Куанг хок разработка методики создания опорных сетей при строительстве мостов большой протяженности в горных районах
Скачать 387.41 Kb.
|
1 2
На правах рукописи ЧАН КУАНГ ХОК РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СОЗДАНИЯ ОПОРНЫХ СЕТЕЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МОСТОВ БОЛЬШОЙ ПРОТЯЖЕННОСТИ В ГОРНЫХ РАЙОНАХ Специальность: 25.00.32 – Геодезия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2012 Диссертация выполнена на кафедре прикладной геодезии Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Клюшин Евгений Борисович Официальные оппоненты: Пимшин Юрий Иванович доктор технических наук, профессор, Ростовский государственный строительный университет, профессор, заведующий кафедрой прикладной геодезии Голубев Владимир Викторович кандидат технических наук, профессор, декан факультета экономики и управления территориями МИИГАиК Ведущая организация: Московский государственный университетпутей сообщения (МИИТ)Защита состоится « ___ » декабря 2012 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д.212.143.03 в Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК) по адресу: 105064 Москва, Гороховский пер., 4, зал заседания Ученого совета. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК). Автореферат разослан « ____ » ноября 2012 г. У  ченый секретарь диссертационного совета Климков Юрий Михайлович ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В настоящее время в геодезическом производстве широко используются спутниковые геодезические приемники. Основным их назначением является высокоточное определение приращений геоцентрических координат. Строительство мостов, как и строительство любых других сооружений, требует создания опорной геодезической сети. Опорные геодезические сети определяют и закрепляют положение центров мостовых опор и других элементов моста, служат для детальной разбивки опор и монтажа пролетных строений, а также для наблюдений за деформациями сооружений. Применение методов определения местоположения по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС (ГНСС) для инженерно-геодезических работ началось во Вьетнаме в начале 2000 годов, но для инженерно-геодезических опорных сетей при строительстве мостов большой протяженности в горных районах эти методы определения местоположения применялись до сегодняшнего момента очень редко. Сложность заключается в том, что высокая точность определения разностей координат пунктов соблюдается лишь в декартовой геодезической системе координат ПЗ-90 или WGS-84, а геодезические сети создаются часто в местной системе. Как показано в данной диссертации, переход из систем координат спутниковых навигационных систем ПЗ-90 или WGS-84 сопровождается дополнительными погрешностями. Более того, разбивочные работы при строительстве мостов выполняются с использованием электронных тахеометров, которые устанавливаются в рабочее положение по уровню, так же как и спутниковые приемники. При высокоточных работах необходимо учитывать не только кривизну Земли, но и геодезическую высоту строящегося объекта. Данная диссертация посвящена исследованиям создания опорных сетей при строительстве мостов большой протяженности в горных районах, а также обработке результатов спутниковых измерений в опорных сетях, преобразованию координат из системы координат WGS-84 или ПЗ-90 в местную систему координат, оценке точности вычисленных приращений координат в плоские прямоугольные координаты. Цель работы. Основной целью работы является разработка методики обработки результатов измерений при создании опорных сетей для строительства мостов большой протяженности в горных районах. Научная новизна работы.
Практическая значимость. Повышение точности преобразованных координат опорных сетей при строительстве мостов большой протяженности в горных районах по результатам спутниковых измерений. Апробация работы. Работа обсуждалась на научных семинарах кафедры прикладной геодезии, её результаты обсуждались на научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК в 2010, 2011 и 2012 гг., основное содержание диссертации опубликовано в двух статьях в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех разделов с подразделами, заключения и списка литературы. Общий объем работы – 123 стр. Диссертация содержит 22 таблицы и 36 рисунков. Список литературы составляет 61 наименование. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность исследований, определена цель работы и сформулированы основные направления исследований. Первая глава «Особенности геодезических работ при строительстве мостов». Выполнен детальный обзор наиболее сложных объектов современного строительства уникальных мостов в мире и во Вьетнаме. В качестве примеров приведены наиболее выдающиеся вантовые мосты большой протяженности. Приведенный обзор наиболее крупных и ответственных объектов убедительно показывает тенденцию развития создания новых сооружений, которые становятся все выше и протяженнее, а при строительстве к геодезическому обеспечению предъявляются все более жесткие точностные требования. Рассмотрены сведения о плановых и высотных геодезических сетях, используемых при строительстве мостов. Рассмотрены основные спутниковые методы измерений, а также дано подробное описание спутниковых систем NAVSTAR GPS. Приводится описание основных