УДК 528. 4 (07)
М.А. Контрольные расчетно-графические задания по инженерной геодезии: Учебное пособий- Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 1998. -41с.
Учебное пособие является руководством для выполнения четырех контрольных расчетно-графических заданий, предусмотренных учебной программой курса. К каждому заданию приведены исходные данные и результаты геодезических измерений, полученные при полевых работах.
Подробно описаны последовательность обработки полевых материалов, вычисления и выполнение графических работ. Приведены необходимые формулы и таблицы.
Даны образцы оформления работ.
Ил. 5, табл. 4, список лит. - 6 назв., приложений 9, вкладка 1.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Задание 1. Построение естественного рельефа на плане строительной площадки с помощью горизонта лей 4
Задание 2. Составление и вычерчивание плана строительной -площадки по данным теодолитной съемки .. 8
Задание 3. Составление продольного профиля трассы с
проектированием на нем оси автодороги 17
Задание 4. Составление разбивочного чертежа для выноса
основных осей жилого дома 27
Одобрено учебнониетодичесюй строительного факультета
«эмиссией Архитектурно-
Реценэенты: Рассказова Н.С., Миркин В.А.
15ВЫ 5-696-01273-6
Издательство ЮурГУ.1998.
Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации
Южно-Уральский государственный университет Кафедра градостроительства
528.4 (07) . К651
КОНТРОЛЬНЫЕ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ
Учебное пособие
Челябинск
Издательство ЮУрГУ 1998
Выполнение каждого задания рекомендуется начинать после изучения соответствующего раздела по учебнику (1).
ЖУРНАЛ НИВЕЛИРОВАНИЯ
Таблица 1
Задание № 1
ПОСТРОЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО РЕЛЬЕФА НА ПЛАНЕ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ С ПОМОЩЬЮ ГОРИЗОНТАЛЕЙ
Содержание задания
Для детальной съемки рельефа на территории строительной площадки разбита сетка квадратов со сторонами 20 м. Рельеф снят методом нивелирования вершин квадратов с передачей на них высотной отметки с исходного репера. Результаты нивелирования занесены в полевой журнал, образец которого приведен в табл.1. В полевом журнале вычислены высотные отметки всех пронивелированных точек.
По данным полевых измерений необходимо выполнить следующие камеральные работы:
Изучить полевой журнал нивелирования строительной площадки.
Вычертить план площадки на листе формата А4 в масштабе 1:1000 в,
последовательности:
а) нанести сетку квадратов, обозначить вершины квадратов точками,
около каждой выписать ее высотную отметку из полевого журнала;
б) по отметкам точек провести методом интерполирования все горизон-
тали с высотой сечения 0,5 м;
в) оформить изображение рельефа, выполнить план в карандаше.
Методические указания
1. Полевой журнал представляет собой запись результатов геометрического нивелирования вершин квадратов, которые пронумерованы по порядку, начиная с северо-западного (левого верхнего) края площадки. Геометрическое нивелирование выполняется с помощью нивелира, при этом в каждую точку ставилась нивелирная рейка по ней взят отсчет. Отсчеты записаны в графу 5 табл.1, а в графу 3 записан отсчет на репер (исходную точку, отметка которой известна). Отметки точек вычислены через горизонт прибора (К)) по формулам:
НJ = Нрп – арп: Нi = НJ - аi, (1.1)
где Нрп- исходная отметка репера;
арп - отсчет на репере;
аi — отсчет на точке с номером i;
Нi— отметка точки i.
Отметки записаны в графу 9 табл.1.
