Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
учебники / Клюшин Е.Б., Михелев Д.Ш., Барков Д.П. - Практикум по прикладной геодезии - 1993.pdf
Скачиваний:
379
Добавлен:
26.04.2015
Размер:
13.91 Mб
Скачать

суммы [Pm] 1 — 180° углов рш=ш из т приемов в треугольниках определяется по формуле

доп

й>ш^ Д р еЧ/ 3 • \/т = 1,73Аре>/Г/т .

Если углы рш= б

вычислены из т = 6 приемов, то 1/т=1/6. В таком

случае

искомый

допуск

доп

wm=6< 1,73ДрсN/ l / 6 = 0,7AP(,«

Если же в треугольник включены углы рт, вычисленные из разного

числа приемов, например pm=i,

Рт=б, Pm=is> то искомый допуск

доп

wm^2,5т к У [«е] ? -[1 ,/w] ?= 2,5тк

= 4,8т,, .

6 . Допустимую

невязку

 

 

нт= [Pm] 1

—180° (« — 2

)

 

 

суммы

[pw ] 1

—180° (л7 2

) углов

Рш=ш в замкнутом

многоугольнике

находят

по формуле

 

 

 

доп

Й’га < A

" ' 1 /т-

 

 

7. Допустимые свободные невязки vvmnoji полюсных (боковых) условных уравнений в геодезических четырехугольниках и в цент­ ральных системах не должны превышать

доп й>пол^ Л Ре У [5 2] 1 /т,

где [52] — сумма квадратов коэффициентов при неизвестных поправ­ ках, например в углы, включенные в полюсное условное уравнение.

Завершив анализ влияния источников элементарных погрешностей на отклонение Ар , следует составить заключительный перечень руководя­ щих (или инструктивных) рекомендаций, представляющих собой основное содержание разрабатываемой методики высокоточных угловых инженерно-геодезических измерений в зависимости от заданных допу­ сков А5 , Aa5j 2 точности и качества проектируемой схемы триангуляции.

§ 59. Особенности обоснования методики створных угловых измерений

Угловые створные измерения, обычно выполняемые с помощью оптических теодолитов и алиниометров, отличаются от угловых измерений на пунктах триангуляции или полигонометрии лишь тем, что определяемые в схемах створных наблюдений углы малы (метод малых углов). Под малым понимается угол, величину которого можно найти по направлениям нс, измеренным оптическим микромет­ ром зрительной трубы при совмещении одного и того же штриха горизонтального круга. Если же величины нестворностей

250

Xi значительны и не позволяют измерять направления не с помощью оптического микрометра при одном и том же совмещении штриха горизонтального круга, то угловые створные измерения почти ничем не отличаются от обычных угловых измерений. В таких случаях оказывают влияние практически все источники элементарных погрешно­ стей, составляющих отклонение Ар<? или т Ре. Однако применяя особые подставки для теодолита или алиниометра и визирных марок, а также конструкции центров (рис. 93), влияние погрешностей центрирования

 

 

11

 

 

ц

 

 

i

Рис. 93.

Конструктивные схемы

принудительного центрирования с центром

в виде

конической втулки (а ),

цилиндра (б), шарика (в)

и редукции можно свести к пренебрегаемо малым величинам. В таком

случае при

благоприятных

внешних условиях отклонение А Ре

угла

Ре будет содержать ошибки

визирования и фокусирования.

 

1. Погрешность АЦ( направления не из-за поперечной слагающей

нестворности /ц.н центрирования теодолита, определяемая

по

формуле

 

 

 

А щ= ^ ( Ь - с 1^ А и

 

(447)

не должна выходить за пределы основного допуска. Например,

при

L = 250 м (расстояние до марки); ф = 50 м (расстояние до ближайшей

точки i в

схеме последовательных створов); р = 206; А х ^1,5"

 

3,3/Ц.Н^ А 1 = 1,5",

 

 

откуда

 

 

 

доп /ц.н

= 0,45 мм или т ц.„^0,15 мм.

 

Таким образом, чтобы соблюдались основные допуски (423), необходимо применять принудительное центрирование. Этому же допуску должна удовлетворять и погрешность /р центрирования (редукция) визирных целей.

2.Среднее квадратическое отклонение т виз направления не из-за

неточности визирования должна быть в интервале

^ 0 ,6 " (см.

формулу (443).

 

Такому же

допуску должна

удовлетворять

погрешность

на­

правления не из-за перефокусирования зрительной трубы.

 

Аналогично

следовало бы

рассмотреть и

остальные источники

элементарных погрешностей.

