§ 85. ВЫНОС В НАТУРУ ТРАССЫ С ТОЧЕК МАГИСТРАЛЬНОГО ХОДА

Существует два способа выноса трассы в натуру с помощью геодезических приборов: по проектным элементам и от магистрального хода, проложенного по координатам точек вблизи трассы.

Первый способ широко используют когда проект трассы зафиксирован на топопланах, контурных планах или представлен аналитически координатами основных точек трассы на ЦИММ. Его применяют также в бесконтурной местности и в тех случаях, когда трасса размещена на аэроснимках, фотосхемах или фотопланах.

Во втором способе прокладывают магистральный ход и от него откладывают элементы привязки трассы и намечают пункты геодезического управления. При определении положения точек трассы используют способы прямоугольных и полярных координат или прямые и обратные засечки. Значения элементов привязки трассы к ходу или к опознакам часто устанавливают в едином комплексе на ЭВМ.

При трассировании дороги на косогорах точки магистрального хода для перенесения трассы в натуру намечают еще при фотограмметрических работах и построении ЦИММ. Окончательно их выбирают при трассировании по фотопланам или при определении координат и высот таких точек на фотограмметрическом приборе. Затем по координатам главных точек прямолинейных и криволинейных участков трассы устанавливают направление и границы однородных участков и находят координаты вершин углов поворота. Далее вычисляют дирекционные углы и расстояния между вершинами углов, величины углов поворота, элементы и положение главных точек кривых. Вынос трассы осуществляют проложением хода вдоль нее с одновременной отбивкой опознаваемых на стереомодели опознаков и привязкой к ним трассы для контроля. Такой способ последовательной укладки пригоден в любой местности.

В открытой местности может быть использован вынос в натуру вершин углов поворота трассы, положение которых определяют полярным способом от опознаков. Так как ошибки в определении по аэрофотоснимкам угла поворота трассы относительно его проектной величины могут достигать 20', измеряют фактические углы и расстояния между вершинами углов и по ним ведут разбивку кривых.

При аналитическом трассировании данные магистрального хода по перенесению трассы на местность заранее вычисляют на ЭВМ. С высокой эффективностью определяется положение отдельных точек трассы или точек размещения приборов управления строительными машинами при использовании координат двух (прямая засечка) или трех (обратная засечка) точек. Положение определяемой точки рассчитывают по формулам (20) — (23) на микрокалькуляторах. Для перенесения трассы в натуру проложением магистрального хода за рубежом широко

199

используют густую сеть опорных точек, развиваемую в зоне трассирования для планово-высотного обоснования аэрофототопографических работ. Такие работы ведут с маркировкой значительного числа точек полевой привязки аэрофотоснимков. Например, в США и Канаде такие точки располагают друг от друга на расстоянии 0,3 — 1 км, а в некоторых европейских странах даже чаще. Такая густая сеть опознаков позволяет уверенно переносить трассу в натуру. Однако создание такой сети, прокладка вдоль нее теодолитных ходов, привязка к ней точек трассы сильно повышает стоимость проектно-изыскатель- ских работ и намного увеличивает сроки их производства.

§ 86. ТЕХНОЛОГИЯ ВЫНОСА ТРАССЫ В НАТУРУ

Перенесение трассы на местность целесообразно совмещать с геодезическим управлением работой строительных машин. Для этого разрабатывают систему расчетов размещения в натуре геодезических знаков (вех, визирок, призм, отражателей лазерных лучевых линий, вышек установки излучателей лазерных плоскостей) для геодезического управления работой строительных машин. Такие расчеты выполняют при проектировании строительства с выделением каждого однородного проектного участка и перестановкой знаков и приборов по мере продвижения работ. Работу желательно проводить весной, летом и осенью, а закреплять трассу необходимо особыми кольями, вехами-визирками.

После перенесения трассы в натуру определяют на ней все точки сопряжений смежных однородных участков и закрепляют основные поперечники разбивки земляного полотна. В пределах каждого такого однородного проектного участка размещают пункты геодезического управления рабочими органами строительных машин, призмами уклонений, отражателями и другими устройствами.

При выделении однородных проектных участков приводят: характер выделенного участка (насыпь, выемка, полунасыпь-по- лувыемка, полка, полутоннель) с указанием средней и максимальной рабочей отметки комплекса строительных, машин предусмотренного планом организации строительных работ (экскаватор, автомобиль, бульдозер, скреперы, грейдеры

ит. д.), методику геодезического управления работой строительных машин (ручное, полуавтоматическое лазерной плоскостью, автоматическое световым или лазерным копиром, механическим струнным или троссовым копиром на струпцинах

идр.), технику управления работами (из боковых резервов в насыпь, одним или двумя лазерными приборами наклонными плоскостями, из выемки в насыпь одним лазерным прибором с наклонной плоскостью, из выемки в кавальер одним лазерным прибором с наклонной лазерной плоскостью, наклонными плоскостями из точки нулевых работ или параллельными заданными плоскостями из той же точки, расположенной за пределами строительных работ и т. д.).

