Каждый студент должен решить две задачи для закрепления знаний по геометрическому нивелированию.

Задача 1.

Дана отметка Н_А точки А. Вычислить отметку точки В через ее превышение над точкой А, если по нивелирным рейкам получены отсчеты:

- в точке А отсчет по черной стороне рейки а = 1256 + N_З·15;

- в точке В отсчет по черной стороне рейки в = 2976 - N_З·20.

Если номер зачетной книжки больше 100, то Н_з= номер зачетной книжки - 50. Построить поясняющий схематический чертеж.

Отметка точки А берется равной высоте точки п/п 84 из расчетно-графической работы №1:

.

Задача 2.

Вычислить отметку точки А через горизонт инструмента, если отметка точки В и отсчеты а, в имеют такие же значения, как и в первой задаче. Построить поясняющий чертеж.

Обработка журнала нивелирования трассы

Нивелирный ход продольного нивелирования обычно прокладывается между точками с известными отметками. Такой ход называют разомкнутым.

Математическая обработка результатов нивелирования (обработка журнала нивелирования) выполняется в следующей последовательности:

1.Вычисляют сумму средних превышений по всему ходу нивелирования:

,(2.33)

где - средние превышения -й станций.

2.Вычисляют теоретическую сумму превышений по ходу, равную разности отметок реперов, на которые опирается ход:

,(2.34)

где - отметки реперов в конце и начале хода (исходные данные, определяемые по номеру зачетки).

Если ход замкнутый, то .

3.Вычисляют практическую невязку нивелирного хода:

.(2.35)

4. Вычисляют невязку, допустимую для данного хода:

,(2.36)

где - длина нивелирного хода, выраженная в километрах.

5.Если , то полученную невязку можно распределить поровну между всеми средними превышениями. Для этого вычисляют поправки:

, (2.37)

где - число станций в ходе.

Поправки вычисляют с округлением до 1 мм.

При этом должно выполняться условие

. (2.38)

6.Вычисляют исправленные превышения:

.(2.39)

Они должны удовлетворять условию

. (2.40)

7. Вычисляют отметки связующих точек:

.(2.41)

Контролем правильности вычисления отметок связующих точек служит точное получение в конце хода отметки конечного репера.

8. Если в ходе имеются промежуточные точки, то для этих станций вычисляют горизонт инструмента по формуле (2.30).

Отметки промежуточных точек вычисляют по формуле (2.31).

Образец журнала нивелирования см. в прил. 5.

2.6 Построение продольного профиля и поперечников

Порядок выполнения задания

Выполнение задания "Построение продольного профиля" знакомит студентов с практикой графического изображения результатов нивелирования трассы. В этом задании подлежит освоению процесс построения продольного профиля трассы и ее поперечников.

Задание состоит из трех частей:

1. Составление продольного профиля трассы.

2. Составление профилей поперечников.

3. Построение проектной линии продольного профиля.

Ниже детально рассматривается процесс выполнения задания применительно к трассе, разбивка пикетажа и нивелирование которой рассмотрены в частях задания "Расчет пикетажа трассы" и "Нивелирование трассы".

При выполнении этого задания каждый студент должен иметь перед собой результаты разбивки пикетажа (пикетажная книжка и ведомость прямых и кривых) и журнал нивелирования трассы. Для графических построений нужна миллиметровая бумага размером 30х40 см, линейка и карандаш (желательно твердости ТМ или М).

Составление продольного профиля трассы

Исходными данными для составления продольного профиля трассы являются результаты обработки журнала нивелирования, ведомость прямых и кривых и пикетажная книжка. Для построения продольного профиля используется миллиметровая бумага указанных выше размеров. Построение продольного профиля трассы выполняют в двух различных масштабах: МГ и МВ. МГ - масштаб для горизонтальных построений (горизонтальных проложений), МВ - масштаб для вертикальных построений (высот). МВ обычно берется в 10 раз крупнее МГ. Построение профиля выполняют карандашом, начинают его с вычерчивания сетки профиля. На рис. 2.11 приведены форма и размеры упрощенного вида сетки (боковика) продольного профиля, содержащей графы, характерные для многих видов линейных сооружений. В учебно-методическом пособии приведено рассмотрение построения профиля с использованием боковика, изображенного на рис. 2.11, полный состав сетки для каждого вида сооружения можно найти в ГОСТах. Общая компоновка графической части этого задания приведена в прил. 6. Боковик (сетку профиля) располагают в левой нижней части листа формата А3, отступив от нижнего края 2-3 см, от левого края - не менее 1 см.

Справа от сетки размещается информация о продольном профиле. Длина профиля выбирается в соответствии с длиной трассы и горизонтальным масштабом продольного профиля. Для примера, приведенного в прил.6, общая длина равна 270 мм. Из них 65 мм отводится для граф сетки, 5 мм - на разрыв сетки с профилем и 200 мм - на сам профиль. При этом необходимо проследить, чтобы начало профиля совпадало с целым сантиметровым делением миллиметровой бумаги. Горизонтальные линии сетки проводятся параллельными линиями, через расстояния, указанные в правой части рис. 2.11.

