- •Министерство образования и науки украины
- •1.1.1. Крупномасштабные топографические съемки ……………...21
- •1.2.6.Проектирование площадки с соблюдением баланса
- •1.5.2.Классификация деформаций оснований зданий и
- •1.5.4.Геодезические знаки, используемые для измерений
- •1.5.6.Линейно-угловые построения для наблюдения за
- •2.1.5. Разбивка примыканий и пересечений автомобильных
- •2.1.8. Геодезические работы при гидротехнических
- •3.7.2.Расчет ошибок отдельных видов геодезических работ на
- •3.16.4.Определение правильности положения колец в плане
- •Введение предмет и задачи курса «инженерная геодезия»
- •Литература
- •1. Промышленное и гражданское строительство
- •1.1.Инженерные изыскания
- •1.1.1. Крупномасштабные топографические съемки
- •1.1.1.1.Номенклатура планов
- •1.1.1.2.Съемочная геодезическая сеть
- •1.1.1.3.Составление проекта теодолитных ходов
- •1.1.2.Городская полигонометрия и инженерно- геодезические сети
- •1.1.2.1.Общая характеристика сетей
- •1.1.2.2.Полигонометрические знаки
- •1.1.2.3.Передача координат на полигонометрические знаки
- •1.1.2.4.Измерение углов и длин при отсутствии видимости между точками
- •1.1.2.5. Метод редукции при линейных измерениях
- •1.1.3. Геодезические разбивочные опорные сети
- •1.1.4. Геодезическая строительная сетка
- •1.1.4.1. Назначение строительной сетки и ее точность
- •1.1.4.2. Проектирование строительной сетки
- •1.1.4.3. Способы детальной разбивки строительной сетки
- •1.1.4.3.1. Осевой способ
- •1.1.4.3.2. Способ редуцирования
- •1.1.4.4. Методы определения координат пунктов строительной сетки
- •1.1.4.5.Оценка точности построения строительной сетки
- •1.1.4.6. Контрольные измерения строительной сетки
- •1.1.4.7. Перевычисление координат
- •1.1.4.8. Определение высот пунктов строительной сетки
- •1.1.4.9. Методы построения сетей второго порядка
- •1.1.4.9.1.Полигонометрия
- •1.1.4.9.2. Метод четырехугольников без диагоналей
- •1.1.4.9.3. Микротриангуляция
- •1.1.4.9.4. Метод геодезических засечек
- •1.1.4.9.5. Микротрилатерация
- •1.1.4.9.6.Метод линейных геодезических засечек
- •1.2. Инженерно- геодезическое проектирование
- •1.2.1.Общие сведения о проектировании
- •1.2.2. Геодезическая подготовка для разбивки зданий способом перпендикуляров
- •1.2.3. Вынос на местность красных линий по заданным промерам от осей проезда
- •1.2.4. Вертикальная планировка площадки строительства методом проектных горизонталей
- •1.2.5.Составление проекта вертикальной планировки
- •1.2.6. Проектирование площадки с соблюдением баланса земляных работ
- •1.2.7. Подсчет объемов земляных работ
- •1.2.8. Проектирование наклонной плоскости без соблюдения баланса земляных работ
- •1.2.9. Условные обозначения, используемые при составлении проекта вертикальной планировки
- •1.3.1. Общие сведения о разбивочных работах
- •1.3.2. Способы разбивочных работ
- •1.3.3. Влияние исходных данных на точность плановой разбивки точек сооружений
- •1.3.4. Элементы разбивочных работ
- •1.3.5. Технология разбивочных работ
- •1.3.5.3.1. Общие сведения
- •1.3.5.3.2. Разбивка основных осей и их закрепление
- •1.3.5.3.3. Детальные геодезические разбивочные работы
- •1.2. Инженерно- геодезическое проектирование
- •1.2.1.Общие сведения о проектировании
- •1.2.2. Геодезическая подготовка для разбивки зданий способом перпендикуляров
- •1.2.3. Вынос на местность красных линий по заданным промерам от осей проезда
- •1.2.4. Вертикальная планировка площадки строительства методом проектных горизонталей
- •1.2.5.Составление проекта вертикальной планировки
- •1.2.6. Проектирование площадки с соблюдением баланса земляных работ
- •1.2.7. Подсчет объемов земляных работ
- •1.2.8. Проектирование наклонной плоскости без соблюдения баланса земляных работ
- •1.2.9. Условные обозначения, используемые при составлении проекта вертикальной планировки
- •1.3.1. Общие сведения о разбивочных работах
- •1.3.2. Способы разбивочных работ
- •1.3.3. Влияние исходных данных на точность плановой разбивки точек сооружений
- •1.3.4. Элементы разбивочных работ
- •1.3.5. Технология разбивочных работ