4
№ стан ций |
№ ниве ли руе мых точек |
Отсчеты по рейке, мм |
Пре вышения. мм |
Сред, превышение, мм |
Гори зонт инст румента м |
Абсо лютные отмет ки, м |
№ ниве лируемых точек | ||
зад ние |
передние |
проме жуточ ные | |||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
0390 |
|
|
|
|
|
|
|
Рп29 |
0392 |
0391 |
|
|
|
76.135 |
75,744 |
Рп29 | |
1 |
|
|
0418 |
|
|
|
75,771 |
1 | |
2 |
|
|
0125 |
|
|
|
75,478 |
2 | |
3 |
|
|
0199 |
|
|
|
75,552 |
3 | |
4 |
|
|
0814 |
|
|
|
76,167 |
4 | |
- |
|
|
|
|
|
|
- |
| |
- |
|
|
|
|
|
|
- |
| |
- |
|
|
|
|
|
|
- |
| |
10 |
|
|
0208 |
|
|
|
75,561 |
10 | |
11 |
|
|
0619 |
|
|
|
75,972 |
11 | |
12 |
|
|
1238 |
|
|
|
76,591 |
12 | |
13 |
|
|
1809 |
|
|
|
77,162 |
13 | |
- |
|
|
- |
|
|
|
- |
- | |
- |
|
|
|
|
|
|
- |
- | |
- |
|
|
- |
|
|
|
- |
- | |
- |
|
|
- |
|
|
|
- |
- | |
30 |
|
|
2968 |
|
|
|
78,321 |
30 | |
31 |
|
|
2819 |
|
|
|
78,172 |
31 | |
32 |
|
|
2270 |
|
|
|
77,623 |
32 | |
- |
|
|
- |
|
|
|
- |
- | |
- |
|
|
- |
|
|
|
- |
- | |
- |
|
|
- |
|
|
|
- |
- | |
40 |
|
|
1818 |
|
|
|
77,171 |
40 | |
41 |
|
|
2078 |
|
|
|
77,431 |
41 | |
42 |
|
|
2589 |
|
|
|
77,942 |
42 | |
43 |
|
|
2998 |
|
|
|
78,351 |
43 | |
- |
|
|
- |
|
|
|
- |
- | |
- |
|
|
- |
|
|
|
_ |
- | |
- |
|
|
- |
|
|
|
_ |
_ | |
62 |
|
|
1419 |
|
|
|
76, 772 |
62 | |
63 |
|
|
0970 |
|
|
|
76,323 |
63 | |
64 |
|
|
0670 |
|
|
|
76,023 |
64 | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По отметкам следует провести горизонтали с высотой сечения рельефа 0,5 м. Для этого интерполированием находят положение каждой горизонтали, имеющей отметку кратную 0,5 м. Интерполирование рекомендуется проводить графическим способом с помощью полоски миллиметровой бумаги (рис.1), на которой имеется ряд параллельных линий, равно отстоящих друг от друга. Каждой линии приписывается отметка горизонтали, кратная 0,5 м. На рис.1, показано определение горизонтали 76,0м на участке между точками А (75.55) и В (76.17). Положение горизонтали с отметкой 76,00 обозначено точкой С.
Рис.1
Горизонтали на плане проводят, соединяя плавными линиями найденные интерполированием точки с одинаковыми отметками. В местах пересечения надписей и отметок горизонтали прерываются. Горизонтали, кратные 2,0м утолщают и подписывают их отметки в разрывах горизонталей в местах их наименьшей кривизны, причем верх цифры направляют в сторону повышения рельефа. Для обеспечения свободного чтения рельефа могут быть подписаны отметки и некоторых других горизонталей. В данном задании достаточно подписать 2.. .4 горизонтали.
По направлениям характерных линий (возвышенности, котловины, водоразделы, тальвеги) горизонтали необходимо дополнить бергштрихами, которые показывают направление ската.
Вычертить план карандашом. Горизонтали показать тонкими, четкими линиями (толщина основной горизонтали 0,15 мм, утолщенной - 0,25 мм). Рамку и зарамочное оформление выполнить в соответствии с образцом (сис.2) '
6
ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Архитектурно-строительный факультет
1:1000
в 1 сантиметре 10 метров
сплошные горизонтали проведены через 0,5 метра Проверил преподаватель: Выполнил ст. гр. АС-178 Сидоров А.Б. Петров А.В.
Рис.2
7
СОСТАВЛЕНИЕ И ВЬЧЕРЧИВАНИЕ ПЛАНА СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ ПО ДАННЫМ ТЕОДОЛИТНОЙ СЪЕМКИ
Содержание задания
Для составления плана строительной площадки выполнены следующие работы:
Проложен замкнутый теодолитный ход, включающий пять вершин Углы поворота хода измерены теодолитом ТЗО, а длины сторон - штриховой мерной лентой. Данные измерений (средние значения углов β и горизонтальные проложения d) приведены на схеме (рис.3).
Засняты предметы и контуры местности с точек теодолитного хода. Результаты съемки показаны на абрисах (приложение 2).
По данным полевых измерений необходимо выполнить следующие камеральные работы:
а) вычислить координаты точек теодолитного хода;
б) составить и вычертить в карандаше в М 1:1000 план строительной площадки.
