Методические указания по изучению отдельных тем курса

Методические указания по изучению отдельных тем курса
Раздел 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ГЕОДЕЗИИ
1. Введение
Предмет, задачи инженерной геодезии как учебной дисциплины. Сведения об
основных нормативных документах, в которых определяются состав и задачи инженерногеодезических работ в строительстве. Современные формы организации геодезической
службы в строительстве. Развитие инженерной геодезии.
2. Сведения о фигуре Земли. Системы координат, применяемые в геодезии.
Ориентирование линий.
Основные понятия и сведения о форме и размерах Земли. Физическая и уровенная
поверхности. Поверхность земного эллипсоида. Референц-эллипсоид Ф.Н. Крассовского.
Системы координат и высот, применяемые в России. Влияние кривизны Земли при
определении горизонтальных расстояний и высот.
Система географических координат. Местная система прямоугольных координат.
Полярные координаты. Зональная система плоских прямоугольных координат. Понятие о
равноугольной проекции Гаусса.
Азимуты и дирекционные углы, связь между ними. Сближение меридианов. Румбы
и переход к ним от азимутов и дирекционных углов. Магнитные азимуты. Магнитное
склонение. Связь между географическими (истинными) азимутами, дирекционными
углами и магнитными азимутами.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. Что называют уровенной поверхностью?
2. Почему обработку геодезических измерений выполняют на поверхности
референц-эллипсоида?
3. Как определяют размеры участка земной поверхности, принимаемого за
плоский, если влиянием кривизны Земли пренебрегают?
4. Как выбирают местную систему прямоугольных координат?
5. Что значит ориентировать линию? Что называют азимутом и румбом?
6. Что называют географическим (истинным) азимутом и дирекционным углом?
Какова зависимость между прямыми и обратными дирекционными углами
данной линии?
7. Покажите на рисунке зависимость между дирекционными углами и румбами.
Для чего от дирекционных углов и азимутов переходят к румбам?
8. Приведите формулы для перехода от дирекционных углов к румбам. Вычислите
румб линии, если ее дирекционный угол равен 315˚30ˈ.
9. Что называют магнитным азимутом и как перейти к нему от измеренного на
плане или карте дирекционного угла линии?
10. Какими ориентирными углами удобнее пользоваться при ориентировании на
местности?
3. Топографические планы и карты
Понятие о карте и плане. Масштабы: численный, линейный и поперечный.
Точность масштаба. Рельеф земной поверхности и его изображение на топографических
картах и планах. Высота сечения рельефа, заложение и уклон. Графики заложений.
1
Условные знаки для изображения предметов и контуров местности. Задачи, решаемые по
картам и планам при проектировании сооружений: определение координат точек, длин
линий, ориентирных углов, площадей участков, высот точек и крутизны ската; построение
профиля линии местности, линии заданного уклона и границ водосборной площади.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. Что такое топографический план топографическая карта? В чем их сходство и
различие?
2. Что называется масштабом карты (плана) и как он выражается? Что называют
предельной точностью масштаба? Укажите предельную точность масштабов
1: 10 000 и 1: 4 000.
3. В чем состоит различие между масштабными и внемасштабными условными
знаками?
4. Что называют высотой сечения рельефа и заложением? Как определить отметку
точки, лежащей между горизонталями?
5. Что такое уклон и по какой формуле он определяется? Как его выразить в
процентах и промиллях? Как построить график заложений для уклонов и как
провести на плане или карте линию заданного уклона?
6. Рассчитайте величину заложения, соответствующую заданному уклону,
величина которого (в тысячных) численно равна двум последним цифрам
шифра студента, если масштаб плана 1: 2000, а высота сечения рельефа 1 м.
7. Как построить профиль линии местности по карте (плану)?
8. Как измерить на карте дирекционный угол и перейти от него к магнитному
азимуту?
9. Какие способы применяют для определения площадей на планах и картах и
какова их точность?
10. Что называют водосборной площадью и как на топографическом плане или
карте определяют ее границу?
4. Общие сведения об измерениях и элементы математической обработки
результатов геодезических измерений
Методы измерений. Классификация погрешностей и методы ослабления их
влияния. Понятие о точности измерений. Оценка точности результатов непосредственных
измерений. Обработка результатов многократных равноточных измерений одной
величины. Погрешности функций измеренных величин. Понятие о двойных измерениях.
Понятие об обработке результатов неравноточных измерений. Допуски. Основные
правила и средства вычислений. Нормы точности геодезических работ, назначаемые в
СНиПе и других нормативных документах.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. В чем различие между случайными и систематическими погрешностями
измерений?
2. Какими свойствами обладают случайные погрешности?
3. Почему среднее арифметическое из результатов равноточных измерений
является вероятнейшим значением измеряемой величины?
4. Как вычисляют истинные и вероятнейшие погрешности? Каким свойством
обладает сумма вероятнейших погрешностей и как это свойство используется
при обработке результатов геодезических измерений?
2
5. Точность измерения каких величин оценивают абсолютной и относительной
погрешностями? Как представляют относительную ошибку в геодезии?
6. Что такое предельная погрешность и как ее определяют в зависимости от
доверительной вероятности?
7. Как обрабатывают результаты многократных равноточных измерений?
8. Как обрабатывают двойные измерения?
9. Как определяют среднюю квадратическую погрешность функции измеренных
величин? Ответ составьте на примере функции общего вида.
10. Как обрабатывают результаты неравноточных измерений?
5. Угловые измерения
Принципы измерения горизонтального угла и угла наклона. Приборы для
измерения углов. Устройство, поверки и юстировки теодолитов. Способы измерения
горизонтальных и вертикальных углов. Погрешности измерений, влияющие на точность
измерения углов, и методы ослабления их влияния. Организация полевых измерений
горизонтальных и вертикальных углов (углов наклона).
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. Какие приборы применяют для измерения только горизонтальных и только
вертикальных углов? С помощью каких приборов измеряют горизонтальные и
вертикальные углы?
2. Назовите основные требования к взаимному положению осей теодолита.
3. Покажите на рисунке поле зрения штрихового микроскопа. Как сделать
правильный отсчет?
4. Покажите на рисунке поле зрения шкалового микроскопа. Как сделать
правильный отсчет?
5. Что называется местом нуля (МО) вертикального круга и для чего его нужно
знать?
6. Какова последовательность работы при подготовке теодолита для наблюдений?
7. Какова последовательность работы при измерении угла наклона теодолитом?
8. Назовите способы измерения горизонтальных углов. Изложите сущность и
области применения.
9. Опишите порядок работы при измерении теодолитом горизонтального угла «от
нуля» (отсчет по горизонтальному кругу при визировании на опорную точку
0˚).
10. Рассчитайте необходимое количество приемов, если значение угла должно быть
определено со средней квадратической погрешностью не более 15˝, а средняя
квадратическая погрешность измерения угла одним приемом 30˝.
6. Линейные измерения
Мерные приборы, их компарирование. Измерение расстояний землемерными
лентами и стальными мерными рулетками. Оптические дальномеры, Нитяной дальномер,
его теория, применение, точность. Понятие о светодальномерах, радиодальномерах.
Источники погрешностей, влияющие на точность измерений землемерной лентой, и
методы ослабления их влияния. Определение неприступных расстояний.
3
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. Какова последовательность измерения линии землемерной лентой и стальной
мерной рулеткой?
2. Какие поправки вводят в длину линии, измеренную землемерной лентой и
рулеткой? Приведите формулы и дайте им объяснение.
3. Что такое компарирование мерного прибора и как определяют поправку за
компарирование при измерении длины линии землемерной лентой и рулеткой?
4. Как определяют поправку за температуру мерного прибора при измерении
длины линии мерной лентой и рулеткой?
5. Как определяют поправку за приведение линии к горизонту при измерении
длины линии мерной лентой и рулеткой?
6. Каков принцип измерения расстояний нитяным дальномером? Напишите
рабочую формулу.
7. Как определяют поправку за наклон линии, измеренной нитяным дальномером?
8. Чему равна абсолютная погрешность измерения линий длиной 80 м, если
относительная погрешность равна 1/2000?
9. Найдите средние квадратические абсолютную и относительную погрешности
определения расстояния по нитяному дальномеру,
если коэффициент
дальномера К = 100,00, длина линии 80 м, а длина отрезка рейки между
дальномерными нитями (в поле зрения трубы) отсчитана со средней
квадратической погрешностью 2,00 мм.
10. Как определяют неприступное расстояние?
7. Измерение превышений (нивелирование)
Виды нивелирования: геометрическое, тригонометрическое, гидростатическое и
др.. Приборы для нивелирования. Лазерные нивелиры.
Способы геометрического нивелирования. Нивелирные знаки. Основные типы
нивелиров. Устройство и поверки нивелиров. Источники погрешностей при
геометрическом нивелировании. Порядок и состав работ при геометрическом
нивелировании, нивелирование связующих точек; контроль измерений. Техническое
нивелирование. Тригонометрическое нивелирование. Основные формулы и методика
тригонометрического нивелирования.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. Назовите главное условие нивелира с цилиндрическим уровнем.
2. Как вычисляют превышения и отметки связующих точек при геометрическом
нивелировании «из середины»?
3. Как вычисляют отметки промежуточных точек при геометрическом
нивелировании? Что называется горизонтом прибора?
4. Каков порядок работы при установке нивелиров в рабочее положение?
5. Какова последовательность работы на станции при техническом
нивелировании?
6. Как определяют превышение при тригонометрическом нивелировании, если
вычислено горизонтальное проложение?
7. Как вычисляют превышение при тригонометрическом нивелировании, если
длина линии измерена нитяным дальномером?
8. Найдите погрешность определения превышения тригонометрическим
нивелированием, если длина линии 100 м измерена с относительной
4
погрешностью 1/2000, а угол наклона линии равен 5˚ и измерен со средней
квадратической погрешностью 0,5̍.
9. В чем сущность гидростатического нивелирования?
10. Найдите среднюю квадратическую погрешность определения превышения
геометрическим нивелированием из середины, если погрешность отсчетов по
рейкам 2 мм.
8. Геодезические сети
Назначение, принципы построения и классификация геодезических сетей.
Государственная геодезическая сеть, геодезическая сеть сгущения, съемочная сеть.
Основные геодезические задачи. Методы определения планового положения точек:
триангуляция, трилатерация, полигонометрия, геодезические засечки. Высотные сети.
Технологическая последовательность создания геодезических сетей. Геодезические знаки
и центры.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
В чем состоят основные принципы построения и развития геодезических сетей?
В чем сущность метода триангуляции?
В чем сущность метода трилатерации?
В чем сущность метода полигонометрии?
Как измеряют углы и длины сторон при проложении теодолитно-высотного хода
для создания планово-высотного съемочного обоснования?
6. В чем сущность прямой и обратной геодезических задач? При выполнении каких
работ они находят применение?
7. В какой последовательности уравнивают углы и приращения координат при
обработке теодолитных ходов?
8. В какой последовательности уравнивают превышения при обработке теодолитновысотного хода?
9. В какой последовательности уравнивают превышения при обработке нивелирного
хода в качестве высотного съемочного обоснования?
