Operat pomiarowy

Pomiar i obliczenie wychyleń komina

przemysłowego Bonarka Kraków

Sekcja nr 3

Damian Nowak

Rafał Pasek

Iwona Pyk

Bartłomiej Sierosławski

Franciszek Skrzypczyk

Paweł Tetke

Rok IV, 06.2012

e-mail:

[e-mail]

Spis treści

1.

Sprawozdanie techniczne ............................................................................................................................................................... 3

a.

Wykorzystane materiały, sprzęt, oprogramowanie ......................................................................................... 3

b.

Procedura pomiarowa ..................................................................................................................................................... 3

c.

Procedura obliczeniowa ................................................................................................................................................. 5

d.

Analiza wyników oraz wnioski końcowe .............................................................................................................. 10

2.

Załączniki (prezentacja graficzna, raporty, dzienniki pomiarowe) ..................................................................... 11-21

a.

Szkic lokalizacyjny osnowy pomiarowej

................................................................................................................. 11

b.

Szkic osnowy do wyrównania

.................................................................................................................................... 12

c.

Raport z wyrównania ścisłego punktów osnowy

............................................................................................ 13

d.

Raport z transformacji współrzędnych

............................................................................................................... 15

e.

Raport z obliczenia współrzędnych środka komina

....................................................................................... 16

f.

Szkic rozmieszczenia osnowy pomiarowej

........................................................................................................... 17

g.

Szkic rozmieszczenia przekrojów pomiarowych

................................................................................................ 18

h.

Szkic wychyleń komina w płaszczyźnie XY

....................................................................................................... 19

i.

Szkic wychyleń komina w osi X

.............................................................................................................................. 20

j.

Szkic wychyleń komina w osi Y

............................................................................................................................... 21

k.

Opisy topograficzne punktów osnowy (3001-3004) ................................................................................ 22-23

l.

Dzienniki pomiarowe

............................................................................................................................................... 24-26

Sprawozdanie techniczne

I.

Dane formalno-prawne

1.

ZLECENIODAWCA: Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska Akademii
Górniczo-Hutniczej w Krakowie

2.

WYKONAWCA: Sekcja nr 3 w składzie: Damian Nowak, Rafał Pasek, Iwona Pyk,

Bartłomiej Sierosławski, Franciszek Skrzypczyk, Paweł Tetke

3.

PRZEDMIOT ZLECENIA: Pomiar i obliczenie wychyleń komina przemysłowego Bonarka
Kraków.

4.

TERMIN WYKONANIA ZLECENIA: 24.05.2012 – 15.06.2012

II.

Wykorzystane materiały, sprzęt, oprogramowanie

Wykorzystany sprzęt:

 Tachimetr Leica TC600 o numerze 48105
 Akcesoria dodatkowe – 2 pryzmaty dalmiercze, 3 statywy, ruletka

Wykorzystane oprogramowanie:

 Autocad 2011
 Microsoft Office
 C-Geo v. 2011

Wykorzystane materiały:

 Ortofotomapa rozpatrywanego obszaru (

www.geoportal.gov.pl

,

www.maps.google.com

)

III.

Procedura pomiarowa

Pomiar został wykonany w dniu 24.05.2012. Pomiarowi podlegał komin przemysłowy

znajdujący się w Krakowie przy ul.

ul. Kamieńskiego 11 (Bonarka City Center). Rozpatrywany

obiekt był wyłączony z eksploatacji. W pobliżu znajduje się galeria handlowa Bonarka City Center

(50m) oraz budowa rozległych obiektów biurowych (30m).

Warunki pomiarowe:

 Pogoda pochmurna na zmianę z silnym nasłonecznieniem
 Porywisty wiatr
 Temperatura ok. 22

o

C

Pomiar został wykonany tachimetrem TC600 firmy Leica o parametrach:

 Dokładność pomiaru kątów – 15 [cc]
 Dokładność pomiaru odległości 3mm + 3ppm

Pomiary odległościowe były wykonywane na pryzmaty dalmiercze firmy Leica, stąd stała

dodawania wynosiła 0 mm.

Przed wykonywaniem pomiaru zostały sprawdzone warunki mechaniczne używanego

tachimetru wraz z oprzyrządowaniem (statywy, pryzmaty). Skontrolowano zaciski śrub

sercowych, zaciskowych oraz poziomujących oraz leniwek. Kontrola nie wykazała uchybień

co pozwoliło na rozpoczęcie pomiaru.

