4. Климатические параметры рабочего места определены как допустимый диапазон воздействия для используемых приборов в условиях строительной площадки.

При воздействии производственных факторов периодически происходит разъюстировка прибора. При этом разные характеристики имеют различную нестабильность. Чтобы обеспечить исправность приборов в момент измерений необходимо определить интервалы изменения отдельных характеристик в условиях строительства. Для чего нужно провести исследования работоспособности приборов.

Рис. 1, а. График смещений по вертикали в системе «штатив-грунт» при забивке свай. Расстояние до источника 23 метра.

а

у гл. сен 20 10 0 -Ю

со _____———-М 1ч Ш' со ---т № о ,,-М^.Ж*1 Ш

И1 № 1УУ 9 Ю И •12 <3 Ц <6 О (2 {

Рис. 1, б. График смещений по вертикали в системе «штатив-грунт» при забивке свай. Расстояние до источника 50 метров.

После анализа методов измерений, инструментальных погрешностей, условий производства в строительстве были выполнены экспериментальные исследования работоспособности геодезических приборов. Исследования проводились тремя способами: а) при выполнении контроля 35 геодезических приборов непосредственно на строительных площадках, б) методом постановки на подконтрольную эксплуатацию (сбор и анализ данных о качестве и надёжности приборов в условиях эксплуатации), в) путём анализа результатов технического обследования 150 приборов, используемых в строительстве, в территориальных центрах метрологии (ЦСМ).

По результатам исследований выявлена нестабильность коллимационной погрешности теодолитов ЗТ5, ЗТ5КП, 2Т5К, 4Т30П, 2Т30П, Theo 120, тахеометров Trimble 330, SET 600, ЗТА5, сетки нитей теодолитов ЗТ5, ЗТ5К, угла i нивелиров AT-24D, AL24D, AL20D, СЗЗО, DSZ3, С31, С32, СЗЗО, С41, С410, ЗН2КЛ, ЗНЗКЛ, 2H3JI, НЗ, НЗК, ЗН5Л, 2Н10Л, 2Н10КЛ, сетки нитей 2НЗЛ, НЗ, 2Н10Л, 2Н10.

На основе анализа результатов исследований произведена выборка приборов с характерными отказами за различные интервалы времени (табл. 1).

Таблица 1.

Выборка Причины отказов Интервалы. Количество отказов.

приборов 18 мес 12 мес 6 мес 3 мес 1 мес 0.5 мес

нестабильность сетки нитей 9 7 5 4 2 2

40 нивелиров нестабильность угла/ 18 14 И 8 5 4

неисправность компенсатора 7 6 4 3 2 -

нестабильность сетки нитей 7 5 3 3 2 2

36 теодолитов нестабильность коллимационной погрешности 16 13 10 6 5 3

погрешность оптического центрира 12 9 7 4 3 -

30 нестабильность сетки нитей 5 5 4 3 3 -

тахеометров нестабильность коллимационной погрешности 12 9 6 4 3 2

нестабильность места нуля 10 8 5 5 3 3

погрешность оптического центрира 6 5 5 3 2 -

Данные таблицы позволяют определить межконтрольные интервалы (МКИ) для каждой отдельной характеристики.

Был выполнен анализ существующих способов определения МКИ и предложен способ, где интервал для отдельных характеристик определяется методом фиксации отказов при выполнении контроля геодезических приборов в рабочих условиях. При этом делаются выборки в количестве минимум 30 приборов одного типа, для которых известны интервалы контроля и его результаты. Для более достоверного определения интервала предложено проводить его оценку путём определения статистического значения вероятности безотказной работы прибора (по результатам выборки):

(2)

где Ы, — количество приборов однородной группы,

п, — количество приборов, забракованных по скрытым отказам в течение интервала /,

Затем полученная вероятность сравнивается с пределом допускаемых значений вероятности метрологической исправности прибора в момент измерений Рш = Рдоп = 0.95.

Представленным способом выполнен расчёт интервалов для каждой конкретной операции контроля.

На основе анализа методов измерений, инструментальных погрешностей, выполненных исследований и расчётов установлен состав операций контроля и межконтрольные интервалы для нивелиров, теодолитов, тахеометров и приборов вертикального проектирования (ПВП), используемых в строительстве (табл.2).

Таблица 2

№ п/п Операции контроля Периодичность

1 Проверка внешнего состояния, опробование, проверка устойчивости штатива для всех приборов. Определение коллимационной погрешности теодолитов, тахеометров. Определение места нуля вертикального круга тахеометра. Определение угла / нивелира. Проверка правильности юстировки уровней нивелира. Проверка сочленений телескопической рейки. Ежедневно перед началом измерений.

Определение угла наклона сетки нитей теодолита, тахеометра и нивелира. 1 неделя. После работы в условиях вибрации.

Проверка перпендикулярности оси вращения трубы к вертикальной оси теодолита, тахеометра. Определение погрешности оптического центрира теодолита, тахеометра. Определение систематической погрешности компенсатора нивелира. Определение СКП измерения расстояний тахеометром. Определение СКП измерения вертикальных углов тахеометром. Определение СКП погрешности проектирования ПВП. Определение погрешности совмещения начала счёта шкалы с плоскостью пятки рейки. 1 месяц. После работы в условиях вибрации.

Определение погрешностей длины метровых интервалов рейки. 2 месяца. После работы в условиях вибрации.

Определение погрешности из-за перефокусировки зрительной трубы теодолита, тахеометра. 3 месяца/1 месяц -при выполнении работ с большой перефокусировкой. После работы в условиях вибрации.

Для корректировки состава и периодичности контроля геодезической службе необходимо проводить исследование работоспособности приборов, используемых на строительных объектах. С этой целью составлена опросная анкета.

Особенности проведения контроля в строительстве.

1. Контроль производится в рабочих условиях эксплуатации - на строительной площадке.

2. Методы и средства контроля соответствуют методам измерений.

