автореферат диссертации по геодезии, 05.24.01, диссертация на тему:Разработка методов, средств и технологий геодезических измерений при монтаже и эксплуатации оборудования инженерных сооружений в условиях влияния возмущающих воздействий

> ¿Л

* .сиьсковшй ордена ленина институт инженеров гводойй, аэрофотосъемки и картографии

г

На правах рукописи

устазич гаоргай а5анасьевич

УДК 526.48(075.8)

разработка Ш№ДОВ, СР&СТВ и технологий геодезических измерений при монтаже и эксплуатации оборудован . инженерных сооружений в условиях влишиг

возмущающих воздействий 05.24.01 - Геодезия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискение ученей степени доктора технических наук

Москва 1993

Работа выпоянбна на кафедре нгаеиериой геодезии ордена Но- ' чета Новосибирского института юаенербв геодезии, азрофотосгеи- . км и картографии

Официальные оппонент: доктор технических наук,профессор БАТРАКОВ Ю.Г.

доатор технических наук,профессор КШОШИН Е.Б.

доктор технических наук,профессор

ковдауров н.с.

Ведущая организация - указана в решении специализированного совета.

состоится час.

на заеедант специализированного совета £063.01.01 при »¡ооновской ордена Ленина институте ишенеров геодезии, еэрофотосъеики и картографии по адресу: 103064, Москва, К-64, ГЬроховскиЯ пер., 4/ayд.^¿<,//

С диссертацией ыояио ознаионаться в библиотеке КИИГАиК.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

специализированно го совета.

А.Г.Чибуничев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА- РАБ01Ы

Актуальность темы. Строительство, ионта* и эксплуатация ответственных инженерных сооружений требувт обеспечения высокой точности сопряжения отдельных конструкций и технологических элементов. В осуществлении указанных задач достойное место занимают методы и средства геодезических измерений.

Развитие методов, средств и технологии геодезических измерений доляно соответствовать уровню науки и техники на кездом ее этеле. Значительные исследования в области прикладной геодезии

выполняют ШИГАиК, ЛСПИ, ЦНИИГАиК, ЕрПИ, Падропроект, ЦНИЮНТП, НИИПГ, МЙСИ, НИИГАиК и др.

Несмотря на достигнутые успехи в области разработки и совершенствования геодезических методов, средств и технологии геодезических измерений, наблюдается и отставание для условий, когда имеют место значительные возыутцазщгие воздействия: вибрация фундаментов к оборудования, резкий перепад температур," рефракция и турбулентность воздуха, радиация, сихы&я электромалгатдав поля и т.д. Например, при эксплуатации оборудования атоиннх электростанций (АЭС) амплитуда вибрации основания печет достигать 80 кем,перепад температур - порядка 40-60° С, фон радиации от сотых долей рентгена до десятков рентген. В этих услогиях известите метода и средства геодезических измерений, которые короаэ себя зарекомендовали на целом ряде ответственных объектов, уяе не ногут в полней керз рекать поставленное задачи. В связи с этим одними кэ актуальных вопросов теории и пректики геодезических измерений на данной этапе развития прикладной геоде; %и я&клзтея:

исследование точности и технояопкновтн катодов и средств измерений в условиях влияния возиуцеицкх воздействия;

разработка мер по значительному ослаблению влияния этих воздействий;

разработка истодов и средств геодезических измерении применительно к строительству, монтажу и эксплуатации объектов с наличием значительных возмущающих воздействий;

разработка технологи» геодезических измерений для обеспечения процесса эксплуатации ответственных сооружения и оборудования, в частности, АЭС.

Научной проблемой, решаемой в диссертации, является исследование и повышение точности, технологичности и безопасности геодезических методов и средств измерений ' в условиях влияния значительных воз1цуцаюаих воздействий.

Целью работы является:

разработка методов и средств геодезических измерений для решения задач прикладной геодезии, при выполнении измерений в условиях влияния возмущаящих воздействий;

повышение качества монтажа и эксцлуатации оборудования атомных электростанций и ускорителей заряженных частиц.

Теоретические исследования включают: исследование характера и степени влияния возмущающих воздействий на геодезические измерения и разработку мер по значительному ослаблении этого влияния;

разработка теоретических: основ и принципиальных схем применения телевидения (промышленно-телевизионных установок) для обеспечения монтвяа и эксплуатации оборудования, исследование точности измерений с применением системы "П1У - геодезические методы и средства измерений";

разработка и исследование вопросов совместного приме ния метода проектирования и явления дифракции света при создании

геодезических методов к средств кааерений;

разработал теоретических основ гирроятеиячесхого нивелирования, основанного на запиракан объема видкостн, перетехании честя жидкости в изнэрйтельныа сосуд, полном вытехекня гадгостя из гидросистемы;

разработка теоретических основ совместного гджмененяя гэдро-ста- -'рского и гкдродтшшческого способов ниведкрокаякя;

разработка теоретических основ гидростатического нивеккрова-кея, основанного на измерении приреценкя пассы жидкости а сосудах (весоизмерительное гадростатическое кивежфозекае);

разработка а исследование вопросов рабою гидросистем в различных режимах;

разработка способа значительного ослабления влияния састемв-тичесяях о ей бок иа результата измерений.

Научная значимость и новизна работы закаочается в том, что в ней разработаны новые принципы создания геодезических методов и средств измерений, теоретически н практически показемя пути тэжой реализации. Осномше научные результата работа:

выполнены исследования по определения характера и степени влияния всзодажзюс воздействий иа геодезические методы и средства измерений й разработаны методики ослабления этого влкянк?;

разработаны к исследовал* прккпкпиалбнна схеш шнтеяа и эксплуатации оборудования, основанные на применении телевизионных принципов передачи изобретения (вкзирнкх целей, кароя, струн я т.д.) и геодезических методов и средств кзкеренкй;

разработана и исследована тенеаге 4 гособи контеза оборудования и определения его дзфорыацяи;

разработаны способы совместного примедашкя гидростатического и гидродинамического нивелирования;

разработаны три способа гидродинамического нивелирования; разработан весоизмерительный способ гидростатического нивелирования;

разработала конструкция малогабаритной лазерной пригтавхи не основа гвердртеяшого люера;

разработана 1*ехнолог::л рсодеоаческах работ прп ькгплуг-.иц::;! -оборудования АЗС;

р&оработса способ ги&читедького ослабления вдшзша систематических огибоя.

Совокупность получении* результатов и£ш неаллфпцируетсл кок становление нового направления в развили истодов, средств и технологии идаеяерно-геодезических измерений.

Практическая ценность работы заклачается в том, что сна создает научно обосновсшяузз Сазу . дхя создания новых методов X! средств геодезических измерений, показывает пути понижения точности измерений б условиях влияния возку -цаацих воздействий.

Основные практические результаты работа: разработаны техно л о гаи геодезических измерений, позволяйте производить высокоточные геодезические изаерения в условия* значительного влития возаучашри СиэдеЗиТБиг и даны рекомендации по их применении;

разработана технология применения ПТУ для решения геодези -ческих задач;

разработан струнно-тегивой способ створных измерений и даны рекомендации по его использовании;

разработаны способа и систеш гидродинамического и гидростатического нивелирования, позволявшие выполнять измерения в различных режимах; •

разработаны регистраторы линейных смещений, позволявшие измерять величину деформации (смещения, приращения расстояний и т.д.) с ошибкой 0,01-0,02 ш;

разработана лазерная приставха к геодезическим приборам; разработаны технологии геодезических измерений, применяемые пря зксплуатацяи оборудования АЭС (турбоагрегата, реактор!, перегрузочные машины) и ускорителей заряженных частиц.

