R1051409VmBVp
s
Spis treści

1. Wstęp

1

Geodezyjne pomiary realizacyjne oraz kontrolne wymagają od technika geodety, znajomości metod pomiarowych niezbędnych na etapie realizacji obiektu jak również później w trakcie eksploatacji danego obiektu. W tym opracowaniu przedstawiono wybrane metody pomiarowe służące zarówno tyczeniu obiektów w terenie jak również realizacji pomiarów kontrolnych. Dla każdej z nich oprócz opisu zamieszczono również informację w jakich sytuacjach można ją stosować.

2. Metoda biegunowa

2

Metoda biegunowa polega na ustawieniu instrumentu, np. tachimetru nad punktem osnowy o znanych współrzędnych. Instrument należy spoziomować oraz wykonać dokładne centrowanie nad punktem osnowy. Następnie w nawiązaniu do punktu osnowy o znanych współrzędnych należy odłożyć kąt oraz odmierzyć odległość do tyczonego punktu.

Powyższy opis dokładnie ilustruje przedstawiony poniżej szkic tyczenia

Stanowiskiem dla metody biegunowej jest w tym przypadku punkt P100 niego są tyczone poszczególne punkty obrysu budynku. Nawiązanie stanowiska stanowi punkt P101. Po dokładnym wycelowaniu na ten punkt należy ustawić odczyt kręgu poziomego (Hz) równy 0. Następnie odkładając kąt oraz odmierzając odległość należy tyczyć poszczególne punkty.

R1W3GyLTHnVif
Rys 2.1 – Fragment szkicu dokumentacyjnego
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Metoda ta ma szerokie zastosowanie i może być z powodzeniem stosowana w różnorodnych pomiarach realizacyjnych m.in. z zakresu budownictwa ogólnego, budownictwa drogowego.

W tym miejscu należy jednak zwrócić uwagę na ograniczenia wynikające ze stosowania tej metody.

Wymusza ona ustawienie instrumentu w konkretnym miejscu stanowiącym punkt osnowy co w dynamicznym środowisku budowy nie zawsze jest optymalnym rozwiązaniem. Lepsza w takich sytuacjach może się okazać opisana w dalszej części metoda swobodnego stanowiska.

3. Metoda swobodnego stanowiska

3

Metoda ta stanowi niejako połączenie metody wcięcia wstecz z metodą biegunową. Stanowisko można obrać w dowolnym miejscu, następnie wykonywany jest pomiar do punktów osnowy. Mierzone mogą być odległości oraz kąty tak aby możliwe było wyznaczenie współrzędnych stanowiska z obliczenia wcięcia kątowego, liniowego bądź kątowo‑liniowego. Obliczenie dokonuje się w sposób automatyczny w oprogramowaniu tachimetru. W oparciu o obliczone współrzędne stanowiska oraz współrzędne punktów tyczonych zapisanych w pamięci instrumentu mamy możliwość tyczenia punktów metodą biegunową, gdyż kąty i odległości do tyczenia obliczane są w oprogramowaniu instrumentu.

RHkw1uuDQHohx
Rys. 3.1 – tyczenie punktów metodą biegunową
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Zgodnie z powyższym rysunkiem, najpierw wybieramy lokalizację stanowiska pomiarowego S, następnie poprzez pomiar odległości dIndeks dolny 1, dIndeks dolny 2, dIndeks dolny 3 oraz kątów betaIndeks dolny 1betaIndeks dolny 2 do punktów osnowy realizacyjne wyznaczamy współrzędne stanowiska S. Dane do tyczenia punktów PIndeks dolny i obliczane są automatycznie w oprogramowaniu tachimetru, wybierając do tyczenia punkt PIndeks dolny 1 otrzymujemy informację o tym jaki kąt należy odłożyć alfaIndeks dolny 1 oraz jaką odległość należy odmierzyć lIndeks dolny 1.

Jest to metoda stosowana powszechnie w pomiarach realizacyjnych, bardzo dobrze sprawdza się w dynamicznym środowisku placu budowy. Niewątpliwym atutem jest możliwość dowolnego wyboru stanowiska. Jedynym ograniczeniem jest konieczność widoczności na punkty nawiązania, tak aby można było zrealizować wcięcie wstecz. Dane do tyczenia nie muszą być przygotowane przed przyjazdem na plac budowy, generowane są one automatycznie w oprogramowaniu instrumentu.