Заполнение граф сетки (см. рис. 2.11) ведут в следующей последовательности.

1. Заполняют графу "Расстояния". Для этого в масштабе 1:5000 откладывают пикеты (100-метровки) через 2 см, начиная с нулевого пикета. Пикеты отмечают вертикальными линиями, названия пикетов подписывают в строчке "Пикеты" (ниже графы "Расстояния"). Нумерация пикетов идет от 0 до 9. Пикет, кратный 10, не нумеруют, а показывают километровый знак и подписывают номер километра. Кроме пикетов отмечают положения промежуточных и плюсовых точек. Для этого откладывают расстояния до промежуточных (плюсовых) точек, которые берут с плана трассы или из журналов нивелирования. Такими точками в рассматриваемом примере являются ПК3+10, ПК3+26, ПК3+50, ПК3+66 и ПК4+60. Расстояния между плюсовыми точками показывают в метрах и записывают между вертикальными линиями. Например, для плюсовых точек между пикетами 3 и 4 (см. прил. 6) должны быть подписаны расстояния 10, 16, 24, 16 и 34 м, сумма которых должна составлять длину пикета (100 м).

2. В графу "Отметка земли" записывают округленные до сантиметров отметки пикетов и плюсовых точек, которые берут из журнала нивелирования трассы (см. прил. 5). Высота записываемых цифр 3 мм.

3. По данным пикетажной книжки, составленной в масштабе 1:2000 (см. прил. 3), в графу "Развернутый план трассы" в масштабе 1:5000 переносят снятую в обе стороны от трассы ситуацию. Перенос результатов съемки может быть осуществлен с чертежа плана трассы. Надписи размеров и плюсовых обозначений контуров не наносят.

Горизонтальная средняя линия графы соответствует спрямленной трассе. На оси трассы стрелками вправо и влево показывают изменения направления трассы (поворот вправо или влево) и подписывают названия вершин углов поворота. При этом вершины углов поворота располагают по их пикетажному значению.

4. Пользуясь ведомостью прямых и кривых (см. прил. 4), заполняют графу "Элементы плана", располагая точки начала и конца кривой в соответствии с их пикетажным значением. Если закругления устраивают без переходных кривых (радиус круговых кривых более 2000м), положение кривых обозначают пятимиллиметровым смещением проектной линии в сторону поворота. Если закругление устроено с переходной кривой, то ее длину показывают наклонной линией в горизонтальном масштабе со смещением конца переходной кривой в сторону поворота трассы на 5 мм.

Для каждой кривой выписывают ее основные элементы (угол поворота, радиус, длину кривой, тангенс, домер, биссектрису). Если закругление устроено с переходными кривыми, то указывают длину переходной кривой.

Затем из точек начала и конца кривых восстанавливают перпендикуляры до графы "Расстояние". Слева на полученных линиях записывают их плюсовое обозначение (расстояние от предыдущего пикета). Например: пикетажное значение начала кривой равно ПК1+17,22. В соответствии с этим слева от перпендикуляра запишем 17,22, а справа - расстояние до старшего пикета, а именно 82,78 (см. прил. 6 графу "Элементы плана").

Надписи румбов и длин прямых вставок переносят из ведомости прямых и кривых без изменения.

5. В строчке "Километры" на перпендикулярах, опущенных вниз из пикетов, кратных 10, намечают положение километров по трассе (ПК0 и ПК10) кружками диаметром 5 мм, правую половину которых затемняют. Высота надписей километров 4 мм.

6. Для построения продольного профиля выбирают так называемую линию условного горизонта. Обычно за линию условного горизонта принимают верхнюю горизонтальную линию сетки профиля. Отметку линии условного горизонта выбирают кратной знаменателю масштаба в метрах с таким расчетом, чтобы минимальная отметка линии продольного профиля возвышалась над линией условного горизонта не менее чем на 4 см.

Пример. Минимальной отметкой профиля (см. прил. 6) является урез воды реки Омь (ПК3+26 и ПК3+50). Эта отметка равна 143,80. В вертикальном масштабе 1:500 в регламентируемых 4 см содержится 20 м, следовательно, за линию условного горизонта можно принять отметку 123,0 м (143,80-20); так как отметка условного горизонта берется кратной основанию масштаба (5 м), то округляем 123 до ближайшего числа, кратного 5 м; за отметку линии условного горизонта окончательно принимают отметку 125,0 м.

Для построения профиля восстанавливают перпендикуляры с каждого пикета и плюсовой точки вверх от линии условного горизонта, на них в масштабе 1:500 откладывают отрезки, соответствующие отметкам пикетов и плюсовых точек с учетом высотного положения линии условного горизонта. Например: Н_пк0=148,95м, следовательно, от линии условного горизонта откладывают по высоте 23,95 м, что в масштабе 1:500 (в 1 см - 5 м) составляет отрезок в 4,79 см (23,95/5). Н_пк1=150,11 м, откладывают 25,11 м или 5,02 см. Аналогичным образом поступают со всеми пикетами и плюсовыми точками.

