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

оказаться совмещенной с уже существующими пунктами государст­ венной сети, всю систему координат на промышленной площадке следует принять условной. Удобнее всего за начало такой системы принять пункт триангуляции, находящийся в юго-западном углу площадки. Этому пункту приписывают координаты Х = 0 ; У=0 или Х= 10000 м; Y = 10000 м, а одному из направлений, выходящему из исходного пункта — значение исходного дирекционного угла, например 0°00'00" или 90°00'00". Рекомендованная система координат позволяет получить на всей территории площадки положительные координаты пунктов, что удобно при расчетах.

Угловые и линейные измерения в полигонометрии. Рекомендации по методике измерения углов и линий в светодальномерной полигономет­ рии заимствуют из соответствующих разделов инструкций с учетом разряда, к которому должна быть отнесена запроектированная сеть ходов. Необходимо также указать тип рекомендуемого теодолита (по ГОСТу), метод измерения углов, число приемов, допуски на станции и в ходах, точность центрирования прибора и марок и ряд других сведений, относящихся к процессу измерения углов и линий. Для измерения линий желательно использовать светодальномер того же типа, что и в триангуляции. Методика уравнивания сети полигономет­ рии предлагается в соответствии с указаниями инструкций.

§ 64. Плановая геодезическая основа для переноса проекта промышленного комплекса на местность

Геодезическая строительная сетка. В промышленном строитель­ стве в качестве разбивочной основы широко применяют строительную сетку, поскольку при проектировании строительных объектов наиболее просто определять их плановое положение в системе прямоугольных координат.

Для создания строительной сетки на генеральном плане проек­ тируют квадрат или прямоугольник со сторонами, равными 50, 100 или 200 м. Выбор формы строительной сетки зависит от ее назначения, от типа строящегося объекта, от характера рельефа строительной площадки.

Для строительной сетки используют частную прямоугольную систему координат, направление осей которой параллельно главным или основным осям зданий и сооружений или осям проездов. Начало частной системы координат выбирают за пределами площади так, чтобы все пункты строительной сетки имели положительные значения абсцисс и ординат.

Большое внимание уделяют размещению знаков строительной сетки, которое увязывают с генеральным планом предприятия с тем, чтобы максимально обеспечить сохранность знаков в процессе стро­ ительных работ на площадке.

При расчете точности измерений для разбивки строительной сетки исходят из того, что она должна, во-первых, обеспечить разбивку

основных осей сооружений, и, во-вторых, служить основой для исполнительных съемов построенных сооружений в масштабе 1:500. Для разбивки основных осей сооружений важно выдержать необ­ ходимую точность во взаимном положении соседних пунктов.

Опыт разбивки крупных промышленных комплексов показывает, что в большинстве случаев для обеспечения точности выноса на местность основных осей сооружений, имеющих технологические связи, со сложной сетью межцеховых коммуникаций, сборностью конструкций, наличием автоматических линий средние квадратические ошибки во взаимном положении пунктов строительной сетки в среднем должны составлять 2 см; при длине стороны в 200 м это 1:10000. Соответственно прямые углы должны быть построены со средней квадратической ошибкой 40".

При использовании строительной сетки в качестве плановой основы для исполнительной съемки построенных сооружений важно выдержать с необходимой точностью общее расположение ее пунктов. Предельные ошибки в положении пунктов строительной сетки, как обоснование съемок масштаба 1:500, относительно исходных пунктов не должны превышать 2 мм в масштабе съемки, т. е. 10 см. Опыт показывает, что для больших промышленных площадок труднее выдержать допуски исполнительных съемок, а для малых— разбивоч­ ных работ.

При построении строительной сетки на местности обычно ис­ пользуют принцип перехода от общему к частному. В начале по периметру площадки разбивают опорные сети первого порядка, а при необходимости площадку разбивают на ряд полигонов. Внутри этих полигонов развивают сети второго порядка и покрывают таким образом всю площадку системой опорных пунктов.

Пункты строительной сетки используют как реперы высотной основы. Для обеспечения разбивки сооружений по высоте средняя

квадратическая ошибка во

взаимном положении соседних

пунктов

по высоте не должна превышать

2— 3 мм.