Методические указания
1. Вычисление координат точек теодолитного хода
Цель вычислений: определить прямоугольные координаты X и Y всех точек теодолитного хода для последующего нанесения на план. Вначале необходимо выписать в Ведомость координат исходные данные: дирекционный угол стороны 1-2 (Т1-2) и координаты точки 1 теодолитного хода (Х1, Y1). Образец заполнения ведомости представлен в таблице 3.
1.1. Вычисление угловой невязки и ее распределение
Угловая невязка замкнутого теодолитного хода вычисляется по формуле
fβ = Σβизм - Σβт,
где Σβизм- сумма смеренных внутренних углов хода;
(2.1)
Рис. 3. Схема теодолитного хода
Σβт- теоретическая сумма тех же углов.
Σβт=1800х(n-2), где n - число углов хода). Угловая невязка характеризует накопление ошибок при измерении углов
теодолитом. Она не должна превышать допустимую невязку доп.fβ. Для теодолитного хода доп. . Если выполнено условие , то невязку fβ надо распределить с обратным знаком во все углы β поровну. Для этого вычисляются поправки , которые следует округлить до 0,1'. Сумма поправок должна равняться невязкеfβ с обратным знаком. После этого вычисляют исправленные углы по формуле
βnисп = βn + vβ.
Для контроля нужно подсчитать сумму исправленных углов. Она должна равняться теоретической сумме углов, что является контролем правильного введения поправок в измеренные углы.
1.2. Вычисление дирекционных углов сторон теодолитного хода
По дирекционному углу первой стороны (Т^з) и исправленным углам хода последовательно вычислить дирекционные углы остальных сторон по формуле
(2.2)
где Тп, Тn-1 - дирекционные углы последующей и предыдущей сторон хода;
βnисп - правый по ходу горизонтальный угол между сторонами n-1 и n .
Так, дирекционный угол стороны 2-3 (табл.3):
Т2-3 = Т1-2 + 180°- β2исп = 197°09,6’ +180° - 103036,0’= 273°33,6'.
Для контроля вычисляют дирекционный угол стороны 1-2 по дирекционному углу стороны 5-1 и углу β1исп при точке 1.
1.3. Вычисление приращений координат Используют формулы прямой геодезической задачи:
(2.3)
где d - горизонтальное приложение, Т- дирекционный угол.
минуты переводят в доли градуса, для чего число минут в дирекционном угле Т надо разделить на 60 и прибавить к целому числу градусов этого угла. Приращения Δх и Δу вычисляют для всех сторон и выписывают в координатную ведомость с точностью 0,01 м и со своим знаком.
При отсутствии калькулятора тригонометрические функции выбирают из пятизначных таблиц [4]. Для этого вычисляют предварительно румбы (г) дирекционных углов, а затем приращения по формулам:
(2.4)
Знаки Δх и Δу расставляют по четвертям дирекционного угла Т. Перевод дирекционных углов в румбы выполняется по формулам, приведенным в таблице 2.
Таблица 2
Наименование четверти |
Пределы изменения дирекционных углов |
Значение румба |
Знаки приращений координат | |
Δх |
Δу | |||
I-СВ |
0°...90° |
r=Т |
+ |
+ |
II -ЮВ |
90°...180° |
r=180°-Т |
- |
+ |
III - ЮЗ |
180°... 270° |
r=Т-180° |
- |
- |
IV- СЗ |
270°...360° |
r=360°-Т |
+ |
- |
Например, дирекционным углам 197°09,6' и 273°33,6° соответствуют румбы ЮЗ: 17° 09,6' и СЗ: 86°26,4'.
1.4. Определение линейных невязок и уравнивание приращений координат
Невязки приращений координат находят по формулам для замкнутого теодолитного хода:
Вычисления рекомендуется проводить на микрокалькуляторе, имеющем тригонометрические функции. При этом следует помнить, что углы Т даны в градусах и минутах. На калькуляторе тумблер «градус-радиан» следует переключить на «градуc» ,[DGR]. В зависимости от типа калькулятора угол вводится в градусах и минутах или только в градусах. В последнем случае
10
(2.5)
Абсолютную линейную невязку вычисляют по формуле
(2.6)
VΔx=-(fΔxxd/L)=-(0,10x1,0/4.9) = -0,02 м
VΔy=-(fΔyxd/L)=-(0.05x1.0/4.9) = -0,01 м.
