3424
.pdf1
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Г.А. Шеховцов, Р.П. Шеховцова
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ
Учебно-методическое пособие по подготовке к защите выполненных лабораторных и расчётно-графических работ по дисциплине
«Инженерная геодезия» для обучающихся по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, профиль Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности
Нижний Новгород
2016
2
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Г.А. Шеховцов, Р.П. Шеховцова
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ
Учебно-методическое пособие по подготовке к защите выполненных лабораторных и расчётно-графических работ по дисциплине
«Инженерная геодезия» для обучающихся по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, профиль Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
3
УДК 528.48:69(075)
Шеховцов Г. А. Инженерная геодезия в вопросах и ответах [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / Г. А. Шеховцов, Р. П. Шеховцова; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 21 с.– 1 электрон. опт. диск (CD-RW)
Данное учебно-методическое пособие является дополнением к учебному пособию (Шеховцов Г. А. Инженерная геодезия. Конспект лекций. – Н.Новгород: ННГАСУ, 2016. – 100 с. ил.). В ней содержаться ответы на контрольные вопросы. В конце каждого вопроса указаны в скобках соответствующие ему страницы учебного пособия.
Предназначена обучающимся в ННГАСУ для подготовки к успешной защите выполненных лабораторных и расчётно-графических работ по дисциплине «Инженерная геодезия» по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, профиль Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности.
©Г.А. Шеховцов, Р.П. Шеховцова, 2016
©ННГАСУ, 2016.
4
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
РАБОТА С ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТОЙ
Контрольные вопросы: (см. учебное пособие: стр.9 – 20)
Вопрос 1: Как определяется положение точки в системе координат Гаусса-Крюгера ? (15 – 17)
4313
Километровая линия (y = 4313000 м)
|
|
|
|
43 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
6068 |
В этой системе положение |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
’Х1 |
|
|
|
точки 1 определяется плоскими |
|
|
|
|
|
|
прямоугольными координатами Х и |
||
|
|
|
|
|
|
У. Для этого необходимо измерить |
|
У1 |
1 |
’У1 |
|
|
(в метрах) длины перпендикуляров |
||
|
|
|
|
|
|
ΔХ1 и ΔУ1 до километровых линий |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
6067 и 4313 или ’Х1 и ’У1 до кило- |
|
|
Х1 |
|
|
|
|
метровых линий 6068 и 4314. Коор- |
|
|
|
|
|
|
динаты точки 1 будут равны: |
|
|
|
|
|
|
|
6067 |
|
|
|
|
|
|
|
|
’Х1м |
|
|
|
|
|
|
|
Х1=6067000+ Х1м = 6068000 – |
|
Километровая линия |
|
|
|||||
|
|
|
’У1 м |
||||
|
(х = 6067000 м) |
|
|
|
У1=4313000+ У1м = 4314000 – |
||
|
|
|
|
||||
Вопрос 2: Назначение,
Х |
|
|
|
4-я зона |
|||
313 км |
|
|
|
Осевоймеридиан |
|||
314 |
км |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Квадрат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
км |
км |
|
километ- |
||
|
|
|
ровой сет- |
||||
|
|
6068 |
6067 |
|
ки |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экватор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 км
ориентировка и оцифровка километровой сетки на карте? (16)
Эта сетка предназначена для удобства пользования плоскими прямоугольными координатами. Стороны квадратов такой сетки соответствуют 1 км на местности. Вертикальные линии сетки параллельны осевому меридиану зоны (параллельны оси Х), горизонтальные линии параллельны экватору (параллельны оси У). Цифры 6067, 6068 означают расстояние от экватора 6067
км, 6068 км и т.д.. Подписи 4313, 4314 и т. д.
показывают, что это четвертая зона,
Увертикальные линии в которой находятся на расстоянии 313 км, 314 км и т.д. от условной оси Х, отстоящей от осевого меридиана зоны на 500 км западнее.
5
Вопрос 3: Назначение и виды условных знаков для топографических планов и карт? (13 – 15)
Условные знаки служат для изображения объектов местности (ситуации) на планах и картах общепринятым образом. Они подразделяются на масштабные (контурные, площадные), внемасштабные, линейные, пояснительные условные знаки. Отдельными ведомствами отраслей народного хозяйства могут устанавливаться специальные условные знаки для составления специализированных планов и карт.
Вопрос 4: Что такое масштаб карты (плана), точность масштаба и как она определяется? (11 – 13)
Масштаб – это отношение длины линии на карте (плане) к длине горизонтального проложения этой линии на местности. Точность масштаба характеризуется горизонтальным расстоянием на местности, соответствующим на плане 0,1 мм. Для её определения необходимо 0,1 мм умножить на знаменатель численного масштаба карты (плана).
Вопрос 5: Как оцифровывают нормальный поперечный масштаб и пользуются им? (12 – 13)
Оцифровать поперечный масштаб – значит определить, какому расстоянию на местности соответствует основание, десятая и сотая части основания. У нормального поперечного масштаба основание составляет 2 см. Умножив 2 см на знаменатель численного масштаба карты (плана), получим величину основания и найдем его десятую и сотую части. По поперечному масштабу с помощью циркуля-измерителя определяют количество целых оснований, десятых и сотых его частей в измеряемом отрезке.
