1. Состав и порядок выполнения

ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1.1. Подготовка исходных данных

На участке трассы от ПКО до ПК5 (см. пикетажный журнал на рис. 1) было произведено техническое нивелирование с привязкой к реперам государственной опорной сети № 3 и № 4 (см. табл. 1).

По данным нивелирования необходимо построить черный профиль трассы и проектную (красную) линию с уклоном +0,007. Красную отметку ПКО принять на 0,45 м ниже черной отметки этого пикета.

Перед выполнением задания студент устанавливает свои исходные данные по шифру зачетной книжки.

1. Отметка репера № 3 определяется как десятичное число, составленное из всех цифр и разделенное запятой после третьей цифры шифра.

Например, если номер зачетной книжки 795346, то отметка репера № 3 составит 795,346 м.

2. Отметка репера № 4 получается из отметки репера № 3 с добавлением 4 м. Например, если отметка репера 37 составляет 795,346 м, то отметка репера № 4 будет равна 795,346 + 4,000 = 799,346 м.

3. Радиус закругления R и угол поворота трассы  задаются преподавателем индивидуально или выбираются из табл. 2 по порядковому номеру студента в журнале группы.

Для порядковых номеров более 10 необходимо использовать различные сочетания углов и радиусов поворота. Например, для порядкового номера 12 следует взять φ =30º30' и R=110 м, для порядкового номера 21

φ =38º40', а R=100м, для 11-го варианта φ =30º30', а R=115м и т. д.

1.2. Обработка журнала нивелирования

Выполнение графических построений и расчетов начинается с зарисовки пикетажного журнала (см. рис. 1), затем подготавливается формуляр журнала продольного нивелирования трассы и заполняются графы 1-5 числами, приведенными в табл. 1.

Графа 1 - номер станции, станция - это место установки нивелира.

Графа 2 - номер точки, на которую устанавливалась рейка и по рейке брался отсчет в мм.

Графа 3 - отсчеты по рейке (первый - по черной стороне рейки, второй - по красной), установленной на связующей точке и находящейся сзади исполнителя.

33º45`

150м

45,50

88,31

6,75

2,69

ПК2+84,7

ПК3+73,01

ПК3+73,01

Рис. 1. Пикетажный журнал

Таблица 1

Журнал продольного нивелирования трассы

№ стан-ций		№ точки		Отсчеты по рейке, мм						Превышение, мм		Сред- нее превышение, мм		Гори- зонт инструмента, м		Отмет- ки, м
				задней		перед-ней		проме-жуточ-ной
1		2		3		4		5		6		7		8		9
1		RP3 ПКО		2105 6458 4353		0751 5102 4351				+1354 +1356		+1 +1355				809,025 810,381
2	ПКО ПК1		0432 4784 4352		1045 5399 4354				-613 -615		+1 -614				810,381 809,768
3	ПК1 +65,6 Л+20 П+20 ПК2		2633 6985 4352		0909 5265 4356		2466 2823 1754		+1724 +1720		+1 +1722		812,401		809,768 809,935 809,578 810,647 811,491
4	ПК2 ПК3		2314 6667 4353		1499 5850 4351				+815 +817		+1 +816				811,491 812,308
5	ПК3 +30,2 ПК4		0795 5148 4353		1699 6050 4351		2023		-904 -902		+1 -903		813,103		812,308 811,080 811,406
6	ПК4 ПК5		2895 7249 4354		0949 5301 4352				+1946 +1948		+1 +1947				811,406 813,354
7	ПК5 RP4		1525 5878 4353		1856 6207 4351				-331 -329		+1 -330				831,354 813,025
			3=55868		4=47882				6= 7986		7=3993

=3993-4000=-7мм ±47мм

Таблица 2

Варианты индивидуальных заданий для расчета кривых закруглений

Порядковый номер	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Угол поворота φ	30º30'	38º40'	42º20'	28º50'	40º35'	33º45'	28º35'	35º40'	44º10'	32º15'
Радиус поворота R, м	100	110	120	130	140	150	145	135	125	115

Графа 4 - отсчеты (первый по черной стороне рейки, второй - по красной) по рейке, установленной на связующей точке и находящейся впереди наблюдателя.