Рабочие допуски доп dm на разности d створных угловых измерений (dh, dR, dN и dp) вычисляют по формуле (446).

Завершив анализ влияния источников элементарных погрешностей на отклонение АРе единицы веса створных угловых измерений, следует составить заключительный перечень практических рекомендаций, пред­ ставляющих собой основное содержание разрабатываемой методики.

Теперь, когда обоснованы значения основных характеристик ме­ тодики инженерно-геодезических измерений, известны основные до­ пуски, можно вполне обоснованно выбрать необходимую конструкцию глубинного репера (опорного пункта) и осадочных (наблюдаемых) марок. При этом следует прежде всего исходить из основного назначения опорного репера с постоянной на весь период наблюдений отметкой (или координатами) и наблюдаемых марок, наиболее полно отражающих перемещения исследуемого сооружения. Кроме того, выбранные конструкции или специально изготовленные реперы и пун­ кты, а также их крепления должны обеспечить удобную к ним привязку. Например, если применяют трехметровые нивелирные рейки, оборудованные подпятниками (см. § 56), то высотные точки всех без исключения осадочных марок и опорных реперов надо унифициро­ вать с учетом габаритов пятки рейки и размера оградительного кольца подпятника. При закладке глубинного репера и размещения его высотной точки в колодце (ниже поверхности земли) особое внимание должно быть уделено соблюдению (434). Выбираемая конструкция опорного створного пункта и наблюдаемых створных точек должна быть снабжена устройством, позволяющим осуществлять принудительное центрирование угломерного прибора и визирных целей.

Раздел четвертый ОСОБЕННОСТИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ

РАБОТ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ОТДЕЛЬНЫХ видов

ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Глава 9

Г О Р О Д С К О Е С Т РО И ТЕЛ ЬС Т ВО

§

60. Аналитическая подготовка

для составления

и

выноса на местность проекта

красных линий

Городская территория формируется из функциональных зон, определяющих ее планировочную структуру и архитектурный облик. Красные линии представляют собой границы между проездами и основными образующими зонами: жилой застройки, промышленной, технической, водных бассейнов и др. Они состоят из прямых линий и сопряженных круговых кривых. Проект красных линий составляют на топографическом плане в масштабе 1:2000. К элементам, опре­ деляющим техническое содержание проекта, относят: длину красных линий между углами кварталов или границами микрорайонов; ширину проездов; величину углов между линиями; радиусы закругления и элементы кривых.

Размеры геометрических элементов проекта должны быть со­ гласованы на всей территории города и увязаны с существующей ситуацией и рельефом. Это достигается в результате графического отображения на топографическом плане и последующего аналитичес­ кого расчета проекта красных линий.

Соответствующая архитектурно-планировочная служба при глав­ ном архитекторе города разрабатывает специальный чертеж — Акт установления (или изменения) красных линий. Чертеж состав­ ляют на топографическом плане масштаба 1:2000. На нем приво­ дится основной скелет красных линий, указываются опорные зда­ ния, размеры геометрических элементов и другие данные, необхо­ димые для аналитической подготовки и составления плана красных

линий.

 

Аналитическая подготовка заключается в

вычислении коорди­

нат углов кварталов и границ микрорайонов

по красным лини­

ям, точек излома красных линий и створных точек на длинных

линиях, точек пересечения

осей проездов, а также элементов

и координат основных точек

круговых кривых по красным лини­

ям в единой городской системе координат. Исходными для анали­ тической подготовки служат координаты углов опорных зданий и сооружений, определяемые на местности от пунктов городского геодезического обоснования, или координаты точек ранее утверж­ денных красных линий.

В качестве обоснования используют теодолитные ходы, опира­ ющиеся на пункты полигонометрии. Положение углов опорных зданий

для вычисления их координат находят

с точек или линий этих

ходов в основном полярным способом

или способом засечек.

В незастроенных частях городской территории применяют ко­ ординаты характерных точек ситуации и рельефа, взятые с ориги­ нала плана графически. При этом для увеличения точности нахож­ дения графических координат и уменьшения погрешностей дефор­ мации бумаги расстояние от координатной сетки до определяе­ мой точки измеряют по плану от двух сторон квадрата, внутри которого расположена точка. Из двух измерений берут среднее значение.

Координаты точек красных линий вычисляют из решения стан­ дартных геодезических задач и задач аналитической геометрии с использованием значений углов между осями проездов и линей­ ных размеров, указанных на чертеже красных линий. В результа­ те получают координаты точек пересечения проездов, координаты характерных точек красных линий и других элементов, необходимых для построения плана и проекта перенесения красных линий на местность.

