Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательноеучреждение

Высшего образования

«Магнитогорский государственный техническийуниверситет им. Г. И. Носова»

(ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова»)

Институт горного дела и транспорта

Кафедра геологии, маркшейдерского дела и обогащения полезных ископаемых

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Инженерное обеспечение строительства (геодезия, геология)»

на тему:«Построение топографического плана»

Исполнитель: Ионов С.Ю. студент 2 курса, группы зГД-19-6 шифр 19з497 .

Руководитель:Фадеева Н..В. .

Работа допущена к защите «»2020 г.

Работа защищена«»2020 г.

Магнитогорск, 2020



Задание 1.

¦ Положение пунктов на физической поверхности Земли определяется в различных системах координат.

Зональная система прямоугольных координат.

Чтобы изобразить на плоскости сферическую поверхность земли в виде карты, на плоскость переносят сеть медианой и параллелей- картографическую сетку- и затем по геогр. координатам точек земной поверхности строят карту. Способ перенесения сетки со сферической поверхности на плоскость называется - картографическим проецированием. В геодезии целесообразно применять такую проекцию которая не искажала бы углов, т. е. Сохраняла подобие изображаемых фигур. Такие проекции называют равноугольными. В РОССИИ топографические карты строят в равноугольной поперечной цилиндрической проекции и соответствующей ей системе плоских прямоугольных координат Гаусса- Крюгера -её получают проецируя земной шар на поверхность цилиндра, касающегося Земли, по какому либо меридиану. Чтобы искажение не превышало пределов точности масштаба карты,проецируемую часть земной поверхности ограничивают меридианами с разностью долгот 6град а при составлении планов в масштабах 1/5000 и крупнее 3 град. Такой участок называют зоной. Средний меридиан 3 каждой зоны называется осевым. Счет зон ведется от Гринвичского меридиана на восток. После развертывания цилиндра в плоскость осевой меридиан зоны и экватор изображаются взаимно перпендикулярными прямыми линиями. - их принимают за оси зональной системы прямоугольных координат. С началом в точке их пересечения. Для того чтобы ординаты точек были положительными, в какой зоне ординату начала принимают равной 500 км. Т. о точки расположенные к западу от осевого меридиана, имеют ординаты меньше 500 км а к востоку больше 500 км. Эти ординаты наз. первообразными. 8 углы ориентирования линий. Истинный и магнитный азимуты, и связь между ними. При выполнении геод. работ на местности, работ с картой чертежам необходимо определить положение линий относительно стран света или какого-нибудь направленияпринятого за исходное. Ориентирование заключается в том что определяют угол между исходным направлением и направлением данной линии. За исходное направление принимают истинный (неогр), магнитный меридианы или ось абсцисс прямоугольной системы координатплана. В качестве углов, определяющих направление линий, служат истинный и магнитный азимуты, дирекционный угол и румбы. Угол между северным направлением меридиана и направлением данной линии называются азимутом. Измеряется по направлению движения часовой стрелки. От 0°-360°. Азимут измеряемый относительно истинного меридиана, назистинным. Меридианы не параллельны между собой, т.к. они сходятся у полюсов. Угол между направлениями двух меридианов называется сближение меридианов. Зависимость между прямым и обратным азимутами линии МН А1=А+180°

Плоские прямоугольные координаты

Прямоугольные местные координаты являются производными от зональной системы координат Гаусса-Крюгера и распространяются на небольшой по площади территории. Осьабсцисс совмещают с меридианом некоторой точки участка либо ориентируют параллельноосновным осям инженерных сооружений. Координатные четверти нумеруют по часовойстрелке и именуют по сторонам света: -CB,-ЮВ, -ЮЗ, V-CB.

В общем случае за начало координат принимается точка пересечения двух взаимно перпендикулярных линий, называемых осями координат. Вертикальная ось называется осью икс (X), а горизонтальная - осью игрек (Y). Положение точки определяется отрезками осей координат или кратчайшими отрезками (перпендикулярами) от определяемой точки до соответствующих осей координат (например Хм и Ум). Значения величин Х считаются положительными вверх (на север) от линии OY (оси У) и отрицательными вниз от нее. Значения величин У считаются положительными вправо (восточнее) от линии ОХ (оси X), отрицательными влево от нее (западнее).

