Методы и средства для контроля установки конструкций по вертикали. Применение легких и тяжелых отвесов.

Многие конструкции зданий, сооружений и оборудования необходимо устанавливать в вертикальное положение.

Наиболее часто эта задача возникает при установке колонн зданий и сооружений, передаче осей на монтажные горизонты, контроле кренов высотных сооружений, например

- многоэтажных бескаркасных зданий с несущими стенами из крупных панелей, крупных блоков или кирпичной кладки;

- рабочих зданий и силосных корпусов элеваторов;

- дымовых и вентиляционных труб ТЭС, АЭС и других предприятий;

- бетонных плотин, подпорных стенок и других жестких высотных сооружений;

- защитных оболочек реакторов АЭС;

- многоэтажных этажерок для установки технологического и энергетического оборудования;

- телебашен, вышек антенн, вышек радиорелейных линий и других антенных сооружений связи;

- промежуточных, анкерных, анкерно-угловых, концевых, специальных переходных опор ЛЭП;

- бурильных вышек для разведки и добычи нефти и газа;

- угольных башен коксохимических заводов;

- доменных печей;

- водонапорных башен и градирен;

- резервуаров жидкого топлива, силосов сыпучих материалов и других высоких емкостных сооружений.

Контроль вертикальности в процессе монтажа и ремонтных работ осуществляют для следующих видов оборудования промышленных предприятий:

- вертикальных гидравлических турбин;

- вертикальных насосов большой производительности;

- мощных вертикальных прессов;

- рефтикационных колонн и др.

В практике геодезических работ наибольшее распространение получили механические и оптические методы измерений; причем использование конкретных методов, как правило, определяется типами технических объектов, видом геометрического параметра, требуемой точностью и условиями измерений.

В механических методах измерений применяют механические средства измерений и специальную оснастку. К самым распространенным механическим средствам измерений относят рейки-отвесы с уровнями, отвесы с мерительным инструментом, приспособлениями для их подвески и устройством для гашения колебаний. Рейки-отвесы с уровнем (см. табл. П.3.5) предназначены для выверки вертикальных элементов зданий и сооружений – стоек, колонн, вертикальных панелей, кирпичной кладки и т.п., где высота элементов не превышает 4 м. Точность таких измерений характеризуется СКП порядка 0,5 – 2 мм на высоту до 4 м.

Точность измерений кренов отвесами может колебаться в широких пределах – от 1 : 1 000 (легкий строительный отвес для выверки строительных элементов по вертикали) до 1 : 500 000 (тяжелые отвесы для контроля центровки валов вертикальных гидротурбин и насосов). Точность измерений кренов зависит от многих факторов, основными из которых являются влияние воздушных потоков на отклонение нити отвеса, точность мерительного инструмента и приспособлений, качество используемой нити (струны), высота проецирования.

Строительные отвесы (обычно наборы от 0,15 до 5 кг, см табл П.3.5) применяют в основном для выверки колонн высотой от 4 до 8 метров и передачи осей с горизонта на горизонт в многоэтажных зданиях.

 

 

Механические методы измерений с помощью тяжелых отвесов, как правило, применяют в закрытых помещениях, где отсутствуют сильные воздушные токи. Наибольшее распространение эти методы измерений нашли при выполнении контроля вертикальности крупных вращающихся агрегатов с вертикальной продольной осью – гидравлических турбин, насосов большой производительности, сепараторов и других изделий аналогичного типа, а также контроля крена и изгиба высотных бетонных плотин. В указанных случаях эти методы и средства измерений имеют преимущество по сравнению с другими методами по точности и возможности автоматизации измерений.

Самые высокие точностные требования предъявляются к выверке вертикальных валов гидроагрегатов. По техническим условиям монтажа вертикальные валы гидроагрегатов центрируются так, чтобы относительное отклонение оси от вертикали не превышало (на 1 м длины вала).

Предварительное центрирование вала производят с помощью рамного уровня. Более точное центрирование производят по струнным отвесам [239]. Для этого к специальной крестовине, закрепленной на верхнем фланце вала, навешивают четыре струны по перпендикулярным осям х и у (рис. 4.4.1).

б)

а)

Рис. 4.4.1. Контроль вертикальности вала гидротурбины:

а) схема расположения отвесов; б) измерительная вилка

 

Струны рекомендуется навешивать ближе к валу и, по возможности, на равном расстоянии от него. Для струн диаметром 0,3 мм применяются отвесы массой 5 – 6 кг. После навески струн и установки успокоительных сосудов с маслом собирают электрическую схему измерения вертикальности вала. Зажимы источника постоянного тока присоединяют к крестовине и через милливольтметр
к валу турбины. Сеть будет разомкнутой, так как между крестовиной и фланцем вала помещают изоляционную прокладку.

В измеряемых сечениях на вал надевают специальные упорные хомуты. Они служат для точной установки специальной вилки с микрометрической головкой из набора штихмасса (рис. 4.4.1, б). Опираясь вилкой на хомут и прижимая ее к валу, нащупывают кратчайшее расстояние от вала до струны. Длину измерительной вилки изменяют поворотом барабана микрометра. Точность отсчитывания по измерительной вилке 0,01 мм. Нужную степень касания головки штихмасса и струны определяют по слабому отклонению стрелки милливольтметра (2 – 3 деления) или при пользовании наушниками – слышимым шорохом.

Более подробные сведения о механических средствах измерений и их применении приведены в литературных источниках [4, 7, 8, 10, 130. 176, 187, 188, 189, 192. 239, 255, 256 и др.].