Реализация результатов исследований . Первые результата исследований по теме диссертации были получены в 1Ь74 г. при выполнении научно-исследовательской работы по определении деформаций турбоагрегатов Ермаковсксй ГРЭС (Казахская ССР). Затем эти исследования были продолжены на Ленинградской и Игналинской АЭС, при разработке "Руководства по геодезическому обеспечении процесса эксплуатации АЭС" (по заказу Мин-атомэнерго и IVГК СССР). Разработанный с участием автора отдельные элементы технологии геодезических измерений при эксплуатации АЗС с реактором ВВЭР вошли в состав документации, проданной по лицензии ВНР. В дальнейшем исследования выполнялись на основе научно-исследовательских хоздоговорных теа с НШ1Г и ГСПИ по разработке регистратора линейных смещения на базе приборов с еарядовой связь» (ПЗС), а в настоящее время исследования выполнялтся с ВПО "Инженерная геодезия" по разработке технологам створных измерений для определения деформаций турбоагрегатов, институтом ядерных исследований АН СССР по разработке технологии створных измерений для обеспечения монтажа оборудования линейного ускорителя (р. Цюнцх) Смоленской и Калининской АЭС.

Объем и характер внедрения резульк юв исследований следующий: методика ослабления влияния возмущающих воздействий на геодезические измерения - 3 объекта;

технология определения деформаций оси водопровода турбоагрегатов -2;

технология геодезического обеспечения процесса эксплуатации оборудования ЛЭС-4;

разработка регистраторов лвденых саецений - 4| технология применения П1У для геодезических целей - I. 1Ьль:со но результатам исследований на Ленинградской АЭС получен езадаешй? экономический эффект 200,0 тис.руб. (в ценах 1980 г.)

Результаты работы используются в учебном процессе НИИГАиК по специальности "Пр-лхледн&я геодезия".

На зениту вшоскгся:

результаты исследований по определена характера и степе;;: влияния Бозмущызчях воздействий на геодезические кегода ы средства измерений;

теоретическое обоснование и технология пр5ыенеямя 1Ш' для геодезических цзлеЭ и результаты их исследования;

разработка и исследование вопросов применения метода проектирования и явления дифраации света для ргзениа геодезических задач (струяно-теневой способ створных кваерший)»

разработка теоретических основ гвдродшааического нивалирова-юш, основанного ка запирании объема еидпости;

разработка теоретических основ, способов и сг.стеа гедродинь-каческого нивелирования, основ аила на перетегшиии части гидкостя с одау изиерительнзпо головку идя на потоп штешша яидкостн из гидросистемы; • -

рлзраОогка теоретических основ весоизмерительного гидроста^-ткческого нивелирования и I ззуяьтата лабораторных исследований;

разработка способов совместного приыеиеиия гидростатического и гидродинамического нивелирования; ■ '

разработав п исследование .вопросов работе гидросистем в различных резшох;

конструкция иадо габаритной лазерной приставка ка основе

твердотельного лазера;

конструкция регистратора линейных смешений на базе ПЗС линейки;

разработка способа ослабления влияния систематических ошибок; технологии геодезических работ, применяемое при эксплуатации оборудования АЗС с реакторами РБШ и ВВЭР.

Апробация работы. Основные теоретические и практические результата исследований по теме диссертации дохлвдавались на Всесоюзной научно-технической конференции по геодезическим работам при ионтаге и эксплуатации технологического оборудования (Новосибирск, 1978 г.), научно-технических конференциях НИИГАаК (1978-89 гг), производственных совещаниях в НИИПГ (Е>83-86 гг) н Йшатоеднерго (Косява, МИШ, 1986 г.) ера разработав технологии геодезического контроля процесса эксплуатации АЭС, каучно-~ техническом семинара кафедры прикладной геодезии ШИГАиК.

Публикаций. Основные теоретические и практические результаты исследования по теме диссертации иэясяека в 38 публикациях (из них 21 в соавторстве) и защищены 2 авторский! свиде -теяьстваыи. Общий объем указания цублнкецяй равен около 20,0 печ. листов.

Структура и объем. Л?«ссергацкя состоит из • введения, шести глав, заключения, списка использованных источников (238 наименований, из них 21 на иностранных языках) и приложений. Результаты исследований изложены на 299 страницах, вюгоча]^4аблнц, 124 рисунков и 45: приложений в том числе объем приложений 27 страниц.

I. СОДЕРЖАНИЕ р/«да Во введении обоснована актуальность, определены задачи и пути решения выполненных в диссертации исследований, изложены основ-

ные положения, взнесенные автором на защиту.

В первой главе кратко рассмотрено современное состояние геодезических измерений при контаае и эксплуатация оборудования инженерии* сооружений, выполнена постановка задачи исследований.

Во второй главе приводятся результаты исследований влияния возаущащих воздействий на высокоточные киенерно-геодеаические измерения.

В третьей главе выполнены разработки и исследования ног:« методов и средств гидростатического и гидродинамического нивелирования применительно, в перзу» очередь, для производства измерений в условиях значительных возмуцаащих воздействий (резкий перепад температур, радиация).

В четвертой главе рассмотрены теоретические основы геодезических измерения с применением телевидения, выполнен анализ ис -точников ошибок, возникасцих при использовании систем "наблюда -тельный объект - 1Ш - геодезический прибор" и "наблюдаемый объект - ПЧУ"-, указали области их применения.

В пятой главе выполнена разработка и исследование струнно-теневого способа створных измерений, регистраторов линейных смешений на базе ПЗС-линейии и лазерных визиров на базе твердотельных лазеров.

В шестой главе дана реализация результатов теоретических и практических разработок на объектах атомной промышленности. В частности, разработана технология определения деформаций мощных турбоагрегатов и их фундаментов, технологии определения деформаций оборудования реакторнь : блоков с реакторами ВВЭР и'РБМК.

2. современное состояние вопроса и постановка задачи исследований

Рассматривая основные этапы развития и становления приклад-

ной геодезии в целом и отдельно каждый вид высокоточных инженерно-геодезических измерений,нами условно выделяется три таких этапа (основным критерием при выделении этапа берется критерий значимости новой технологии геодезических измерений).

Первый этап (1928-1У50 гг) в развитии теории и практики инженерно-геодезических измерений (ИГИ) характеризуется пронессом становления прикладной науки-в целом. Началом такого становления послужили ИГИ, связанные со строительством и эксплуатацией Днепрогэс, СвкрьГсС, Урало-Кузнецкого комбината, московского метро. Строительство и эксплуатация этих объектов указали на необходи -мость разработки нового направления геодезии - ИГИ во всем юс разнообразии. Определявшей особенностью геодезических измерений на указанных выше объектах было их апробирование для целей строительства и эксплуатации крупных инженерных сооружений. Эти первые работы были выполнены успешно, что явилось толчком к развитию теории и практики ИГИ.

Вторым этапом (IV5G-I975 гг) развития теории и практики ИГИ является сооружение целой серии IBC и ТЭС, ускорителей, Останкинской телевизионной бвши, радиоентенных комплексов, площадок ракет-носителей и т.д. На данном этапе были разработаны теоретические осносы всех видов ИГИ, изготовленм соответствующие приборы, позволяющие реализовать предложенные способы измерений, выполнено апробирование разработок на указанных выше объектах. Общей особенностью высокоточных ИГИ второго этапа является их выполнение, как правило, при благоприятных' условиях. Такие значительные возмущающие воздействия как низко- и высо"очастоткая вибрации, турбулентность воздуха, резкий перепад теилератур встречался редко и на небольших расстояниях. Другой особенностью этих измерений являлось практически не лимитированная их продолжительность в цикле и сравнительно небольшое количество циклов.

Третий этап в развитии теории и прахтихи ИШ наступил в начале- 80-х годов. Он характеризуется уже кассовым применением высокоточных ИГМ при строительстве и эксплуатации оборудования от -ветственных инженерных сооружений. Работа технологического оборудования в динамическом режиме привела к появление в зоне выполнения высокоточных ИГИ значительных возмуцапцих воздействий. В связи с втш возникла задача в разработке технологии высокоточных ИГИ применительно к выполнении.работ в таких сложных условиях с сохранением или незначительной потерей точности, достигнутой на втором отапе развития прикладной геодезии.

