Inzhenernaya_geodezia

– вычерчивание и оформление топографического плана выполняются в соответствии с «Условными знаками для топографических планов в масштабах 1:5000; 1:2000; 1:1000; 1:500». Топографический план вычерчивается тушью.

По завершении работ по топографической съемке (тахеометрической) каждая бригада представляет:

1)журнал тахеометрической съемки;

2)кроки, составленные на станциях;

3)план участка местности карандашом в масштабе 1:500. с сечением рельефа горизонталями через 0.5 м;

4)пояснительную записку.

3.5. Геодезические работы при изысканиях сооружений линейного типа.

Всостав работ по изысканию трасс входит: выбор направления, вешение и закрепление прямых участков трассы; разбивка пикетажа, поперечников и «плюсовых» точек и ведение «пикетажного журнала»; производство угловых и линейных измерений; разбивка основных точек кривой; планово-высотная привязка трассы; нивелирование трассы; обработка результатов измерений и графическое оформление.

Входе рекогносцировки решаются вопросы планового

ивысотного положения трассы на местности, отвечающей всем требованиям технических условий, требующей наименьших затрат на ее строительство и эксплуатацию, и типы закрепления углов поворота на местности.

Вершины углов поворота трассы (и прямых участков) закрепляются деревянными столбиками диаметром 20 – 25 см, на которых делается затес в сторону кривой, где указывается номер угла поворота и другие данные.

По трассе через каждые 100 м разбивается пикетаж, (один пикет). Кроме пикетных точек, отмечаются в натуре «плюсовые» точки: рельефные – характерные перегибы

рельефа местности и контурные – пересекаемые трассой сооружения, водотоки, границы угодий и т. д.. Пикеты и «плюсовые» точки закрепляют деревянными колышками, забиваемыми вровень с землей. Около колышков забивают сторожки, на которых надписывают номера пикетов или «плюсовых» точек.

В местах характерного изменения рельефа, перпендикулярно к трассе в обе стороны от оси, разбивают поперечники, обозначая на них точки перегибов рельефа (по 20 м в обе стороны).

Одновременно с разбивкой пикетажа ведут пикетажный журнал, куда примерно в масштабе плана трассы заносят ось линией по середине страницы, подписывают номера пикетов и поперечников, расстояния плюсовых точек, направления углов поворота (стрелкой), сведения о встречающихся грунтах, данные элементов кривой с контролем (напротив соответствующего угла поворота) и зарисовывают ситуацию местности. Пикетажный журнал обычно ведется на миллиметровой бумаге в виде блокнота размером 20х10 см. Запись производится простым карандашом снизу вверх, чтобы правая и левая стороны страницы соответствовали правой и левой сторонам трассы по ходу пикетажа. Образец пикетажного журнала дан в приложении 9.

Определение расстояний между вершинами углов поворота, разбивки пикетажа и поперечников выполняют мерной лентой, рулеткой с относительной ошибкой не грубее 1:2000. При углах наклона больше 1.50 вводят поправку наклон в измеряемую линию, со знаком «плюс», так как расстояние между пикетами должно равняться 100 м в горизонтальном проложении. Расстояния до «плюсовых» точек могут быть определены с точностью до

1 дм.

Углы на вершинах поворота трассы измеряют одним полным приемом со средней квадратической ошибкой mβ = 0.5'' . Значение углов поворота трассы определяется как

Результаты измерения углов записываются в журнал по образцу таблицы 3.

Разбивка основных точек кривой. В местах поворота трассы для обеспечения плавного перехода движущегося транспорта с одного направления на другое производят вставки кривых больших радиусов (круговые кривые). Разбивку основных точек кривой выполняют одновременно с разбивкой пикетажа. К основным точкам кривой относятся: ее начало – НК , конец – КК и середина – СК . Определение на местности этих точек производится следующим образом. По углу поворота ϕ и заданному

преподавателем радиусу кривой R из таблиц для разбивки круговых кривых выбирают значения главных элементов кривой: «T » – тангенс, « K » – длину кривой, « Б » – биссектрису и « Д » – домер, или могут быть определены по

формулам:

T= Rtg ϕ2 ; K = R 180πϕ° ;

Б= R(sec ϕ2 −1) ; Д = 2T − K .