4. Metoda prostej odniesienia

4

Metoda prostej odniesienia może być wykorzystywana zarówno w pomiarach realizacyjnych jak również podczas wykonywania pomiarów kontrolnych. W przypadku tyczenia obiektów, np. budynków mieszkalnych wielokondygnacyjnych metodę tę można wykorzystać podczas przenoszenia osi konstrukcyjnych budynku na kolejne poziomy. Polega ona na zrealizowaniu w terenie linii pomocniczych równoległych zarówno do osi poprzecznych jak i podłużnych odsuniętych około 1 m od zewnętrznych ścian tyczonego obiektu. Te dodatkowe linie markuje się w terenie z wykorzystaniem jednego lub dwóch znaków ziemnych. Następnie na jednym końcu linii ustawia się tarczę celowniczą na drugim zaś teodolity, celując na punkt końcowy wyznaczamy płaszczyznę odniesienia. Zmieniając tylko kąt nachylenia lunety celujemy na przymiar liniowy umieszczony na kolejnym poziomie, tak aby umożliwił on realizację stałej znanej odległości d od płaszczyzny odniesienia do wyznaczanej osi konstrukcyjnej.

Metodę tę można również z powodzeniem stosować w pomiarach kontrolnych suwnicy lub też punktów położonych na koronie zapory wzdłuż jej osi, w celu wyznaczenia odchyłek.

Prostą odniesienia można zrealizować z wykorzystaniem czworokąta. W tym przypadku zakładamy dwie proste odniesienia, po jednej dla każdej z szyn. W pierwszym i ostatnim przekroju oznaczamy punkty osiowe szyn, które tworzą wspomnianą prostą. W powstałym czworokącie P1,P2,P3,P4, (Rys. 2.1) dokonujemy pomiaru kątów alfa1, alfa2 oraz długości d1 oraz d2. Następnie dla każdej z szyn wykonujemy pomiar odchyleń poszczególnych punktów od prostej z wykorzystaniem przymiaru liniowego. (Rys. 2.2)

RcEsDwTKSUjiP
Rys. 4.1 - ilustracja układu pomiarowego w metodzie prostej odniesienia, proste P1‑P2 oraz P3‑P4, realizują osie szyn suwnicy, na każdym kolejnym punkcie mierzona jest odchyłka, wzajemnie powiązanie obu prostych uzyskujemy poprzez pomiar długości oraz kątów
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
RQBHwUbCL1XJj
Rys. 4.2 – pomiar odchylenia od prostej z wykorzystaniem przymiaru
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
RzMIbphS89SNu
Rys. 4.3 – przykład realizacji metody prostej odniesienia
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
RedtDKnbaxSWl
Rys. 4.4 – przyrząd wykorzystywany w pomiarach prostej odniesienia
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

5. Metoda rzutowania

5

Podobnie jak w przypadku metody prostej odniesienia, w budownictwie wielokondygnacyjnym metoda ta służy przenoszeniu osi konstrukcyjnych budynku na kolejne jego kondygnacje.

Z punktów osiowych utrwalonych na bokach ramy geodezyjnej rozwija się osnowę budowlano‑montażową. Punkty tej osnowy zastabilizowane w sposób trwały powinny się znajdować w płaszczyznach konstrukcyjnych.

RUYZ3TArAExQt
Rys. 5.1 – przenoszenie osi metodą rzutowania
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
RgbFI9BhBs80H
Rys 5.2 – osnowa budowlano‑montażowa do wykonania metody rzutowania
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Instrumentem wykorzystywanym w tego typu pracach jest teodolit. Należy ustawić go nad punktem osnowy budowlano‑montażowej, następnie celując na wskaźnik ścienny zostaje wyznaczona płaszczyzna osi. Po wycelowaniu lunety na najwyższą kondygnację należy takie miejsce oznaczyć na krawędzi stropu. Po wyznaczeniu tej samej osi po drugiej stronie budynku można ją zrealizować fizycznie za pomocą struny stalowej.

Podczas wykorzystywania tej metody należy pamiętać o tym by odległość stanowiska od budynku była większa niż jego obecna wysokość, dzięki czemu możnas zmniejszyć potencjalny błąd wynikający z niepionowości osi teodolitu. Przy czym pamiętać trzeba o tym, że w przypadku ograniczonej przestrzeni wokół realizowanej inwestycji nie będzie można skorzystać z tej metody ze względu na brak możliwości zlokalizowania stanowisk instrumentu.

6. Metoda przestrzennych wcięć kątowych

6

Jedną z metod która może być wykorzystana podczas obserwacji budowli powłokowej, np. chłodni kominowej jest metoda przestrzennych wcięć kątowych. Pomiar wykonywany jest do oznaczonych punktów na powierzchni budowli. Mogą być one oznaczone w sposób trwały z wykorzystaniem znaczków celowniczych lub sygnalizowane w trakcie wykonywania pomiaru z wykorzystaniem plamki lasera. W tym miejscu należy zaznaczyć, że trwała stabilizacja jest rzadko stosowana ze względu na koszty realizacji.