¿¡ругой особенностью третьего этапа является необходимость анаяительного сокращения времени на проведение ИГИ, увеличения числа циклов, учета особенностей режима работы оборудования. В ряде случаев дая наблюдения за оборудованием возникает необходимость установки двух и более дублирующих систем контроля величин осадок и деформаций. К такому оборудовании, например, относится реактор ЕВЭР-1000.

Исходя из рассмотренных выше особенностей третьего этапа развития теории и практики высокоточных ИГМ, произведена постановка вопросов исследований, которые рассматриваотся в диссертации:

исследование влияния возмущавщих воздействий на'высокоточные

ИГИ;

исследования по разработке новых способов гидростатического й гидродинамического нивелирования;

исследования по прикгнеют метода проектирования и явления дифракции света для высокоточных ИГИ;

разработка теоретических основ геодезических измерений с применением телевидения;

разработка лазерной приставки к геодезическим приборам для выполнен ил строительно-монтажных работ;

исследования по разработке технологий геодезических измерений для обеспечения процесса монтажа и эксплуатации оборудования АЭС.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОТОЧНЫХ' ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И СРВДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ влияния ВОЗМУЩАЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Под возмущаициыи воздействиями понимается тахие воздействия, которые приводят к понижении точности измерений,трудностям их выполнения, неблагоприятному воздействие на наблвдатедя. Степень влияния воз»!уща1>щих воздействий можно условно разделить на три категории: слабая, средняя и значительная.

Слабое влияние этих воздействий икеет место в том случае, если не происходит изменение технологии измерений и точность получаемых результатов уменьшается не более чем на 5-10 %.

Средняя степень влияния имеет место в случае изменения технологии или схемы измерений, а также, если точность получаемых результатов ухудшается на 30-50

Значительная степень влияния нкеет место в случае разработки новой технологии (способа) измерений, применения новых приборов' и приспособлений, ух^двения точности получаемых результатов в несколько раз.

Основными возмущаюзроги воздействиями язлялгбя: высоко- и низкочастотная вибрация основания, на котором устанавливается геодезический прибор;

рефракция, турбулентность, высокая влажность и запыленность воздуха в местах выполнения измерений;

значительная насыщенность технологическим оборудованием; наличие фона радиации и сильных электромагнитных полей; малая степень освещенности, шум о*. работавшего оборудование; ограничение времени на выполнение измерений;

резкий перепад температур в районе выполнения измерений. Основное внимание в диссертации уделено исследования влияния вибрации на сл едущие виды высокоточных ИГй:

геометрическое, гидростатическое и гидродинамическое нивелирование;

угловые измерения, створные измерения, вертикальное проектирование и разбивочные работы при монтаже оборудования.

Известно, что при определении осадок и деформаций сооружений и оборудования наибольшее распространение получило геометрическое

нивелирование короткими лучами. В диссертации приведены результата обширных исследований влияния вибрации на уровенные и авторе -дукционные нивелиры. Исследованиями установлено, что при высоко -частотной вибрации наиболее эффективно применение авторедукционных нивелиров, а при низкочастотной - уровенных. Для ослабления вибрации наиболее эффективным методом следует считать метод виброизоля-цзш, показателем эффективности которого служит коэффициентпередачи (виброизоляции), определяемый отношением частоты £ возму-щвдцего воздействия к частоте собственных колебаний системы "втатив - прибор"

С применением виброизоляционных прокладок точность определения превышения на станции ухудшается всего на 5-1Ь %.

Влияние вибрации на гидростатическое нивелирование приводит к тому, что на поверхности жидкости образуется мелкая рябь. Шпол-ненные исследования, в прокз юдствеюих условиях показали, что промышленная частота и амплитуда вибрации не оказывает существенного влияния на точность измерений (результаты измерений ухудшаются на

б-?*).-' ' "'

При использовании первого способа гидродинамического нивели-

рования влияние вибрации снижает сцепление жидкости со стенками

соединений, что приводит к уменьшении уклона пьезометрической линии, а следовательно, и к уменьшении "циклической" ошибки. Двух-цикличкый реякм рабом гидросистемы исключает влияние "цикличес кой оотбии. Если гидросистема периодически подвергается влиянии вибрации или часть ее находится в зоне влияния, а остальная часть вне ее, то двухцюсличный резсим работы также исклочаег данну» ошибку.

Влияние вибрации при выполнении угловых измерений приводит к развороту системы "ататив - теодолит" и к смещения линба. Б диссертации рассмотрены следувщие возможные состояния систеш "втатив - теодолит".

1. Система вращается по ходу часовой стрелки

§ ^

где А1, Д2 - величины разворота систеш за время наведения и взятия отсчета по направлениям.

2. Система вращается против часовой стрелки

¿Г - -А+(ВЧбО)-[(Л+№)+Аг]_ ист. (2) .

ср- 2 (А-ср.

3. Система и лимб вращается по часовой стрелке

<Г. " . (2)

4. Система и лимб вращаптся прот; з часовой стрелки .

, ист.

' (4).

5. Система вращается по часовой стрелке, а лимб - против

= <¿9* ■ - (5)

6. Система вращается против часовой стрелки, а лимб - по часовой-

ОСфз. = с(.имт.

(6)

Теоретические исследования показали, что при симметричной программе разворот системы и смещение лимба не влкяпт на значения угла.

Производственными измерениями установлено, что наиболее оф -фектквшм способом ослабления влияния вибрации является способ, при котором система устанавливается на треугольную подставку с амортизационными прокладками. При значительной вибрации к штативу необходимо дополнительно подвешивать груз массой 3-5 кг.

Влияние вибрации на высокоточные створные измерения оптическим способом значительно больше, чем на угловые. Если применяется программа последовательных створоЕ, то формулы вычисления нествор-ностей принимают вид (прямой ход)

■ й-^-д');

и обратный ход

_______. _ . ____ (8)

)&* (й (** Л-А')

где Д - поправка за разворот систеаы "втатив - теодолит".

При использовании лучевых способов нсблодатель на экрене вместо точки вндит полосу длиной 1С-ЗС ьи дезе с применением

средств виброзащиты. Интерференционные способы вообще неприемлемы для измерений,так как в таких условиях практически невозможно получить даже интерференционнуи картину.

Таблица I

Разряда инженерно-геодезического нивелирования

Разряд Предельная длина визирного луча, и 1 ' § £ Количество измеряемых превышений на станции Шсота луча над препятствием, м Неравенство расстояния и Чувствительность компенсатора (")

| на станции | в секции Цена уровня (")

I 10 (С? 0,05 8 1.0 0,3 _ 10 0,10

о «с. 20 (10? 0,10 6 1.& 0,3 - 10 0,1С

О ЗС{20? 0,25 4 2,5 0,5 1.0 10 0,30

4 40(30? 0,50 2 3,0 1.0 3,0 10 0,30

5 60(40? 3,С0 2 - 5,0 - 15 1,00

х Примечание. Длина визирного луча в условиях влияния вибрации.

Применение струнно-оптического способа измерений также существенно осложняется разворотом системы "штатив - проектирующий при-т бор", так как ее разворот начинается уже при амплитуде вибрации 30-40 мкм. Для выполнения работ в таких условиях разработан контактный способ створных измерений с при«' чением вязкого вещества. Его применение для определения деформаций турбоагрегатов в несколько раз уменьшает влияние радиоактивных аэрофолей на исполнителя, так как производительность работ увеличивается в 2-3 раза по сравнение со струнно-оптическим способом.

Исследованиями также установлено, что влияние вибрации на вертикальное проектирование и разбивочные работы аналогично влиянию на угловые измерения. Для выполнения работ в таких условиях разработан способ выверки оборудования теодолитом относительно вертикально подвешенной струны. Применение этого способа полностью исключает влияние наклона оси вращения теодолита.

Для выполнения работ в условиях проиплощадок предяозены разряда иняенерн о-геодезического нивелирования (см.табл. I).

С целью уменьшения влияния значительной разности плеч предложено выполнять геометрическое нивелирование методом установки уровня на отсчет.