Соединив концы построенных отрезков прямыми линиями, получают продольный профиль трассы. Концы перпендикуляров, возвышающиеся над профилем, убирают.

7. Согласно пикетажному значению реперов 1 и 2, взятых из "Пикетажной книжки", наносят их местоположение над построенным профилем. Для этого, отступив от профиля 1 см, проводят вертикальную линию, левее которой пишут пикетажное положение репера по трассе, правее - местоположение репера относительно трассы (вправо или влево) и расстояние до него [берется с "Развернутого плана трассы" или из пикетажной книжки (см. прил. 3)]. На горизонтальной полочке записывают номер репера и его отметку (см. рис. 2.12 и прил. 6). Для рассматриваемого варианта эти надписи будут следующими (рис. 2.12):



Рис. 2.12. Обозначение планового и высотного положений реперов

8. Графы продольного профиля "Проектные данные" заполняют при нанесении проектной линии трассы на профиль. Построение проектной линии продольного профиля рассматривается в подразделе 2.7.

Составление профилей поперечников

Для получения характеристики рельефа в перпендикулярном к трассе направлении строят поперечные профили (поперечники). В прил. 7 на станциях 11 и 13 (см. прил. 5) были пронивелированы два поперечника, разбитые на ПК7 и ПК9.

Сетку поперечного профиля выполняют по рис. 2.13. При размещении на листе двух поперечных профилей и более сетку (боковик) таблицы допускается наносить только у первого поперечного профиля.

Рис. 2.13. Сетка (боковик) для поперечного профиля

Поперечные профили автомобильных дорог выполняют по направлению возрастания указателей километров, для дорог на застроенной территории (при отсутствии указателей километров) - слева направо в соответствии с планом.

На поперечном профиле земляного полотна автомобильной дороги общего пользования и подъездных дорог показывают:

- ось проектируемого земляного полотна (при реконструкции, кроме того, ось существующего земляного полотна);

- линию фактической поверхности земли и линии ординат от точек ее переломов;

- контуры проектируемого земляного полотна и водоотводных сооружений, линии ординат от точек их переломов (при реконструкции, кроме того, контур существующего земляного полотна);

- контур проектируемой поверхности дорожного покрытия и отметки уровней (высоты, глубины) в точках ее переломов;

- контур срезки плодородного слоя, удаления торфа, непригодного грунта;

- инженерные коммуникации, их обозначение, наименование и отметки уровней, на которых они проложены;

- разведочные геологические выработки;

- границу полосы отвода земель;

- привязку поперечного профиля к пикету.

Для построения профиля поперечника также вычерчивается боковик (сетка). Форма и размеры боковика приведены на рис. 2.13.

Построение профиля поперечников производят в следующей последовательности:

1. По центру рисунка наносят масштаб изображения проектируемого поперечного профиля.

2. В верхней строке указывают уклон проектируемой поверхности. Поскольку проектная линия проводится по оси проезжей части, то уклоны относительно оси проезжей части имеют знак "минус". Уклоны проезжей части указывают в промилле (1/1000). В этой же графе указывают расстояния до кромки проезжей части. Так как в рамках изучаемой дисциплины не рассматривается вопрос проектирования земляного полотна дороги, эта графа в приводимом примере отсутствует.

3. Во второй строке указывают отметки точек земляного полотна (в рассматриваемом примере эта графа отсутствует).

4. В третьей строке указывают отметки по точкам нивелирования поперечника.

5. В четвертой строке указывают расстояния между точками нивелирования.

Построение поперечника производится аналогично построению продольного профиля. Масштабы у поперечника обычно равны (МГ=МВ), их принимают равными 1:100. Так же строят профиль второго поперечника (на ПК9). В рассматриваемом примере взяты различные масштабы для горизонтальных и вертикальных расстояний.

Образец компоновки и оформления поперечного профиля приведен в прил. 7.

2.7 Построение проектной линии продольного профиля

Проектный профиль автомобильной дороги разрабатывают, руководствуясь нормативными документами на проектирование дорог, методическими указаниями и техническими условиями, экономическими требованиями и особенностями эксплуатации данного сооружения. Основное требование для автомобильных дорог - плавное и безопасное движение, поэтому проектный уклон назначается из расчета i_пр i_max . Обычно при проектировании положение проектной линии определяется значениями проектных отметок в контрольных точках. Контрольными точками могут быть точки начала и конца трассы, точки примыкания трассы к существующим трассам и коммуникациям, отметка проезжей части моста или путепровода. Если такие точки есть, то намечают начало и конец участка с равномерным проектным уклоном, определяют его длину d и вычисляют предварительный уклон по формуле

iпред=(Нкон - Ннач)/d,(2.42)

где Ннач, Нкон - отметки контрольных точек.

Например, для примера, приведенного в прил. 6, контрольными точками служат: ПК0, ПК3+10, ПК4, ПК7, ПК10. Их предварительные проектные отметки должны быть известны (они задаются в техническом задании на проектирование). В нашем примере они будут следующими:

; ;

; ;

.

Имея предварительные проектные отметки на концах участков, вычисляем предварительный проектный уклон.

