Составление профиля трассы дороги.

По данным журнала геометрического нивелирования и пикетажного журнала построить продольный и поперечный профили участка трассы дороги. Нанести на продольный профиль проектную линию.

Содержание работы:

1. Обработка пикетажного журнала; обработка журнала геометрического нивелирования.

2. Построение продольного профиля в масштабах: для горизонтальных расстояний – 1:2000, вертикальных 1:200.

3. Построение поперечного профиля в масштабе 1:200 для горизонтальных и вертикальных расстояний.

4. Построение на продольном профиле проектной линии.

5. Оформление профилей.

Исходные данные:

Пикетажный журнал. В пикетажном журнале записан румб СВ: 48º 50΄ первоначального направления трассы, указано значение первого (правого) угла поворота трассы: Уг.1пр = 35º 45΄. Величина второго (левого) угла поворота равен Уг.2лев. 57º 20΄.

Журнал геометрического нивелирования. Записанные в журнале отсчеты по нивелирным рейкам и вычисляемые по этим значениям превышений являются общими.

В графе 11 на верхней и нижней строчках записываем исходные данные – известные отметки реперов № 19 и 20, между которыми на местности был проложен нивелирный ход. Отметка репера № 19 равна 145,145. Отметка репера № 20 равна 143,044.

Данные для нанесения на продольный профиль проектной линии: на ПК 0 запроектирована насыпь высотой 0,5 м; на участке от ПК 0 до точки ПК1+80 уклон проектной линии i1 = -0,020; на участке от точки ПК 1+80 до ПК 4 – горизонтальная площадка (i2 = -0,000); на последнем участке трассы от ПК 4 до ПК 5 уклон i3 = -0,015.

Проектирование на поперечном профиле не производилась.

Обработка пикетажного журнала

1. По радиусу R2 = 100 м и величине второго угла поворота находим элементы второй кривой. Элементы горизонтальной круговой кривой (тангенс Т, кривую К, биссектрису Б и домер Д) выбираем из специальных «таблиц для разработки круговых кривых) или вычисляем на микрокалькуляторе по формулам. Элементы второй кривой записываем в пикетажном журнале слева от трассы против вершины второго угла.

По величине угла α и радиусу поворота (закругления) R вычисляем элементы закругления по следующим формулам:

Уг 2 лев.. 57º 20΄ Уг 1 прав. 35º 45΄

R = 100 м R = 100 м

Т = Rtgα/2; Т = Rtgα/2;

Т = 100 tg 57º 20΄/2 =100*0,5467 =54,67; Т = 100 tg 35º 45΄ / 2 =32,25;

К = (πRα) / 180º; К = (πRα) / 180º;

К = (3,14 х 100 х 57º 20΄) / 180º =100,01; К = (3,14 х 100 х 35º 45΄) / 180º = 62,36;

D = 2 Т – К; D = 2 Т – К;

D = 2 *54,67-100,01=9,33; D = 2 х 32,25– 62,36 = 2,14;

Б = R(sec α/2 – 1); Б = R(sec α/2 – 1);

Б = 100(cos 57º 20΄ / 2 – 1) = 14,02 Б = 100(cos 35º 45΄ / 2 – 1) = 5.07

2. Рассчитываем пикетажные значения начала ПК и конца КК обеих кривых с обязательным контролем вычислений. Расчет производим в пикетажном журнале справа от трассы, условно проведенной в виде прямой. Результаты расчета главные точки (НК и КК) кривых наносим на трассу, обозначив их окружностями диаметром 1,0 мм.

