Камеральные работы при инженерно-геодезических изысканиях объектов лесного транспорта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Северный Арктический федеральный университет им. М.В Ломоносова"

Кафедра геодезии и земельного кадастра

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине Инженерная геодезия

На тему Камеральные работы при инженерно-геодезических изысканиях объектов лесного транспорта

Артемьев Егор Олегович

Архангельск

2012

ИСХОНЫЕ ДАННЫЕ:

1. «Составление плана участка по материалам теодолитной и тахеометрической съёмок». 3 вариант.

Методические указания: Рыльщиков В. В., Прохоров В. П. Составление плана участка местности по материалам теодолитной и тахеометрической съёмок: методические указания к расчетно-графической работе по инженерной геодезии. - 2-е изд., перераб. и доп.- Архангельск: Изд-во АГТУ, 2005. - 70с

Дирекционный угол б_{пп35-пп36} =150°25' . Координаты съемочной точки 1:

Х ₁ = 2458,80 м, Y₁ = 7366,85 м. Отметка съемочной точки 1: Н₁ =52,74 м.

2. «Профиль и план дорожной трассы». 3 вариант.

Методические указания: Клепиков И.В; Яковлев В.Н. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ИЗЫСКАНИЯХ И ПРОЕКТИРОВАНИИ ОБЪЕКТОВ ЛЕСОТРАНСПОРТА: Методические указания к выполнению курсовой работы по инженерной геодезии. Архангельск: РИО АГТУ, 1996. - 55 с. + Прил. (24 с.).

Отметки реперов Н_Рп1 =35,175 , Н_Рп2 = 29,920

1-я кривая: ВУ ПК2+54,90; и = 8°11 ' ; R =1100

2-я кривая: ВУ ПК6+38,58 ; и = 53°05' ; R =300

3-я кривая: ВУ ПК11+32,94 ; и = 19°28 ' ; R =900

Азимут А₁ =7° 14'

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ ТЕОДОЛИТНОЙ И ТАХЕОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМОК

1.1 Вычисление координат точек основного замкнутого и диагонального ходов теодолитного хода

1.1.1 Вычисление угловой невязки ѓ_в замкнутого теодолитного хода

1.1.2 Вычисление дирекционных углов и румбов

1.1.3 Вычисление приращений координат

1.1.4 Определение и распределение невязки в приращениях координат основного замкнутого и диагонального ходов

1.1.5 Вычисление координат точек

1.1.6 Вычисление координат вершин диагонального теодолитного хода

Ведомость вычисления координат

1.1.7 Вычисление площади, ограниченной замкнутым теодолитным ходом, аналитическим способом

Ведомость определения площадей аналитическим способом

1.2 Обработка материалов тахеометрической съемки

1.2.1Вычисление места нуля, вертикального угла, неполных превышений

Журнал измерения вертикальных углов

Ведомость увязки превышений и вычисления отметок (высот) съёмочных точек

1.2.2 Вычисление вертикальных углов, неполных и полных превышений, отметок для пикетных точек

Журнал тахеометрической съёмки

1.2.3 Построение горизонталей. Интерполяция

План участка

2. ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ ДОРОЖНОЙ ТРАССЫ

2.1Обработка журнала нивелирования

2.1.1 Вычисление превышений для связующих точек

2.1.2 Постраничный и общий контроль

2.1.3 Вычисление невязки и ее распределение

2.1.4. Вычисление отметок связующих точек

2.1.5 Вычисление отметок промежуточных точек

Журнал нивелирования

2.2 Построение проектной линии

2.2.1Требования к проектированию

2.2.2 Вычисление уклона проектной линии и проектных отметок

2.2.3 Вычисление рабочих отметок

2.2.4 Нахождение точек нулевых работ

2.3 Расчет горизонтальных кривых

2.3.1 Вычисление элементов круговых кривых - Т, К, Д, Б

2.3.2 Вычисление пикетажных обозначений главных точек круговых

кривых

2.3.3 Вычисление расстояний между вершинами

2.3.4 Вычисление длин прямых отрезков трассы

2.3.5 Вычисление азимутов и румбов прямых отрезков трассы

Ведомость прямых и кривых

Профиль дорожной трассы

План трассы

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ ТЕОДОЛИТНОЙ И ТАХЕОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМОК

1.1 Вычисление координат точек основного замкнутого и диагонального ходов теодолитного хода

Из ведомости результатов измерения горизонтальных углов и расстояний в ведомость вычисления координат выписываем значения горизонтальных углов привязочного хода, замкнутого хода и средних горизонтальных проложений сторон теодолитного хода соответственно в графы 2 и 7.

Из прил. 1 выбираю дирекционный угол линии п.п.35 - п.п.36 (150?25?.) и записывают его в графу 5 ведомости.

Для сторон теодолитного хода, имеющих наклон к горизонтальной плоскости более 1°30', вычисляю горизонтальное проложение по формуле:

d = D cos н , (1.1)

где d - горизонтальное проложение стороны теодолитного хода, м;

D - результат измерения длины стороны, м;

н- угол наклона линии к горизонтальной плоскости .

1.1.1 Вычисление угловой невязки ѓ_в замкнутого теодолитного хода

Вычисляем угловую невязку ѓ_в замкнутого теодолитного хода

ѓ_в=Ув^изм-Ув^теор , (1.2)

где Ув^изм - сумма измеренных углов;

Ув^теор- теоретическая сумма внутренних углов замкнутого теодолитного хода;

Ув^теор=180^°(n-2), (1.3)

где n- число углов теодолитного хода.

