Определение геометрических параметров антенно-мачтового сооружения способом направлений

Автор: Ирисов В.С., Калаев В.П., Кислякова Ю.Г., Новиков М.Ю.

Журнал: Огарёв-online @ogarev-online

Статья в выпуске: 10 т.12, 2024 года.

Бесплатный доступ

В работе перечислены методы определения крена высотных сооружений. Обоснована важность проведения мероприятий по определению геометрических параметров антенно-мачтовых сооружений. В частности, исследован и определен крен башни высотой 60 м, расположенной в с. Юкаменское Удмуртской Республики.

Антенно-мачтовое сооружение, деформация, крен, тахеометр, теодолит, устойчивость конструкции

Короткий адрес: https://sciup.org/147250457

IDR: 147250457

Текст научной статьи Определение геометрических параметров антенно-мачтового сооружения способом направлений

Из года в год ученые активно трудятся над усовершенствованием существующих и созданием новых технологий не только в производстве топографо-геодезических работ [7], но и в области мобильных технологий, чтобы связь была максимально быстрой и качественной. Начиная с 2000-ых годов, в России интенсивно развивается система сотовой радиотелефонной связи. В нынешних реалиях XXI века уже невозможно представить жизнь современного человека без сотовой связи и мобильного интернета. А в свете последних событий, когда активно развивается дистанционный формат работы и обучения, спрос на услуги связи только вырос, укрепив ее значимость на рынке [6].

Одним из главных составляющих данной отрасли является поступательное развитие сети, сопровождаемое как строительством новых вышек, так и модернизацией уже существующих базовых станций. В первом случае операторам и строительным компаниям оказывается поддержка со стороны государства по федеральной программе «Устранение цифрового неравенства», рассчитанной на обеспечение доступом к мобильной связи и высокоскоростному интернету жителей отдаленных и малонаселенных территорий страны [1]. Во втором случае случает решается проблема устранения устаревших технологий связи 1

за счет совершенствования установленного на них оборудования, что влечет за собой, в большинстве случаев, увеличение его количества и, как следствие, ветровой нагрузки и общего веса на конструкцию антенно-мачтового сооружения. Это, в свою очередь, может приводить к изменению положения башенного сооружения в пространстве с превышением установленного допуска.

Однако причиной деформации могут быть не только увеличение веса и ветровой нагрузки, но и другие факторы, часть из них могут меняться во времени. К ним можно отнести форму, размеры, жесткость фундамента, подвижки земной поверхности, оползни, обвалы, просадки, изменение гидротермических условий, влажность, уровень грунтовых вод и др. [5].

Крен является наиболее характерным показателем совместной деформации сооружения башенного типа и его основания. В таких конструкциях крен может еще больше увеличить момент, что может поставить под угрозу устойчивость конструкции.

Поэтому в проектах башенных сооружений предусматриваются не только наблюдения за осадками оснований и фундаментов, но и измерение кренов как в процессе нового строительства, так и в процессе эксплуатации [4]. По результатам таких измерений, при необходимости, могут разрабатываться профилактические меры для устранения увеличения крена и сохранения пригодности сооружения.

Существует огромное количество способов определения крена башенных сооружений: способ координат; способ направлений (горизонтальных углов); способ малых углов; способ вертикального проектирования; способ зенитных расстояний; способ высокоточного нивелирования; способ направления с одного пункта; стереофотограмметрический способ. С появлением ГЛОНАСС/GPS стали появляться способы определения крена с помощью GPS-приемников и электронных тахеометров [8]. При этом важное значение имеет определении зон покрытия территории поправками от постоянно действующих станций ГЛОНАСС/GPS [2].

В данном исследовании расчет значения крена башенного сооружения был выполнен способом направлений, изложенным в [9]. На полевом этапе выполнения данной работы применялся теодолит VEGA Tео-5В.

В качестве исходных данных для проведения исследования были использованы результаты геодезических работ, выполненных 16 декабря 2021 г. при проверке проектного положения ствола башни высотой 60,0 м, расположенной с. Юкаменское Удмуртской Республики.