ВУ № 1 ПК0 +90,28 ВУ № 2 ПК3 +88,62

-Т 32,25 -Т 54.67

НК ПК0 +58,03 НК ПК3 +33.95

+ К 62,36 + К 100.01

КК ПК1 +20,39 КК ПК4 +33.96

Контроль: Контроль:

ВУ №1 ПК0 +90,28 ВУ №2 ПК3 +88,62

+Т 32,25. +Т 54.67

∑ ПК1 +22,53 ∑ ПК4 +43.29

-Д 2,14 -Д 9,33

К 20,39 КК 33.96

3. По румбу первоначального направления и углам поворота трассы, выделяем румбы остальных прямых отрезков (вставок) трассы. Сначала вычисляем дирекционные углы по правилу: дирекционный угол последующей прямой вставки равен дирекционному углу предыдущей прямой плюс угол поворота трассы, если трасса поворачивает вправо, или минус угол поворота, если она поворачивает влево.

СВ: 48º50΄ + 35º4΄ = 84º 35΄ СВ: 84º35΄ - 57º 20΄ = 27º 15΄

Вычисленные значения дирекционных углов переводим в румбы, и записываем в пикетажном журнале вдоль стрелок, указывающих повороты трассы.

Обработка журнала геометрического нивелирования.

Отметки связующих точек вычисляем через превышения, отметки промежуточных точек – через горизонт инструмента.

1. Вычисляем превышения между связующими точками: превышение равно разности заднего отсчета а и переднего b, т.е. h = a – b.

Для вычисления превышения используем отсчеты как по черной (а΄ и b΄), так и по красной (а΄΄ и b΄΄) сторонам реек. Таким образом, для каждого превышения находим два его значения: h΄ = а΄ - b΄ и h΄΄ = а΄΄ - b΄΄, между которыми допускается расхождение не более ±5 мм. Записываем вычисленные значения h΄ и h΄΄ превышения в графу 6 и 7 журнала (в зависимости от их знака), выводим среднее из них: h = (h΄ + h΄΄) / 2

которое округляем до целого количества миллиметров, после чего записываем в графу 8 или 9. Если в округляемом значении h последней цифрой окажется 5 (десятых), то округление производим до ближайшего целого числа.

Отметка передней точки Нпер. определяется через отметку задней точки Нзад. и среднее превышение hср.

Нпер. = Нзад. + hср.

1 СТАНЦИЯ: h = a – b 1582 – 1684 = - 0102; 6266 – 6370 = - 0104; h = (h΄ + h΄΄) / 2 - (0102 + 0104) / 2 = - 0103; 145,145 – 0,103 = 145,042; 2 СТАНЦИЯ: h = a – b 1406 – 2311 = - 0905; 6090 – 6995 = - 0905; h = (h΄ + h΄΄) / 2 -(0905 + 0905) / 2 = - 0905; 145,042 – 0,905 = 144,137; 3 СТАНЦИЯ: h = a – b 1089 – 2501 = - 1412; 5773 – 7183 = - 1410; h = (h΄ + h΄΄) / 2 (1412 + 1410) / 2 = - 1411; 144,137 – 1,411 = 142,726 4 СТАНЦИЯ: h = a – b 0908 – 2517 = - 1609; 5592 – 7203 = - 1611; h = (h΄ + h΄΄) / 2 (1609 – 1611) / 2 = 1610; 142,726 – 1,610 = 141,116

5 СТАНЦИЯ: h = a – b 1410 – 1368 = 0024; 6094 – 6072 = 0022; h = (h΄ + h΄΄) / 2 (0024 + 0022) / 2 = 0023; 141,116 + 0,023 = 141,139; 6 СТАНЦИЯ: h = a – b 2108 – 1712 = 0396; 6792 – 6395 = 0397; h = (h΄ + h΄΄) / 2 (0396 + 0397) / 2 = 0396; 141,139 + 0,396 = 141,535; 7 СТАНЦИЯ: h = a – b 2342 – 741 = 1601; 7026 – 5425 = 1601; h = (h΄ + h΄΄) / 2 (1601 + 1601) / 2 = 1601; 141,535 + 1,601 = 143,136; 8 СТАНЦИЯ: h = a – b 1517 – 1619 = - 0102; 6203 – 6302 = - 0099; h = (h΄ + h΄΄) / 2 (0102 + 0099) /2 = -100; 143,136 – 0,1 = 143,036