10. Чем определяется выбор метода создания высотного съемочного обоснования?
1.
2.
3.
4.
5.
9. Топографические съемки
Топографические съемки как неотъемлемая часть геодезического обеспечения
строительства. Виды топографических съемок. Общая характеристика полевых и
камеральных работ при различных методах съемки. Выбор масштаба съемки и высоты
сечения рельефа. Теодолитная (горизонтальная), тахеометрическая и мензульная съемки.
Нивелирование поверхности (вертикальная съемка). Фотограмметрические методы
съемок. Понятие о цифровых моделях местности.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. Как классифицируют топографические съемки в масштабах 1: 5 000 и крупнее?
2. Каковы
отличительные
особенности
тедолитной
(горизонтальной),
тахеометрической, мензульной, вертикальной и аэрофототопографической
съемок?
3. Какие способы применяют для съемки контуров (ситуации)?
4. Каковы особенности съемки застроенных территорий?
5
5. Чем отличается журнал теодолитной съемки от журнала тахеометрической
съемки?
6. Что называется абрисом съемки? Чем отличается абрис тахеометрической
съемки от абриса теодолитной съемки?
7. Как вычисляют превышения реечных точек
относительно станции при
тахеометрической съемке?
8. Как выполняют разбивку участка на квадраты, нивелирование по квадратам и
вычисление отметок при вертикальной съемке?
9. Вычислите масштаб аэрофотоснимка, если длины отрезков между одними и
теми же точками на аэрофотоснимке (lсн) и топографической карте масштаба
1: 10 000 (lк) имеют следующие значения: lсн (мм) равно числу, составленному
из двух последних цифр шифра студента; lк равно стольким миллиметрам,
сколько букв в фамилии студента.
10. Как перенести изображение объекта с аэрофотоснимка на топографическую
карту? Что требуется знать, чтобы определить высоту объекта по стереопаре
аэрофотоснимков?
Раздел 2. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ РАБОТ ПО ГЕОДЕЗИЧЕСКОМУ
ОБЕСПЕЧЕНИЮ ИЗЫСКАНИЙ, ПРОЕКТИРОВАНИЯ,
СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ СООРУЖЕНИЙ
10. Геодезические работы при инженерных изысканиях
Задачи и состав инженерно-геодезических изысканий для строительства.
Нормативные документы. Выбор метода, масштаба топографической съемки и высоты
сечения рельефа в зависимости от стадии проектирования, вида сооружения и характера
местности.
Инженерно-геодезические работы при изысканиях сооружений линейного типа.
Камеральное и полевое трассирование. Инженерно-геодезическое обеспечение других
видов изысканий.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. Назовите состав и задачи инженерно-геодезических изысканий.
2. Назовите требования к методу, масштабу топографической съемки и высоте
сечения рельефа в зависимости от вида сооружения и характера местности.
3. Назовите состав геодезических работ, выполняемых при изысканиях
сооружений линейного типа.
4. Как разбивают пикетаж, выбирают углы поворота и радиусы кривых, плюсовые
точки и поперечники?
5. Как определяют элементы круговой кривой и положение главных точек кривой
на местности?
6. Рассчитайте пикетажные значения главных точек круговой кривой, если
пикетажное значение вершины угла поворота ПК4 + 20,45, угол поворота
трассы 60˚, радиус кривой 100 м.
7. Как вынести пикет на кривую? Приведите формулы и опишите методику
полевых работ.
8. Как рассчитать длины и румбы прямых вставок трассы?
9. Какие точки трассы называют связующими и промежуточными? Как их
нивелируют и как вычисляют отметки этих точек?
10. Как вычисляют и используют при разбивке пикетажа величину домера?
6
11. Перенесение на местность проектов застройки и планировки
Элементы инженерно-геодезического проектирования. Понятие о проекте
производства геодезических работ (ППГР).
Создание геодезической разбивочной основы на строительной площадке.
Строительные сетки. Методы их создания, точность, закрепление на местности.
Плановые и высотные разбивочные работы; построение в натуре элементов
разбивочных работ: проектных углов, расстояний, проектных отметок и линий заданного
уклона. Построение в натуре проектных точек способами полярных и прямоугольных
координат, угловых и линейных засечек, створных засечек.
Разбивка основных и главных осей зданий и сооружений, требования к точности,
знаки закрепления осей. Разбивка основных осей от существующих зданий, красных
линий, с пунктов строительной сетки и точек геодезического обоснования. Контроль
разбивки. Перенесение на местность проектов планировки городских и
сельскохозяйственных объектов.
Геодезические расчеты при нанесении на профиль трассы проектной линии,
составлении проекта вертикальной планировки. Картограмма земляных работ.
Перенесение в натуру проектов насыпей и выемок автомобильных дорог, каналов и т.п..
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. Для чего и какими методами создают разбивочную основу для строительства?
2. Изобразите на рисунке основные схемы построения плановой разбивочной сети
разбивочной площадки?
3. Как построить на местности проектный горизонтальный угол с точностью
выше, чем точность отсчетного устройства теодолита?
4. Как вынести на местность проектную отметку с помощью теодолита и
нивелира?
5. Как построить на местности линию проектного уклона с помощью теодолита и
нивелира?
6. Назовите способы плановой разбивки сооружений и области их
преимущественного применения? Изобразите на рисунке разбивочные
элементы.
7. Изобразите на рисунке схему полярного способа разбивки сооружений и
поясните способы определения разбивочных элементов.
8. Изобразите на рисунке схему разбивки сооружений способом угловой засечки и
поясните, как определяют разбивочные элементы.
9. Изобразите на рисунке схемы разбивки сооружений способами прямоугольных
координат и линейной засечки. В каких случаях эффективно использование
этих способов?
10. Какие геодезические расчеты выполняют при проектировании горизонтальной
площадки под условием баланса земляных работ?
12. Геодезическое обеспечение строительства
Геодезические работы при сооружении котлованов и возведении фундаментов.
Закрепление осей. Точность передачи отметок на дно глубоких котлованов. Геодезическое
обслуживание свайных работ.
Геодезический контроль возведения подземной части зданий (сооружений).
Геодезический контроль возведения надземной части зданий (сооружений).
Построение плановой высотной основы на исходном горизонте. Проектирование
7
основных точек и передача отметок с исходного на монтажные горизонты. Построение
опорной сети на монтажном горизонте.
Геодезические работы при монтаже и эксплуатации технологического
оборудования инженерных сооружений; схемы опорных планово-высотных сетей, вынос в
натуру монтажных и технологических осей. Специальные методы нивелирования.
Установка и контроль положения высотных сооружений по вертикали. Геодезический
контроль строительно-монтажных работ.
Исполнительные съемки. Техника безопасности и охрана окружающей среды при
выполнении инженерно-геодезических работ.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. Для какой цели и на основании каких планово-картографических материалов
производят вертикальную планировку территории строительства?
2. Какие геодезические работы выполняют при отрывке котлована?
3. Какие геодезические работы выполняют при возведении фундаментов?
4. Как передают отметку на дно котлована с помощью нивелира?
5. Как передают отметку на высокую точку сооружения с помощью нивелира?
6. Какими методами строят плановую основу на монтажном горизонте?
7. Какими методами строят высотную основу на монтажном горизонте?
8. В чем сущность способа вертикального проектирования, применяемого для
передачи осей по вертикали на монтажный горизонт с помощью прибора
вертикального визирования?
9. В чем сущность способа наклонного проектирования, применяемого для
передачи осей по вертикали с помощью теодолита?
10. С какой целью проводят исполнительные съемки?
13. Основные сведения о наблюдениях за осадками и смещениями зданий и
сооружений
Виды деформаций инженерных сооружений. Методы наблюдений за смещениями
сооружений в плане и по высоте. Определение осадок, сдвигов и кренов. Закладка
плановых и высотных знаков. Стереофотограмметрические методы наблюдений за
осадками и деформациями сооружения при его эксплуатации и испытаниях строительных
конструкций. Периодичность и точность наблюдений за осадками и деформациями
сооружений и несущих конструкций в период строительства объекта и его эксплуатации.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. С какой целью выполняют геодезические наблюдения за деформациями зданий
и сооружений?
2. Назовите основные виды деформаций зданий и сооружений, являющиеся
предметом геодезических наблюдений.
3. Как и с какой точностью определяют геодезическими методами осадки зданий и
сооружений?
4. Что служит высотной основой для измерения осадок сооружения?
5. Рассчитайте величину осадки сооружения, если при геометрическом
нивелировании отсчеты по рейкам, установленным на фундаментальном
(глубинном) репере и осадочной марке, получились равными: в первом цикле
наблюдения – 1595 и 1442; во втором цикле – 1802 и 1646.
8
6. Какие способы и приборы применяют для измерения горизонтальных смещений
(сдвигов) элементов конструкций зданий и сооружений?
7. Рассчитайте величину сдвига (смещения) некоторой точки сооружения, если ее
координаты, определенные методом микротриангуляции, в первом и во втором
циклах наблюдений получились (м): х1 =114,116; у1 = 236,918; х2 = 114,119;
у2 =236,914.
8. Как определяют скорость осадки сооружения?
9. Как и с какой точностью измеряют геодезическими методами крен зданий и
сооружений?
10. Рассчитайте угловую величину крена стены здания высотой 30 м, если
линейная величина крена, найденная с помощью отвеса, равна 32 мм.
Раздел 3. ТЕХНОЛОГИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ ПРИ
СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
14. Промышленное, гражданское, теплоэнергетическое,
сельскохозяйственное и гидростатическое строительство.
Технологическая эксплуатация зданий и сооружений
Геодезическое обеспечение строительства зданий (сооружений) современных
объемно-планировочных и конструктивных решений (каркасно-панельных, крупнопанельных, монолитных и др.) и монтажа подкрановых путей. Геодезический контроль
точности монтажа конструктивных элементов.
Геодезическое обеспечение строительства и монтажа оборудования тепловых и
атомных электростанций. Геодезические наблюдения за осадкой фундаментов и
деформациями отдельных конструктивных элементов.
Геодезическое
обеспечение
строительства
сельскохозяйственных
и
гидромелиоративных объектов, монтажа их технологического оборудования; наблюдения
за деформациями сооружаемых объектов.
Геодезическое обеспечение строительства прецизионных объектов (ускорителей
заряженных частиц, крупных радиотелескопов и др.).
Инженерно-геодезические
работы
при
строительстве
гидротехнических
сооружений (гидроузлов, каналов, тоннелей и др.), на континентальном шельфе, по
исследованию подработки берегов водохранилища.
Геодезические работы при технической эксплуатации зданий и сооружений.
Контроль стабильности геометрического положения технологического оборудования,
наблюдения за деформациями несущих конструкций зданий. Геодезические работы при
реконструкции, надстройке и передвижке зданий. Исполнительные съемки.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. Как выполняют геодезический контроль разбивки дна котлована?
2. Рассчитайте среднюю квадратическую погрешность передачи отметки на дно
глубокого котлована с помощью нивелира, рейки и опущенной отвесно в
котлован рулетки (погрешностями в отметке строительного репера, поправку за
температуру, компарирование и другими пренебречь; средняя квадратическая
погрешность отсчета по рейке 2 мм, по рулетке 3 мм).