Поправки имеют знак, обратный знаку невязки, я их сумма должна равняться величине невязки. После введения поправок для контроль необходимо найти алгебраические суммы исправленных приращений, которые должны равняться нулю. В данном примере (табл.3), длины сторон пои-мерно равны между собой, поэтому поправки для всех Δх (Δу) тоже примерно совпадают, (графы 14 и 16 табл.3).
Исправленные прирашения координат вычисляют по формулам:
Δxjисп=Δxi+VΔxi Δyjисп=Δyi+VΔYi ( 2.7)
1 .5. Вычисление координат точек теодолитного хода
Пользуясь исправленными приращениями координат, вычисляют координаты всех точек хода по формулам:
Xi+1= xi + Δi,i+1; yi+1 = yi + Δyi,i+1. (2.8)
Вычисления начинают от исходных координат точки 1.
Для примера из табл.3:
Х2= x1 + Δх1-2= +544,22 - 102,35 = +441,87. м;
Y2= у, + Δу1.2= +707,48 - 31,62 = +675,86 м.
Контролем вычислений служит получение исходных координат точки 1 от координат точки 5 по приращениям Δх5,1 и Δу5,1 линии 5—1.
2. Составление и вычерчивание плана
Графические построения выполняют на листе ватмана формата АЗ или А4 в следующей последовательности. ,
21. Построение координатной сетки
Координатная сетка - сетка квадратов со стороной 10 см ( в масштабе 1:1000 сторона сетки соответствует 100 м на местности).
Графа 5 . Дирекц угол = 1 85град 00 мин графа 14,15 - х = 710, 000 ; у = 610, 000
Графы 1, 2, 4, 7 – одинаковы для всех студентов
длиной 15 см). Проводя через полученные точки линии получают прямоугольник АВСО. На листе формата АЗ от двух сторон прямоугольника следует построить координатную сетку через 10,00 см. На формате А4 для того, чтобы теодолитный ход разместился в средней части чертежа, стороны АВ и АО этого прямоугольника делж пополам, получают точки а и Ь. С точностью до 1 м вычисляют координаты, соответствующие этим точкам по формулам:
xа = (xmax+xmin)/2; yb = (ymax+ymin)/2, (2.9)
где xmax и ymax, xmin и ymin - наибольшие и наименьшие значения координат точек хода, округленные до 1 м.
По данным таблицы 3 получим: xa= 521 м; уb = 634м. Вычисляют расстояния Δx’ и Δy’ от точек а и Ь до ближайшей южной и западной координатной линий, кратных 100м:
Δx’=521-500 = 21м,
Δy’ = 634-600 = 34м.
В масштабе плана откладывают расстояние Δx’ от а к югу (рис.4), а -от точки Δy’ к западу, накалывают точки с и d, через которые пройдут искомые координатные линии (500 по x и 600 по у).
Для точного построения этих координатных линий от точки D по стороне DC исходного прямоугольника откладывают отрезок Ас и накалывают точку с’. Через точки с и с’ проводят горизонтальную координатную линию, абсцисса которой в нашем случае равна 500м. Аналогично получают точку d, откладывая отрезок Аd от точки В вдоль стороны ВС. Через d и d’ проводят вертикальную координатную линию, ордината которой равна 600 м.
От точки с и с’, и d и d’ с помощью измерителя и масштабной линейки откладывают отрезки по 10 см и с точностью до 0,1 мм получают положение остальных координатных линий (на рис.4 показаны сплошными линиями). Для контроля измеряют диагонали полученных квадратов и прямоугольников. Расхождение двух диагоналей в каждой фигуре (например, АР и сd, рис.4) не должно превышать 0,2 мм. Углы всех фигур координатной сетки накалывают. Координаты, соответствующие линиям сетки по осям x и у подписывают. В масштабе 1:1000 оцифровка сетки будет кратна 100м.
Рис.4. Построение координатной сетки
14
15
2.2 Нанесение точек теодолитного хода
»
Нанесение точек теодолитного хода выполняют с помощью измерителя и масштабной линейки. Сначала определяют квадрат или прямоугольник координатной сетки, в котором будет находится данная точка хода. Затем на сторонах этого квадрата откладывают отрезки Δxi и Δyi равные разностям координат, координат точки и ближайших координатных линий. Например, точка 1, имеющая координаты x1=544,22м и y1=707,48м, располагается в прямоугольнике rnnkc’ (рис.4). Отрезок Δx1=544,22-500=44,22м откладывают дважды: от точки m по линии mn и от точки с' по линии c’k.