3. При контроле определяются характеристики, имеющие значительное влияние на точность измерений в строительстве. Характеристики определяются в рабочем диапазоне измерений.

4. Межконтрольные интервалы устанавливаются для каждой конкретной операции контроля.

5. С целью повышения качества и эффективности контроля применяются контрольные стенды.

6. Установлены требования к рабочему месту наблюдателя или допустимые условия проведения геодезических измерений.

7. При контроле нивелиров и теодолитов не требуется определение СКП (средней квадратической погрешности) измерений, так как на качество измерений здесь оказывают влияние отдельные составляющие инструментальной погрешности.

Автором предложено изменить традиционный состав контрольного оборудования с целью соответствия представленным выше особенностям, что обусловливает применение полевых методов и упрощает средства контроля (табл. 3).

Таблица 3

Средства контроля

1 .Базис из 3-х эталонных линий в диапазоне от 50 до 200м

2.Рейка нивелирная РНЗ (две)

3. Штриховая мера длины 4 типа класса точности 5 (КЛ)

4 .Рулетка Р50У2К

5.Рулетка Р5УЗП

6.Термомет р_

Требование высокой оперативности проведения контроля в рабочих условиях и удалённость строительных объектов создают проблему качественного его выполнения в установленные сроки. Для решения проблемы диссертантом предложена передвижная контрольная лаборатория ПКЛ-С, которая позволяет обеспечить постоянный контроль работоспособности геодезических приборов при выполнении измерений на объектах строительства.

В третьей главе представлены результаты разработок и исследований способов контроля геодезических приборов в условиях стационарных лабораторий. Выполнена разработка методики контроля для теодолитов, используемых в строительстве, при этом сокращено количество операций, средства контроля -минимальны: три визирные марки и измерительная линейка. Для проверки объективности методики выполнены исследования приборов различной точности и влияния личного фактора (при участии наблюдателей с различным стажем работы). Проведены также исследования методов определения СКП измерения горизонтального угла (приёмов, Шрейбера, международного стандарта ISO) и исследования с целью установления оптимального количества приёмов измерений при определении метрологических характеристик: наклона сетки нитей, коллимационной погрешности, неперпендикулярности оси вращения зрительной трубы к вертикальной оси прибора. Выполнена разработка метода определения погрешности хода фокусирующей линзы зрительной трубы теодолита. В качестве рабочего эталона здесь используется специальный теодолит с дополнительной трубой, который позволяет выполнять измерение углов с различны-

ми сторонами без перефокусировки. В этом случае погрешность измерения угла:

ДР = Р„-Р,, (3)

где р„ и Рэ - величины, полученные соответственно при измерении угла проверяемым прибором и рабочим эталоном.

В формуле (3) ДР является суммарной погрешностью, в которую наряду с другими входит погрешность перефокусировки. Чтобы её выделить, необходимо определить несколько суммарных погрешностей измерения угла при различных расстояниях до наблюдаемых целей и сравнить их величины. Разность величин будет характеризовать погрешность из-за неправильного хода фокусирующей линзы Арф

дрф,- =ДР; -Др,,, , (4)

где ]= \ ... п - порядковый номер угла (суммарной погрешности);

При определении данной погрешности для теодолитов, используемых в строительстве необходимо установить визирные марки, которые образуют три угла с неравными сторонами: 1-й угол - 15-40м, 2-й -40-200м, 3-й - 15-200м.

Автором были выполнены экспериментальные исследования. В исследование были включены пять теодолитов различной точности. Все измерения производились в условиях строительной площадки. Результаты измерений и вычислений представлены в таблице 4.

Из полученных данных несложно определить, что разности Др1'' величин отклонений от эталонных углов (формула 3) не превышают допустимую СКП измерений угла для каждого типа теодолита. Следовательно, у данных рабочих средств измерений погрешность перефокусировки отсутствует или незначительна. Выполненные исследования теодолитов показали стабильность СКП горизонтального угла.

Диссертантом были выполнены сертификационные исследования нивелира НИК-3 на испытательной базе ЦНИИГАиК в соответствии с программой государственных приёмочных испытаний. Проведён сравнительный анализ результатов исследований нивелиров данного типа. Полученные результаты были учтены при разработке состава контроля для нивелиров, используемых в строительстве. Выполнены исследования различных нивелиров в соответствии с установленным составом контроля и программой контроля геодезической отрасли. Проведены исследования методов определения угла /' нивелира, а также надёжности определения характеристик в зависимости от количества приёмов измерений. На основании выполненных исследований сделан вывод о том, что

разработанные состав и средства контроля позволяют сделать объективную оценку работоспособности прибора, при этом увеличивается производительность по сравнению с традиционным способом.

Произведена разработка и исследование комбинационного способа контроля СКП измерения вертикальных углов электронными тахеометрами.

Для определения погрешности применён комбинационный метод или метод Шрейбера, используемый традиционно для измерений горизонтальных углов в триангуляции. При этом используется стенд, который состоит из четырёх коллиматоров или визирных марок, расположенных в вертикальной плоскости с одной стороны от прибора. Визирные цели задают направления, которые равномерно распределены по рабочему диапазону прибора. При обработке результатов измерений для каждого из трёх углов вычисляются уравненные значения и СКП измерения углов и направлений. Анализ различных способов контроля показал, что способ Шрейбера имеет преимущества перед остальными. Во-первых, оценка производится сравнением величин, измеренных на разных установках вертикального круга. При этом измеряемые вертикальные углы в достаточной степени охватывают рабочий диапазон прибора (пределы измерений от 45° до 120°). Во-вторых, в отличие от способа взаимообратных направлений здесь используются только четыре визирные цели, и нет необходимости в выполнении технически сложной установки элементов стенда.