Расчет пикетажных значений главных точек кривой выполняют, пользуясь выражениями (для примера приняты

откладывания от ближайшего закрепленного пикета расстояния, вычисленного по пикетажному значению. Эту же точку можно получить, если отложить от вершины угла ВУ в обратном направлении величину тангенса (Т , рис. 6).

Рис. 6

От вершины угла по новому направлению откладывают величину домера Д = 2.66 м. Считается, что

эта точка имеет тот же пикетаж, что и вершина угла, т. е. пк2 +30.00 . Дальнейшая разбивка пикетажа выполняется в обычном порядке.

Конец кривой КК находят в натуре путем откладывания от пк2 по направлению к пк3 расстояния

63.32 м. Эту же точку можно найти, если отложить от вершины угла ВУ по новому направлению величину тангенса.

Для нахождения на местности точки СК угол β =1800 −ϕ делят пополам и по этому направлению

откладывают длину биссектрисы Б .

Значения всех элементов кривой округляют до 0.01 м. Съемка ситуации узкой полосы местности вдоль трассы выполняется любым из способов: прямоугольных координат, полярным, засечек и др., целесообразным в данных конкретных условиях. Съемка производится инструментально в пределах 20 м вправо и влево от трассы,

а за пределами 20 м – глазомерно.

Плановую и высотную привязку трассы

осуществляют путем проложения теодолитных, нивелирных ходов от начального и конечного пикетов трассы к ближайшим пунктам опорной геодезической сети или к точкам планово-высотного съемочного обоснования.

Нивелирование трассы производят геометрическим нивелированием способом «из середины». Порядок работы на станции такой же, что и при создании «высотного съемочного обоснования». Закончив нивелирование пикетных (связующих) точек, приступают к нивелированию промежуточных точек, для чего последовательно устанавливают рейку на все «плюсовые» точки. Отсчеты на промежуточных точках берут только по черной стороне рейки и записывают их в нивелирный журнал в графе «промежуточные». После этого переходят с нивелиром на следующую станцию.

Обработка результатов измерений выполняется с соблюдением требований, указанных в п. 3 «Высотное съемочное обоснование», а именно, подсчитав превышения между пикетными (связующими) точками на станции, вычисляют среднее значение и их сумму, сравнивают с

допустимой невязкой, если fдоп < fполуч , то необходимо повторить измерения. Ход уравнивают, распределив полученную невязку поровну на каждую станцию, и вычисляют отметки пикетных (связующих) точек. Отметки промежуточных точек находят через отметку горизонта инструмента ГИ по формуле:

ГИ = НТ + а; Нпром = ГИ −в,

где НТ – отметка точки;

а – отчет по рейке, установленной на точке с известной отметкой; Нпром – отметка промежуточной точки;

В – отчет по рейке, установленной на промежуточной точке.

Графическое оформление работ включает:

1.Построение продольного профиля трассы в масштабах: горизонтальном – 1:2000. вертикальном –

1:200.

2.Построение поперечных профилей трассы в масштабах: горизонтальном и вертикальном – 1:200.

3.Составление проекта оси будущего сооружения с учетом предельного уклона для данного сооружения и частного баланса земляных работ.

После построения на профиле черных отметок пикетных и плюсовых точек приступают к вычислению красных отметок этих точек по формуле:

где Нk −1 – отметка исходной точки (красная);

Нk – красная отметка любой точки, находящейся на

линии данного уклона;

d – горизонтальное проложение между начальной и определяемой точками;

i – проектный уклон; h – превышение.

Проектную линию вычерчивают на профиле красным цветом.

Вычисляют рабочие отметки как разность черных и проектных (красных) отметок. Рабочие отметки насыпей записывают сверху проектной линии, а отметки выемок – снизу.

Вычисляют горизонтальное расстояние x до ближайшего пикета или «плюсовой» точки от точки нулевых работ:

где d – горизонтальное расстояние между смежными точками;

a и b – рабочие отметки точек, между которыми располагается точка нулевых работ.