Принцип расчета рассмотрим на примере фрагмента городской транспортной развязки (рис. 94). В соответствии с генеральным планом был разработан проект в двух уровнях одной из городских магистралей. Планировочная структура этого проекта определялась красными линиями, для которых был выполнен соответствующий аналитический расчет. Затем в связи с отводом участка под некоторую техническую зону было принято решение изменить часть проекта развязки. Это было отражено в соответствующем акте изменения красных линий. Таким образом, поставлена задача — выполнить аналитический расчет для красных линий новой планировки транспорт­ ной развязки. Решение представим в следующей последовательности.

1 . Согласно чертежу акта определяют точки, например 4054, 4055, 4064 и т. п. (рис. 95), координаты которых фиксируют положение вновь проектируемых красных линий. На чертеж наносят точки существующих или ранее запроектированных красных линий (С-3350,

С-3210 и

т. д.), координаты которых известны.

2. На

дежурном планшете масштаба 1:2000 (куда переносят

вариант красных линий) графическим путем продолжают в обе стороны линию 4056— 4055 и определяют положения точек вершин углов ВУ-1 и ВУ-2 и координаты этих точек. С помощью последовательных приближений, решив обратную геодезическую за­ дачу, эти координаты необходимо исправить таким образом, чтобы

254

\

Рис. 94. Разбивочный чертеж-акт изменения красных линий:

/ -ранеезапоектиованнаякаснаялиния; 2— линиязастойки; 3— растуб; 4— тех­ ническаязона; 5 — зеленаязона; б — вновьпоектиуемая каснаялиния; 7— сущест­

вующаякаснаялиния

\

дирекционный угол

линии ВУ-/ — С-3350 соответствовал дирекцион-

ному

углу линии

С-3377 С-3350,

а дирекционный угол ВУ-2—

С-3210 — известному

дирекционному

углу соответствующего проезда.

3.

По полученным координатам точек ВУ-7 и ВУ-2 вычисляют

дирекционный угол соединяющей их линии.

 

4.

Определяют угол р 1 = а с..ш7 , с-зззоЯ в у /, ву-2

при вершине ВУ-7,

а по нему— угол поворота с р ^ Ш 0 — Р^ Находят

р 2 = а С-з2ю, с-ш2

а Ву-2,

ву-у при вершине ВУ-2, а по

нему — ф 2=180° р 2.

5.

По углам ф!

и ф 2 и радиусу

7?= 30 м рассчитывают тангенсы

Ti и Т2 и длины круговых кривых Кх и К2 соответственно по формулам

Г=Л 1ё | ; К = Л ^ .

(448)

6.Последовательно вычисляют координаты точек 4054, Ц 701 (центр круговой кривой), 4055. Контролем вычислений служит получен­ ное по координатам расстояние между точками 4055 и ВУ-7, равное величине 7\.

7.По координатам точек ВУ-7 и ВУ-2 находят расстояние между

ними, а затем

S4055, 4озб~5ву-у, ву-2 ~ ( ^ 1

+ ^ 2).

8. Считают

точку 4055 исходной и

последовательно вычисляют

координаты точек 4056, Ц 702, 4057, а для контроля С-3210. При

ЭТОМ 5*057, с-3210 = 5вУ-2, С-3210 ~ Т'2- 9. Используют координаты точек Ц 701 и Ц 702, радиусы

R' = R + 10,5 м и их дирекционные углы и рассчитывают координаты точек 4059, 4060. Контролем служит найденное по координатам расстояние между точками 4059 и 4060, которое должно быть равно расстоянию 40554056.

10. По координатам точек Ц 701 и Ц 702 соответственно вычис­ ляют координаты точек 4058, 4061. Предварительно из решения прямоугольных треугольников находят углы при определяемых точках 4058, 4061. Через эти углы рассчитывают дирекционные углы сторон, соединяющих определяемые точки с центрами кривых. Длины сторон равны R'. Для контроля вычисляют дирекционные углы линий между точками 4058, С-3377 и 4061, С-3210.

Дальнейшие вычисления аналогичны предыдущим. Начать их необходимо с графического определения координат вершин углов в точках ВУ-5 и ВУ-4. Для этого на планшете в обе стороны продолжают линию между точками 4067 и 4068 до пересечения с продолжением линии С = 33844069.

Поскольку отвод участка под техническую зону определен актом, координаты точек 4070 и 4071 могут быть получены графическим путем. Приведем аналитический расчет координат характерных точек красных линий транспортной развязки (табл. 63). Будем использовать

следующие вспомогательные величины:

Р1= 20°11,3/;

Р2 = 74°09,0';

Ф1= 159°48,7';

Д = 30,00 м; Г1 = 168,52 м;

K i = 83,69 м;

ф2= 105°57,0';

Т2 = 39,70 м;

К2 = 55,42 м.