В моем примере угловая невязка ѓ_в= -1,8'.

Сравниваем найденную угловую невязку ѓ_в с предельно допустимой невязкой ѓ_{в пред}=1ґ. Если угловая невязка ѓ_в допустима, то есть |ѓ_в| ? ѓ_{в пред} , то её распределяю в виде поправок v_i с обратным знаком поровну во все измеренные углы ( значения поправок v_i при этом округляют до 0,1')

н_i = (-ѓ_в)/n. (1.4)

Однако часто полученная невязка не делится на число углов без остатка. В этом случае большее значение поправки вводят в углы, образованные короткими сторонами. В связи с этим в моем примере в угол I, II введены поправки по 0,4', а в II, IV введена поправка по 0,5'.

Сумма поправок, вводимых во все углы замкнутого теодолитного хода, должна равняться невязке ѓ_в с противоположным знаком:

Уv_i=-ѓ_в. (1.5)

Вычисляем исправленные углы. Для этого к измеренному углу прибавляем поправку с учётом её знака:

в^исп=в^изм+н_i (1.6)

Проверяем равенство суммы исправленных углов и теоретической суммы углов замкнутого хода (Ув^исп =Ув^теор ), что позволяет проконтролировать правильность увязки углов.

В моем примере

Ув^исп=Ув^теор= 360°00,0'.

1.1.2 Вычисление дирекционных углов и румбов

Вычисляем дирекционные углы сторон привязочного и замкнутого теодолитных ходов по дирекционному углу исходной стороны п.п.35 - п.п.36 и исправленным углам в^исп :

, (1.7)

где б_n+i - дирекционный угол последующей стороны;

б_n - дирекционный угол предыдущей стороны;

в^исп_n,n+1 - исправленный угол, вправо по ходу лежащий между предыдущей и последующей сторонами.

Сначала вычисляем дирекционные углы сторон привязочного хода и стороны I-II замкнутого хода, используя измеренные вправо по ходу лежащие углы привязочного хода. Следует напомнить, что величины дирекционных углов должны быть положительными и находиться в пределах от 0°00,0' до 359°59,9'. Поэтому при вычислениях иногда приходится прибавлять или вычитать 360°.

Дирекционный угол начальной линии п.п 35 - п.п 36 (приложение 1) б_35-36 = 150°25,0'.

б_{35-36 +} 150°25,0' б_{36-I +} 215°07,0'

180°00,0' 180°00,0'

_{_}330°25,0' _{_}395°07,0'

в₃₆ 115°18,0' в_I 153°21,0'

б_36-I 215°07,0' б_I-II 241°46

Затем вычисляем дирекционные углы остальных сторон замкнутого хода. В замкнутом ходе контролем вычислений является получение дирекционного угла стороны I-II (б_I-II) , с которого начинались вычисления:

б_{I-II +} 113°09,0' б_{III-IV +} 300°06,2'

180°00,0' 180°00,0' Контроль:

_ 293°09,0' _ 480°06,2' б_{IV-I +} 52°46,0'

в_II^исп 74°21,6' в_IV^исп 67°20,2' 180°00,0'

б_{II-III +} 218°47,4' б_IV-I 52°46' _ 232 °46,0'

180°00,0' в_I^исп 119°37,0'

-- 398°47,4' б_I-II 113°09,0'

в_III^исп 98°41,2'

б_III-IV 300°06,2'

Вычисленные значения дирекционных углов заносим в графу 5 ведомости.

Дирекционные углы переводим в румбы, используя приведённые ниже

формулы:

Формула для вычисления

Величина дирекционного угла Название румба величины румба

0°00'. . . 90°00' СВ r = б

90°00'. . . 180°00' ЮВ r = 180°-б

180°00'. . . 270°00' ЮЗ r = б -180°

270°00'. . . 360°00' СЗ r = 360°- б

Округленные до целых минут значения румбов записывают в графу 6 .

1.1.3 Вычисление приращений координат

Вычисляем приращения координат ДХ и ДY по значениям горизонтальных проложений d и дирекционным углам б или румбам r сторон теодолитного хода:

ДХ = d cos a = ± d cos r, (1.8)

ДY = d sin a = ± d sin r. (1.9)

Вычисления приращений координат можно выполнить по одноимённым таблицам, составленным на основе приведенных выше формул[1].

Продолжим рассмотрение моего примера:

б_II-III = 35є07,0'; d_II-III = 92,61 м,

ДX= 92,61* cos35°07,0' = - 75,75 м,

ДY = 92,61* sin35°07,0' = - 53,27 м.

1.1.4 Определение и распределение невязки в приращениях координат основного замкнутого и диагонального ходов

Определяем невязки в приращениях координат ѓ_X и f_Y по осям X иУ:

ѓ_X = УДХ^выч , (1.10)

ѓ_Y = УДY^выч, (1.11)

где УДХ^выч и УДY^выч - суммы вычисленных приращений координат замкнутого хода графы 9, 12.

В моем примере:

ѓ_X = +0,4 м,

ѓ_Y = -0,17 м.

Находят невязку в периметре по формуле:

, (1.12)

=0,43 м.

Определяем допустимость невязки ѓ_р. Для этого вычисляют относительную невязку в периметре как частное от деления невязки в периметре ѓ_p на периметр Р (сумму длин сторон) замкнутого теодолитного хода и сравнивают её с предельно допустимой относительной невязкой, составляющей 1/2000 периметра.

В моем примере:

.

