Основы топографии. Работа с геодезическими приборами

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Технические задания на прохождение геодезической практики

1.1 Поверка теодолита, реек, рулеток. Юстировка теодолита

1.2 Поверка нивелира. Юстировка нивелира

2. Плановое и высотное обоснование

2.1 Рекогносцировка планового и высотного обоснования

2.2 Техническое нивелирование точек съемочного обоснования

3. Теодолитная съемка

3.1 Методы теодолитной съемки

3.2 Теодолитная съемка участка

3.3 Составление плана теодолитной съемки

4. Тахеометрическая съемка

4.1 Основные требования к тахеометрической съемке

4.2 Ведение журнала и абриса тахеометрической съемки

4.3 Методика построения плана тахеометрической съемки

5. Нивелирование поверхности по квадратам

5.1 Проектирование горизонтальной и наклонной площадок

5.2 Составление плана нивелирования поверхности по квадратам

6. Изыскание трассы автодороги

6.1 Полевое трассирование трассы автодороги

6.2 Разбивка пикетажа. Пикетажный журнал

6.3 Техническое нивелирование трассы автодороги

6.4 Составление плана продольного и поперченного профиля трассы

Заключение

Введение

Топографические карты и планы создают при помощи топографических съемок или по материалам топографических съемок, как правило, более крупных масштабов. Топографическая съемка представляет комплекс работ, выполняемых с целью получения съемочного оригинала топографической карты или плана, а также топографической информации в другой форме. Топографические съемки выполняются следующими методами: стереотопографическим, комбинированным аэрофототопографическим, мензульным, наземным фототопографическим, тахеометрическим и теодолитным. Основными методами съемки являются стереотопографический и комбинированный.

Задача геодезической практики

Основная цель обучения студентов по данной дисциплине - прочное усвоение основ топографии. Изучение начинается с освоения теории предмета и получении практических навыков работы с геодезическими инструментами.

Завершающим этапом изучения топографии и геодезии является полевая учебная практика, выполненная студентами в ходе теоретического обучения.

Перечень работ, и ориентировочный объем, и сроки выполнения приводятся в техническом задании и программе практики.

1. Техническое задание на прохождение геодезической практики

В соответствии с техническим заданием, необходимо выполнить поверку и юстировку геодезических приборов. Выполнить тахеометрическую съемку М:1:500 сечением 0,5 на площади 2,5-3га. Для производства тахеометрической съемки создать сеть съемочного обоснования, состоящую не менее чем из 6-7 точек. Съемку ситуации на участке тахеометрической съемки выполнять методом горизонтальной съемки. Длины линий не должны превышать 300м, а наименьшая длина не менее 20 метров. По точкам съемочного обоснования прокладывается ход технического нивелирования. Съемочное обоснование должно представлять собой замкнутый полигон и диагональный ход. По необходимости при съемке могут быть использованы переходные точки. Систему координат при съемке принять условно. Систему высот также принять условно по заданию преподавателя. План ориентировать по магнитному азимуту. План составляется на листе ватмана формата А2 и должен быть вычерчен в соответствии с условными знаками и требованиями зарамочного оформления.

Для получения указанного участка местности произвести нивелирование по квадратам. Для чего разбить 16 квадратов со сторонами 20*20. Каждые две смежные станции должны иметь общие связующие точки.

Сделать привязку к ближайшей вершине полигона.

Произвести трассирование автодороги длиной 800-1000 м. дорога должна иметь 2-3 угла поворота. На миллиметровой бумаге построить продольный и поперечный профили трассы.

Решить следующие геодезические задачи:

1. Определение высоты сооружения;

2. Вынос проектного здания на местность;

3. Вынос на местность проектной отметки.

По окончанию полевых работ камеральной обработки составить технический отсчет.

1.1 Поверка теодолита, реек, рулеток. Юстировка теодолита

Теодолит - угломерный прибор, при помощи которого измеряют горизонтальные и вертикальные углы.

Рис. 1. Устройство теодолита 2Т30

1 - наводящий (микрометренный) винт горизонтального круга; 2 - окуляр микроскопа; 3 - зеркало подсветки; 4 - посадочный паз для буссоли; 5 - закрепительный винт зрительной трубы; 6 - наводящий (микрометренный) винт зрительной трубы; 7 - наводящий (микрометренный) винт алидады; 8 - трегер (подставка); 9 - подъемный винт; 10 - крышка.

К основным узлам теодолита принято относить: ГК - горизонтальный круг с круговой шкалой (лимбом); АГК - алидаду горизонтального круга; ВК - вертикальный круг с круговой шкалой; ЗТ - зрительную трубу; ПП - подставку с подъемным винтом; КТ - колонку трубы; ЦУ - цилиндрический уровень; рабочие органы управления (зрительные и наводящие винты); юстировочные приспособления; становой винт; штатив.

Основные понятия, используемые в теодолите:

Лимб - рабочая мера теодолита в виде круговой шкалы;

Круг - деталь геодезического прибора, несущая лимб;

Алидада - часть прибора, расположенная соосно с лимбом и несущая элементы отсчетного устройства;

Отсчетное устройство - часть конструкции прибора, предназначенная для считывания информации об измеряемой величине;

Вертикальная ось - ось вращения алидады горизонтального круга;

Горизонтальная ось - ось вращения зрительной трубы в вертикальной плоскости;

Уровень - устройство, служащее для определения положения прибора и его отдельных отдельных узлов относительно отвесных линий.

Поверки и юстировки теодолита 2Т30

При получении теодолита мы установили его пригодность к работе. Взаимное расположение частей теодолита должно было удовлетворять ряду геометрических условий, вытекающих из принципа измерения угла.

Поверить теодолит - поверить правильность выполнения геометрических условий, которым должен удовлетворять теодолит.

Задача поверок - выявить отступления от геометрических условий, положенных в основу конструкции теодолита и возможно полное устранение этих отступлений.

Юстировка - приведение в соответствие элементов прибора к требуемым геометрическим условиям.

Первая поверка- поверка цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга.

Условие - ось цилиндрического уровня при алидаде ГК должно быть перпендикулярна оси вращения теодолита.

Уровень установили по направлению двух подъемных винтов. Вращая их в разные стороны, установили пузырек уровня на середину. Затем алидаду повернули на 180^о. Если пузырек отклонился от нульпункта не более половины деления, то условие выполнено. При невыполнении условия необходимо провести юстировки - на половину дуги отклонения пузырек перемещают юстировочными винтами уровня, а на вторую половину дуги - подъемными винтами. Поверку выполнили методом последовательных приближений.

Вторая поверка - поверка сетки нитей.

Условие - один из штрихов сетки нитей должен быть горизонтальным, а другой - вертикальным.

Привели теодолит в рабочее положение. Навели зрительную трубу на удобную для визирования точку и совместили ее изображение с левым концом горизонтального штриха сетки нитей и, вращая наводящий винт алидады, смотрели, не сходит ли изображение точки с правого конца штриха сетки нитей. Если оно сходит более чем на три штриха, то необходимо выполнить юстировку. Для юстировки снимают колпачок с окулярной части трубы, опускают четыре ее крепежных винта и, вращая окулярную часть, добиваются, чтобы вертикальный штрих сетки нитей совпал с нитью отвеса.

Третья поверка - определение коллимационной ошибки зрительной трубы.

Условие - визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения.

При соблюдении этого условия визирная ось при вращении зрительной трубы вокруг своей оси опишет плоскость, называемую коллимационной. Если это условие не выполнено, то визирная ось отклоняется от перпендикуляра к оси НН и при вращении зрительной трубы будет образовывать две конических поверхности. Угол С между перпендикуляром к оси НН и визирной осью называется коллимационной ошибкой зрительной трубы.

Для выполнения поверки мы привели теодолит в рабочее положение и выбрали удаленную (не менее 50м) точку вблизи горизонта, навели на нее КЛ, тогда вместо отсчета n на лимбе горизонтального круга будет отсчет n. Он меньше отсчета n на величину коллимационной ошибки С (т.к. деления лимба оцифрованы по ходу часовой стрелки). Поэтому

(2)

После этого перевели трубу через зенит и при КП визировали на ту же самую точку. Если бы теодолит не имел коллимационной ошибки, то отсчет по лимбу должен быть равен , но при наличии такой ошибки будет получен- n.Тогда

(3)

Приравнивали значения отсчетов из выражений (2) и (3)

Двойная коллимационная ошибка будет иметь значение

Коллимационную ошибку вычислили по формуле:

где n - отсчет по лимбу горизонтального круга при КЛ;

n - отсчет по лимбу горизонтального круга при КП.

Значение коллимационной ошибки не должно превышать двойной точности теодолита. Если условие не выполнено, то нужно провести юстировку в следующем порядке:

1) вычислить исправленный отсчет по лимбу горизонтального круга по следующим формулам: если при выполнении поверки последним был КЛ, то если последним был КП, то

2) поставить исправленный отсчет наводящим винтом алидады;

3) сетка нитей уйдет с изображения наблюдаемой точки, вернуть ее, вращая пару горизонтальных юстировочных винтов сетки нитей.

Четвертая поверка - поверка неравенства подставок.

Условие - ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита.

В 2-3 метрах от стены здания установили теодолит на штативе и привели его в рабочее положение. На стене выбрали точку под углом к горизонту. Наводим на выбранную точку и наклонили зрительную трубу до уровня горизонта. При этом отметили на стене проекцию отметки так, чтобы ее изображение точно совпало с серединой биссектора сетки нитей. Затем перевели зрительную трубу через зенит и снова навели ее на верхнюю точку уже при другом положении вертикального круга. Наклонив трубу вниз, вновь отметили на стене проекцию точки . Условие было выполнено, так как проекции точки сместились относительно друг друга не более 0,5 ширины биссектора. При среднем значении смещения точки более чем на ширину биссектора рекомендуется устранить его в мастерской.

Пятая поверка - определение и юстировка места нуля вертикального круга будет рассматриваться позже.

Определение коллимационной ошибки теодолита 2Т30

круг	Отсчеты по ГК	С
1	2	3
КП КЛ КП КЛ КП КЛ

Коллимационную ошибку определили Авдеев А., Хайдари Ш., Романов С.

Определение и юстировки места нуля вертикального круга теодолита 2Т30

круг	Отсчеты по ВК	МО
1	2	3
КЛ КП КЛ КП КЛ КП

1.2 Поверка нивелира. Юстировка нивелира

Поверки нивелира 2Н-10КЛ

Нивелир - служит для определения превышений одной точки над другой.

Для того, чтобы начать работу с инструментом мы выполнили поверки нивелира. Целью поверок и юстировок является выявление отступлений от геометрических условий, положенных в основу конструкции прибора. После поверок и юстировок нивелира с цилиндрическим уровнем нами было соблюдено главное геометрическое условие: визирная ось зрительной трубы и ось цилиндрического уровня должны быть параллельны.

Мы выполняли поверки нивелира 2Н-10КЛ в следующем порядке:

Первая поверка

Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

1) Установили круглый уровень по направлению двух подъемных винтов, путем всех трех винтов мы привели пузырек уровня на середину, в нульпункт.

2) Повернули нивелир на 180 и посмотрели, отклонился ли круглый уровень на середине.

Если пузырек ушел с середины, тогда используя подъемные винты, исправляем на половину, вторую половину устанавливаем с помощью исправительных винтов круглого уровня.

В нашем случае пузырек не сошел с середины.

Вторая поверка

Горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира.

Существует несколько способов выполнения этой поверки. Мы выполнили поверку по двум способам.

1 способ

1) Привели нивелир в рабочее положение, т. е. нивелировали, выполняя действия, указанные в начале первой поверки.

2) Навели зрительную трубу на рейку, установленную вертикально в 20-30 м от нивелира (изображение у края поля зрительной трубы)

3) Взяли отсчет по рейке по средней нити сетки. а¹ = 0838

4) наводящим винтом зрительную трубу навели так, чтобы изображение рейки переместилось в другой край поля зрения. Взяли отсчет а² = 0838

а¹ = а² Условие выполнено.

(Поверку выполняли три разных человека, при этом не меняли положение нивелира, высоту инструмента и расстояние от нивелира до рейки. Отсчеты получились одинаковые.)

В противном случае выполняется юстировка сетки нитей. Для этого отвинчиваем и снимаем предохранительный колпачок сетки нитей и ослабляем регулировочные винты, крепящие оправу сетки нитей. Затем оправу поворачиваем до нужного положения (вертикальная нить сетки нитей должна совпасть с нитью отвеса), закрепляем винты и надеваем колпачок.

2 способ

1) Привели нивелир в рабочее положение.

2) На расстоянии 20-30 м установили отвесную линию. Навели на нее нивелир. Если вертикальная нить сетки нитей совпала с отвесной линией, то условие выполнено.

В нашем случае условие выполнено.

В противном случае выполняется юстировка сетки нитей. Для этого отвинчиваем и снимаем предохранительный колпачок сетки нитей и ослабляем регулировочные винты, крепящие оправу сетки нитей. Затем оправу поворачиваем до нужного положения (вертикальная нить сетки нитей должна совпасть с нитью отвеса), закрепляем винты и надеваем колпачок.

Третья поверка. Поверка главного условия нивелира

Визирная ось зрительной трубы должна быть горизонтальной.

Поверка мы выполняли двойным нивелированием способом вперед.

1) На местности выбрали линию длиной 50-70 м, концы которой (А и В) закрепили колышками

2) Установили нивелир в точке А и привели его в рабочее положение, измерили высоту инструмента i, взяли отчет по рейке в точке В

1. i=1130 ч. а=1.128

2. i=1131 а=1.127

3. i=1130 а=1.128

3) Поменяли местами нивелир и рейку. Нивелир привели в рабочее положение, измерили его высоту i, взяли отсчет по рейке .

1. i=1040 ч. =1.037

2. i=1040 =1.038

3. i=1041 =1.038

Вместо правильного отсчета а был взят отсчет а. Вместо правильного отсчета взят отсчет .

Вычислили ошибки x мы по формуле:



1. м

2. м

3. м

Во всех трех случаях х4мм, поэтому условие выполнено.

В противном случае необходимо выполнить юстировку.

1) Вычисляем правильный отсчет как .

2) Вертикальными юстировочными винтами сетки нитей навести среднюю нить сетки нитей на правильный отсчет. Поверку повторить.

Для нивелиров с компенсатором также выполняется проверка правильности работы компенсатора. Диапазон работы компенсатора должен быть не менее .

Чтобы убедиться в правильности работы компенсатора, пузырек круглого уровня приводим в нульпункт. Устанавливаем рейку в направлении одного из подъемных винтов на расстоянии 100 м и снимаем отсчет. Вращая обращенный к рейке подъемный винт против хода часовой стрелки на пол-оборота, нивелир наклоняем и берем отсчет. Вращая подъемный винт на один оборот по ходу часовой стрелки, нивелир наклоняем и берем отсчет. Разность отсчетов не должна превышать 2 мм.

Поверки выполняли три человека:

1. Пузанов Константин

2. Михайленко Феликс

3. Топоев Владимир

Поверки исследования нивелирных реек

1. Поверхность рейки, на которой нанесены деления, должны быть плоскостью, т.е. рейка не должна быть покороблена.

Рейку укладываем на ребро вдоль поверяемой поверхности, натягиваем нитку и оба ее конца прижимаем к рейке. Рейка считается годной, если расстояние между нитью и поверхностью рейки не более 15мм.

2. Поверки разности нанесенных делений на рейке

Поверку производят при помощи специального контрольного метра, а при его отсутствии - стальной, компарированной рулеткой с миллиметровыми делениями. Определяем длину метровых интервалов, а затем дециметровых делений в пределах каждого метра. Ошибка метровых делений допускается не боле 1мм.

3. Определение разности высот нулей пары реек

Исследования выполняем четырьмя приемами. Устанавливливаем нивелир, приводят его в рабочее положение. На расстоянии 20м от него прочно забиваем в землю 4 кола различной длины. Последовательно на каждый кол ставим рейки и берут отсчеты по черной и красной стороне. Из отсчетов по красной стороне вычисляем соответствующие отсчеты по черной стороне и получают значения разностей высот нулей реек.

Если расхождение между полученными результатами в приемах не превышает 4 мм, то за окончательную разность высот нулей среднее арифметическое из всех четырех значений. В противном случае исследование повторяют.

2. Плановое и высотное съемочное обоснование

2.1 Рекогносцировка планового и высотного обоснования

На данном участке нами было создано плановое и съемочное обоснование в виде замкнутого теодолитного хода полигона. Полигон состоит из десяти точек, а так же имеется 10 точка (диагонального хода). Произведено измерение горизонтальных и вертикальных углов теодолитом 2Т30 по замкнутому и диагональному ходу. Горизонтальные углы измерены методом приемов, где при съемке был составлен «Журнал измерения горизонтальных углов между сторонами съемочного обоснования». Результатом измерений и вычислений стала «Ведомость вычисления координат вершин замкнутого теодолитного хода» и «Ведомость вычисления координат вершин диагонального теодолитного хода». Также была проведена теодолитная съемка и составлены абрисы по линиям 9-1 и 9-7. Также был проложен диагональный ход с 10-ой на 2-ю и с 10-ой на 4-ю станции. После составления планового съемочного обоснования было произведено техническое нивелирование всех станций (в том числе 10 станция диагонального хода) методом нивелирования из середины, вычислены превышения между точками и их отметки по формулам:

где - отсчеты по черной стороне задней и передней реек, а - отсчеты по красной стороне задней и передней реек, т.к. расхождения между превышениями были не более 5мм, и вычислены средние превышения , вычислена невязка по формулам:



где - сумма средних превышений из итогового контроля число станций в ходе

Вычислялись отметки точек по формулам:

.

В процессе нивелирования велся «Журнал технического нивелирования». Все невязки получились в пределах допустимого.

2.2 Техническое нивелирование точек съемочного обоснования

Техническое нивелирование мы выполнили с целью получения высот точек съемочного обоснования. Начальные и конечные точки хода привязали к реперам, планово-высотным пунктам или к условным реперам.

Нивелирование пунктов съемочной основы произвели методом из середины. Неравенство расстояний от нивелира до реек не должно превышать 5 метров. Нивелирование на станции произвели следующим образом:

1. Установили нивелир на штативе и привели его в рабочее положение;

2. Совместив концы пузырька контактного уровня, сняли отчеты по рейкам в следующем порядке:

3. Отсчет по рабочей (черной) стороне задней рейки (зч);

4. Отсчет по рабочей стороне передней рейки (пч);

5. Отсчет по контрольной (красной) стороне передней рейки (пк);

6. Отсчет по контрольной стороне задней рейки (зк);

7. Отсчеты взяли с точностью до 1 мм

8. Высота визирного луча над поверхностью земли не должна быть менее 0,2 м.

Результаты измерения занесли в журнал нивелирования. Когда не было возможности измерить превышение между точками хода с одной станции, применяли сложное нивелирование. Между точками хода закрепляли иксовые (х1, х2) точки и нивелировали эту сторону по частям. Нумерация иксовых точек единая по всему нивелирному ходу.

поверка юстировка нивелир теодолитный тахеометрический

3. Теодолитная съемка

3.1 Методы теодолитной съемки

Теодолитной съемкой называется горизонтальная или контурная съемка местности, которая выполняется с помощью теодолита. Теодолитом измеряются горизонтальные углы и углы наклона. Линии измеряются стальной лентой и дальномерами различных конструкций.

По результатам теодолитной съемки может быть составлен план без изображения рельефа. Для получения плана с изображением рельефа необходимо произвести нивелирование поверхности, на которой выполнялась теодолитная съемка. Сочетание теодолитной съемки и нивелирования поверхности целесообразно применять для получения плана строительного участка. Процесс теодолитной съемки складывается из следующих видов работ: проложения теодолитных ходов, привязка их к пунктам геодезической сети, съемка ситуации.

Плановым обоснованием теодолитной съемки служат теодолитные ходы, которые прокладываются в виде замкнутых полигонов и разомкнутых ходов. При съемке населенного пункта или участка для строительства обычно на границе прокладывается замкнутый полигон. Для обеспечения съемки ситуации и для контроля измерений внутри полигона может быть проложен диагональный ход. Разомкнутый теодолитный ход должен быть вытянутым т.е. с углами поворота, по возможности, близким к 1800, и прокладывается как правило, между пунктами триангуляции или полигонометрии.

3.2 Теодолитная съемка участка

Проложение теодолитных ходов начинали с закрепления на местности колышками или деревянными столбами вершин углов поворота. Точки углов поворота теодолитного хода выбрали так, чтобы стороны между соседними точками было удобно измерять, а длины их были не более 350 м и не менее 20 м. Линии измерили дважды, в прямом и обратном направлениях. Углы поворота в теодолитных ходах измерили обычно правые походу лежащие. Измерения выполняли при двух положениях вертикального круга и за окончательный результат принимали среднее из двух измерений, если разница не превышала двойной точности прибора. Углы наклона линий измеряем с помощью вертикального круга теодолита. Результаты угловых и линейных измерений записали в журнал установленной формы.

При теодолитной съемке получили геодезический журнал измерений углов, линий и абрис. Эти документы служат основанием для построения плана. Поэтому обработку результатов полевых измерений начали с проверки правильности всех записей и вычислений, сделанных в журнале, а также вычислений поправок за наклон сторон теодолитного хода. Дальнейшая обработка измерений при теодолитной съемке складывалась из следующих действий: обработка угловых измерений и вычисление дирекционных углов и румбов сторон, вычисленных приращений и координат вершин теодолитного хода, построение плана участка теодолитной съемки.

Съемку местности производят в зависимости от конкретных условий местности одним из следующих методов: прямоугольных координат, полярным, прямых угловых засечек, линейных засечек, обхода, створов.

1. Съемке подлежат здания (со всеми архитектурными выступами более 10 см), входы в помещения, ворота, изгороди, люки смотровых колодцев подземных коммуникаций, фонари уличного освещения, столбы линий связи и ЛЭП, электрические трансформаторы, тротуары, памятники, зеленые насаждения.

2. Съемке не подлежат переносные и временные сооружения, архитектурные выступы зданий, если они менее 10 см.

3. Съемку деревянных заборов делают по их изломам без указания опорных столбов (снимают только каменные и металлические столбы заборов). При съемке каменных заборов указывают их толщину.

4. Детальная съемка производится тремя методами: перпендикуляров, линейных засечек и полярным. При помощи этих методов снимают только основные точки ситуации (углы строений, столбы, поворотные точки заборов и т.д.). Все мелкие детали (крыльцо, архитектурные выступы) наносят на план по результатам обмеров строений, которые показываются в абрисе.

5. В связи с тем, что абрис является документом, по записям и зарисовкам которого на план наносят контуры, аккуратность в записях и полная их определенность имеют важное значение. Абрис составляют без соблюдения масштаба, но все линии на нем нужно проводить при помощи линейки. На абрисе помимо рисунков и цифровых данных должны быть отражены необходимые показатели снятых контуров (материал и этажность строения, характеристика линий связи, деревьев и кустарника и т.д.).

6. При съемке полярным методом используют теодолит и мерную ленту. Теодолит располагают в точке полюса (в точке теодолитного хода). В другой опорной точке для фиксации начального направления устанавливают веху. Лимб теодолита ориентируют по начальному направлению. С этой целью ослабляют закрепительный винт алидады, устанавливают отсчет по горизонтальному кругу, равный 0о00', и закрепляют алидаду, затем ослабляют закрепительный винт лимба и проворачивают зрительную трубу до тех пор, пока она не будет наведена на веху. Точность наведения регулируют наводящим винтом лимба. Зафиксированное направление принимают за начальное и указывают на абрисе.

3.3 Составление плана теодолитной съемки

Съемку полярным методом проводят в таком порядке. При закрепленном лимбе зрительную трубу наводят на снимаемую точку и берут отсчет по горизонтальному кругу. Этот отсчет, равный полярному углу, записывается в журнал или абрис. Расстояния до снимаемых объектов измеряют мерной лентой или рулеткой и также заносят в абрис. Предельная длина полярного расстояния не должна превышать 40 м. Полярное расстояние более 40 м допускается в виде исключения. Если при помощи этого метода снимают углы строений, то при полярных расстояниях более 40 м нужно аналитически вычислить их координаты (по дирекционному углу и расстоянию) и по ним нанести взятые точки на план.

В процессе всех видов съемки обмер строений делали рулеткой по цоколю здания.

При съемке колодцев подземных коммуникаций промеры осуществляли до центра колодца.

При съемке столбов промеры делали до середины столба.

Теодолитная съемка является съемкой ситуационной, при которой горизонтальные углы измеряются теодолитом, а горизонтальные проекции расстояний различными мерными приборами. Превышения между точками местности при этом не определяют, поэтому теодолитная съемка является частным случаем тахеометрической съемки.

4. Тахеометрическая съемка

4.1 Основные требования к тахеометрической съемке

Тахеометрическая съемка является, самым распространенным видом наземных топографических съемок, применяемых при инженерных изысканиях объектов строительства. Высокая производительность тахеометрических съемок обеспечивается тем, что все измерения, необходимые для определения пространственных координат характерных точек местности, выполняются комплексно с использованием одного геодезического прибора - теодолита тахеометра.

Для составления топографических планов участков местности со слабовыраженным рельефом необходима повышенная точность топографической съемки. В таких случаях может быть применен метод геометрического нивелирования, который строят способами:

Способ поперечников к магистральному ходу.

Способ параллельных линий

Способ полигонов

Способ квадратов

4.2 Ведение журнала и абриса тахеометрической съемки

Тахеометрическая съемка используется при создании топографических планов небольших территорий в масштабе 1:500-1:5000, сечением 0,5 м. Тахеометрическая съемка была проведена участке общей площадью 3 га. В ходе съемки были определены плановое и высотное положение точек местности относительно пунктов съемочного обоснования. Были измерены горизонтальные углы методом приемов при ориентировании с одной станции на другую, измерены вертикальные углы и расстояния до измеряемой точки дальномером, где расстояния не превышали 100 метров. Все отсчеты взяты при круге левом. Всего было заснято 118 точек. Работа выполнялась при одной установки рейки, что ускорило выполнение съемки. При измерении вертикального угла теодолит наводился на рейку на отметку ноль. В ходе измерений велись абрисы тахеометрической съемки точек 1-3, 3-5,5-9 и «Журнал тахеометрической съемки».