Полученные точки i и f соединяют прямой, на которой от точки i откладывают отрезок Δу=707,48-700=7,48м и накалывают точку 1. Накол обводят окружностью (Ø=1,5мм). Получив на плане две точки хода, проверяют правильность их нанесения. Для этого измерителем по масштабной линейке берут отрезок, равный длине этой линии из ведомости координат (табл.3), и сравнивают его с расстоянием между точками на плане. Расхождение не должно превышать 0,3 мм. При больших расхождениях проверяют правильность нанесения точек на план. Нанесенные точки оформляют в соответствии с условными знаками.
2.3. Нанесение на план контуров местности и вычерчивание плана.
Для построения на плане контуров местности используют полевые измерения и чертежи, занесенные в специальный журнал-абрис (приложение 2). Контуры местности наносят на план в соответствии со способами съемки, используют линейку и топографический транспортир. Расстояние откладывают в масштабе. Ситуация изображается на плане условными знаками. Рамка плана вычерчивается так, чтобы участок съемки разместился по середине листа плана. Рамка и зарамочные надписи должны быть выполнены в соответствии с приложением 4. К вычерчиванию и оформлению плана приступают после того, как составление его проверено преподавателем. План вычерчивают тонкими линиями в соответствии с действующими таблицами условных знаков (приложение 1).
Задание № 3
СОСТАВЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ТРАССЫ С ПРОЕКТИРОВАНИЕМ НА НЕМ ОСИ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
Содержание задания
Задача инженерно-геодезических изысканий при проектировании сооружений линейного вида сводится к определению на местности положения оси сооружения (трассы) в плане и по высоте. На местности закрепляют точки начала и конца трассы и углы поворота. По оси проектируемой дороги прокладывают теодолитный ход, измеряют длины линий углы поворота. По этим измерениям производят расчет круговых кривых, которые необходимо вписать в углы поворота, их элементов, начала и конца кривых и составляется схема разбивки пикетов (через 100 м) трассы. По трассе (после разбивки пикетов, плюсовых точек на перегибах рельефа, точек круговых кривых, поперечников) производится нивелирование всех закрепленных точек трассы с записью результатов в журнал технического нивелирования. а также съемка ситуации в пределах 40-метровой полосы (по 20 м по обе стороны от оси трассы с отображением результатов в пикетажном журнале (абрисе), рис.5.
По данным полевых измерений и индивидуальных исходных данных провести следующие камеральные работы:
а) выполнить расчет элементов для разбивки круговой кривой, вычислить пикетажное положение начала и конца кривой;
б) произвести обработку журнала технического нивелирования (табл.4);
в) составить продольный и поперечный профили трассы;
г) нанести на продольный профиль проектные данные - ось проектируемой дороги.
Исходные данные (индивидуальный вариант задания): HРп.нач, HРп.кон, α1, φ- выдаются преподавателем. Например:
HРп.нач = HPп15 = 41,873м; HРп.кон = HРп47 = 53,038м; α1 = 75°17,3’; φ = 49°30’.
Методические указания
3.1 . Расчеты для разбивки кривой.
В углах поворота трассы автодороги разбивают кривые, находят начало (НК) и конец (КК) кривой. Для этого из своего варианта задания выписать исходные данные для расчета кривой: значения угла поворота φ и радиуса закругления R. По этим данным вычислить по формулам элементы кривой:
16
17
T=R· tg(φ/2); K=πRφ/180°; Б=R(sec(φ/2)-1); Д=2T-K, (3.1)
где Т - тангенс кривой (см. приложение 5); К - длина кривой; Б- длина биссектрисы кривой; Д - домер. Значения элементов кривой можно выбрать из таблиц [2]. При этом все значения элементов кривой округлить до сантиметров. Для контроля определения элементов кривой сравнить значения домера Д, полученные из таблиц и по формуле Д=2Т- К. Расхождение между ними может быть в пределах 1...2 см за счет округлений элементов кривой.
Так, из пикетажного абриса (рис.:5) выписать исходные данные для расчета кривой: φ=49°30' и R=100 м. Из таблиц Митина Н.А. |2] выписываем элементы кривой для R=1 м и вычисляем:
Т = 0,46101x100 = 46,10м; Б = 0,10115x100 = 10.12 м; К=0,86394x100 = 86,39 м; Д = 0,05808x100 = 5,81 м. Контроль: Д = 2Т-К =9 2,20-86,39 = 5.81м.