Если относительная невязка допустима, то вычисленные приращения увязывают, вводя в них поправки. Поправки имеют знаки, обратные знакам невязок ѓ_X и ѓ_Y , а их величины пропорциональны длинам сторон:

, (1.13)

, (1.14)

где дX_i , дY_i - поправки в приращения координат для i-ой стороны соответственно по осям X и Y;

Р - периметр замкнутого теодолитного хода;

d_x - длина i-ой стороны.

Поправки вычисляем с округлением до 0,01м и записывают в графы 10 и 13 ведомости. Сумма поправок должна равняться невязке с противоположным знаком. Если сумма вычисленных поправок больше или меньше невязки на 1...2 см, избыток вычитается из поправки в приращение, относящейся к самой короткой стороне теодолитного хода, а недостаток прибавляется к поправке в приращение, относящейся к самой длинной стороне.

м,

м.

Исправленные приращения записываем в ведомость (графы 15, 17). Алгебраическая сумма исправленных приращений координат по каждой оси должна быть равна нулю:

м,

м .

1.1.5 Вычисление координат точек

Вычисляем координаты точки I основного замкнутого хода по координатам исходной точки п.п.36 (Х₃₆;Y ₃₆) и вычисленным приращениям координат стороны привязочного хода п.п.36-1 (ДX_36-I,ДY_36-I), причём координаты исходной точки п.п.36 во всех вариантах расчётно-графической работы таковы:

Х₃₆ = 2534,55м,

Y₃₆ = 7420,12м.

Таким образом,

Х_I=Х₃₆ +ДX_36-I = 2534,55-75,75=2458,80 м;

Y_I= Y₃₆+ ДY_36-I = 7420,12-53,27=7366,85 м.

Координаты вершин замкнутого теодолитного хода вычисляю по формулам:

, (1.15)

, (1.16)

где Х_n+1, Y_n+1 - абсцисса и ордината последующей вершины теодолитного хода;

X_n , Y_n , - абсцисса и ордината предыдущей вершины теодолитного хода;

, - исправленные приращения координат между предыдущей и последующими вершинами;

м;

м;

м;

м;

м;

м.

Вычисленные координаты заносят в графы 18 и 19 ведомости .

1.1.6 Вычисление координат вершин диагонального теодолитного хода

Из ведомости результатов измерения горизонтальных углов и расстояний в ведомость координат переписываем значения горизонтальных углов и расстояний диагонального хода соответственно в графы 2 и 7. Из основного замкнутого хода выписывают начальный дирекционный угол б_н и конечный дирекционный угол б_к диагонального хода.

В моем примере:

б_н = б _II-I = 113є09,0'; б_к = б_{IV- I} = 52є46,0'.

Вычисляем угловую невязку диагонального хода по формуле:

, (1.17)

где ?в^изм - сумма измеренных углов диагонального хода.

Теоретическую сумму углов диагонального хода ?в^теор определяем по формуле:

?в^теор = 180°· m + б_н-б_к ,(1.18)

где m - число углов диагонального хода, включая примычные.

?в^теор = 180°· 3 + 300є06,2' -218є46,8' = 621°18,8'.

Если б_к < б_н , то из полученного результата надо вычесть 360°. Следовательно, в моем примере:

?в^теор = 261°18,8'

ѓ_в= +0°01,7'.

Сравниваем найденную угловую невязку ѓ_в с предельно допустимой невязкой ѓ_{в пред}=1'=2,8.

Вычисляем исправленные углы и проверяют равенство суммы исправленных углов и теоретической суммы углов.

Вычисляем дирекционные углы сторон диагонального теодолитного хода, принимая в качестве исходного дирекционного угла б_н. Контролем является получение дирекционного угла б_к .

В нашем примере:

б_н=б_III-IV = 300є06,2' и б_к = б_II-III = 218є46,8'.

б_{III-IV +} 300є06,2' Контроль:

180°00,0'

_480°06,2' б_{V-II +} 72°09,1'

в_IV^исп 34°28,9' 180°00,0'

б_IV-V _ 446°37,3' _ 172є09,1'

360°00,0' в_II^исп 33є21,7'

б_{IV-V +} 85 °37,3' 218є46,8'.

180є00,0'

в_V^исп _185°37,3'

193°28,2'

б_V-III 72°09,1 '

Вычисленные дирекционные углы сторон диагонального хода заносим в ведомость координат (графа 5) и переводим в румбы.

Вычисляю приращения координат ДX и ДY сторон диагонального хода.

Определяем невязки f_X и ѓ_Y в приращениях координат диагонального хода по формулам:

ѓ_X = ?ДХ^выч - ?ДX^теор = ?ДX^выч - (Х_к - Х_н), (1.19)

ѓ_Y = ?ДY^выч - ?ДY^теор = ?ДY^выч - (Y_к - Y_н), (1.20)

где ?ДХ^выч, ?ДY^выч - суммы вычисленных приращений координат соответственно по осям X и Y;

?ДX^теор, ?ДY^теор - теоретические суммы приращений координат соответственно по осям X и Y;

X_к , Y_к - координаты конечной точки диагонального хода;

Х_н , Y_н - координаты начальной точки диагонального хода.

Координаты начальной и конечной точек диагонального хода выписываем из основного замкнутого хода. В нашем примере:

ѓ_X = ?ДХ^выч - (X_IV - X_II)= 71,84 - (2372,01 - 2300,27)= +0,13 м;

ѓ_Y = ?ДY^выч - (Y_IV - Y_II)=388,80-(7576,12 - 7187,08)= -0,25 м.

