7.2. Техническое нивелирование
Техническое нивелирование выполняется при изысканиях сооружений, а также для определения высот пунктов съемочного обоснования топографических съемок.
При изысканиях линейных сооружений (дорог, трубопроводов, каналов и т.п.) нивелирование осуществляется по предварительно намеченной линии, представляющей собой ось сооружения. В результате составляется профиль местности по этой линии, используемый для проекта. Такой вид нивелирования называется продольным, или нивелированием трассы. Если для инженерных целей необходимо знать характер рельефа на участке, где в дальнейшем будет вестись строительство сооружений, размещенных на обширной площади, то выполняется нивелирование поверхности. Оно может быть осуществлено или при помощи теодолитных и нивелирных ходов с разбивкой поперечников, или при помощи нивелирования по квадратам.
Техническое нивелирование производится нивелирами типа Н-10 и двусторонними или односторонними рейками. Расстояния от нивелира до реек должны быть по возможности равными и не превышать 150 м. Нивелирование выполняется в одном направлении. Отсчеты по рейкам производятся по средней нити. При нивелировании по двусторонним рейкам работы на станции выполняются в следующей последовательности:
а) отсчеты по черной и красной сторонам задней рейки;
б) отсчеты по черной и красной сторонам передней рейки.
Разность превышений, вычисленная по черной и красной сторонам реек или при разных горизонтах прибора, не должна превышать 5 мм. Невязка превышений в замкнутых полигонах и невязки в ходах между реперами высших классов не должны быть более:
мм,
где L – число километров по периметру полигона или хода. При значительных углах наклона местности, когда приходится увеличивать число станций на 1 км хода до 25 или более, невязка не должна превышать:
мм,
где n – число штативов (станций) в ходе.
7.3. Выбор и закрепление трассы на местности
Комплекс геодезических работ по выбору и закреплению трассы на местности носит название трассирование, в результате которого закрепляют на местности осевую линию линейного сооружения.
Вначале трассирование выполняется по топографической карте, на которую наносят проектное положение сооружения, при этом учитывают требования, предъявляемые техническими особенностями сооружений: при проектировании железных и шоссейных дорог должна быть обеспечена плавность и безопасность движения транспорта; при проектировании каналов – требования к уклонам в расчете на обеспечение необходимости расходов воды и т.п.
Полевое трассирование включает в себя вынос трассы в натуру, разбивку пикетов, разбивку кривых, вынос пикетов на кривую.
Измерения и расчеты, выполняемые с обозначением на местности названных точек, называют разбивкой пикетажа. В процессе разбивки пикетажа на местности закрепляют пикеты и плюсовые точки (характерные точки рельефа). Пикеты устанавливают через каждые 100 м горизонтального проложения и обозначают на местности кольями, забиваемыми вровень с землей, и «сторожками» - кольями, на которых подписывается номер пикета. Пикеты номеруют по порядку, начиная с нуля, их номер обозначает число сотен метров горизонтального проложения от начала трассы.
К плюсовым относят точки перегиба скатов местности.
Плюсовые точки отмечаются только сторожком, их положение определяется расстоянием от ближайшего предыдущего пикета, например, ПК3+44, т.е. плюсовая точка расположена от пикета 3 на расстоянии 44 м по ходу трассы.
Одновременно с разбивкой оси трассы производится закрепление поперечников, по которым судят о характере профиля в направлениях, перпендикулярных к оси трассы. На поперечниках слева и справа от оси забиваются колья, которыми обозначаются расстояния до трассы с буквами л(слева) ипр(справа). Например, обозначение на сторожке ПК3+40+10прпоказывает, что точка поперечного профиля находится с правой стороны оси трассы на расстоянии 10 м от плюсовой точки ПК3+40. Длина поперечного профиля чаще всего бывает по 20-25 м в обе стороны от оси трассы. При разбивке трассы ведется пикетажный журнал (рис. 8.1), в который заносят пикеты и закрепленные на местности плюсовые точки, а также точки вершин углов поворота трассы и пикеты поперечных профилей. Ось трассы показывают в виде прямой линии, а углы поворота обозначают стрелками, направленными вправо и влево в зависимости от направления трассы. В пикетажном журнале отмечаются также результаты угловых измерений, значения углов поворота, радиусов и элементов кривых.
При трассировании производится инструментальная съемка полосы местности шириной 20-30 м с каждой стороны оси трассы, а до 50 м глазомерно зарисовывают ситуацию. Съемка производится в основном способом перпендикуляров, применяются также линейные и угловые засечки. В пикетажном журнале показывают также схему привязки к исходным реперам и маркам.
Для плавного поворота трассы в ее углы поворота вписывают кривые, представляющие чаще всего дуги окружности (рис. 8.2). Точки касания кривой с прямолинейными участками трассы называются началом кривой (НК) и концом кривой (КК), середина кривой обозначается СК. Указанные точки кривой НК, КК, СК называются главными точками кривой.
|
Пикетажный журнал |
Основные элементы кривой |
|
Рис. 8.1 |
Рис. 8.2 |
Криволинейный участок трассы короче соответствующего ему участка, состоящего из двух прямых отрезков. Разность между ломаной и кривой обозначается буквой Ди называется домером.
Домер учитывается при разбивке пикетажа. После определения величины домера пикетаж на трассе изменяется, для чего положение одного из пикетов сдвигают по направлению трассы на величину домера Д.
Для разбивки на местности главных точек кривой (НК, КК, СК) должны быть известны шесть элементов кривой: угол поворота трассы , радиус кривойR, тангенсТ, представляющий длину касательнойАВ=ВС (рис. 8.2), криваяК(длина кривойАЕС), домерДи биссектрисаБ, представляющая собой отрезокВЕпо направлению биссектрисы углаАВСот точкиБдоЕ.
Угол поворота трассы измеряется в поле, радиус кривой определяется по техническим нормативам, остальные элементы могут быть вычислены по формулам:
или определены по специальным таблицам для разбивки кривых.
Для разбивки на местности главных точек от угла поворота, называемого вершиной угла (ВУ), откладывают по трассе величину тангенса Т: назад по трассе получают точку НК; вперед по трассе – точку КК. Середину кривой (СК) отмечают, откладывая по направлению биссектрисы угла 180-величинуБ(рис. 8.2).
Вынесение пикетов на трассу производят способом прямоугольных координат, где за ось хпринимают линию тангенсов, а за осьy– перпендикуляр к ней. Пикеты, расположенные на линии тангенсов до вершины угла поворота, выносят от начала кривой, а после вершины угла поворота – от конца кривой.
Пусть на тангенсах кривой (рис. 8.3) расположены два пикета: ПК7 на расстоянии l7от НК и ПК8 на расстоянииl8от КК. Эти пикеты должны занять соответствующие места на кривой, причем расстояние по кривой между пикетами должно быть равно 100 м.
Примем тангенс АВ за ось х, а радиусR, перпендикулярный к нему, за осьy. Это позволяет получить координатыхиyпикета по кривой по формулам:
где
От начала кривой (НК) откладывают значение х, определенное для пикета 7. от полученной точки восставляют перпендикуляр, по которому откладывают значение координатыyпикета 7 (yПК7). Таким образом, получается положение пикета на кривой. Аналогичным образом поступают с ПК8.