4615

сопряжения прямых участков трассы на углах поворота используется круговая кривая, для которой на местности определяется величина радиуса.

Для выполнения курсовой работы эти величины задаются каждому студенту согласно таблице (3.1).

Для определения положения круговой кривой на местности определяют все ее элементы, пользуясь специальными таблицами или с использованием микрокалькуляторов по формулам:

где Т – тангенс круговой кривой, м; R – принятая величина радиуса, м; θ –

угол поворота трассы; К – длинна круговой кривой, м; Б – размер биссектрисы, м; Д – величина домера, м.

Результаты угловых измерений и вычислений выписываются в полевой пикетажный журнал (рисунок 3.1).

В период подготовительных работ трасса промеряется и разбивается на стометровые отрезки (пикеты). Концевые точки на местности отмечаются колышками с надписью порядкового их номера. В местах изменения уклона поверхности земли между пикетными колышками устанавливаются плюсовые точки. В зависимости от рельефа их может быть несколько. Для съемки рельефа в полосе дорожной трассы разбивают поперечники длинной

20 – 30 м в каждую сторону от оси дороги, чаще всего под прямым углом.

При сложном рельефе на поперечниках разбиваются плюсовые точки.

Одновременно с разбивкой пикетажа производится детальная съемка полосы местности вдоль трассы. Результаты измерений заносятся в пикетажный журнал.

11

Таблица 4.1

Ведомость углов поворота, прямых и кривых дорожной трассы

Проверка:

1.458,20 – 441,87 = 16,33

2.441,87 + 1058,13 = 1500

3.42°10' – 31°40' = 350°40' – 340°10'

12

На основании данных пикетажного журнала составляется ведомость углов поворота, прямых и кривых дорожной трассы (таблица 4.1). В данную ведомость вписываются по порядку в столбцы: 1 – порядковый номер углов поворота трассы (начало и коней трассы нумеруются как углы поворота); 2 – количество целых километров до данной вершины угла; 3 – полное пикетажное обозначение вершины угла поворота трассы, т. е. на каком порядковом пикете и метре располагается данная точка; 4 и 5 указываются величины углов поворота трассы; с 6 по 10 – величины элементов круговых кривых. При этом расчет пикетажного положения главных точек кривой производится в сотнях (пикетах) метров.

Пикетажное обозначение главных точек круговых кривых (столбцы 11

и 12) определяется по зависимостям:

где НК − пикетажное обозначение начала определяемой кривой (№ ПК + м);

ВУn − пикетажное обозначение данной вершины угла поворота трассы (№

ПК + м); Тn − размер тангенса для данной кривой, м; ККn − пикетажное обозначение конца кривой (№ ПК + м); Кn − величина круговой кривой м; Дn

− размер домера для данной кривой, м.

Например, для второй вершины трассы пикетажное обозначение начала и конца кривой будет равно:

НК2 = ВУ2 − Т2,

КК2 = НК2 + К2 = ВУ2 + Т2 − Д2.

Размер прямых вставок (столбец 13) и расстояния между вершинами углов поворота трассы (столбец 14) определяют по формулам:

13

где Рn − величина прямой вставки трассы, м; НКn+1 − пикетажное обозначение начала последующей кривой; ККn − пикетажное обозначение конца предыдущей кривой трассы, м; Sn − расстояние между вершинами углов поворота трассы, м; Тn+1 − величина тангенса последующей кривой, м;

Тn − величина тангенса предыдущей кривой, м.

При вычислении первой прямой вставки трассы вместо КК следует использовать пикетажное обозначение начала трассы HК, а при определении последней прямой вставки вместо НКn+1 следует использовать пикетажное обозначение конца трассы КТ.

В крайних расстояниях между вершинами (S) учитываются только по одному примыкающие тангенсы.