Находим линейную невязку ѓ_p диагонального хода по формуле:

, (1.21)

м.

Определяем допустимость невязки ѓ_р для этого относительную невязку сравниваю с предельно допустимой относительной невязкой, составляющей 1/1000 периметра (суммы сторон) диагонального хода. В нашем примере:

.

Производим увязку приращений по методике, разобранной при увязке замкнутого хода. Алгебраические суммы исправленных приращений координат диагонального хода должны быть равны теоретическим:

?ДХ^исп=Х_к - Х_н ; (1.22)

?ДY^исп= Y_к - Y_н. (1.23)

Вычисляем координаты вершин диагонального хода по формулам, приведённым выше. Исходные координаты - это координаты начальной точки диагонального хода - Х_н и Y_н . Для контроля вычисляю координаты конечной точки диагонального хода - Х_к и Y_к.

1.1.6 Вычисление площади, ограниченной замкнутым теодолитным ходом, аналитическим способом

Вычисляем площадь, ограниченную замкнутым теодолитным ходом, по формулам:

, (1.24)

, (1.25)

где X_n, Y_n - координаты вершин замкнутого теодолитного хода;

X_n-1, Y_n-1 - координаты предыдущей вершины хода;

X_n+1, Y_n+1 - координаты последующей вершины хода.

X_min=X_III=2169,26 м; Y_min=Y_IV=7187,08 м;

Таблица 1 - Ведомость вычисления площади аналитическим способом

Номер точки	Координаты, м	Преобразованные координаты, м
	X	Y	X	Y
I II III IV	2452,64 2372,01 2169,26 2300,27	7387,39 7576,12 7413,01 7187,08	283,38 202,75 0,00 131,01	200,31 389,04 225,93 0,00
Номер точки	(Yn+1- Yn-1), м	(Xn-1- Xn+1), м	(Xn(Yn+1- Yn-1)),м2	(Yn (Xn-1- Xn+1)),м2
I II III IV	+389,04 +25,62 -389,04 -25,62	-71,74 +283,38 +71,74 -283,38	+110246,16 +5194,46 0,00 -3356,48	-14370,24 +110246,16 16208,22 0,00
Итого	0,00	0,00	112084,14	112084,14
2S= 112084,14м2 S = 56042,07 м2 = 5,60 га
Вычислила ст-ка ЛТИ I-201 Рябова Н.С.

1.2 Обработка материалов тахеометрической съемки

1.2.1 Вычисление места нуля, вертикального угла, неполных превышений

Заполняем журнал измерения вертикальных углов на съёмочных точках, используя исходные данные одноимённого журнала. Горизонтальные расстояния между точками съёмочной сети (графа 5) переношу из графы 7 ведомости вычисления координат.

Вычислим место нуля (МО) вертикального круга теодолита (2Т30):

, (1.26)

где Л, П - отсчёты по вертикальному кругу при положении теодолита "круг лево" и "круг право".

Проверяют постоянство величины места нуля:

- на съёмочной точке |MO_{передн.}- МО_задн.| ? 0,5';

- для всего хода |MO_max- MO_mjn| ? 2,0'.

Для съемочной точки (точки стояния) I при вычислении МО_{передн.} используем отсчёты на точку стояния II, а при вычислении M0_задн. - отсчёты на точку стояния IV:

,

.

Контроль для точки стояния I:

|MO_{передн.}- МО_задн.| =0є00,0'? 0,5'.

Контроль для всего хода:

МО_max= +0є01';

MO_min= 0є00';

|MO_max- MO_mjn| = |(+0є01')-( 0є00')| =+0є01'=1';

расхождение в величинах МО в пределах допустимого.

Вычисляем углы наклона н:

, (1.27)

По результатам измерений с I съёмочной точки на съемочную точку II:

.

Проверяем:

н= Л-МО = (+0°07' ) - 0є00'= +0є07',

.

Вычисленные значения МО заносят в графу 7, а углы наклона н - в графу 8 журнала измерения вертикальных углов.

Превышения между точками съёмочной сети (точками стояния) вычисляем по формуле:

h'+i-l, (1.28)

где h' - неполное превышение, h' = d·tg н;

i - высота прибора ( графа 2);

l - высота наведения ( графа 4).

Превышению h' придаётся знак угла наклона н. Значение превышения h' можно определить одним из следующих способов: а) с помощью микрокалькулятора, б) с помощью таблиц Брадиса и микрокалькулятора, в) выбрать из тахеометрических таблиц.

Увязку превышений между съёмочными точками и вычисление отметок съёмочных точек производят в одноимённой ведомости.

Из журнала измерения вертикальных углов выбираем прямые h_пр (например, между съёмочными точками III и IV) и обратные h_обр (между съёмочными точками IV и III) превышения. Отметим, что знаки прямого и обратного превышений должны быть противоположными.

Разность превышений | h_пр| -|h_обр| не должна превышать 4 см на каждые 100 м расстояния (1 см на 25 м).

Прямое превышение h_III-IV ⁼ -4,82 м, обратное превышение h_IV-III =+4,83 м. Фактическая разность превышений |А_пр| - |А_обр| = 1 см, а предельно допустимая 261,06 м: 25 м?10,5 см, следовательно, я могу продолжать вычисления.

Вычисляют средние по абсолютным величинам превышения, придавая им знак прямого превышения:

м;

Подсчитываем невязку в превышениях по формуле:

ѓ_h, (1.29)

где ?h_cp - сумма средних превышений между съёмочными точками.

