Съемка подкрановых путей
Лазерные геодезические приборы также применяются для съемки подкрановых путей. Для обеспечения бесперебойной работы мостовых кранов в цехах промышленных предприятий периодически производят геодезическую съемку подкрановых путей, заключающуюся в определении планового и высотного положения рельсов.
К состоянию подкрановых путей предъявляются жесткие требования, поскольку перемещения мостовыми кранами больших грузов вызывают изменения в положении несущих колонн, а следовательно, и деформации подкрановых путей. Деформации вызываются, кроме того, неравномерными осадками фундаментов несущих колонн сооружения, температурными влияниями на конструкцию и др. В результате возможен перекос крана, преждевременный износ рельсов, балок, реборд ведущих колес крана и другие нарушения эксплуатационных норм. Эта операция выполняется обычными методами в довольно сложных условиях, так как подкрановые пути проходят на высоте 20-40 м от поверхности пола и не имеют ограждения, а ширина площадки, где закреплены рельсы, обычно имеет ширину менее 1 м.
При съемке подкранового пути расстояние между осями рельсов обычно измеряют стальной рулеткой. Высоту головки рельса над исходной точкой определяют с помощью нивелира, а прямолинейность пути — створным методом. Как правило, в цехах заводов из-за плохих условий освещенности и сильных конвекционных потоков воздуха можно произвести съемку пути на расстоянии 40-70 м с одной точки стояния теодолита или нивелира. Применение же лазеров позволяет с одной установки прибора проконтролировать положение рельса на участке 300-400 м. Это достигается благодаря высокой плотности энергии лазерного пучка, причем условия освещенности в цехе не имеют почти никакого значения. Пучок лазерного излучения (рис. 5.18), ориентированный по проектному положению оси рельса 3 и наблюдаемый визуально, является той базисной линией, относительно которой с помощью специального экрана 2 можно измерить деформацию головки рельса в плане и по высоте.
Рис. 5.18.
Схема определения положения рельса в плане и по высоте
а — расположение
лазерного прибора, рельса и экрана; б — экран; 1 — лазерный прибор; 2 — экран; 3
— рельс; 4 — уровень; 5 — проекция пучка лазерного излучения на экране
Положение оси рельса относительно прямолинейного лазерного пучка определяют визуально по проекции пучка на экране. Экран последовательно устанавливают в требуемых точках и берут отсчеты по «центру тяжести» светового пятна, т. е. по максимуму освещенности.
При небольших расстояниях между лазером и экраном наблюдается четкая дифракционная картина. При увеличении расстояния за счет удлинения пути луча в атмосфере начинают сказываться случайные изменения параметров лазерного пучка, вызываемые флуктуациями показателя преломления воздуха, и поэтому дифракционная картина становится размытой.
При съемке подкранового пути допустимая ошибка определения положения оси рельса в плане характеризуется величиной 2-3 мм.
На рис. 5.19 приведены графики, полученные при съемке подкранового пути длиной 270 м лазером и теодолитом.
Рис. 5.19. График ошибок, получаемых при съемке планового положения
рельсов подкранового пути на участке 270 м
Штриховой линией показано
положение оси рельса по результатам съемки лазерным прибором, сплошной — по
результатам съемки теодолитом
Измерения в прямом и обратном направлениях по каждой нити рельса выполнялись дважды с применением лазерного прибора и дважды с применением теодолита. При съемке лазерным прибором потребовалось сделать только одну станцию, а при съемке теодолитом — четыре. Результаты обеих съемок контролировались значениями расстояний между осями рельсов, полученными из непосредственных измерений стальной рулеткой, принимаемых за истинные величины.
Ошибки определения оси рельсов 1 и 2 с помощью лазерного прибора и теодолита оказались одинаковыми (3 мм), но затрата времени на съемку с помощью прибора меньше, чем при съемке теодолитом.
Процесс съемки подкранового пути лазера довольно легко автоматизировать. В этом случае на кране непосредственно над снимаемым рельсом устанавливается устройство, которое позволяет автоматически определять пространственное положение лазерного пучка в момент съемки. Другой вариант автоматизации возможен, если для записи результатов съемки использовать видеокамеру, установленную рядом с лазерным прибором, задающим референтную линию.