RdrbKm1tckVHS
Rys 6.1 – metoda przestrzennych wcięć kątowych
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Najpierw zostaje wyznaczona wysokość punktu H0, następnie przyjęta zostaje stała różnica wysokości dH między punktami sąsiednimi. Dla każdego z nich można ustalić kąt pionowy.

Obserwacje prowadzone są z punktów O1 oraz O2 gdzie wykonywany jest pomiar kąta poziomego alfa, kąta pionowego phi oraz odległości d.

Obecnie najbardziej przydatną metodą w obserwacji budowli powłokowych jest opisana w kolejnej części metoda biegunowa 3D

7. Metoda biegunowa 3D

7

Metoda ta różni się od zwykłej metody biegunowej dodatkowo pomiarem kąta pionowego co przy znanej wysokości punktu osnowy będącego stanowiskiem obserwacyjnym pozwala również na wyznaczenie wysokości mierzonego punktu.

W przypadku pomiarów kontrolnych mierzone są punkty położone w płaszczyźnie pionowej przechodzącej przez stanowisko obserwacyjne. Pomiarowi podlegają kąt poziomy pomiędzy punktem nawiązania a punktem celu, odległość do celu, oraz kąt pionowy. Oczywiście aby można było zastosować tą metodę należy wykorzystać do pomiaru tachimetr bezlustrowy.

Dodatkowo metoda ta może zostać wykorzystana z powodzeniem w pomiarach kontrolnych dotyczących jezdni podsuwnicowych. Mamy wówczas możliwość wykonywania pomiaru instrumentem bezpośrednio z poziomu posadzki.

R6yDvjhsohCnD
Rys 7.1 – metoda biegunowa 3D
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Na terenie hali/zakładu za pomocą pryzmatów oznaczana jest baza, umiejscowiona równolegle do osi głównej obiektu, tak aby oba punkty bazy (B1, B2) był widoczne z danego stanowiska obserwacyjnego (S1, S2). W celu wyznaczenia każdego punktu, tak jak wcześniej mierzony jest kąt poziomy, kąt pionowy oraz odległość do punktu.

Ponadto metoda ta jest wykorzystywana w pomiarach kontrolnych związanych z montażem dźwigarów w halach przemysłowych.

8. Metoda trygonometryczna

8

Stanowi przykład tyczenia wykonywanego w dwóch etapach. W pierwszym etapie wyznacza się wstępnie punkt tyczony, w drugim wykonuje się pomiary kątów i odległości w seriach dla punktu tyczonego z dwóch znanych punktów osnowy. Otrzymane wyniki pomiarów poddaje się wyrównaniu w wyniku czego otrzymuje się poprawki trasowania. Wykorzystując obliczone poprawki zmienia się pierwotne położenie punktu na właściwe.

Metoda ta może być również wykorzystywana w pomiarach kontrolnych przy wyznaczaniu przemieszczeń poziomych, wówczas pomiary wykonywane są do punktów kontrolnych z punktów umiejscowionych poza obszarem oddziaływania.

9. Metoda dwusiecznych kierunków stycznych

9

Jest to metoda wykonywania pomiarów kontrolnych wychyleń obiektów wieżowych. Polega na wyznaczeniu kątów zawartych pomiędzy kierunkiem do środka najniższego przekroju a kierunkami do środków na kolejnych poziomach obserwacyjnych. Kierunki te stanowią dwusieczne kątów pomiędzy celowymi które stanowią linie styczne do powierzchni trzonu na każdym przekroju obserwacyjnym.

Przykład pomiarowy

Szkic rozmieszczenia stanowisk, ze względu na brak widoczności pomiędzy poszczególnymi stanowiskami obserwacyjnymi przywiązana jest do dwupunktowej bazy (B1, B2) ze współrzędnymi w układzie lokalnym

RS2Q29819fMpT
Rys. 9.1 – szkic rozmieszczenia stanowisk
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Na podstawie obserwacji obliczono kierunki do osi komina jako dwusieczną kierunków stycznych

Kij=(Lij+Pij)2

gdzie:

i - i‑ty poziom
j - j‑te stanowisko
L, P – kierunki lewej i prawej stycznej

Następnie wyznaczono ochylenia kierunków od kierunku do poziomu 1 dla poszczególnych stanowisk

αij=KijK1j
RjIClsq4BCsGH
Rys. 9.2. – tabela odchyleń kierunków do osi komina
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Zestawiono równania obserwacyjne:

Vαij=sin(φj)dj×(ρ)×(ωxi)+cos(φj)dj×(ρ)×(ωyi)