В нашем примере ѓ_h = +0,025м.

Вычисляем предельно допустимую невязку в превышениях замкнутого хода в сантиметрах и переводим её в метры:

ѓ_{h пред}=, (1.30)

ѓ_{h пред}=

где ?d - длина замкнутого хода, м;

n - число линий в ходе.

Если невязка в превышениях допустима, то есть |ѓ_h| ? ѓ_{h пред}, то невязку ѓ_h распределяют в средние превышения с противоположным знаком пропорционально длинам сторон.

Сумма поправок должна равняться невязке, но иметь противоположный знак.

Вычисляем исправленные (увязанные) превышения как сумму среднего превышения h_ср и поправки в превышение дh. Находят сумму исправленных превышений. Она должна равняться 0,00 м.

Выберем отметку съёмочной точки I из прил.2 и вычислим отметки остальных точек замкнутого хода по формуле

, (1.31)

где H_n+1, H_n - отметки последующей и предыдущей съёмочных точек соответственно;

h_{n, n+1} - превышение между предыдущей и последующей съёмочными точками.

В нашем примере:

H_II =H_I +h_I-II^исп= 42,40+(-0,18) = 42,22 м;

Н_III =H_II + h_II-III^исп = 42,22 +(+5,33) = 47,53 м.

Для контроля вычисляют отметку исходной точки I:

H_I = H_IV +h_IV-I^исп= 42,69+(-0,29) =42,40 м.

1.2.2 Вычисление вертикальных углов, неполных и полных превышений, отметок для пикетных точек

В графы 1-5 журнала тахеометрической съёмки переписывают данные из одноимённого журнала, приведённого в прил.5. Из ведомости увязки превышений выписывают отметки съёмочных точек. Вычисляют место нуля МО и с его помощью вычисляют углы наклона н на съёмочные пикеты (пикетные точки):

н=Л-МО , (1.32)

н = МО-П. (1.33)

Например, угол наклона на пикетную точку 1 равен:

н= Л-МО =(+1є42')-(0є00') = +1°42' .

По вычисленным значениям углов наклона н и отсчётам по дальномеру D вычисляем превышения h' (неполные превышения) и горизонтальные расстояния d (превышениям придаётся знак угла наклона):

h' = 0,5D · sin 2н , (1.34)

d = D · cos²н. (1.35)

h '=0,5·60· sin 2(1°42')= 1,78;

d = 60· cos²(1°42')= 59,94 .

Вычисления могут быть выполнены: а) с помощью микрокалькулятора, б) с помощью тахеометрических таблиц [3], в) с помощью таблиц Брадиса [2] и микрокалькулятора.

Вычисляем превышение h (полное превышение между точками):

h=h'+i-l. (1.36)

Так как при производстве тахеометрической съёмки визирование на рейку, установленную на пикетной точке, обычно производится на отсчёт, равный высоте прибора (i -1), то в таких случаях h =h'.

Отметки пикетных точек Н_пт вычисляют по известной отметке съёмочной точки Н_ст, выбранной из ведомости увязки превышений и вычислений отметок (высот) съёмочных точек, и превышению между съёмочной и пикетной точками h_пт:

H_пт=Н_ст+h_пт , (1.37)

H_пт1=42,40+1,40=43,80.

1.2.3 Построение горизонталей. Интерполяция

Вычисляем в миллиметрах заложение (расстояние на плане между двумя соседними горизонталями на интерполируемом отрезке) и (расстояние от начального отрезка до ближайшей горизонтали) по формулам:

, (1.38)

, (1.39)

где h - высота сечения рельефа;

Н_н - отметка начала интерполируемого отрезка, м;

Н_к - отметка конца интерполируемого отрезка и ближайшей горизонтали, Дh=H_н-Н_гор;

Н_гор - отметка ближайшей горизонтали, м;

- расстояние между интерполируемыми точками, мм

При высоте сечения рельефа h=1 м формулы приобретают вид:

(мм), (1.40)

(мм). (1.41)

В нашем примере расстояние на плане между пикетными точками 3 и 4 d=71,5 мм.

Н_пт3 = 43,20 м и Н_пт4=44,60м,

где Н_пт4 - отметка пикетной точки 4;

Н_пт3 - отметка пикетной точки 3.

мм.

камеральный координата тахеометрический теодолитный

2. ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ ДОРОЖНОЙ ТРАССЫ

2.1 Обработка журнала нивелирования

2.1.1 Вычисление превышений для связующих точек

Обработку журнала нивелирования начинают с вычисления превышений между связующими точками. Превышение передней связующей точки над задней связующей точкой вычисляется дважды (h_ч и h_к) по отсчётам, взяты соответственно по черным и красным сторонам реек.

Формула расчета превышения:

, (2.1)

. (2.2)

Пример расчета:

мм;

мм.

Вычисленные превышения, в зависимости от знака, записываем в графу 6 или 7 журнала, строку, соответствующую задней связующей точке.

Разность превышений h_ч и h_к по абсолютной величине не должна быть больше 5 мм. Если это условие выполняется, вычисляется среднее превышение Формула расчета среднего превышения:

. (2.3)

Пример расчета:

мм.

Если среднее превышение не целое число, оно округляется до целого миллиметра в сторону чётного числа. Например, среднее превышение +1434,5 мм округляется до +1434 мм. В моем примере h_ср округлять не следует после округления средние превышение записывают в графу 8 или 9.

Если разность превышений ¦h_ч-h_к¦ > 5 мм, все наблюдения на станции следует повторить.