По расстоянию x вычисляют отметку точки нулевых работ по формуле (25).

В результате завершения работ по изысканиям для сооружения линейного типа каждая бригада представляет:

1)пикетажную книжку;

2)журнал геометрического нивелирования;

3)полевые и вычислительные материалы по планововысотной привязке начала и конца трассы к пунктам геодезической сети;

4)продольный и поперечный профили, вычерченные карандашом, с нанесением элементов кривых, длины прямых вставок. Образец составления профиля дан в приложении 10.

3. 6. Нивелирование поверхности

Нивелирование поверхности выполняется с целью получения топографического плана местности с

относительно равнинным рельефом, поэтому высота сечения рельефа на таких планах принимается 0.25 или 0.5 м.

В состав работы по нивелированию поверхности входит:

–построение на местности опоры в виде сетки квадратов;

–съемка ситуации в масштабе 1:500;

–нивелирование вершин квадратов;

–высотная привязка;

–обработка результатов измерений и графические работы.

Построение на местности сетки квадратов.

Каждая бригада производит нивелирование поверхности на площади примерно 80х100 м. Для нивелирования поверхности на местности разбивается сетка квадратов со сторонами 10х10 м. Построение сетки квадратов выполняют при помощи теодолита и стальной ленты. Вначале строят внешний прямоугольник или квадрат. Для этого выбирают начальную точку (ее можно совместить с вершиной теодолитного хода), устанавливают над ней теодолит; ориентируют теодолит по какому-либо направлению (можно выбрать направление одной из сторон теодолитного хода); строят прямой угол, на сторонах которого закрепляют вершины основного прямоугольника. При измерении сторон основного прямоугольника через каждые 10 м закрепляют вершины заполняющих квадратов. Аналогичные измерения и построения выполняют на остальных вершинах основного прямоугольника. Вершины заполняющих квадратов прямоугольника находят на пересечении створов, проходящих через соответствующие точки противоположных сторон внешнего прямоугольника.

Нивелирование вершин квадратов производят с 3 – 4

станций. Для этого, в зависимости от условий рельефа, вся площадь прямоугольника распределяется на 3 – 4 участка; вершины квадратов на участке нивелируются с соответствующей станции. Для передачи отметок с одного участка на другой выбирают связующие вершины, которые нивелируют со смежных станций (обязательно по двум сторонам рейки). Все остальные вершины квадратов нивелируют по одной стороне рейки.

Результаты нивелирования записывают непосредственно на схему квадратов около соответствующей вершины. На схеме аккуратно показывают, с какой станции нивелировались вершины квадратов и связующие вершины.

Образец схемы нивелирования поверхности представлен в приложении 11.

Полевым контролем правильности взятия отсчетов является равенство сумм накрест лежащих отсчетов, взятых на связующих вершинах квадрата с двух смежных станций. Расхождение между суммами накрест лежащих отсчетов не должно превышать 5 мм. При допустимых расхождениях переходят на другую станцию.

Для получения абсолютных высот вершин квадратов производят высотную привязку к пункту опорной геодезической сети одной из вершин квадратов.

При необходимости выполняют плановую привязку вершин основного прямоугольника.

Вычислительная и графическая обработка результатов измерений. Обработка результатов нивелирования начинается с подсчета невязки замкнутого нивелирного хода. Порядок вычислений смотрите в пункте «Обработка результатов высотного съемочного обоснования».

Вычисление отметок вершин квадратов производят по горизонту инструмента ГИ .

a – отсчет по рейке, установленной на точке с известной отметкой; в – отсчет по рейке, установленной в вершине квадрата.

Вычисление отметок вершин квадратов производится в специальной ведомости, образец которой приведен в таблице 7.

План нивелирования поверхности участка с изображением рельефа горизонталями составляют на плане участка местности, выполненном ранее.