На основе установленной специфики, состава операций, средств и методов контроля приборов, используемых в строительстве, с учётом проведённых исследований разработан состав оборудования и контрольные стенды для стационарной лаборатории (рис 2). Для контроля теодолитов и тахеометров устраивается стенд, включающий инструментальный столб 1 и марку 2. На вертикальном стенде устанавливается марка 3 и горизонтальная шкала 4 для определения неперпендикулярности осей теодолита. Для контроля нивелиров используется высотный стенд, включающий две миллиметровые шкалы (5-6), закреплённые на стойках. Для контроля ПВП создан вертикальный стенд, он состоит из стойки с консолью и двух палеток (7-8), установленных на одной вертикали с прибором. Параметры стенда установлены на основе расчета точности определения отдельных характеристик приборов.

Эталонное Тип теодолита

№ угла № на- Б, м СИ ЗТ5КП №68515 2Т5К №88033 2Т5 №70341 4Т30П №28757 4Т30П №26148

правле ния Рэ Ри др" Ри Др" Ри ДР" Ри ДР" Ри Др"

1 1-2 15-40 90°08'23.2" 90°08.4' 1 90°08.3' 5 90°08.4' 1 90°08' 23 90°08' 23

2 1-3 15-200 177°10'56.5" 177° 11.0' 4 177°10.9' 2 177°10.9' 2 177°1Г 4 177°1Г 4

3 2-3 40-200 87°02'35.3" 87°02.6' 1 87°02.6' 1 87°02.6' 1 87°03' 25 87°03' 25

Рис. 2. Схема стенда стационарной лаборатории.

В четвёртой главе автором выполнена разработка технологии и средств контроля работоспособности приборов при геодезических измерениях на объектах строительства с применением передвижной контрольной лаборатории (ПКЛ-С).

Состав оборудования лаборатории определён на основе состава операций контроля, с учётом специфики производства измерений и требований к передвижной лаборатории. Оборудование соответствует полевым методам проведения контроля, его состав может изменяться в зависимости от номенклатуры приборов. В таблице 5 представлен полный комплект оборудования для контроля теодолитов, тахеометров, нивелиров, нивелирных реек и ПВП.

Кроме того, разработан эталонный линейный базис для контроля тахеометров методом прямых измерений. Базис включает три бетонных столба с металлическими марками, которые задают эталонные линии. Определение погрешности производится измерением трёх линий 53,147 и 200 метров. При отсутствии на строительной площадке условий для создания постоянного базиса применяется альтернативный способ контроля методом сличения. При этом устраивается временный базис с тем же набором линий, вместо столбов здесь используются специальные устойчивые (нераздвижные) штативы. Погрешность определяется по разностям величин линий, измеренных эталонным и проверяемым прибором.

Для определения способа контроля главного условия нивелира автором произведено экспериментальное исследование различных методов (коллиматорно-го, двойного нивелирования, метода Пискунова, Куккомяки, предприятия Карл Цейс Иена). Результаты показали, что все способы дают достаточно объективную оценку погрешности. Наиболее соответствующий специфике измерений в строительстве (по используемым длинам плеч и рабочему диапазону) - способ контроля предприятия Карл Цейс Иена, который представляет собой нивелирование из середины в сочетании с нивелированием вперёд.

С целью большего соответствия специфике производства, а также для повышения производительности и экономичности выполнено усовершенствование следующих операций контроля: определение наклона сетки нитей теодолита и нивелира, систематической погрешности компенсатора нивелира, погрешности измерения линий тахеометром и погрешности вертикального проектирования.

№ п/п Средства измерений Средства контроля

Вид контроля Наименование, тип Метрологические характеристики Наименование, тип Метрологические характеристики

Диапазон измерений Погрешность Цена деления Диапазон измерений Погрешность Цена деления

1 2 3 4 5 6 7 8

1 Технологический Теодолиты (0-360)° СКП (5-60)" 1 .Стенд 2.Линейка измерительная металлическая 200мм Ц.д. 1мм

2 Технологический Нивелиры ± (3-4)м на станции СКП станции 2мм 1 .Высотный стенд 2.Рейки нивелирные РНЗ 3. Рулетка Р50У2К (2-42)м (0-3000)мм (0-50)м 0.2мм ц.д. 10мм [±0.30+0.15(Ь-1) мм

3 Технологический Рейки нивелирные (О-ЗООО)мм 0.2мм ц.д. 10мм 1 .Штриховая мера длины 4 типа класса точности 5 (О-ЮОО)мм 15мкм

4 Технологический Тахеометры (0-360)° (0-800)м (5-60) " (5-10) + (3-5)- Ю^О 1 .Стенд 2.Эталонный базис 3.Термометр (0-200)м (-30+50)°С 1.5 10"б£> ц.д. 0.5°С

5 Технологический Приборы вертикального проектирования (О-ЮО)м (1-10)мм Вертикальный стенд - -

Для проведения контроля предложен полевой стенд, который состоит из обычных средств измерений. При определении погрешности компенсатора, угла / и наклона сетки нитей нивелира используются две нивелирных рейки в рейкодержателях. Для определения коллимационной погрешности, наклона сетки нитей и неперпендикулярности горизонтальной и вертикальной осей теодолита и тахеометра используются визирные марки, шкала и нитяной отвес, закреплённые на рейках.

Параметры стенда установлены на основе расчета точности определения отдельных характеристик приборов.

В пятой главе представлены результаты, полученные в процессе внедрения оперативных способов контроля работоспособности приборов.

Для оценки способа контроля с помощью передвижной лаборатории были определены его объективность и производительность. Объективность определялась на основе трёх видов анализа: сравнения с традиционным методом, сравнения результатов разных наблюдателей и многократной проверки отдельных средств измерений. На основании проведённых исследований сделаны следующие выводы:

1) При сравнении с традиционным (лабораторным) способом отсутствуют различия в определении пригодности отдельных приборов. По количеству недопустимых параметров есть разница. В способе, предлагаемом для строительства, определяются только те характеристики, которые имеют существенное влияние на надёжность измерений, поэтому определяется меньшее количество характеристик. Следовательно, большее количество приборов может быть признано годными, что является экономически выгодным.