Рассмотрим пример расчета для интервала ПК0-ПК3+10.

Вычисляем предварительный уклон на этом интервале:

i_пред =,(2.43)

где d - длина интервала; ПК3+10-ПК0; d=310 м.

Пример.



i_предв=(146,27 - 149,45)/310= - 0,01026.

Округляем до тысячных долей уклона и получаем окончательное значение проектного уклона i_пр= - 0,010 или i_пр= - 10 ‰ (10 промилле).

Полученное значение проектного уклона записываем в графу профиля "Уклоны". Знак уклона не ставится, он заменяется диагональной линией:

при положительном уклоне

при отрицательном уклоне

при нулевом уклоне

Окончательную проектную отметку конечной точки этого интервала вычисляем по формуле

(2.44)

где d - длина интервала (в нашем примере 310 м).

м.

Проектные отметки точек, находящихся внутри этого интервала, вычисляем по формуле

(2.45)

где d_i - расстояние от начальной точки интервала до рассчитываемой.

В нашем примере



Интервал ПК3+10-ПК4.

Согласно заданию, проектные отметки граничных точек этого интервала равны, следовательно, проектный уклон равен нулю.

Интервал ПК4-ПК7.

Вычисляем предварительный уклон на этом интервале по формуле

i_предв=

где м (согласно проектному заданию).

i_предв=(155,18-146,35)/300=0,02943.

После округления

i_пр=0,029=29 ‰.

Вычисляем окончательное значение проектной отметки ПК7:

.

Проектные отметки точек, находящихся внутри интервала, рассчитываем по формуле



Интервал ПК7-ПК10.

На этом интервале проектный уклон задан i_{пр =} 0,004 = 4‰.

Следовательно,

Проектные отметки точек, находящихся внутри интервала, рассчитываем по формуле

.

Все рассчитанные проектные отметки заносим в графу "Отметки оси дороги" ("Проектные данные"). Построение проектной (красной) линии осуществляется по проектным отметкам контрольных точек (т.е. по точкам перелома уклона) аналогично тому, как строился профиль земли.

Для строительства сооружения необходимо знать объемы земляных работ по всему участку трассы, которые рассчитываются по рабочим отметкам. Рабочая отметка - это разность между проектной отметкой и отметкой земли в данной точке. Она показывает высоту насыпи или глубину выемки в этой точке.

= H_прj - H_земj.(2.46)

Положительные рабочие отметки подписываются выше красной линии на 10 мм - это насыпь; отрицательные рабочие отметки подписываются под красной линией без знака - это выемка. При пересечении проектной линии с линией земли рабочая отметка в этой точке равна нулю. Такие точки называют точками нулевых работ.

Для определения планового и высотного положений точки нулевых работ рассмотрим рис. 2.14. Из подобия треугольников можно записать следующее.

Рис. 2.14. Определение планового положения точки нулевых работ

Отношение высот треугольников равно отношению их оснований, а именно:

, (2.47)

так как у=d-х, то получим

(2.48)

точно так же находим у

. (2.49)

Контролем правильности вычислений будет равенство .

Для определения отметки точки нулевых работ воспользуемся проектным уклоном интервала, в котором находится эта точка, и проектной отметкой точки А:

Пример. На участке между ПК 3+66 (точка А) и ПК4 (точка В) имеется точка нулевых работ ; ; d=34 м;

; ;

- контроль.

3. Планировка участка под горизонтальную плоскость

3.1 Подготовка исходные данных

Схема нивелирования участка по квадратам, результаты нивелирования и отметки реперов выдаются преподавателем индивидуально или могут быть взяты как в методических указаниях с учетом своего номера зачетной книжки.

Рассмотрим вариант расчета планировки участка под горизонтальную плоскость на конкретном примере.

1. Результаты нивелирования поверхности занесены в журнал нивелирования и представлены в табл. 3.1.

2. Схема с границами нивелирования для каждой станции приведена на рис. 3.1.

3. Отметка репера, от которой прокладывается нивелирный ход, задается каждому студенту в зависимости от номера его зачетной книжки.

,(3.1)

где - вариант студента.

Например, если N_з= 5, то HR_р = 105,105 м.

Таблица 3.1 Журнал нивелирования

Номер стан-ции	Номер точки	Отсчеты на рейке	Превыш. h	hСР	hУР	Отмет-ка Н, м	ГИ,м
		задней	передней	промежут.
I	RР	7433
		2832
	13		7082
			2477
	11			2997
	12			2358
	21			2368
	22			0463 +20 • Nз
	23			1755
	31			2777
	32			2616
	33			2999
II	13	4961
		0360
	25		7585
			2980
II	14			1460
	15			2093
	24			0952
III	25	6592
		1989
	43		6288
			1687
	34			1173 +20 • Nз
	35			2546
	44			2241
	45			2994 -20 • Nз
IV	43	7029
		2426
	RP		5074
			0471
	41			1542
	42			2138

Отсчеты на заднюю и переднюю рейки взяты по красной и черной сторонам. Отсчеты на промежуточные точки взяты только по черной стороне рейки. Все отсчеты взяты в мм.



