Глава II трасса, план и профиль пути

1. План местности в горизонталях

Обширные пространства земли можно изобразить без существенных искажений только на глобусе. При изображении же сферической поверхности земли на картах приходится применять разные масштабы в различных ее частях.

Относительно небольшие участки поверхности (со стороной квадрата до 20 км) можно практически принимать за плоскость и изображать в одном масштабе. Такое изображение называют планом.

Отличительная особенность плана — геометрическое подобие контуров контурам местности.

Рельеф местности на планах изображают особыми линиями — горизонталями.

Горизонтали — это контуры фигур воображаемого пересечения земной поверхности горизонтальными плоскостями, отстоящими друг от друга на одинаковых расстояниях (обычно 1; 5; 10 м). Для построения горизонталей соединяют точки, одинаково отстоящие (по вертикали) от, определенного уровня.

Расстояния от этого уровня до точек называются отметками. Они могут быть абсолютными и условными.

Абсолютными отметками называют вертикальные расстояния от среднего уровня Балтийского моря, отмеченного на Кронштадском футштоке вделан­ной в его устой металлической пластиной с нанесенной на ней горизонтальной чертой.

При составлении планов часто пользуются условными отметками, кото­рые характеризуют высоты точек местности или сооружений от условного го­ризонта, зафиксированного неизменяемыми точками — реперами (металли­ческими марками на фундаментах зданий, опорах мостов и др.). На рис. 8 от­резки АА_Х и ВВ_Х — абсолютные, а АА₂ и ВВ₂ — условные отметки точек Л и В. Чтобы показать, насколько одна точка выше или ниже другой, пользуются разностью их отметок, т. е. превышением, которое может быть как положи­тельным, так и отрицательным.

На плане равнинной местности очертание горизонталей плавное и распо­ложены они на значительных расстояниях друг от друга; на плане же пере­сеченной или гористой местности горизонтали сильно сгущены и весь­ма извилисты.

Рис. 8. Абсолютные, относительные отметки и превышения

План местности в горизонталях дает представление о ее рельефе и позволяет выбрать наиболее рацио­нальное расположение линий, за­проектировать их развязки, станции, переходы рек и др. и приближенно определить объем строительных ра­бот в различных вариантах проектируемой линии. Планы в горизон­талях составляют в масштабе 1:10000, 1:5000, 1:2000, 1:1000 (для станций).

2. Геодезические работы и инструменты

Чтобы наиболее рационально разместить вновь строящиеся сооружения и устройства, а также проверить правильность расположения существующих, необходимо составить план местности и нанести на него все необходимые дан­ные. Методами измерений на местности, обработки результатов этих измере­ний и способами изображения на плане участков земли занимается наука, называемая геодезией. Геодезия широко применяется при изысканиях желез­ных дорог, строительстве железнодорожного пути, зданий, мостов, тоннелей и других сооружений. В задачу геодезии входит измерение относительно не­больших участков земной поверхности и составление их планов.

Совокупность измерений на местности для составления плана или реше­ния специальных инженерно-технических задач называют съемкой. Различа­ют съемки горизонтальные, вертикальные и топографические. При проектиро­вании узлов и станций делают топографическую съемку местности: определя­ют положение характерных точек на горизонтальной плоскости.

Составленные по результатам инструментальных измерений план и про­филь местности характеризуют ситуацию и рельеф данного участка и позво­ляют запроектировать на нем необходимые устройства и сооружения. Для из­мерения длин наиболее часто используют стальные мерные ленты длиной 20 м. Перпендикуляры на местности восстанавливают, пользуясь экером (рис. 9), а горизонтальные углы полигона измеряют буссолью (рис. 10). Основные час­ти буссоли: компасная коробка, кольцо 3 с полуградусными делениями от 0 до 360° и магнитная стрелка 4 на стальном шпиле, укрепленном в центре компасной коробки. На ее дне расположен круговой уровень 5. Сверху короб­ка закрыта стеклянной крышкой. Буссоль снабжена глазным и предметным диоптрами 2.

Горизонтальные и вертикальные углы измеряют угломерным инструментом — теодолитом. Основные его части: зрительная труба, вращающаяся в вертикальной плоскости; лимб — неподвижный горизонтальный круг с делениями (градусами и минутами); алидада — диск, вращающийся вокруг оси, проходящей через центр лимба; нониус — верньер, позволяющий отсчитывать десятые доли минуты; вертикальный круг для измерения вертикальных углов.

Наиболее широко в нашей стране применяют оптические теодолиты (рис. 11) различных конструкций и разной точности. Особенность их заклю­чается в том, что система призм и линз сводит изображения в отсчетных приспособлениях горизонтального и вертикального кругов в поле зрения одного микроскопа, окуляр которого расположен рядом с окуляром зрительной трубы.

Рис.9 Простой экер:

а - в виде восьмигранной призмы;

б - цилиндрический;

в - конический

Рис.10.Полевая буссоль

Рис. 11. Теодолит ТОМ

Рис. 12. Нивелир

Одна из наиболее часто выполняемых геодезических работ — нивелирование, необходимое для определения отметок точек местности. Превышение точек определяют, используя показания горизонтального визирного луча нивелира (рис. 12). Зрительную трубу его можно снять и переложить, пере­вертывая на 180°. Чтобы определить превышение точки В над точкой А (рис. 13), нивелирную рейку (рис. 14) устанавливают над ними отвесно нуле­вым делением вниз, а нивелир — примерно посередине между рейками. Затем регулировочными винтами приводят зрительную трубу в строго горизонтальное положение.

Рис. 13. Нивелирование из середины

Рис. 14. Нивелирная рейка

Направляя визирную ось в трубе сначала на одну, а затем на другую рейку, делают по ним отсчеты а и b. Превышение h точки В над точ­кой А равно разности этих отсчетов: h = а — b. Зная отметку Н₁ точки А и превышение точки В над точкой A, находят отметку Н₂ точки В.

H₂ = H₁ ± h. (3)

Если по горизонтали отложить в масштабе последовательно все точки, а по вертикали — их отметки и соединить последние последовательно друг с другом, то полученная ломаная линия будет представлять собой профиль местности в данном направлении.