2) Результаты отдельных операций контроля, полученные разными наблюдателями имеют некоторые незначительные расхождения. При этом отсутствует различие в определении работоспособности приборов в целом.

3) Анализ результатов многократной проверки отдельных средств измерений показывает достаточную объективность определения параметров приборов разных типов.

Для определения производительности оперативных методов были установлены затраты времени на проведение отдельных операций контроля. Для теодолитов и нивелиров затраты определялись на основании данных хронометража. Для сравнения продолжительности контроля в таблице 6 представлены затраты времени, полученные при апробировании и принятые в топогеодезической отрасли.

Метод контроля ■ Временные затраты (часы)

2НЗЛ ЗНЗКЛ 2Н10КЛ ЗТ5КП 4Т30П

Традиционный 6.9 7.9 4.9 16.2 9.1

ПКЛ-С 1.1 1.7 1.7 1.7 1.2

На основании данных таблицы сделан вывод о том, что усовершенствованные методы и организация процесса контроля) дают возможность увеличить производительность по сравнению с традиционным методом.

На основании исследований, выполненных в главе 5, сделаны следующие выводы.

1) Способы контроля с использованием передвижной лаборатории дают достаточно объективную оценку работоспособности геодезических приборов, при этом значительно повышается производительность работ.

2) Передвижную лабораторию целесообразно использовать для оперативного контроля работоспособности средств измерений при строительстве небольших объектов. При этом на строительной площадке организуется временный стенд.

3) При строительстве крупных объектов с использованием большого количества геодезических приборов рекомендуется создание стационарной лаборатории на базе временных строительных сооружений.

В заключении представлены основные выводы теоретических и экспериментальных исследований.

1) Анализ технологических операций и специфики производства геодезических измерений в строительстве показывает необходимость повышения надёжности измерений и разработки способов контроля работоспособности приборов соответствующих специфике производства работ. При этом операции контроля необходимо включить в технологию геодезического обеспечения строительства.

2) Выполнены экспериментальные исследования влияния на точность измерений основных производственных факторов: вибрации и ударных воздействий. С целью повышения надёжности измерений определены требования к условиям измерений на строительной площадке - климатические и производственные.

3) Выполнены исследования работоспособности геодезических приборов на основе данных, полученных при проведении контроля в условиях строи-

тельной площадки, постановке приборов на подконтрольную эксплуатацию, техническом обследовании приборов в центрах метрологии, показано, что отдельные характеристики нестабильны в рабочих условиях строительства, поэтому для повышения надёжности геодезических измерений необходимо обеспечить постоянный контроль прибора в процессе их выполнения.

4) На основе анализа результатов исследования работоспособности приборов, способов определения МКИ, условий производства, методов измерений и инструментальных погрешностей установлен состав и периодичность операций контроля для геодезических приборов, используемых в строительстве.

5) Определён состав средств контроля приборов используемых при выполнении геодезических измерений в строительстве.

6) Выполнена разработка, экспериментальные исследования и внедрение оперативных способов контроля работоспособности геодезических приборов для повышения надёжности измерений при геодезическом обеспечении на объектах строительства.

Общие выводы и решения.

1) Комплекс выполненных исследований позволил разработать способы и средства контроля работоспособности приборов, соответствующие специфике производства работ при геодезическом обеспечении строительства.

2) Выполненные автором разработки дают возможность повысить надёжность геодезических измерений путём обеспечения оперативного контроля приборов в условиях строительства.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Соловьёв C.B., Корнеев С.М. Исследование надёжности геодезических приборов в условиях строительства. - Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъёмка, 2010, №3.

2. Соловьёв C.B., Корнеев С.М. Исследование условий и разработка способов контроля надёжности геодезических приборов в строительстве. - Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъёмка, 2009, №6.

3. Соловьёв C.B., Спиридонов А.И. Сертификационные испытания нивелира НИК-3. - Геодезия и картография, 1999, №12 .

4. Спиридонов А.И., Матвеев С.И., Рязанцев Г.Е., Вязовец C.B., Соловьёв C.B. О рекомендациях по проведению поверки геодезических приборов. -Геодезия и картография, 2003, №1

5. Соловьёв C.B., Ефремов А.Д. Комбинационный способ контроля средней квадратической погрешности электронных тахеометров. - Геодезия и картография, 2002, №9.

6. Соловьёв C.B. Анализ нормативных документов по метрологическому обеспечению геодезических работ в строительстве. М., Российская ассоциация геоинформационных систем (РАГС). 2000.

7. Соловьёв C.B. Метрологическое обеспечение геодезических измерений в строительстве. Сборник докладов 7 отраслевого семинара по метрологии. М., ЦНИИГАиК, 2001.

8. Соловьёв C.B., Спиридонов А.И. О новой инструкции по технологической поверке геодезических средств измерений. - Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации, 2000, №3.

9. Соловьёв C.B. Проект передвижной поверочной лаборатории для метрологического обеспечения геодезических работ в строительстве.'-Геопрофи, 2003, №5.

10. Соловьёв C.B. Разработка и исследование методов метрологического обеспечения геодезических измерений в строительстве. Сборник трудов Московского государственного строительного университета. М., МГСУ, 2006.

Подписано в печать 20.04.2011. Гарнитура Тайме Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Объем 1,5 усл. печ. л. Тираж 80 экз. Заказ №88 Цена договорная Издательство МИИГАиК 105064, Москва, Гороховский пер., 4

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Соловьёв, Сергей Валентинович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 Обзор и анализ средств и методов геодезических измерений в строительстве.

1.1 Обзор технических средств по геодезическому обеспечению строительства.

1.2 История развития и основные требования к обеспечению надёжности геодезических измерений в строительстве.

1.3 Особенности геодезических измерений в строительстве по сравнению с измерениями в топогеодезическом производстве.