Рис. 3.1. Схема нивелирования площадки по квадратам:

---- - границы нивелирования по станциям; - репер;

- связующая точка; ? - станция нивелирования

3.2 Планировка участка под горизонтальную плоскость при условии нулевого баланса земляных масс

Общие положения

Исходные данные, представленные в подразделе 3.1, получены следующим образом. На местности, подлежащей планировке, было выполнено нивелирование по квадратам. Для этой цели на участке были закреплены вершины квадратов со стороной 40 м. Сетку квадратов разбивали с использованием теодолита и мерной ленты или рулетки. Нивелирование узлов сетки производилось с одновременным проложением привязочного хода к реперам. Если на участке имеется только один репер, то прокладывают замкнутый ход.

Обработка журнала нивелирования

Последовательность выполнения работ:

1. Вычисляется пятка рейки для каждой связующей точки.

Пятка = О_кр - О_чер,(3.2)

где О_кр - отсчет по красной стороне рейки; О_чер - отсчет по черной стороне рейки.

Вычисленное значение пятки рейки не должно отличаться от фактического значения пятки более чем на 5 мм.

2. Вычисляются превышения на каждой станции:

h₁ = З_кр - П_кр;(3.3)

h₂ = З_чер - П_чер,(3.4)

где З_кр, З_чер - отсчеты на заднюю рейку соответственно по красной и черной сторонам рейки; П_кр, П_чер - отсчеты на переднюю рейку соответственно по красной и черной ее сторонам.

Разность (h₁ - h₂) должна быть не более 5 мм (по абсолютному значению).

3. Вычисляется среднее превышение h_ср на станции.

h_ср = (h₁ - h₂) / 2. (3.5)

4. После вычисления средних превышений на всех станциях хода вычисляется практическая невязка хода.

,(3.6)

где - сумма средних превышений по ходу;

,(3.7)

здесь Н_к, Н_н - отметки конечного и начального реперов хода.

Так как в рассматриваемом примере ход замкнутый, то Н_к = Н_н и , поэтому

.

Полученная невязка должна удовлетворять требованию

, (3.7)

, (3.9)

где п - число станций.

5. Если , то в нивелирном ходе грубых ошибок нет и полученную невязку можно распределить поровну с обратным знаком на все средние превышения, т.е. вычислить поправки д_h к средним превышениям. Поправка вычисляется в целых миллиметрах:

,(3.10)

Сумма поправок должна быть равна невязке с обратным знаком:

.(3.11)

6. Вычисляются исправленные превышения.

h_ucnp = h_cр+ д_h.(3.12)

Контроль правильности вычислений:

.

7. Вычисляются отметки всех связующих точек.

. (3.13)

Контролем правильности вычислений служит точное получение отметки репера, расположенного в конце хода.

8. Вычисляют отметки горизонта инструмента для каждой станции, имеющей промежуточные точки:

ГИ = Нз + З_чер или ГИ = Н_п + П_чер,(3.14)

где ГИ - горизонт инструмента; Н_п, Н_з - отметки передней и задней точек на станции; З_чер - отсчеты на заднюю рейку по черной стороне рейки; П_чер - отсчеты на переднюю рейку по черной стороне рейки.

9. Вычисляют отметки промежуточных точек (узлов сетки):

H_i = ГИ-О_i,(3.15)

где О_i -отсчеты по рейке в узлах сетки квадратов (см. табл. 3.1 гр. 5).

Построение высотного плана участка

По результатам нивелирования площадки строят высотный план в масштабе 1:500 с высотой сечения рельефа 0,5 м. На листе бумаги строят сетку квадратов в масштабе 1:500, в узлы сетки вписывают отметки из журнала с округлением до 0,01 м.

Горизонтали строят путем интерполяции между соседними отметками на каждой стороне квадрата. На рис. 3.2 приведен пример построения высотного плана участка для варианта N = 0.

Рис. 3.2. Высотный план М 1:500.

Сплошные горизонтали проведены через 0,5 м

Вычисление проектной и рабочих отметок

Планировка участка под горизонтальную плоскость проводится при условии нулевого баланса земляных масс. Проектная отметка горизонтальной плоскости вычисляется по формуле

, (3.16)

где H₁, Н₂, Н₃, H₄ - отметки земли узлов сетки, принадлежащие одновременно 1, 2, 3, 4-му квадратам; п - число квадратов (см. рис. 3.2).

В нашем примере одному квадрату принадлежат узлы 11, 15, 41, 45; двум квадратам одновременно принадлежат узлы 12, 13, 14, 21, 25, 31, 35, 42, 43, 44; четырем квадратам одновременно принадлежат узлы 22, 23, 24, 32, 33, 34.

.

Для того чтобы поверхность земли преобразовать в горизонтальную плоскость, необходимо произвести земляные работы по срезке грунта на возвышенных участках и подсыпке грунта на пониженных участках. Для того чтобы знать величины срезки или подсыпки для каждого узла, вычисляют рабочие отметки:

h_paб.j = H_{проектное} - H_{земли j}. (3.17)

На схеме участка с рабочими отметками намечается линия нулевых работ (граница между насыпью и выемкой), проходящая через стороны, концы которых имеют рабочие отметки противоположных знаков. На рис. 3.3 линия нулевых работ будет проходить между вершинами 13 и 14, 14 и 24, 24 и 25, 24 и 34, 34 и 33, 33 и 43, 32 и 42, 31 и 41.