- •1.3.5.3.1. Общие сведения
- •1.3.5.3.2. Разбивка основных осей и их закрепление
- •1.3.5.3.3. Детальные геодезические разбивочные работы
- •1.4.1. Подземные коммуникации
- •1.4.2. Геодезические работы на нулевом цикле
- •1.4.2.1.1. Общие сведения
- •1.4.2.1.2. Возведение монолитных фундаментов
- •1.4.2.1.3. Устройство сборных железобетонных фундаментов
- •1.4.2.1.4. Свайные фундаменты
- •1.4.2.1.5. Фундаменты под колонны
- •1.4.2.1.6. Исполнительная съемка фундаментов
- •1.4.3. Геодезические работы при возведении наземной части зданий
- •А) Плановая разбивочная сеть на исходном горизонте
- •1.4.3.5.1. Контроль геометрических параметров сборных конструкций
- •Выверка конструкций
- •1.4.3.5.2. Монтаж и выверка колонн, исполнительная съемка колонн
- •Исполнительная съемка колонн
- •1.4.3.5.3. Монтаж и выверка панелей, исполнительная съемка панелей
- •1.4.3.5.4. Сборные железобетонные многоэтажные здания
- •Создание плановых сетей
- •Создание каркасных опорных и разбивочных сетей
- •1.4.3.5.5. Крупнопанельные и крупноблочные здания
- •Поэтажная геодезическая основа сборных высотных зданий
- •1.4.3.5.6. Каркасно-панельные здания
- •Технологическая увязка монтажных геодезических работ на этажах
- •1.4.4. Геодезические работы при монтаже оборудования
- •1.4.4.2. Выверка прямолинейности
- •1.4.4.3. Выверка соосности
- •1.4.4.4. Выверка горизонтальности
- •1.4.4.5. Выверка вертикальности
- •1.4.4.6. Выверка наклона
- •Установка
- •Геодезический контроль монтажа, съемка и рихтовка подкрановых путей
- •1.5.3. Основные причины деформаций
- •Осадочные марки
- •1.5.6.Линейно-угловые построения для наблюдения за деформациями
- •1.5.6.1. Виды специальных сетей и особенности их построения
- •1.5.6.2.3.Схемы створных измерений
- •1.5.7.Автоматизация наблюдений за деформациями зданий и сооружений
- •1.5.8.Особенности наблюдений за деформациями высотных зданий и сооружений
- •2. Линейные и гидротехнические объекты
- •2.1.1. Полевое трассирование
- •2.1.1.9. Разбивка поперечных профилей (строительных поперечников)
- •2.1.1. Геодезическое обеспечение проектирования и строительства автомобильных и железных дорог
- •2.1.3. Виражи на автомобильных дорогах
- •2.1.4. Серпантины
- •2.1.5. Разбивка примыканий и пересечений автомобильных дорог
- •2.1.6. Железные дороги
- •Строение земляного полотна железной дороги
- •2.1.7. Съемка железнодорожных путей
- •А) Способ эвольвентных разностей
- •2.1.8. Геодезические работы при гидротехнических изысканиях
- •Известно, что в нивелировании
- •После подстановки формулы (а) в (12) получим рабочую формулу
- •2.1.9. Топографо-геодезические работы на водохранилищах
- •В) Стереофотограмметрический метод
- •3.Подземные сооружения
- •3.1. Назначение и способы возведения подземных сооружений
- •3.2. Понятие о габарите и форме поперечных сечений
- •3.3. Назначение геодезических работ при проектировании и строительстве туннелей
- •4. Способы проектирования трассы тоннеля
- •Геометрический способ
- •Аналитический способ
- •3.4.1. Основные элементы трассы в плане и профиле
- •1) Расчет координат пикетов через центральные углы
- •2) Вычисление координат по стягивающим хордам
- •3.8.Расчет необходимой точности измерений
- •3.8.1.Туннельная триангуляция
- •3.8.3. Точность ориентирования подземной основы
- •3.8.4. Точность подземной полигонометрии
- •3.8.5. Точность высотного обоснования
- •3.9.1.2. Способ створа двух отвесов
- •3.9.1.4. Способ шкалового примыкания к отвесам
- •3.9.1.5. Способ оптического клина
- •3.9.1.6. Способ поляризации светового потока
- •3.9.1.7.Автоколлимационный способ
- •3.9.1.8. Гироскопическое ориентирование
- •3.9.1.10. Ориентирование способом соединительного треугольника
- •3.9.1.10.1. Геометрическая схема ориентирования
- •3.9.1.10.2.Оптимальная форма соединительного треугольника
- •3.9.1.10.5. Косвенный способ примыкания к отвесам в подземной выработке
- •3.9.1.10.6.Уравнивание соединительного треугольника
- •3.11. Геометрическое нивелирование в подземных выработках
- •3.13. Закрепление знаков подземной полигонометрии
- •3.13. Измерения в подземной полигонометрии .