Из пикетажного абриса выписываем пикетажное положение вершины угла и рассчитываем пикетажное положение начала и конца кривой по схеме: ВУ1 ПК2 + 69,00 Контроль: ВУ1 ПК2 + 69,00
+
Т 46,10 Т 46,10
НК ПК2 + 22,90 Σ ПК3 + 15,10
+ -
К 86,39 Д 5,81
КК ПК3 + 09,29 КК ПК3 + 09,29
Оформление этого расчета выполнить в соответствии с приложением 4.
Значения превышений пч и iv если расхождение между ними не превышает ±5 мм, записать в графу 6 против передних отсчетов. Из двух превышений на каждой станции найти среднее ( с округлением его до 1 мм) и записать в графу 7 против второго превышения (+2446). 2. На каждой странице журнала производится постраничный контроль, который проверяет правильность вычислений по формуле: Еа-!;Ь=2;г1; 0,5Ег1=ЕПср.
Вычисляется высотная невязка в нивелиром ходе по формуле
fh = Σh – (HРп кон. – HРп нач.)
где HРп кон - отметка конечного репера,
HРп нач.- отметка начального репера. Вычисляют допустимое значение невязки по формуле
(3.3)
доп fh = ±50мм √L(км),
где L - длина хода между начальным и конечным репером, выраженная в км. (Например, 7 пикетов равны 0,7 км плюс расстояния до реперов 0,08+0,04 км. Поэтому L = 0,82 км). Сравнивают полученную невязку с допустимой. Все расчеты записывают на последней странице журнала нивелирования в виде:
Σ(Σhср) = +11180мм
(HРп47 – HРп15)=+11165мм fh = +15 мм ,
допfh = ±45 мм.
В примере (табл.4) | fh |<|доп fh |, поэтому невязка распределена с обратным знаком примерно поровну по всем средним превышениям:
δh = - fh / n = -15 / 7 ≈ 2мм, (3.4)
где δh - поправки в средние превышения;
n -число стоянок нивелира.
δh округляют до целых мм и выписывают над средними превышениями (графа 7 табл.4).
4. Отметки связующих точек вычисляют через превышения последовательно по всем станциям, начиная от отметки начального репера, по формуле
18
Таблица 4 Журнал технического нивелирования трассы
Hk+1 = Hk + (hср+δh), (3.5)
где Hk+1 - отметка последующей связующей точки;
Hk - отметка предыдущей связующей точки
(hср+δh) - исправленное (с поправкой) превышение.
Например, Нпко = Нрn15 + hиспр = 41,873+2,446 - 0,002 = 44.317м
Контролем вычисления отметок всех связующих точек является совпадение на последней станции вычисленной отметки конечного репера с его заданной отметкой:
Вычисленные отметки записывают в графу 9 напротив соответствующей точки.
5. Отметки промежуточных точек вычисляют через горизонт прибора по форму
НJ = Hk + ak; Hc = HJ - c (3 . 6)
где НJ - горизонт прибора;
Hk - отметка к-ой связующей точки;
ak - отсчет по черной стороне рейки на этой точке;
Hc - отметка определяемой промежуточной точки;
с - отсчет по черной стороне рейки на этой промежуточной точке.
Для второй станции находим HJ=44,317+1,447=45,764; Hпк1=45,764-1,703=44,061.
Значение горизонта прибора записывают в графу 8 против номера связующей точки; а отметки - в графу 9 против наименований соответствующих промежуточных точек.
Убедиться в правильности определения отметок можно, определив отметку точки через превышение относительно связующей точки. Для этого пользуются методикой, изложенной выше при определении отметок связующих точек. При этом необходимо помнить, что поскольку отсчет на промежуточной точке берется по черной стороне рейки, то и превышение нужно определять между отсчетом по основной, черной, стороне рейки на связующей точке (он всегда меньше 3000мм).
Hi = Hk + h , (3.7)
где Hi - отметка текущей промежуточной точки;
Hk - отметка связующей точки
h - превышение.
3.3 Построение продольного и поперечного профилей
Профиль вычерчивают в карандаше на миллиметровой бумаге формата АЗ. Продольный профиль строится в масштабах: горизонтальном - 1:2000,
вертикальном - 1:200. Масштабы вертикальный и горизонтальный при построении поперечного профиля одинаковые - 1:200.