Плановое положение точки нулевых работ на сторонах квадрата определяют по формулам

;(3.18)

.(3.19)

Контролем служит равенство

х₀ + у₀ = d,(3.20)

где а, в - рабочие отметки на концах стороны квадрата; d - длина стороны квадрата; х₀ - расстояние от точки А до точки нулевых работ в метрах; у₀ - расстояние в метрах от точки нулевых работ до точки В.

Пример. На стороне 13 - 14:

; .

х₀ и у₀ откладывают в масштабе на плане участка и получают линию нулевых работ (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Рабочие отметки и линия нулевых работ:

Составление картограммы земляных масс

По результатам рис. 3.3 вычисляют объемы земляных работ (табл. 3.2). Объемы для каждой фигуры V_i вычисляют по формуле

,(3.21)

где Si - площадь фигуры; h_paб.cp.i - средние рабочие отметки.

,(3.22)

здесь m - число вершин фигуры.

Таблица 3.2 Расчет объемов земляных работ

Номер фигуры	Площадь фигуры S	Средняя рабочая отметка hpaб.cр	Объем земляных работ V
			выемка (-)	насыпь (+)
1	400	-1,20	480
2	400	-1,48	592
3	361,18	-0,49	176,98
4	38,82	+0,11		4,27
5	6,25	-0,06	0,38
6	393,75	+0,63		248,06
7	400	-1,19	476
8	400	-1,29	516
9	263,07	-0,38	99,97
10	136,93	+0,34		46,56
11	2,64	-0,06	0,16
12	397,36	+1,06		421,20
13	149,90	-0,28	41,97
14	250,10	+0,48		120,05
15	94,6	-0,22	20,81
16	305,4	+0,7		213,78
17	5,45	-0,08	0,44
18	394,55	+0,93		366,93
19	400	+2,10		840
VВ = 2404,71	VH = 2260,85

Контроль при вычислении объемов работ выполняют по формуле

.(3.23)

В нашем случае

.

4. Вынос проекта сооружения на местность

4.1 Подготовка исходных данных

Исходные данные для выноса проекта сооружения на местность могут выдаваться преподавателем каждому студенту индивидуально или могут быть взяты из учебно-методического пособия с учетом своего номера зачетной книжки, как рассмотрено в примере.

Рассмотрим выполнение этой части курсовой работы на конкретном примере.

1. Проектные координаты точки пересечения оси А и оси 1 (А/1) (рис. 4.1) сооружения вычисляем по формулам:

х_А/1 = 1500,15 м + 1,11 м • N_з; у_А/1 = 1000,20 м + 1,20 м • N_з,

где N_з - номер зачетной книжки.

Рис. 4.1. Схема размещения сооружения

2. Дирекционный угол продольной оси сооружения

б_AA = 60° + l°15' • N_з.(4.1)

3. Размеры сооружения: длина 60 м + 3 • N_з; ширина 20 м + 4 •N_з; сооружение прямоугольной формы.

4. Задаем координаты точек разбивочной основы на строительной площадке, которые берем из материалов геодезических изысканий:

х1 = 1400,16 м; y1 = 1000,55 м;	х3 = 1577,24 м; у3 = 1100,15 м;
х2 = 1621,34 м; у2 = 920,76 м;	х7 = 1410,57 м; y7 = 1127,27 м.

4.2 Основные положения

На площадке будущего строительства в подготовительный период выполняют комплекс работ по перенесению проекта сооружения на местность, который включает в себя:

· аналитический расчет проектных координат точек пересечения основных осей сооружения;

· аналитический расчет разбивочных элементов;

· составление разбивочного чертежа, на котором показывают все необходимые данные для выноса осей сооружения в натуру;

· полевые работы по перенесению в натуру и закреплению осей сооружения. В учебно-методическом пособии будут рассмотрены первые три этапа по перенесению проекта сооружения на местность. Исходные данные для выполнения расчетов приведены в подразделе 4.1.

4.3 Аналитический расчет проектных координат точек пересечения основных осей сооружения

Используя исходные данные (см. в подразделе 4.1) и схему расположения основных осей, приведенную на рис. 4.1, вычисляем проектные координаты точек пересечения основных осей А/2, В/1 и В/2.

, где ; (4.2)

, где . (4.3)

Для примера, рассматриваемого в учебно-методическом пособии, примем: d_AA = 50 м; d₂₂ = 18 м; = 80°18'; N = 0. В этом случае координаты узла А/2 будут равны

;

.

Для вычисления координат углов В/1 и В/2 необходимо предварительно вычислить дирекционные углы направлений А/1 - В/1 и А/2 - В/2. Так как здание прямоугольной формы, то углы в узлах А/1 и А/2 равны 90°. Используем формулу вычисления дирекционных углов смежных сторон [2]:

;(4.4)

.(4.5)

Найдем .