Вертикальные углы вычислены по формуле:

где

По вычисленным углам наклона и дальномерным расстоянием Д определены превышения h и горизонтальные проложения d по формулам:

Высоты пикетов вычислены по формулам:

Расстояния между пикетами не превышают 20 м, а расстояние от инструмента до пикета не превышает 100 м.

4.3 Методика построения плана тахеометрической съемки

Результатом любой топографической съемки является топографический план снимаемого участка местности, способ создания которого зависит от метода съемки. При тахеометрической съемке план создается камеральным путем на основании результатов полевых измерений полярных координат и отметок снимаемых точек, кроки и абрисов.

Составление топографических планов по результатам тахеометрической съемки выполняли в полевых условиях после обработки журналов и оно включило в себя следующие виды работ:

1. Построение координатной сетки;

2. Нанесение съемочных пунктов и точек тахеометрических ходов по координатам;

3. Накладка реечных точек по данным тахеометрического журнала и кроки.

Построение плана мы начинали с разбивки координатной сетки, которую разбиваем при помощи линейки Дробышева с погрешностью 0,1 мм. Затем по вычисленным координатным пунктам теодолитного хода нанесли эти пункты на план с погрешностью не более 0,2 мм (контроль). Для контроля измерили горизонтальные проложения между пунктами теодолитного хода. Допустимые расхождения с вычисленными значениями не должно превышать 0,2 мм.

После этого при помощи транспортира отложили горизонтальные углы с данной станции на все пикеты и по полученным направлениям отожили горизонтальные проложения на все съемочные пикеты. У каждого пикета подписали его номер, затем при помощи абриса на плане вычертилт ситуацию: изображение, все элементы местности. При этом зависимость пикетов стирали и подписывали их отметки.

Затем при помощи отметок съемочных пикетов провели горизонтали, то есть изобразили рельеф местности. При сложном рельефе могут применяться следующие способы интерполяции:

1. Способ построения вспомогательных профилей;

2. Способ определения следов горизонталей с помощью кальки.

После чего вычертили контрольные измерения выборочно на некоторые пикеты. При этом погрешность элементов на плане не должна превышать 0,2 мм. В случаях необходимости на плане производили соответствующие поправки и только потом план оформили тушью в соответствии с условными знаками.

В результате производства тахеометрической съемки наша бригада создала следующий материал:

1. Оригинал плана;

2. Журнал;

3. Ведомости координат (сгущения съемочной сети);

4. Формуляр;

5. Выкопировка сводок по рамкам;

6. Пояснительная записка.

5. Нивелирование поверхности по квадратам

5.1 Составление плана нивелирования поверхности по квадратам

Нивелирование площади поверхности производят для детального изображения рельефа участка местности, на котором предполагается создание каких - либо инженерных сооружений. В зависимости от характера рельефа и ситуации местности, а также от размеров площади нивелируемой поверхности применяются следующие способы нивелирования:

1. По квадратам;

2. Параллельных линий;

3 Полигонов

4. Полярный.

Нивелирование данной площадки выполнено с четырех станций

Рассмотрим методику камеральной обработки материалов нивелирования площади поверхности по квадратам.

Размер площади 20х20 м, состоящей из шестнадцати квадратов. Нивелирование этой площади выполнено с одной станций методом геометрического нивелирования.

Нивелир устанавливаем в любую точку, расположенную внутри площадки. За точку съемочного обоснования принимается точка с известной абсолютной отметкой. Нивелирование на току съемочного обоснования и вершины квадратов производим с одной станции, методом геометрического нивелирования (отсчеты снимаются только по черной стороне рейки). Отсчеты, произведенные по рейке, записываются на схеме сети квадратов. По полученным результатам вычисляют горизонт инструмента по формуле:

ГИ = Н16 + b16,

Где Н16 - абсолютная отметка точки 16;

b16 - отсчет по рейке в точке 16.

Затем через горизонт инструмента вычисляются абсолютные отметки точек вершин квадратов:

Hi = ГИ - Сi,

Где Hi -абсолютная отметка вершины квадрата;

Сi - отсчет по рейке для соответствующей вершины.

Полученные отметки записываем на схеме сети квадратов к соответствующим вершинам.

Построение сетки квадратов выполняем при помощи теодолита и ленты. Для этой цели по границе участка строим прямоугольник, на сторонах которого закрепляем вершины квадрата через заданные интервалы.

Основной квадрат разбивают на заполняющие со сторонами 20 м. Вершины основного квадрата закрепляют колышками со сторожками, а заполняющие - колышками без сторожков.

По данным нивелирования площади поверхности способом квадратов составляем план площадки в горизонталях в масштабе 1:500 с сечением рельефа через 0,25 м.

Последовательность выполнения заключается в следующем:

1. На листе чертежной бумаги формата А2 в масштабе 1:500 вычерчиваем сетку квадратов со сторонами 20 м, подписываем номера горизонтальных и вертикальных линий и выписываем отсчеты по черной стороне рейке.

2. В масштабе 1:500 составляем план, подписываем вычисленные отметки у вершин квадратов и строим горизонтали поверхности земли с сечением через 0,25 м при помощи палетки или миллиметровки. Каждую четвертую горизонталь утолщаем (0,2 мм) и подписываем в разрыве, основания цифр направлены в сторону понижения рельефа.

5.2 Проектирование горизонтальной и наклонной площадок

Под вертикальной планировкой подразумевается преобразование естественного рельефа при строительстве в горизонтальную или наклонную площадки путем выполнения земляных работ по специальному проекту вертикальной планировки.