3. Как выверяют вертикальность колонн в процессе их монтажа?
4. Как выверяют рад колонн боковым нивелирование?
5. Как контролируют монтаж фундаментных блоков по высоте?
6. Как контролируют возведение свайных фундаментов?
9
7. Как выверяют положение подкрановых балок по высоте?
8. Рассчитайте среднюю квадратическую погрешность переноса базового знака на
перекрытие монтажного горизонта способом вертикального проектирования,
если точность фиксации отвесной линии прибором вертикального
проектирования 2˝, а высота монтажного горизонта равна числу (м),
составленному из двух последних цифр шифра студента (погрешностями за
центрировку прибора и фиксацию точки на перекрытии пренебречь).
9. Рассчитать среднюю квадратическую погрешности передачи отметки на
монтажный горизонт с помощью нивелира, если погрешность отсчета по рейке
и рулетке равна 2 мм (погрешностями в отметке исходного строительного
репера, поправках за температуру и компарирование реек и рулетки
пренебречь).
10. Как измеряют выпучивание и невертикальность стеновых панелей и внутренних
несущих стен при геодезическом контроле состояния здания (сооружения) в
процессе его технической эксплуатации?
15. Градостроительство
Опорные сети на территории города. Вынос в натуру осей улиц. Красных линий и
проектов вертикальной планировки. Съемка существующих подземных коммуникаций.
Применение фотограмметрии при архитектурных обмерах. Разбивка городских дорог.
Геодезическое обеспечение строительства подземных переходов и тоннелей.
Исполнительные съемки на территории городов.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. Изобразите на рисунке горизонталями основные формы рельефа.
2. Как и с какой точностью определяют по плану площади участков?
3. Как на топографическом плане провести линию проектного уклона?
Рассчитайте заложение, соответствующее проектному уклону 30 ‰, если
масштаб плана 1: 1 000, а высота сечения рельефа 1 м.
4. Достаточна ли точность графического определения проектного расстояния по
плану масштаба 1: 500, если допустимая погрешность 3 см?
5. Какие геодезические расчеты и в какой последовательности выполняют при
составлении картограммы земляных работ на основе топографического плана
участка планировки?
6. Рассчитайте длину наклонного отрезка, откладываемого на местности, если
длина горизонтального проложения, определенная из решения обратной
геодезической задачи, равна 32,12 м, превышение между точками 2,00 м
(поправки за компарирование рулетки и температуру пренебрегаемо малы).
7. Определите отметку точки между горизонталями, если отметка нижележащей
горизонтали 114,00, вышележащей горизонтали 115,00 м, заложение 2 см,
расстояние от точки до нижележащей горизонтали 0,8 см.
8. Определите рабочую отметку точки, лежащей между горизонталями, если ее
проектная отметка 112,20 м, а отметки горизонталей нижележащей и
вышележащей равны соответственно 112,00 м и 113,00 м, заложение 1 см,
расстояние от точки до нижележащей горизонтали 0,5 см.
9. Определите рабочую отметку точки продольного профиля, лежащей на 1 см
выше проектной линии, если вертикальный масштаб профиля 1: 200.
10. Как с проекта вертикальной планировки горизонтальной площадки перенести
на местность линии нулевых работ?
10
16. Строительство систем водоснабжения и канализации (В и К),
теплоснабжения и вентиляции (Т и В)
Основные виды топографо-географических работ при строительстве систем В и К,
Т и В. Топографическая основа для различных стадий проектирования и видов
сооружений. Съемка подземных коммуникаций. Геодезические работы при изысканиях
трубопроводов, проектирование вертикальной планировки. Перенос в натуру и укладка
трубопроводов. Исполнительные съемки и особенности наблюдения за деформациями.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1. Какие методы планово-высотного обоснования применяют чаще всего для
обеспечения строительства подземных коммуникаций?
2. Как разбить на местности линию заданного уклона с помощью нивелира?
3. Как разбить на местности линию заданного уклона с помощью теодолита?
4. Какие способы применяют при плановой съемке смотровых колодцев
канализации? Назовите области преимущественного применения способов.
5. Для вынесения в натуру с помощью нивелира линии заданного уклона
вычислите отсчет по нивелирной рейке, соответствующей концу линии с
уклоном - 8‰; длина линии 60 м, отсчет по рейке на начальной точке линии
0252.
6. Рассчитайте по результатам геометрического нивелирования отметку дна
котлована, если отметка репера 119,119 м, отсчеты на станции 1: по рейке,
стоящей на репере, - 1212, а по рулетке, опущенной отвесно в котлован нулем
вниз, - 4,315 м; отсчеты на станции 2: по рейке на дне котлована – 1238 и по
рулетке – 1,038 м.
7. Какие расчеты выполняют, чтобы обозначить на местности проектный контур
водохранилища?
8. Опишите методику определения разбивочных элементов и порядок работы при
перенесении в натуру проектного положения смотрового колодца способом
линейной засечки.
9. Опишите методику определения разбивочных элементов и порядок работы при
перенесении в натуру проектного положения трассы трубопровода способом
проложения теодолитного хода.
10. Рассчитайте среднюю квадратическую погрешность передачи отметки на дно
глубокого котлована с помощью нивелира, рейки и опущенной вертикально
вниз рулетки, если средние квадратические погрешности отсчета по рейке 2 мм,
а по рулетке 3 мм (другими источниками погрешностей пренебречь).
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ И УКАЗАНИЯ ПО ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1
Работа состоит из четырех заданий.
Задание 1. Ответы на вопросы по темам 2 - 9 раздела 1. Основные сведения
по геодезии
Студент должен составить ответы на четыре вопроса из списка вопросов и задач
для самостоятельной работы, рекомендуемых в настоящем пособии. Номер вопроса или
задачи определяется последней цифрой шифра студента, 'причем студенты, фамилии
которых начинаются с букв А, Б….К, отвечают на вопросы или решают задачи к темам,
11
которые имеют нечетные номера (за исключением темы 1), все остальные студенты
отвечают на вопросы и решают задачи к темам, которые имеют четные номера.
Задание 2. Вычисление исходных дирекционных углов линий; решение
прямой геодезической задачи
Задача 1 Вычислить дирекционные углы линий ВС и СD, если известны
дирекционный угол αАВ линии АВ и измеренные правые по ходу углы β1 и β2 (рис. 1).
Исходный дирекционный угол αАВ берется в соответствии с шифром и фамилией
студента: число градусов равно двузначному числу, состоящему из двух последних цифр
шифра; число минут равно 30,2' плюс столько минут, сколько букв в фамилии студента.
Например: Зуев, № зачетной книжки – 08401029
αАВ = 29˚34,2'
Правый угол при точке В (между сторонами АВ и ВС)
β1 = 189˚59,2'
правый угол при точке С (между сторонами ВС и СD)
β2 = 159˚28,0'
для всех вариантов
Рисунок 1. К вычислению дирекционных углов сторон теодолитного хода
Дирекционные углы вычисляют по правилу: дирекционный угол последующей
стороны равен дирекционному предыдущей стороны плюс 180˚ и минус горизонтальный
угол, справа по ходу лежащий. Следовательно,
αВС = αАВ + 180˚ - β1; αCD = αBC + 180˚ - β2;
Например: αАВ ………… 29˚34,2'
+ 180˚
__________
209˚34,2'
- 189˚59,2'
____________
αBC ……………. 19˚35,0'
+ 180˚
____________
199˚35,0'
- 159˚28,0'
_____________
αCD…………………..40˚07,0'
Примечание . Если при вычислении уменьшаемое окажется меньше вычитаемого,
то к уменьшаемому прибавляют 360˚.
12
Задача 2. Найти координаты ХС и YС точки С (рис.1), если известны координаты
хВ и уВ точки В, длина (горизонтальное проложение) dBC линии ВС и дирекционный угол
αBC этой линии. Координаты точки В длина dBC берутся одинаковыми для всех вариантов:
ХВ = - 14,02 м, YВ = + 627,98 м, dBC = 239,14 м. Дирекционный угол αBC линии Вс следует
взять из решения предыдущей задачи.
Координаты токи С вычисляются по формулам:
ХС = ХВ + ∆ХВС; YС = YВ + ∆YВС,
где ∆xВС и ∆yВС приращения координат, вычисляемые
∆XВС = dBC ∙ cos αBC
∆YВС = dBC ∙ sin αBC
Вычисления приращений координат ведутся на калькуляторе, знаки приращений
координат устанавливаются в зависимости от знаков cos α и sin α. Для удобства
вычислений можно перевести дирекционные углы в румбы (табл. 1), и в случае перевода,
знаки приращений координат определяют по названию румба.
Таблица 1. Перевод дирекционных углов в румбы. Знаки приращений координат
Четверть
номер
I
II
III
IV
название
CВ
ЮВ
ЮЗ
СЗ
Формула
перевода
r=α
r = 180˚ - α
r = α -180˚
r = 360˚ - α
Знаки приращений координат
∆Х
∆У
+
+
+
+
-
Координаты точки С получаем алгеброическим сложением координат точки В и
приращениями по линии ВС.
В задаче 1 пример подобран так, что вычисленный дирекционный угол αCD должен
получиться на 10˚32,8' больше, чем исходный дирекционный угол αАВ. Это служит
контролем правильности вычислений.
Решение задачи 2 непосредственно не контролируется. Но к ее решению
необходимо подойти внимательно, так как вычисленные координаты ХС и YС будут
использованы, в следующем задании.
Задание 3. Составление топографического плана строительной площадки
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
По данным полевых измерений составить и вычертить топографический план
строительной площадки в масштабе 1: 2000 с высотой сечения рельефа 1 м.
Работа состоит из следующих этапов: обработка ведомости вычисления координат
точек теодолитного хода; обработка тахеометрического журнала; построение
топографического плана.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1.
Для съемки участка на местности между двумя пунктами полигонометрии
ПЗ8 и ПЗ 19 был проложен теодолитно-высотный ход. В нем измерены длины всех сторон
(рис. 2), а на каждой точке хода – правый по ходу горизонтальный угол и углы наклона на
предыдущую и последующую точки. Результаты измерений горизонтальных углов и
линий (табл. 2), а также тригонометрического нивелирования (табл. 4 и 4а) являются
общими для всех вариантов.
13
Рисунок 2 Схема теодолитно-высотного хода съемочного обоснования
Таблица 2. Результаты измерений углов и длин сторон хода
Номера точек хода
Измеренные углы (правые)
˚
'
ПЗ8
I
330
50
59,2
58,5
II
161
20,0
III
79
02,8
Длины сторон
(горизонтальные
проложения), м
263,02
239,21
269,80
192,98
ПЗ19
267
08,2
Измерение углов производилось оптическим теодолитом 2Т30 с точностью
отсчетов по шкаловому микроскопу 30''.
2.
Известны координаты полигонометрических знаков ПЗ8 и ПЗ19 (т.е.
начальной и конечной точек хода): ХПЗ8 = - 14,02 м, YПЗ8 = + 627,98 м – для всех
вариантов; ХПЗ19 принимается равным значению ХС, а YПЗ19 - значению YС, полученным
при решении задачи 2 в задании 2.