Wyznaczono wychylenia osi komina w poszczególnych poziomach wraz z analizą dokładności:

R1RE6fENjibij
Rys. 9.3 – wychylenia osi komina w poszczególnych poziomach
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
Prezentacja graficzna wychylenia

Wykres wychyleń osi komina w płaszczyźnie XY

R1WOGQJUFVnHl
Rys. 9.4 – wykres wychyleń osi komina w płaszczyźnie XY
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Wykres wychyleń osi komina w płaszczyźnie XZ

ROJq0gSPd9L1X
Rys. 9.5 – wykres wychyleń osi komina w płaszczyźnie XZ
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Wykres wychyleń osi komina w płaszczyźnie YZ

R13uYzKvOb3ye
Rys. 9.6 – wykres wychyleń osi komina w płaszczyźnie YZ
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Przykładowe dane obserwacyjne kierunków dla trzech stanowisk:

S1

Cel

Seria I

Seria II

Różnica

Średnia

Średnia po redukcji

B1

0,0000

0,0045

-0,0045

0,0023

0,0000

1.1

13,7363

13,738

-0,0017

13,7372

13,7349

1.2

17,5589

17,5536

0,0053

17,5563

17,554

2.1

14,0507

14,0529

-0,0022

14,0518

14,0496

2.2

17,2336

17,2387

-0,0051

17,2361

17,2339

3.1

14,1774

14,1761

0,0013

14,1768

14,1745

3.2

17,0884

17,0906

-0,0022

17,0895

17,0873

4.1

14,3107

14,3128

-0,002

14,3117

14,3095

4.2

16,9236

16,9255

-0,0019

16,9245

16,9223

5.1

14,4376

14,4366

0,001

14,4371

14,4348

5.2

16,7865

16,7902

-0,0037

16,7883

16,7861

S2

Cel

Seria I

Seria II

Różnica

Średnia

Średnia po redukcji

B1

0,0000

399,992

0,008

-0,0040

0,0000

1.1

30,5238

30,5225

0,0012

30,5231

30,5271

1.2

33,9656

33,9667

-0,0011

33,9662

33,9702

2.1

30,8229

30,8246

-0,0016

30,8237

30,8277

2.2

33,6568

33,6622

-0,0054

33,6595

33,6635

3.1

30,9324

30,9337

-0,0014

30,933

30,937

3.2

33,5606

33,5644

-0,0037

33,5625

33,5665

4.1

31,0706

31,0705

0,0001

31,0705

31,0745

4.2

33,4329

33,4416

-0,0087

33,4372

33,4412

5.1

31,1493

31,1481

0,0012

31,1487

31,1527

5.2

33,2755

33,2808

-0,0053

33,2781

33,2821

S3

Cel

Seria I

Seria II

Różnica

Średnia

Średnia po redukcji

B2

-0,0011

0,0033

-0,0044

0,0011

0,0000

1.1

394,6084

394,6111

-0,0027

394,6097

394,6086

1.2

396,9453

396,9488

-0,0035

396,9470

396,9460

2.1

394,8074

394,8116

-0,0042

394,8095

394,8084

2.2

396,7559

396,7602

-0,0043

396,7581

396,7570

3.1

394,8773

394,8814

-0,0041

394,8793

394,8783

3.2

396,6742

396,6788

-0,0045

396,6765

396,6754

4.1

394,9625

394,9674

-0,0049

394,9649

394,9638

4.2

396,5662

396,5713

-0,0051

396,5688

396,5677

5.1

395,0578

395,0638

-0,0060

395,0608

395,0597

5.2

396,5103

396,5177

-0,0074

396,5140

396,5120

Na tej podstawie obliczono zestawienie kierunków dwusiecznych oraz odchyłek od poziomu bazowego

Kierunki do osi komina

Odchylenia kierunków w odniesieniu do poziomu bazowego

Poziom

S1 [g]

S2 [g]

S[3] g

Poziom

S1 [cc]

S2 [cc]

S3 [cc]

1

1,9096

1,7215

1,1687

1

0,0

0,0

0,0

2

1,9068

1,7185

1,1741

2

-27,4

-30,2

53,9

3

1,8960

1,7246

1,1682

3

-135,7

31,1

-4,6

4

1,8810

1,7308

1,1571

4

-285,7

92,4

-115,4

5

1,8755

1,6903

1,1777

5

-340,2

-312,6

90,0

Po rozwiązaniu układu równań normalnych z wykorzystaniem metody najmniejszych kwadratów uzyskano następujące wartości wychyleń na poszczególnych poziomach:

Poziom

Wysokość [m]

wx [mm]

mwx [mm]

wy [mm]

mwy [mm]