1.4 Анализ нормативной базы по обеспечению надёжности геодезических измерений в строительстве.

1.5 Выводы.

Глава 2 Теоретические разработки и экспериментальные исследования способов повышения надёжности измерений при геодезическом обеспечении строительства.

2.1 Анализ инструментальных погрешностей при геодезическом обеспечении работ в строительстве.

2.2 Экспериментальные исследования условий производства работ в строительстве и определение требований к проведению геодезических измерений.

2.3 Исследования работоспособности геодезических приборов в условиях строительства.

2.4 Анализ методов и расчёт межконтрольных интервалов для геодезических средств измерений, используемых в строительстве.

2.5 Разработка состава контроля для средств измерений в условиях стационарных и передвижных лабораторий при геодезическом обеспечении на объектах строительства.

2.6 Разработка состава технической базы контроля приборов.

2.7 Выводы.

Глава 3 Исследование и разработка способов повышения надёжности геодезических измерений на объектах строительства с использованием стационарных лабораторий.

3.1 Разработка и исследование методик и способов контроля современных теодолитов.

3.2 Исследование методов контроля и метрологических характеристик нивелиров, используемых в строительстве.

3.3 Разработка и исследование комбинационного способа контроля средней квадратической погрешности электронных тахеометров.

3.4 Разработка состава оборудования и стендов стационарной лаборатории для контроля геодезических средств измерений на объектах строительства.

3.5 Выводы.

Глава 4 Разработка способов и средств повышения надёжности геодезических измерений в строительстве с применением передвижных лабораторий.^.

4.1 Состав и методы проведения технологического контроля геодезических приборов непосредственно в условиях строительства.

4.2 Разработка и методическое обеспечение оперативных способов контроля приборов на объектах строительства.

4.3 Выводы.

Глава 5 Результаты внедрения оперативных способов контроля приборов при геодезическом обеспечении строительных работ.

5.1 Разработка программы исследований и общие результаты контроля с применением передвижной лаборатории . J.

5.2 Анализ результатов, полученных в процессе внедрения оперативных способов контроля.'.

5.3 Оценка экономической эффективности оперативных способов контроля.

5.4 Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка методов повышения надёжности измерений при геодезическом обеспечении строительных работ"

Данная работа направлена на повышение оперативности, экономической эффективности и качества геодезического обеспечения строительных работ.

В настоящее время в России растёт объём строительных работ. Архитектура строительных объектов изменилась, от типовой она перешла к индивидуальной, разнообразной по форме и геометрическим параметрам. Естественно, эти тенденции повысили требования к геодезическому обеспечению строительства. Геодезические измерения являются обоснованием для выполнения строительно-монтажных работ, при этом их нельзя отделить от производственного цикла, так как непосредственно за измерениями следует монтаж строительных конструкций. Поэтому необходимо обеспечить высокую надёжность измерений. Надёжность измерений во многом определяется работоспособностью используемых геодезических приборов. Таким образом, от надёжности геодезического прибора, от правильности его показаний зависит качество и надёжность геодезических измерений и строительных работ в целом. В настоящее время контроль работоспособности приборов производится, в основном, периодической поверкой. Поверка осуществляется аккредитованными метрологическими центрами, она производится один раз в год и служит для определения метрологической пригодности прибора в целом. Опыт использования геодезических приборов на строительной площадке говорит о том, что поверка с жёстко установленным межповерочным интервалом является недостаточной для полноценного обеспечения работоспособности. В условиях строительства необходим постоянный контроль прибора на объекте, так как его неисправность может привести к недопустимым отклонениям от проекта, что в лучшем случае приведёт к демонтажу и финансовым потерям, в худшем — к ослаблению конструкции и угрозе безопасности сооружения. Поэтому для обеспечения требуемого качества строительства необходимо разработать методы, которые позволят повысить на-дёжносгь геодезических измерений. При этом, важное значение будет иметь контроль работоспособности приборов непосредственно при выполнении измерений на объекте строительства, который должен производиться оперативно, в рабочих условиях эксплуатации, с использованием методов, соответствующих методам измерений в строительстве и с учётом погрешностей, имеющих существенное влияние на точность. Межконтрольный интервал может составлять от суток до года и устанавливается для конкретных операций.

Как видно из вышесказанного решение проблемы обеспечения надёжности геодезических измерений в строительстве, является актуальным и экономически эффективным. Трудность состоит в том, что для успешного её решения необходимы как практические, так и теоретические знания в области геодезических измерений и строительного производства. Для решения этой проблемы автором были выполнены исследования существующих методов измерений, условий строительного производства, применяемых методов контроля геодезических приборов.

В строительной отрасли производство геодезических измерений регламентируется нормативными документами, принятыми задолго до вступления в силу закона «Об обеспечении единства измерений»- ГОСТ, СНиП, ведомственными нормами и инструкциями [7,50, 51, 98]. Для контроля состояния приборов в основном используются методы, разработанные в системе Роскартографии( в настоящее время Росреестр). Необходимо отметить, что геодезические измерения в строительстве существенно отличаются от измерений в топогеодезической отрасли [7, 10, 11,61,62, 63, 79, 90, 106].

Анализ технологических операций показал следующее. Во-первых, здесь принята иная рабочая система координат (прибор-объект), которая зависит от конфигурации, высоты строящегося сооружения, размеров строительной площадки, вследствие чего измерения часто производятся при большом неравенстве плеч, значительных углах наклона зрительной трубы, расстояния измеряются в небольшом диапазоне (до 200м). Во-вторых, некоторые существующие методы измерений не исключают влияние инструментальных погрешностей и не содержат полноценного контроля измерений. В-третьих, при производстве работ в строительстве часто присутствуют специфические внешние условия — вибрация, магнитные поля, отдельные толчки, удары, пыль, шум и т.п. Эти факторы могут оказывать значительное влияние при производстве работ, поэтому необходимо обеспечить полноценный их учёт в процессе выполнения измерений и контроля приборов. В-четвёртых, из-за непрерывного цикла работ монтаж конструкций производится сразу после выполнения измерений, при этом обычно время измерений ограниченно, что не позволяет обеспечить полноценный контроль. В этих условиях погрешности измерений могут полностью входить в погрешность положения конструкций. При этом, перечисленные недостатки присутствуют как на стадии геодезической разбивки, так и на стадии геодезического контроля и исполнительной съёмки, что в отдельных случаях не позволяет обнаружить отклонение конструкций в процессе всего геодезического обеспечения строительства. Следствием перечисленных факторов является необходимость повышения надёжности измерений с учётом специфики работ.