Например, первая прямая вставка для таблицы 4.1 оказалась равной

P1 = НК1 − НТ = 1 + 44,34 – 0,00 = 144,34 м,

а расстояние между началом трассы и первой вершиной угла поворота трассы равно S1 = Р1 + Т1 = 144,34 + 115,66 = 260,00 м

В столбец 15 ведомости вписывается дирекционный угол первой прямой вставки, полученного, по привязочному ходу или чаще всего указывается магнитный азимут, измеренного на местности для первой прямой вставки. На последующие участки трассы дирекционные углы (α) или азимуты вычисляются по формулам:

где αn и αn-1 − дирекционные углы соответственно последующей и предыдущей прямых вставок; θпр. и θлев. – соответственно правый и левый углы поворота трассы.

Например, для второй прямой вставки дирекционный угол будет равен:

2 1 пр. 340 10' 42 10' 382 20' 360 22 20'

Для столбца 16 дирекционные углы перечисляются в румбы по известным зависимостям.

14

С целью контроля правильности вычисления ведомости необходимо определить суммы величин, как показано в таблице 4.1, по графам ведомости

4, 5, 7, 8, 10, 13, 14. Полученные результаты подставить в формулы,

указанные в нижней части таблицы 4.1, и после их решения должны получить равенства о расхождении ± 0,02 м, которое может образоваться за счет округления данных таблицы с точностью до ± 0,01 м. В противном случае следует искать арифметические ошибки, допущенные при предыдущих вычислениях.

Пикетажный журнал и ведомость углов поворота, прямых и кривых дорожной трассы являются важными первичными документами, которые в последующем используются при составлении плана трассы, продольного и поперечного сечения профилей, при проектировании и строительстве дороги.

4.2 Производство геометрического нивелирования и обработка полевого журнала

При геометрическом нивелировании дорожной трассы определяют превышения, а затем отметки точек земной поверхности.

Данная работа выполняется с помощью горизонтального визирного луча нивелира, как правило, способом из середины (рисунок 4.2).

Превышение, определяется по формуле:

h = a − в; (4.11)

где h − превышение точки B относительно точки А, мм; a и в- отсчеты по рейкам, поставленным соответственно на точках А (задней) и В (передней);

Отметка точки:

где НА и НB отметки соответственно задней и последующих точек, м.

Отметки промежуточных точек (плюсовых и точек поперечников)

15

где Нi − величина горизонта инструмента, м; Нс − отметка плюсовой точки,

м; с − отсчет по рейке, поставленной на точке С, мм.

Рисунок 4.2 – Схема геометрического нивелирования

Для получения более точных отсчетов на каждой станции,

нивелирование связующих точек производится два раза. Превышение определяется по отсчетам снятым по черной (основной) и красной сторонам реек. Расхождение между превышениями, полученным по черной и красной сторонам реек, при техническом нивелировании не должно превышать ± 4

мм. С целью получения отметок точек хода в общепринятой системе высот, а

также для определения общей погрешности (невязки) по превышениям всего хода начало (НТ) и (КТ) конец трассы привязывают к геодезическим пунктам, как правило, реперами с заранее известными отметками.

Для выполнения курсовой работы предлагается нивелирный ход,

протяженностью 1,5 км начиная с 0 до 15 пикета и далее, ив соответствие с индивидуальным заданием и привязкой начала и конца трассы к реперам 1 и 2 (Реп.1, Реп.2). Для последующей математической обработки результатов полевых наблюдений данные таблицы 3.2 переписывают в ведомость

«Журнал геометрического нивелирования» (таблица 4.2) с учетом индивидуального задания и таблицы 3.3.

16

Таблица 4.2

Журнал геометрического нивелирования лесовозной автомобильной дороги

17

Дальнейшая обработка журнала производится по результатам нивелирования связующих точек. Для этого в столбцы 6 и 7 вписывают превышения, полученные для каждой станции как разность отсчетов по рейкам, установленных на задней и передней точках. Затем среднее арифметическое значение из превышений, полученных, по отсчетам черной и красной сторон реек записывают в столбцы 8 и 9. При этом положительные превышения выписываются в столбцы 6 и 8, а отрицательные – в столбцы 7 и

9.