1

11,35

0,0

0,0

0,0

0,0

2

41,69

8,2

3,5

-4,9

5,4

3

58,7

2,7

9,6

21,3

14,5

4

79,7

-4,8

13,3

60,4

20,2

5

96,21

53,7

0,5

20,9

0,8

R1M8y7wDasrXp
Rys 9.7 – Grafika ilustrująca przykład rozmieszczenia poziomów obserwacyjnych
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

10. Przykład pomiarowy dotyczący wyznaczenia ugięcia i wyboczenia dźwigara

10
Szkic rozmieszczenia stanowisk
RmAtcaBdRCJW5
Rys. 10.1 – szkic rozmieszczenia stanowisk
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
  • Współrzędne punktów przyjęto układzie lokalnym, dla stanowiska nr 2 (X=100.000m, Y=100.000m, H=100.000m,), na podstawie znanych wysokości instrumentów oraz pomiaru odległości obliczono współrzędne stanowiska nr 1 (X=214.393m, Y=100.000m, H=99.773m), oś X układu pokrywa się z bazą natomiast oś Y jest do niej prostopadła.

Współrzędne stanowisk

Stanowisko

X

Y

H

1

214.393

100.000

99.773

2

100.000

100.000

100.000

  • wysokości instrumentu

i1

1.652

i2

1.358

i2' (II seria)

1.402

  • kąty poziome

W oparciu o obliczone kąty poziome alfabeta dla wszystkich punktów obliczono kąt gamma:

Punkt

alfa [g]

beta [g]

gamma [g]

P1

50.7783

61.2665

87.9552

P2

50.6926

61.3845

87.923

P3

50.6102

61.4934

87.8965

P4

50.3628

61.84

87.7973

P5

50.0409

62.2863

87.6729

P6

49.7208

62.7374

87.5419

P7

49.2129

63.4767

87.3105

P8

48.7135

64.222

87.0646

P9

48.4073

64.6929

86.8998

P10

48.1066

65.1493

86.7442

P11

47.3246

66.4056

86.2699

P12

46.4214

67.9435

85.6351

P13

45.5468

69.5259

84.9273

P14

44.7017

71.1386

84.1598

P15

43.8795

72.8068

83.3138

P16

43.087

74.5045

82.4086

P17

42.3168

76.2419

81.4413

P18

41.5701

78.0178

80.4121

P19

40.8439

79.8279

79.3282

P20

40.1413

81.6722

78.1866

P21

39.4626

83.544

76.9934

P22

38.9055

85.1416

75.9529

P23

38.699

85.7731

75.528

P24

38.4929

86.3849

75.1222

P25

38.1635

87.3847

74.4519

P26

37.841

88.3869

73.7722

P27

37.6407

89.0118

73.3476

P28

37.4435

89.6427

72.9139

Korzystając z twierdzenia sinusów obliczono odległości pomiędzy stanowiskami a mierzonym punktem:

ai=d×sinβsinγ
bi=d×sinαsinγ
  • gdzie: d – odległość pomiędzy stanowiskami

Następnie wyznaczono współrzędne X i Y wszystkich punktów:

Xi=X1+ai×cos(200α)
Yi=Y1+ai×sin(200α)

lub

Xi=X2+bi×cosβ
Yi=Y2+bi×cosβ

Odległości od stanowisk do mierzonych punktów wraz ze współrzędnymi

Punkt

b [m]

a [m]

XP_1 [m]

YP_1 [m]

XP_2 [m]

YP_2 [m]