Pomiar rozpoczęto od założenia w terenie bazy dwóch punktów (3002, 3004), z których

wyznaczono położenie dodatkowych dwóch punktów osnowy. W sumie w terenie

pomierzono czworobok punktów 3001-3004. Z jednego punktu bazowego (3004) nie były

wykonywane w późniejszym czasie pomiary na komin. Osnowa była mierzona metodą

trzech statywów celem ograniczenia błędów związanych z poziomowaniem i centrowaniem

sygnału. Punkty służące później do pomiaru komina zostały rozmieszczone nieregularnie,

o kątach wcinających ok 42[g] oraz 142[g] z uwagi na przeszkody terenowe pod postacią

budynku galerii handlowej oraz trwającą budowę na południowym wschodzie (szkic

lokalizacyjny został załączony do niniejszego operatu). Pomiar osnowy został wykonany

w 1 serii na 3 stanowiskach oraz w 2 seriach na jednym (punkt 3001) z uwagi na

pojawiające się duże różnice w odczycie kątów poziomych.

Po zamierzeniu osnowy kolejnym krokiem pomiarowym był pomiar wychyleń komina. Został

on wykonany metodą dwusiecznych kierunków stycznych w 6 przekrojach poziomych

(0,1,2,3,4,5). Przekrój „0” został wyznaczony ok 2-3m nad powierzchnią gruntu z uwagi

na przeszkody zasłaniające widok na podstawę komina. Odczyt kierunków był

wykonywany w 2 położeniach lunety oraz w 2 seriach. Punkty, z których dokonywane

były te pomiary: 3001, 3002, 3003.

Cały pomiar był notowany w odpowiednich dziennikach i został załączony do niniejszego

operatu.

IV.

Procedura obliczeniowa

WYNIKI POMIARÓW

Osnowa geodezyjna została wyrównana w lokalnym układzie współrzędnych, a następnie

dokonano transformacji układu tak, aby dodatnia oś X przechodziła przez oś drogi w

pobliżu galerii handlowej w kierunku północno-wschodnim. W tym celu pomierzono ze

stanowiska 3004 dwa punkty P1 oraz P2, które znajdowały się na osi drogi (latarnie) i

wyznaczono ich współrzędne. Transformacji Helmerta dokonano w oparciu o te dwa

punkty.

Obliczono również współrzędne środka komina za pomocą wcięcia kątowego w przód z

wyrównaniem. Punktami bazy były tutaj punkty 3001 oraz 3003.

Następnie obliczono długości celowych między poszczególnymi punktami osnowy, a

środkiem komina oraz ich azymuty.

Punkt

X [m]

Y [m]

Długość celowej [m]

Azymut celowej [g]

3001

918.029

1037.58

110.234

1.3222

3002

937.734

967.163

116.093

43.0853

3003

1239.76

992.099

216.843

185.8590

3004

1000.89

988.575

Środek komina

1028.24

1039.87

Tabela 1 – Współrzędne punktów osnowy po transformacji wraz z długościami celowych do

komina oraz azymutami tychże celowych

Wysokość poszczególnych przekrojów została obliczona w oparciu o pomierzone kierunki pionowe
oraz odległość do środka komina.

Poniżej dokonano zestawienia wyrównanych kierunków na poszczególne przekroje poziome z

rozróżnieniem na poszczególne stanowiska pomiarowe.

KIERUNKI

Nr przekroju

Wysokość [m]

L

3001

[g]

P

3001

[g]

L

3002

[g]

P

3002

[g]

L

3003

[g]

P

3003

[g]

0

2.6

81.9928

85.8953

20.4358

24.1348

393.7853

395.8181

1

18.2

82.3702

85.5339

20.7717

23.7805

393.9936

395.6027

2

29.5

82.4447

85.4253

20.8374

23.7053

394.0326

395.5677

3

50.3

82.5920

85.2612

21.0092

23.5805

394.1078

395.4986

4

71.8

82.7394

85.1006

21.1343

23.3928

394.1831

395.4361

5

95.6

82.8525

84.9697

21.2416

23.2542

394.2700

395.3548

Tabela 2 – Pomierzone kierunki na styczne do poszczególnych przekrojów poziomych

OBLICZENIE WYCHYLENIA KOMINA

 Obliczenie uśrednionych kierunków na styczną lewą i prawą.