Координатами называются угловые и линейные величины (числа), определяющие положение точки на какой-либо поверхности или в пространстве. прямоугольная координата теодолитный топографический

Существует много различных систем координат, которые находят широкое применение в различных областях науки и техники.

Системы полярных и биполярных координат являются местными системами. В войсковой практике они применяются для определения положения одних тачек относительно других на сравнительно небольших участках местности, например при целеуказании, засечке ориентиров и целей, составлении схем местности и др. Эти системы могут быть связаны с системами прямоугольных и географических координат.

Ориентирование линии на местности. Азимуты, румбы, дирекционные углы.

Рис.1.1. Ориентирование линии ОМ на местности

Ориентировать линию на местности - значит определить ее направление относительно некоторого начального направления. Для этого служат азимуты А, дирекционные углы , румбы r. За начальные принимают направления истинного меридиана Nи, магнитного меридиана Nm и направление No, параллельное осевому меридиану или оси X системы прямоугольных координат (рис. 1.1).

Азимутом называют горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки до ориентируемого направления. Азимуты изменяются в 0° до 360° и бывают истинными или магнитными. Истинный азимут Аи отсчитывается от истинного меридиана, а магнитный Ам - от магнитного.

Дирекционный угол - это горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана или линии параллельной ему (+Х) по ходу часовой стрелки до направления ориентируемой линии.

Угол , отсчитываемый от северного направления истинного меридиана N до магнитного меридиана Nm, называется склонением магнитной стрелки. Склонение северного конца магнитной стрелки к западу называют западным и считают отрицательным -, к востоку -восточным и положительным +.

Угол y между северными направлениями истинного N и параллелью осевого No меридианов называется зональным сближением меридианов. Если параллель осевого меридиана расположена восточнее истинного меридиана, то сближение называется восточным и имеет знак плюс. Если сближение меридианов западное, то его принимают со знаком минус. Если известны долготы меридианов, проходящих через точки А и В, то сближение меридианов можно найти по приближенной формуле:

= sin, (8)

где - разность долгот меридианов, проходящих через точки А и В.

Из формулы (8) следует, что на экваторе (=0 ) сближение меридианов у= 0, а на полюсе (=90) = .

Рис.1.2. Зависимость между дирекционными углами и румбами

Румб - горизонтальный острый угол отсчитываемый от ближайшего северного или южного направления меридиана до ориентируемого направления. Румбы имеют названия в соответствии с названием четверти, в которой находится линия, т.е.: северо-восточные СВ, северо-западные СЗ, юго-западные ЮЗ, юго-восточные ЮВ. На рис. показаны румбы линий О-СВ, О-ЮВ, О-ЮЗ, O-СЗ и зависимость между дирекционными углами и румбами этих линий.

Задание 2. Вычисление исходных дирекционных углов линий; решение прямой геодезической задачи

Задача №1

Дано:

Дирекционный угол линии АВ _АБ =97°35,2'

Правый угол при т.В (между сторонами АВ и ВС₁=189°59,2'

Правый угол при т.С (между сторонами ВС и СD)₂=159^о28,0';

Вычислить: дирекционные углы линии ВС и СД, если известны дирекционный угол _АБ линии АВ и измеренные по правому ходу углы ₁ и ₂

Решение:

Дирекционные углы вычисляются по правилу: дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180 и минус правый по ходу горизонтальный угол.

+

Рис.1.Схема теодолитного хода

Проверка:

Ответ:

Задача №2.

Дано:

координаты т. В: Х_в=-14,02 м;

У_в=+627,98 м;

горизонтальное проложение линии ВС =239,14 м;

дирекционный угол =

Вычислить: вычислить координаты точки С (Х_с; У_с)

Решение:

Координаты точки С определяются путем решения прямой геодезической задачи.

где и - приращение координат, вычисляемые по формулам;

Знаки вычисленных приращений координат определяем по названию румба.

Координаты точки С

Х_с = -14,02+-4,01

Y_c = +627,98+ = +866,91

Ответ: координаты точки С -4,01;+866,91)

Задание №3. Составление топографического плана строительной площадки

По данным полевых измерений составить и вычислить топографический план строительной площадки в масштабе 1:200 с высотой сечения рельефа 1м.

Для съемки участка на местности между двумя пунктами полигонометрии ПП8 и ПП19 был проложен теодолитно-высотный ход. В нем измерены длины всех сторон (рис.3.), а на каждой вершине хода - правый по ходу горизонтальный угол и углы наклона на предыдущую и последующую вершины. Результаты измерений горизонтальных углов приведены втаблице 2.