P1

83.358

95.571

147.646

168.400

147.646

168.400

P2

83.257

95.703

147.461

168.404

147.461

168.404

P3

83.158

95.824

147.288

168.404

147.288

168.404

P4

82.865

96.212

146.749

168.419

146.749

168.419

P5

82.481

96.708

146.054

168.427

146.054

168.427

P6

82.099

97.206

145.357

168.433

145.357

168.433

P7

81.495

98.019

144.232

168.448

144.232

168.448

P8

80.901

98.831

143.111

168.458

143.111

168.458

P9

80.538

99.342

142.412

168.467

142.412

168.467

P10

80.179

99.832

141.733

168.462

141.733

168.462

P11

79.254

101.176

139.908

168.473

139.908

168.473

P12

78.198

102.800

137.733

168.492

137.733

168.492

P13

77.190

104.449

135.555

168.514

135.555

168.514

P14

76.232

106.105

133.388

168.531

133.388

168.531

P15

75.322

107.796

131.205

168.555

131.205

168.555

P16

74.470

109.495

129.033

168.578

129.033

168.578

P17

73.669

111.211

126.859

168.599

126.859

168.599

P18

72.925

112.945

124.683

168.621

124.683

168.621

P19

72.234

114.692

122.507

168.638

122.507

168.638

P20

71.606

116.455

120.331

168.659

120.331

168.659

P21

71.044

118.229

118.160

168.684

118.160

168.684

P22

70.616

119.732

116.332

168.701

116.332

168.701

P23

70.477

120.330

115.619

168.724

115.619

168.724

P24

70.331

120.901

114.927

168.729

114.927

168.729

P25

70.111

121.834

113.803

168.739

113.803

168.739

P26

69.912

122.767

112.683

168.752

112.683

168.752

P27

69.791

123.346

111.986

168.754

111.986

168.754

P28

69.681

123.931

111.287

168.761

111.287

168.761

Wyboczenia dla obu filarów wyznaczono w oparciu o wzór:

wi=±ΔyiΔxi×ΔyBAΔxBA

gdzie:

Δyi=yiyA – różnica współrzędnych kolejnych punktów względem początku dźwigara wzdłuż osi y

Δxi=xixA - różnica współrzędnych kolejnych punktów względem początku dźwigara wzdłuż osi x

ΔyBA=yByA - różnica współrzędnych końca i początku dźwigara wzdłuż osi y

ΔxBA=xBxA - różnica współrzędnych końca i początku dźwigara wzdłuż osi x

B=L28lubP28 - punkt końcowy dźwigara

A=L1lubP1 - punkt początkowy dźwigara

  • różnice wzdłuż osi x oraz osi y dla dźwigara

Punkt

deltaxi [m]

deltayi [m]

P1

0.000

0.000

P2

-0.185

0.004

P3

-0.358

0.004

P4

-0.897

0.019

P5

-1.592

0.027

P6

-2.289

0.033

P7

-3.414

0.048

P8

-4.535

0.058

P9

-5.234

0.067

P10

-5.913

0.062

P11

-7.738

0.073

P12

-9.913

0.092

P13

-12.091

0.114

P14

-14.258

0.131

P15

-16.441

0.155

P16

-18.613

0.178

P17

-20.787

0.199

P18

-22.963

0.221

P19

-25.139

0.238

P20

-27.315

0.259

P21

-29.486

0.284

P22

-31.314

0.301

P23

-32.027

0.324

P24

-32.719

0.329

P25

-33.843

0.339

P26

-34.963

0.352

P27

-35.660

0.354

P28

-36.359

0.361

  • różnice współrzędnych pomiędzy punktem końcowym a początkowym dźwigara

  • deltayIndeks dolny BA= 0.361 m

  • deltaxIndeks dolny BA = -36.359 m

  • zestawienie obliczonych wartości wyboczeń:

Punkt

P

wi [mm]

1

0

2

-2

3

0

4

-10

5

-11

6

-10

7

-14

8

-13

9

-15

10

-3

11

4

12

6

13

6

14

11

15

8

16

7

17

7

18

7

19

12

20

12

21

9

22

10

23

-6

24

-4

25

-3

26

-5

27

0

28

0

  • kąty zenitalne V dla dźwigara

Punkt

phi1 [g]

phi2.1 [g]

phi2.2 [g]

P1

96.1373

95.5408

95.5762

P2

96.1407

95.5332

95.5685

P3

96.1449

95.5268

95.5617

P4

96.1567

95.5116

95.5436

P5

96.1708

95.4842

95.5171

P6

96.2474

95.5321

95.5700

P7

96.3766

95.6197

95.6527

P8

96.5110

95.7081

95.7497

P9

96.5889

95.7680

95.8070

P10

96.6693

95.8201

95.8584

P11

96.7104

95.7702

95.8073

P12

96.7610

95.7111

95.7493

P13

96.8081

95.6516

95.6880

P14

96.8568

95.5954

95.6349

P15

96.9055

95.5418

95.5795

P16

96.9517

95.4880

95.5269

P17

96.9996

95.4418

95.4786

P18

97.0459

95.3930

95.4356

P19

97.0919

95.3532

95.3922

P20

97.1375

95.3120

95.3537

P21

97.1812

95.2774

95.3179

P22

97.2160

95.2487

95.2900

P23

97.1802

95.1558

95.1958

P24

97.1440

95.0607

95.1007

P25

97.0825

94.9018

94.9403

P26

97.0252

94.7493

94.7886

P27

96.9928

94.6566

94.6970

P28

97.0098

94.6552

94.6963

Na podstawie uśrednionych kątów zenitalnych V oraz obliczonych wcześniej odległości od stanowisk do mierzonych punktów obliczono poszczególne przewyższenia:

W tym miejscu należy zaznaczyć, że w przypadku dźwigara dla stanowiska nr 2 uzyskano dla każdego z punktów dwa niezależne przewyższenia, ponieważ kąty zenitalne V pionowe nie mogły zostać uśrednione ze względu na różną wysokość stanowisk, w efekcie czego uśredniono dopiero obliczone wartości przewyższeń.