Существующая башня представляет собой пространственную четырехгранную стержневую конструкцию, пирамидальную – с отметки 0,00 до отметки 40,00 м, призматическую – с отметки 40,00 м до отметки 60,00 м, состоящую из ствола, площадок, лестниц и вертикального кабельного моста – кабельроста. Ствол башни поделен на 7 секций по 8 м и одну – длиной 4 м. Радиобашня в плане представляет с собой квадратное сечение.

Погода во время проведения геодезических работ была пасмурная, без сильного ветра. Определение крена башенного сооружения с помощью теодолита осуществлялось с двух примерно перпендикулярных друг к другу станций 1 и 2 (ст. 1 и ст. 2), удаленных от центра башенного сооружения на расстоянии не менее ее высоты (см. рис. 1).

Рис. 1. План геодезических работ.

В результате проведенных угловых измерений были получены значения отклонений от вертикальной оси ствола башни на разных уровневых отметках. В таблице 1 представлены значения относительно станции 1, а в таблице 2 – относительно станции 2.

Таблица 1

Журнал угловых измерений со станции 1 и расчет отклонений ствола башни от вертикальной оси

<3

g s

g ° о

Круг теод.

Угол левый пояс

Угол правый пояс

ɣ ось, °

Откл., °

Откл., рад

2

2

2

в о

2

2

в о

<

°

´

˝

ɣ1, °

°

´

˝

ɣ2, °

61,70

лев.

122

34

21

122,57

123

41

9

123,69

123,13

0,34

0,006

585

593

прав.

302

34

44

302,58

303

41

46

303,70

303,14

0,35

0,006

48,00

лев.

122

28

48

122,48

123

36

47

123,61

123,05

0,26

0,005

445

453

прав.

302

29

23

302,49

303

37

15

303,62

303,06

0,26

0,005

40,00

лев.

122

25

14

122,42

123

32

37

123,54

122,98

0,19

0,003

333

339

прав.

302

25

32

302,43

303

33

6

303,55

302,99

0,20

0,003

32,60

лев.

122

8

13

122,14

123

44

27

123,74

122,94

0,15

0,003

260

262

прав.

302

8

2

302,13

303

45

22

303,76

302,95

0,15

0,003

24,60

лев.

121

48

25

121,81

123

57

37

123,96

122,88

0,10

0,002

163

164

прав.

301

48

26

301,81

303

57

56

303,97

302,89

0,10

0,002

16,60

лев.

121

29

4

121,48

124

11

12

124,19

122,84

0,05

0,001

85

85

прав.

301

29

16

301,49

304

11

50

304,20

302,84

0,05

0,001

8,60

лев.

121

9

49

121,16

124

24

42

124,41

122,79

0,00

0,000

0

0

прав.

301

9

56

301,17

304

24

57

304,42

302,79

0,00

0,000

0,00

лев.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0

0

прав.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Таблица 2

Журнал угловых измерений со станции 2 и расчет отклонений от вертикальной оси ствола башни

<3 g s

о

Круг теод.

Угол левый пояс

Угол правый пояс

ɣ ось, °

Откл., °

Откд., рад

S сч

о

2 S

о

<

°

´

˝

ɣ1, °

°

´

˝

ɣ2, °

61,70

лев.

125

21

26

125,36

126

33

27

126,56

125,96

0,06

0,001

96

593

прав.

305

22

1

305,37

306

33

4

306,55

305,96

0,06

0,001

48,00

лев.

125

20

55

125,35

126

33

5

126,55

125,95

0,05

0,001

86

453

прав.

305

21

7

305,35

306

33

21

306,56

305,95

0,05

0,001

40,00

лев.

125

19

46

125,33

126

32

25

126,54

125,93

0,04

0,001

60

339

прав.

305

19

47

305,33

306

32

36

306,54

305,94

0,04

0,001

32,60

лев.

125

3

16

125,05

126

46

48

126,78

125,92

0,02

0,000

33

262

прав.

305

3

24

305,06

306

46

56

306,78

305,92

0,02

0,000

24,60

лев.

124

45

8

124,75

127

3

55

127,07

125,91

0,01

0,000

20

164

прав.

304

45

15

304,75

307

4

9

307,07

305,91

0,01

0,000

16,60

лев.