 

 

Точка

С-3350

ВУ-7 ВУ-2

С-3 2 1 0

С-3 3 5 0 4054

Ц70 1

4055

ВУ-2

4055

4056

Ц702

40 5 7

С-3 2 1 0

Ц70 1

4059

Ц702

4060

Ц70 1

4058

С-3 3 7 7

Ц702

4061

С-3 2 10

Дирекционный угол а

95°48,7' 296 00,0 190 09,0

95 48,7

5 48,7

26 00,0

296 00,0

296 00,0

206 00,0

280 09,0

190 09,0

26 00,0

26 00,0

143 36,4

95 48,7

(к о н тр о л ь )

322 21,3

190 09,1

(к о н тр о л ь )

Расстояние

Координаты

 

 

5, м

У, м

ЛГ, м

 

 

-2501,17

4-2073,24

341,16

-2535,72

4-2412,65

277,52

-2414,06

4-2163,22

71,08

-2484,03

4-2150,69

172,64

-2501,17

4-2073,24

-2518,65

4-2244,99

30.00

-2488,80

+ 2248,03

30.00

-2461,84

+ 2261,18

109,00

-2414,06

+ 2163,22

(к о н тр о л ь )

 

 

69,30

-2461,84

+ 2261,18

-2431,46

+ 2198,89

30.00

-2458,42

+ 2185,74

30.00

-2453,14

+ 2156,21

31,38

-2484,03

+ 2150,69

 

40,50

-2488,80

+ 2248,03

-2452,40

+2265,78

 

40.50

-2458,42

+ 2185,74

-2422,02

+ 2203,49

 

 

-2488,80

+ 2248,03

40.50

-2521,40

+ 2272,06

 

-2529,88

+ 2355,44

 

-2458,42

+ 2185,74

-2426,35

+ 2161,00

 

-2484,03

+ 2150,69

§ 61. Внутренняя разбнвочная основа для возведения высокоэтажных зданий

Схемы построения разбивочных сетей и примеры их оценок, изложенные ранее (см. гл. 3), можно отнести и к внутренним разбивочным сетям, создаваемым при строительстве высотных зданий. Рассмотрим два типовых примера, учитывающих специфику этих зданий.

Наиболее рациональной схемой построения внутренней разбивочной сети при возведении многоэтажного здания служит пря­ моугольник микротрилатерации (см. рис. 34). Обратные веса элемен­ тов этой типовой фигуры находят по формулам (168), (169), из анализа которых можно сделать вывод, что веса зависят только от q= AD/AB.

Рассчитаем обратные веса координат точек В, С, D и направления В—С прямоугольника (табл. 64) при фиксированных значениях продвига q, пункт А и направление АВ приняты за исходные.

 

Q*.

Q x c

Q YC = Q Y0

Q X D

0,1

0,752

0,757

0,996

1,010

0,2

0,760

0,792

0,990

1,040

0,3

0,771

0,865

0,979

1,090

0,4

0,784

0,941

0,966

1,160

0,5

0,800

1,040

0,950

1,250

0,6

0,816

1,166

0,934

1,360

0,7

0,832

1,322

0,918

1,490

0,8

0,846

1,488

0,902

1,640

0,9

0,862

1,664

0,888

1,810

1,0

0,875

1,877

0,875

2,000

По этой таблице можно значительно упростить оценку проекта. Оценим проект внутренней разбивочной сети микротрилатерации (см. рис. 34), проектируемой на исходном горизонте относительно положения пункта С при т с=1мм. Размеры внешних сторон сети—AD= 5м и АВ—25м, причем пункт А и направление АВ

исходные.

Вычисляем <7 = 5/25=0,2. По табл. 64 находим при q=0,2 б* =0,792;

QYC= 0,990; Qc= Qxc+ Qrc= 0,792+0,990=1,782. По формуле (103) по­ лучаем

Жс = - 1 = 0,75 мм.

