
- •Глава 1. Общие принципы разбивочных работ
- •§ 1. Виды разбивочных работ
- •§ 2. Основные элементы
- •§ 3. Нормирование и принципы расчета точности
- •§ 4. Общие принципы геодезической подготовки проекта
- •Глава 2. Способы разбивки сооружений
- •§ 5. Основные источники ошибок при разбивочных работах
- •§ 6. Способы полярных координат и проектного полигона
- •§ 7. Способ прямоугольных координат
- •§ 8. Способы прямой и обратной угловых засечек
- •§ 9. Способ линейной засечки
- •§ 10. Способы створной и створно-линейной засечек
- •§ 11. Способ бокового нивелирования
- •Глава 3. Разбивочные инженерно-геодезические сети
- •§ 14. Общие принципы построения
- •§ 15. Общие принципы оценки проекта
- •§ 18. Приближенные способы вычисления обратного веса функции при оценке проекта
- •§ 19. Оценка проекта триангуляции
- •§ 20. Оценка проекта трилатерации
- •§ 21. Оценка проекта линейно-угловой сети
- •§ 22. Оценка проекта полигонометрии
- •§ 23. Оценка проектов высотной сети
- •§ 24. Общие принципы
- •§ 25. Требования к точности
- •§ 26. Технологические схемы исполнительных съемок
- •Глава 5. Выверка конструкций и оборудования в плане
- •§ 27. Способы выверки
- •§ 28. Струнно-оптический метод
- •§ 29. Дифракционный способ
- •Глава 6. Выверка конструкций и оборудования по высоте и вертикали
- •§ 31. Способ геометрического нивелирования коротким лучом
- •§ 32. Способ гидростатического нивелирования
- •§ 33. Способ микронивелирования
- •§ 34. Выверка конструкций и сооружений по вертикали
- •Глава 7. Особенности изучения осадок и горизонтальных смещений сооружений
- •§ 35. Общие сведения
- •§ 36. Расчет необходимой точности измерения
- •§ 37. Периодичность наблюдений
- •§ 38. Прогнозирование
- •§ 39. Исследование устойчивости реперов исходной геодезической основы
- •§ 40. Высокоточные створные измерения и анализ их ошибок
- •§ 41. Статистический анализ результатов геодезических измерений при наблюдениях
- •Глава 8. Программа и методы наблюдений за деформациями сооружений
- •§ 42. Последовательность разработки программы наблюдений
- •§ 43. Краткое описание объекта наблюдений
- •§ 44. Виды определяемых деформаций и причины их появления
- •§ 45. Выбор основного метода инженерно-геодезических измерений
- •§ 46. Общие формулы для предвычисления главных характеристик методики инженерно-геодезических измерений
- •§ 48. Проектирование схемы инженерно-геодезических измерений
- •§ 49. Проектирование схемы высокоточного геометрического нивелирования
- •§ 50. Пример оценки проекта схемы нивелирных ходов
- •§ 51. Проектирование схемы высокоточной триангуляции
- •§ 52. Выбор единицы веса угловых инженерно-геодезических измерений
- •§ 53. Пример оценки проекта схемы высокоточной триангуляции параметрическим способом
- •§ 55. Проектирование схемы створных измерений
- •§ 56. Разработка методики инженерно-геодезических измерений
- •§ 57. Обоснование методики высокоточного геометрического нивелирования
- •§ 59. Особенности обоснования методики створных угловых измерений
- •§ 62. Аналитическая подготовка для выноса на местность проекта здания сложной конфигурации
- •Глава 10. Промышленное строительство
- •§ 63. Проектирование и оценка проекта плановой геодезической основы для изысканий промышленного комплекса
- •§ 64. Плановая геодезическая основа для переноса проекта промышленного комплекса на местность
- •§ 65. Съемка подземных коммуникаций
- •Глава 11. Дорожно-транспортное строительство
- •§ 66. Расчет элементов поперечного профиля дороги
- •§ 68. Разбивочная сеть мостового перехода
- •Глава 12. Тоннели и подземные сооружения
- •§ 69. Расчет геодезического обоснования для обеспечения сбойки тоннелей
- •§ 70. Аналитический расчет трассы тоннеля
- •§ 71. Способы ориентирования подземной основы и их точность