4. РАЗРАБОТКА й ШаВДЭВйЩЩ НОШ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ГИДРОСТАТИЧЕСКОЮ И ГВДРОДИН АШЧЕСКОГО НИВШРОВАНИЯ

Во второй главе было рассмотрено влияние возмущающих воздействий на высокоточные .геодезические измерения. Для выполнения измерений в таких условиях разработаны способы и устройства гидронивелирования, часть из которых защищены авторскими свидетельствами.

В практике геодезических работ возникает необходимость производить наблюдения за элементами оборудования, которые расположены на на разных горизонтах с перепадов высот на 1СО-5СС мм. В таких случаях использовать гидростатические системы практически невоз -можно из-за небольшого предела работы измерительных устройств. . Гидродинамические системы применить можно, но они в целом ряде случаев не могут обеспечить требуемую точность измерений. Для увеличения диапазона измерения превышений с незначительной потерей точности предлагается способ измерений, в основу которого вхвдят .-элементы гидродинамического способа (для изменения положения уровня жидкости) и гидростатического (непосредственно для измерений). В связи с втим рассмотрены теоретические основы (на основании

уравнения Бернуда и) совместного применения гидростатического и гидродинамического нивелирования. Если при неустановившемся движении целого потока жидкости в трубе установить пьезометрические головки А,В,С,... Я" , то в них будет иметь место перепад уровней жидкости равный

---------'--------------- ы

. А - Лу Щ (ф Ф, ^ 4

/У

где л? - геометрическая высоте; ■ оп - скоросмой напор;

/ А

П-С - потери напора по длине С пути потока за счет сил трения; Ы. - коэффициент Нориолиса.

Если по истечении определенного времени скорость перемещения жидкости станет равной нули, то выражения (9) примут вид

¿1+ +-&= -2 . ,тг„ 1 <Г г/ ■ " г (1С)

Установим в сечении труба затвор и снова придадим жидкости скорость 1)~ • Тогда жидкость в головках начнет подниматься и снова появится разность Л 1~1 ее уровней. После прекращения подачи, новых объемов жидкости скорость

гГ снова будет равна нулю и вступает в силу выражение (10), которое примет вид

- (И)

где Д2 - величина приращения уровня жидкости ь головках.

Таким образом, применяя поочередно состояния гидростатики и гидродинемики жидкости, можно производить ее установку с определенным шагом (с шагом установки отсчетных устройств). Для реализации данного способа предложено четыре системы гццронивел1фова-ния.

Разработан также весоизмерительный способ гидростатического нивелирования, который позволяет уменьшить влияние температуры на точность измерений. Получены зависимости жесткости механизма весоизмерительного устройства от приращения массы жидкости в измерительных головках

#=2Л\2/> ; ; = , (12)

где £ - площадь основания головки; - величина опускания (поднятия) измерительной головки.

Широкому применению гидронивелирования препятствуют следующие факторы:

необходимость наличия в измерительных головках отсчетных устройств, даже самых простейших;

сравнительно значительная громоздкость системы из-з'а наличия длектрических проводов;

необходимость в периодическом их ремонте. Принципиально решить данную задачу можно путем создания гидросистем, реализация которых не требует измерительных устройств в контролируемое головках. В связи с этим рассмотрены теоретические основы гидродинамического нивелирования с запиранием объема (уровня) жидкости. ¡Цдеосистема, реализующая данный способ, содержит контролируемые головки I (рис. I), снабженные клапанами 2. Эти годовки шлангами 3 попарно соединены с измерительными головками 4, которые вместе с дополнительным сосудом 5 устанавливаются на платформе 6. /¡змери' гльные головки также соединены шлангами V и с дополнительным сосудом.5. Для перекрывания жидкости служат кракы 8. Перемещение платформы производится электродвигателем <а. Система работает следующим образом. На контролируемых точках устанавливаются контролируемые головки, .снабженные клала-

О

1 Г®1 - 5-

— 3 / к-: 4 --- г>1 п

кч — 4— — — — —

) 1 -9

а)

Рис. I. Система гидродинамического нивелирования с запиранием объем а жидкости

I - контролируемые головки; 2 - -лапаны; 3,8 - соединительные илавги; 4 - измерительные головки; 5 - дополнительный сосуд; 6 - платформа; ? - краны; Ь - двигатель

наш из материала, способного плавать в воде. Измерительные головки и дополнительный сосуд вместе с платформой устанавливается в удобном для измерений месте.

Измерения выполняются в следующей последовательности. Путем открывания кранов 6 во всей гидросистеме выравнивается уровень жидкости, после чего краны закрываются. Пусть этот уровень жидкости в головках займет положвдие 0СТ. После прекращения колебательного процесса в гидросистеме производится регистрация уровня жвдкости отсчетными устройствами, кото -рые установлены в измерительные головках, а затем платформа с помощью электродвигателя поднимается вверх. Рассмотрим динамику жидкости только для двух головок £ и 2) . Пусть отсчет по головке Л) будет равен . При подъеме платформы жидкость из измерительна головок по соединительным шлангам начнет перепиваться в контролируемые головки, причем из головки Г переливание бу -дет происходить в головху А, из головки Е в головку & и из 7) -в С. В результатах этого в контролируемых головках жидкость начнет подниматься вверх и будет вытеснять из них воздух через клапаны 2. Ори касании клапанов жидкости они ею будут подниматься, и после полного вытеснения воздуха произойдет запирание жидкости сначала в головке А, затем в головке В и, наконец, в - С (рис.1,в). После того, как взаимное положение уровней жидкости в измерительных головках начнет оставаться неизменным (во всех контролируемых головках произойдет запирание объема жидкости), движение платформы прекращается, колебание жидкости в гидросистеме через некоторое время также прекращаете ;. После этого снова производится регистрация уровня жидкости (регистрацию можно производить и во время перемещения платформы, во точность измерений в этом случае из-за колебания жидкости будет меньше). Пусть второй отсчет по отсчетному устройству головки 1) будет равен . После этого платформа возвращается в исходное положение. Аналогичные действия

выполняются и при втором цикле измерений, при котором получают отсчеты, соответственно, 7)8. Если деформация отсутствует,

то 4. 4'- 4'.

Рекомендуемый способ и система гидронивелирования позволяют также выполнить хонтроль измерений. -Для этого после выполнения измерений (когда платформа находится в верхнем положении) открывает краны ? (рис. 1,а), вследствие чего снова выравнивается уровень в измерительных головках (напоминаем, что в контролируемых головках уровень жидкости остается запертым), а затем краны закрываются. Этим действием № добавили в измерительные головки количество жидкости которое компенсирует величину превышений между контролируемыми головками. После этого платформа опускается в исходное, нижнее положения, что вызовет перераспределение жидкости между головками и наступление гидростатического равновесия. Тогда

(Е-Г) ; Аве= 2(2)-£) . (13)

Вторым, заключительным, контролем правильности работы гидросистемы является приведение ее в первоначальное состояние. Для этого в исходном, нижнем, положении открываются краны 7 и гидросистема. приводится в исходное положение, показанное на рис. 1,а, вследствие чего отсчета по регистрирующим головкам 2) , Е , ./" должны повториться (с учетом ошибок измерений).

Таким образом,- очередным, третьим, достоинством предлагав-' мого способа и гидросистемы является возможность работы их в различных режимах.

Для реализации предлагаемого спос.ба разработано четыре гидросистемы, предложена схема совместного применения гидростатического и геометрического нивелирования.

В существующих способах нгидронивелирования (в том числе и разработанных автором) жидкость во время ее регистрации должна находиться во всей гидросистеме. Разработан способ, при реализации которого жидкость будет перетекать в одну измерительную головку.

Уравнение гидростатики для точек О, С , 2) отдельного сосуда имеет вид (рис. 2,а)

Ро --Ро >

Рс =Рс^(1а-2.е) , (И)

и для головок

(рис. 2,6)

+ об)

Будем теперь увеличивать давление в головке Л (рис. В,в) до тех пор, пока жидкость из нее не перетечет в головку & . Тогда столб жидкости высотой ¿ь будет уравновешиваться давлением

Ре и

/ ££ р

+ = ; с 16>

АР

= , (I?)

