Технология проведения инженерно-геодезических работ

Значения прямоугольных координат можно взять в " таблице для разбивки кривых на автомобильных дорогах " Н.А. Митина.

Рис. Способ прямоугольных координат

Для определения местоположения промежуточных точек в натуре от точекНК или КК рулеткой откладывают по линии тангенсов абсциссы точек х ₁, х ₂и. т. д. В полученных местах восстанавливают перпендикуляры к линии тангенсов и рулеткой откладывают ординаты тех же точек y₁, y₂ и. Т. д. Полученные на местах точки закрепляют колышками.

Способ продолженных хорд.

Основные параметры - длина хорды l и величина смещения d конца продолженной хорды, которую можно вычислить по формуле

d =l² / R

или определить по указанной ниже таблице. Кривые разбивают по хордам длинной 5, 10, или 20 метров.

Положение первой точки кривой а определяют также способом прямоугольных координат. Полученную точку а ₁ закрепляют колышком. Для определения положения точки а ₂ на продолжении хорды НК- а ₁ от точки а ₁рулеткой откладывают отрезок, равный длине хорды l. Конечную точку этого отрезка с ₂ смещают на величину d и получают вторую точку а ₁ а ₂ = l и т.д. Этот способ применяют в закрытой местности с ограниченной видимостью.

Способ углов или полярных координат.

Промежуточные точки а _1, а _2, а ₃ получают путем построения в точках НК и КК угла j и отклонения отрезков, равных длине соответствующей хорды. Величину угла j вычисляют по формуле sin (j / 2)= l / 2R, где R - радиус кривой.

Порядок работы при данном способе разбивки следующий. В точке НК устанавливают теодолит, ориентируют его по точке ВУ, закрепляют лимб. Открепив алидаду, поворачивают его на угол j / 2 . Конец разметки совмещают с точкой кой НК, направляют рулетку вдоль визирного луча и откладывают отрезок, равный длине хорды l. Полученную точку а ₁закрепляют колышком. Далее зрительную трубу устанавливают на отсчет, равный углу j, совмещают с началом хорды l, проводят прямую до пересечения с линией визирования. Полученную точку а ₂ закрепляют колышком. Аналогично получают остальные точки.

Все пикеты, находящиеся на тангенсах, должны быть вынесены на кривую. Для этого мы определяем их прямоугольные координаты, беря за условное начало НК или КК, т.е. используем способ прямоугольных координат. Чтобы определить координаты пикета (в данном случае n) пользуются формулами:

X_n = R sin j

Y_n = R - R cos j = 2R sin² (j / 2), где j = (K / R) r,

K =100 м - l или используют ниже указанную схему.

Таким образом, чтобы вынести пикет на кривую нужно отложить от НК взаимно перпендикулярные отрезки X_n и Y_n (в случае если пикет расположен за вершиной угла, то его выносят на кривую от конца кривой).

Таким способом мы выполнили ПК-3, ПК-6, ПК-8 на круговые кривые.

ПК-3

R=50

НК = ПК 2+74, 41

К_гор (длина кривой)=ПК 3 - (ПК 2 + 74, 41) =25, 59 м

Отсюда из таблицы:

X_{ПК 3} =24,48 м Y_{ПК 3} =5, 93 м

ПК-6, ПК-8

R=50 R =50

НК = ПК 5+66, 19 м НК = ПК 7+55, 76 м

К_гор = ПК 6-(ПК 5+66, 19)=33, 81м К_гор = ПК 8-(ПК 7+55, 76)=44, 24 м

Из таблицы:

X_{ПК 6} = 31, 29 м X_{ПК 8} =38,69 м

Y_{ПК 6} = 11, 00 м Y_{ПК 8} =18, 33 м.

Проложив трассу, забив пикеты и главные точки круговых кривых, мы начинаем нивелирование трассы.