- •§ 73. Ориентирование методом двух шахт
- •§ 75. Передача отметок с поверхности в подземные выработки
- •§ 78. Оценка проекта сети трилатерации методом математического моделирования
Если принять за исходный пункт точку 4, а за исходное
направление— диагональ |
4— 2, то |
весовые |
функции |
координат X l9 |
||||
Yn Х 2 * Y2 » ^з> Y3 |
примут |
вид |
|
|
|
|||
|
а |
О |
1 |
о |
о |
1 |
|
|
|
|
|
||||||
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
О |
1 |
о |
о |
3 |
|
|
|
|
|
||||||
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
/хг = - Т |
а |
О |
3 |
0 |
о |
-3 |
(459) |
|
Р |
||||||||
2у/2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
О |
|
о |
-1 |
3 |
о |
|
|
|
О |
|
о |
1 |
-1 |
о |
|
При конкретном значении а по формуле (16) нетрудно вычислить обратные веса любой из указанных функций.
Если возникает необходимость повысить жесткость сети, то следует измерить два других угла 2 и 4 четырехугольника без диагоналей. Тогда сеть превращается в замкнутый ход полигономет рии с прямыми углами поворота. Матрица коэффициентов условных уравнений такого хода представлена формулой (204). На монтажном горизонте можно использовать только три точки, т. е. линейно-угловой треугольник.
Матрица коэффициентов условных уравнений для случая равно стороннего и прямоугольного треугольников представлена формулами (200), (201) соответственно. Пример оценки проекта линейно-углового треугольника приведен ранее (см. гл. 3).
§ 62. Аналитическая подготовка для выноса на местность проекта здания сложной конфигурации
В практике геодезических разбивочных работ на городской тер ритории возникает необходимость выноса на местность и надежного закрепления разбивочных осей зданий сложных конфигураций. Это могут быть спортивные и зрелищные сооружения, многопрофильные медицинские учреждения, общественные здания оригинальной архитек туры и т. д.
Характерным признаком для такого рода зданий является наличие большого числа разбивочных осей, расположенных под разными углами друг к другу. Эти здания, как правило, занимают сравнительно большие по городским масштабам территории и отдельные их части возводятся не одновременно, что приводит к необходимости выпол нять разбивочные работы по выносу главных или основных осей с точностью детальной разбивки. Кроме того, разбивочные работы могут проводиться в условиях неспланированной и загруженной строительной площадки.
В силу перечисленных причин для выноса осей зданий сложных конфигураций необходимо предварительно выполнить аналитическую
262
Рис. 97. Схема расположения осей здания сложной конфигурации
подготовку, в процессе которой требуется решить ряд специфических задач. Решение рассмотрим на примере аналитической подготовки для выноса на местность проекта здания многопрофильной больницы (рис. 97).
Здание больницы представляет собой единый комплекс, состоящий из центрального высотного корпуса и примыкающих к нему шести — девятиэтажных корпусов различной конфигурации. По конструкции все корпуса каркасно-панельного типа с расположением колонн через
263
6 м. Участок расположен на площади 5 га, ограниченной со всех четырех сторон проездами. В период разбивки и закрепления осей участок еще не спланирован и, более того, еще не снесены некоторые строения, располагающиеся на нем.
В связи с большим числом разбивочных осей и сложившейся обстановкой на участке, в первую очередь, необходимо выбрать вид построения исходного разбивочного обоснования и способ закрепления точек, фиксирующих положение осей. При этом надо учитывать последующую загруженность строительной площадки и в связи с этим предусмотреть возможность быстрого и беспрепятственного определе ния и при необходимости восстановления разбивочных осей.