где

Г '

р-л+ги^ы.

(18)

Из сравнения отдельного столба жидкости (рис. 2,а) и измерительной голрвки & (рис. 2,в) видно, что для нахождения разности (рис. 2,6) необходимо в одной из головок измерить уровень жидкости, затем увеличением давления передавить жидкость

* р. ---0-1

25 В

с -

"Р.--

2.

Л

Б

а)

5)

4)

Рис. 2. К теории гидронивелирования с перетеканием жидкости в одну измерительнуо головку

I - контролируемая головку;2 - воздушный шланг; 3 - камера давления; 4 - хлапан; 5 - измерительная головку; 6 - жидкость; 7 - шланг; 8 - мембрана; Ь - поплавок; 10 - стыко -вочный патрубок; II - отверстия в мембране»

Рис. 3. Схема гидродинамического нивелира, основанного на перетекании жидкости

в одну головку и снова измерить уровень с последующим нахождением их разности. При этом нет необходимости измерять величину . Гидросистема работает следующим образом.. Пусть в контролируемой Л и измерительной Ь головках (рис. 3) уровень жидкости занимает положение 00Головки Л и Ь дополнительно соединены воздушным шлангом 2, в состав которого входит камера давления З^клаг-пан 4. После прекращения колебательного процесса (клапан 4 открыт) в гидросистеме производится первая регистрация уровня жидкости с помощью отсчетного устройства измерительной головки (в контролируемой головке отсутствует отсчетов устройство). Пусть вели -чина атого уровня равна ¡1^ . Затем кран 4 воздушого соедини » тельного шланга закрывается (тем самым воздупные среда контролируемой и измерительной головок разделяются) и с помощьо устрой -ства 3 начинает принудительно увеличивать давление в соединительном воздушном шланге и контролируемой головке. Вследствие втого жидкость из контролируемой головки начинает вытесняться через отверстия II'мембраны (при наличии жидкости в головке мембрана с помощьп поплавка 'а удерживается в приподнятом состоянии) в стыковочный патрубок 10 и далее в жидкостный шланг ?. Это приведет к тому, что жидкость начнет подниматься и в измерительной головке. Если жидкость будет полностью вытеснена из контролируемой головки Л , то поплавок 9 больше не будет удерживать мембрану в приподнятом состоянии и она под давлением плотно закроет входное отверстие стыковочного патрубка. Следует обратить внимание, . что у основания контролируемой головки останется незначительное количество жидкости (рис. 3,в), необходимое для того, чтобы не ' оголять отверстия в мембране и не пропускать воздух в соедини -тельный шланг и- измерительную головку после полного вытеснения жидкости из гбловки Л .

После полного вытеснения жидкости из контролируемой головки (признаком того, что жидкость полностью вктеснилась и мембрана

закрыла выходное отверстие стыковочного патрубка, является отсутствие фахта дальнейшего поднятия жидкости в измерительной головке) увеличение давления прекращается, дается время (30-4С сек) на успокоение яи, «ости и производится повторная регистрация ее уровня. Пусть величина его будет равна ¡1^. После этого кран 4 открывается и гидросистема возвращается в исходное положение.

Разность отсчетов Ь-в^Ьщ дает высоту столба жид-

кости в головке Л . Аналогичные действия выполняются при втором и последующих циклах измерений, при которых получают соответственно >зг)... . Разность ^"^а 2 Задает вы -

соту столба жидкости в головке Л во втором цикле.

Известно, что при изменении положения одной из головок на величину Л ¡1 отсчеты по измерительным устройствам изменяются на Ак^ • Тогда в нашем случае величина дА приращения превышения будет равна

Таким образом, путем принудительного передавливания жидкости в измерительную головку^ (используются элементы гидродинамического нивелирования) и регистрация ее при наступлении равнове -сия (используются элементы гидростатического нивелирования) реализуется новый способ гидронивелирования. .Достоинства способа следующие:

отсутствуют отсчетые устройства в контролируемых головках;

регистрация уровня жидкости производится при ее спокойном состоянии;

перетекание жидкости приводит к ослаблению влияния температуры на результаты измерений (перед началом измерений необходимо несколько раз перекачать жидкость между головками);

отсутствуют ошибки гидродинамического характера (величины

из уравнения Бернулли); если в районе контролируемой головки имеется фон радиации,то для предотвращения ионизации жидкости ее между циклами можно передавить в измерительную головку и удерживать ее там до следующего цикла измерений.

Рассмотрим влияние испарения жидкости на значение

дА .Пусть

за время между первым.и вторым циклами измерений величина испарения составила §/l . Тогда будем иметь во втором цикле измерений

âks= (Я^ -&$h)~(hu-Щ =â'S2 -/¿ss(20)

С учетом (20) и принимая во внимание, что S.S7l =flBj ~flg£ получим

аН2.{ -OiBffi&$- (tîBi -tîj (2i)

или

-Ю. (22)

Таким образом, влияние испарения жидкости учитывается методикой измерений. Выражение (22) справедливо и для случая, когда в гидросистему выполнено доливание жидкости.

Модификацией способа является способ гидронивелирования с "сухими" головками, при котором регистрация жидкости производится в измерительной головке и в дополнительном сосуде (рис. 4). Дня реализации способа предложено четыре конструкции гидросистемы.

Завершая разработку способов и гидросистем нивелирования выполнена разработка вопроса многорежимности их работы. Существующие способы и гидросистемы обеспечивают только одаорежимный цикл работы. Например, гидростатическая система любой конструкции позволяет выполнить измерения только при статическом положении

I - контролируемая головка; 2 - соединительный шланг; 3 - измерительная головка; 4,7,8,1? - краны; 5 - шланг; б - дополнительный сосуд; 1С - патрубок.

Рис. 4. Система гидронивеяирования "сухими" головками

жидкости, гидродинамическая система - при ее движении. Это приводит к тому, что основные источники ошибок гидронивелирования (влияние температуры и вязкости жидкости) трудно поддается ослаблений Кроме того, однорекишый цикл работа не обеспечивает надежного контроля результатов измерений. Разработанный принцип многорежим-ности (2-4 режима) позволяет существенно ослабить влияние указанных факторов. «Для реализации указанного принципа предложена конструкция гидросистемы, позволяющая выполнять измерения в четырех режимах.

Важным элементом любой гидросистемы является устройство,регистрирующее уровень жидкости. Аля увеличения быстродействия регистрации уровня разработано устройство на базе приборов с заря -довой связью (ДЗС-линейки). их применение дает следующие преимущества: быстродействие (время регистрации уровня жидкости не более С,01 сек); отсутствие перемещающихся или вращающихся частей, высокую линейность статической характеристики.

5. разработка и исследование технологии геодезических - ' изш>£н№ с применением 1елеввдения

В связи с тем, что измерения необходимо производить в опасных для здоровья человека условиях (радиация, сильные электро -магнитные поля, химически агрессивные среда и т.д.), то в диссертации разработаны теоретические основы геодезических измерений с применением прикладных. ■ телевизионных установок (ПТУ). На рис. Ь приведены принципиальные схемы измерений применения ПТУ.

Телевизионный способ получения изображения значительно сложнее оптического. Анализ и синтез изображения должны производиться так; чтобы обеспечить геометрическое подобие оригиналу. Получаемое телевизионное изображение в обща! отличается от действительной картины внешего мира. Это вызывается следующими

Еизуальное измерение

Измеряемая объект

Замеряемый обьект

Передающая камера Экран ВКУ Геодезический прибор

\

Воспроизведение видеозаписи на экран ШУ

Передающая камера

Экран Ш

/

"Запись на видеомагнитофон

Визуальное измерение

Геодезический прибор

Визуальное измерение

Геодезический прибор

Цифровая запись рез-тов измер.