Wysokości poszczególnych punktów obliczono w oparciu o poniższe wzory:

hi=H1+i+Δhi
hi=H2+i+Δhi
hi=hi+hi2
  • gdzie:

i, i’ – wysokość instrumentu na poszczególnych stanowiskach

hIndeks dolny i – wysokości poszczególnych punktów

Odchyłki uzyskano w wyniku różnic wysokości, na ich podstawie wyznaczono błąd, który posłużył do obliczenia średnich błędów ugięcia każdego punktu.

mΔh=Σffn

gdzie:

n – liczba mierzonych punktów

f – różnica wysokości

  • zestawienie obliczonych przewyższeń, wysokości, odchyłek oraz ostatecznej wysokości punktu dla dźwigara

Pkt

deltahi [m]

deltahi'2.1 [m]

deltahi'2.2 [m]

h'i [m]

h”i2.1 [m]

h”i2.2 [m]

h”i [m]

f [m]

hi [m]

P1

5.806

5.848

5.802

107.204

107.206

107.204

107.205

-0.001

107.205

P2

5.809

5.851

5.805

107.207

107.209

107.207

107.208

-0.001

107.208

P3

5.810

5.853

5.807

107.208

107.211

107.209

107.210

-0.002

107.209

P4

5.816

5.852

5.810

107.214

107.210

107.212

107.211

0.003

107.213

P5

5.824

5.861

5.818

107.222

107.219

107.220

107.219

0.003

107.221

P6

5.737

5.771

5.722

107.135

107.129

107.124

107.127

0.008

107.131

P7

5.585

5.616

5.574

106.983

106.974

106.976

106.975

0.008

106.979

P8

5.422

5.462

5.409

106.820

106.820

106.811

106.816

0.004

106.818

P9

5.328

5.362

5.312

106.727

106.720

106.714

106.717

0.010

106.722

P10

5.228

5.272

5.223

106.626

106.630

106.625

106.628

-0.001

106.627

P11

5.233

5.274

5.227

106.631

106.632

106.629

106.630

0.001

106.631

P12

5.235

5.276

5.229

106.633

106.634

106.631

106.633

0.001

106.633

P13

5.241

5.281

5.236

106.640

106.639

106.638

106.638

0.001

106.639

P14

5.243

5.283

5.235

106.641

106.641

106.637

106.639

0.003

106.640

P15

5.244

5.283

5.239

106.642

106.641

106.641

106.641

0.001

106.642

P16

5.247

5.287

5.241

106.645

106.645

106.643

106.644

0.001

106.645

P17

5.245

5.284

5.241

106.644

106.642

106.643

106.642

0.001

106.643

P18

5.245

5.287

5.238

106.643

106.645

106.640

106.642

0.001

106.643

P19

5.243

5.282

5.237

106.641

106.640

106.639

106.640

0.002

106.640

P20

5.240

5.283

5.235

106.638

106.641

106.637

106.639

-0.001

106.639

P21

5.238

5.280

5.234

106.637

106.638

106.636

106.637

0.000

106.637

P22

5.239

5.280

5.234

106.638

106.638

106.636

106.637

0.001

106.637

P23

5.333

5.373

5.329

106.732

106.731

106.731

106.731

0.001

106.731

P24

5.428

5.468

5.423

106.826

106.826

106.825

106.825

0.000

106.826

P25

5.587

5.627

5.584

106.986

106.985

106.986

106.985

0.000

106.986

P26

5.741

5.779

5.736

107.139

107.137

107.138

107.138

0.002

107.138

P27

5.831

5.872

5.827

107.229

107.230

107.229

107.229

0.000

107.229

P28

5.825

5.864

5.819

107.224

107.222

107.221

107.221

0.002

107.223

  • błąd średni ugięcia

  • dźwigar mIndeks dolny deltah Indeks dolny koniec= 3.3 [mm]

  • zestawienie różnic wysokości* Δui=hihA *różnica wysokości kolejnych punktów dźwigara

Punkt

P

deltaui [m]

1

0.000

2

0.003

3

0.004

4

0.008

5

0.016

6

-0.074

7

-0.226

8

-0.387

9

-0.483

10

-0.578

11

-0.574

12

-0.572

13

-0.566

14

-0.565

15

-0.563

16

-0.560

17

-0.562

18

-0.562

19

-0.564

20

-0.566

21

-0.568

22

-0.567

23

-0.473

24

-0.379

25

-0.219

26

-0.066

27

0.025

28

0.018

różnica wysokości punktów początkowego i końcowego

  • dźwigar ΔuBA=0.018m

Ugięcia dźwigarów obliczono ze wzoru:

ui=±ΔuiΔxi×ΔuBAΔxBA
  • gdzie:

Δui=hihA – różnica wysokości kolejnych punktów dźwigara

Δxi=xixA - różnica współrzędnych kolejnych punktów względem początku dźwigara wzdłuż osi x

ΔuBA=hBhA - różnica wysokości pomiędzy punktem końcowym dźwigara a początkowym

ΔxBA=xBxA - różnica współrzędnych końca i początku dźwigara wzdłuż osi x

B=L28lubP28 - punkt końcowy dźwigara

A=L1lubP1 - punkt początkowy dźwigara

W oparciu o podany poniżej wzór wyznaczono błędy poszczególnych ugięć:

mui=±mΔh1+(ΔuiΔxBA)2

Punkt

P

mui [mm]

ui [mm]

1

0

3.3

2

-3

3.3

3

-4

3.3

4

-7

3.4

5

-15

3.6

6

1

3.3

7

2

3.3

8

2

3.3

9

3

3.3

10

-1

3.3

11

-4

3.3

12

-5

3.3

13

-10

3.4

14

-10

3.4

15

-10

3.4

16

-12

3.5

17

-10

3.4

18

-8

3.4

19

-5

3.3

20

-2

3.3

21

1

3.3

22

1

3.3

23

-2

3.3

24

-2

3.3

25

-1

3.3

26

-1

3.3

27

-7

3.4

28

0

3.3

Ostatecznym etapem jest sporządzenie szkiców ugięć oraz wyboczeń dla dźwigara, skala dla obu osi powinna być zróżnicowana tak aby dobrze zaprezentować obliczone wartości, przykłady poniżej:

R3OZIgb5KzWnY
Rys 10.2 – wykres ugięć dźwigara
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
RzcwXZa7BRwOI
Rys 10.3 – wykres wyboczeń dźwigara
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

DANE DO PRZELICZEŃ WŁASNYCH:

Wysokości instrumentu na poszczególnych stanowiskach, współrzędne stanowisk takie jak w powyższym przykładzie obliczeniowym

i1

1.652

i2

1.358

Kąty poziome

Punkt

alfa [g]

beta [g]

L1

74.4494

42.8018

L2

74.3090

42.8665

L3

74.1658

42.9337

L4

73.7490

43.1364

L5

73.2115

43.3944

L6

72.6736

43.6543

L7

71.8097

44.0895

L8

70.9601

44.5264

L9

70.4423

44.7996

L10

69.9280

45.0647

L11

68.5932

45.8053

L12

67.0454

46.7093

L13

65.5395

47.6456

L14

64.0767

48.6097

L15

62.6573

49.6043

L16

61.2751

50.6339

L17

59.9384

51.6922

L18

58.6364

52.7903

L19

57.3788

53.9148

L20

56.1581

55.0854

L21

54.9786

56.2869

L22

54.0219

57.3197

L23

53.6595

57.7455

L24

53.3005

58.1522

L25

52.7279

58.8198

L26

52.1723

59.4912

L27

51.8271

59.9171

L28

51.4898

60.3461

Kąty zenitalne V

Punkt

phi1 [g]

phi2 [g]

L1

94.9753

96.5694

L2

94.9794

96.5684

L3

94.9840

96.5623

L4

94.9990

96.5513

L5

95.0189

96.5340

L6

95.1103

96.5707

L7

95.2754

96.6378

L8

95.4419

96.7077

L9

95.5422

96.7490

L10

95.6231

96.7733

L11

95.6719

96.7323

L12

95.7282

96.6734

L13

95.7862

96.6241

L14

95.8474

96.5696

L15

95.9065

96.5133

L16

95.9682

96.4560

L17

96.0264

96.3962

L18

96.0887

96.3433

L19

96.1507

96.2873

L20

96.2150

96.2342

L21

96.2755

96.1781

L22

96.3263

96.1292

L23

96.2971

96.0601

L24

96.2472

95.9714

L25

96.1684

95.8295

L26

96.0926

95.6711

L27

96.0565

95.5874

L28

96.0758

95.5627

Źródła wykorzystane do przygotowania e‑booka:

Gocał J., Geodezja inżynieryjno‑przemysłowa, Wydawnictwo AGH 2010.
Jagielski A., Podstawy geodezji inżynieryjnej - standardy, pomiary realizacyjne, trasy, objętości, Geodpis 2012.

Powiązane materiały

-Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści