8.3. Трассирование

Трассированием называется комплекс инженерно - изыскательских работ по проектированию (отысканию) трассы, отвечающей требованиям технических условий и дающей оптимальный экономический эффект.

Способы трассирования:

1. камеральное - проектирование трассы по графическим материалам (по топографическим планам и картам, по фотопланам, по стереомодели местности, по математической модели местности на ЭВМ);

2. полевое - отыскание трассы непосредственно на местности.

Оптимальное положение трассы определяют путём технико-экономического сравнения конкурирующих вариантов.

- 120 -

Камеральное трассирование выполняется, в основном, на стадии проекта.

Основная задача инженерно-геодезических изысканий при проектировании сооружений линейного типа независимо от их назначения сводится к определению положения оси сооружения (трасы) в плане и по высоте.

При камеральном трассировании используют в начале топографические карты масштаба 1:25000 или 1:50000, фотосхемы, а также цифровую модель местности.

Обычно трассу приходится проектировать, обходя различные препятствия – жилые кварталы, ценные земли, болота, обеспечивая мостовой переход в наиболее узком месте реки или оврага, уменьшая уклон дороги и т.п.

Затем на трассе намечают положение пикетов и характерных точек рельефа. Пикет – горизонтальное проложение отрезка линии заданной длины. За пределами населенных пунктов это чаще всего 100 м. В населенных пунктах пикеты могут быть 50, 40, 20 м. Концы отрезков также называют пикетами. Так начало трассы ПК 0, конец первого отрезка, длиной 100 м – ПК 1. Характерные перегибы рельефа или контурные точки, определяющие пересекаемые трассой сооружения, водотоки, границы угодий, линий связи и т.д., называют плюсовыми точками. Для того чтобы не загружать чертеж, разбивку пикетажа по карте производят сокращенно: через два или пять пикетов. Плюсовые точки обозначают по номеру предыдущего пикета и расстоянию от него в метрах, например, ПК 2 + 35,7.

Полевое трассирование

Полевое трассирование ведут на стадии рабочего проектирования для поиска местных улучшений трассы, ее окончательного перенесения и закрепления на местности.

Основой для полевого трассирования служат материалы камерального трассирования. Проект трассы, разработанный в камеральных условиях, выносят в натуру (на местность) по данным привязок основных точек к пунктам геодезической основы.

В зависимости от наличия в этой местности точек геодезической сети и их доступности можно использовать следующие способы привязки трассы к пунктам геодезической основы:

- 121 -

Способ микротриангуляции. Микротриангуляция применяется для определения координат точек начала (конца), углов поворота трассы или промежуточных пикетов (рис. 8.7).

В этом случае достаточно измерить углы β_А, β_В, β_Р. Угловая невязка при этом, не должна превышать ± 1',0.

Пример: Известны координаты пунктов геодезической сети А и В

X_А = + 384,17 м, Y_А = + 1 016,05 м,

X_В = + 454,14 м, Y_В = + 995,70 м;

измерены углы: β_А = 58^º17,7'; β_В = 55º33,6'; β_Р = 66º09,2'.

Рис. 8.7. Определение координат точек способом микротриангуляции:

А, В – пункты геодезической сети, Р – точка, координаты которой необходимо

определить.

Определить координаты () точкиР.

Существует несколько методов решения задачи, рассмотрим два из них.

Метод № 1. Вычисление координат точки Р по формулам прямой геодезической задачи. Решение выполняют в последовательности.

1. По формулам (3.19 - 3.24) находят дирекционный угол длину горизонтального проложения стороны АВ (табл. 8.2).

- 122 -

Таблица 8.2

Решение обратной геодезической задачи

Номера пунктов, точек	XA, м XB, м __________ ΔX, м	YA, м YB, м __________ ΔY, м		, м
A	+ 384,17	+ 1016,05	- 0,29084
B	+ 454,14	+ 995,70	СЗ: 16° 13,0'	72,87
	+ 69,97	- 20,35	343° 47,0'

2. По теореме синусов (8.13) определяют длины сторон AP и BP (табл. 8.3).

, . (8.13)

Таблица 8.3

Определение длин сторон в треугольнике микротриангуляции

Номера, названия вершин	Измеренные углы βi	Поправки	Исправленные углы βi,0	Синусы углов	Длины сторон,
P	66°09,2'	- 0,2'	66°09,0'	0,91 461	72,87
A	58°33,6'	- 0,2'	58°33,4'	0,85 316	67,97
B	55°17,7'	- 0,1'	55°17,6'	0,82 208	65,50
	180°00,5'	- 0,5'	180°00,0'
ω	+ 0,5'

3. По формулам (3.17 и 3.18) решают прямые геодезические задачи (табл. 8.4).

Дирекционные углы линий: опорный пункт - определяемая точка, рассчитывают по формулам:

, . (8.14)

- 123 -

Метод № 2. Вычисление координат точки Р по формулам Юнга (табл. 8.5):

, (8.15)

. (8.16)

Таблица 8.4

Вычисление координат (X_P, Y_P) пункта Р

Пункты, точки	α	D	X1 ΔX X2	Y1 ΔY Y2
А
	343° 47,0'
В			+ 454,14	+ 995,70
	108°29,4'	67,97	- 21,56	+ 64,46
Р			+ 432,58	+ 1 060,16
	Контроль:
B
	163° 47,0'
A			+ 384,17	+ 1 016,05
	42°20,6'	65,50	+ 48,41	+ 44,12
P			+ 432,58	+ 1 060,17
Р	Средние координаты		+ 432,580	+ 1 060,165

Способ полярных координат, где сочетаются угловые и линейные измерения, что позволяет сократить число станций и количество избыточных измерений.

Наличие современных светодальномеров открыли реальные возможности широкого использования в геодезической практике разнообразных схем линейно - угловых засечек.

- 124 -

Таблица 8.5

Вычисление координат пункта Р по формулам Юнга

Пункты 1 2 Р	Углы	(+) (-)		(-) (+)
В	55°17,6'	+ 454,14	0,69 260	+ 995,70
А	58°33,4'	+ 384,17	0,61 144	+ 1 016,05
Р	66°09,0'	+ 432,583	1,30 404	+ 1 060,165

Для определения положения пункта необходимо измерить горизонтальный угол λ на одном из исходных пунктов и расстояния S между определяемым и исходным пунктами (рис. 8.8).

Рис.8.8. Способ полярных координат

В этом случае координаты точки Р определяются по формулам:

- 125 -

, , (8.17)

. (8.18)

Обратная линейно-угловая засечка осуществляется постро-ением следующей схемы (рис. 8.9).

Этот способ применяют, когда есть видимость с определяемого пункта на два исходных и возможность измерения расстояния между определяемым пунктом и одним из исходных. Измерив расстояние d₁ между определяемым и одним из исходных пунктов, а также горизонтальный угол β₁ между направлениями на исходные пункты, вычисляют координаты пункта Р по формулам:

, , (8.19)

. (8.20)

, , (8.21)

Рис. 8.9. Обратная линейно - угловая засечка

- 126 -

Затем на точках трассы, устанавливают вехи и обследуют намеченные направления, в частности переходы через водотоки и овраги, пересечения существующих магистралей и другие сложные места. Иногда приходится несколько смещать провешенную линию и передвигать вершины углов поворота, чтобы удобнее разместить элементы плана и профиля трасы и обеспечить минимальный объем строительных работ.

Окончательно выбранное положение вершин углов поворота закрепляют на местности деревянными или железобетонными столбами и составляют абрис привязки этих точек к местным предметам. После этого по оси трассы прокладывают теодолитный ход, измеряя, правые по ходу углы β₁, β₂ и т.д. и длины сторон S₁, S₂, S₃ и т.д. (см. рис. 8.1). Углы поворота трассы θ определяют как дополнение правого угла до 180º. При повороте линии вправо ; при повороте влево. Углыβ измеряют одним приемом со средней квадратичной погрешностью ±0,5'.

Расстояния между вершинами углов поворота измеряют стальной мерной лентой, рулеткой или дальномерам с предельной относительной погрешностью 1/1000…1/2000. На участках трассы с наклоном более 2º в непосредственно измеренные длины вводят поправки за наклон со знаком минус. По результатам измерений углов и линий и данным плановой привязки трассы к пунктам геодезической основы вычисляют координаты вершин углов поворота. Результаты проложения теодолитного хода, т.е. измеренные углы, расстояния между вершинами заносят в ведомость прямых и кривых (табл. 8.6).

При полевом трассировании разбивают пикетаж трассы. Начальная точка трассы служит нулевым пикетом. Ее фиксируют как все пикеты и плюсовые точки, с помощью кола диаметром 30 мм, длиной 150 мм, который забивают почти вровень с землей. Рядом с колом на расстоянии 200 мм по направлению хода забивают сторожок – кол длиной 300-500 мм. На сторожке пишут номер пикета, так чтобы надпись была обращена назад по ходу к точке пикета. Пикет окапывают канавкой.

