Министерство транспорта Российской Федерации

Санкт-Петербургский Государственный Университет Водных Коммуникаций

Кафедра водных путей и водных изысканий

ПРОДОЛЬНО-ПОПЕРЕЧНОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ ПО ПИКЕТАЖУ

Методические указания по выполнению расчетно-графической работы

Санкт-Петербург

2011

2

УДК 626

ББК 38.77

Составители: проф. И.Н. Зыков, ст. преп. Л.В. Калинина.

Рецензент: к.т.н. доц. А.В. Зернов.

Продольно – поперечное нивелирование по пикетажу – СПб.:СПГУВК,

2011 – 36 с.

Методические указания предназначены для студентов 1 курса, обучающихся по специальности 290400 ”Гидротехническое строительство” и 320600 ”Комплексное использование и охрана водных ресурсов”. Содержат исходные материалы для обработки полевых геодезических измерений и оформления отчетных документов по проложению трассы железнодорожного пути.

Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций, 2011

3

1.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

1.1.Целью настоящей работы является усвоение студентом основных понятий инженерной геодезии в части определения отметок точек земной поверхности и обучение его первичным знаниям о принципах проектирования.

1.2.Задачей, которая ставится перед студентом в ходе выполнения настоящей работы, является обработка цифровых материалов, использование правил геодезических измерений и вычислений, применение теории погрешностей измерений и представление результатов измерений в графической форме.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ РАБОТЫ

Для построения продольного профиля трассы используются следующие материалы:

•страницы журнала технического нивелирования с заполненными графами полевых измерений (Приложение 1);

•пикетажный журнал и схема нивелирования хода с абрисом и символическим изображением расположения нивелира и определяемых точек (Приложение 2);

•отметки реперов Rp1 и Rp2, расположенных в начале и в конце трассы,

румб начального направления трассы r, угол поворота трассы α, его направление (вправо, влево) и радиус круговой кривой в соответствии с заданным вариантом (Приложение 3).

Вкачестве примера для схемы нивелирного хода (Приложение 4) в Приложении 5 приводится страница полевого журнала со всеми необходимыми вычислениями.

4

На схеме нивелирного хода по оси трассы условными знаками показаны станции нивелира. Сплошными вертикальными линиями обозначено положение нивелирных реек на связующих точках нивелирного хода, и пунктирными - на промежуточных. Горизонтальными линиями обозначены направления визирных лучей нивелира, установленного на станции в рабочем положении.

В местах пересечения визирного луча и рейки, расположенной на связующей точке, записаны два отсчета, снятые с этой рейки при двух установках инструмента. Отсчеты на промежуточных точках были взяты при втором горизонте инструмента; отсчеты по связующей рейке при этом выписаны ниже визирного луча.

На схеме, изображающей плановое положение поперечников и станций нивелира, вдоль лучей визирования выписаны отсчеты, выполненные при втором горизонте инструмента.

3.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3.1.На страницах тетради разграфить журнал технического нивелирования по форме, представленной в Приложении 5. Графы 1-5 заполнить данными из Приложения 1.

3.2.Произвести все необходимые вычисления на страницах полевого журнала. Выполнить постраничный контроль и на его основе определить невязку нивелирного хода, сравнить ее с допустимой и произвести уравнивание хода. Вычислить отметки связующих и промежуточных точек.

3.3.Вычертить схему разбивки круговой кривой по представленному в Приложении 6 образцу, выписать названия и вычислить значения основных элементов кривой. Произвести расчет начала и конца круговой кривой в пикетаже и контрольные вычисления.

5

Для вычисления элементов круговой кривой использовать фрагмент таблицы для разбивки круговых кривых (Приложение 8). Выбранные из таблицы значения элементов кривой должны быть умножены на коэффициент k, равный R/1000, где R – заданная величина радиуса поворота трассы.

3.4. На миллиметровой бумаге разграфить сетку профиля, записать в легенду по образцу из Приложения 7 отметки поверхности земли (черные отметки), построить продольный и поперечный профили.

