1.6 Нанесение на план съемочных точек.

Пикетные точки наносят на план относительно вершин и сторон замкнутого теодолитного хода с помощью геодезического транспортира и измерителя. Исходные данные: отсчеты по горизонтальному кругу и горизонтальные расстояния.

Для определения пикетных точек со съемочной точки I, совмещают центр транспортира со съемочной точкой I, а нулевой радиус транспортира совмещают со стороной I-II. Откладывают отсчет по горизонтальному кругу на первую пикетную точку, делают метку, затем в этом направлении в масштабе плана откладывают горизонтальное расстояние I-1.Аналогично остальные точки.

1.7 Построение горизонталей. Интерполяция.

Графический способ:

При помощи прозрачной палетки. Палетка-калька с параллельными линиями на равных расстояниях. Этим линиям присваивают отметки, кратные высоте сечения рельефа от самой малой до самой большой. В моем примере самая маленькая отметка =38 м, асамая большая=46м.

II. Профиль дорожной трассы

2.Построение профиля дорожной трассы

2.1 Вычисление превышений

Обработку журнала нивелирования начинают с вычисления превышений между связующими точками. Превышение передней связующей точки над задней связующей точкой вычисляется дважды (h_ч и h_к) по отсчётам, взятым соответственно по черным и красным сторонам реек:

Формула расчета превышения:

; . (2.1)

Пример расчета:

мм;

мм.

Разность превышений h_ч и h_к по абсолютной величине не должна быть больше 5 мм. Если это условие выполняется, вычисляется среднее превышение

Формула расчета среднего превышения:

.

(2.2)

Пример расчета:

мм.

Если среднее превышение не целое число, оно округляется до целого миллиметра в сторону чётного числа. Например, среднее превышение +235,5 мм округляется до +236 мм. В нашем примере h_ср округлять не следует. Если разность превышений │h_ч-h_к│ > 5 мм, все наблюдения на станции следует повторить.

2.2 Постраничный и общий контроль

На каждой странице журнала в полевых условиях выполняется постраничный контроль. Для этого необходимо вычислить суммы чисел в графах 3,4,6,7 и записать их в следующую после отсчётов строку журнала. Должно выполняться равенство

Формула постраничного контроля:

, (2.3)

Что будет означать правильность вычисления превышений. Последний результат в выражении (2.3) может отличаться от двух первых на 1-3 мм из-за округления при вычислении.

Пример расчета:

На последней странице журнала, кроме постраничного, выполняется общий контроль вычислений. Для этого суммируются итоговые числа в графах 3,4,6,7 взятые из постраничного контроля на всех страницах журнала. Если равенство (2.3) соблюдается, то вычисление превышений выполнено верно. Результаты постраничного и общего контроля должны быть записаны в журнале нивелирования.

Число, полученное в результате общего контроля Σ(7), является суммой средних превышений Σh_ср по ходу от Рп1 до Рп2, т.е. измеренным превышением конечной точки хода над начальной.

2.3 Вычисление невязки и ее распределение

Для контроля полевых измерений вычисляется невязка по общему правилу, которое условно можно сформулировать так: «То, что есть (т.е. измерено или вычислено по результатам измерений), минус то, что должно быть теоретически». Если нивелирный ход опирается на 2 исходных репера, невязку в превышениях (или невязку нивелирного хода) f_h вычисляют по формуле:

f_h= Σh_ср-(Н_кон-Н_нач), (2.4) где Σh_ср-сумма средних превышений по ходу;

Н_кон -отметка конечного репера, т.е Н_Рп2;

Н_нач –отметка начального, т.е. Н_Рп1.

В формулу (2.4) отметки необходимо подставлять выраженными в миллиметрах. В моем примере

f_h=-(2824)-(43700-46542)= 18 мм.

Полученная невязка сравнивается с предельно допустимой (предельной) невязкой хода, которую для технического нивелирования вычисляют из выражения

f_{h пред} =±50 мм , (2.5)

где L-число километров хода.

Предельную невязку сравнивают с точностью до целого миллиметра, отбрасывая дробную часть. Для рассматриваемого примера L=1,5, следовательно

f_{h пред}=±50 мм = ± 52 мм.

Невязки f_h и f_{h пред} записываются в графу журнала «Примечание».

Если | f_h |> f_{h пред}, то нивелирование всего хода выполняются заново.