- •2) Измерения углов
- •3.14. Измерения в подземной полигонометрии
- •2) Измерения углов
- •3.15. Вынесение оси трассы в натуру
- •3.16.3. Определение опережения и укладка колец на кривых
- •3.16.4.Определение правильности положения колец в плане и в профиле
- •3.17.Геодезические работы при укладке железнодорожных путей в тоннеле
В) Стереофотограмметрический метод
В стереофотограмметрическом методеглубины определяются по разности продольных параллаксов точек аэрофотоснимков с изображением дна реки сквозь прозрачный слой воды. При аэрофотосъемке водоемов проектирующие лучи проходят две среды -- воздух и воду, имеющие различные коэффициент преломления. В результате проектирующий луч изменяет направление в воде, и точки дна изображаются на аэрофотоснимке с некоторым линейным искажением(рис. 237). Величина этого искажения находится из соотношения
.
Так как то
(11)
Как известно,
sin /sin= n, (12)
где n - показатель преломления воды.
Кроме того,
tg= r/fk . (13)
Рисунок 237. Измерение глубины стереофотограмметрическим методом
С учетом формул (12 и (13), выражение (11) приводится к виду:
(14)
где обозначено
(15)
Из формулы (14) следует, что искажения контуров на подводных аэрофотоснимках увеличиваются с возрастанием и расстояния от главной точки и уменьшаются с увеличением фокусного расстояния снимающей камеры. Параметр F также изменяется в зависимости от величины радиуса-вектора r до наблюдаемого контура.
Глубина водоема вычисляется по формуле
, (16)
где p- разность продольных параллаксов точек стереопары, измеряемая относительно урезов воды на видимые контуры дна; F1, и F2 -параметры, вычисляемые по формуле (41); хл и хп - абсцисса наблюдаемой точки на левом и правом аэрофотоснимках.
Если принять , то
(17)
При n=1,34, r=50 мм параметр F равен:
fk, мм |
70 |
100 |
200 |
F |
0,674 |
0,708 |
0,736 |
1/F |
1,484 |
1,412 |
1,358 |
Следовательно, для определения глубины потока необходимо каждую измеряемую абсциссу умножать на величину F ,вычисляемую для этой точки, что является трудоемкой задачей.
При использовании аэрофотоснимков, полученных фотокамерой с фокусным расстоянием 200 м и более для рабочей площади, ограниченной радиусом - вектором 40 - 50 мм, можно принимать для всех точек среднее значение параметра F и вычислять превышения по формуле (17).
Для рек с песчаным и каменистым дном и хорошей прозрачностью воды глубина может измеряться стереометодом на крупномасштабных аэрофотоснимках до 5 -6 м с точностью 3 - 5%.
Влияние поперечного уклона реки.
Промеряя глубины, необходимо иметь в виду, что водная поверхность реки имеет некоторый поперечный уклон, вызванный вращением Земли, влиянием центробежной силы на поворотах, действием бокового ветра и др.