Основным способом нивелирования трассы является нивелирование из середины. Нивелир устанавливают в точке (станции), лежащей на линии между двумя соседними пикетами (т.е. производим нивелирование по пикетам) и берем отсчеты по задней и передней рейкам.

Кроме основного применяем и дополнительный способ - способ нивелирования вперед (для плюсовых точек). Нивелир устанавливаем на пикете, измеряем высоту прибора и берем отчет по черной стороне рейки, установленной на плюсовой точке.

Кроме нивелирования пикетов, плюсовых точек также ведется нивелирование поперечников. В связи с тем, что местность в некоторых местах имеет сильно выраженный рельеф, то для поперечников мы применяем способ нивелирования из середины: задняя рейка устанавливается на пикете.

Трасса привязывается к двум или одному реперу. Т.к. в нашем случае только один репер, то мы нивелируем трассу дважды - в прямом и обратном направлении. В прямом ходе нивелируем пикеты, плюсовые точки и поперечники, в обратном ходе только пикеты. При нивелировании трассы ведется журнал нивелирования, где:

1 графа - номер станции

2 - номера пикетов и плюсовых точек

3 - отсчет по задней рейке (черная и красная стороны)

4 - отсчет по передней рейке (черная и красная стороны)

5 - отсчет по черной стороне рейки, установленной в плюсовой точке.

При этом вычисляют разности нулей реек, как разности между отсчетами по черной и красной сторонами рейки на данном пикете.

Расхождения не должны превышать 3 мм.

6 - превышение по черной и красной сторонам, которое вычисляется по формуле:

h =З - П,

где З - отсчет по задней рейке, П - по передней. Превышения по черной и красной сторонам не должны отличаться больше чем на +(-) 4 мм

7 - Среднее превышение связующих пикетов, округленное до целых чисел.

После этих вычислений производят постраничный контроль, чтобы получить равенство:

S З- S П₌ S h_ср

Расхождение за счет округления не должно превышать 2 м на странице журнала.

Вычисляют невязку хода.

f_h =S h_cp - (H₁ - H₂)

S h_cp - сумма всех средних превышений хода

H₁ и H₂ - отметки начального и конечного репера

В нашем случае один репер, поэтому мы прокладываем прямой и обратный нивелирные ходы.

Невязку хода (если она допустима, а допустимая невязка f_h = +(-)50 на корень из L, где L - длина хода(км)) распределяют с обратным знаком поровну на все превышения в виде поправок.

8 - в эту графу записывают найденные и исправленные превышения.

9 - в нее записывают горизонт инструмента

10 - записывают вычисленные отметки точки по формуле

H_n+1 = H_n+h_исп

h_исп - исправленное превышение,

H_n+1, H_n - отметки последующей и предыдущей точек

Контролем вычисления отметок связующих пикетов является получение отметки точки ТКО в конце журнала, совпадающее сотметкой точки ТКО в начале журнала.

Отметки плюсовых точек находим по формуле

Н_в = ГИ - в

Н_в - отметка промежуточной точки

в - отсчет по рейке, стоящей на промежуточной точке.

ГИ - горизонт инструмента, который вычисляется по формуле:

ГИ = Н_а + а

Н_а - отметка пикета (связующей точки)

а - отсчет по черной стороне рейки, стоящей на этой точке.

15. Журнал нивелирования

Произведя все необходимые (выше указанные) вычисления, мы приступаем к построению продольного и поперечного профилей трассы.

Вначале строим сетку профиля (как на чертеже)

В строке " расстояния " в масштабе 1: 2000 откладываем расстояние между пикетами и плюсовыми точками, используя журнал нивелирования.

Из журнала выписываем отметки пикетов в строку "отметки поверхности земли".

Затем принимаем условный горизонт. Вертикальный масштаб принимаем 1: 200.

От линии УГ по вертикали над соответствующими пикетами в масштабе 1: 200 откладываем отрезки, соответствующие разности между отметками пикетов и отметкой линии УГ. Полученные точки соединяем прямыми линиями, тем самым получая продольный профиль поверхности земли.