Для построения профиля принять масштабы: горизонтальный – 1:2000, вертикальный – 1:200.

3.5.На продольном профиле провести проектную линию полотна подъездного пути и вычислить проектные (красные) отметки.

Вычислить и выписать рабочие отметки, то есть высоты насыпей и глубины выемок. Рабочие отметки получают как разность между красными и черными отметками. Если красная отметка больше черной, рабочая отметка будет иметь знак плюс и надписывается выше проектной линии. Если же красная отметка меньше черной, рабочая отметка будет с минусом, что соответствует выемке, и на профиле она надписывается ниже проектной линии. Знак рабочей отметки при этом не указывается.

3.6.Определить синие отметки, т.е. горизонтальные расстояния от точек нулевых работ до ближайших к ним младших и старших пикетов, и выписать их у соответствующих ординат профиля синим цветом. Сумма синих отметок на каждой ординате должна быть равна 100.

3.7.Перенести проектную линию на поперечные профили.

3.8.Окончательно заполнить легенду и оформить профиль.

6

4.ПОРЯДОК ОФОРМЛЕНИЯ РАБОТЫ

4.1.Вычерчивание и надписи в графах нивелирного журнала выполняются черными чернилами или тушью, все цифровые записи - карандашом.

4.2.Журнал нивелирования заполняется таким образом, чтобы на каждой странице размещалось целое количество станций.

Все отсчеты по промежуточным рейкам выполнены при втором гори-

зонте инструмента.

4.3.Для каждой пары отсчетов на связующие точки вычисляются превышения, которые записываются в графу 6, если оно положительное, и в графу 7, если оно отрицательное. Среднее превышение, округленное до миллиметра, заносится в графу 8 или 9 соответственно.

4.4.В графе 11 получают вычисленные значения отметок путем последовательного сложения предыдущей отметки с соответствующим превышением. Отметки начального и конечного реперов выписываются из Приложения 3.

4.5.После вычисления средних превышений с целью проверки их правильности выполняется постраничный контроль, суть которого заключается

вследующем:

а) в графах 3 и 4 суммируются все отсчеты по задним и передним рейкам соответственно и выписываются в нижней части графы. Их разность, вычисленная в нижней части графы 3, дает удвоенное значение превышения последней связующей точки над первой на данной странице;

б) подсчитываются суммы положительных и отрицательных превышений в графах 6 и 7. Их алгебраическая сумма должна быть равна результату, полученному в п. а;

в) подсчитываются суммы средних превышений на данной странице. Половина значения, полученного в п.п. а и б должна быть равна этому результату;

7

г) разность вычисленных значений отметок последней и первой связующих точек на странице должна быть равна сумме превышений.

4.6.В конце последней страницы журнала суммируются результаты постраничного контроля по всему нивелирному ходу.

5.УРАВНИВАНИЕНИВЕЛИРНОГОХОДАИВЫЧИСЛЕНИЕОТМЕТОК

5.1.После обработки нивелирного журнала и выполнения постраничного контроля вычисляется невязка нивелирного хода по формуле

fh =∑h−( Hк −Hн ),

где fh – невязка нивелирного хода;

Σh – сумма превышений в ходу, полученная как сумма средних превышений на каждой странице;

Нк и Нн – отметки конечного и начального реперов. Предельно допустимая невязка в мм определяется из выражения

fhпр =±50L , мм,

где L – длина нивелирного хода, км.

Если полученная невязка не превосходит допустимую, то ее распределяют поровну на все станции нивелирного хода с противоположным знаком.

Если поправки вводятся в отметки, а не в превышения, что несколько упрощает расчеты, то их следует вводить нарастающим итогом. Например, если поправка на одну станцию равна +1 мм, то в отметку первой связующей точки вводится поправка +1 мм, второй – + 2 мм и т.д.

Исправленные значения отметок заносятся в соответствующую графу журнала.

8

5.2. Отметки промежуточных точек вычисляются через горизонт инструмента Hi

Нi= H+а,

где Н – исправленная отметка задней связующей точки; а – отсчет по рейке, установленной на этой точке.