методов спутниковых измерений. Рассмотрены основные источники ошибок спутниковых наблюдений и поправки, вводимые в результаты измерений. Вторая глава. «Разработка методики создания опорной сети при строительстве мостов большой протяженности в горных районах». Рассмотрены вопросы создания опорной сети при строительстве мостов большой протяженности в горных районах. Строительные нормы и правила требуют, чтобы координаты центров опор определялись со средними квадратическими ошибками не более 12 мм, а средние квадратические ошибки координат пунктов геодезической сети не превышали 6 мм. Как только ось мостового перехода выбрана и закреплена пунктами на местности, положение мостового перехода на местности не изменяется. Это означает, что для строительства моста координаты, закрепляющие ось мостового перехода, являются абсолютными и безошибочными. Вследствие этого оценке точности подлежат лишь разности координат на величину одного пролета моста, т.е. взаимное положение двух смежных центров мостовых опор. В некоторых случаях, например, при строительстве вантовых мостов, происходит наращивание большого числа секций, поэтому необходимо указать допустимую величину накопления ошибок монтажа, а современные своды правил (СП) не учитывают специфику строительства вантовых мостов. При создании опорной сети с применением спутниковых методов измерений следует иметь в виду, что в районе строительства применяется местная система координат и местная поверхность относимости результатов измерений в соответствии с высотами в районе строительства. Требования, которые необходимо соблюдать при создании опорных сетей при строительстве мостов, заключаются в следующем: 1) на пунктах должны быть обеспечены нормальные условия для выполнения качественных измерений; 2) необходимо обеспечить сохранность и устойчивость пунктов сети в течение длительного времени; 3) необходимо обеспечить беспрепятственное использование пунктов сети для выполнения разбивочных работ; 4) схема сети должна предусматривать необходимое количество избыточных измерений для целей контроля полевых измерений и последующего уравнивания; 5) схема сети должна обеспечивать определение приращений координат пунктов сети с требуемой точностью; 6) сеть должна быть экономически эффективной. При построении опорных сетей методом спутниковых измерений необходимо максимально использовать то обстоятельство, что точность определения приращений координат в сети практически не зависит от геометрии сети и, кроме того, не требуется обеспечивать видимость между смежными пунктами, если этого не требует технология выполнения разбивочных работ. Это позволяет при проектировании опорных сетей предусматривать переход координат непосредственно с исходных пунктов сети на определяемые пункты. При создании опорных сетей следует иметь в виду, что существуют два требования по обеспечению точности определяемых пунктов. Во-первых, для некоторых сетей необходимо в первую очередь обеспечить требуемую точность определения координат пунктов относительно исходных пунктов. Один из вариантов создания опорной сети приведен на рис. 1.  Рисунок 1. Схема разбивочной сети мостового перехода Измерения на пунктах сети выполнялись в режиме статика при длительности измерений в сеансах от 45 мин до одного часа. Расстояния в сети колебались от 300 до 1500 м. Анализ показал высокую точность измерений в сети, выполненных спутниковым методом. Максимальное значение невязок по приращениям координат –7 мм. Вычисленная по невязкам в треугольниках средняя квадратическая погрешность измерения одного приращения координат составила 5,0 мм. После уравнивания средняя квадратическая погрешность приращения координат – 4,0 мм. При разработке проекта сети необходим предварительный расчет ожидаемой точности определения взаимного положения пунктов, как наиболее важной характеристики данного вида сетей. Точность взаимного положения пунктов зависит как от точности измерений, так и от закономерностей накопления ошибок измерений в сети, выражающихся в получаемых невязках по приращениям координат. При этом целесообразно выполнять исследования по определению оптимального количества полевых измерений в сети с целью достижения требуемой точности взаимного положения пунктов, особенно для пунктов, между которыми не выполнялись измерения. Для этого обычно разрабатывают методику измерений, подтвержденную результатами натурных измерений. Третья глава. «Разработка методики обработки опорной сети при строительстве мостов большой протяженности в горных районах». В данной главе разработана методика обработки опорной сети при строительстве мостов большой протяженности в горных районах. Основные трудности преобразования результатов спутниковых измерений заключаются в том, что в геодезии нет единой трехмерной системы координат. В геодезии используется двумерная система координат: геодезическая широта и долгота на отсчетном эллипсоиде B, L или x, y в проекции Гаусса-Крюгера или UTM. Эти две координаты связаны с центром Земли через эллипсоид, а третья координата – высота не связана ни с центром Земли, ни с началом координат. Высота отсчитывается от поверхности квазигеоида. Формулы связи декартовых и эллипсоидальных координат имеют следующий вид:  (1)где  – радиус кривизны первого вертикала;  ; НГ – геодезическая высота; Нγ – нормальная высота;  – высота квазигеоида над отсчетным эллипсоидом.