Если | f_h |≤ f_{h пред}, то невязку f_h распределяют поровну в виде поправок δh_i в средние превышения с противоположным знаком, т.е.

δh_i=- f_h /n, (2.6)

где n-число станций в нивелирном ходе, равное числу средних превышений.

При этом поправки должны быть выражены в целых миллиметрах. В нашем примере f_h=+18 мм, n=17. Поправки δh_i= -18/17= - 1,1 мм, в средние превышения следует распределить следующим образом: в любые 16 превышений внести поправки по -1 мм, и в одну -2.

Сумма поправок обязательно должна равняться невязке противоположным знаком, т.е.

Σ δh_i=- f_h. (2.7)

В моем примере 16·(-1)+1·(-2)= -18 мм.

Поправки выписываются в графу (8)

Исправленное превышение:

h_{i испр}= h_{i ср}+ δh_i. (2.8)

2.4 Вычисление отметок точек.

Первоначально, используя отметку начального репера Н_РП1 и исправленные превышения, последовательно вычисляются в метрах отметки связующих точек по формуле:

Н_i+1= Н_i+ h_{i испр}, (2.9)

где Н_i - отметка предыдущей (задней) точки;

Н_i+1 – отметка последующей (передней) точки.

В нашем примере:

Н_ПК0=Н_Рп1+h_{1 испр}=46,542+0,466=47,008 м.

и т.д. Полученные значения записываются в графу 11, оставляя свободными строчки, соответствующие промежуточным точкам.

Для вычисления отметок промежуточных точек первоначально определяется горизонт прибора на тех станциях, где есть промежуточные точки.

Горизонт прибора, или высота горизонта прибора, Н_ГП –это высота горизонтального визирного луча над принятой уровенной поверхностью. Его находят по формуле:

Н_ГП= Н_а + а_ч , (2.10)

где Н_а- отметка задней связующей точки на данной станции;

а_ч – отсчет по черной стороне задней рейки.

Отметка горизонта прибора записывается в графу 10, в строку, соответствующую задней точке.

Отметка промежуточной точки Н_с находится по формуле

Н_с= Н_ГП-с, (2.11)

где с-отсчет по рейке, установленной на промежуточной точке.

На одной станции может быть несколько промежуточных точек. В этом случае их отметки находятся по формуле (2.11), используя одно и то же значение горизонта прибора. В моем примере на первой станции

Н_ГП = 44,590 + 1,5 = 46,09 м,

Н_ПК8+21= 46,09 – 0,651 = 45,439 м.

Н_ПК8+55 =46,09 – 0,65 = 45,44 м.

2.5 Нанесение проектной линии на продольный профиль дороги.

Вычисление проектных и рабочих отметок.

Нанесение проектной линии является задачей специального курса по проектированию лесовозных дорог. Поэтому в данной курсовой работе рассматриваются только те положения, которые определяют геометрическую сторону проектирования. В связи с этим проектную линию лесовозной дороги следует наносить, руководствуясь следующими требованиями:

1.Руководящий (максимальный) уклон i_p принимается равным ±0,030.

2. Проектные уклоны должны быть округлены до 0,001.

3. Шаг проектирования (минимально допустимое расстояние между переломами проектной линии) равен 100 м.

4. Следует стремиться проектировать дорогу в насыпи (наносить проектную линию выше фактической поверхности земли) высотой 0,8-1,0 м. Если уклон фактической поверхности земли превышает руководящий, допускается проектировать выемку.

5. Высота насыпи и глубина выемки (рабочая отметка) не должны превышать 2,00 м. В некоторых случаях максимальная рабочая отметка может оговариваться особо.

6. Если алгебраическая разность уклонов смежных участков по абсолютной величине превышает 0,020 , необходимо запроектировать вертикальные кривые.

7. Проектная отметка начала трассы (Н_ПК0) может быть или указана в выдаваемом журнале нивелирования, или вычислена прибавлением к отметке земли следующих значений g, взятом по варианту(вариант № 0 ).

Нанесение проектной линии выполняется, как правило, с нескольких попыток. Часто возникает необходимость корректировать уже. Казалось бы, готовые участки трассы. Поэтому предварительно проектирование следует вести карандашом. Окончательное оформление выполняется после проверки правильности построения профиля.

Проектирование выполняется последовательно, переходя от участка к участку. Первоначально на профиле в выбранном вертикальном масштабе отмечается точка ПК0. Затем, в соответствии с характером рельефа местности, выбирается первая точка перегиба трассы. Отметив ее карандашом на профиле и соединив с ПК0, получается первый участок трассы.