 

Пунктам строительной

сетки

присваивают порядковые

номера.

Наиболее удобна система, в которой обозначение каждого пункта складывается из букв А и В с индексами. Индекс при букве А обозначает число сотен метров по оси абсцисс, а при букве В — по оси ординат. Так пункт А6 В 10 имеет координаты Л"=600 м; Y= 1000 м.

Перенесение на местность исходных направлений. Разбивку стро­ ительной сетки начинают с выноса исходного направления, пред­ варительно намеченного на генеральном плане предприятия. На исходном направлении выбирают две точки А и В (рис. 100), координаты которых определяют графически. Используя координаты пунктов плановой основы, как правило, имеющихся в районе строительства, можно решать обратные геодезические задачи и вычис­

лять полярные координаты S x

и

S2 ,

 

Pi

и

р2. Для исключения

грубых ошибок целесообразно вынести

на

местность третью точку

С. После распределения точек

А,

В и

С

на

местности измеряют

278

Рис. 100. Схема выноса на местность строительной сетки

угол ABC, по отклонению которого от 90° можно судить о точности выполнения работ.

Так как координаты точек А, В, С определяли по генплану графически, то точность их выноса около 0,2— 0,3 м в масштабе плана. На эту величину сместится весь комплекс проектируемых сооружений, но это можно не учитывать.

Рассматриваемым способом нельзя выносить на местность стро­ ительную сетку при реконструкции или расширении строящегося предприятия, так как новую строительную сетку следует развивать как продолжение старой. Если знаки старой сетки не сохранились, следует восстановить на местности основные оси существующих цехов или установок, с которыми технологически связаны вновь создаваемые сооружения и уже от них, как от исходных направлений, разбивать новую строительную сетку.

От вынесенного и закрепленного на местности исходного направ­ ления выполняют детальную разбивку строительной сетки одним из

двух способов.

Наиболее широко

распространены осевой

способ

и способ

редуцирования.

 

 

При

осевом

способе разбивки

стоительную сетку сразу

строят

на местности с расчетной точностью путем точного отложения проектных элементов. Используют закрепленные исходные направле­ ния АВ и АС, пересекающиеся примерно в середине площадки (рис. 101). Так как исходные направления вынесены с небольшой точностью, то угол ВАС может значительно отличаться от прямого. Измеряют угол двумя-тремя приемами теодолитом типа Т2, вычис­ ляют отклонение Ар = 90° — Р и исправляют положение точек В' и С' линейными поправками A SB и ASc, чтобы направления А В и АС

стали строго перпендикулярны. Поправки

вычисляют

по

формулам

ASB=AB

, АР.

, АР

 

 

 

(472)

2 р ’

ASc = AC' —

 

 

 

 

2 р’

 

 

 

 

причем расстояния

АВ' и А С'

снимают

с генплана

с

точностью

до метрас, величину

р выражают

в секундах.

 

 

Рис. 101. Схема введения поправок в направления основных осей строительной сетки при осевом способе разбивки

Новые точки В и С закрепляют и вдоль осей откладывают в створе по теодолиту отрезки, равные длинам сторон сетки. Измерения выполняют рулетками или лентами с натяжением по кольям с учетом поправок за температуру, наклон, компарирование. Целесообразно применять электронные тахеометры, позволяющие быстро вычислять горизонтальные проложения с учетом всех по­ правок. Заканчивают разбивку в конечных пунктах F, R, D, Е, строят на них прямые углы и продолжают разбивку по периметру сетки. Вследствие накопления ошибок углы в точках Р, М, N, О не будут равны 90°, а стороны сетки — принятой длине. После этого временные знаки заменяют на постоянные. Затем по створам между соответствующими пунктами основных четырех полигонов разбивают и закрепляют заполняющие пункты сетки. Для расчета окончательных координат пунктов строительной сетки прокладывают по периметру сетки ход полигонометрии первого порядка, а по заполняющим пунктам ход второго порядка. Для определения координат пунктов могут быть использованы и другие методы.