Вследствие вращения 3емли уровень воды у правых берегов рек северного полушария несколько возвышен. Величина этого возвышения равна
(18)
где - средняя скорость потока в м/с;- угловая скорость вращения Земли (0.0000729 l/c);- широта места; g- ускорение свободного падения (9,8 м/); s- ширина реки.
На поворотах реки дополнительно возникает центробежная сила, под влиянием которой точки водной поверхности, расположенные с внешней стороны поворота, возвышаются над точками, расположенными с внутренней стороны. Величина этого возвышения может быть найдена по формуле
, (19)
здесь R - радиус поворота.
Резкое искажение поперечного профиля водной поверхности вызывается боковым ветр о м и быстрым изменением уровня воды в паводки. В последнем случае вследствие того, что скорость течения в середине потока больше, чем у берегов, средняя часть водной поверхности будет несколько приподнятой при резком подъеме воды и опущенной при сильном спаде ее. На больших реках величина этого подъема или спада воды может достигать нескольких дециметров.
При промерных работах на больших реках необходимо учитывать поперечный уклон реки, развивать высотное обоснование на обоих берегах реки и периодически нивелировать в поперечных профилях правые и левые урезы воды.
2.1.10.4. Обработка материалов
Как уже отмечалось, одновременно с промерами глубин ведутся наблюдения на временных и постоянных водомерных постах за колебаниями уровня воды. Зная высоту уровня в момент промера и вычитая из нее измеренную глубину в зафиксированной промерной точке, получают ее высоту, которую выписывают на плане. По высотам рисуют горизонтали дна. Методом тахеометрической съемки или стереофотограмметрии изображают рельеф берегов и поймы.
Для целей судоходства измененные глубины по наблюдениям на водомерных постах и высотам точек однодневной связки приводят к одной дате, выписывают их на план и проводят линии равных глубин -- изобаты. По высотам дна и глубинам реки на плане изображают линию наибольших глубин.
1) Определение морфологических характеристик реки
Живое сечение реки определяется:
площадью
шириной
смоченным периметром
гидравлическим радиусом
средней скоростью
расходом воды
а) ширина реки – В (рис. 238).
B = Sп.б.- Sл.б.
Рисунок 238 – Определение ширины реки.
б) Площадь живого сечения реки - в м2(рис. 239):
Рисунок 239.
hi - отметки воды;
Hi- отметки дна.
в) смоченный периметр pi(гипотенуза):
г) гидравлический радиус R:
д) средняя глубина hср.:
Для равнинных и неглубоких рек RRср.
Профиль живого сечения строят от постоянного начала до промерных вертикалей 2, 3, 4, 5, 6, 7 (рис. 239) и по отметкам дна русла H2, H3, H4, H5, H6, H7. Для этого используют измерения глубин hiи отметку уреза воды Hур в.
Hдна i= Hур в.- hi
2) Определение скоростей и расходов воды
Скорость водыопределяется с помощью поплавков или гидрометрических вертушек.
Первый способ ( с помощью поплавков) основан на перемещении вместе с водой тела, отличного от воды (рис. 240).
Во втором способе ( с помощью гидрометрических вертушек) скорость определяется по числу оборотов лопасти в единицу времени, вращающейся под действием потока.
Рисунок 240 - Способ поплавков
Для определения поверхностной скорости, на берегу разбивают три створа и устанавливают вехи (створы пусков, верхний, нижний, главный).
Расстояние между створами поплавок проходит за время 20-40 мин. Время пересечения верхнего, главного и нижнего створов фиксируется по секундомеру.
Во втором способе определяют число оборотов вертушки n за время t:
.
Затем, по специальной таблице в зависимости от n определяют скорость потока в данной точке:
n |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
v, м/c |
0,387 |
0,513 |
0,640 |
0.766 |
0,892 |
1,020 |
1,146 |
1,273 |
Расход воды- объем, протекающий через единицу сечения в единицу времени, определяется графоаналитическим способом с использованием средних скоростей на скоростных вертикалях:
(м3/с).
qi- элементарные расходы;
qi = vcp. hсрезки
hсрезки- глубина реки со срезкой по данной вертикали;
b1,...,bn- расстояние между вертикалями;
vср. - средняя скорость по данной скоростной вертикали.