Исходный α0 и конечный αn дирекционные углы:
α0 – дирекционный угол направления ПЗ7 – ПЗ8; берется в соответствии с шифром
и фамилией студента – так же, как и задании 2; таким образом α0 = αАВ;
αn дирекционный угол стороны ПЗ19 – ПЗ20; для всех студентов принимается
равным дирекционному углу αСD линии CD, вычисленному в задаче 1.
3.
Отметки пунктов ПЗ8 и ПЗ19 должны быть известны из геометрического
нивелирования. При выполнении значение отметки ПЗ8 следует принять условно:
количество целых метров в отметке должно быть трехзначным числом, в котором
количество сотен метров равно единице, а количество десятков и единиц метров
составляют две последние цифры шифра студента. В дробной части отметки (дм, см, мм)
ставятся те же цифры, что и в целой части.
Например: Зуев
№ 08401029
129,129 м
Отметка ПЗ 19 для всех студентов принимается на 3,282 м больше отметки ПЗ8.
4. При съемке участка были составлены абрисы (рис. 3, а, б и 4, а – г ).
14
Рисунок 3. Абрисы съемки зданий
УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
Обработка ведомости вычисления координат точек теодолитного хода
Увязка углов хода.
Значения измеренных углов записывают в графу 2 ведомости вычисления
координат (табл. 3). В графе 4 записывают исходный дирекционный угол α0 (на верхней
строке) и конечный дирекционный угол αn (на нижней строке).
Вычисление координат точек теодолитного хода ведут в следующей
последовательности:
Вычисляют сумму измеренных углов пр. Определяют теоретическую сумму
углов:
теор = 0 -  + 180(n +1) – для правых по ходу углов;
где н и n – дирекционные углы начальной и конечной сторон хода;
n – число сторон хода.
Находят угловую невязку хода f по формуле
f = пр - теор,
где теор – теоретическое значение суммы углов хода.
3) Вычисляют допустимую угловую невязку f доп по формуле
f  доп  1 n .
Если полученная угловая невязка f  f доп, то ее распределяют с
противоположным знаком поровну на все измеренные углы в виде поправки  = - f/n,
округляя до 0,1. Если f не делится без остатка на n, то большую по абсолютной величине
поправку вводят в углы с самыми короткими сторонами. Для контроля подсчитывают
сумму поправок в углы. Она должна быть точно равна невязке f, взятой с обратным
знаком. По формуле испр = изм +  вычисляют исправленные углы. Сумма исправленных
углов испр должна точно равняться теоретической сумме углов хода теор:
испр = теор.
Исправленные углы записывают в графу 3 ведомости.
Вычисление дирекционных углов и румбов сторон хода.
По исходному дирекционному углу 0 и исправленным углам  хода по формуле
для правых углов вычисляют дирекционные углы всех остальных сторон: для правых
углов поворота: i+1 = i + 180 - испр;
15
Таблица 3. Ведомость вычисления координат точек теодолитного хода
№ вершин
хода
Измеренные
углы, β
˚
'
1
ПЗ 7
Исправленные
углы, β
˚
'
2
-
3
-
-
Дирекционные
углы, α
˚
'
Румбы, r
наз
ван.
4
˚
5
'
Длины
линий
(гориз.
пролож.)
d, м
Приращения координат, м
Координаты, м
вычисленные
исправленные
∆x
∆y
∆x
∆y
x
y
6
7
8
9
10
11
12
- 14,02
+ 627,98
-
- 0,3
ПЗ8
330
59,2
330
58,9
- 0,3
I
50
58,5
263,02
50
58,2
- 0,3
II
161
20,0
239,21
161
19,7
- 0,3
III
79
02,8
269,80
79
02,5
- 0,3
ПЗ 19
267
08,2
192,98
267
07,9
Р = 965,01
ПЗ 20
-
-
-
Σ ∆ пр
-
Σ β пр
889
28,7
889
27,2
Σβт
889
27,2
889
27,2
ƒβ
+0
01,5
0
00,0
ƒ β доп
±0
02,2
n =5
Σ β т = α 0 - α n + 180˚ · n =
Σ ∆т
ƒ
ƒ β доп = ± 1'
n  1 5  0  02,2
∆Р=
ƒ х2 +ƒ у2 =
∆ Р/ Р =
< 1 / 2000
16
где i и i+1 – дирекционные углы предшествующей и последующей сторон хода.
Например: ПЗ8 - I = 0 + 180 - ПЗ8 = 29˚34,2' + 180 + + 360 - 330˚58,9' = 238˚35,3'.
Для контроля вычисления дирекционных углов следует найти конечный
дирекционный угол n по дирекционному углу III-ПЗ19 последней стороны и
исправленному углу ПЗ19 при точке ПЗ19 (см. рис. 2).
n = III-ПЗ19 + 180 - ПЗ19.
В разомкнутом ходе контролем правильности вычислений будет служить равенство
вычисленного и исходного значений конечного дирекционного угла n. При переходе от
дирекционных углов  к румбам r пользуемся таблицей 1.
Значения дирекционных углов записывают в графу 4 ведомости с точностью до
десятых долей минут, а румбов в графу 5; при этом значения румбов округляют до целых
минут.
Вычисление приращений координат.
Приращения координат вычисляют по формулам:
∆X = d ∙ cos α = d ∙ cos r; ∆Y = d ∙ sin α = d ∙ sin r
Вычисленные значения приращений координат записывают в графы 7 и 8
ведомости с точностью до сотых долей метра. Знаки приращений координат
устанавливают в зависимости от знаков cosα и sinα или по названию румба,
руководствуясь табл. 1. В каждой из граф складывают все вычисленные значения ∆X и
∆Y, находя практические суммы приращений координат ∑∆Xпр и ∑∆Yпр.
Вычисление абсолютной и относительной невязок хода; увязка приращений
координат.
Вычисляют невязки fx и fу в приращениях координат по осям х и у:
fx = ∑∆Xпр - ∑∆Xт
fу = ∑∆Yпр - ∑∆Yт
где ∑∆Xт = ХКОН – ХНАЧ
∑∆Yт = YКОН – YНАЧ теоретические суммы приращений
координат, вычисляемые как разности абсцисс и ординат конечной ПЗ19 и начальной ПЗ8
точек хода.
Координаты начальной и конечной точек хода записывают в графах 11 и 12
ведомости.
Абсолютную линейную невязку ∆Р хода вычисляют по формуле
f х2  f у2 и записывают до сотых долей метра.
Р
Относительная линейная невязка
хода (сумма длин сторон хода) выражается
Р
простой дробью с единицей в числителе.
1
1
Она вычисляется по формуле: f отн  f абс 

∆Р =
d d : f
абс
2000
1
, то невязки fx и fy
2000
распределяют, вводя поправки в вычисленные значения приращений координат. Поправки
в приращения распределяют прямо пропорционально длинам сторон хода
Если относительная невязка окажется меньше допустимой
X  
fX
 di ;
d
Y  
fY
 di .
d
Значения X и Y округляют до сантиметров, контролируя правильность их
вычисления по формулам
Х = -fX;
У = -fУ.
Записывают полученные поправки в графе 6 над соответствующим значением
приращения координат. Вычисляют исправленные приращения координат по формулам
Xиспр = Xвыч + X;
Yиспр = Yвыч + у.
17
Контроль вычислений осуществляют по формулам:
Хиспр = Xк – Xн; Yиспр = Yк – Yн.
Примечание. Примеры в задании подобраны так, чтобы относительная невязка
получалась допустимой. Если вы получаете в знаменателе число меньше 2000,
следовательно, в вычислениях была допущена ошибка.
Вычисление координат точек теодолитного хода.
Координаты точек теодолитного хода получают путем последовательного
алгебраического сложения координат предыдущих точек хода с соответствующими
исправленными приращениями:
Xi+1 = Xi + Xi;
Yi+1 = Yi + Yi,
где Xi, Yi и Xi+1, Yi+1 – координаты предшествующей и последующей точек теодолитного
хода.
Например: XI = XПЗ8 + XПЗ8-I YI = YПЗ8 + YПЗ8-I
Контролем правильности вычислений координат будет служить совпадение
координат конечной точки теодолитного хода, полученных из вычислений, с их
исходными значениями.
Обработка тахеометрического журнала
Вычисление места нуля вертикального круга и углов наклона.
В табл. 4 приведена часть журнала тахеометрической съемки, в котором
необходимо обработать результаты измерений, выполненных на станции ПЗ19.
Из отсчетов по вертикальному кругу при «круге лево» (КЛ) и «круге право» (КП)
на предыдущую и последующую станции дважды вычисляют место нуля (МО). Для
оптического теодолита 2Т30, которым была выполнена тахеометрическая съемка
( КЛ  КП )
МО 
2
При наведении со станции ПЗ19 на станцию III
(1 34  1 35,5)
МО 
 0  00,75  0  00,8
2
Углы наклона ν на предыдущую и последующую точки теодолитно-высотного хода
вычисляют с контролем по формуле ν
КЛ  КП

 КЛ  МО  МО  КП
2
И записывают с соответствующим знаком в графу 6.
При наблюдении со станции ПЗ19 на станцию III угол наклона
 1 34  1 35,5
 1 34,75  1 34,8
2
ν = -1◦ 34' - 0◦ 00,75'= -1◦ 34,75' ≈ -1◦ 34,8'

ν = 0◦ 00,75' -1◦ 35,5' - 0◦ 00,75' = -1◦ 34,75' ≈ -1◦ 34,8'
Значение МО для направления ПЗ20 следует вычислить самостоятельно.
Полученные на станции ПЗ19 два значения МО не должны различаться более чем на
двойную точность отсчетного устройства теодолита. Полученные значения записывают в
графе 5 табл. 4 на соответствующих строках. Из двух полученных значений МО
вычисляют среднее арифметическое и округляют его до целых минут и используют для
вычисления углов наклона на реечные точки:
  КЛ  МО
18
Таблица 4. Тахеометрический журнал
№ точек
наблюден
ия
Отсчеты
по нитяному
дальномеру
1
2
по
горизонтальному
кругу
˚
'
3
Место
нуля
МО
Угол
наклона
ν
Горизонтальн
ое проложение
d = D' cos2ν
по вертикальному
кругу
˚
˚
'
4
5
Станция ПЗ 19,
h 
D
sin 2
2
или

h  d  tg
Высота
наводки
l
Превышение
h = h'+ i - l,
Отметки
Н, м
9
10
11
'
6
7
8
i = 1,40
....
ПЗ 20
КП
0
32,5
III
1
КЛ
-0
ПЗ 20
35,5
30,5
…
-
3,00
III
0
00
-1
34
29
31
-2
05
18
86,2
19
56,2
69
28
-2
16
48,0
165
26
-3
23
20
21
103,2
288
07
-0
52
60,3
340
11
-2
49
+0,8'
-1
34,8
192,98
- 5,32
…
...
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
22
…
…
…
3,00
-6,92
l=i
....
l=i
....
l=i
....
3,00
....
l=i
....
…
19
Углы наклона на реечные точки записывают в графе 6 табл. 4.