Если площадка небольшая и вершины сетки разбивают с высокой точностью, то полученные в результате уравнивания координаты вершин сетки будут незначительно отличаться от проектных. Однако при разбивке больших сеток трудно с высокой точностью выполнить разбивку и сложно учесть вес поправки в длины линий. В результате этого фактические координаты могут существенно отличаться от проектных, что приведет к определенным трудностям при разбивке сооружений. Поэтому применять осевой способ целесообразно на небольших площадках или там, где точность разбйвочных работ невелика и отклонением координат пунктов сетки от их проектных

значений в пределах

3— 5 см можно пренебречь.

Для проектирования и выполнения разбйвочных работ удобнее

иметь такую сетку,

координаты пунктов которой практически не

280

отличаются от проектных. Этого можно достигнуть при построении сетки способом редуцирования.

Сначала строят сетку с точностью 1:1000— 1:2000 согласно проекту на всей площадке и закрепляют временными знаками. Затем создают на площадке плановые сети в виде триангуляции, полигонометрии или других построений и находят точные координаты всех закрепленных временными знаками пунктов сетки. Затем сравнивают фактические координаты пунктов с проектными, вычисляют элементы редукций и на эти величины редуцируют все пункты сетки. После редуцирования закрепляют все пункты постоянными знаками и про­ водят контрольные измерения с тем, чтобы убедиться, что редуцирова­ ние выполнено правильно. После этого координаты пунктов сетки принимают равными проектным значениям.

Схема построения строительной сетки. Созданная при изысканиях сеть плановых пунктов по своей точности и расположению, как правило, не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к построению сетки. Поэтому для определения точных координат приближенно разбитой сетки приходится проектировать самостоятельную сеть. Эта сеть обычно состоит из двух построений: ходов первого порядка и сетей второго порядка. Ходы первого порядка следует прокладывать по периметру сетки, при больших размерах сетки и внутри полигона,— деля его на части. Сети второго порядка могут быть представлены различными построени­ ями; их задача — определить координаты всех внутренних вершин сетки.

При такой двухступенчатой схеме сети ошибки в ходах первого порядка будут ошибками исходных данных для сетей второго порядка.

Учитывая двойное требование к точности построения сетки, необходимо распределять названные ошибки по ступеням обоснования. Начнем с требования разбивочных работ

-^^разр.р т\ Л~т\\,

где /и,, ти— средние квадратические ошибки в ходах первого и второго порядков.

Приняв коэффициент обеспечения точности К = 2, при котором влияние ошибок исходных данных составляет около 11%, можно найти

mll= 2m1; M 2a3p.p = m I2+ 4w I2.

При М разр.р= 2 см; т} = 0,9 см; т п=1,8см.

Найденные ошибки следует принять за ошибки положения соседних пунктов в ходах первого и второго порядков. Аналогично рассчитывая для распределения М съем = 1 0 с м при том же К= 2, можно получить т i= 4,5 см; т J,= 8,9 см.

Первая из приведенных ошибок должна быть принята как ошибка в положении самого слабого пункта хода первого порядка по отношению к исходному (на сетке), вторая — как ошибка наиболее слабого пункта второго порядка по отношению к пунктам первого порядка, на которые опирается проектируемое построение (ход, цепочка, микротриангуляции и т. д.).

Расчет точности ходов первого порядка. Ход первого порядка

представляет собой замкнутый полигон. Для задания точности этого хода (ms и т р) следует воспользоваться формулой

(473)

в которой [/>!., ]— сумма квадратов диагоналей от начальной до каждой точки хода (в замкнутом полигоне начальная точка совпадает с конечной). При использовании формулы (473) необходимо задаться величинами ms и т р и, подсчитав величину А/, убедиться, что она не превышает 2т} = 9 см. Бели найденное значение окажется ненамного

больше 9 см, то можно попробовать изменить в сторону уточнения величины ms и т р. Если этого окажется недостаточно, тогда придется

разделить общий полигон на два или три меньших и вновь провести расчет для одного из полигонов.

При назначении точности измерения ms и т р следует исходить

из реально достижимых величин, обеспечиваемых современными

приборами

при небольшом

числе приемов, например ms = 0,5— 1 см;

wp = 2— 10".