Для проектирования горизонтальной площадки вычисляют проектные (красные) отметки по формуле:

где наименьшая из черных отметок вершин, округленная до 1 м,

- сумма условных отметок вершин, принадлежащих только одному квадрату,

- сумма условных отметок вершин, общих для двух смежных квадратов,

- сумма условных отметок вершин, общих для четырех смежных квадратов,

N - число квадратов

Пользуясь величиной Н и значением отметок вершин квадратов Н вычисляем рабочие отметки h по формуле:

h = Н - H

Отрицательная рабочая отметка указывает на насыпь грунта в данной точке, а положительная - на выемку. Рабочие отметки подписываются красной тушью под отметками поверхности земли и с помощью их строят линию нулевых рабочих отметок, называемую линией нулевых работ. Точки нулевых рабочих отметок можно определить графоаналитическим или графическим способами.

Для определения линии нулевых работ (линии пересечения проектной плоскости с топографической поверхностью участка) находят положение точек нулевых работ на тех сторонах квадратов, вершины которых имеют рабочие отметки с противоположным знаком.

Положение точек нулевых работ на сторонах квадратов определяется величиной отметки L по формуле:

или

где и - абсолютные значения рабочих отметок двух соседних вершин квадратов; а - длина стороны квадрата, равная 20 м.

Графоаналитический способ заключается в вычислении расстояний х до точек нулевых рабочих отметок (нулевых работ), а затем в графическом определении на плане по х положения искомой точки на стороне квадрата или его диагонали.

Графический способ состоит в определении положения точки нулевых работ путем графических построений. Получив таким образом ряд нулевых работ, соединяют их плавной пунктирной линией красного цвета, которая будет являться линией нулевых работ. Она разделяет площадку на участки выемки и насыпи. Участок насыпи показывают штриховкой.

После вычисления рабочих отметок и построения линии нулевых работ подсчитываем объемы земляных работ.

Для подсчета объемов земляных работ составляем картограмму земляных работ, на которую выписываем отметки поверхности земли, проектные и рабочие отметки всех вершин квадратов. Положительный знак h рабочей отметки указывает на необходимость выемки грунта в этой точке. А отрицательный знак - на подсыпку. Линия нулевых работ является границей между площадью насыпи и выемки.

В полных квадратах, не пересекаемых линией нулевых работ, объем земляных работ подсчитываем по формуле (для выемки или насыпи):

где объем земляных масс в квадрате, а - сторона квадрата,

рабочие отметки вершин квадрата.

Объем работ в квадратах, пересекаемых линией нулевых работ, вычисляется по формулам:

где объем земляных масс выемки,

объем земляных масс насыпи,

сумма рабочих отметок выемки,

сумма рабочих отметок насыпи.

Вычисление объемов земляных работ оформляем в таблицу, суммируя объемы выемок и насыпи, находим расхождения между ними и относительную погрешность расчета

где V = допустимая погрешность 3%, т.е. V%

6. Изыскание трассы автодороги

6.1 Полевое трассирование трассы автодороги

Трассирование линий - проложение продольной оси линейного сооружения.

Трассой называют ось линейного сооружения.

Основные элементы трассы:

1. План трассы;

2. Профиль трассы.

План трасы - проекция оси линейного сооружения на горизонтальную плоскость.

Профиль трассы - вертикальное сечение местности на проектируемой оси линейного сооружения.

При вычерчивании плана трассы необходимо учесть следующие приемы проектирования:

1. Трасса должна проходить по кротчайшему расстоянию между точками НТ и КТ;

2. Уклоны оси трассы, нарушения ландшафта местности должны быть минимальными;

3. При пересечении рек и железных дорог нужно использовать существующие мосты и железные переезды.

Рассмотрим пример проектирования трассы на примере автодороги.

Проектирование трассы осуществляется в два этапа:

1. Камеральное трассирование: проектирование первоначально выполняют на топографическом плане или карте.

При проектировании трассы должны учитываться следующие требования:

1. Трасса должна проходить между точками начала трассы и конца ее;

2. Должны соблюдаться предельно допустимые уклоны.

В связи с тем, что на местности имеются какие - либо препятствия (инженерные сооружения, природные препятствия) приходится проектировать трассу, обходя ломаную линию. Обычно при камеральном трассировании намечают несколько углов трассы.

2. Полевое трассирование - перенос запроектированной трассы на местность с уточнением ее изменения и закрепление в натуре.

Трасса определяется на местности положением её главных точек:

1) начало и конец кривой (НК и КК)

2) вершин углов поворота (ВУ)

3) середина кривой (СК)

4) точки пересечения с осями сооружений

Эти точки на местности закрепляются знаками. Тип знака зависит от необходимого срока сохранности их на местности. Створные точки закрепляют вехами.

6.2 Разбивка пикетажа. Пикетажный журнал

Перенос трассы с карты на местность производится либо по координатам ее главных точек, либо по данным привязки трассы к предметам местности.

Координаты точек и элементы привязки определяют по карте графическим путем. Поэтому точность переноса на местность главных точек в основном определяется масштабом карты. После перенесения точек трассы на местность, прокладывают теодолитные или полигонометрические ходы, в которые включают все упомянутые точки. В процессе этих работ между углами поворота производят «вешанье» и измерения линий, измеряют горизонтальные углы, разбивают пикетаж с отметками плюсовых точек и поперечников. При разбивке пикетажа линии измеряют мерной лентой (линией) в одном направлении, сверяя значения по нитяному дальномеру. Пикеты закрепляют деревянными кольями. Рядом устанавливают «сторожок» и делают окопку.