Если сопоставлять результаты спутниковых измерений в декартовой системе координат с комбинацией систем координат, принятых в геодезии, то без потери точности это сделать невозможно, так как высота квазигеоида над эллипсоидом, как правило, известна приблизительно. В инженерной геодезии имеются рекомендации использовать вспомогательную поверхность относимости при строительстве крупных инженерных объектов. Это связано с тем, что расстояния, вычисленные по координатам, которые отнесены к поверхности референц-эллипсоида, не равны расстояниям, измеренным между этим же пунктами на геодезической высоте Н, и отличаются на величину  , (2)где Si – длина линии; Нi – геодезическая высота объекта; H0 – высота поверхности относимости; R – радиус Земли. На эти расхождения между длинами на поверхности отсчетного эллипсоида и на средней высоте строительной площадки обращено внимание проф. Огородовой Л.В. и предложено использовать вспомогательный эллипсоид для введения поправок в длины линий, измеренные углы, азимуты и превышения. Однако вопросы переноса координат на вспомогательную поверхность не рассмотрены. В данной диссертации приводится решение этой задачи. В табл. 1 приведены результаты расчетов расхождений в расстояниях ∆Si , а на рис. 2 приведены графики этих величин. Таблица 1
 Рисунок 2. График влияния высоты на искажения расстояний Такие существенные расхождения недопустимы при высокоточных геодезических работах. В научной литературе рекомендуют вычислять редукционные поправки в расстояния, но нет рекомендаций по методике редуцирования координат пунктов. Следовательно, для результатов спутниковых измерений необходимо разработать методику вычисления редукционных поправок или методику вычисления координат на новой поверхности относимости. Результаты измерений, выполненных с помощью спутниковых навигационных систем GPS и ГЛОНАСС, представлены в системе прямоугольных геоцентрических пространственных координат. При этом в системе GPS используется координатная система WGS-84, а в системе ГЛОНАСС – координатная система ПЗ-90. Координаты пунктов геодезических сетей могут быть представлены системами координат СК-42, СК-63, СК-95 в России, HN-72, VN-2000 во Вьетнаме или в системе местных (локальных) координат. Для того чтобы поверхность относимости проходила через выбранную высоту, целесообразно в формулах вычисления координат |
1 2
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Урок "Курская битва" Основная идея преподавателя истории – формирование рационального мышления на основе создания опорных схем и использования опорных... | | внешняя политика «большой коалиции» При этом социал-демократы не стали исключать возможность создания «большой коалиции», на что осторожно намекнул председатель сдпг... |
| Рефераты публикуемых статей Разработка методики и нормативов испытаний внешней изоляции электрооборудования в загрязненном состоянии. Мерхалев С. Д., Соломоник... |  | В работе представлена разработка (конспект) Технологии: компьютерного урока (интерактивное устройство mimio), игровые, комментируемое управление при использовании опорных схем,... |
| Кем мы станем? Строительство — деятельность, направленная на создание новых зданий, инженерных сооружений (мостов, дорог, аэродромов) и сопутствующих... | | Разработка методики создания бортовой электронной библиотеки изображений... Институт биологии, экологии, почвоведения, сельского и лесного хозяйства (Биологический институт) |
| В строительстве пока большой процент составляют отделочные работы... В строительстве пока большой процент составляют отделочные работы в построечных условиях; наиболее трудоемкие из них — штукатурные... | | Инструкция по применению и проектированию безбалластного мостового... «научно-исследовательский институт мостов и дефектоскопии федерального агентства железнодорожного транспорта» |
| Разработка методики регулирования рисков и обеспечения информационной... | | Методика оценки сформированности компетенций на уровне учебной дисциплины... В статье описываются основные характеристики компетенции; анализируются сложности создания методики оценки сформировнности компетенций... |
| Отчет о научно-исследовательской работе, выполняемой по государственному... «Разработка алгоритмов для биоинформационного анализа комплексных метаболических и молекулярно-генетических сетей» | | Доклад на семинар «Прогресс в проектировании, строительстве и эксплуатации... Проблема оптимизации вл включает широкий круг вопросов; некоторые из них рассмотрены в докладе |
| Учебное пособие том I В первой части учебного пособия рассматривается достаточно большой по хронологической протяженности период, начиная с внешней политики... | | Черных Использование опорных конспектов и схем на уроках информатики Пояснительная записка. Этот урок является первым из раздела коммуникационные технологии и имеет важное значение. Урок формирует представление... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Методическая разработка урока с применением инновационного направления «Технология использования опорных схем и конспектов» | | План работы опорных, базовых школ, ресурсных, учебно-методических... Теоретические основы исследовательской и проектной деятельности младших школьников |