124

27

17

124,45

127

20

19

127,34

125,90

0,00

0,000

0

85

прав.

304

27

10

304,45

307

20

43

307,35

305,90

0,00

0,000

8,60

лев.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

прав.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,00

лев.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0

0

прав.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Анализируя журналы угловых измерений, можно установить, что значения отклонений от вертикальной оси ствола башни не соответствуют допустимым значениям, и самое большое значение абсолютного отклонения составляет 593 мм на отметке + 61,7 м.

Далее на основании полученных данных были составлены схемы вертикальности ствола башни относительно станции 1, станции 2 и общее (абсолютное) отклонение. По горизонтальной оси были отложены значения отклонений в мм, а по вертикальной – значения высот в метрах (см. рис. 2–3).

Рис. 2. Схема вертикальности ствола башни относительно станции 1.

Приведенные схемы вертикальности (см. рис. 2-3) дают наглядную картину отклонения ствола башни от допустимых значений.

Результаты, полученные в ходе выполнения геодезических работ, дают возможность оценить безопасность дальнейшей эксплуатации высотного сооружения, служат информационной базой для составления расчетной схемы в вычислительных комплексах на несущую способность, а в дальнейшем могут использоваться при разработке проекта по усилению конструкции.

Рис. 3. Схема вертикальности ствола башни относительно станции 2.

отметка

-105 -70 -35 О 35 70 105 140 175 210 245 2В0 315 350 3S5 420 455 490 525 560 595 630

отк, мм абс (факт)

допуск

Рис. 4. Схема вертикальности ствола башни.

Список литературы Определение геометрических параметров антенно-мачтового сооружения способом направлений

  • В России начался второй этап устранения цифрового неравенства [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://digital.gov.ru/ru/events/40814/(дата обращения: 18.02.2024).
  • Варфоломеев А. Ф., Коваленко А. К., Коваленко Е. А., Тесленок К. С., Тесленок С. А. Геоинформационные технологии в // Материалы Международ. конф. "ИнтерКарто/ИнтерГИС". - 2015. - Т. 21 (1). - С. 522-528. EDN: ZIDSFZ
  • Варфоломеев А. Ф., Шадрин К. А. Геодезический контроль геометрических параметров антенно-мачтовых сооружений [Электронный ресурс] // Огарев-online. - 2015. - № 24. - Режим доступа: https://journal.mrsu.ru/arts/geodezicheskij-kontrol-geometricheskix-parametrov-antenno-machtovyx-sooruzhenij (дата обращения: 18.02.2024). EDN: XXZPQR
  • Манухов В. Ф. Совершенствование методов топографических съемок и инженерно-геодезических работ с использованием современных технологий // Вестник Мордов. университета. - 2008. - № 1. - С. 105-108. EDN: SZCTPZ
  • Марфенко С. В. Геодезические работы по наблюдению за деформациями сооружений: учеб. пособие. - М.: МИИГАиК, 2004. -36 с. EDN: QKEMKR
  • Новиков М. Ю., Канаков И. Д., Тарануха Н. Л. Механизм взаимодействия государства и предпринимательских структур в области строительства антенно-мачтовых сооружений сотовой связи на малонаселенных территориях с целью устранения цифрового неравенства // Экономика и управление: тенденции и перспективы: материалы III Межвузовской ежегодной научно-практической конференции (Санкт-Петербург, 1-2 марта 2022 г.). - СПб.: СПбГАСУ, 2022. - С. 257-265. EDN: WAUWAH
  • Тесленок С. А., Романов А. В. Новые технологии в производстве топографо-геодезических работ // Общество. - 2014. - № 2 (2). - С. 78-81. EDN: SOAOXZ
  • Уставич Г. А. Определение крена сооружений башенного типа GPS-приемниками и тахеометрами // Геодезия и картография. - 2003. - № 9. - С. 15-18.
  • Шеховцов Г. А., Шеховцова Р. П. Современные геодезические методы определения деформаций инженерных сооружений: монография. - Нижний Новгород: Нижегород. гос. архит.-строит. университет, 2014. - 256 с. EDN: WKWRSZ
Еще
Статья научная