Вычисление горизонтальных проложений и превышений.
Значения горизонтальных расстояний между точками теодолитно-высотного хода
переписывают в графу 7 табл. 4 из ведомости вычисления координат (табл. 3).
Вычисление горизонтальных проложений d от станций до реечных точек выполняют по
значениям расстояний D' (табл. 4, графа 2), полученных по нитяному дальномеру:
D' = d ∙ cos ν
Превышения h точек относительно станции вычисляют по формуле
h =h' + i – l,
где i – высота инструмента на данной станции, l – высота наводки, (табл. 4, графа 9).
При вычислении превышений по сторонам высотно - теодолитного хода, длины
которых измерены стальной землемерной лентой,
h = d ∙ tg ν.
При определении превышений на реечные точки, расстояния до которых измерены
по нитяному дальномеру, вычисления выполняются по формуле
D
h
 sin 2 .
2
Значения горизонтальных проложений d записывают в графу 8 с округлением до
сотых долей метра. Если угол наклона меньше 2◦, то горизонтальное проложение
принимают равным измеренному расстоянию.
Вычисленные значения h' записывают в графу 8 с округлением до сотых долей
метра. В графу 10 записывают вычисленные значения превышений h. Если при
визировании на точку труба наводилась на высоту, равную высоте инструмента (i = l), то
h = h' и значение превышения из графы 8 без изменения переписывают в графу 10.
Результаты измерений, выполненных на станциях ПЗ8, I, II, III обработаны почти
полностью, и для этих станции, вместо журнала тахеометрической съемки, в табл. 4а
приведена выписка из его граф 1, 3, 7, 10 и 12. Данные в графах 1-4 этой таблицы – общие
для всех студентов, а отметки станций и реечных точек в графах 5, 6 каждый студент
находит самостоятельно.
Вычисление отметок станций.
Вычисление отметок станций выполняют в «Ведомости увязки превышений
высотно-теодолитного хода и вычисления отметок станций» (табл. 5). Известные отметки
НПЗ8 и НПЗ19, округляют до сотых долей метра и записывают в графу 8 на первой и
последней строках ведомости. Из журнала тахеометрической съемки выписывают
значения прямых hпр и обратных hобр превышений по сторонам хода, вычисляют средние
значения hср этих превышений. Затем определяют сумму ∑hср полученных превышений,
вычисляют теоретическое значение суммы превышений, равное разности известных
отметок конечной и начальной точек хода:
∑hт = Нкон - Ннач , находят невязку хода
fh = ∑hcр - ∑ hт
и ее допустимое значение fhдоп =  0,20 м L ,
где L – длина хода, км.
В графе 6 ведомости в превышения введены поправки пропорционально длинам
сторон хода. Данные в графах 1 – 7 и 9 – общие для всех вариантов; отметки в графе 8
каждый студент вычисляет самостоятельно в соответствии со своим вариантом.
Отметки станций вычисляют по известной отметке НПЗ8 станции ПЗ8 и по
исправленным превышениям hиспр и записывают в грвфу 8: НI = НПЗ8 + hПЗ8-1;
НII = НI + hI-II и т.д..
Контролем правильности вычислений является получение известной отметки
станции ПЗ19, записанной ранее в графе 8.
20
Таблица 4а. Выписка из тахеометрического журнала
№ точек
наблюдения
1
Отсчеты по
горизонтальному
кругу
˚
'
Горизонтальные
проложения
2
3
Превышения
Отметки
станций
I
1
2
3
3а
0
57
140
181
238
00
50
05
10
00
4
Станция ПЗ 8
- 4,17
111,2
- 2,32
61,8
+ 0,20
66,0
13,6
-
4
345
00
82,1
+ 0,05
II
ПЗ 8
5
6
7
8
0
13
52
148
175
Станция I
00
00
05
30
58
149,6
68,0
11,8
25,2
- 0,30
+ 4,13
+ 4,05
+2, 02
- 0,80
-
9
327
45
147,8
+ 2,06
III
I
10
11
0
27
50
Станция II
00
08
28
98,3
24,6
+ 0,90
+ 0,26
- 0,23
-
12
13
66
182
48
43
34,4
62,1
- 0,03
ПЗ 19
II
14
15
16
17
0
24
56
128
143
Станция III
00
41
102,8
23
44,1
00
38,0
19
25,6
+ 6,8
- 0,92
- 0,76
- 0,63
- 0,60
Примеча-ния
реечных
точек
5
….
-
т. 3 – на
грунтовой
дороге
-
т. 7, 8 – на
линии уреза
воды
-
т. 10 – 13 на
линии уреза
воды
….
….
-
….
-
т. 14 – 17 на
линии уреза
воды
Вычисление отметок реечных точек.
Вычисленные отметки станций переписывают в графу 11 (табл. 4) и графу 5 (табл.
4а) на одной строчке с номером той станции, к которой данная отметка относится.
Отметки реечных точек на каждой станции вычисляют путем алгебраического
сложения отметки данной станции с соответствующим превышением. Полученные
отметки записывают в графу 11 табл. 4 и в графу 6 табл. 4а.
21
Таблица 5. Ведомость увязки превышений теодолитно-высотного хода и вычисления
отметок станций
№
станци
й
1
ПЗ 8
Горизонтальные
проложения,
d
2
прямые
h пр
Превышения
обратные
hобр
средние
h ср
Поправки
в превышения
3
4
5
6
Исправленные
превышения
hиспр
7
263,02
- 4,17
+ 4,13
- 4,15
- 0,03
- 4,18
239,21
- 0,30
= 0,26
- 0,28
- 0,02
- 0,30
269,80
+ 0,90
- 0,92
+ 0,91
- 0,03
+ 0,88
192,98
+6,87
- 6,92
+ 6,90
- 0,02
+ 6,88
8
…
…
I
…
II
…
III
ПЗ 19
Р=
Отметки
станций
Н
…
965,01
- 0,10
Σ h ср =
+ 3,38
Σ h испр =
+ 3,28
Σ h т = НПЗ 19 – НПЗ 8 =
ƒh = Σ h ср - Σ h т =
ƒh доп = ± 20 мм √L = ± 0,02 м
Данные в графах 1-7 - общие для всех вариантов;
отметки в графе 8 вычисляет каждый студент по номеру своего варианта
Построение топографического плана
Построение координатной сетки.
Координатную сетку в виде квадратов со сторонами по 10 см вычерчивают на
листе чертежной бумаги.
При построении сетки из небольшого числа квадратов (например, 34 или 45)
можно воспользоваться циркулем-измерителем и масштабной линейкой.
На листе бумаги проводят диагонали (рис. 4). От точки пересечения диагоналей по
всем четырем направлениям откладывают равные отрезки. Концы отрезков соединяют
прямыми линиями и получают прямоугольник – основу построения сетки. На сторонах
прямоугольника при помощи циркуля-измерителя и масштабной линейки откладывают
отрезки, равные 10 см. Соединяя соответствующие точки противоположных сторон
прямоугольника, получают сетку квадратов. Правильность построения сетки
контролируют путем сравнения длин диагоналей квадратов. Ошибка построения не
должна превышать 0,2 мм.
Необходимое количество квадратов сетки рассчитывают, исходя из полученных
значений координат точек теодолитного хода (табл. 3, графы 11, 12).
Например. Самая северная (имеющая наибольшее значение Х) и самая южная
(имеющая наименьшее значение Х) точки имеют абсциссы Хсев = +230,24 м ≈ + 230 м;
Хюжн = - 355,74 м ≈ - 356 м.
В масштабе плана (1: 2 000) стороне квадрата в 10 см на местности соответствует
расстояние равное 200 м.
хсев  хюжн 230  (356) 586


3
200
200
2
Следовательно, необходимо построить три горизонтальных ряда квадратов.
Аналогично определяют количество вертикальных рядов квадратов по оси Y.
22
Рисунок 4. Построение координатной сетки с помощью измерителя и линейки
Координатную сетку оцифровывают так, чтобы теодолитный ход размещался
примерно в середине листа бумаги.
Построение теодолитного хода по координатам его точек.
Точки теодолитного хода наносят на план по их вычисленным координатам (табл.
3, графы 11, 12). Нанесение точек выполняют с помощью циркуля-измерителя и
масштабной линейки.
Например. Требуется нанести точку с координатами Х = - 14,02 м и Y = + 627,98.
Сначала выясняют в каком из квадратов сетки должна лежать эта точка:
Рисунок 5. Построение по координатам точек планового съемочного обоснования:
а) оцифровка координатной сетки; б) построение точки по координатам.
По направлению Х точка должна находиться между линиями сетки с абсциссами 0
и – 200, по направлению Y – между линиями сетки с ординатами + 600 и + 800 (рис. 6б).
От линии с абсциссой по вертикальным сторонам этого квадрата откладывают вниз
расстояние 14,02 м и проводят линию, соединяющую две полученные точки. Вдоль этой
линии от вертикальной линии сетки с ординатой + 600 откладывают вправо расстояние
627,98 – 600 = 27,98 м.
Полученную точку обводят окружностью диаметром 1,5 мм; внутрь этой
окружности никакие линии проводить нельзя. Рядом записывают в виде дроби: в
числителе – номер точки, в знаменателе – взятую из табл. 5 ее отметку с точностью до
сотых долей метра. Нанесение точек хода необходимо проконтролировать. Для контроля
измеряют расстояния между нанесенными точками: получившиеся в плане длины сторон
23
должны отличаться от записанных в графе 6 ведомости вычисления координат не более
чем на 0,2 мм в масштабе составляемого плана.
Нанесение реечных точек, изображение ситуации и рельефа местности – каждый
студент выполняет по одному из двух вариантов «а» или «б».
Нанесение на план реечных точек.
Реечные точки наносят на план с помощью циркуля-измерителя, масштабной
линейки и транспортира. Данные для нанесения берут из тахеометрического журнала
(табл. 4 и 4а).
Вариант «а». Студенты, фамилии которых начинаются с букв А, Б, В,……К,
наносят реечные точки 1, 3а, 4 – 12, им следует изобразить ситуацию и рельеф местности
в пределах участка, ограниченного линией ПЗ8 – II, рекой и шоссейной дорогой.
Вариант «б». Студенты, фамилии которых начинаются с букв Л, М, Н, …..Я,
наносят реечные точки 1- 3, 3а, 11 – 22, изображая ситуацию и рельеф в пределах участка,
ограниченного линией ПЗ8 – II, рейкой, линией 17 -19, грунтовой и шоссейной дорогами.
При съемке на станции ПЗ8 лимб теодолита был ориентирован по направлению на
следующую станцию I (отсчет по горизонтальному кругу в направлении на станцию I
равен 0◦ 00' табл. 4а, графа 2). С помощью транспортира вправо ( по ходу часовой стрелки)
от направления ПЗ8 – I откладывают горизонтальные углы (отсчеты по горизонтальному
кругу), измеренные при визировании на реечные точки 1, 2, 3, 3а и 4 (рис. 6). Получив на
плане направления на эти реечные точки, от станции ПЗ8 по ним откладывают в масштабе
1: 2 000 значения соответствующих горизонтальных расстояний (табл. 4а, графа 3).