.

так как эти линии параллельны друг другу. Используя размеры здания и значения и , найдем координаты узлов В/1 и В/2:

;

;

;

.

Подставив значения, получим

;

;

;

.

4.4 Аналитический расчет разбивочных элементов

Используя координаты точек разбивочной основы (см. рис. 4.1) и проектные координаты узлов пересечения основных осей, полученные в 4.2.2, вычислим разбивочные элементы.

Перенесение проекта сооружения на местность может производиться различными способами: прямоугольных координат; полярных координат; засечек и т.п. Так как расчет разбивочных элементов для этих способов во многом схож, рассмотрим наиболее общий для всех случай расчета разбивочных элементов для способа полярных координат.

Для этого способа необходимо вычислить длину полярного расстояния и полярный угол. Для вычисления расстояний и дирекционных углов используем формулы обратной геодезической задачи [1], а полярные углы найдем как разность дирекционных углов. Составим схему расположения сооружения и точек разбивочной основы, чтобы наглядно видеть расчетные элементы (рис. 4.2).

Используя координаты точек разбивочной основы и проектные координаты узлов сооружения, вычислим румб r направления 7 - А/2 по формуле

. (4.6)

Рис. 4.2. Схема расположения разбивочной основы

Для рассматриваемого варианта получим r_7-A/2 = СЗ 38°26'30".

Название румба ставим в соответствии со знаками приращений координат ?х, ?у:

?х +, ?у + , - СВ;

?х -, ?у + , - ЮВ;(4.7)

?х -, ?у -, - ЮЗ;

?х +, ?у -, - СЗ.

По формулам связи между румбами и дирекционными углами [1] найдем значение дирекционного угла направления 7 - А/2:

СВ - б = r;

ЮВ -б = 180° - r;

ЮЗ - б =180° + r; (4.8)

СЗ - б = 360° - r;

б_7-A/2 = 360° - r = 321°33'30".

Производя аналогичные расчеты, находим дирекционный угол направления 7-1.

;(4.9)

.

Зная дирекционные углы направлений 7-1 и 1-A/2, найдем полярный угол в₁ по формуле

. (4.10)

Для рассматриваемого варианта полярный угол в₁ будет иметь следующее значение:

в₁ = 321°33'30" - 265°18'14" = 56°15'16".

Полярное расстояние d₁ = d_7-A/2 вычислим по формуле

,(4.11)

где ?х = х_А/2 - х₇ = 98,00 м; ?у = у_A/2 - у₇ = -77,79 м. Подставив значения ?х и ?у, получим d₁ = 125,12 м.

Аналогично вычисляются дирекционные углы и расстояния от точек разбивочной основы до остальных узлов сооружения:

; ;

; ; ;

; б_1-A/1 = 359°47'58";

; ;

;

; б_2-В/1 = 143°32'59"; ;

; ;

;

; .

Расстояние d₆ вычисляют для контроля так же, как и значения d₃, в₃.

,

где ?х = х_в/2 - х₃ = -50,93 м; ?у = у_в/2 - у₃ = -53,70 м.

Кроме того, контроль вынесения сооружения на местность производится по длинам d₁₁ и d₂₂ и углам в узлах, которые должны быть 90°. Используя вычисленные разбивочные элементы, составляют разбивочный чертеж (рис. 4.3).

4.5 Составление разбивочного чертежа

Рис. 4.3. Разбивочный чертеж (М1:500):

* - узлы сооружения; о - точки разбивочной основы

Разбивочный чертеж составляют в масштабе 1:500 (см. рис. 4.3), на разбивочном чертеже показывают:

· пункты разбивочной основы, от которых производится разбивка;

· значения разбивочных элементов;

· координаты точек разбивочной основы и проектные координаты узлов сооружения;

· дирекционные углы направлений;

· контуры выносимого сооружения с указанием его размеров и осей.

Итогом выполнения курсовой работы является отчет, состоящий из разделов:

1. Инженерно-геодезические изыскания для строительства площадных сооружений:

1. Создание планово-высотного обоснования топографической съемки местности.

2. Топографическая съемка участка местности.

2. Инженерно-геодезические изыскания для строительства линейных сооружений:

1. Расчет основных элементов круговых кривых на трассе.

2. Составление ведомости прямых и кривых.

3. Нивелирование трассы.

4. Построение продольного профиля трассы и поперечников .

5. Геодезические расчеты при построении проектной линии продольного профиля трассы.

3. Планировка участка под горизонтальную плоскость:

1. Обработка журнала площадного нивелирования.

2. Построение высотного плана.

3. Планировка участка под горизонтальную плоскость при условии нулевого баланса земляных масс.

4. Вынос проекта сооружения на местность:

1. Аналитический расчет проектных координат точек сооружения.

2. Аналитический расчет разбивочных элементов.

3. Составление разбивочного чертежа.

Библиографический список

1. Инженерная геодезия: учебник / Г.А.Федотов.- 3-е изд., испр.- М.:Высшая школа, 2006.- 463 с.