На плане разбивают сетку квадратов, выписывают номера вершин и соответствующие им отметки, округляя до 0.01 м. Горизонтали проводят через 0.25 или 0.5 м, учитывая рельеф местности. Интерполяцию отметок

производят по всем сторонам квадратов и по одной из диагоналей (с большей разностью отметок). После этого план вычерчивается карандашом в соответствии с «Условными знаками для топографических планов масштабов 1:5000. 1:2000.1:1000. 1:500» (М.:, Недра, 1973).

Проектирование горизонтальной строительной площадки производится под условием частного баланса земляных работ. Для этого вычисляют проектную (красную) отметку горизонтальной площадки по формуле:

вершин.

Высоту насыпи и выемки подсчитывают по формуле

(31).

Числовые значения рабочих отметок выписывают на картограмму земляных масс. Определяют положение линии

нулевых работ, – линии пересечения проектной поверхности с топографической. Для этого находят по формуле (26) положение точек нулевых работ для тех сторон квадратов, вершины которых имеют рабочие отметки с противоположными знаками.

Объем земляных работ подсчитывают по формулам: а) для земляного тела, основанием которого является

квадрат,

б) для земляного тела, основанием которого служит

специальной ведомости, образец которой показан в таблице 8.

Значения объемов выемки и насыпи показывают на картограмме земляных масс в границах соответствующих фигур.

В результате завершения работ по нивелированию поверхности каждая бригада представляет:

1.Журнал нивелирования вершин квадратов.

2.Журналы полевых измерений по планово-высотной привязке и пунктам опорной геодезической сети.

3.План участка в масштабе 1:500 с сечением рельефа горизонталями через 0.25 м.

4.Схему вершин квадратов с нанесенными на ней черными и рабочими отметками (прил. 11).

5.Ведомость вычисления объемов земляных работ.

6.Вычисление проектной (красной) отметки горизонтальной площадки.

7.Картограммы земляных масс (прил. 12).

3. 7. Инженерно-геодезические задачи

Решение типовых инженерно-геодезических задач является составной частью геодезических работ по вынесению в натуру проекта сооружения или разбивки осей сооружения.

Каждая бригада решает следующие наиболее распространенные задачи:

1.Построение на местности угла с заданной: а) с технической точностью, порядка – 1'; б) с повышенной точностью, порядка 10''.

2.Построение на местности проектного расстояния или линии заданной длины.

3.Вынесение на местность точки с заданной проектной отметкой.

4.Построение на местности линии и плоскости заданного уклона.

5.Передача отметки на дно котлована или высокую точку сооружения.

6.Определение высоты удаленного предмета.

7.Проверка вертикальности высотных сооружений.

8.Детальная разбивка круговых кривых.

1. Построение на местности угла с заданной:

а) технической точностью. Для этого теодолит устанавливают в рабочее положение в вершине угла (в точке B отрезка BA ), совмещают нуль алидады горизонтального круга с нулем лимба и при закрепленной алидаде визируют на точку A , алидаду открепляют и поворачивают на отсчет, соответствующий заданному углу. По направлению визирной оси трубы на заданном расстоянии выставляют шпильку (вешку), перемещая её до совпадения с вертикальной нитью сетки в точке C1 .

Переводят трубу через зенит и повторяют то же действие при другом положении вертикального круга. По направлению визирной оси устанавливают вторую шпильку в точке C2 . Расстояние между двумя точками,

полученными при двух положениях вертикального круга, делят пополам и находят искомую точку C0 . Для контроля

угол измеряется при двух положениях вертикального круга

(рис. 7);

Рис. 7 Рис. 8

б) повышенной точностью. После построения угла с заданной величиной его измеряют несколькими приемами (не менее трех). Измеряют расстояние от вершины угла до точки C0 , вычисляют разность измеренного βизм. и

проектногоβпр :

∆β = βизм. −βпр .

Вычисляют величину отрезка C1 C0 . на который надо

Необходимая точность построения угла может быть

где BC0 – расстояние от вершины угла до точки C0 ; mλ – точность измерения перпендикуляра C0C1 .