Рисунок 6. Построение на плане направлений на реечные точки, для которых отсчеты по
горизонтальному кругу: а) меньше 180◦; б) больше 180◦
При съемке со станций I, II, III и ПЗ19 лимб ориентировали по направлению на
предыдущую (заднюю) станцию. Поэтому при нанесении реечных точек на план
горизонтальные углы на этих станциях нужно откладывать по часовой стрелке от
направления на предыдущую станцию (рис. 7).
Рисунок 7. Построение направлений на реечные точки, взятые со станции II
Нанесенную на план реечную точку обводят окружностью диаметром 1,0 мм. Рядом
подписывают в виде дроби номер точки и ее отметку с округлением до десятых доле
метра. Реечные точки 7, 10, 13 – 15 и 17, в которых были определены отметки уреза воды
24
с точностью до сотых долей метра. Возле остальных реечных точек, взятых на линии
уреза воды, подписывают только их номера.
Изображение ситуации на плане.
Рисовку ситуации производят в масштабе 1: 2 000 по абрисам съемки зданий (рис.
3) и абрисам тахеометрической съемки (рис. 8 а - г). Вначале рекомендуется нанести
здание, снятое способами перпендикуляров и линейных засечек.
Рисунок 8. Абрисы тахеометрической съемки
25
Вариант «а» Используются абрис съемки здания (рис. 3а) и абрисы
тахеометрической съемки (рис. 8 а – в). Шоссе наносится по реечным точкам 3а, 5 и 6;
ширина его (22 м) в пределах участка съемки везде одинакова. Линия уреза воды в реке
положением точек 7 и 8, 11 и 12.
Вариант «б» Используются абрис съемки здания (рис. 3 б) и абрисы
тахеометрической съмки (8 а, в, г). Шоссе и грунтовая дорога наносятся по реечным
точкам 3а, 3, 20, 19; ширина шоссе (22 м) и грунтовой дороги (6 м) в пределах участка
съемки сохраняются постоянными. Линия уреза воды в реке Ик проводится по реечным
точкам 11, 13, 14, 15, 17, 12 и 16; ширина реки определяется взаимным положением точек
11 и 12, 16 и 17.
Рисовка рельефа на плане.
По отметкам станций и реечных точек на плане проводят горизонтали с сечением
рельефа 1 м. Положение горизонталей определяют методом графической интерполяции;
ее выполняют только меду точками, которые в абрисах тахеометрической съемки (рис. 8,
а – в – по варианту «а» или рис. 8 а, в, г по варианту «б») соединены стрелками.
Соединение каких-либо двух точек в абрисе стрелкой говорит о том, что местность между
ними один скат (без перегибов), направление по которому сверху вниз и указывает
стрелка. Приступая к изображению рельефа, точки на плане, между которыми в абрисах
имеются стрелки, соединяют карандашом тонкими вспомогательными линиями.
Одноименные горизонтали соединяют между собой плавными кривыми. Отметки
горизонталей, кратные 5 м, подписывают в разрывах горизонталей; при этом верх цифр
должен быть обращен в сторону повешения ската местности. Бергштрихи ставят в
направлениях характерных линий рельефа при каждой замкнутой горизонтали.
Через контуры здания, шоссе и грунтовые дороги горизонтали не проводят.
Построение графика заложений.
В нижней части плана строят график заложений для уклонов. По заданным
уклонам 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,07 и высотой сечения рельефа 1 м вычисляют
соответствующие им заложения. Исходной формулой для вычисления является формула
h
уклона i  , где i – yклон; h – превышение (в нашем случае – высота сечения рельефа);
d
d – заложение.
1,0 м
h
Например. Для уклона i = 0,02 вычисляем заложение i  = i 
 50,0 м ,
d
0,02
которое в масштабе плана 1: 2 000 составит 2,5 см.
По горизонтальной оси графика откладывают шесть равных отрезков произвольной
величины, у концов отрезков подписывают значения уклонов. На концах отрезков
восстанавливают перпендикуляры, по которым откладывают в масштабе 1: 2 000
соответствующие уклонам вычисленные значения заложения d. Через концы отложенных
заложений проводят плавную кривую.
Оформление топографического плана строительной площадки.
Все контуры и рельеф, изображаемые на плане вычерчивают карандашом, тонкими
линиями. Образцы условных знаков для масштаба 1: 2 000 приведены на рис. 9. Береговые
линии реки и окружности, обозначающие реечные точки 7, 10, 13 – 15, 17, в которых были
определены отметки уреза воды, вычерчивают зеленым цветом. Зеленым цветом
проводят и по две крайние линии (кюветы) с обеих сторон шоссе. Пересечение
координатных линий так же показывают зеленым цветом.
При вычерчивании элементов рельефа горизонтали проводят коричневым цветом.
Обычная толщина горизонтали должна быть 0,1 мм, а горизонтали с отметками, кратными
10 м, утолщают в 2,5 раза. Отметки горизонталей, кратные 5 м, подписывают коричневым
цветом. Отметки реечных точек и станций подписываются черным цветом. Коричневым
цветом ставят точки в условном знаке песка. Все остальные линии, условные знаки и
26
надписи
выполняют
черным
цветом.
27
Размеры даны в миллиметрах
Рисунок 9. Образцы условных знаков для масштаба 1: 2 000
С северной стороны участка подписывают значения Y, а с восточной – Х линий
координатной сетки. Это делают возле пересечений координатных линий (вершин
квадратов) сетки.
В верхней части листа выполняют заглавную надпись, в нижней указывают
численный масштаб плана, высоту сечения рельефа и размещают график заложений для
уклонов.
28
Рисунок 10. Образец оформления топографического плана
29
Задание 4. Решение задач по топографическому плану строительной площадки
Задача 1. Найти отметку точки А, взятой между двумя соседними горизонталями.
Точка А выбирается самим студентом между двумя любыми горизонталями.
Вычисленную отметку подписывают на плане возле точки.
Задача 2. Определить уклон отрезка ВС, проведенного между соседними
горизонталями. Отрезок проводится в любом месте плана так, чтобы его точки В и С
лежали на двух соседних горизонталях. Вычисленное значение уклона записывают вдоль
отрезка.
Задача 3. От ПЗ8 к реечной точке 10 (для варианта «а») или от ПЗ19 к точке III
(для варианта «б»), пользуясь графиком заложений, провести кратчайшую ломаную
линию так, чтобы ни на одном из ее отрезков уклон не превышал i = 0,02.
На рецензирование представляются:
1) ответы на контрольные вопросы;
2) решения задач на вычисление дирекционных углов линий и координат точек;
3) ведомость вычислений координат точек теодолитного хода;
4) тахеометрический журнал;
5) ведомость увязки превышений теодолитно-высотного хода и вычисления
отметок станций;
6) план строительной площадки;
7) решения задач по топографическому плану строительной площадки.
30
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2
Задание 1. Ответы на вопросы по темам специальной части курса
Студент должен ответить на три вопроса. Номер задачи или вопроса , как и в
контрольной работе 1, определяется последней цифрой шифра студента. Причем
студенты, фамилии которых начинаются с букв А, Б, …К, отвечают на вопросы и решают
задачи к темам 11, 13 и к теме соответствующей специальности. Студенты, фамилии
которых начинаются с букв Л, М, ….Я, отвечают на вопросы и решают задачи к темам 10,
12 и к теме соответствующей специальности.
Задание 2. Решение задач по обработке результатов геометрического
нивелирования
Задача 1. Дана отметка НА точки А. Вычислить отметку точки В через ее
превышение над точкой А, если по нивелирным рейкам получены отсчеты:
в точке А……………а = 1454 мм;
в точке В……………в = 2878 мм.
Построить поясняющий чертеж.
Отметка точки А принимается равной отметке ПЗ8 (контрольная работа 1):
количество целых метров в отметке должно быть трехзначным числом, в котором
количество сотен метров равно единице, а количество десятков и единиц метров
составляют две последние цифры шифра студента. В дробной части отметки (дм, см, мм)
ставятся те же цифры, что и в целой части.
Например: Зуев
№ 08401071
171,171 м
Задача 2. Используя исходные данные предыдущей задачи, вычислить вторично
отметку НВ точки В, но через горизонт инструмента. Построить поясняющий чертеж.
Задание 3. Составление профиля трассы дороги
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
По данным журнала геометрического нивелирования и пикетажного журнала
построить продольный и поперечный профили участка трассы дороги. Нанести на на
продольный профиль проектную линию.
Работа состоит из следующих этапов:
1)
обработка пикетажного журнала;
2)
обработка журнала геометрического нивелирования;
3)
построение продольного профиля в масштабах: для горизонтальных
расстояний – 1: 2 000, вертикальных – 1: 200;
4)
построение поперечного профиля в масштабе 1: 200 для горизонтальных и
вертикальных расстояний;
5)
построение на продольном профиле проектной линии;
6)
оформление профилей.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1.
Пикетажный журнал (рис. 11). В пикетажном журнале записан румб СВ:
48˚50' (общий для всех студентов) первоначального направления трассы, указано значение
первого (правого) угла поворота трассы: Уг. 1пр = 35˚45' (общее для всех вариантов).
Величину второго угла поворота студент вычисляет: к 50˚20' (для всех) прибавляется
столько градусов, сколько букв в фамилии студента.
Например. Зуев
Уг. 2лев = 50˚20' + 4˚ = 54˚20'
31
2.
Журнал геометрического нивелирования (табл. 6). Записанные в журнале
отсчеты по нивелирным рейкам и вычисляемые по этим отсчетам значения превышений
являются общими для всех студентов.
В графе 11 на верхней и нижней строках записывают исходные дпнные – известные
отметки реперов №19 и 20, между которыми на местности был проложен нивелирных ход.
Отметка репера №19 задается в соответствии с шифром студента (количество
целых метров в отметке должно быть трехзначным числом, в котором количество сотен
метров равно единице, а количество десятков и единиц метров составляют две последние
цифры шифра студента. В дробной части отметки (дм, см, мм) ставятся те же цифры, что
и в целой части). Отметка репера №20 для всех вариантов берется на 2,101 м меньше
отметки репера №19.
3. Данные для нанесения на продольный профиль проектной линии:
на ПК0 запроектирована насыпь высотой 0,50 м;
на участке от ПК0 до точки ПК1+80 – уклон проектной линии i = - 0,020
на участке от точки ПК1+80 до ПК4 – горизонтальная площадка (i = 0,000);
на последнем участке трассы от ПК4 до ПК5 – уклон проектной линии i = +0,015
Проектирование на поперечном профиле не производилось.
УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
Обработка пикетажного журнала
Прямолинейные участки трасс автомобильных дорог сопрягаются в основном
круговыми кривым. В качестве круговых кривых применяют дуги окружностей больших
радиусов. Главные точки круговой кривой трассы: точка А называется началом кривой
НК, точка М – серединой кривой СК и точка С – концом кривой КК. Эти три точки
называют главными точками круговой кривой. φ - угол поворота трассы, R – радиус
круговой кривой, назначаемый в зависимости от условий местности и категории дороги.