Рис.3.Схема теодолитно-высотного хода съемочного основания.

Исходные данные:

Таблица 2. Результаты измерений углов и длин сторон хода:

Номера хода вершин	Измеренные углы(правые)	Длины сторон (горизонтальные проложения),м
		`
ПП8	330	59,2	263,02
1	50	58,5
2	161	20,0	239,21
3	79	02,8	269,80
ПП19	267	08,2	192,98

Известные координаты полигонометрических знаков ПП8 и ПП19 (т.е. начальной и конечной точек хода):

Исходные данные: координаты пункта

ПП8 Х_ПП8 =-14,02 м; У_ПП8 = +627,98 м;

координаты пункта ПП19

Х_ПП8 = =-4,01; У_ПП8= +866,91;

Отметки пунктов : ПП8=197,197 и ПП19=200,48.

Расчёт Таблицы 1

Обработка ведомости вычисления координат вершин теодолитного хода

1.Увязка углов хода.

Вычисляем сумму измеренных углов хода

3. Определяем теоретическую сумму углов

Находим угловую невязку.

поскольку то получим -0,3 на каждый угол.

Зная угловую невязку, вычисляем исправленные углы и результаты записываем в графу №3.

2. Вычисление дирекционных углов:

3.Вычисление румбов.

Вычисление приращений координат:

f===0,26м

f/P=0,26/965,01=1/3800

Вычисление приращений координат:

Vx=-0,25/965,01x263,02=-0,07

Vx=-0,25/965,01x239,21=-0,06

Vx=-0,25/965,01x269,80=-0,07

Vx=-0,25/965,01x192,98=-0,05

Vy=-0,11/965,01x263,02=+0,030

Vy=-0,11/965,01x239,21=+0,027

Vy=-0,11/965,01x269,8=+0,031

Vy=-0,11/965,01x192,98=+0,022

Вычисление координат :

Ведомость вычислений координат вершин теодолитного хода.

																Габлица	3.1.
№ вершины хода	Измеренные углы	Исправленные углы	Дирекционные углы	Румбы	Длины линий (гориз. пролож.)	Приращение координат, м.	Координаты	№ вершин хода
						Вычисленные	исправленные
	о		о	t	о	t	наз.	о	t		+,-Х	+,-Y	+, - Х0	+, - Yo	+, - Х	+,-Y
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
ПП7	-	-			97	35,2	-	-	-							-	ПП7
ПП8	330	-0,3 59,2	330	58,9											-14,02	627,98	ПП8
					306	36'18''	СЗ	53	23'42”	263,02	+0,07 +156,84	+0,030 -211,14	+156,91	-211,11
I	50	-0,3 58,5	50	58,2											+142,89	+416,87	I
					75	38'06	СВ	75	38'06”	239,21	+0,06 +59,35	+0,027 +231,73	+59,41	+231,76
II	161	-0,3 20,0	161	19,7											+202,30	+648,63	II
					94	18'24	СВ	94	18'24”	269,80	+0,07 -20,26	+0,031 +269,04	-20,19	+269,07
III	79	-0,3 02,8	79	02,5											+182,11	+917,70	III
					195	15'54	ЮЗ	15	15'54”	192,98	+0,05 -186,17	+0,022 -50,81	-186,12	-50,79
ПП19	267	-0,3 08,2	267	07,9											-4,01	+866,91	ПП19
					108	08'00	-	-	-	Р=965,01
ПП20	-	-	-	-											-	-	ПП20
											+9,76	+238,82
	889	28,7	889	27,2
	889	27,2	889	27,2							+10,01	+238,93
	0	01,5	0	0,0							-0,25	-0,11
	0	02,2		f==0,26 м f/P=0,26/965,01=1/3800

Обработка тахеометрического журнала.

По данным таблицы 3.2. необходимо вычислить место нуля вертикального круга и углов наклона. Из отсчетов по вертикальному кругу при «круге лево» и «круге право» на предыдущую и последующую станции дважды вычисляют место нуля (МО).

МО = -1°34,0' +1°35,5'/2 = +0°0,75' ~ +0,8

МО = 0°32,5' - 0°30,5'/2 = +1°

Среднее значение (МО) ~ +1° заносят в журнал.

Далее вычисляют углы наклона на реечные точки которые вычисляются по формуле:

v = КЛ-МО и заносятся в журнал в графу 6.