Далее необходимо вычислить уклон i (тангенс угла наклона проектной линии) по формуле

, (2.12)

где Н_нач- проектная отметка начальной точки участка, м;

Н_кон- проектная отметка конечной точки участка, м;

d- горизонтальное расстояние между точками, м.

Для первого участка Н_нач равна проектной отметке на ПК0, для всех остальных участков - проектной отметке конечной точки предыдущего участка.

Отметка Н_кон (конечной точки участка) предварительно определяется на профиле графически с точностью 0,5 мм в масштабе профиля. При вертикальном масштабе 1:500 эта величина составит 0,25 м. Если точка перегиба проектной линии выбрана так, что графически она совпадает с точкой реальной поверхности земли, то для вычисления уклона в качестве Н_кон берут отметку точки земли.

Все величины в формуле ( 2.12) должны быть выражены в одних и тех же единицах, поскольку уклон- величина безразмерная. Значение уклона может быть как положительным, так и отрицательным.

Если уклон участка превышает руководящий, необходимо изменить положение точки перегиба трассы, сделав проектную линию более пологой.

Т.к. первого участка не превышает руководящий, его значение округляется до целых тысячных и заново вычисляется проектная отметка конечной точки первого участка

Н_кон= Н_нач+ i d, (2.13)

которая будет несколько отличаться от первоначально принятой за счет округления значения уклона.

Затем вычисляются отметки всех остальных точек участка (пикетов и плюсовок) также по формуле ( 2.13), изменяя лишь расстояния между ними.

Вычисленные отметки записываются в графу «Отметка оси проезжей части».

После вычисления точек участка вычисляются рабочие отметки.

Рабочая отметка h представляет собой разность проектной отметки Н_пр и отметки фактической поверхности земли Н_зем в данной точке, т.е.

h= Н_пр- Н_зем. (2.14)

Рабочие отметки вычисляются на всех пикетах и плюсовых точках.

2.6 Расчет горизонтальных круговых кривых.

На углах поворота трасс автомобильных дорог производятся вставки кривых и пересчет по ним пикетажа. В качестве таких кривых обычно применяются дуги окружностей больших радиусов. Точки начала (НК), середины (СК) и конца (КК) кривой называются главными точками кривой (рис. 2.1).

Основными элементами круговых кривых являются: угол поворота Θ (угол отклонения трассы от предыдущего направления), определяемый на местности; радиус кривой R, назначаемый в зависимости от условий местности и категории трассы; отрезок от НК до вершины угла ВУ поворота трассы или от ВУ до КК, называемый тангенсом Т; длина кривой К, длина отрезка от ВУ до СК, называемая биссектрисой Б; домер Д.

Э лементы кривых вычисляются по аргументам Θ и К при помощи выражений:

К=π RΘ/180⁰ ,

Т=R tg (Θ/2),

, (2.15)

Д=2Т-К

По данным формулам составлены таблицы в работе [1].

В моем примере из пикетажного журнала находится, что первая вершина угла расположена в точке ПК3+43,45. Угол поворота правый 44⁰ 44^', радиус 300 м. Используя таблицы [1] ,находятся элементы кривой.

Перед дальнейшими вычислениями проверяется соблюдение равенства 2Т-К=Д. Допустимое расхождение из-за влияния округления ±0,02 м.

Пикетажные обозначения главных точек кривых находятся из выражений:

ПК НК = ПК ВУ - Т

ПК КК = ПК НК + К (2.16)

ПК СК = ПК НК + К/2,

где ПК ВУ – пикетажное обозначение вершины углы поворота.

К онтрольными являются формулы:

ПК КК = ПК ВУ + Т - Д , (2.17)

ПК СК = ПК КК – К/2.

В нашем примере для I кривой: Расчет: ВУ ПК 3 + 43,45 Т 1 23,45 НК ПК 2 + 20,00 К 2 + 34,22 КК ПК 4 + 54,22 НК ПК 2 + 20,00 К/2 1 + 17,11 СК ПК 3 + 37,11

Контроль: ВУ ПК 3 + 43,45 Т 1 + 23,45 ПК 4 + 66,90 Д 12,68 КК ПК 4 + 54,22 КК ПК 4 + 54,22 К/2 1 + 17,11 СК ПК 3 +37,11

Для остальных кривых вычисления аналогичны приведенным выше.