Приведенные

значения ошибок позволяют обеспечить

и второе требование (т,=0,9 см) к точности сетки, проверить которое

можно путем подстановки

принятых

величин ms и т р в формулу

 

 

 

 

(474)

где

Мад.п— средняя

квадратическая

ошибка взаимного положения

двух

пунктов строительной

сетки.

 

Если М м п >0,9 см, то необходимо несколько уменьшить принятые

значения ms и т^.

 

 

порядка. Для определения ко­

Расчет точности

сетей

второго

ординат всех внутренних вершин сетки невозможно применять один из следующих методов: светодальномерная полигонометрия, микро­ триангуляция, геодезические засечки Дурнева, четырехугольники без диагоналей, линейные геодезические засечки.

При расчете точности измерений в сетях второго порядка рекомендуется исходить из ранее найденной ошибки взаимного положения соседних пунктов сетки т п= 1,8 см и требования съемки mii = 8,9 см.

Светодальномерная полигонометрия проектируется в виде вытяну­

тых одиночных, параллельных ходов, прокладываемых между пунк­ тами ходов первого порядка (рис. 102).

Для расчета точности измерения углов /ир и линий ms следует

воспользоваться формулой средней квадратической ошибки конечной точки вытянутого хода с равными сторонами, опирающегося на исходные пункты, и найденной величиной юп= 1,8 см

Г- т

-

“t

 

(

 

С

 

V

 

V

 

с

/

С

у

V f

V

Л

>

А

 

VI'

V

 

1_____ С

I/

Рис. 102. Схема ходов полигонометрии первого (I) и второго (2) порядков при создании строительной сетки

причем ошибку тп надо рассматривать как ошибку в положении пунктов i— к и пунктов /— j. Первая пара пунктов принадлежит одному и тому же ходу и их взаимное положение будет зависеть только от точности измерения линий ms . Вторая пара содержит точки, входящие в разные ходы, и взаимное положение этих точек

будет

определяться величиной

поперечного сдвига и

и

точек

i

и j

в смежных

ходах в середине ряда. В такой ситуации

следует

в

формуле

(475)

принять

 

 

 

 

 

 

 

2 1 ’8

ю

 

 

 

 

 

 

 

:= 1,8 СМ ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

после

чего

определять

и ms .

 

 

 

С

найденными значениями

ms и т р, округленными

до

целых

секунд в сторону меньшего значения, следует по формуле (475) подсчитать М КОН и сравнить ее с величиной 2/и »= 17,8 см. В случае расхождений необходимо повторить расчет с новыми значениями ms

и

Микротриангуляция. Ряды микротриангуляции прокладывают меж­ ду двумя базисами bi9 b2 и b3, Ъ4, которыми являются стороны полигонометрических ходов первого порядка (рис. 103). Для сокраще­ ния объема наблюдений цепочки треугольников целесообразно проек­ тировать через ряд. Точность базисов в каждой цепочке практически уже предопределена, так как базисы являются сторонами хода первого порядка, а точность их уже известна. Необходимо только проверить, достаточна ли эта точность.

Для расчета точности угловых измерений следует, как и раньше, исходить их двух требований: а) средняя ошибка во взаимном положении соседних пунктов цепочки не должна превышать та= 1,8 см; б) средняя ошибка во взаимном положении пунктов i и j (см.

Рис. 103. Схема микротриангуляции при создании строительной сетки

рис. 103) соседних цепочек не должна превышать mQ= 18/^/2= 13 см.

2

В итоге ошибка измеренного угла в цепочках микротриангуляции должна быть найдена дважды: по ошибке слабой стороны и по

ошибке поперечного сдвига

ряда.

Для удовлетворения первого требования следует воспользоваться

формулой

 

т ,2ga= т ,2gb + 3т j К,

(476)

где К — число треугольников от базиса до слабой стороны в середине хода.

Если при подсчете тр по формуле (476) получится отрицательное значение, необходимо ранее найденное значение точности базиса (стороны хода первого порядка) повысить.

Для удовлетворения второго требования расчет т р следует про­ вести по формуле поперечного сдвига уравненного ряда

0

L2 Г

7 л2 + 2л+12

J ~\

*.