Углами поворота трассы являются горизонтальные углы между продолжением
предыдущей стороны хода и направлением его последующей стороны.
Длины
касательных АВ и ВС называют тангенсом Т, отрезок ВМ от точки В вершины угла
поворота до середины кривой называют биссектрисой Б , дугу АМС называют кривой К.
В
Д

Б
Т
Т
СК
М
КК
НК
А
С
R
/2
О
Рисунок 11. Элементы круговой кривой
1.
По радиусу R2 и величине второго угла поворота находят элементы второй
кривой. Элементы горизонтальной круговой кривой (тангенс Т, кривую К, биссектрису Б
и домер Д) выбирают из специальных «Таблиц для разбивки круговых кривых» или
вычисляют по формулам:
32
ПИКЕТАЖНЫЙ ЖУРНАЛ
Грунтовый репер 20 (рельс)От ПК 4 + 92,0
Вправо 16,0м
Уг.2лев =
R2 = 100________
Т=
К=
Б=
КК
Д=
НК
Уг.1пр. = 34º 45´
R2 = 100________
ВУ№2 ПК 3 + 88,62
- Т__________________
НК
+К __________________
КК
Контроль:
ВУ№2 ПК 3 + 88,62
+ Т_________________
Σ
- Д __________________
КК
Т = 32,25
К = 62,40
ВУ№1 ПК 0+90,28
-Т
32,25
НК
ПК0 + 58,03
+К
+ 62,40
КК
ПК 1 + 20,43
Контроль:
ВУ№2
ПК 0+90,28
+Т
+32,25
Σ
ПК1 + 22,53
-Д
2,10
КК
ПК 1 + 20,43
Б = 5,07
Д = 2,10
Стенной репер 19 от ПК 0 влево 12,5м
Грунтовый репер 20 =
Дирекционный угол ВУ№2 =
Рисунок 12. Пикетажный журнал
33

 

Д  2Т  К .
Б  R   sec  1,
2
2 


Элементы второй кривой записывают в пикетажном журнале слева от трассы напротив
вершины второго угла.
1.
Рассчитывают пикетажные значения начала кривой (НК) и конца кривой
(КК) с обязательным контролем вычислений. Расчет следует произвести в пикетажном
журнале справа от трассы. На рис. 11 приведен одинаковый для всех студентов расчет
первой кривой. По результатам расчетов главные точки (НК и КК) кривых следует
нанести на трассу, обозначив их окружностями диаметром 0,1 мм.
2.
По румбу первоначального направления и углам поворота трассы
вычисляют румбы остальных прямых отрезков (вставок) трассы. Сначала вычисляют
дирекционные углы: по азимуту (дирекционному углу) прямого участка начала трассы и
углу поворота вычисляют азимут прямого участка от вершины угла поворота до конца
трассы по формуле: α (ВУ - КТ) = α (НТ –ВУ) ± φ. В формуле берется знак плюс в том случае,
если трасса повернула вправо, и знак минус, если трасса повернула влево.
Вычисленные значения дирекционных углов переводят в румбы (табл. 1), которые
записывают в пикетажном журнале вдоль стрелок, указывающих повороты трассы. На
рисунке 12 записан вычисленный румб СВ: 84◦ 35' второй прямой вставки.
T  R  tg
,
K  R  
180
,
Обработка журнала геометрического нивелирования
Отметки связующих точек вычисляют через превышения, отметки промежуточных
точек – через горизонт инструмента. В качестве примера в журнале (табл. 6) выполнена
обработка нивелирования на первых трех станциях.
1.
Обработку результатов нивелирования начинают с выполнения
постраничного контроля. При постраничном контроле в графе 3 подсчитываем суммы
отсчетов по черной и красной сторонам задней рейки. В графе 4 суммируем отсчеты по
черной и красной стороне передней рейки. Результаты вычислений выписываем в
последнюю строку журнала.
2.
Вычисляем превышения h между связующими точками. Вычисляем
превышение по черной стороне задней и передней реек hч = Зч - Пч и по красной
hкр= Зкр – Пкр.
Результаты вычислений по каждой станции выписываем в графы 6 или 7 в
зависимости от знака превышения.. Расхождение в превышениях по черной и красной
сторонам не должно превышать ± 5мм.
│hч - hкр │≤ 5 мм, если данное условие выполняется, то вычисляем
hч  hкр
hср 
,
2
полученное число с учетом знака выписываем в графы 7 или 8.
При вычислении hср может получиться число с 5 десятыми долями, его
необходимо округлить.
После вычислений превышений по черной и красной сторонам реек и вычисления
средних превышений на всех станциях нивелирного хода проводим постраничный
контроль. Суммируем все числа в 6 и 7 графах с учетом знака и выписываем в последнюю
строку ведомости. Затем находим сумму средних превышений в графах 8 и 9. Контроль
вычислений ведется по формулам:  З   П   hвыч и  hвыч  2 hср
При этом возможны расхождения, вследствие округления средних превышений до 1 мм.
3. Невязку нивелирного хода f h вычисляем по формуле:
f h = ∑hср – (НРп2 –НРп1)
Вычисление невязки записываем в журнале нивелирования.
34
Отсчеты по рейке, мм
Номера
станций
1
Номера
нивелируемых
точек
задание
2
3
Реп. 19
1582
передние
4
Превышения, мм
проме
жуточные
+
-
+
-
5
6
7
8
9
вычисленные
Горизонт
инструмента ГИ,
м
Отметки
Н, м
Примечания
10
11
12
+1
6266
1
средние
0104
ПК 0
1684
171,171
0103
0102
171,069
Нивелир НЗ № 3445
Рейки раскладные длиной
3 м, двусторонние с
разностью пяток
6370
ПК 0
1406
+1
6090
2
0905
ПК 1
2331
171,069
0905
0905
170,165
6995
ПК 1
1089
171,254
170,165
5773
3
+ 44
0307
ПК 2 - П + 6
2685
1410
ПК 2 - П + 20
0397
1412
ПК 2 – Л + 14
1931
169,324
ПК 2 – Л + 20
0639
170,616
ПК 2
+1
170,948
1411
168,570
170,858
2501
171,256
Поперечник разбит на ПК
2
168,755
7183
22206
Постраничный контроль
27044
0
4838
- 4838
4838
- 2419
2419
0
2419
2419
- 2,421
35
Номера
станций
1
Отсчеты по рейке, мм
Номера
нивелируемых
точек
задание
2
3
ПК 2
0908
передние
4
Превышения, мм
вычисленные
средние
проме
жуточные
+
-
+
-
5
6
7
8
9
Горизонт
инструмента ГИ, м
Отметки
Н, м
Примечания
10
11
12
5592
4
+56
Точка + 56 нивелировалась как
связующая
2517
7203
+56
1410
6094
+70
2990
+91
1030
5
ПК 3
1386
6072
ПК 3
2108
6792
6
ПК 4
1712
6395
ПК 4
2342
7026
7
ПК 5
0741
5425
ПК 5
1517
6203
8
Реп. 20
1619
6302
Постраничный контроль
Общий контроль по ходу Реп. 19 – Реп. 20
∑hcр=
∑hТ =
- 2.101
fh = ∑hcр - ∑hТ
fhдоп = ±50мм √L
L-длина хода, км
36
4.
Вычисляем допустимую невязку хода fhдоп = ±50мм √L
L - количество станций.
Если невязка хода по модулю меньше или равна допустимой невязке f h ≤ fh доп, то
 fh
вычисляем поправку h =
n
Вводим поправку во все средние превышения со знаком, обратным невязке. Сумма
поправок должна быть равна величине невязки с обратным знаком. Если невязка меньше
количества превышений, то поправка вводится в те превышения, где расхождения в
превышениях по черной и красной сторонам реек больше. Величины поправок
выписываем над последней цифрой средних превышений.
Исправленные превышения hиспр вычисляем, суммируя значения превышений и
поправок с учетом знака. Сумма исправленных превышений должна быть равна разности
отметок исходных реперов. Это является контролем правильности введения поправок.
5. Отметки всех связующих точек, начиная от ПК0, вычисляем по формуле:
Нi = Ннач + hиспр
где Ннач – отметка предыдущей точки; hиспр – значение исправленного превышения.
В нашем примере отметка пикета нулевого вычисляется следующим образом:
НРп 19 = 171,171 м hиспр = - 0103 мм
Нпк 0 = 171,171 - 0,103 = 171,069 м
Контролем правильности вычислений отметок связующих точек служит получение
отметки репера 20. Вычисленная через превышения отметка репера 20 должна быть равна
исходной отметке репера 20.
НРп20 = НРп20 выч
6. Отметки промежуточных точек Нпром вычисляем через горизонт инструмента по
формуле:
Нпром = ГИср – bпром,
где ГИ - высота визирного луча над уровенной поверхностью; bпром – отсчет на
промежуточную точку по черной стороне рейки. Горизонт инструмента на станции
вычисляется дважды:
ГИ = Нз + Зч,
ГИ = Нп + Пч,
где Нз и Нп – отметки задней и передней точек;
Зч и Пч – отсчеты по черным сторонам реек, взятые на задней и передней точках.
Если расхождение между ГИ и ГИ не превышает 5 мм, то вычисляем его среднее
значение на станции:
ГИ ср 
ГИ   ГИ 
.
2
Рассмотрим вычисление отметки промежуточной точки на третьей станции:
Отметка первого пикета ПК1 Нпк1 = 170,165 м
Отметка второго пикета Нпк 2 = 168,775 м
Отсчет по черной стороне, взятый на задней точке Зч = 1089 мм
Отсчет по черной стороне, взятый на передней точке Пч = 2501 мм
Отсчет по черной стороне рейки, взятый на плюсовой точке + 44 равен 0307 мм
ГИ = 170,165 + 1,089 = 171,254 м
ГИ = 168,755 + 2,501 = 171,256 м
│ ГИ - ГИ │ = │ 171,254 – 171,256│= 2 мм ≤ 5 мм, вычисляем
171,254  171,256
 171,255 м
2
Вычисляем отметку промежуточной точки Н+44 = 171,255 м – 0,307 м = 170,948 м
7. С целью уточнения объемов земляных работ, в местах где поперечный уклон
ГИ ср 
37
превышает 0,1 разбиваются поперечники для получения поперечных профилей трассы.
Поперечник разбивается перпендикулярно продольной оси трассы. Расстояние между
поперечниками зависит от характера рельефа. В нашем примере: поперечник разбит на
втором пикете. Точки поперечника нивелируются с третьей станции. Вычисление
отметок точек поперечника выполняется через горизонт инструмента аналогично
вычислению отметок промежуточных точек.
Например, ГИср = 171,255 м; отсчет по черной стороне рейки на промежуточной
точке п + 6 (точка расположена от продольной оси трассы справа на расстоянии 6 метров)
равен 2685 мм.
Нп +8 = 171,255 – 2,685 = 168,570 м.
Построение продольного профиля трассы
6
Прямые и кривые
в плане
Указатели километров
65
10
Размеры даны в мм
5
10 15 10 15
4
Отметки оси
проезжей части (м)
Уклон (‰)
Длина (м)
Отметки поверхности
земли (м)
Расстояния (м)
Пикеты
20
3
фактич. проектн.