2.1.2 Постраничный и общий контроль

На каждой странице журнала в полевых условиях выполняется постраничный контроль. Для этого необходима вычислить суммы чисел в графах 3,4,6,7,8,9 и записать их в следующую после отсчётов строку журнала. Должно выполняться равенство.

Формула постраничного контроля:

. (2.4)

Что будет означать правильность вычисления превышений. Последний результат в выражении (2.3) может отличаться от двух первых на 1-3 мм из-за округления при вычислении.

Пример расчета:

.

На последней странице журнала, кроме постраничного, выполняется общий контроль вычислений. Для этого суммируются итоговые числа в графах 3,4,6,7,8,9, взятые из постраничного контроля на всех страницах журнала. Если равенство (2.3) соблюдается, то вычисление превышений выполнено верно. Результаты постраничного и общего контроля должны быть записаны в журнале нивелирования.

Число, полученное в результате общего контроля (У(8)-У(9)), является суммой средних превышений Уh_ср по ходу от Рп1 до Рп2, т.е. измеренным превышением конечной точки хода над начальной.

2.1.3 Вычисление невязки и ее распределение

Для контроля полевых измерений вычисляется невязка по общему правилу, которое условно можно сформулировать так: «То, что есть (т.е. измерено или вычислено по результатам измерений), минус то, что должно быть теоретически». Если нивелирный ход опирается на 2 исходных репера, невязку в превышениях (или невязку нивелирного хода) f_h вычисляют по формуле:

f_h= Уh_ср-(Н_кон-Н_нач), (2.5)

где Уh_ср-сумма средних превышений по ходу;

Н_кон -отметка конечного репера, т.е Н_Рп2;

Н_нач -отметка начального, т.е. Н_Рп1.

В формулу (2.4) отметки необходимо подставлять выраженными в миллиметрах:

f_h=1919-(63996-62041)=- 36 мм.

Полученная невязка сравнивается с предельно допустимой (предельной) невязкой хода, которую для технического нивелирования вычисляют из выражения:

f_{h пред} =50 мм (2.6)

где L-число километров хода.

Предельную невязку сравнивают с точностью до целого миллиметра, отбрасывая дробную часть. Для рассматриваемого примера L=1,5, следовательно:

f_{h пред}=50 мм=61 мм.

Невязки f_h и f_{h пред} записываются в графу журнала «Примечание».

Если | f_h |> f_{h пред}, то нивелирование всего хода выполняются заново.

Если | f_h |? f_{h пред}, то невязку f_h распределяют поровну в виде поправок дh_i в середине превышения с противоположным знаком, т.е.

дh_i=- f_h /n, (2.7)

где n-число станций в нивелирном ходе, равное числу средних превышений.

При этом поправки должны быть выражены в целых миллиметрах. f_h=-36 мм, n=20. Поправки дh_i=-36/20 в средние превышения следует распределить следующим образом: в любые 16 превышений внести поправки по -2 мм, в остальные по -1 мм.

Сумма поправок обязательно должна равняться невязке противоположным знаком, т.е.

У дh_i=- f_h, (2.8)

16·(-2)+4·(-1)= -36 мм.

Поправки выписываются в графу 8 или 9 над средними превышениями. Исправленное превышение:

h_{i испр}= h_{i ср}+ дh_i. (2.9)

2.1.4 Вычисление отметок связующих точек

Первоначально, используя отметку начального репера Н_РП1 и исправленные превышения, последовательно вычисляются в метрах отметки связующих точек по формуле

Н_i+1= Н_i+ h_{i испр}, (2.10)

где Н_i - отметка предыдущей (задней) точки;

Н_i+1 - отметка последующей (передней) точки.

Н_ПК0=Н_Рп1+h_{1 испр}=62,041+1,516=63,557 м,

Н₊₆₃=Н _ПК0+h_{1 испр}= 63,557 + 1,436 = 64,993 м,

и т.д. Полученные значения записываются в графу 11, оставляя свободными строчки, соответствующие промежуточным точкам.

Для проверки правильности вычисления отметок связующих точек на каждой странице журнала целесообразно выполнить следующий контроль: разность отметок точек должна равняться алгебраической сумме исправленных превышений. Например, для первой страницы:

Н_ПК2+X2-Н_Рп1=66,507-62,041=4,466 м,

Вычисленная отметка конечной связующей точки на одной странице журнала переносится в первую строку следующей страницы. На последней странице должна быть получена заданная отметка репера 2. что является окончательным контролем правильности вычисления отметок связующих точек

2.1.5 Вычисление отметок промежуточных точек

Для вычисления отметок промежуточных точек первоначально определяется горизонт прибора на тех станциях, где есть промежуточные точки.

Горизонт прибора, или высота горизонта прибора, Н_ГП -это высота горизонтального визирного луча над принятой уровенной поверхностью. Его находят по формуле:

Н_ГП= Н_а + а_ч, (2.11)

где Н_а- отметка задней связующей точки на данной станции;

а_ч - отсчет по черной стороне задней рейки.

Отметка горизонта прибора записывается в графу 10, в строку, соответствующую задней точке.

Отметка промежуточной точки Н_с находится по формуле:

Н_с= Н_ГП-с, (2.12)

где с-отсчет по рейке, установленной на промежуточной точке.

На одной станции может быть несколько промежуточных точек. В этом случае их отметки находятся по формуле (2.11), используя одно и то же значение горизонта прибора . . В нашем примере на второй станции:

Н_ГП=63,557 + 2,442 = 65,999 м,

Н₊₂₉=65,999 - 0,351 = 65,648 м.