Графа 5 - отсчеты по черной стороне рейки, установленной между пикетами на промежуточных точках.

Графа 6. В этой графе записываются превышения между связующими точками. Превышения вычисляются как разность между отсчетом на точках, находящихся сзади и впереди исполнителя.

Так как отсчеты берутся по черной и красной сторонам реек, то в графе 6 будет два значения превышения между связующими точками.

Графа 7. Среднее превышение находится как среднее арифметическое значение из двух превышений, полученных в графе 6, при условии, что разность этих превышений не превышает 5 мм. Если эта разность превышает 5 мм, то следует найти ошибку в записи чисел.

Правильность вычислений превышений и средних превышений контролируется следующим образом. Подсчитываются суммы отсчетов отдельно в третьей, четвертой графах (₃ и ₄ ) и алгебраические суммы в шестой и седьмой графах (₆ и ₇ ) .

При отсутствии ошибок в вычислениях должно соблюдаться равенство (см. пример на обработку журнала продольного нивелирования в табл. 3):

Затем вычисляется невязка по формуле :

,

где h = Σ₇ - алгебраическая сумма средних превышений (см. графу 7 табл. 1);

H_Rp3 и H_Rp4 - отметки реперов № 3 и № 4.

Полученную фактическую невязку сравнивают с допустимой, вычисленной по формуле

,

где L - длина нивелирного хода в км.

Таблица 3

Пример обработки результатов продольного нивелирования

№ станции	№ точки	Отсчеты по рейке, мм			Превы- шение, мм	Сред- нее превышение, мм	Гори- зонт инстру-мента, м	Отмет- ки, м
		задней	передней	проме-жуточ-ной
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	R07 ПКО	2216 6569	0862 5213		+1354 +1356	2 +1355		122,477 123,830
2	ПКО +42 +64 Л+20 П+20 ПК1	0543 4895	1156 5510	2577 1448 2934 1865	613 615	2 614	124,373	123,830 121,796 122,925 121,439 122,508 123,214
3	ПК1 +20 +50 +80 ПК2	0806 5157	1810 6164	2134 0986 0722	1004 1007	1,5 1005,5	124,020	123,214 121,886 123,034 123,298 122,207
4	ПК2 RP8	1657 6010	1454 5806		+203 +204	1,5 +203,5		122,207 122,409
		=27853	= 27975		=122	= 61

= 0,061  (122,409  122,477) = +0,007м = + 7 мм

Если , то приступают к увязке нивелирного хода, которая заключается в равномерном распределении невязки f_h на все превышения. Поправкам придается знак, обратный знаку невязки.

В графе 7 над средними превышениями красным цветом подписываются величины поправок.

После того как превышения увязаны, приступают к вычислению отметок связующих точек, т.е. пикетов ПК0, ПК1, ПК2, ПК3, ПК4, ПК5, по формуле

,

где H_n+1 - вычисляемая отметка;

h_n - отметка предыдущей точки (пикета);

h_{n- (n+1)} - увязанное превышение между n и (n+1) точками (пикетами).

После вычисления отметок пикетов (см. графу 9 табл. 1) приступают к вычислению горизонтов инструмента для тех станций, на которых имеются промежуточные точки и поперечники. В табл. 1 такими станциями являются №3 и №5.

Горизонт инструмента вычисляют по формуле

,

где H_n - отметка пикета, установленного сзади исполнителя;

- отсчет по черной стороне рейки, установленной на заднем пикете.

Отметку промежуточной точки находят по формуле

,

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

Построение продольного и поперечного профилей трассы выполняют следующим образом. На листе миллиметровой бумаги проводят линию условного горизонта и подписывают её. Ниже этой линии размещают профильную сетку (рис. 2).