т \,г = ^ \ т

л + —

 

- ml j ,

(477)

в которой

п — число

промежуточных сторон,

составляющих длину

L; та— средняя квадратическая ошибка дирекционных углов исходных

сторон, которую

следует принять равной ошибке измеренного угла

входе первого порядка.

Вкачестве окончательной точности измерения углов назначается

наименьшее значение из полученных по формулам (476) и (477)

иокругленное до целых секунд.

Взаключение с найденными значениями т р и ms необходимо подсчитать общий сдвиг середины ряда то6щ по отношению и конеч-

284

ным пунктам и сравнить полученный результат с /Яи = 8,9 см. В случае расхождений повторить расчет с новыми значениями /ир.

Для нахождения

следует

воспользоваться

выражением

(477)

и формулой продольного сдвига

середины ряда

mL/2:

 

2

L2 [m l

ml

I n 2 2n+ 10~|

/— \

 

 

w2/2 = y |

+

•----—---

I; Wo6i„= V /W £/2+W ^/2,

(478)

где L — длина ряда; mb/b — относительная

ошибка

исходных сторон;

п — число

промежуточных сторон,

составляющих

длину ряда

L.

Геодезические засечки Дурнева. Для определения точных координат внутренних вершин сетки могут быть успешно использованы двух­ фигурные засечки, позволяющие получать координаты сразу по трем рядам сетки (рис. 104). Необходимости в измерении базисных сторон

Рис. 104. Схема засечек Дурнева при создании строительной сетки

и Ь2 в начале и конце каждого ряда нет, если на конечных пунктах рядов выполнить наблюдения двух сплошных треугольников и тем обеспечить передачу длины на ходовую линию от двух сторон хода первого порядка. При этом можно принять точность исходной стороны равной точности стороны хода первого порядка.

Точность измерения углов по ходовой линии следует определять дважды, как и в микротриангуляции, пользуясь формулами

mfga = mfgb + 2 2 ,2 m jr;

 

 

2 r 1 + 3/*! +2

'гп-

2

m QI 2

- а

m l H--- -----

}

 

\2rl

 

<479)

(480)

(481)

где г — номер пучка, содержащего слабую сторону; rt — число всех пучков в цепочке, равное числу ходовых линий, не считая исходных;

— ошибка дирекционного угла исходной стороны (принимается равной ошибке угла в ходе первого порядка); ть/Ь— относительная ошибка исходной стороны (сторона хода первого порядка).

Для наблюдений рекомендуется принять наименьшее из получен­

ных

значений т р.

 

 

 

В

заключение подсчитывают

=

2 и

сравнивают

с ^

= 8,9 см.

 

 

 

Четырехугольник без диагоналей

(способ

Зубрицкого).

Из теории

способа известно, что если в четырехугольнике измерены две смежные стороны и все четыре угла, то длины двух других сторон могут быть вычислены. Для определения координат заполняющих пунктов сетки целесообразно создавать сплошную сеть четырехугольников. При наличии измеренных сторон по периметру площадки (ход

первого порядка) в такой сети

необходимо

будет

измерить лишь

все

углы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднюю квадратическую ошибку стороны квадрата в слабом

месте

сплошной сети

подсчитывают

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(482)

в которой

S — длина

стороны

сетки,

равная 200 м; т ^— средняя

квадратическая

ошибка

измеренного

угла;

N — число

квадратов

в самом длинном ряду сетки.

При

 

т Л=1,8см

по

формуле (482)

находят

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для проверки соответствия ошибки в положении наиболее слабого

пункта

сетки

по отношению

к пунктам

хода

первого

порядка

п = 8,9 см)

необходимо

воспользоваться формулами

 

 

т«,щ = тЬ12 + т112;

 

 

 

 

 

 

 

 

(483)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(484)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(485)

где

L — длина

ряда;

тЛ— ошибка

дирекционного

угла

исходной

стороны (принимается равной ошибке угла в ходе первого порядка); ть/Ь— относительная ошибка стороны хода первого порядка.