Разбивочная сеть строится как центральная система (см. рис. 97) триангуляции. Центральный пункт V совпадает с центром сооружения, а сторона V— VI— с направлением одной из главных осей здания. Пункты /, II, III, IV, VII располагаются на границе отведенного под строительство участка, вдоль проездов. Местоположение этих пунктов в определенной степени произвольно и должно лишь обеспечивать геометрию построения сети и видимость между ними. Местоположение пунктов V и VI задают расположение и ориентирование комплекса зданий на местности. Поэтому на местность они выносятся или от ближайших контуров, или теодолитным ходом от имеющихся вблизи знаков полигонометрии. В любом случае координаты пунктов V и VI определяют графически по топографическому плану масштаба 1:500. Может возникнуть смещение всего комплекса зданий по отношению к близлежащим контурам на величину, соответствующую графической точности топрплана, но это можно не учитывать.
Для фиксации положения осей удобно воспользоваться сторонами разбивочной сети, если вычислить координаты точек их пересечения с основными и главными осями зданий комплекса. В этом случае положение точек пересечения может быть легко найдено, а при необходимости— восстановлено отложением в створе стороны сети соответствующего разбивочного расстояния. Направление соответст вующей оси находится с помощью отложения разбивочного угла от направления стороны разбивочной сети. Тогда отпадает необ ходимость в прямой видимости вдоль всей оси и пуцкты ее закрепления могут быть легко определены от точек пересечения на любом удобном расстоянии относительно зданий.
Таким образом, для данной схемы выноса и закрепления положе ния главных и основных осей зданий комплекса аналитическая подготовка будет заключаться в вычислении координат двух какихлибо точек каждой из осей (по геометрии зданий комплекса); координат точек пересечения (по координатам пунктов разбивочной сети); соответствующих разбивочных элементов (по координатам то^чек пересечения и пунктов разбивочной сети).
Для производства измерений в сети разбивочной триангуляции необходимо определить точность измерения углов и базисов. Посколь ку сеть триангуляции служит исходной для выноса осей зданий
264
комплекса, то при расчете необходимой точности ее построения следует исходить из требуемой точности разбивочных работ. В свою очередь, для данного случая требуемая точность разбивочных работ может быть получена лишь расчетным путем.
Всборном каркасно-панельном здании собираемость конструкций
восновном зависит от точности разбивки осей под установку
смежных колонн, т. е. на один строительный модуль. По условию же задачи необходимо определить точность выноса взаимного положе ния крайних и основных осей, что позволяет перейти к точности построения разбивочной основы. Для расчета необходимой точности
выноса основных осей |
здания |
можно |
воспользоваться |
формулой |
|||
|
|
|
|
|
|
|
(460) |
где |
5l — допускаемое |
отклонение в |
разбивке |
осей на |
всю |
длину |
|
L |
здания; 8М— допускаемое |
отклонение на |
разбивку |
осей |
одного |
модуля М ; К — число секций между температурно-осадочными швами
или число |
стыкуемых зданий; п — число модулей. |
||
Для определения |
величины 5М воспользуемся |
табл. 3. При М=? 6; |
|
Дм = 4мм; |
5д/ = 2мм. |
Хотя здания составляют |
комплекс сложной |
конфигурации, однако расстояние между крайними осями можно принять 140 м. Тогда я=140:6«23. Учитывая, что на всей длине стыкуются три здания К=3. Подставляя все эти величины в формулу (460), получаем 5^ =17 мм, a 6L: L = 1:8000.