Gdzie i – stanowisko

J – poziom

Nr przekroju

kierunek ze st

3001 [g]

kierunek ze st

3002 [g]

kierunek ze st

3003 [g]

0

83.9440

22.2853

394.8017

1

83.9520

22.2761

394.7981

2

83.9350

22.2713

394.8002

3

83.9266

22.2949

394.8032

4

83.9200

22.2635

394.8096

5

83.9111

22.2479

394.8124

Tabela 3 – Uśrednione kierunki ze stanowisk pomiarowych

 Obliczenie odchyleń kierunków.

itd.

Nr przekroju

Stanowisko 3001

[cc]

Stanowisko 3002

[cc]

Stanowisko 3003

[cc]

0

0

0

0

1

80.25

-92.25

-36

2

-90.5

-140

-15.5

3

-174.25

95.5

15

4

-240

-218

79

5

-329.25

-374.5

106.5

Tabela 4 – Odchylenia kierunków

 Ułożenie równań poprawek według wzoru:

 Rozwiązanie układów równań metodą najmniejszych kwadratów dla poszczególnych

przekrojów wraz z obliczeniem błędów uzyskanych wartości. Przekrój nr 0 został
potraktowany jak przekrój odniesienia.

Przekrój 1

-0.1199

5.77392

80.25

-15.89

-3.4344

4.27505

-92.25

ω

x

40.28

9.76

5.14

-0.6468

-2.8637

-36

ω

y

11.98

4.41

-24.37

29.54

A

L [cc]

X [mm]

σ

i

[mm]

V [mm]

σ

0

[mm]

Przekrój 2

-0.1199

5.77392

-90.5

19.96

-3.4344

4.27505

-140

ω

x

28.17

12.25

-6.46

-0.6468

-2.8637

-15.5

ω

y

-11.63

5.54

30.60

37.10

A

L [cc]

X [mm]

σ

i

[mm]

V [mm]

σ

0

[mm]

Przekrój 3

-0.1199

5.77392

-174.25

52.72

-3.4344

4.27505

95.5

ω

x

-50.34

32.36

-17.06

-0.6468

-2.8637

15

ω

y

-22.09

14.63

80.83

98.00

A

L [cc]

X [mm]

σ

i

[mm]

V [mm]

σ

0

[mm]

Przekrój 4

-0.1199

5.77392

-240

13.99

-3.4344

4.27505

-218

ω

x

16.50

8.59

-4.53

-0.6468

-2.8637

79

ω

y

-38.80

3.88

21.45

26.00

A

L [cc]

X [mm]

σ

i

[mm]

V [mm]

σ

0

[mm]

Przekrój 5

-0.1199

5.77392

-329.25

12.96

-3.4344

4.27505

-374.5

ω

x

43.19

7.95

-4.19

-0.6468

-2.8637

106.5

ω

y

-53.88

3.60

19.87

24.09

A

L [cc]

X [mm]

σ

i

[mm]

V [mm]

σ

0

[mm]

 Obliczenie parametrów zgeneralizowanych wychylenia komina tj takich parametrów,

które odpowiadają 1 metrowi bieżącemu komina.

◦ Obliczenie wysokości kolejnych przekrojów pomierzonych względem poziomu

odniesienia.

itd

Wysokość poziomów względem

poziomu "0" [m]

dH5

93.0

dH4

69.2

dH3

47.8

dH2

27.0

dH1

15.7

dH0

0.0

Tabela 5 – Wysokości poszczególnych poziomów

◦ Obliczenie zgeneralizowanego wychylenia w osiach e

x

oraz e

y

.

∑

∑

∑

∑

◦ Obliczenie zgeneralizowanego wychylenia (przypadającego na 1 metr bieżący).

√(

)

(

)

◦ Obliczenie azymutu występowania wychylenia zgeneralizowanego.

◦ Obliczenie liniowej wartości wychylenia najwyższego poziomu komina

◦ Zestawienie składowych wychyleń w poszczególnych przekrojach wraz z ich

kierunkami

√(

)

(

)

Nr przekroju

w

x

[mm]

w

y

[mm]

w

całk

[mm]

Azymut wychylenia [g]

0

0.00

0.00

0.00

0.0000

1

40.28

11.98

42.02

18.4082

2

28.17

-11.63

30.47

-24.9347

3

-50.34

-22.09

54.97

226.3286

4

16.50

-38.80

42.16

-74.4089

5

43.19

-53.88

69.06

343.0190

Tabela 6 – Zestawienie obliczonych parametrów wychyleń

V.

