Расчетно-графическая работа «Профиль дорожной трассы»

Продольный профиль местности по оси линейного инженерного сооружения получают по результатам технического нивелирования, проводимого в процессе трассирования.

Нивелированию трассы предшествуют работы по рекогносцировке трассы, разбивке пикетажа и поперечных профилей, разбивке главных точек кривых и выносу пикетов с касательных на кривые, привязке трассы к пунктам геодезической основы.

По результатам трассирования составляют проект линейного сооружения, в данном случае – автомобильной дороги.

Цель расчетно-графической работы – научить студентов производить камеральную обработку результатов полевых измерений, выполненных при трассировании и проектировании автомобильной дороги.

По результатам выполнения данной расчетно-графической работы необходимо предоставить : а) журнал нивелирования трассы , б) расчет пикетажных обозначений главных точек горизонтальных круговых кривых, в) расчет азимутов и румбов прямолинейных участков дорожной трассы, г) продольный профиль дорожной трассы.

Обработка журнала нивелирования.

В бланк журнала нивелирования (табл.6) из одноименного журнала (прил.9) выписываю результаты нивелирования трассы автомобильной дороги. Отметки реперов 1и 2: 35,914 и 39,058.

В процессе разбивки пикетажа по оси будущей дороги на местности деревянными кольями закрепляю пикеты, расстояние между которыми 100 метров; в местах перелома рельефа устанавливаю плюсовые точки (плюсовки).

При нивелировании трассы выбираю связующие и промежуточные точки. Связующие точки являются общими для двух соседних нивелирных станций. Они служат для передачи отметок по нивелируемой трассе. На выбор связующих точек оказывает влияние рельеф местности и предельно допустимая длина визирного луча нивелира. Связующими точками могут быть как пикеты, так и плюсовки. Если между двумя соседними связующими точками перепад высот превышает длину стандартной нивелирной рейки (3000 мм), то с одной станции невозможно взять отсчеты по рейкам, установленным в этих точках. В таких случаях использую дополнительные связующие Х-точки, расстояние до которых не измеряю.

Действия на станции технического нивелирования выполняю в такой последовательности. Нивелир устанавливаю посередине между связующими точками. На колья, забитые в связующих точках, ставлю отвесно нивелирные рейки. Визирую на заднюю рейку и берем отсчет по черной стороне с точностью до 1мм. Визирую на переднюю рейку и беру отсчеты по черной и красной сторонам. Снова визирую на заднюю рейку и беру отсчет по красной стороне. Полученные отсчеты записываю в графы 3 и 4 журнала нивелирования (табл.6). В этих графах 3 и 4 верхнее число – отсчет по черной стороне , а нижнее число – отсчет по красной стороне нивелирной рейки, установленной на связующей точке. Сразу же, не убирая нивелира, вычисляю превышения по черной и красной сторонам реек и сравниваю их между собой. Если между связующими точками есть промежуточные точки, то, не изменяя положения нивелира, заднюю рейку поочередно ставлю на промежуточные точки и беру отсчеты только по черной стороне, записывая их в графу 5 журнала нивелирования.

Нивелир переношу на следующую станцию, передняя рейка становится задней, а бывшую заднюю рейку переношу на следующую связующую точку, следовательно, она становится передней рейкой.

Отметки (высоты) связующих точек вычисляю через превышения, промежуточных – через отметку горизонта прибора. При обработке журнала нивелирования следуем помнить, что отсчеты по рейке выражаю в миллиметрах, причем отсчеты по черной стороне рейки всегда меньше 3000 мм. Отметки горизонта прибора и отметки точек вычисляю в метрах.

Журнал нивелирования обрабатываю в следующем порядке :

1. Вычисляю превышения передних связующих точек над задними связующими точками по формуле:

,

где , - превышения, вычисленные по отсчетам, взятым по черной и красной сторонам реек;

, - отсчеты по черной и красной сторонам задней рейки;

, - отсчеты по черной и красной сторонам передней рейки.

Разность │ - │ должна быть меньше 5 мм. Если это условие соблюдается, то вычисляю среднее превышение по формуле :

Вычисленные превышения с соответствующими знаками записываю в журнал нивелирования в строке задних отсчетов.