2. Клюшин Е.Б. Инженерная геодезия: учебник для студ. высш.учеб. заведений / Е.Б.Клюшин, М.И.Киселев, Д.Ш.Михелев, В.Д.Фельдман; под ред. Д.Ш. Михелева. - 6-е изд., стер. - М.: Изд. центр "Академия", 2006. - 480 с.

3. ГОСТ 21778-81 (СТ СЭВ 2045-79). Основные положения. - М.: Госстрой СССР, 1981.

4. ГОСТ 21779-82 (СТ СЭВ 2681-80). Технологические допуски. - М.: Госстрой СССР,1983.

5. ГОСТ 21780-83 (СТ СЭВ 3740-82). Расчет точности. - М.: Госстрой СССР, 1984.

6. ГОСТ 23615-79. Система обеспечения геометрической точности в строительстве. - М.: Госстрой СССР, 1979.

7. ГОСТ 23616-79. Система обеспечения геометрической точности в строительстве. Общие правила контроля точности. - М.: Госстрой СССР, 1979.

8. ГОСТ Р 21.1701-97. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог. / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП,1997.

9. Федотов Г.А. Инженерная геодезия: учебник/Г.А. Федотов. - 2-е изд., исправл. - М.: Высш. шк., 2004. - 463 с.

10. Клюшин Е.Б. Инженерная геодезия: учебник для вузов/Е.Б.Клюшин, М.И.Киселев, Д.Ш.Михелев, В.Д.Фельдман; под ред. Д.Ш.Михелева. - 4-е изд., испр. - М.: Изд. центр "Академия",2004. - 480 с.

11. Клюшин Е.Б. Инженерная геодезия: учеб. для вузов /Е.Б.Клюшин, М.И.Киселев, Д.Ш.Михелев, В.Д.Фельдман; под ред. Д.Ш.Михелева. - М.: Высш. шк., 2000. - 464 с.

12. Измерение горизонтальных и вертикальных углов: методические указания к лабораторной работе по дисциплине "Инженерная геодезия"/ сост.: Ю.В. Столбов, А.А. Побережный. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2005. - 19 с.

13. Методические указания к лабораторным работам "Построение продольного профиля", "Построение проектной линии продольного профиля"/сост.: Т.П. Синютина, Л.Ю. Миколишина. - Омск: Изд-во СибАДИ,2006. - 27 с.

14. Трассирование линейных сооружений: методические указания к выполнению расчетно-графических работ для студентов строительных специальностей очной и заочной форм обучения/ сост.: Т.П.Синютина, Л.Ю.Миколишина, Т.В.Котова.- Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. - 34 с.

15. Решение задач на топографических картах: методические указания и задания к лабораторной работе для студентов строительных специальностей очной и заочной форм обучения / сост.: Т.П.Синютина, Л.Ю.Миколишина, Т.В.Котова.- Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. - 37 с.

16. Камеральная обработка материалов топографической съемки участка местности: методические указания по выполнению расчетно-графической работы №1 / сост.: В.В.Бадера,А.В. Виноградов. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2008.-35 с.

17. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине "Инженерная подготовка территорий" / сост.: Н.С.Воловник, Т.П.Синютина.- Омск: Изд-во СибАДИ, 2006.- 28с.

18. Методические указания и задания для студентов "Инженерные изыскания для строительства" / сост.: Т.П.Синютина, Л.Ю.Миколишина, Т.В.Котова.- Омск: Изд-во СибАДИ, 2009.- 38 с.

Приложение 1

Условные знаки

№ п/п	Название условных знаков	Изображение на планах М 1:500, 1:1000
1	Пересечение координатных линий
2	Луговая растительность
3	Лес
4	Мосты деревянные однопролетные
5	Постройки огнестойкие нежилые выше одного этажа
6	Выгоны
7	Линии электропередачи низкого напряжения на столбах
8	Точки съемочного обоснования
9	Горизонтали
10	Грунтовые дороги проселочные
11	Заборы деревянные сплошные с воротами
12	Отдельно стоящие деревья а)широколиственные б)ель или пихта	а)б)
13	Огороды	б)
	Пашни	а)
14	Кустарники
15	Береговые линии постоянные и определенные Отметки урезов воды и даты их измерения Реки и ручьи

Приложение 2

Топографический план местности

Приложение 3

Пикетажная книжка

Приложение 4

Ведомость прямых и кривых

Назва-ния точек	Пикетажное значение ВУ	Углы поворота ц	Элементы кривых, м
		правый	левый	R	T	K	Д	Б
1	2	3	4	5	6	7	8	9
НТ	ПК0
ВУ 1	ПК2 + 30.63	18? 20ґ		660	106, 50	211,18	1,82	8,54
ВУ 2	ПК7 + 18.70		23?05ґ	860	175,62	346,48	4,76	17,75
КТ	ПК 10
	Уцправых =18?20ґ		УК=557,66 м
	Уцлевых =23?05ґ			УД=6,58 м
	Уцп - Уцл=-4?45ґ

Приложение 5

Журнал нивелирования трассы



Приложение 6

Приложение 7

Поперечный профиль трассы

Размещено на Allbest.ru

...