В строке " развернутый план трассы " в масштабе 1: 2000 составляем план трассы, используя пикетажный журнал.

По вычисленным НК и КК с учетом масштаба 1: 2000 строим план прямых и кривых в нижней строке профиля. НК и КК отмечаем перпендикулярами. Вдоль этих перпендикуляров выписываем расстояния от НК и КК до ближайших пикетов.

Здесь же при повороте трассы кривая изображается дугой: если поворот влево, то выпуклостью вниз, если поворот вправо, то - вверх. Сюда записываем угол поворота, радиус кривой и основные элементы круговой кривой. В этой же полосе сетки профиля проставляем пикеты, километры и подписываем длины прямых вставок трассы (т. е. от начала трассы до начала кривой; от конца кривой до начала следующей кривой или от конца кривой до конца трассы) и их румбы.

Проводим проектную линию, чтобы при минимальных уклонах был соблюден баланс земляных работ. Положение дороги в профиле определяется также рядом точек, строго фиксированных на высоте: начало и конец трассы, ее пересечения в одном уровне с существующими железными и автомобильными дорогами и т. д.

Выбранная нами проектная линия имеет изгибы и состоит из трех линий, каждая из которых имеет свой уклон, который рассчитывается по формуле:

,

где i - уклон в тысячных долях (для необходимости можно взять в стотысячных долях),

h - превышение между точками перегибов проектной линии (вычисляем как разность отметок концов проектной линии),

d₁ - расстояние между точками перегибов проектируемой линии.

Затем вычисляем проектные отметки пикетов и промежуточных точек на этой линии:

H _{h + 1} = H _h + id,

где H _h, H _{h + 1} - отметки предыдущей и последующей точек,

i - уклон,

d - расстояние между точками H _h и H _{h + 1} ;

учитывая, что при повышении проектной линии уклон берем со знаком " + ", при понижении - " - ". Уклоны расстояний и полученные проектные отметки записываем в соответствующие графы сетки профиля красным цветом.

Для строительства сооружения по всем точкам трассы вычисляем рабочие отметки по формуле:

h _p = H _Z - H_P,

где h _p - рабочая отметка,

H_Z - отметка земли,

H _P - проектная отметка.

Рабочие отметки выемки (со знаком " + ") записываем под проектной линией, а насыпи (со знаком " - ") - под ней.

При наличии выемок и насыпей проектный профиль в отдельных местах будет пересекать профиль поверхности земли. Точки пересечения профилей называются точками нулевых работ, т. е. ґрунт в этих точках при строительстве не снимается и не насыпается.

Расстояния до точек нулевых работ находим по формулам:

,

где h _з, h _п - задняя и передняя рабочие отметки пикетов.

Контролем является равенство:

d = x + y

Эти расстояния записываем синим цветом над линией УГ в сетке профилей.

Зная расстояния от пикетов до точек нулевых работ и главных точек круговых кривых по формуле:

H _{h + 1} = H _h + id

вычисляем проектные отметки этих точек и записываем в соответствующую строку.

После построения продольного профиля трассы строим поперечные профили в масштабе 1: 200 со своим выбранным УГ. Все данные берем из журнала нивелирования. По формуле:

h _p = H _Z - H_P

вычисляем рабочие отметки и выше упомянутым образом записываем в сетку поперечного профиля.

Так мы строим и проектируем профили трассы линейного сооружения, в данном случае автодороги.

Литература

1. Новак В.Е. Курс инженерной геодезии. М., " Недра ", 1989.

2. Хейфец Б.С., Данилевич Б.Б. Практикум по инженерной геодезии. М., "Недра ", 1979.

3. Колосов Б.А. Инженерная геодезия. М., " Недра ", 1989.

4. Багратуни Г.А. Инженерная геодезия. М., " Недра ", 1989

5. Условные знаки для топографических планов. М., " Недра ", 1989

Размещено на Allbest.ru