Если на стоянке имеются промежуточные точки, то горизонт инструмента для этой станции находится по формуле: Нi= Нзад. + а,

2. Для контроля правильности вычислений в журнале выполняем постраничный контроль. Для этого, каждой из граф 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 суммируют все записанные в них числа. В графах 3 и 4 будут получены суммы записанных на данной странице соответственно задних Σaзад и передних Σ bпер. отсчетов по черной и красной сторонам реек. В графах 6 и 7 будет получена сумма вычисленных превышений Σhвыч, а в графах 8 и 9 Σhср – сумма средних превышений. Найденные суммы записываем в нижней части таблицы под итоговой чертой. Постраничный контроль вычислений производится по формуле:

Σaзад - Σ bпер = Σhвыч = 2 Σhср

Σa = 1582 + 6266 + 1406 +6090 +1089 +5773 = 22206,

Σ b = 1684 +6370 +2311 +6995 + 2501 + 7183 = 27044,

Σh = 0104 + 0102 + 0905 + 0905 + 1410 + 1412 = 4838,

Σhср = 0103 +0905 +1411 = 2419

22206 – 27044 = - 4838 = 4838 = 2 х 2419 = 4838;

Σa = 908 + 5592 + 1410 + 6094 + 2108 + 6792 + 2342 + 7026 + 1517 + 6203 = 39992,

Σ b = 2517 + 7203 + 1386 + 6072 + 1712 + 6395 + 741 + 5425 + 1619 + 6302 = 39372,

Σh = 1609 + 1611 + 24 + 22 + 369 + 397 + 1601 + 1601 + 102 + 99 = 7462,

Σhср = -1610 + 23 +396 + 1601 - 100 = 310,

39992 – 39372 = 620 = 310 Х 2 = 620

Σhср = - 0,103 – 0,905 – 1,411 – 1,610 + 0,023 + 0,396 + 1,601 -0,100 = -2,109

Допускается расхождение в 1-2 мм, возникающие за счет округления средних значений превышений. В журнале постраничный контроль оформляем, записывая только числовые значения найденных сумм и разностей без их буквенных обозначений.

3. По известным отметкам (графа11) начальной (репер №19) и конечной (репер №20) точек хода вычисляем и записываем под итоговой чертой в конце журнала теоретическую сумму превышений:

Σhт = Нрп20 - Нрп19=143,044 – 145,145 = - 2,101

Находим и записываем невязку хода fh, равную разности: практическая сумма Σhпр превышений (средних) минус теоретическая сумма Σhт, т.е.

fh = Σhпр – Σhт=fh = 143,036 – 143,044 = - 0,008 м или fh = - 8 мм

В нашем случае невязка (-4мм) меньше допустимой 50мм, следовательно, нивелирование трассы проведено с требуемой точностью. Для нахождения исправленных высотных отметок невязку с обратным знаком распределяем на все связующие точки. В моем случае 8 связующих точек, следовательно, следует выполнить поправки по 8 мм на каждую точку.

А также вычисляем допустимую величину невязки по формуле:

fhдоп = 50 мм √L,

здесь L - длина хода в км.

4. Если fh ≤ f hдоп, то в средние значения превышений вводят поправки со знаком, обратным знаку невязки. Поправки вводят поровну (с округлением до целых миллиметров) вовсе превышения. Если невязка невелика (число миллиметров в невязке меньше количества превышений), то некоторые превышения – в начале и в конце хода – оставляем без поправок. Убедившись, что сумма всех поправок равняется невязке с обратным знаком, поправки записываем в графах 8 и 9 (сверху над средними значениями превышений).

5. Вычисляем последовательно отметки всех связующих точек хода:

Нпк0 = Нрп19 + h1 + (h)1 ;

Нпк1 = Нпк0 + h2 + (h)2 ;

Нпк20= Нпк5 + h8 + (h)8

Здесь (h)1, (h)2, ….., (h)8 - поправки в средние превышения, записанные в графах 8 и 9.

Контроль правильности вычислений отметок является получение в конце хода известной отметки конечной точки Нрп20.