Цифровая запись результатов измерений

Измеряемый обьект Передающая камера « 1/ Экран ВКУ

/

Запись на видеомагнитофон

Визуальное измерение

Геодезический прибор

Визуальное измерение

Воспроизведение видеозаписи на экран ВКУ Геодезический прибор

Измеряемый объект

Датчики измерений

Цифровая индикация

Передающая' камера

Визуальное измерение

Экран ВКУ

Геодезический прибор •

Рис. 5. Принципиальные схемы геодезических измерений с применением ПЗУ

причинами :

наличием различного рода искажений, возникающих при анализе и синтезе изображения;

неполным воспроизведением отдельных элементов действительного изображения наблюдаемого объекта;

отличием качественных оптических характеристик получаемого изображения.

Качество телевизионного изображения условно подразделяется на технические показатели и художественные. Для геодезических измерений определяющими являотся технические показатели, которые, в свою очередь, подразделяются на растровые и световые. К первому типу относятся так называемые масштабные параметры (размер и формат получаемого изображения, геометрическое подобие и детальность, ко второму типу - яркость, контрастность и число воспроизводимых храдаций, четкость и резкость, различного рода помехи.

Учитывая большое разнообразие указанных технических параметров, в работе выполнен анализ основных источников ошибок, влияющих на точность геодезических измерений (рис. 6). Так ошибка за про -дольный наклон экрана видеоконтрольного устройства (ШУ)

(d-аиб) (23)

равна 0,Ь5 мм, а за поперечный

ZI ¿'* 5 ё Sût % (I - COS à d) (24)

0,65 мм при fact = 1° (здесь ё - радиус экрана; tf - угол развертки).

Влияние ошибки за установку геодезического прибора (теодолита)

■ и.[ta-**)^* - ZT(tcLA) <»

относительно горизонтальной линии, проходящей через середину ЕКУ

p«

ф

я

ra s

ra ш tí о

л ь о

о

о) X

s «

чэ

s а о

о 3 3

в о

о

о

д

может достигать 4-5 мм (здесь - расстояние от теодолита до экрана ШУ).

Учитывая, что минимальная деталь изображения, воспроизводимая телевизионной системой, определяется шириной строки разложения и расстоянием между этими строками, то необходимым является установление требуемого масатабо передачи, при котором телевизионная система позволит воспроизвести минимально требуемую величину перемещения наблюдаемого объекта

М^К/т, (ад

где П'с - ширина строки разложения; П1 - минимально требуемая величина перемещения объекта, которую должна зафиксировать ПТУ. .Масштаб передачи изображения рассчитывается по формуле

где У - фокусное расстояние объектива; Н - высота экрана ШУ; Д - расстояние до визирной цели; (¿р - диаметр рабочей части фоточувствительной поверхности; ^ - формат кадра.

Для решения вопроса о точности геодезических измерений с применением ПЕУ были проведены обширные исследования, которые включали в себя исследование:

точности измерений по системе "наблюдаемый объект - ПТУ - геодезический прибор"; ' "

возможности применения для геодезических целей бытовых передающих камер и телевизионных приемников;

точности измерений с применением НТУ по системе "наблюдаемый объект - ПТУ";

точности измерений с промежуточной записью деформаций объекта на видеомагнитофон;

точности измерений с применением трехлучевого кинескопа.

Исследования по первому пункту показали, что применение данной технологии позволяет получить точность измерений порядка 0,06-0,12 мы при расстоянии до визирной цели 2-8 м.

Применение битовых. ■ передающих камер позволяет получить точность изменений порядка 0,1 мм при £ —С,Ь м.

Иссле, ">вения по третьему пункту показали, что ШУ типа СТЗ-1 (система телевизионного зрения) позволяют выполнять измерения со ср. кв. ошибкой порядка 0,10-0,15 мм при £ £ 1,5 ы.

Применение видеомагнитофонов сопряжено с некоторыми трудностями, связанными с устранением (если они заметны) геометрических и временных искажений. Если не выполнять меры борьба с этими исна-яшшши, то точность измерений ухудшается в 2-5 раз.

В отличие от черно-белого изображения цветное изображение создается с поыощью трехлучевого кинескопа с теневой маской и трехцветным точечным экраном. Указанные принципиальные отличия в формировании изображения существенно влияют на точность измерений деформаций. Исследованиями установлено, что ошибки "взгляда" и из -мерения величин перемещений с использованием цветных приемников в среднем в 2-3 раза больше, чем для черно-белых. Это обусловлено, главным образом, за счет меньшей четкости изображения. Кроме того, визирование затрудняется наличием теневой маски.

Приведены технологические схемы применения ПТУ для геодези -чесяих целей.

6. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ . НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ и дар АКЦИИ' СВЕТА

При разработке указанных вопросов особое внимание было обращено на разработку способов и средств измерений в условиях влия -ния вибрации и фона радиации.

Для выполнения измерений в таких условиях разработан струннс— теневой способ створных измерений, сущность которого заключается в том, что натянутая струна освещается источником света,и получаемая при этом тень от струны служит отсчетным индексом. Этот индекс можно фиксировать визуально, оптически и с помощью оптико-влект -ронннх приборов (ОЭП).

Для реализации этого способа предложено четыре схемы измерений и рассмотрены основные источники ооибок, присущие каждой схеме Так как струна под действием вибрации совершает колебания, то разработаны способ и устройство регистрации ее положения. Сущность способа заключается в том, "что положение струны регистрируется ОЭП с интервалом времени At (в нашем случае 0,01 сек), а затем находится среднее ее положение.

Для рассмотрения всего многообразия частот колебания.струны представим ее зависимость от времени t в виде

3:-So+X(t) (28)

где X - значение величины S в положении равновесия; y'(t) периодическая функция времени.

Полагая, что ось, по которой производится отсчитывение, совершает во времени гармонические колебания, напишем общую формулу, выражающую зависимость каждого отсчета B>j от времени

Фактический отсчет &с/>. получается как

я У л - =в JE cos fuit/ .

v-'wfi / wpfï ' S (30)

Очевидно, что степень близости фактического отсчета к

необходимому £>0 зависит от амплитуды и частоты колебания, а

также от начальной фазы, т.е. от того положения оси струны, при котором фиксируется первый из отсчетов - отсчет . Перепишем (30) з виде

V =&0+А . (31)

Величина Д представляет собой значение линейного смещения оси струны от положения равновесия, соответствующее фактическому отсчету ВСр. . Для оценки величины А она выражена в долях амплитуда

/00 7 А = (32)

Исследования показали, что наибольшая абсолютная ошибка при определении £>0 имеет место при частоте колебания струны меньше I гц.

Выше был рассмотрен процесс регистрации положения струны в зависимости от частоты ее колебания и фазового сдвига. В работе рассмотрен процесс регистрации, когда положение струны будет отягощено систематической оиибкой иди грубым промахом (выбросом)

<2^ = Хие/я,

-З-ает. + /Хр Хи = Хист \

- З-ист. ■'Л ¿¿}

где й^т; й^т ; йи~т0 ; А^/По; йа«-т. ;

¡71 - ср. кв. ошибка измерений, не содержащая влияние грубых выбросов;

/П.д - ср. кв. ошибка измерений, содержащая влияние грубых выбросов;

^ - величина истинной ошибки.

Количество выбросов К, равно tí á- /I •

Получен коэффициент

S = y/L + (C*-l)JC' , (34)

который показывает, во сколько раз средняя квадратическая ошибка, вычисленная из ряда измерений без наличия грубых выбросов,меньше (больше) средней квадратической ошибки, вычисленной из ряда измерением с наличием грубых выбросов.

Для реализации рассмотренного способа регистрации положения струны изготовлены регистраторы линейных смещений на базе ПЗС-ли-нейки(рис. 7). Конструкция регистраторов позволяет выполнять измерения от одной (рис. 7) или двух (рис. 8) струн. В течение одной секунды регистраторы производят опрос положения струн 100 раз с выдачей на табло среднего отсчета. Если измерения производятся с использованием одной струны (см.рис.7), то середина струны находится из выражения (Л ■>£> )/2. При использовании двух струи (см.рис.Б) получаем: середина первой струны ( )/2; середина второй струны ( oJ+6' )/'¿; расстояние между струнами ( Xjj-X^í/Z.