Analiza wyników i wnioski końcowe

Pomiar komina odbywał się podczas niesprzyjających warunków atmosferycznych. Silne

podmuchy wiatru powodowały zaburzenie odczytów kątów poziomych w instrumencie oraz

powodowały

zafałszowanie

dokonywanych

odczytów. Również

momenty

silnego

nasłonecznienia powodowały spadek dokładności wyznaczenia kierunków na komin. W

pewnych momentach prace budowlane prowadzone w pobliżu komina powodowały

nieznaczne drgania gruntu.

Nie bez znaczenia miało również zastosowanie instrumentu TC600 firmy Leica. Tachimetr

ten, pomimo lepszej specyfikacji dokładnościowej deklarowanej przez producenta w

instrukcji, pozwalał na osiągnięcie gorszych rezultatów niż jego nieco nowszy odpowiednik

(choć mniej dokładny) TC407. Wielokrotnie zaistniała konieczność powtarzania serii

pomiarowej z uwagi na duże odchylenia we wskazaniach instrumentu (tak między seriami

jak i między położeniami lunety). W precyzyjnych pomiarach obiektów budowlanych taki

instrument nie powinien być używany z uwagi na większe nakłady czasu potrzebne na

pomiar oraz ostateczną niższą dokładność wyznaczanych wielkości.

Uzyskane wyniki zaprezentowano w formie odpowiednich szkiców, map oraz wykresów

wychyleń i zostały załączone do niniejszego operatu.

Wynika z nich, iż występuje wyraźna tendencja do wychylania się komina w stronę

dodatniej osi X (kierunek północno-wschodni). Zaburzenie występujące w przekroju nr 3

można tłumaczyć tym, iż algorytm obliczeniowy zakłada liniowe wychylenia komina, nie

uwzględniając lokalnych deformacji samego obiektu i wybrzuszeń w danych rejonach.

Również wpływ warunków atmosferycznych był tutaj istotny, gdyż w trakcie pomiaru na

ostatnim stanowisku (3002) doszło do gwałtownych podmuchów wiatru w kierunku

równoległym do osi X oraz wystąpiło pełne nasłonecznienie.

Również w osi Y rysuje się wyraźna tendencja wychylania się komina w kierunku

północno-zachodnim.

Ekstremalne wartości wychylenia zaobserwowano na przekroju 5 i wyniosły one ok 69

mm, co nie stanowi bezpośredniego zagrożenia dla samej konstrukcji.

Raport z wyrównania ścisłego punktów osnowy

WYRÓWNANIE ŚCISŁE

PUNKTY NAWIĄZANIA
m0= 1.47834; Układ: Brak

Numer

X

Y

mx

my

mp

3001

0.000

0.000

0.001

0.001

0.001

N

100.000

0.000

0.000

0.000

0.000

WSPÓŁRZĘDNE PRZYBLIŻONE

Numer

X

Y

mx

my

mp

3002

73.127

0.000

0.001

0.001

0.001

3003

130.501

297.584

0.001

0.001

0.001

3004

69.526

66.595

0.001

0.001

0.001

P1

58.283

68.815

0.001

0.001

0.001

P2

63.825

88.621

0.001

0.001

0.001

WSPÓŁRZĘDNE WYRÓWNANE

Numer

X wyr.

Y wyr.

mx

my

mp

A

B

Az A

3002

73.127

0.000

0.007

0.005

0.009

0.007

0.005

200.0000

3003

130.501

297.584

0.027

0.013

0.030

0.029

0.008

175.9644

3004

69.526

66.595

0.009

0.008

0.012

0.010

0.007

155.9615

P1

58.283

68.815

0.011

0.008

0.014

0.012

0.007

175.9683

P2

63.825

88.620

0.010

0.011

0.015

0.012

0.008

145.5397

KĄTY

L

C

P

Kąt

mK

popr.

Kąt wyr.

mK w

3002

3001

3003

73.6863

0.003

0

0.0034

73.6898

0.003

4

3004

3002

3001

96.5564

0.003

0

0.0042

96.5606

0.003

5

3003

3004

3002

219.8662

0.003

0

0.0038

219.8700

0.003

8

3001

3003

3004

9.8767

0.003

0

0.0030

9.8797

0.001

7

N

3001

3002

0.0000

0.003

0

0.0000

0.0000

0.004

4

3003

3004

P1

104.0206

0.003

0

0.0000

104.0206

0.004

4

3003

3004

P2

32.5551

0.003

0

0.0000

32.5551

0.004

4

ODLEGŁOŚCI

P

K

D

mD

D zred.

popr.