- 127 -

Таблица 8.6

Ведомость прямых и кривых по трассе автодороги от ПКО до ПК 12+13,02

Номера углов

У г л ы

Расстояния

Элементы закруглений

Пикетажное положение

Номера углов

Горизонтальн. углы (правые) β

Поворотные углы трассы

Дирекционные углы α

Румбы r

Между вершинами S

Прямая вставка Р

Радиус R

Тангенс Т

Кривая К

Домер Д

Биссектриса Б

Начал кривых НК

Концов кривых КК

Вершин

θП

θЛ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Реп. 57 ВУ.1 ВУ.2 ВУ.3 ВУ.4 КТ

189º24' 158º46' 175º58' 203º22'

21º14' 4º02'

9º24' 23º22'

207º20' 197º56' 219º10' 223º12' 199º50'

ЮЗ:27º20' ЮЗ:17º56' ЮЗ:39º10' ЮЗ:43º12' ЮЗ:19º50'

282,78 256,18 180,00 232,96 264,43

233,54 150,62 113,21 181,04 223,07

600 300 300 200

49,33 56,23 10,56 41,36

97,76 111,18 21,12 81,57

0,90 1,28 0,00 1,15

2,02 5,22 0,19 4,23

2+33,45 4+81,83 7+06,22 9+08,38

3+31,21 5+93,01 7+27,34 9+89,95

ПКО 2+82,78 5+38,06 7+16,78 9+49,74 12+13,02

Реп. 57 ВУ.1 ВУ.2 ВУ.3 ВУ.4 КТ

Контрольные вычисления

25º16' -32º46' 352°30'

32º46'

352º30'

1216,35 -3,33 1213,02

901,39 311,64 1213,03

314,96 - 311,64 3,32

311,64

3,33

Обозначения

Σθп-Σθл

Σθл

αк - αн

ΣS-ΣД

ΣР+ΣК

Σ2Т-ΣК

ΣК

ΣД

Для разбивки пикетажа каждую линию трассы провешивают с помощью теодолита. Разбивку пикетажа ведут с применением стальной ленты или рулетки. Пикеты разбивают через 100 м. Для более детального отражения местности дополнительно фиксируют плюсовые точки.

Для того чтобы избежать измерений углов наклона и введения поправок из-за наклона на наклонных участках ведут разбивку пикетажа, укладывая ленту горизонтально и проектируя отвесом на землю приподнятый конец мерного прибора.

Разбивку пикетов от вершины угла к концу кривой начинают с отложения от вершины угла ВУ домера Д, от конца домера откладывают расстояние недостающее до ближайшего целого пикета. Например, от ПК9 до вершины угла 50,45 м, домер из таблицы Д = 1,15 м. От вершины углы откладывают 1,15 м, затем до ПК-10 откладывают 100-50,45 = 49,55 м.

Далее обычным путем разбивают пикеты до следующего угла поворота и т.д.

Для характеристики поперечного уклона местности разбивают поперечные профили в обе стороны от трассы на 15…30 м и более в зависимости от характера склона и типа дороги. Поперечные профили (поперечники) разбивают перпендикулярно трассе при помощи теодолита или экера, ленты или рулетки.

Их назначают на таком расстоянии один от другого, чтобы местность между ними имела однообразный поперечный уклон.

В процессе разбивки пикетажа ведут журнал, в котором показывают все основные элементы трассы, пункты геодезической основы, ситуацию, отдельные элементы рельефа в полосе шириной по 50…100 м с каждой стороны от оси будущей дороги. Все данные в последующем помещают в соответствующих графах продольного профиля.

Пикетажный журнал (рис. 8.10) состоит из сшитых листов клетчатой бумаги. Ось трассы показывают в виде прямой линии расположенной по середине страницы. На прямую линию в масштабе (обычно одна клетка равна 10 или 20 м) наносят все пикетные и плюсовые точки, углы поворота, поперечные профили и т.д. Запись в журнале ведут снизу вверх, чтобы правая и левая стороны страницы соответствовали правой и левый сторонам трассы по ходу пикетажа. Углы поворота обозначают стрелками, показывающими, в какую сторону поворачивает трасса.

- 129 -

Около углов поворота выписывают принятые (рассчитанные) основные элементы кривых; угол поворота трассы с указанием правый или левый, радиус, тангенс, кривую, биссектрису, домер. Здесь же указывают пикетажные значения начала и конца кривой.

Рис. 8.10. Пикетажный журнал

- 130 -

При использовании современных приборов (электронных тахеометров, светодальномеров) применяют беспикетный способ полевого трассирования, при котором на местности разбивают не каждый стометровый пикет, а только точки расположенные на характерных формах рельефа и важных для проектирования элементах. Ситуации на планах и продольных профилях пикеты наносят камерально, их отметки определяют интерполированием между ближайшими плюсовыми точками.