У1782

Уравнивание прямоугольника микротрилатерации также упроща­ ется:

Ь 0 =

Ь 1 + Ь 2 / 2;

с 0 = с 1 + с 2 /2 ; d 0 = x / b %

+ c l ;

 

(449)

ASi = Si —S0i

(S—стороны а,

Ъ, d);

 

 

 

(450)

А^доп ^ (0,01d0 ) 2 2К\ |ASxImax ^ А^доп;

 

 

 

 

W = - ^ { M l+Ad2y,

wam< ^ m s-,

 

 

(451)

 

 

а0°о

 

 

a0b0

 

 

 

 

v , - V, ^ a°b° —■ v

—V =

V ■

*'

= Vu = - — V

(452)

d' ~ Vi*

4d0 p ’ “* *»

d0 d’

* 2

d0 *’

 

Контроль:

 

 

 

 

 

 

 

2( f

0

v* + - vb - A - y ) \ = - w ,

 

 

 

(453)

\b

 

ao

o0b0

J

 

 

 

 

 

где al9 a2, bl9 b2, dl9 d2—противолежащие стороны и диагонали реальной сети микротрилатерации; а0, b0, d0—стороны и диагональ идеального прямоугольника, эквивалентного реальной сети; A S —раз­

ности соответствующих сторон реальной и идеальной сетей; К

9*

259

Ри с . 96. График распределения коэффициента q

коэффициент, учитывающий продвиг прямоугольника; определяется графически (рис. 96) по острому углу р.

Таким образом, для применения этих формул нет необходимости составлять условное уравнение и вычислять углы по измеренным сторонам. Заметим, однако, что находить по полученным поправкам ошибку не имеет смысла ввиду того, что поправки получены лишь из решения одного условного уравнения.

Выполним уравнивание внутренней разбивочной сети микротрилатерации (табл. 65), проект которой был оценен ранее (ms= 0,75 мм).

Уравнивание

проведем

по формулам (449) — (453) со вспомогатель­

ными величинами: Р«10°; #=0,1 м; А5доп= 13,4 мм; ms = 0,7; W = 7 W \

^ доп = 2'17".

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 65.

Резул ьтаты

уравнивания

внутренней

разбивочной

сети, мм

Сторона

Si

So

AS,

v t

Si‘yp

 

 

a i

4,560

4,5625

+ 2,5

-0,07

4,5999

а2

4,565

-2,5

-0,07

4,5649

Ь1

25,565

25,5735

-8,5

-0,04

25,5646

Ь2

25,582

+ 8,5

+ 0,40

25,5816

d i

25,982

25,9773

+4,7

+0,40

25,9824

d2

25,971

-6,3

+0,40

25,9714

Коэффициент

#=0,1

определен

графически

при Р«10°.

Условие

I А5,1|тах<А5,Доп

в

данном случае

соблюдается

(8,5 <13,4).

Значения

А^доп» ^

И'доп

можно

найти по

формулам

 

 

А^доп = (0,01 • 26)2 • 2 • 0,1 = 13,4 мм;

 

 

" ' -

Л о

 

т 1

4’7- « > - +74" - 1'14'

 

 

w - - ‘ i й

^ ' 0-75- 137' - 2'17"-

По уравненным сторонам вычисляют координаты пунктов и соот­ ветствующие элементы редукции.

При создании сети микротрилатерации необходима видимость между пунктами по диагональным направлениям. В то же время по условиям конструкции здания, технологии монтажа и организации работ на монтажном горизонте видимости по диагонали может и не быть. В этом случае рациональной схемой построения внутренней PC будет сеть трилатерации без диагоналей со всеми измеренными сторонами и двумя диаметрально противоположными углами (см. рис. 39). В таком построении возникает одно условное уравнение

(195), которое

в случае прямоугольника принимает

вид

 

ab тг

ab

а г, Ъ жг a rr b

 

(454)

Vsy‘— s y‘+s y-+s v' - s l/‘+ s y' +w'‘- ''

 

Матрица обратных весов измерений при условии

и — = —

 

 

 

S

р

Г

2

 

 

 

Г Р_

 

 

 

 

S 2

р !

 

 

f t -

 

s2/

 

(455)

 

 

 

 

 

1

 

 

Свободный член W (невязка полигона) вычисляется по формуле (192), а его допустимое значение из выражения

И'доп

/£*?,

 

 

 

(456)

 

 

 

 

где Rt— коэффициенты

уравнения

(454).

 

 

Матрица

коэффициентов условных уравнений имеет вид

 

 

1

-1

1

 

(457)

 

 

 

■>

 

 

Матрица обратных весов уравненных результатов измерений

согласно выражению (118)

 

 

 

 

 

 

р

_ Р

 

 

 

 

а

а

 

 

 

 

_ Р

Р

 

 

 

 

а

а

(458)

Qyр=;

 

 

1

- 1

 

 

 

 

 

 

- 1

1

 

 

 

 

5

- 1

 

 

 

 

 

5

 

Соседние файлы в папке учебники