При построении продольного профиля следует придерживаться следующей последовательности.
На расстоянии не менее 12 см от нижнего края и 10 см от левого края листа миллиметровой бумаги проводят горизонтальную линию, которая должна совпасть с утолщенной линией разграфки бумаги. Длина этой линии должна соответствовать в масштабе 1:2000 длине трассы между начальным и конечным пикетами. Так, в приведенном примере (табл.4) длина профиля должна быть равна 700м:20=35см.
Ниже этой линии разместить графы сетки профиля в соответствии с ГОСТ 21.511-83 [5] (см. вклейку), а выше-профиль.
Заполнение граф начинается с графы «расстояние». На нижнюю линию этой графы наносят пикеты и плюсовые точки, отмечая внизу номера пикетов, а в графе вписывают расстояния между пикетами и плюсовыми точками. Сумма подписанных расстояний между двумя соседними пикетами должна равняться 100 м. При отсутствии плюсовых точек между пикетами расстояние не указывается.
Отметки земли (фактические отметки) взятые из журнала технического нивелирования, округляются до сотых долей метра и располагаются вертикально в следующей графе против ординат соответствующих точек.
Графа «Указатель километров» в данном случае, поскольку вся длина трассы не превосходит 1 км, не заполняется. Затем заполняют графу «Прямые и кривые в плане» Вначале намечают точки начала и конца кривой по их пикетажному положению, затем по середине графы проводят прямые участки трассы, а между началом и концом кривой показывают закругления, причем «дуга» показывается с той стороны, с которой на местности расположена выпуклая часть закругления (если поворот трассы влево, то дугу проводят к низу от основной линии, если вправо - то к верну).Глубина «дуги» - 0,5см. Отточек начала и конца кривой с противоположной стороны трассы относительно расположения закругления проводятся вертикальные линии до линии пикетов при левом угле поворота трассы и до линии километров при правом. Около этих линий вертикально подписываются расстояния до ближайших пикетов слева и справа с точностью до 1см. Внутри закругления выписываются данные, необходимые для разбивки кривой: величина угла поворота, радиус закругления, тангенс, кривая, биссектриса, домер.
По середине прямых участков трассы указываются характеристики, необходимые для разбивки трассы на местности: вверху - дирекционный
23
22
угол направления, внизу - длина участка в метрах. Дирекционный угол α2 прямого участка после угла поворота трассы определяют по формуле
α2 = α1 ± φ
где α1 - начальный дирекционный угол;
φ - угол поворота;
знак (+) - для правого угла поворота (φпр);
знак (-) - для левого угла поворота (φлев).
Сумма прямых участков трассы и кривой должна равняться длине трассы. На профиле (приложение-вкладка) длина трассы равна: 222,90+86,39+390,71=700,00 м.
Графа «Тип местности по увлажнению» заполняется для конкретных гидрологических и геологических условий в соответствии с приложением 2 СНиП 2.05.02- 85. В данном задании она не заполняется.
Затем заполняют графу «Развернутый план трассы». По середине графы проводят ось трассы, в точке вершины угла поворота стрелкой показывают направление поворота трассы, а затем в соответствии с данными пикетажного абриса наносят информацию о ситуации.
От верхней линии профильной разграфки, линии условного горизонта, по ординате откладывают в масштабе 1:200 отметки пикетных и плюсовых точек, а точнее разность отметок этих точек и линии условного горизонта. Отметка условного горизонта должна удовлетворять требованию: чтобы точка профиля с наименьшей отметкой находилась выше линии условного горизонта не менее чем на 5 см. С учетом этих требований в рассматриваемом примере условный горизонт принят равным 35 м. Отмеченные точки профиля соединяются по линейке последовательно прямыми линиями, в результате чего получают фактический профиль трассы. От каждой ординаты вниз откладывают 2 см и полученные точки также соединяют по линейке тонкой линией. Полученная линия - условная линия поверхности земли для отражения данных о гидрологии и геологии проектируемого участка. В задании в удобном месте под этой линией приблизительно по середине трассы нужно указать характеристику грунта.
Слева от профиля над «шапкой» профиля указываются принятые масштабы: вертикальный, горизонтальный и масштаб геологии.