2.2 Построение проектной линии

2.2.1 Требования к проектированию

Вычисление проектных и рабочих отметок.

Нанесение проектной линии является задачей специального курса по проектированию лесовозных дорог. Поэтому в данной курсовой работе рассматриваются только те положения, которые определяют геометрическую сторону проектирования. В связи с этим проектную линию лесовозной дороги следует наносить, руководствуясь следующими требованиями:

1. Руководящий (максимальный) уклон i_p принимается равным ±0,030;

2. Проектные уклоны должны быть округлены до 0,001;

3. Шаг проектирования (минимально допустимое расстояние между переломами проектной линии) равен 100 м;

4. Следует стремиться проектировать дорогу в насыпи (наносить проектную линию выше фактической поверхности земли) высотой 0,8-1,0 м. Если уклон фактической поверхности земли превышает руководящий, допускается проектировать выемку;

5. Высота насыпи и глубина выемки (рабочая отметка) не должны превышать 2,00 м.;

6. Если алгебраическая разность уклонов смежных участков по абсолютной величине превышает 0,020 , необходимо запроектировать вертикальные кривые;

7. Проектная отметка начала трассы (Н_ПК0) может быть или указана в выдаваемом журнале нивелирования, или вычислена прибавлением к отметке земли следующих значений g, взятом по варианту(g=+1,0 м);

Нанесение проектной линии выполняется, как правило, с нескольких попыток. Часто возникает необходимость корректировать уже. Казалось бы, готовые участки трассы. Поэтому предварительно проектирование следует вести карандашом. Окончательное оформление выполняется после проверки правильности построения профиля.

Проектирование выполняется последовательно, переходя от участка к участку. Первоначально на профиле в выбранном вертикальном масштабе отмечается точка ПК0. Затем, в соответствии с характером рельефа местности, выбирается первая точка перегиба трассы. Отметив ее карандашом на профиле и соединив с ПК0, получается первый участок трассы.

2.2.2 Вычисление уклона проектной линии и проектных отметок

Далее необходимо вычислить уклон i (тангенс угла наклона проектной линии) по формуле:

, (2.13)

где Н_нач- проектная отметка начальной точки участка, м;

Н_кон- проектная отметка конечной точки участка, м;

d- горизонтальное расстояние между точками, м;

м.

Для первого участка Н_нач равна проектной отметке на ПК0, для всех остальных участков - проектной отметке конечной точки предыдущего участка.

Отметка Н_кон (конечной точки участка) предварительно определяется на профиле графически с точностью 0,5 мм в масштабе профиля. При вертикальном масштабе 1:500 эта величина составит 0,25 м. Если точка перегиба проектной линии выбрана так, что графически она совпадает с точкой реальной поверхности земли, то для вычисления уклона в качестве Н_кон берут отметку точки земли.

Все величины в формуле ( 2.13) должны быть выражены в одних и тех же единицах, поскольку уклон- величина безразмерная. Значение уклона может быть как положительным, так и отрицательным.

Если уклон участка превышает руководящий, необходимо изменить положение точки перегиба трассы, сделав проектную линию более пологой.

Т.к. первого участка не превышает руководящий, его значение округляется до целых тысячных и заново вычисляется проектная отметка конечной точки первого участка

, (2.14)

Н_кон. =64,56+(0,024·200)=69,36 м,

которая будет несколько отличаться от первоначально принятой за счет округления значения уклона.

Затем вычисляются отметки всех остальных точек участка (пикетов и плюсовок) также по формуле ( 2.14), изменяя лишь расстояния между ними.

Вычисленные отметки записываются в графу «Отметка оси проезжей части».

2.2.3 Вычисление рабочих отметок

После вычисления точек участка вычисляются рабочие отметки.

Рабочая отметка h представляет собой разность проектной отметки Н_пр и отметки фактической поверхности земли Н_зем в данной точке, т.е.

h= Н_пр- Н_зем.

h=64,56-63,56=1,00м

Рабочие отметки вычисляются на всех пикетах и плюсовых точках.

2.2.4 Нахождение точек нулевых работ

В точках пресечения проектной линии с линией земли

Рабочая отметка равна нулю. Поэтому эти точки называют точками нулевых работ .

Рисунок 1 - Схема для нахождения точки нулевых работ

, (2.16)

, (2.17)

где h₁ и h₂ - рабочие отметки соответственно левой и правой точек на профиле, между которыми находятся точки нулевых работ;

d - расстояние между точками.

x₁' = (0,18/(0,18+1,50))·100 = 11 м,

x₂' = 100-11 = 89 м.

2.3 Расчет горизонтальных кривых

2.3.1 Вычисление элементов круговых кривых - Т, К, Д, Б

Элементы кривых вычисляются по аргументам И и К при помощи выражений:

К=р RИ/180⁰

Т=R tg (И/2)

(2.18)

Д=2Т-К

По данным формулам составлены таблицы в работе [1].

Из пикетажного журнала находится, что первая вершина угла расположена в точке ПК2+79,41. Угол поворота правый 30⁰ 09^', радиус 400 м. Используя таблицы [1] ,находятся элементы кривой. Полученные значения (для всех кривых) заносятся в графы 1-9 ведомости прямых и кривых.

Перед дальнейшими вычислениями проверяется соблюдение равенства 2Т-К=Д. Допустимое расхождение из-за влияния округления ±0,02 м.