Непрерывный цикл строительства не позволяет надолго исключать геодезические приборы из производства, кроме того, непрерывный цикл работ требует проведения измерений круглый год, в разное время суток, при широком диапазоне погодных и производственных условий. Поэтому для повышения надёжности измерений необходим постоянный контроль работоспособности приборов, который должен производиться максимально оперативно, в рабочих условиях строительной площадки или близких к ним.

Цель работы состоит в разработке способов, соответствующих специфике производства работ в строительстве и направленных на повышение надёжности и качества геодезических измерений, что в свою очередь повысит качество и эффективность строительства в целом. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1) Проведён анализ средств и методов геодезических измерений в строительстве.

2) Выполнены экспериментальные исследования условий производства, определены факторы влияния на надёжность измерений при геодезическом обеспечении строительных работ и установлены требования к проведению геодезических измерений.

3) Проведены исследования работоспособности геодезических приборов в условиях строительства.

4) Разработаны способы'контроля работоспособности приборов в рабочих условиях строительного объекта для повышения надёжности измерений при геодезическом обеспечении строительных работ.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения.

Заключение Диссертация по теме "Геодезия", Соловьёв, Сергей Валентинович

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Соловьёв C.B., Корнеев С.М. Исследование надёжности геодезических приборов в условиях строительства. - Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъёмка, 2010, №3.

2. Соловьёв C.B., Корнеев С.М. Исследование условий и разработка способов контроля надёжности геодезических приборов в строительстве. - Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъёмка, 2009, №6.

3. Соловьёв C.B., Спиридонов А.И. Сертификационные испытания нивелира НИК-3. — Геодезия и картография, 1999, №12 .

4. Соловьёв C.B., Ефремов А.Д. Комбинационный способ контроля средней квадратической погрешности электронных тахеометров. - Геодезия и картография, 2002, №9 .

5. Соловьёв C.B. Анализ нормативных документов по метрологическому обеспечению геодезических работ в строительстве. М., Российская ассоциация геоинформационных систем (РАГС). 2000.

6. Соловьёв C.B. Метрологическое обеспечение геодезических измерений в строительстве. Сборник докладов 7 отраслевого семинара по метрологии. М., ЦНИИГАиК, 2001.

7. Соловьёв C.B., Спиридонов А.И. О новой инструкции по технологической поверке геодезических средств измерений. - Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации, 2000, №3.

8. Соловьёв C.B. Проект передвижной поверочной лаборатории для метрологического обеспечения геодезических работ в строительстве. - Геопрофи, 2003, №5.

9. Соловьёв C.B. Разработка и исследование методов метрологического обеспечения геодезических измерений в строительстве. Сборник трудов Московского государственного строительного университета. М., МГСУ, 2006.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы:

1) Выполнен анализ технологических операций и специфики производства геодезических измерений в строительстве, который показал необходимость повышения надёжности измерений при геодезическом обеспечении строительных работ.

2) Выполнен анализ применяемых методов измерений и инструментальных погрешностей, который позволил определить характеристики приборов, имеющих значительное влияние на надёжность измерений, в строительстве.

3) Выполнены экспериментальные исследования влияния различных источников воздействий (сваебойной установки, ударных инструментов и отбойного молотка) на точность геодезических измерений. Определены специфические требования к условиям проведения измерений на строительной площадке, которые устанавливают допустимые величины факторов влияния -климатических и производственных. В качестве климатических факторов приняты: температура, влажность, давление, скорость ветра. В качестве производственных - вибрация, ударные воздействия, магнитное поле.

4) Выполнены исследования работоспособности более 200 геодезических приборов на основе данных, полученных при проведении, контроля приборов в условиях строительной площадки, постановке приборов на подконтрольную эксплуатацию, техническом обследовании в центрах метрологии.

5) На основе анализа результатов исследования работоспособности приборов, способов определения межконтрольных интервалов, условий производства, методов измерений и инструментальных погрешностей установлен состав и периодичность операций контроля для геодезических приборов, используемых в строительстве.

6) Определён состав технической базы контроля приборов при геодезических работах в строительстве на основе установленных требований, состава операций контроля, специфики выполнения измерений.

7) Разработана технологическая схема выполнения контроля с использованием передвижной контрольной; лаборатории (ПКЛ-С).

8) Выполнены экспериментальные исследования и разработка способов контроля1 работоспособности геодезических приборов на объектах строительства при использовании стационарных лабораторий;

9) Выполнена разработка и исследования методик и способов контроля современных теодолитов, используемых в строительстве. Проведены исследования характеристик теодолитов различными способами.

10) Выполнена разработка и исследование способа определения погрешности из-за перефокусировки зрительной трубы теодолита. При этом в качестве рабочего эталона используется теодолит с дополнительной трубой, позволяющий производить измерение углов с неравными сторонами без перефокусировки.

11) Выполнено исследование методов контроля и характеристик применяемых в строительстве нивелиров по программам и методам государственных испытаний, периодической поверки в геодезической отрасли и разработанным диссертантом способам контроля.

12) Выполнена разработка и исследование комбинационного способа контроля средней квадра-тической погрешности измерения вертикального угла электронным тахеометром на объектах строительства.

13) На основе выполненных исследований с учётом состава работ, методов контроля и требований разработан состав оборудования и стенды для стационарной лаборатории на объектах строительства.