лабораторные исследования показали, что ср.кв. ошибка регистрации положения струны составляет С, 1X6-0,013 мм.

Для выполнения геодезических измерений при строительно-мон-тавных работах на базе твердотельного лазера разработана и изготовлена лазерная приставка к нивелиру, теодолиту и прибору вертикального проектирования. Достоинством приставки является ее малый вес и габариты, а также отсутствие необходимости разработки специального лазерного геодезического прибора.

7. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАЗРАБОТОК НА ОБЪЕКТАХ АТОШОй ПР0ШШ1ШН0СТИ

Основным' оборудованием АЭС являются турбоагрегат и реакторы. При эксплуатации турбоагрегат нельзя рассматривать отдельно

Рис. 7. Функциональная схема обработки видеосигнала одной струны

шиш

Рис. 8, Функциональная схема обработки видеосигнала двух струн

от системы "турбоагрегат - фундамент- основание" (МО),так как только во взаимосвязи элементов этой системы можно решить проблему каждого элемента. Рассмотрен состав необходимых геодезических измерений при проектировании, строительстве и эксплуатации систем КО.

На основании требований, предъявляемых к эксплуатации турбоагрегатов, а также большого практического материала, предложена технология определения деформаций системы КО для мощных турбоагрегатов при различных режимах его работы. Для определения характера изменения положения центра опор роторов установлено необходимое количество измерений

, (зь)

где обратная функция Лапласа; ¿л - радиус доверитель-

ного интервала; дН- изменение отметок опор за рассмотренный период.

При определении значений центровок могут быть следующие случаи, когда марки установлены по концам роторов, по осям подшипников попарно на конце ротора и по оси подшипника. Для этих случаев, соответственно, получены выражения для вычисления раскрытия и смещения 4 полумуфт роторов

$-£(А1к<+АШ - ЛШ 1 и / ¿ ■ /

[ Ц Л-1-/ -А. ■

(36)

(37)

где Т)- диаметр подукуфт; у" - статический прогзб роторов; /'-величина провксеякл кснца ротора; Hit Hi% //^ - отнетки марох;

расстояния гггзду полумуфтаыи; 'расстояния

гзеяду пслу уфтой а опорой роторов.

Применительно к' определенно деформаций турбоагрегатов в горизонтальной плоскости разработана 'технология струнио-теиевого способа створных измерений.

Другим основном оборудовением АЭС с реакторами ВВЭР-ЮОО н PEiäK-ICOO является реактор со вспомогательным оборудованием (пере-грузотгная машина, бсрабан-сепаратор, полярный пред, циркудхцяон -гаа нссосы). Аналогично, кга и для скстегд ISO, рассмотрен комплекс геодезических работ, которые необходим выполнять при эксплуатации с::сгеиз "раактор - фундамент - основание" (PCO). -

Для АЗС с реакторемл ЕБЗР-ЮОС разработеиы в зависимости от эксплуатационной ситуации три технологии определения радиуса полярного крана, а такаэ дЗа способа переноса его центра на уровень верха реактора. Разработана технология взноса осей пахты реактора при его останове и уровне фона радиации на спорном кольце до I -10 рентген в час, при этом производители работ не будут находиться на уровне опорного кольца.

Аранципкальяое отличие технологии гзодезнческих работ при , ¡эксплуатации АЭС с реахторами РБЫК заключается в том, что их выполнение производится при работавшем реакторе. В связи с этим на первое место в разработанных технологиях стоит радиационная безопасность производства работ. Для выверки системы "реактор - раз-груаочно-загоуаошая малина*1 предгоаены две технологии гаодези -ческих работ. Особое внимание уделено определенно велкчшы раззо-рота осей реактора относительно осей исправлявших рельсов. Ответственным моментом при эксплуатации реактора является процесс загрузки топлива. Дяя определения величины крена тракта при загрузке топлива разработана технологии геодезически работ, & таrate

1

I - корпус турбоагрегата; 2 - деревянный(кнварный) брусок; 3 - уровень; 4 - ЛЗС-линейка; 5 - лампочка; б - объектив ; 7 - струны; 8 - микрометр; У - подставка.

Рис. 9. Схема створных измерений по корпусу турбоагрегата

I - мост; 2 - контейнер и скафандр; 3 - реактор; 4 - направляемая РЗИ* 5 - каналы реактора.

Рис. 10. Схема определения взаимного положения системы "РЗЫ-реактор"

технология определения искривления топливной сборки.

Внедрение технологий выполнено на Ленинградской, Смоленской, Калининской и Пгаалинской АЭС, где применяются уде в течение 1С -17 лет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная диссертационная работа содержит исследования и разработки автора, которые можно квалифицировать как становление нового направления в прикладной геодезии - разработка методов, средств и технология геодезически . измерений для обеспечения процесса монтажа и эксплуатации оборудования инженерных сооружений в условиях значительного влияния возмущающих воздействий.

Сено еж е результаты, выводы н рекомендации работы заключаются в следующем (в порядке рассмотрения вопросов по главам).

1. Выполнены исследования по определению характера и степени влияния возмущающих воздействий на геодезические методы и средства измерений; разработаны технологии измерений, позволяющие значительно ослабить это влияние.

2. Разработаны теоретические основы совместного применения гидростатического и гидродинамического способов нивелирования,что позволяет увеличить предел измерения превышений, и для реализации этого решения предложены соответствующие конструкции гидросистем.

3. Разработаны теоретические основы весоизмерительного гидростатического нивелирования и соответствующие конструкции гидросистем, реализующие предлагаемое решение.

4. Разработаны теоретические основы гидродинамического нивелирования, основанного на запирании объема жидкости, что позволяет разрабатывать конструкции гидросистем, которые не имеют устройств регистрации уровня жидкости в контролируемых головках; для реализации этого решения предложены конструкции гидросистем.

5. Разработаны теоретические основы гидродинамического нивелирования, основанного на перетекании (передавливании) части жид-

кости в измерит ел жус головку или полной вытекании жидкости из гидросистемf что также позволяет разрабатывать конструкции гидросистем, которые не имеют устройств регистрации уровня жидкости в контролируемых головках, Другим достоинством «того способа является возможность уменьшения степени ионизации жидкости путем опорожнения гидросистемы после выполнения измерений. Для реализации sтих разработок предложены конструкции гидросистем.

6. Предложенные выае способы и системы гидронивелирования позволяет ослабить влияние теаператуpu на результаты измерений, так кок перед началом этих измерений можно выполнить гомогенизация жидкости.

7. Основываясь на предложенных способах гидронивелирования, разработан вопрос работы гидросистем в различных реакыах (2-4 режима), что позволяет значительно ослабить влияние температуры на результаты измерений.

6. Разработаны теоретические основы и принципиальные схезаз применения прикладных телевизионных установок для инженерно-геодезических измерений, приводятся результата исследований точности измерений, выполнен анализ оашбок, вошнкасцж при приншегпш UV.

9. Разработан струкно-теиевоЯ способ створных измерений с применением ПЗС-лкиеек. Производственные работы показали, что ср.кв. ошибка измерения данным способом не превышает 0,05 им при да кие створа до 40,0 м.

10. Для геодезического обеспечения строитедьно-контегного производства разработана малогабаритная лазерная приставка на основе твердотельного лазера, достоинством которой является маяый вес к габарита, &. также возможность применения ее в сочетании с серийными теодолитами, нивелирами и приборами вертикального проектирования.

Д. На базе ШС-лклейки изготовлена две модификации регистратора лшеСкых смещений, позвояягцих выполнять измерения с точ-

ностьл G,GI-C,G5 ш. Время измерений равно I секунде.

12. Разработены способ и устройство для ослабления влияния систематических ошибок (грубых выбросов), возникаощих при выпол-. нении изиер ний в зоне значительных возмущающих воздействий.

13. Разработана и внедрена технология определения деформаций турбоагрегатов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также технология определения значений центровок роторов по геодези -ческим данным.