Пикетажные обозначения главных точек кривых находятся из выражений:

ПК НК = ПК ВУ - Т

ПК КК = ПК НК + К , (2.19)

ПК СК = ПК НК + К/2

где ПК ВУ - пикетажное обозначение вершины углы поворота.

Контрольными являются формулы:

ПК КК = ПК ВУ + Т - Д (2.20)

ПК СК = ПК КК - К/2

В нашем примере для первой кривой:

ПК НК = ПК2+79,41-107,74=ПК1+71,67,

ПК КК = ПК1+71,67+210,49=ПК3+82,16,

ПК СК = ПК1+ 71,67+210,49/2=ПК1+31,436.

Контроль:

ПК2+82,15= ПК2+79,41+107,74-5,

ПК1+76,91= ПК2+82,15 - 210,49/2.

Для остальных кривых вычисления аналогичны приведенным выше.

2.3.2 Вычисление пикетажных обозначений главных точек круговых кривых

На углах поворота трасс автомобильных дорог производятся вставки кривых и пересчет по ним пикетажа. В качестве таких кривых обычно применяются дуги окружностей больших радиусов. Точки начала (НК), середины (СК) и конца (КК) кривой называются главными точками кривой (рис. 2.1).

Основными элементами круговых кривых являются: угол поворота И (угол отклонения трассы от предыдущего направления), определяемый на местности; радиус кривой R, назначаемый в зависимости от условий местности и категории трассы; отрезок от НК до вершины угла ВУ поворота трассы или от ВУ до КК, называемый тангенсом Т; длина кривой К, длина отрезка от ВУ до СК, называемая биссектрисой Б; домер Д.

Рисунок 2 - Элементы и главные точки горизонтальной круговой кривой

2.3.3 Вычисление расстояний между вершинами

Расстояние между вершинами углов (графа 12 ведомости) вычисляют по формуле:

ВУ _i + Д, (2.21)

где ПК ВУ_{i+ 1}- пикетажное обозначение данной вершины угла;

ПК ВУ_i - пикетажное обозначение предыдущей вершины угла;

Д_i - домер, относящийся, к предыдущей вершине угла.

Длина отрезка от ПКО до ВУ1' равна пикетажному обозначению первой вершине

В нашем примере:

S_{ПК0, ВУ1} = 279,41 м;

S_{ВУ1, ВУ2} = (ПК6+54,17)- (ПК2+79,41) + 5 = 379,76 м;

S_{ВУ2, ВУ3} = (ПК11+32,94) - (ПК6+54,17) + 6,69= 485,73 м;

S_{ВУ3, ПК15} = ПК15 - (ПК11+32,94) + 2,98 = 370,04м.

2.3.4 Вычисление длин прямых отрезков трассы

Вычисление длин прямых вставок Pi - расстояния между концом предыдущей кривой и началом последующей. Длина первой прямой вставки равна пикетажному обозначению начала первой кривой, последней - разности пикетажных обозначений конца трассы и конца последней кривой.

Длины остальных прямых вставок находят по формуле:

P i+1= ПК НК i+1 - ПК КК I. (2.22)

В нашем примере:

P1= ПК1+71,67 м,

P2 = ( ПК5+14,41) - (ПК3+82,16) = 132,25 м и т.д.

2.3.5 Вычисление азимутов и румбов прямых отрезков трассы

В графы 10 и 11 ведомости прямых и кривых заносятся пикетажные обозначения начала и конца кривых.

По заданному азимуту А1 начального направления трассы и углам поворота вычисляют азимуты последующих направлений:

, (2.23)

, (2.24)

где Ai -.азимут предыдущего прямого участка трассы;

Ai+1- азимут последующего прямого участка трассы.

В нашем примере А1=348°52' .

Тогда

А2 =348°52+30°09'=379°01'- 360°0' = 19°01';

А3=379°01'-31°14'=347°47' и т.д.

Затем азимуты по известным формулам переводят в румбы: r1=СЗ: 11°08'; r2 =СВ: 19°01'; r3 = СЗ: 42°22' и т.д.

Азимуты и румбы прямых участков трассы заносят в графы 14 и 15.

Для контроля правильности составления ведомости прямых и кривых подсчитывают суммы чисел в графах 3,4,6,7,8,12,13. Надо проверить выполнение следующих положений:

а)Разность удвоенной суммы тангенсов и суммы кривых должна равняться сумме домеров, т. е

2УТ-УК=УД. (2.25)

Допускается расхождение из-за округления до 0,06 м (для трех кривых);

б) Разность между суммой правых и левых углов поворота трассы должна равняться разности азимутов конечного и начального прямых участков трассы:

, (2.26)

в) Сумма прямых вставок УР плюс сумма кривых УК должна равняться длине трассы L. Этой же длине должна равняться разность между расстояниями S между вершинами углов поворота и суммой домеров Д:

УР+УК=УS-УД=L. (2.27)

Результаты контроля вычислений также заносят в ведомость прямых и кривых.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Методические указания: Рыльщиков В.В., Прохоров В.П. Составление плана участка местности по материалам теодолитной и тахеометрической съёмок: Методические указания к расчетно-графической работе по инженерной геодезии. - 2-е издание, переработано и дополнено. - Архангельск: Издательство АГТУ, 2005. - 70с.

Методические указания: Прохоров В.П. Профиль дорожной трассы: Методические указания к выполнению расчетно-графической работы по инженерной геодезии. 3-е издание переработанное и дополненное. - Архангельск: Издательство АГТУ, 2006 - 44с.

Размещено на Allbest.ru

...