Численное значение горизонта инструмента для каждой станции записывается в графу 10 полевого журнала.

Вычисление отметок промежуточных точек на каждой станции производится путем вычитания отсчета по рейке из горизонта инструмента

Нпр= Hi-d;

где d – отсчет по рейке, установленной на промежуточной точке. Вычисление превышений и отметок производится с точностью до 1

мм.

6. ПОСТРОЕНИЕ ПРОДОЛЬНОГО И ПОПЕРЕЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ

Основными техническими документами для построения профилей являются пикетажная книжка и журнал нивелирования.

Продольный и поперечный профили строятся карандашом на миллиметровой бумаге.

Продольный профиль строится в следующем порядке.

6.1. На листе миллиметровой бумаги в пяти см от левого края на утолщенной линии проводится вертикальная прямая черта, а в нижней части листа строится сетка профиля для изображения легенды. Для этого проводятся горизонтальные линии на расстояниях, указанных в Приложении 7.

Далее, в указанном для горизонтальных расстояний масштабе, отмечаются и подписываются пикеты и километраж.

9

6.2.В графе расстояний прочерчиваются ординаты, соответствующие положению пикетных и плюсовых точек. В образовавшиеся прямоугольники вписываются расстояния между смежными точками. Сумма расстояний в пределах каждого пикета должна быть равна 100 м.

6.3.В графу "Черные отметки" выписываются отметки земной поверхности из нивелирного журнала, округленные до 1 см.

6.4.В графе "План трассы" на средней линии, представляющей вытянутую по прямой ось трассы, отмечается положение вершин углов поворота

истрелками указывается направление, в котором трасса делает поворот, а также изображается абрис трассы.

6.5.В графе "Прямые и кривые" в виде условного плана изображается положение прямолинейных и криволинейных участков трассы. Кривая, обращенная дугою вверх, обозначает поворот трассы вправо, а обращенная дугою вниз – поворот влево.

На каждом прямолинейном участке трассы надписывают его длину, а под линией – румб направления.

От начала и конца кривой проводят вертикальные линии до пересечения с линией пикетажа и с обеих сторон от них выписывают расстояния начала и конца кривой до ближайшего пикета.

Внутри дуги, обозначающей кривую, выписываются ее главные элементы: угол поворота, радиус, тангенс, кривая и биссектриса.

6.6.На вертикальной линии с левой стороны профиля строится рейка в назначенном масштабе высот.

Для того, чтобы не откладывать на перпендикулярах большие расстояния от линии условного горизонта, ниже которой идет легенда, начальной точке отсчета придают такую отметку, чтобы точка профиля, имеющая наименьшую отметку, отстояла от этой линии на 6-8 см и, кроме того, располагалась на наиболее утолщенной линии миллиметровки.

10

Профиль дна реки на чертеже наносится также по отметкам, которые получаются как разность отметки уровня воды и данных промеров глубин, приведенных в результатах полевых наблюдений (Приложение 1).

Поперечные профили строятся аналогично, но в легенде вычерчиваются лишь графы "Черные отметки" и "Расстояния".

7. НАНЕСЕНИЕ НА ПРОФИЛЬ ПРОЕКТНОЙ ЛИНИИ

Вычисление красных и рабочих отметок.

Положение проектной линии выбирают таким образом, чтобы объем выемок был примерно равен объему насыпей, т.е. соблюдался баланс земляных работ.

Переход через реку должен быть горизонтальным. Проектная линия на этом участке должна располагаться не менее, чем на 4 м над уровнем высоких вод (УВВ), что обеспечивает судоходство по реке в период половодья.

Наклонные участки проектной линии должны чередоваться с горизонтальными.

В качестве предельного значения продольного уклона принимается величина , равная 0,040.

7.1. Проектная линия сначала намечается на профиле на глаз. Затем определяется приближенное значение уклона по формуле

i = dh ,

где h – превышение между конечной и начальной точками участка, взятое с профиля по масштабу;

d – длина участка.