D wyr.

mD w

3001

3002

73.126

0.005

73.1260

0.001

0

73.127

0.007

3002

3004

66.691

0.005

66.6910

0.001

7

66.693

0.007

3004

3003

238.898

0.006

238.8980

0.002

8

238.901

0.007

3003

3001

324.945

0.007

324.9450

-

0.004

324.941

0.008

3004

P1

11.460

0.005

11.4600

0.000

0

11.460

0.007

3004

P2

22.751

0.005

22.7510

0.000

0

22.751

0.007

WYKAZ WYSOKOŚCI

m0= 0.40896; Układ: Brak

Numer

H

mH

popr.

H wyr.

mH

3001

100.000

0.000

0.000

100.000

0.000

3002

99.978

0.002

3004

100.134

0.003

3003

105.075

0.002

PRZEWYŻSZENIA

Numer P

Numer K

Dh

mDh

popr.

Dh wyr.

mDh w

pop/mDhw

3001

3002

-0.025

0.010

0.003

-0.022

0.002

1.048

3002

3001

0.025

0.010

-0.003

0.022

0.002

-1.048

3002

3004

0.152

0.010

0.005

0.157

0.002

1.847

3004

3002

-0.156

0.010

-0.001

-0.157

0.002

-0.250

3004

3003

4.936

0.010

0.005

4.941

0.002

1.847

3003

3004

-4.940

0.010

-0.001

-4.941

0.002

-0.250

3003

3001

-5.080

0.010

0.005

-5.075

0.002

2.046

3001

3003

5.075

0.010

0.000

5.075

0.002

-0.050

Raport z transformacji współrzędnych

TRANSFORMACJA WSPÓŁRZĘDNYCH

(z poprawkami Hausbrandta)
Punkty dostosowania

Nr p

Xp

Yp

Nr w

Xw

Yw

P1

58.283

68.815

TP1

1000.000

1000.000

P2

63.825

88.620

TP2

1020.565

1000.000

Punkty transformowane

Nr p

Xp

Yp

Hp

Nr w

Xw

Yw

Hw

3001

0.000

0.000

100.000

T3001

918.028

1037.581

3002

73.127

0.000

99.978

T3002

937.733

967.162

3003

130.501

297.584

105.075

T3003

1239.758

992.102

3004

69.526

66.595

100.134

T3004

1000.892

988.575

P1

58.283

68.815

TP1

1000.000

1000.000

P2

63.825

88.620

TP2

1020.565

1000.000

Poprawki na punktach dostosowania

Lp

Nr p

popr. X

popr. Y

1

P1

0.000

0.000

2

P2

0.000

0.000

Parametry transformacji

u = -0.9629698599 r = 0.9999615031 mx = 0.0000
v = 0.2694662441 E = -82.6298611567 my = 0.0000

mt = 0.0000
Xbp = 58.2830; Ybp = 68.8150

Xbw = 1000.0000; Ybw = 1000.0000

Raport z obliczenia współrzędnych środka komina

WYRÓWNANIE ŚCISŁE

PUNKTY NAWIĄZANIA
m0= 0.59418; Układ: Brak

Numer

X

Y

mx

my

mp

T3003

1239.755

992.099

0.000

0.000

0.000

T3002

937.734

967.163

0.000

0.000

0.000

T3001

918.029

1037.581

0.000

0.000

0.000

WSPÓŁRZĘDNE PRZYBLIŻONE

Numer

X

Y

mx

my

mp

Śr. komina

1028.239

1039.871

0.001

0.001

0.001

WSPÓŁRZĘDNE WYRÓWNANE

Numer

X wyr.

Y wyr.

mx

my

mp

A

B

Az A

Śr. komina

1028.239

1039.871

0.004

0.001

0.004

0.004

0.001

10.7555

KĄTY

L

C

P

Kąt

mK

popr.

Kąt wyr.

mK w

Śr. komina

T3003

T3001

5.2019

0.002

0

-

0.0015

5.2004

0.000

5

T3003

T3001

Śr. komina

10.2622

0.002

0

0.0008

10.2630

0.000

8

Śr. komina

T3002

T3001

74.2845

0.002

0

0.0003

74.2848

0.001

2

T3002

T3001

Śr. komina

83.9520

0.002

0

0.0002

83.9522

0.000

8