2. Поперечные профили строятся, как правило, на отдельном листе, но в задании поперечный профиль вынесен на лист продольного профиля. Так, в рассмотренном примере, построение поперечного профиля было начато на продолжении ординаты ПК4+39 продольного профиля. Ширина граф «расстояние» и «отметки земли такая же, как и продольного профиля, т.е. соответственно 1 см и 1,5 см. Особенностью построения поперечного
24
профиля является то, что масштаб для горизонтальных и вертикальных расстояний принимается один. Это дает возможность графически подсчитать площадь поперечного сечения, а следовательно и объем земляных работ. В нашем примере, так же как и в домашнем задании масштаб поперечника равен 1 : 200.
Нанесение на профиль проектной линии оси автодороги
Проектирование автомобильной дороги не рассматривается в курсе геодезии, поэтому при выполнении задания №3 требуется нанести проектную линию оси дороги по следующим данным:
1 . Проектную отметку ПК0 определить по формуле
(Нпко)пр = Нпко + 0,40 (м) (3.7)
где (Нпко)пр - фактическая отметка ПК0.
При этом (Нпко)пр рекомендуется округлить до 0.1 м. Так, на рис.6 (Нпко)пр = 44,32+0,40 = 44,72м, которая записана с округлением 44,70 м.
2. Проектная линия состоит из прямых отрезков (элементов) с разными уклонами i (уклонами проектной линии), которые не должны превышать допустимых для данной категории дороги. В работе длины (d) и уклоны (i) проектной линии задаются преподавателем. В приложении 7 d1=200м, i1=0,008 = - 8%о; d2 = 500м, i2 = +0,017 = +17%о.
Проектный уклон вычисляют по формуле
i = h/d
где h = (Нk - НH) - превышение между проектными отметками начала (Нн) и конца (Нк) данного элемента проектной линии. Для нанесения проектной линии на проектный профиль необходимо вычислить по заданным i и d проектных элементов проектные отметки концов элементов проектной линии по формуле
(Hk)пр=(HH)пр + id. (3.9)
В приложении 5 (Нпк2)пр = (Hпк0)пр + (-0,008·200)=44,70-1,60=43.10м.
(Нпк7)пр=(Нпк2)пр + (0,017·500)=43.10+8,50=51,60 м.
Проектный уклон округляется до целых тысячных и вписывается в графу «Уклон и вертикальная кривая». Вертикальные перегородки в этой графе располагаются в местах смены вертикальных элементов (в данном задании уклонов) проектной линии. Наклонная линия показывает направление изменения проектных отметок (восхождение или спуск). Над наклонной чертом в указанной графе записывается уклон в тысячных (целым числом
25
без десятичной точки), под чертой - величина горизонтального проложения, на которое распространяется уклон.
Отметки точек начала и конца проектной линии записываются в графу «Отметки оси проезжей части» с двумя десятичными знаками. Отметки всех остальных точек проектной линии (проектные отметки) находятся аналитически с учетом принятого проектного уклона по формуле
(Hj)пр=(Hн)пр + id, (3.10)
где (Hj)пр – проектная отметка определяемой точки с номером j;
(Hн)пр – проектная отметка начала участка данного уклона;
d - горизонтальное проложение между определяемой и начальной точками.
Аналогично вычисляются по уклону отметки для остальных участков проектной линии. Для вычисления уклона второго элемента проектной линии в рассмотренном примере в качестве начальной отметки следует взять 43,10 м (конечную отметку предыдущей проектной линии). Вычисленные проектные отметки выписываются на профиль в соответствующую графу и по ним строится проектная линия. Проектная линия чертится более толстой линией, нежели линия существующей поверхности земли.
Затем для всех закрепленных точек трассы вычисляют рабочие от метки по разности проектных отметок и отметок земли:
(аj)пр=(Hj)пр - Hj. (3.11)
Рабочие отметки подписываются на профиле для насыпи над проектной линией, для выемки - под ней.
Вычисление проектных и рабочих отметок рекомендуется производить в специальной ведомости (приложение 5).
Профиль вычерчивается в карандаше. Все надписи и цифры должны быть выполнены чертежным шрифтом размером 2,5.. .3 мм.
Сдаточный материал.
Журнал технического нивелирования.
Расчеты для разбивки кривой.
Расчеты к построению проектной линий.
Продольный и поперечный профили, вычерченные в карандаше.
Задание № 4
ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПЕРЕНЕСЕНИЯ НА МЕСТНОСТЬ ПРОЕКТА ОСНОВНЫХ ОСЕЙ ЖИЛОГО ДОМА