данные данные
2
15
Развернутый план
дороги
1
20
Продольный профиль строят по данным пикетажного и нивелирного журналов. На
рис. 14 приведен образец части профиля составленного по одному из вариантов.
Построение выполняют в следующей последовательности:
1.
В нижней части листа вычерчивают профильную сетку, как показано на рис.
13. Верхняя линия профильной сетки называется линией условного горизонта.
Рисунок 13. Разграфка профильной сетки для построения продольного профиля
2.
По данным пикетажного и нивелирного журналов заполняют графу
«Расстояния», откладывая в ней горизонтальные расстояния в масштабе 1: 2 000.
Плановое положение всех пикетов и плюсовых точек фиксируют вертикальными
отрезками. Вертикальные отрезки, обозначающие пикеты, в масштабе 1: 2 000 проводятся
через 5 см. Под нижней линией графы расстояний, которая называется линией пикетажа,
подписывают номера пикетов. Пикетажные значения плюсовых точек не подписывают, а
между вертикальными отрезками в графе 5 записывают горизонтальные расстояния
между каждыми двумя соседними точками профиля. Если между соседними пикетами
плюсовых точек нет, то расстояние в 100 м в графе расстояний не записывают.
3.
Заполняют графу «Отметки поверхности земли» выписывая в нее из графы
11 нивелирного журнала отметки пикетов и плюсовых точек; отметки округляют до сотых
долей метра.
4.
По отметкам поверхности земли строят черную линию профиля, откладывая
высоты точек в масштабе 1: 200 вверх от линии условного горизонта. Отметку условного
горизонта выбирают в зависимости от фактических отметок: она должна быть кратной 10
м и чтобы самая низкая точка профиля отстояла от линии условного горизонта не ближе
чем на 4 см (превышение на местности 8 м). Эту отметку записывают левее начальной
точки
линии
условного
горизонта.
38
Рисунок 13. Пример оформления продольного профиля трассы дороги
39
Все пронивелированные точки строят на перпендикулярах к линии условного
горизонта, откладывая от этой линии в масштабе 1: 200 соответствующие разности
отметок поверхности земли и отметки линии условного горизонта. Для удобства
построений на профиле с левой стороны строят вспомогательный вертикальный масштаб
и подписывают его через 1 см по вертикали значениями отметок через 2 м, начиная от
отметки линии условного горизонта.
5.
Графы 1 и 6 заполняют по данным пикетажного журнала. В графе 1, по
середине проводят ось дороги, условно развернутую в прямую линию, и в масштабе
1: 2 000 строят план полосы местности, прилегающей к трассе. На плане в условных
знаках показывают ситуацию, границы угодий и стрелками показывают основные
направления изменения рельефа.
В графе 6 ниже линии пикетажа на расстоянии 20 мм от нее проводят
горизонтальную линию, изображающую ось дороги. Рассчитанные для обеих кривых
пикетажные значения НК и КК откладывают в масштабе 1: 2 000 на линии пикетажа,
отмечают их перпендикулярами, которые опускают от этой линии на проведенную ось
дороги. Вдоль перпендикуляров записывают расстояния от начала или конца кривой до
ближайших заднего и переднего пикетов.
Разность пикетажных значений начала и конца кривой должна соответствовать
длине кривой на профиле с учетом его масштаба.
При правых углах поворота выпуклость дуги кривой направляют вверх, при левых
– вниз. Внутри выпуклостей выписывают значения всех элементов кривых: R, , Т, К, Д,
Б. На прямых участках трассы (прямых вставках) выписывают их длину и ориентировку –
значения румбов этих участков. Контролем правильности расчетов служит соблюдение
условия:
n
m
i 1
j 1
ПК КТ  ПК НТ   К i   L j ,
где ПККТ и ПКНТ – пикетажные значения конца и начала трассы;
n
 Кi - сумма длин всех кривых; n – число кривых;
i 1
m
 L - сумма длин всех прямолинейных участков; m – число участков.
j 1
j
Для изображения километрового указателя (на ПК0) от линии пикетажа опускают
вниз перпендикуляр длиной 35 мм, нижние из которых будут служить диаметром
окружности, причем правая половина окружности закрашена.
6.
Примерно в 1, 5 см над линией профиля показывают положение реперов.
Для этого проводят вертикальные отрезки длиной около 2 см, вдоль которых, слева и
справа, записывают прямоугольные координаты репера относительно трассы. Над
горизонтальной чертой сверху указывают номер репера и его отметку.
Нанесение на продольный профиль проектной линии
Проектную линию наносят в соответствии с заданием.
1.
Заполняют графу 3 уклонов, в местах изменения уклонов проектной линии
вертикальные отрезки. Для каждого отрезка справа и слева вдоль него, вертикально
записывают расстояния в метрах на местности от точки изменения уклона до ближайшего
заднего и переднего пикетов. Если это изменение происходит на пикете, то с обеих сторон
пишут нули.
Внутри каждого прямоугольника, на которые будет разбита графа уклонов,
проводят диагональ: из верхнего левого в нижний правый, если уклон отрицательный
(понижение рельефа), или из нижнего левого в верхний правый, если уклон
положительный. На горизонтальных отрезках трассы посередине графы проводят
40
горизонтальную черту. Над диагональю или горизонтальной чертой указывают значение
проектного уклона в тысячных, а под ней – длину заложения в метрах, на которое этот
уклон распространяется.
2.
Вычисляют проектные отметки точек ПК0, ПК1+80, ПК4 и ПК5, в которых
запроектированы переломы проектной линии. В начале трассы на ПК0, на котором
запроектирована насыпь высотой 0,50 м, записывают проектную отметку, равную
фактической отметке поверхности земли на ПК 0 плюс 0,50 м. Отметки остальных точек
вычисляют по формуле
Н nпр1  Н nпр  i  d ,
где Нnпр, Нn+1пр – проектные отметки предыдущей и последующей точек; i – проектный
уклон на участке трассы, выраженный в тысячных долях с учетом знака: «+» для подъема,
«-» для спуска; d – горизонтальное расстояние между точками n и n+1.
Вычисленные проектные отметки округляют до сотых долей метра, после чего
записывают в графу 2 проектных отметок.
3.
По вычисленным проектным отметкам точек переломов проектную
(красную) линию наносят на профиль.
4.
Вычисляют проектные отметки всех остальных пикетов и плюсовых точек
профиля. Во избежание ошибок в вычислениях рекомендуется за предыдущую точку с
отметкой Нn-1 всегда брать начало данного элемента проектной линии, учитывая
расстояние от этой начальной точки до точки, отметка которой вычисляется.
Вычисленные отметки записывают в графу 2 профиля.
Чтобы убедиться в правильности вычислений и графических построений. все
вычисленные проектные отметки использовать для контроля построения проектного
профиля трассы. Если вычисления и построения выполнены верно, то точки ПК1,
ПК1+44, ПК2, ПК2+56, ПК2+70, ПК2+91, ПК3, построенные по их проектным отметкам,
должны точно попасть на проектную линию, проведенную раньше.
5.
Вычисляют отметку поверхности земли в точке ПК1+80, которая
нивелированием на местности не определялась. Для этого вычисляют уклон поверхности
на отрезке от ПК1+44 до ПК2:
h
i ,
d
где h - разность фактических отметок поверхности земли в ближайших к ПК1+80
передней и задней точках профиля, т.е. на ПК2 и в плюсовой точке ПК1+44; d –
горизонтальное расстояние между этими точками.
По вычисленному уклону поверхности и по горизонтальному расстоянию d' до
точки ПК1+80 от ближайшей задней точки профиля и вычисляют искомую отметку.
Вычисленную отметку точки ПК1+80 записывают в скобках в графу 4 профиля.
6.
На всех пикетах и плюсовых точках вычисляют рабочие отметки. Разность
проектной и фактической (черной) отметок данной точки профиля называется рабочей
отметкой r = Нпр – Нф.
Положительная рабочая отметка показывает высоту насыпи, отрицательная –
глубину выемки. Рабочие отметки вычисляются для всех точек профиля и записываются
над проектной линией, если они относятся к насыпи «+», и под ней - при выемке «-».
Рабочие отметки выписываются красным цветом на продольном профиле, знаки «+» или
«-» не указывается. Точка пересечения проектной линии с линией профиля называется
точкой нулевых работ. Точка нулевых работ находится между разноименными рабочими
отметками и рабочая отметка точки нулевых работ равна нулю.
7. Из точки нулевых работ опускают перпендикуляр на линию условного
горизонта и вычисляют горизонтальные расстояния от точки нулевых работ до
ближайших задних и передних пикетов или плюсовых точек (см. рис. 15). Вычисляем эти
расстояния по формулам:
41
х1 
r1
 d и x2 
r2
d ,
r1  r2
r1  r2
где r1 и r2 - рабочие отметки, между которыми находится точка нулевых работ;
d – горизонтальное расстояние между этими точками, оно определяется по графе 5
«Расстояния».
Правильность вычислений контролируем дважды:
а) х1 + х2 = d
б) определяем расстояния х1 и х2 графически, используя горизонтальный масштаб.
Восстановленные перпендикуляры от линии условного горизонта показываем синим
цветом: к точкам нулевых работ - пунктиром, а к рабочим отметкам на ближайших
пикетах или плюсовых точках - сплошной линией. Вычисленные горизонтальные
расстояния выписываем на продольный профиль синим цветом с точностью до 0,1.
проектная линия
r1
r2
X2
X1
ПК0
d
ПК1
Рисунок 15. Вычисление расстояний от точки нулевых работ до ближайших пикетов или
плюсовых точек)
Построение поперечного профиля трассы
Поперечный профиль располагают правее продольного профиля. Горизонтальный
и вертикальный масштабы поперечного профиля принимают одинаковыми (1: 200).
1.
Для поперечного профиля заполняют только две графы: «Отметки
поверхности земли» и «Расстояния». Все горизонтальные расстояния в поперечнике
указываются от оси трассы. На поперечнике их следует откладывать вправо и влево от
вертикального отрезка, обозначающего в графе расстояний положение ПК2, Расстояния
между соседними точками поперечного профиля берут из журнала нивелирования и
записывают в графе 5.
2.
По отметкам поверхности земли строится линия поперечного профиля.
Отметка его линии условного горизонта, обычно, принимается такой же как и на
продольном профиле.
3.
Над поперечным профилем подписывают его название, а внизу указывают
масштабы.
Оформление профилей
Профили вычерчиваются тушью или чернилами трех основных цветов.
Красным цветом оформляются:
- все линии и надписи в графах «Прямые и кривые», «Красные отметки», «Уклон /
Расстояния»;
- проектная линия профиля;
- значения рабочих отметок всех точек профиля.
Синим цветом оформляются:
- линии перпендикуляров, опущенных из точек нулевых работ;
42
- значения расстояний от ближайшей задней и передней, соответственно, точек
профиля до точек нулевых работ (X1 и X2);
- проектные отметки точек нулевых работ.
Все остальные линии и надписи на профилях оформляются черным цветом.
Насыпи окрашивают красным цветом, а выемки – желтым.
43