Начало трассы обозначают ПК0. Номер следующего пикетажа означает число сотен метров трассы от ее начала. Характерно точке рельефа отмечают плюсовые точки, на которых указывают расстояния до ближайших пикетов, например ПК5+68.

При разбивке пикетов на наклонных участках в измеренные расстояния вводят поправки за наклон.

Разбивка вблизи углов поворота имеет свою специфику. Пикетаж невозможно разбить по кривой. Кривые могут быть постоянного радиуса или с переменным.

По измеренному значению угла и принятому R вычисляют:

1. тангенс (T),

2. длину кривой (К),

3. биссектрису (Б),

4. домер (Д),

НК = ВУ - Т

КК = НК + К

СК = НК + К/2

Контроль: КК = ВУ-Д+Т, СК = КК - К/2

6.3 Составление плана продольного и поперченного профиля трассы

Построение профиля трассы автодороги

Для построения профиля трассы приняли горизонтальный масштаб 1:2000, а вертикальный - 1:200. Построение профиля трассы осуществляли следующим образом:

1. Произвели разграфку профильной сетки;

2. В графе «Расстояния» откложили в масштабе 1:2000 пикеты и плюсовые точки. Если между пикетами нет плюсовых точек, то расстояние 100 м не писали. При наличии плюсовых точек указывали расстояние от пикета до плюсовой точки или между плюсовыми точками. Сумма расстояний между плюсовыми точками всегда должна быть равна 100 м. Необходимость нанесения плюсовых точек определяли по рельефу на плане трассы. Если между соседними пикетами имелись характерные перегибы рельефа местности, то в этих местах намечали плюсовые точки, если же уклон местности был равномерный - то плюсовые точки отсутствовали.

3. Затем мы подписывали номера пикетов под графой «Расстояния» в строке «Пикеты».

4. Над пикетами и плюсовыми точками в графе «Отметки земли» выписали до сотых долей метра отметки пикетов и плюсовых точек, которые определяли по топографическому плану.

5. От верхней линии профильной сетки (линии условного горизонта) в масштабе 1:2000 на перпендикулярах к ней откладывали фактические отметки пикетов и плюсовых точек. Отметку линии условного горизонта выбирали с таким учетом, чтобы точка профиля, имеющая наименьшую отметку отстояла от этой линии на 6 - 8 см.

Точки, полученные в результате построения, соединили между собой прямыми линиями и получили, таким образом, профиль местности. От точек профиля до линии горизонта провели ординаты черным цветом.

Проектирование трассы автодороги

Проектирование трассы автодороги осуществляли в следующем порядке:

1. Заполнили строку «План трассы». Посередине строки провели красным цветом линию - ось трассы и, пользуясь топографическим планом, построили контуры местности. Вместо условных знаков записали название контуров.

2. Заполнили строку «План прямых и кривых». Посередине строки провели красным цветом ось трассы. Начало и конец кривой отметили перпендикулярами, проведенными от линии пикетов до линии развернутого плана трассы. Расстояние между этими линиями = 1,5 см. На перпендикулярах записали расстояния от начала и конца кривой до ближайших пикетов.

3. Нанесли проектную линию красным цветом с учетом соблюдения земляных работ (равенства объема насыпей объему выемки) при минимальном их объеме и соблюдения уклонов на отдельных участках проектной линии, не превышающих допустимых пределов. Проектная линия состоит из нескольких участков с различными уклонами. Начальной проектной отметкой может быть: отметка точки примыкания трассы к существующим или проектным сооружениям, например, существующая автомобильная дорога.

В графе «Проектные уклоны» в местах изменения уклонов провели ординаты, разделяющие один участок проектной линии от другого, на

ПК - 3 +74 и ПК - 5 +50. На каждом участке внутри графы чертой показали условно знак уклона - горизонтальная черта означает нулевой уклон, а проведенные диагонали первых двух участков - отрицательные уклоны.

Над чертой, посередине, написали величину уклона (в целых тысячных долях - промилях), а под ней - расстояние, на котором действует данный уклон.

Уклоны округляли до двух значащих цифр. В графе «Проектные отметки» записали проектные отметки всех пикетов и плюсовых точек.

Сначала вычислили проектную отметку конца участка по формуле:

H n = H n+1 + I a;

Где H n - отметка последующей точки; H n+1 - отметка предыдущей точки;

I - проектный уклон; d - горизонтальное расстояние между точками.

4. Вычислили рабочие отметки (высоты насыпей или глубины выемок) на каждом пикете и плюсовой точке как разность между соответствующими проектными и фактическими отметками.

5. Провели ординаты от точек пересечения проектной линии с линией профиля местности (от точек нулевых работ) до линии условного горизонта и вычислили горизонтальные расстояния от их точек до ближайшего пикета или плюсовой точки.

После округления их до сотой доли метра выписали под линией условного горизонта справа и слева от ординаты (синим цветом). Затем вычислили проектную отметку нулевых работ по формуле:

H N = H ПК - 1 проек. + x I;

Где H ПК - 1 проек. - проектная отметка заднего пикета; х - расстояние от заднего пикета до точки нулевых работ; I -проектный уклон.

Заключение

В процессе прохождения практики членами бригады закреплены теоретические знания. Получены производственные навыки работы с геодезическими приборами. Усвоение основ топографии.

Размещено на Allbest.ru

...