200

Из перечисленных выше методов наиболее эффективным по точности и производительности труда является метод выноса в натуру трассы по аэрофотосъемочным материалам с опознаванием контуров и вешением створов. Наиболее просто и быстро точки на трассе опознают по контурам, совмещенным с линией ортогонального следа трассы или расположенным вблизи этой линии. Между опознанными точками прямолинейных отрезков производят вешение, а в образовавшиеся углы поворота вписывают запроектированные круговые и клотоидные (переходные) кривые. Для контроля на каждой такой прямой или ее продолжении устанавливают не менее трех точек (одна точка контрольная) и только после вешения линии между ними на каждом участке детально разбивают все криволинейные отрезки трассы. Разбивку пикетажа производят с контролем допустимости смещения опознанных точек. В открытой, хорошо доступной местности при использовании грузового автомобиля трассу данным методом выносят на местность с закреплением ее в натуре. Производительность составляет 10—20 км за смену при контрольных прикопках и зондировках для уточнения грунтов в характерных точках изменения геологических условий. В закрытой местности скорость передвижения примерно в 3—5 раз медленней, при сохранении почти той же точности опознавания — до 0,2—0,3 мм в масштабе аэрофотоснимков теодолитами или дальномерами (засечки, способ прямоугольных координат и др.).

Перенесение проекта трассы в натуру необходимо сочетать с одновременной разбивкой подошв откосов насыпей и выемок земляного полотна известными методами. Закрепление точек разбивки и пунктов управления машинами должно также производиться за пределами строительных работ.

§ 87. ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ РАБОТОЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Перенесение проекта сооружения начинается с определения направления и проложения основных осей или трасс сооружения, выделения отдельных проектных элементов и контуров (границ занятия поверхности земли будущим сооружением). Трасса и оси сооружения закрепляются в конечных точках каждого однородного проектного участка, например, на поперечниках сопряжения различных проектных участков прямых и кривых между собой, в местах изменения проектных уклонов или отдельных проектных элементов сооружения. В таких случаях разбивают поперечники к трассе и за пределами строительных работ устанавливают точки изменения направлений или сопряжений между собой элементов проектной линии.

При подготовке перенесения проекта в натуру, выделяют точки с максимальными и минимальными рабочими отметками земляного полотна, устанавливают интервалы рабочих отметок и намечают места размещения основных пунктов геодезиче-

201

ского управления строительными машинами. В соответствии с указанными точками устанавливают устройства, отражающие лазерный луч или преломляющие его, рассчитывают интервалы установки лазерных плоскостей управления и длины штанг размещения фотоприемников для каждой строительной машины.

Установку створных вех производят для машин, размещающихся вдоль бровок или кромок крайних проектных участков с учетом их смещения в соответствии с расположением глаза 'машиниста и механизма относительно положения бровки или кромки проектного участка. На кривых устанавливают места преломления или отражения лазерного луча в точках соединения смежных хорд в соответствии с расчетом уклонений края рабочего органа от хорды-створа.

Геодезическое управление рабочими органами строительных машин является обязательным при механизированном строительстве. Оно предусматривает установку и перемещение рабочих органов строительных машин при их работе в соответствие с заданным проектным положением. Такое управление может быть ручным, полуавтоматическим и автоматическим.

При ручном управлении на местности с помощью геодезических методов устанавливают ряд знаков и устройств в положение, при котором машинист может непрерывно наблюдать заданное проектное положение рабочего органа машины в течение всего периода ее работы. Механизм в этом случае управляется рабочим при его перемещении с таким расчетом, чтобы рабочий орган постоянно двигался по видимому машинистом заданному направлению при минимальных отклонениях от него в определенных заданных пределах. При полуавтоматическом и автоматическом управлении рабочий либо управляет движением машины, либо контролирует его. Геодезическое управление строительными машинами начинается с выделения однородных проектных участков, выбора средств (визуальная плоскость Геодезического прибора, лазерная горизонтальная (СКП-1) или наклонная плоскость (САУЛ-1), механический или троссовый копир) и методов (секущими, параллельными или вертикальными плоскостями сразу всего комплекса машин или отдельными типами машин).