Перейдем от средней квадратической к относительной ошибке разбивки осей на всей длине комплекса зданий, будем иметь mi'.l= 1:16000. Для достижения этой точности целесообразно поставить условие, чтобы ошибка наиболее слабо определяемой стороны разбивочной триангуляции была в два раза меньше ошибки разбивки
осей. Отсюда ms :S= 1:32000. Это и |
будет исходным требованием |
|
к точности построения разбивочной триангуляции. |
||
Средняя |
квадратическая ошибка |
т р измерения углов в триан |
гуляции может быть определена так: |
|
|
ms_ 1 |
m\gs,migs2 |
(461) |
|
|
|
где |
|
|
|
|
(462) |
5л и 5в — переменные логарифмов синусов связующих углов А и В (вы
бираются из специальных |
таблицы); mlgS— средняя квадратическая |
|
ошибка логарифма слабой стороны, вычисляемая от |
каждого из |
|
двух измеряемых базисов; |
М — модуль десятичных |
логарифмов; |
К — число треугольников от базисной до слабой стороны; |
К =\, ..., п. |
При вычислении на микрокалькуляторе удобно пользоваться формулами
ms rns2 |
(463) |
|
m s r ~ S J \ £ (ctg2 AK+ ctg2 BK+ctg AKctg BK).
PV *k = i
Вприведенных формулах отсутствуют ошибки базисов. Это возможно, если ошибка базисов в два раза меньше ошибки слабой
стороны, т. е. В рассматриваемом примере тъ:Ъ= 1:64 ООО.
Для расчетов по формулам (462) и (464) необходимо определить значения связующих углов. С достаточной степенью точности это можно сделать по топографической карте или по схеме сети, выполненной в соответствующем масштабе. Приведем значения связующих углов для рассматриваемого примера (табл. 66). В этой же таблице приведены вычисленные по формуле (464) Значения котангенсов углов и суммы, входящих в эту формулу, для двух
случаев: |
от базиса |
I — II |
к |
слабой стороне V— VII и от базиса |
|||||||
III— IV |
к этой стороне. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
Т а б л и ц а |
66. |
Ведом ость вычисления |
значения |
сл агаем ы х |
£ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к= 1 |
|
Связующий угол |
|
ctgВ |
ctg2 А |
ctg2 В |
ctgА х ctgВ |
|
|||||
|
|
|
ctgА |
(5)+(6)+ |
|||||||
Номер |
Значение, |
|
|
|
|
|
|
|
+(7) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
градус |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
6 |
|
1 |
8 |
14 |
92 |
-0,0349 |
1,1504 |
0,0012 |
1,3234 |
|
-0,0401 |
1,2845 |
|||
|
2 |
41 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
5 |
93 |
-0,0524 |
0,9325 |
0,0227 |
0,8696 |
|
-0,0489 |
0,8434 |
||
|
4 |
47 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
2,1279 |
17 |
98,5 |
|
1,1106 |
0,0197 |
1,2334 |
|
-0,1560 |
1,0971 |
|||
|
9 |
42 |
-0,1405 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
6 |
88 |
0,0349 |
1,5399 |
0,0012 |
2,3713 |
|
0,0537 |
2,4262 |
||
|
7 |
33 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
3,5233 |
Дальнейшие вычисления целесообразно выполнять подставляя |
|||||||||||
принимаемую нормативную величину |
в формулу (464), а получен |
||||||||||
ные |
значения |
nisl |
и ms2 — в |
выражение |
(463). Полученное |
значение |
|||||
ms |
необходимо сравнить |
с |
требуемым. |
Если |
в |
данном |
примере |
266
принять mp=10", что соответствует требованиям триангуляции 2 раз
ряда, |
то m Sl =21А мм; |
m Sl = 35,2 мм; ms= 21,6 мм; |
m s .’ S= 1:21 300 |
|||
(при |
S \ - VII = 460 м). |
Как видим, полученное значение превосходит |
||||
1:32 ООО. Очевидно, |
что необходимо |
принять более |
высокий разряд |
|||
триангуляции |
(тр = 5"). |
Тогда |
m Sl = 13,7 мм; |
т $2=17,6мм; |
||
m s = 10,8 мм; |
ms'. |
1: 42000. |
|
|
Выполненный расчет необходимой точности построения разбивоч ного обоснования позволил правильно организовать полевые измере ния и камеральную обработку их результатов. В итоге были получены координаты всех пунктов, дирекционных углов и длин сторон (табл. 67).