6. Завершают постраничный контроль на каждой странице журнала. В графе 11 находим и записываем под итоговой чертой в нижней части страницы разность вычисленных отметок последней и первой связующих точек, записанных на данной странице. Эта разность должна равняться алгебраической сумме средних превышений и поправок в них. В конце журнала по данным постраничного контроля выполняем аналогичный общий контроль по всему ходу.

7. На станциях 3 и 5 вычисляем значения горизонта инструмента. Для каждой станции это делаем дважды – по наблюдениям на заднюю и переднюю точки. ГИ равен отметке задней (или передней) точки плюс отсчет по черной стороне рейки, стоящей на этой точке. Расхождение между двумя вычисленными значениями ГИ допускается в пределах ±2 мм; одно из значений ГИ записывают в графу 10 журнала.

На 3-ей точке

144,139 + 1,089 = 145,228

На 5-ой точке

142,729 -1,610=142,729

8. На станциях 3 и 5 вычисляем отметки промежуточных точек. Вычисления выполняем через горизонт инструмента: отметка промежуточной точки равна ГИ на данной станции минус отсчет по рейке, стоящей на этой промежуточной точке.

145,228– 0,307 = 145,535

145,228– 2,685 = 142,523

145,228– 0,3971 = 144,831

145,228– 1,931 = 143,297

145,228 0,639 = 144,589

142,729 – 2,99 = 138,13

142,729 – 1,03 = 140,090

Номер станции	Номера нивелирных точек	Отсчеты по рейке, мм			Превышения, мм				Горизонт инструмента ГИ, м	Отметки Н,м	Примечание
		задание	передние	промежуточные	вычисленные		средние
					+	-	+	-
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Реп. 19	1582						+1		145.145	Нивелир Н3 №3445, рейки раскладные длиной 3 м, двусторонние с разностью пяток
		6266				0.104		0.103		145.043
	ПК 0		1.684			0.102
			6.370
2	ПК 0	1.406								145.043
		6.090
	ПК 1		2.311			0.905		0.905		144.139
			6.995			0.905
3	ПК 1	1.089							145.228	144.139
		5.773
	+ 44			0.307				+1		145.535
	ПК 2 -П +6			2.685		1.410		1.411		142.543
	ПК 2 -П +20			0.397		1.412				144.831	Поперечник разбит на ПК 2
	ПК 2 - Л +14			1.931						143.297
	ПК 2 - Л +20			0.639						144.589
	ПК 2		2.501							142.729
			7.183
Постраничный контроль		22.206	27.044		0	4.838	0	2.419		-2.416
		-4.838				4.838
		-2.419				2.419		2.419

Номер станции	Номера нивелирных точек	Отсчеты по рейке, мм			Превышения, мм				Горизонт инструмента ГИ, м	Отметки Н,м	Примечание
		задание	передние	промежуточные	вычисленные		средние
					+	-	+	-
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
4	ПК 2	0.908								142.729	Точка +56 нивелировалась как связующая
		5.592						+ 1
	+ 56		2.517			1.611		1.610		141.120
			7.203			1.609
5	+ 56	1.410							139.710	141.120
		6.094					+ 1			138.300
	+ 70			2.990	0.024		0.023			138.130
	+ 91			1.03	0.022					140.090
	ПК 3		1.386							141.144
			6.072
6	ПК 3	2.108					+ 1
		6.792			0.397		0.396
	ПК 4		1.712		0.396					141.541
7	ПК 4	2.342					+ 1			141.541
		7.026			1.601		1.601
	ПК 5		0.741		1.601					143.143
			5.425
8	ПК 5	1.517					+ 1			143.143
		6.203			0.099		0.100
	Реп. 20		1.619		0.100					143.044
			6.302
Постраничный контроль		39.992	39.372		4.041	3.421	2.020	1.710		0.315
		0.062			0.062		0.031
		0.031			0.031
Общий контроль по ходу Реп. 19 — Реп.20										-2.101