Ручная система управления может использовать вехи-визир- ки (рис. 84), планоскопы, лазерный луч ЛВ-5М (рис. 85) с фотоприемником или экраном, визирный луч зрительной трубы геодезического прибора. Методика работ зависит от выбора исходной точки. Ею может быть: точка нулевых работ, некоторая точка при секущих плоскостях земляных работ и при параллельных заданных плоскостях.

Полуавтоматические системы (рис. 86) предусматривают лазерное автоматическое управление высотой отвала и визуальное управление движением машины вдоль трассы или оси проектного сооружения по створным вехам, установленным за пределами участка работы строительных машин в створе с

202

Рис. 84. Геодезическая система управ ления строительной машиной

Рис. 85. Лазерный визир ЛВ-5М:

/— коллиматор; 2 —кремальера фокусировки луча;

3 — коллиматорный визир; 4 — контактный уровень; 5 винт установки уклона; б — кабель электропитания; 7—предохранительный кожух коллиматора

Рис. 86. Лазерная система геодезического управления

глазом машиниста. В случае ведения работ перпендикулярно к земляному полотну (при возведении его на косогоре или при устройстве насыпей из притрассовых резервов) створные вехи устанавливают в соответствии с глазом машиниста при подходе механизма перпендикулярно к подошве насыпи, или при движении его по откосу в местах прохождения рабочего органа (отвала) машины перпендикулярно к бровке полотна.

Точки установки лазерного прибора управления строительными машинами определяют еще при проектировании сооружения с привязкой их к комплексу строительных машин. При привязке устанавливают рабочие уровни механизмов, направление их перемещения, колебания между высотами прибора и фотоприемников рабочих органов машин.

Прибор ориентируют по направлению проектной линии, и в соответствии с уклоном устанавливают рабочую плоскость лазерного излучения.

При подготовке к геодезическому управлению размещают в заданных точках вышки для установки лазерного прибора, а на управляемых строительных машинах — фотоприемники на штангах над рабочим органом по заданной высоте и отражатели лазерного луча обычно на высоте проектной плоскости, представленной лазерной плоскостью или параллельной ей.

203

Участки с однородными кривыми фиксируют вешками, окрашенными в контрастный цвет и отстоящими от кромок или бровок на определенном расстоянии, удобном для работы механизма. При полуавтоматизированном управлении создают специальные отражатели, устанавливаемые в местах смыкания смежных хорд, заменяющих положение кривой новыми направлениями хорд.

Передатчик системы САУЛ-1 состоит из лазера ОКГ-13, коллиматора и оптического узла развертки. Лазер и коллиматор представлены маятником с двумя степенями свободы, у которого при наклонах прибора, выходящий из коллиматора луч сохраняет вертикальное положение, а опорная лазерная плоскость не изменяет уклона. Лазерный луч, проходящий снизу вверх и через коллиматор, попадает в оптический узел развертки, в котором поворачивается на необходимый угол наклона. Образующаяся плоскость облучает фотоприемники, установленные на штангах у рабочего органа строительной машины на заданной высоте. Фотоприемники связаны с электрогидрозолотниками строительных машин. С рабочим органом машины они составляют следящую систему. В этой системе один из четырех фотоэлементов, расположенных в фотоприемнике вертикально на заданной высоте, засвечивается лазерной плоскостью, в результате формируется сигнал, поступающий на индикатор. После усиления он попадает на электромагниты золотника, управляющего высотой рабочего органа машины, и в соответствии с ним перемещается рабочий орган машины по высоте.

Одновременно с системой управления гидравлическим перемещением рабочего органа машины через золотник поступает такой же сигнал на панель индикатора, где через его систему сигнальных ламп машинист может судить о положении рабочего органа его машины относительно заданного. Таким образом визуально контролируется система управления машиной. На индикаторе существует переключатель режима работы механизма «грубо-точно». При положении «грубо» работают крайние лампы, при положении «точно» — две средние лампы. По засветке ламп машинист может вручную контролировать или управлять работой строительной машины. При этом он учитывает инертность гидропривода, скорость перемещения рабочего органа машины. У грейдеров и бульдозеров штангу с фотоприемником устанавливают в плоскости режущей кромки ножа-отвала, а при скреперной работе — на передней опоре скрепера, или над кабиной машины.

Разбивку круговых кривых ведут в соответствии с зависимостями

A^/fsinmp;	r„ = 2/?sin2 ^,
где ф = —р — центральный угол	(жр^0/2), а разбивку клотоид-
R

пых кривых — в соответствии с положением их точек

2 04