Таблица 67. Координаты исходных пунктов
Пункт |
X, м |
У, м |
|
а |
|
5, м |
V |
512,550 |
950,241 |
|
|
|
|
VI |
413,619 |
988,422 |
212°00'00,0" |
116,657 |
||
I |
478,954 |
783,850 |
302 00 00,0 |
123,305 |
||
II |
677,919 |
933,962 |
37 01 |
59,7 |
249,240 |
|
VII |
610,006 |
1014,042 |
130 |
18 00,0 |
105,000 |
|
III |
546,890 |
1100,284 |
126 |
13 28,0 |
106,906 |
|
IV |
369,355 |
959,260 |
218 28 16,0 |
226,683 |
||
VI |
413,619 |
888,422 |
302 00 00,0 |
83,530 |
Заметим, что координаты пункта V для привязки к городской системе были определены путем продолжения теодолитного хода от близлежащего пункта городской полигонометрии. Для ориентирования исходный дирекционный угол стороны V — VI был взят с топокарты.
Схемы вычисления разбивочных элементов рассмотрим на примере оси 1434, пересекающей створы пунктов I — VI и II— VII разбивочной сети (см. рис. 97). Будем использовать координаты пункта V, дирекционный угол одной из главных осей комплекса, совпадающей с направлением V— VI, и размеры по зданиям вычислим координаты вспомогательных точек б и с , располагающихся на оси 1434 (табл. 68).
Таблица 68. Ведомость вычисления координат вспомогательных пунктов
Точка |
Дирекцион |
Расстоя |
Приращения |
Координаты |
||
|
ный угол а |
ние S, м |
|
|
|
|
|
|
|
Ах, м |
Ау, м |
X, м |
Г, м |
V |
|
|
|
|
512,550 |
950,241 |
а |
212°00' |
77,91 |
-66,071 |
-41,286 |
446,479 |
908,955 |
Ь |
302 00 |
39,63 |
4-21,001 |
-33,608 |
467,480 |
875,347 |
с |
32 00 |
61,34 |
+ 52,019 |
+ 32,505 |
519,499 |
907,852 |
Рис. 98. Разбивочный чертеж для выноса осей здания слож ной конфигурации
Далее, использовав координаты точек Ъ и с, координаты пунктов /, VI, II, VII, необходимо вычислить координаты точек А, В пересече ния оси со сторонами сети. Воспользуемся известными формулами аналитической геометрии:
* 0 = * 3 + Л з (*4 - * э ) = X 4 + R4(*4 - Х з);
.Уо=Уъ+л3 (у* -У з)=у*+ R* (у*- л );
3 (■«2--Ж1)(>’4->'з)-(У2->'1)(^-Л:з)’
R . .(Xi-xMyi-yJ-iyi-yJfa-Xt)
4 (л:2 — •*i)(>'4— Д'з)(^2— |
— ^l) (л:-!— ЛГ3) ’ |
|
|
|
|
||||||
где х0, |
уо — координаты |
точки |
пересечения; |
x lt |
х 2 |
и у i, |
у2, *з> |
||||
jc4 и у ъ, |
у4 — координаты |
точек |
пересекающихся |
каких-либо прямых |
|||||||
линий 1 — 2 и 3— 4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
При решении по формулам (465) необходимо соблюдать правило |
|||||||||||
знаков. Если при наблюдении с точки 3 на |
пункт 4 |
прямая /— 2 |
|||||||||
будет находиться справа, |
|
то знак |
при |
R 3 меняется |
на обратный. |
||||||
Аналогично при |
взгляде |
с |
точки 4 |
на |
пункт |
3. |
|
|
|
||
В нашем случае для точки А : /^ = 0,679; Ry\ = —0,321; х А= 434,592 м; |
|||||||||||
7 ^ = 854,854 м. |
Контролем |
служит |
равенство |
дирекционных |
углов |
||||||
а1_л = ал-У1 = а,-у, = 30Г59'56". |
|
|
|
|
|
|
|