Метод линейных геодезических засечек. В методе линейных засечек для определения положения пунктов создают цепочку, аналогичную цепочке угловых засечек Дурнева, в которой вместо углов измеряют все стороны (рис. 105). Для измерения сторон такой сети светодаль­ номер устанавливают только на пунктах основного хода, а отража­ тели— на соседних ходовых и боковых точках. Наличие боковых пунктов позволяет осуществить переход от одного пучка засечек

286

Рис. 105. Схема линейных засечек при создании строительной сетки

к другому, т. е. передать дирекционный угол на стороны основного хода, а также проконтролировать и уравнять цепочку.

Преимущество метода линейных засечек состоит в том, что при выполнении только линейных измерений с пунктов ходовой линии создается контролируемая сеть, определяющая сразу три ряда пунктов.

Ошибку измерения сторон ms следует определять дважды. Для цепочки, проложенной между двумя сторонами с исходными дирекционными углами, ожидаемые ошибки в слабом месте могут быть вычислены по формулам

 

 

 

 

(486)

 

 

 

 

(487)

где

г— число

пунктов засечки до

оцениваемой точки.

Значения

mL/2

и mQ/2,

как и ранее, можно

принять равными

13 мм. Из

полученных значений ms выбирают наименьшее. Далее подсчитывают

'w^6m = 'w£/2 +/w5/2 и сравнивают с mi, = 8,9 см.

Уравнивание сетей. Так как строительная сетка состоит из правильных фигур, то это несколько упрощает уравнивание сетей. Вытянутые ходы первого и второго порядков обычно уравнивают

сиспользованием таблиц Чеботарева.

Всвязи с тем, что сетки состоят из правильных симметричных фигур, имеющих одинаковые связующие углы, возможно составить условные и нормальные уравнения до построения сетки на местности.

По мере

производства

работ

остается вычислить

свободные члены

и решить

нормальные

уравнения.

 

 

При использовании

ЭВМ

целесообразно применять

параметри­

ческий способ, упрощающий

программирование.

При

уравнивании

широко распространена программа РИГАС, с помощью которой можно уравнивать строительные сетки, построенными любыми уг­ ловыми, линейными или линейно-угловыми методами. Эта программа позволяет на двухкоординатном графопостроителе получать непо­

средственно чертежи

для редуцирования

пунктов.

 

 

 

Р е д у ц и р о в а н и е с т р о и т е л ь н о й

с е т к и .

Так

как

строительная сет­

ка

предварительно

разбивается

с относительной

ошибкой

поряд­

ка

1:1000— 1:2000,

то после

уравнивания

координаты ее

пунк­

тов будут существенно отличаться от их проектных значений. Что­ бы найти на местности проектное положение пунктов, по факти­ ческим и проектным координатам путем решения обратных геодезичес­ ких задач определяют угловые и линейные элементы редукций и откладывают их от временных знаков. Для редуцирования со­ ставляют разбивочный чертеж (рис. 106), по которому и выполняют редуцирование. На чертеж наносят дирекционные углы aj и а 2 и эле­ менты редукций Р и S .

Рис. 106. Схема редуциро­ вания пункта строитель­ ной сетки

Линейные элементы редукций откладывают по горизонтальному проложению, поэтому в наклонных местах следует вводить поправку за наклон (со знаком «плюс»). После редуцирования пунктов сетки их закрепляют постоянными знаками. Так как пункты одновременно являются и высотными точками, то их закладывают ниже глубины промерзания. Пункты, попадающие в зону земляных работ, могут быть закреплены деревянными знаками.

К о н т р о л ь н ы е и з м е р е н и я н а п у н к т а х ч< с т р о и т е л ь н о й с е т к и . После закрепления сетки постоянными знаками необходимо выполнить контрольные измерения. Линейные измерения проводят выборочно. Обычно проверяют длину отдельных сторон сетки в наиболее слабых местах (между ходами второго порядка). Контрольные угловые измерения выполняют теодолитом типа Т2 (одним приемом) на пунктах, расположенных в шахматном порядке, с таким расчетом, чтобы охватить все стороны сетки.

Под влиянием неизбежных ошибок измерений контрольные про­ меры будут отличаться от теоретических. Эти отклонения не должны превышать 10 мм в длинах сторон и 40" — в прямых углах.

Соседние файлы в папке учебники