2. Построение на местности проектного расстояния или линии заданной длины. Задачу выполняют в следующей последовательности:

1)от исходной точки 0 по направлению к точке B откладывают проектное горизонтальное расстояние и колышками закрепляют конечную и начальную точки отрезка (рис. 9);

2)повторно измеряют длину отрезка;

3)измеряют угол наклона с точки O до точки B или определяют превышение между этими точками;

4) вычисляют среднюю длину линии и поправки: за наклон, компарирование, температуру. Поправку за компарирование берут из ведомости обработки результатов компарирования. Поправка за наклон вычисляется по формулам (7) или (8). Поправку за температуру мерного

где α – коэффициент линейного расширения стали,

равный 0.000012; L – длина линии;

Рис. 9 5) подсчитывают суммарную поправку по формуле:

6) переносят точку B по направлению OB на величину отрезка, равного ∆L . Линию промеряют в двух направлениях и вычисляют относительную погрешность.

3. Вынесение на местность точки с заданной проектной отметкой.

Каждая бригада переносит на местность две-три заданные преподавателем проектные отметки. Задача выполняется следующим образом (рис. 10). Устанавливают нивелир примерно посередине между репером с отметкой НRp и выносимой точкой. По рейке, установленной на

репере, берут отсчет a и вычисляют отметку горизонта инструмента ГИ :

Вычисляют отсчет в, который должен быть на рейке, установленной в точке с проектной отметкой Нпр :

В точке С (искомой) ставят колышек выше проектной отметки и постепенно его забивают до тех пор, пока отсчет по рейке не будет равен вычисленному – в.

Рис. 10

4. Построение на местности линии и плоскости заданного уклона.

С помощью нивелира. В точке C с отметкой HC

устанавливают нивелир так, чтобы один из подъемных винтов расположился по направлению CA . От точки C в заданном направлении откладывают горизонтальное расстояние d (рис. 11).

Рис. 11

Вычисляют проектную отметку точки A по формуле:

H А = НC +id ,

где НC – отметка исходной точки C ;

i – заданный уклон;

d – расстояние от точки C до искомой точки A . Приемом, изложенным в предыдущей задаче,

выносят на местность отметку точки A . Измеряют высоту J инструмента и вращением подъемного винта устанавливают среднюю горизонтальную нить сетки на отсчет, равный J , по рейке, расположенной в точке A . После этого в точках a1 , a2 и т. д. забивают колышки так,

чтобы отсчеты по рейке, установленной на эти колышки, равнялись высоте инструмента.

С помощью теодолита. Теодолит устанавливают в рабочее положение над точкой A (рис. 12). Зрительную трубу ставят в такое положение, чтобы отсчет по вертикальному кругу соответствовал заданному уклону (с учетом МО вертикального круга). После этого в точках a1 ,

a2 и т. д. забивают колышки так, чтобы визирная ось трубы

проходила через метку высоты инструмента на вешке, устанавливаемой на колышках.

Рис. 12

Ниже приводится таблица связи уклонов и углов наклона.

5. Передача отметки на дно котлована или высокую точку сооружения. Решением задачи предусматривается передача отметки с одного горизонта на другой, когда разность высот превышает длину рейки (рис. 13). В этом случае применяют стальные рулетки или ленты с подвешенным грузом.

На краю котлована подвешивают рулетку с помощью кронштейна, внизу к рулетке прикрепляют груз. Рейки устанавливают на репере и колышке, забитом на дне котлована. Нивелирование выполняют, как правило, двумя нивелирами, один из которых устанавливают на дне котлована, а другой – на исходном горизонте. Отсчеты на рулетке берутся по нивелирам одновременно двумя наблюдателями. Рулетка во время снятия отсчетов должна быть неподвижна. Отметка точки на дне котлована

Рис. 13

6. Определение высоты удаленного сооружения.

Для решения этой задачи необходимо вначале определить расстояние от центра прибора до центра сооружения, а затем найти высоту самого сооружения. С этой целью на местности разбивают (измеряют) базис в = AB . В точках A и B последовательно устанавливают теодолит и измеряют горизонтальные углы β1 и β2 –

одним полным приемом. Одновременно с этим измеряют вертикальные углы в точке A – ν1 и ν2 , а в точке B – ν11 и

ν12 , визируя верх и низ сооружения, высота которого определяется (рис. 14).