Вычисление горизонтальных проложений dот станций до реечных точек производят по значениям расстояний D' (графа 2 таблицы 3.2.1.), полученных по нитяному дальномеру:

d=D'v

Превышения hточек относительно станции вычисляют по формуле:

h=h' + i-l

/ -- высота инструмента на данной станции;

I -- высота наводки (графа 9 таблицы 3.2.1.).

h' = dtgv

Значения горизонтальных проложений dзаписывают в графу 7 журнала с округлением до десятых долей метра.

Вычисленные значения заh' вписывают в графу 8 с округлением до сотых долей метра. В графу 10 записывают значения превышений h. Если при визировании на точку труба наводилась на высоту, равную высоте инструмента (/= i), то h =h'и значение превышения из графы 8 без изменения переписывают в графу 10.

Таблица 3.2.1

Ведомость вычислений координат вершин теодолитного хода.

Номера точек наблюдений	Отсчеты	Место нуля	Угол наклона	Горизонтальное проложение d=		Высота визиров ания L, м	Превышение h =h' + i-l	Отметки
	по нитяномудальномеру	по горизонтально му кругу	по вертикальному кругу
		о	t	О			о
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
					Станция ПП 19 i = 1,4 м.				200,48
ПП20				кп 0	32,5
III				1	35,5	+ 1'
ПП20				кл 0	30,5			-	-	-	3,0	-	-
III	-	0	0	-1	34,0	+0,8		-	-	-	3,0	-	-
					МОСР = 1'
18	86,2	29	31	-2	05		-2	15	86,1	-3,38	l=i	-3,38	197,10
19	56,2	69	28	-2	16		-2	26	56,1	-2,38	l=i	-2,38	198,10
20	48,0	165	26	-3	23		-3	33	47,8	-2,97	l=i	-2,97	197,51
21	103,2	288	07	0	52		0	62	103,2	-1,86	3,00	-3,46	197,02
22	60,3	340	11	-2	49		-2	59	60,1	-3,13	l=i	-3,13	197,35

Вычисление отметок станций выполнены в таблице 3.1.2., превышения между вершинами теодолитного хода заданы. Отметки станций ПП8 = 197,197 и ПП19 =200,48Отметки вычислены по формуле:

H1 = Hпп8 + hпп8-l; H1 = H1 + h1-2 и т.д.

Таблица 3.2.2.

Номера вершин хода (станции)	Превышение h, м	Отметки Н, м
ПП8	-4,18	197,197
I		193,02
	-0,30
II		192,72
	+0,88
III		193,60
	+6,88
ПП19		200,48

Вычисленную отметку станции ПП 19 переписывают в графу 11 таблицы 3.1.1. Вычисление реечных точек выполняют по формуле Н_т = H_пп19 + h, полученные значения записывают в графу 11. Таблицы 3.1.1. и графу 6 таблицы 3.2.1.

Построение плана.

Вычерчиваем координатную сетку в виде квадратов со сторонами по 10 см на листе чертежной бумаги размером не менее 40 X 40 см. В масштабе плана (1:2000) стороне квадрата в 10 см на местности соответствует расстояние в 200 м. Вершины хода наносят на план по их вычисленным координатам (таблица 1.3.3.1 графы 11, 12).

Точки на плане помечают окружностью диаметром 1,5 мм; внутрь этой окружности никакие линии проводить нельзя. Рядом записывают в виде дроби: в числителе - номер точки, а в знаменателе - взятую из табл. 5 ее отметку с точностью до сотых долей метра. Нанесение точек хода необходимо проконтролировать, для этого измеряют расстояния между нанесенными вершинами: получившиеся на плане длины сторон хода должны отличаться от записанных в графе 6 таблицы 3.1.1. не более чем на 0,2 мм в масштабе составляемого плана.

Реечные точки наносят на план с помощью циркуля-измерителя, линейки и транспортира. Данные для нанесения берут из тахеометрического журнала (таблица 3.2.1.).

При съемке на станции ПП 8 лимб теодолита был ориентирован по направлению на следующую станцию I (отсчет по горизонтальному кругу в направлении на станцию I равен 0° 00' - таблица 3.2.1. графа 2). С помощью транспортира вправо (по ходу часовой стрелки) от направления ПП 8-1 откладывают горизонтальные углы (отсчеты по горизонтальному кругу), измеренные при визировании на реечные точки 1, 2, 3, За. Получив на плане направления на эти реечные точки, от станции ПП 8 по ним откладывают в масштабе 1:2000 значения соответствующих горизонтальных проложений (таблица 3.2.1. графа 3).