В моем примере:

= 0813 – 2829 = - 2016 мм

= 5498 – 7518 = - 2020 мм

- = │- 4 мм │ 5 мм

= 0018 - 2998 = - 2980 мм

= 4703 – 7687 = - 2984 мм

- = │ 4 мм │ 5 мм

= 1957 – 0430 = + 1527 мм

= 6644 – 5116 = +1528 мм

- = │- 1 мм │ 5 мм

Если среднее превышение не целое число, то его округляю до целого миллиметра в сторону четного числа:

После округления :

= 0130 – 2897 = - 2767 мм

= 4815 – 7582 = - 2767 мм

- = │0 мм │ 5 мм

= 2971 – 0112 = + 2859 мм

= 7654 – 4797 = + 2857 мм

- = │2 мм │ 5 мм

= 2973 – 0313 = + 2660 мм

= 7658 – 4998 = + 2660 мм

- = │ 0 мм │ 5 мм

= 2858 – 0210 = + 2648 мм

= 7547 - 4895 = + 2652 мм

- = │- 4 мм │ 5 мм

= 2993 – 0040 = + 2953 мм

= 7676 – 4726 = + 2950 мм

- = │ 3 мм │ 5 мм

Округляю :

= + 2952 мм

= 1220 – 2681 = - 1461 мм

= 5905 – 7368 = -1463 мм

- = │ 2 мм │ 5 мм

= 0150 – 2970 = - 2820 мм

= 4835 – 7653 = - 2818 мм

- = │ - 2 мм │ 5 мм

= 0617 – 2245 = - 1628 мм

= 5303 – 6931 = - 1628 мм

- = │ 0 мм │ 5 мм

= 0430 – 2581 = - 2151 мм

= 5115 – 7270 = - 2155 мм

- = │ 4 мм │ 5 мм

= 1798 – 0658 = + 1140 мм

= 6484 – 5340 = + 1144 мм

- = │ - 4 мм │ 5 мм

= 0483 – 1933 = - 1450 мм

= 5169 – 6623 = - 1454 мм

- = │ 4 мм │ 5 мм

= 2979 – 0020 = + 2959 мм

= 7666 – 4705 = + 2961 мм

- = │ - 2 мм │ 5 мм

= 1260 – 0539 = + 721 мм

= 5946 – 5223 = + 723 мм

- = │ - 2 мм │ 5 мм

2. Произвожу контроль вычислений превышений. Для этого в конце каждой страницы журнала нивелирования (табл.6) надо подсчитать суммы чисел в графах 3, 4, 6, 7 и выполняю постраничный контроль вычислений превышений. Если имеет место равенство

то вычисление превышений на данной странице журнала выполнено правильно. Последний результат в этом выражении может отличаться от двух первых на 0,5 … 3 мм из-за округлений в вычислениях.

В конце нивелирного хода произвожу общий контроль. Для этого складываю итоговые суммы чисел в графах 3, 4 , 6, 7, взятые со всех страниц журнала. Если приведенное выше равенство соблюдается, то вычисление превышений по всему нивелирному ходу сделано верно.

Число , полученное в результате общего контроля, является фактическим измеренным превышением между начальной и конечной тачками нивелирного хода ( в нашем случае Рп1 и Рп2).

3. Вычисляю невязку в превышениях

,

где , - отметки конечной и начальной точек нивелирного хода, выраженные в миллиметрах.

Невязка считается допустимой, если она не превышает предельной величины , определяемой по формуле :

где L – длина нивелирного хода, км

В моем примере , L = 1,1 км. Тогда :

Невязка допустима , так как

4. Невязку распределяю с обратным знаком поровну между всеми средними превышениями.

δh = (- ) / n

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

Поправки выражаю в целых миллиметрах. В моем примере n = 17. По величине δh=(-30)/17 = -1,7 мм определил, что значения поправок могут быть -1 мм и -2 мм, причем число поправок -2 мм больше , чем число поправок -1 мм (δh= -1,7 мм ближе к -2 мм ). Методом подбора определено, что в любые 13 превышений следует ввести поправки по - 2 мм, в остальные 4 по - 1 мм. Сумма поправок обязательно должна равняться невязке с противоположным знаком, т.е.

В приведенном примере 13∙(-2) + 4∙(-1) = - 30 мм. Поправки выписываем в графу 8 журнала нивелирования. Увязанное превышение равно алгебраической сумме среднего превышения и вводимой в него поправки.

5. По отметке начальной точки и увязанным превышениям последовательно вычисляю отметки связующих точек:

где - вычисляемая отметка передней связующей точки;

- отметка задней связующей точки;

- увязанное среднее превышение между этими точками.

В рассматриваемом примере последовательно вычисляю отметки связующих точек:

Контролем правильности вычисления отметок связующих точек на каждой странице (постраничный контроль вычисления отметок связующих точек) является соблюдение равенства:

Здесь , - отметки конечной и начальной связующих точек на данной странице, выраженные в миллиметрах.

6. Вычисляю отметки промежуточных точек через отметку горизонта прибора (ГП) на данной станции, которую выражаю в метрах:

где - отсчет по черной стороне задней рейки.

Для вычисления отметок промежуточных точек использую формулу:

где - отметка промежуточной точки

с - отсчет по рейке, установленной на промежуточной точке.