Вопрос 6: Как по отметкам горизонталей определить высоту сечения рельефа?
180
165
Для этого следует определить отметки двух любых горизонталей (например, 165м и 180м), взять разность отметок (180м – 165 м = 15м) и эту разность поделить на количество заложений (на рис. их 6) между данными горизонталями (15м : 6 = 2,5м). Полученная величина будет являться высотой сечения рельефа равной 2,5м.
Вопрос 7: Дайте определение дирекционного угла, истинного и магнитного азимутов. (17 – 19)
6
Дирекционный угол – это горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления осевого меридиана зоны или линии ему параллельной (от оси Х) до направления данной линии.
Истинный азимут – это горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления истинного меридиана до направления данной линии.
Магнитный азимут – это горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления магнитного меридиана до направления данной линии.
Вопрос 8: Что называют осевыми румбами и какова их связь с дирекционными углами? (19 – 20)
Осевой румб – это острый горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу или против хода часовой стрелки от ближайшего (северного или южного) направления оси Х или линии ей параллельной до направления данной линии. О соотношениях между румбами и дирекционными углами смотри в таблице на странице 20 учебного пособия.
Вопрос 9: От каких линий на карте (плане) ведется отсчет дирекционных углов и осевых румбов? (19)
|
4313 |
4314 |
|
|
α1-2 |
|
6068 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
r1-2 |
r2-1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
α2-1 |
6067 |
|
|
|
|
Отсчет дирекционных углов и осевых румбов ведется от линий, параллельных вертикальным линиям координатной сетки, которые в свою очередь параллельны оси Х.
α1-2 – прямой дирекционный угол направления 1-2, а α2-1 – обратный дирекционный угол этого направления. Румб прямого направления r1- 2 имеет название юго-восток (ЮВ), а румб обратного направления r2-1 – северо-запад (СЗ).
Вопрос 10: Что такое уклон и как на карте (плане) с горизонталями провести линию заданного уклона? (9 – 10)
|
|
В |
В общем виде уклон i линии местности АВ равен |
||||||
|
|
тангенсу угла её наклона ν: i = tgν = |
BB′ |
’ |
|||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
, где BB - пре- |
|||||
|
|
|
AB′ |
||||||
А |
ν |
’ |
вышение между точками А и В, а AB’- горизонтальное |
||||||
|
|
В |
проложение линии АВ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Для построения линии заданного уклона iпр необходимо вычислить проектное |
||||||||
заложение а, соответствующее высоте сечения рельефа |
h : a = |
h |
и отложить его в |
||||||
iпр |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
масштабе карты (плана) последовательно от точки А или В между каждой парой со-
7
седних горизонталей, расположенных между этими точками А и В (см. рисунок на стр. 10 учебного пособия).
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
НИВЕЛИРЫ, ИХ УСТРОЙСТВО И РАБОТА С НИМИ
Контрольные вопросы к заданию 1: (см. учебное пособие: стр.25-31)
Вопрос 1: Объясните сущность и способы геометрического нивелирования.
(26 – 29)
Горизонтальная линия
b |
|
Сущность геометрического нивелирования |
|
В |
точек А и В заключается в формировании в про- |
||
а |
странстве горизонтальной линии и измерении вер- |
||
тикальных расстояний а и b до этой линии. Пре- |
|||
|
h |
||
|
|
вышение h = а – b. В качестве горизонтальной |
|
А
линии служит визирный луч нивелира, а расстояния а и b измеряют с помощью нивелирных реек.
Способ нивелирования «из середины» предусматривает расположение нивелира между точками А и В, а при нивелировании «вперед» прибор располагается в одной из этих точек А или В.
Вопрос 2: Классификация нивелиров по точности и по конструкции? (29)
По точности нивелиры делятся на три группы: высокоточные, точные, технические. По конструкции – на две группы: нивелиры с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе и нивелиры с компенсатором углов наклона зрительной трубы.
Вопрос 3: Назначение у нивелира круглого и цилиндрического уровней? (29)
Круглый уровень служит для приведения нивелира в рабочее положение (для приведения основной оси в вертикальное положение), а цилиндрический уровень – для приведения визирной оси в горизонтальное положение.
Вопрос 4: Отличие нивелиров с цилиндрическим уровнем от нивелиров с компенсатором углов наклона?
У нивелиров с цилиндрическим уровнем визирная ось зрительной трубы приводится в горизонтальное положение в два этапа. Вначале на станции нивелир приводят в рабочее положение по круглому уровню. Затем (перед каждым отсчетом по рейке) визирную ось зрительной трубы приводят в горизонтальное положение с помощью цилиндрического уровня.
8
У нивелиров с компенсатором достаточно выполнить только первый этап, т.е. привести прибор в рабочее положение по круглому уровню, при этом визирная ось установится в горизонтальное положение автоматически.