14. Разработана и внедрена технология определения деформаций оборудования реакторных блоков с реакторами БЮР и Pbiii с учетом требования на кинжальное пребывание исполнителей в радиоактивной зоне.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях .

1. Уставич Г.А., Костина Г.Л. Геодезические работы при строительстве и эксплуатации крупных энергетических объектов. - №.: Недра, ЬВЗ - 130 с.

2. Уставич Г.А. Опыт работы с авторедукционными нивелирами в условиях вибрации // Геодезия и картография. - 1974. - № II. -с. 33-35.

3. Уставич Г.А. Об опыте исследования влияния рефракции на результаты точного нивелирования // Геодезия и картография. -Ъ?5, № 6. - с. II-12.

4. Уставич Г.А. 0 диафрагаировании объектива при высокоточном нивелировании короткими лучами // Геодезия и картография. -К)76. - № 3. - с. 27-2Ь.

5.'Уставич i'.A. Насадка для исправления угла L // Геодезия и картография. - ivVb. - № II. - с. 27-30.

Ь. Уставич Г.А. Применение гидростатического нивелирования для наблюдения за осадками турбоагрегатов // Геодезия и картогра—г фия. - Ь77.-Ю.- с. 33-3?. •

7. Уставич Г.А., Лесных И.В., Ефремов К.И, Исследование хода фокусирующей линзы нивелира.// Межвузовский сборник научных трудов. T.I. - с. £fc-62.

8. Уставкч Г.А., Нагорный D.H. кикронквелир с электронным уровнеа«.//йэквузовский сборник научных трудов. - T.I.- с. 63-68.

Ь. Устав кч Г. А. Струкно-теневой способ створных измерений.// Геодезия и картография. - 6.- с. ЗУ-42.

10. Уставич Г.А., Жуков E.H., йщук O.il. и др. Исследование деформаций верхнего строения фундаментов турбогенераторов.// Геодезия и картография. - 1978.-® с. 34-37.

11. Устович Г.А., Вацук O.il., Черепанов Д.А. Комплекс геодезических измерений при эксплуатации морозе турбоагрегатов Ленинградской АЭС.// Материалы Всесоюзной конференции "Геодезические работа при монтаже и эксплуатации технологического оборудования". Новосиб.-К<78.- с. 17-19.

12. Устович Г.А., Соловьяиов Г.Д., йгщук О.Л. Комплекс геодезических«'. работ, вшояняемх при ыштаха к эксплуатации оборудования рештерного зада АЗС./Аатеркялы Всесоюзной конференции "Геодезические работы при монтаже и експлуатации технологического оборудования".-НоБОсабирск,- 1978.- с. 37-38.

13. Устович Г.А. ТетезоЯ способ высокоточного нивелирования при мантысе оборудованкя.// Геодезия и мргогрефш.- I,-с. 36-®.

14. Устав кч Г.А. Влияние escehes факторов при наблюдениях за оборудованием.//Геодезия и картегрсфкя.- I079.-Í? 5.- с. 31-33.

15. Устезкч Г.А. Определение деформаций турбоагрегатов АЭС методом етворнШЕ измерений.//Геодезия к картография,- 6,-с. 31-34.

16. Уставкч Г.А. Применение нивелира HA-I для мккрокквелиро««! вания.// Геодезия и картография.- ISt'fy.- £ 8.- с. 30-32.

I?. Уставкч Г.А., ^злшоескйй А.Л., Черепанов Д.А. и др. Геодезические работы при юнтеже и эксплуатации турбоагрегатов. //

Геодезия и картография.- 1979.- J? 10.- с. 29-34.

18. Уставич Г.А. Применение телевидения для геодезических измерений.// Геодезия и картография.-1980.- № 2.- с. 27/32.

19. Ус "авич Г.А., Ъкцук О.Л. Геодезические методы монтажа вертикальных роторов.// Геодезия и картография.-I98I.-tf 3.с.28-31.

20. Уставич Г.А. Анализ параметров прикладных телевизионных

/ео$е>С/Д U ZitptnOlPAGpUX

установок^ 1981.- JF 5.- с. 12-15.

21. Уставич Г.А., Да ко в В.П., Черепанов Д. А. и др. Геодезические .измерения для определения деформаций мощных турбоагрегатов в вертикальной плоскости.// Кежвуз.сборник "Применение геодези -ческих методов при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений".- 1979.- Т.7.- с. 63-71.

22. Уставич Г.А., Шесгазгав С.И., Х&щух О.Л. и др. Геодези -ческие работы при эксплуатации оборудования реакторного зала АЭС. // Геодезия и картография. - 1982. - Ш 5. - с. 10-21.

23. Уставич Г.А., Староз В.Д., ЗУщук О.Л. и др. Определение Ер сна скафандра РЗЫ.//Геодезяя и картография.-1982.-® 10.-с.26-29.

24. Уставич Г.А. 0 прдаенеиии телевидения для набязэденкй за дефоркацяяыя сооружения.//Геодезия и картография,- 1984,- № 7. -с. 18-23.

25. Уставич Г.А., Михеев D.M., ТЬщук О.Л. и др. Исследование деформаций турбоагрегата К-5СО-65/ЗОСО и его фундамента. // Электрические станции. - 1984.- I? I.- с. 4-6.

26. Уставич Г.А., Тучии Я.И. /лализ погрешностей геодезических измерений с применением ту при различных форгзх экрана ВКУ.// Межвуз.сборник "Исследование по совершенствовшнв mace-нерно-геодезических работ".- 1983,- с. 119-128.

.27. Уставич Г.А., Иаудьский B.S., Хрестенкова Е.А. Исследование точности измерения перемещения объекта на экранах малогабаритных телевизионных приешиков.// Маэсвуз .сборник "Исследования по совершенствовании средств и методов инженерной геоде-

зии",- ЪЬ4. - Т. 21.- с. 3V-44.

28. Уставич Г.А., шихеев ¿).*1., Черепанов Л.А, и др. Геодезические работы при монтаже направляющих РЗМ реактора PE.VK. // Геодезия и картография. - IVЬЬ. - !"■ I.- с. 17-Ь.

2v. Уставич i'.A., Салин J.h., Облаков A.A. Автоматизация струнно-теневого способа створных измерений.// геодезия и картография. - ЬЬО. - Jf t.- с. IV-lb.

Зс. Уставич Г.А. Расширение диапазона гидростатической системы. // Геодезия и картография. - Ь8о. - ii 8.- с. IV-21.

31. Уставич Г.А., Салин Л.Н., Середаев C.B. Об определении положения уровня жидкости при гидростатическом нивелировании. // Геодезия и картография. - IV6V. - № 3. - с. 18-21.

32. Уставич Г.А. К вопросу разработки применения гидростатических систем. // Геодезия и картография. - IfcöV. - Jf V.-с.25-27.

33. Уставич i'.A., Деизм C.B. Методы контроля подъемного оборудования АЗС. // Геодезия и картография.-IV88.- Л' 3.-с.28-32.

34. Уставич Г.А. Систеш гидронивелирования с запиранием жидкости.// Геодезия и картография. - IV8V.- !# 6.- с. 18-21.

35. Уставич Г.А. Способ .гидронивелирования. A.C. if I56b542.

- Опубл. в Б.И. Jf 21. - IV'jC г.

Зь. Уставич i.A. Способ гидродинамического нивелирования и .устройство для его осуществления. A.C. If 1428^17. - Опубл. б Б.И.

- К 21. - IV88 г.

37. Жуков Б.Н., Уставич Г.А. Определение центровок роторов турбоагрегатов геометрическим нивелированием // Геодезия и картография. - К=7У.- !.' 6.- с. 25-ЗС.

38. Жуков Б.Н., Уставич Г.А. Пути повышения точности геодезических измерений в условиях влияния возмущающих воздействий.//При— ■ менение геодезических методов при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений. ШИГАиК.-1УЛ>. - Т.'/(47).- С. V-12.

Лодп. к печ. 01.12.93 г. Тирад 100 экз. Заказ А' 3040 МосГУГК