Например для II станции превышение будет равно по отсчетам черной стороны рейки

h = a −в = 2743 −460 = 2283 мм,

по отсчетам красной стороны рейки

h = a −в = 7529 −5244 = 2285 мм.

Среднее значение hср будет равно

С целью контроля правильности арифметических действий по каждой странице журнала данные столбцов 3, 4, 6, 7, 8 и 9 суммируют. При этом, как видно из журнала (таблица 4.2) должно быть равенство полученных значений

Невязку превышений разомкнутого хода определяют по формуле:

где fh −невязка превышений нивелирного хода, мм; ∑hср −алгебраическая сумма измеренных превышений хода, мм; Hк, Hн − отметки соответственно конечной и начальной точек, в разбираемом примере реперов 2 и 1, мм.

18

fh hср (Н2 Н1 ) 5212 (51172 45981) 21мм.

Для оценки качества выполненного нивелирования необходимо фактическую невязку fh сравнить с допустимой для данного хода, которая вычисляется по формуле:

где fh,доп. − допустимая невязка превышений нивелирного хода, мм; L − длина хода, км.

При этом fh должна быть менее, чем fh,доп. В противном случае следует искать грубую ошибку в вычислениях или в полевых измерениях.

Фактическая невязка распределяется с обратным знаком равномерно по измеренным средним превышениям нивелирного хода. Исправленное значение каждого превышения будет определяться как алгебраическая сумма измеренного превышения и соответствующей ему поправки. Поправки и

где Нn и Нn-1 − отметки соответственно последующей и предыдущей связующих точек хода, м; hn − исправленное превышение между связующими точками, мм.

Так для пикета 0 отметка будет равна

H0 = 45,981 + 1,327 = 47,308 м

Последовательно вычисляя отметки всех связующих (пикетных) точек хода должны получить известную высоту репера 2.

Результаты вычислений выписывают в столбец 14 журнала в строчки,

которые соответствуют номерам вычисляемых точек.

Отметки промежуточных точек (плюсовых) и точек поперечников следует вычислять через горизонт инструмента, который вычисляется для всех станций, где они имеются. Так, для станции II в разбираемом примере

Нi H A a H В в = 47,308 + 2,743 = 49,592 + 0,460 = 50,052 м

19

При этом Hi вычисляется по отсчетам, взятым по черным сторонам реек. Следует иметь в виду, что выражения НА + a и HB + в могут отличаться не более ± 4 мм. Отметка, например, точки поперечника ПП 12 будет равна

Н12 = Нi – С12 = 50,052 – 1,815 = 48,237 м.

Результаты вычислений записывают в столбцы 13 и 14.

Отметки точек дна реки, согласно рисунку 3.1, будут определяться как разность отметки уровня воды и глубины, измеренной в определяемой точке.

В окончательном виде журнал должен быть оформлен так, как показано в таблице 4.2.

4.3 Построение продольного и поперечного профилей

Продольный профиль дорожной трассы составляют на миллиметровой бумаге, используя данные журнала нивелирования и пикетажного журнала в масштабе: для горизонтальных расстояний − 1:5000; для вертикальных расстояний – 1:500. Применительно к протяженности трассы выдаваемого здания размер миллиметровой бумаги применяют равным 297 x 420 мм.

Располагать его нужно длинной стороной горизонтально, посередине по сантиметровой (утолщенной) линии проводят карандашом линию условного горизонта, на которой откладываются пикеты и плюсовые точки в масштабе

1:5000 ниже линии условного горизонта строится сетка, соблюдая размеры наименования граф, как показано на рисунке 4.3. Графы «Ситуация», «Расстояния», «Пикеты» и «Прямые и кривые» заполняют на основании данных пикетажного журнала и ведомости углов поворота, прямых и кривых дорожной трассы.

Если угол поворота у трассы правый, дуга показывается сверху, левый угол обозначается дугой снизу. Отметки поверхности земли на пикеты и плюсовые точки переписывают из журнала нивелирования с округлением до

0,01 м. Далее по вертикальной линии, проходящей через каждый пикет и плюсовую точку, откладывают их отметки в масштабе 1:500. Если высота

20