При съемке со станций I, II, III и ПП 19 лимб ориентировали по направлению на предыдущую (заднюю) станцию. Поэтому при нанесении реечных точек на план горизонтальные углы на этих станциях надо откладывать по часовой стрелке от направления на предыдущую станцию.

Таблица 3.2.3.

Номера точек наблюдений	Отсчеты по горизонтальному кругу	Горизонталь ныепроложения	Превыше ния	Отметки	Примечания
	о				Стан ции	реечных точек
Станция ПП 8 197,197
I	0	00	-	-			т. 3 на грунтовой дороге
1	57	50	111,2	-2,32		194,88
2	140	05	61,8	+0,20		197,40
3	181	10	66,0	-		-
За	238	00	13,6	-		-
4	345	00	82,1	+0,05		197,25
Станция I 193,02
ПП8	0	00	-	-		-	т. 7-8 на линии уреза воды
5	13	00	149,60	+4,05		197,07
6	52	05	68,00	+2,02		195,04
7	148	30	11,8	-0,80		192,22
8	175	58	25,2	-		-
9	327	45	147,80	+2,06		195,08
Станция II 192,72
I	0	00		-		-	т. 10-12 на линии уреза воды
10	27	08	98,3	-0,23		192,49
11	50	28	24,6	-		-
12	66	48	34,4	-		-
13	182	43	62,1	-0,03		192,69
Станция III 193,60
II	0	00		-		-	т. 14-17 на линии уреза воды
14	24	41	102,8	-0,76		192,84
15	56	23	44,1	-0,63		192,97
16	128	00	38,0	-		-
17	143	19	25,6	-0,06		193,54

Изображение ситуации на плане производят по абрисам съемки зданий (рисунок 1.3.3.1.) и абрисам тахеометрической съемки (рисунок 1.3.3.2. а, б, в). Вначале наносим здание, снятое способами перпендикуляров и линейных засечек. Далее по отметкам станций и реечных точек на плане проводят построение горизонталей с сечением рельефа через 1 м. Следы горизонталей следует отыскивать графической интерполяцией; ее выполняют только между точками, которые в абрисах тахеометрической съемки (рисунок 1.3.3.2. а, б, в.) соединены стрелками.

Приступая к изображению рельефа, точки на плане, между которыми в абрисах имеются стрелки, соединяют карандашом тонкими вспомогательными линиями и при помощи графической интерполяции (восковки-палетки) строят горизонтали. Найденные интерполяцией следы одноименных горизонталей соединяют плавными кривыми и таким образом получают горизонтали. Отметки горизонталей, кратные 5 м, подписывают в разрывах горизонталей; при этом верх цифр должен быть обращен в сторону повышения ската местности. Через контуры здания, шоссе и грунтовой дороги горизонтали не проводят.



Рисунок 1.3.3.1.

Рисунок 1.3.3.2. б



Рисунок 3.3.2. а

Рисунок 3.3.2. в.

В нижней части плана строят график заложений для уклонов. Задаваясь уклонами 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,07 и высотой сечения рельефа 1 м составляемого плана, вычисляют соответствующие им заложения. Исходной формулой для вычисления являетсяформула уклона

h - высота сечения рельефа равная 1 м;

d- заложение 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,07.



Задание 4. Решение задач по топографическому плану

* Находим отметку точки А, взятую между двумя соседними горизонталями 196,00и 197,00. Вычисление производят по формуле

Н_А= 10/201 м + 197,00-10/20 = 196,5

Определяем уклон отрезка ВС, проведенного между соседними горизонталями 196,00 и 197,00. Отрезок проводится так, чтобы его точки В и С лежали на перпендикуляре двух соседних горизонталей. При помощи циркуля берем размер отрезка и сравниваем его с графиком заложения расположенном на плане строительной площадки, наиболее близкое значение и будет данным уклоном отрезка ВС. Уклон между горизонталью 196,00 и 197,00 составил 0,03

При помощи графика заложений проводим кратчайшую ломаную линию от ПП 8к точке 10 так, чтобы ни на одном из ее отрезков уклон не превышал 0,02.

Размещено на Allbest.ru

...