14) Выполнена разработка, экспериментальные исследования и внедрение оперативных способов контроля приборов при геодезических работах в строительстве.

15) На основе установленного состава операций контроля, технической базы, с учётом требований к геодезическому обеспечению и процессу контроля на объектах строительства разработан состав оборудования передвижной контрольной лаборатории (ПКЛ-С).

16) Усовершенствованы методы выполнения отдельных операций контроля с целью соответствия специфике производства измерений, установленным требованиям, повышения производительности и экономичности.

17) Для определения способа контроля главного условия нивелира были проведены исследования различных методов (коллиматорного, двойного нивелирования, метода Пискунова, Куккомяки, предприятия Карл Цейс Йена). Результаты показали, что способ Куккомяки не обеспечивает необходимую точность определения погрешности из-за недостаточной разницы плеч. Остальные способы дают достаточно объективную оценку погрешности. Для разработки контрольного стенда предложено использовать способ предприятия Карл Цейс Йена, который представляет собой нивелирование из середины в сочетании с нивелированием вперёд, как.наиболее соответствующий специфике измерений в строительстве (по длинам плеч и рабочему диапазону).

18) Для улучшения организации процесса контроля, повышения производительности в соответствии со спецификой производства измерений и используемыми методами контроля разработан полевой стенд для контроля теодолитов и нивелиров и линейный базис для контроля тахеометров.

19) Разработанные автором состав работ, оборудование ПКЛ-С, полевой стенд, усовершенствованные методики выполнения операций и организация процесса контроля дают возможность значительно увеличить производительность по сравнению с существующими отраслевыми нормами, рассчитанными для традиционного метода контроля. На основе трёх видов анализа -сравнения с традиционными методами, сравнения результатов разных поверителей (наблюдателей) и многократной проверки отдельных приборов доказана объективность разработанных оперативных способов контроля и достоверность получаемых результатов;

Выполненные в работе исследования и разработки внедрены в производство на двенадцати строительных объектах.

Экономическая эффективность от внедрения оперативных способов контроля с использованием передвижной лаборатории (ПКЛ-С) составляет 377000 рублей.

Экономия капитальных затрат - 390000 рублей.

В настоящее время государство рассматривает административное ослабление надзора за строительным комплексом, аннулируется обязательность лицензирования. Строительный комплекс перестраивается с целью создания самостоятельного автономного производства в форме саморегулируемых организаций, ответственных за качество строительства на основе внутренних регламентов. Разработки, представленные в диссертации, могут быть востребованы как основа системы контроля работоспособности приборов, которая позволит повысить надёжность геодезических измерений в современном строительстве.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Соловьёв, Сергей Валентинович, Москва

1. Об обеспечении единства измерений ФЗ от 26.06.2008г. №102-ФЗ. Стандарты и качество, 2008, №6. 14 с.

2. О сертификации продукции и услуг ФЗ от 10.06.1993г. №5151-1. — Стандарты и качество,1993, №6

3. О техническом регулировании ФЗ от 27.12.2002г. №184-ФЗ. Стандарты и качество, 2003, №3.36 с.

4. Анализ состояния измерений, контроля и испытаний на предприятии, в организации, объединении. Методика и порядок проведения работы : МИ 2240-1992. М., Издательство стандартов. 1992.

5. Виды измерений. Классификация: МИ 2222-1992. М., Издательство стандартов. 1992.

6. Геодезия. Термины и определения: ГОСТ 22268-1976. М., Издательство стандартов, 1976.

7. Геодезические работы в строительстве: СНиП 3.01.03-1984. М., Отройиздат, 1985.

8. Документация поверочных лабораторий: МИ 2284-1994. М., Издательство стандартов.1994.

9. Измерения прямые однократные. Оценивание погрешностей результатов измерений: МИ 1552-86. М., Издательство стандартов. 1986.

10. Инструкция на выполнение высокоточного нивелирования: РТМ 5699-1979. М'., ОНИиСР. 1979.

11. Инструкция на выполнение высокоточных центрировочных работ: РТМ 6370-СК-2002. М., ОНИиСР. 2002.

12. Инструкция по нивелированию 1, 2, 3 и 4 классов: ГКИНП 03-010-2003. М., Картгеоцентр-Геодезиздат, 2004.

13. Инструкция о построении государственной геодезической сети М., Недра, 1976.

14. Инструкция по проведению технологической поверки геодезических приборов ГКИНП 17-195-1999. М., ЦНИИГАиК, 1999.

15. Классы точности средств измерений. Общие требования: ГОСТ 8.401-1980. М., Издательство стандартов, 1980.

16. Локальные поверочные схемы для средств измерений топографо-геодезического икартографического назначения: РД 68-8.17-1998. М., ЦНИИГАиК, 1999

17. Методика выполнения измерений расстояний металлическими рулетками: МИ 35-2000. М„ ЦНИИГАиК, 2000.

18. Методики выполнения измерений. Требования к построению, содержанию, изложению и метрологической аттестации: РТМ 68-8.10-1995. М., ЦНИИГАиК, 1995.

19. Методические указания по расчёту численности подразделений ведомственных метрологических служб: МИ 185-1979: М., Издательство стандартов. 1980.

20. Методы определения межповерочных интервалов средств измерений: РМГ74-2004. М., Издательство стандартов. 2005.

21. Нивелиры. Методика поверки: МИ 07-1990. М., ЦНИИГАиК,

22. Нивелиры. Методика поверки: Р 50.2.023-2002. М., Издательство стандартов. 2003.

23. Нивелиры. Общие технические условия: ГОСТ 10528-1990. М., Издательство стандартов, 1990.

24. Нормальные условия измерений при поверке: ГОСТ 8.395-1980. М., Издательство стандартов, 1980.

25. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений: ГОСТ 8.009-1984. М., Издательство стандартов, 1984.

26. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений топографо-геодезического назначения. Номенклатура показателей: РТМ 68-8.24-2001. М., ЦНИИГАиК, 2001.

27. Образцовые линейные базисы. Общие технические требования. Метрологическое обеспечение: МИ 09-1990. М., ЦНИИГАиК, 1990.

28. Определение оптимальных межкалибровочных интервалов СИ при эксплуатации: МУ. М., Издательство стандартов, 2005.

29. Определение потребности поверочных подразделений в производственных ресурсах: '670-1984. М., Издательство стандартов, 1985.

30. Организация и порядок осуществления метрологического контроля и надзора-в системе Роскартографии: ОСТ 68-8.02-1997. М„ ЦНИИГАиК, 1997.

31. Организация и порядок проведения работ по метрологическому обеспечению топографо-геодезического и картографического производства: ОСТ 68-8.01-1997. М., ЦНИИГАиК, 1997.

32. Основные положения о порядке осуществления контроля метрологического обеспечения топографо-геодезического производства в Российской Федерации: РД 68-8.19-1997.1. М., ЦНИИГАиК, 1999

33. Отраслевая система сертификации приборной продукции топографо-геодезического назначения. Основные положения: ОСТ 68-5.01-1997. М., ЦНИИГАиК, 1997.

34. Порядок аттестации поверителей средств измерений: ПР 50:2.012-1994. М., Издательство стандартов, 1994.

35. Порядок проведения анализа состояния измерений метрологическими службами предприятий в системе Роскартографии: РТМ 68-8.23-2000. М., ЦНИИГАиК, 2000.

36. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений: ПР 50.2.009-1994. М., Издательство стандартов, 1994.

37. Порядок проведения поверки средств измерений: ПР 50.2.006-1994. М., Издательство стандартов, 1994.

38. Порядок разработки, согласования и утверждения технических условий на продукцию, выпускаемую в системе Роскартографии: ОСТ 68-1.3-1997. М., ЦНИИГАиК, 1997.

39. Порядок расчёта межповерочных интервалов для средств измерений топографо-геодезического назначения: РТМ 68-8.25-2001. М., ЦНИИГАиК, 2001.

40. Приборы геодезические. Номенклатура показателей: ГОСТ 4.417-1986. М., Издательство стандартов, 1986.

41. Приборы геодезические. Общие технические условия: ГОСТ 23543-1988. М., Издательство стандартов, 1986.

42. Приборы геодезические. Термины и определения: ГОСТ 21830-1976. М., Издательство стандартов, 1976.

43. Приспособления для принудительного центрирования геодезических приборов. Типы, основные параметры и технические требования: ОСТ 68-12-1997. М., ЦНИИГАиК, 1997.

44. Разработка и аттестация методик выполнения измерений: МИ 2377-1996. М., Издательство стандартов. 1994.

45. Рейки нивелирные. Методика поверки: МИ 02-2000. М., ЦНИИГАиК, 2000.

46. Сборник инструкций по производству поверок геодезических приборов. М., Недра, 1988.

47. Светодальномеры геодезические. Общие технические условия: ГОСТ 19223-1990. М., Издательство стандартов, 1990.

48. Светодальномеры. Методы и средства поверки: МИ 15-1993. М., ЦНИИГАиК, 1993.

49. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Контроль точности: ГОСТ 23616-1988. М., Издательство стандартов, 1988.

50. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Технологические допуски: ГОСТ 21779-1982. М., Издательство стандартов, 1983.

51. Справочное пособие для работников метрологической службы в топографо-геодезическом производстве. М., ЦНИИГАиК, 1991.

52. Тарифы на поверку геодезических приборов. М., ЦНИИГАиК, 1999.

53. Теодолиты. Методика поверки: МИ 08-2000. М., ЦНИИГАиК, 2000.

54. Теодолиты. Общие технические условия: ГОСТ 10529-1996. М., Издательство стандартов, 1996.

55. Типовая программа государственных приёмочных испытаний нивелиров (ТПр 47-87). -М., ЦНИИГАиК, 1987.

56. Типовое положение о метрологической службе государственных органов управления Российской Федерации и юридических лиц: ПР 50-732-1993. Метрология, 1993, №13.

57. Указания по производству геодезических работ при строительстве каркасно-панельных зданий: ВСН 49-1970. М., Главмосстрой, 1971.

58. Условные обозначения величин, применяемых в геодезии: РТМ 68-7-1995. М., ЦНИИГАиК, 1995.

59. Эксплуатационные документы на топографо-геодезические приборы. Состав и общие требования: ОСТ 68-2.6-1997. М., ЦНИИГАиК

60. Андреева Ф.В., Борисенков Б.Г., Бузятов В.Г., Сытник B.C. Геодезическое обеспечение жилищно-гражданского и промышленного строительства. М., Недра, 1988.

61. Баканова В.В., Карклин Я.Я., Павлова Г.К. Черемисин М.С. Практикум по геодезии. М., ИД Альянс, 2007.

62. Большаков В.Д., Зайцев А.К., Левчук Г.П, Клюшин Е.Б. и др. Справочное пособие по прикладной геодезии. М., Недра, 1987.

63. Большаков В.Д., Карамышев Е.В., ШаровГ.И., Ямбаев Х.К. Разработка и исследование приборов вертикального проектирования. Геодезия и аэрофотосъёмка, 1988, №3.

64. Бутиков Е.И., Быков A.A., Кондратьев A.C. Физика. М., Недра, 1991.

65. Вязовец С.В.Роль Ростест-Москва в обеспечении единства измерений в области геодезических работ. Сборник докладов 7 отраслевого семинара по метрологии. М„ ЦНИИГАиК, 2001.

66. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М., Высшее образование, 2008.

67. Горынина Е.А., Лобаторин О.П., Петрова Г.В. Автоматизированное рабочее место поверителя теодолитов АРМ-ПТ. Исследования в области стандартизации и метрологического обеспечения приборной продукции топографо-геодезического назначения:69