Вопрос 5: Перечислите название и назначение основных частей нивелира Н-3. (29 – 30)
1 – подставка (основание прибора); 2 – подъемные винты (приведение прибора в рабочее положение по круглому уровню 6); 3 – закрепительный винт трубы (закрепление зрительной трубы); 4 – наводящий винт трубы (точное наведение зрительной трубы); 5 – Элевационный винт (приведение пузырька цилиндрического уровня 11 в нуль-пункт); 7 – исправительные винты (юстировка круглого уровня); 8 – объектив (формирование изображения визирной цели); 9 – кремальера (фокусировка изображения визирной цели); 10 – окуляр (увеличение изображения визирной цели); 12 – визир (наведение на визирную цель «от руки»); сетка нитей (взятие отсчетов по рейке, измерение расстояний).
Вопрос 6: Классификация и характеристика нивелирных реек? (30-31)
9
Нивелирные рейки подразделяются на три группы: РН-05 для высокоточного нивелирования, РН-3 для точного нивелирования, РН-10 для технического нивелирования.
Вопрос 7: Дайте определение осей нивелира Н-3.
ОО – основная ось вращения прибора.
UU– ось цилиндрического уровня (прямая, касательная к верхней внутренней поверхности ампулы уровня в нуль-пункте).
VV– визирная ось зрительной трубы (линия, проходящая через оптический центр объектива трубы и перекрестие сетки нитей).
U’U’ – ось круглого уровня (прямая, проходящая через нуль-пункт и совпадающая с радиусом сферы ампулы уровня).
Вопрос 8: Как привести нивелир Н-3 в рабочее положение и взять отсчет по рейке? (30)
Привести нивелир в рабочее положение значит привести основную ось ОО установленного на штативе прибора в отвесное положение с помощью подъемных винтов и круглого уровня. При необходимости добиться четкого изображения сетки нитей путем вращения окуляра.
Для взятия отсчета по рейке вначале наводят на неё зрительную трубу «от руки», пользуясь визирным приспособлением. Отфокусировав изображение рейки, производят точное наведение наводящим винтом. Элевационным винтом приводят пузырёк цилиндрического уровня в нуль-пункт и только после этого берут отсчет (в мм) по средней горизонтальной нити сетки.
Вопрос 9: Как определяют превышения h и вычисляют отметки H при геометрическом нивелировании? (26 – 28, 31)
b
В
а
ГИ h
НВ
А
НА
Уровенная поверхность
При нивелировании «из середины» превышение h равно разности заднего а и переднего b отсчетов по рейке. При нивелировании «вперед» h равно разности высоты инструмента i и отсчета по рейке b.
b
В
|
i |
h |
|
ГИ |
|
|
НВ |
|
А |
|
|
|
|
НА
Уровенная поверхность
Отметка передней точки НВ равна отметке задней точки НА плюс (минус) превышение h между этими точками.
Вопрос 10: Что такое горизонт инструмента, как и для чего он определя-
ется? (26 – 27)
10
Горизонт инструмента ГИ – это отметка горизонтального визирного луча нивелира (см. предыдущие рисунки.). На станции с целью контроля определяют ГИ дважды – через отметку задней точки НА и отметку передней точки НВ, а именно: ГИ = НА + а = НВ + b или НА + i = НВ + b. Горизонт инструмента используют при вычислении отметок промежуточных точек, если они есть на станции, а также при решении различных инженерно-геодезических задач.
Контрольные вопросы к заданию 2:(см.учебное пособие:стр.25-28,31,36-37)
Вопрос 1: Объясните методику последовательного нивелирования.
(27 – 28)
Последовательное нивелирование заключается в определении превышения между нивелируемыми точками А и В по частям с нескольких станций (см. рисунок на стр.27 учебного пособия). При этом передняя точка первой станции является задней точкой второй станции, передняя точка второй станции является задней точкой третьей станции и т.д. Такие точки называются связующими. Превышение между точками А и В будет равняться алгебраической сумме всех средних превышений.
Вопрос 2: Как определяется высотная невязка в замкнутом и разомкнутом нивелирном ходе?
В замкнутом нивелирном ходе высотная невязка fh равна алгебраической сумме средних превышений hср, т.е. fh = Σ hср. В разомкнутом нивелирном ходе меж-
ду двумя реперами Rp1 и Rp2 невязка fh =Σ hср – ( HRp2 – HRp1), где HRp1 и HRp2 – отметки реперов.
Вопрос 3: Как определяются превышения между связующими точками?
(27)
На каждой станции превышение между связующими точками определяется как разность «задних» и «передних» отсчетов по рейке.
Вопрос 4: Контроль превышения на станции при двусторонней и односторонней рейке? (31)
При двусторонней рейке контроль заключается в получении двух одинаковых значений превышения, найденных по черной и красной сторонам рейки. При односторонней рейке контроль заключается также в получении двух одинаковых значений превышения, но найденных при двух высотах инструмента i.
Вопрос 5: Чем отличается нивелирование связующих точек от нивелирования промежуточных точек? (31)