4.4.2. Разбивка линии заданного уклона с помощью теодолита
С помощью теодолита вынос линии проектного уклона выполняют в следующем порядке.
Теодолит ставят в начальной
точке А (рис.4.6,в) и на его вертикальном
круге устанавливают отсчет, соответствующий
(с учетом места нуля) углу наклона ,
тангенс которого равен заданному уклону
(
).
Таким образом, чтобы выполнить указанные
действия, по предварительно известному
уклону (в нашем примере i = + 0,004) и известному
значению места нуля (пусть МО = 0002'
) должны быть рассчитаны угол наклона
в градусной мере и отсчет по вертикальному
кругу при КЛ для теодолитов типа 2Т30.
Угол наклона, соответствующий заданному уклону, определяется из формулы:
,
где число 3438' – радиусы в минутах;
следовательно,
,
тогда соответствующий отсчет по
вертикальному кругу при КЛ найдем из
формулы:
,
.
Приводят теодолит в рабочее положение, а трубу устанавливают так, чтобы отсчет по вертикальному кругу (при КЛ) был равен расчетному (0016' ).
Измеряют высоту теодолита I, отметив ее меткой на вехе или рейке. Рейку (или веху) ставят на заданном расстоянии. Наводят зрительную трубу на рейку (веху). Рейка (веха) ставится на кол, забитый в данной точке настолько, чтобы отсчет по средней горизонтальной нити сетки был равен высоте теодолита I (или средняя горизонтальная нить совпала с меткой на вехе).
Затем рейка или веха поочередно устанавливается во всех характерных точках перелома профиля по данному направлению АВ (точки 1, 2, 3) (рис.4.6,в) и колья забиваются в землю настолько, чтобы отсчет по средней горизонтальной нити сетки был равен высоте теодолита на всех точках.
Примечание. Если в некоторых точках линия заданного уклона располагается ниже зеленой поверхности, то на кольях указывается величина срезки земли.
4.4.3. Разбивка линии заданного уклона с помощью визирок
При разбивке коротких линий, когда не требуется высокая точность, для выноса промежуточных точек 1, 2, 3… (рис. 4.6,г) пользуются визирками – короткими (30 см) вешками одинаковой длины с прибитыми вверху горизонтальными планками. Установив две визирки на кольях А и В на концах проектной линии заданного уклона, третью ходовую визирку ставят в точках 1, 2, 3…. Колья под ходовую визирку забивают по указаниям наблюдателя, находящегося перед точкой А или за точкой В, так, чтобы верх всех трех визирок оказался на одной прямой. Тогда и торцы забитых кольев будут расположены на прямой, имеющей проектный уклон. Точность такого метода 1–2 см.
4.5. Определение высоты недоступного предмета
Работа выполняется с помощью теодолита, мерной ленты или рулетки.
Для этого необходимо на местности разбить базис d такой длины, чтобы его конечные точки M и N отстояли от основания определяемого предмета, примерно, в полуторной высоте этого предмета, и угол 3 в вершине с недоступным предметом (мачты) "О" был не менее 300 (рис. 4.7).
Рис. 4.7. Схема определения недоступного предмета
Базис d измеряется дважды с относительной погрешностью 1/2000. С концов базиса M и N измеряются полным приемом горизонтальные углы 1и 2, вертикальные углы 1и 2при точке N и 3и 4– при точке М, наведением зрительной трубы на верхнюю точку А и основание предмета (мачты) О. Отсчет по вертикальному кругу при наблюдении верхней точки и основания предмета производится при КЛ и КП.
Обработка наблюдений начинается с определения горизонтальных расстояний d1и d2(см. рис. 4.7) по формулам:
,
.
Углы наклона определяются по известным формулам вертикального круга для теодолитов типа 2Т30, то есть
или
.
Полная высота предмета (мачты) Н определяется из формулы:
.
Вычисленные значения высоты предмета Н по обеим формулам могут различаться в пределах 2–3 см. За окончательное значение высоты предмета принимается среднее арифметическое из полученных значений.
Решения всех задач сдаются руководителю практики непосредственно в поле. По решенным задачам представляются все наблюдения, вычисления и схемы решений в отдельной тетради.
4.6. Детальная разбивка железнодорожных кривых
Детально кривая разбивается после разбивки ее в главных точках (НК, КК, СК). В случае, если детальная разбивка кривой выполняется отдельно от трассы, то по заданному углу поворота, радиусу круговой кривой и переходной кривой должны быть предварительно рассчитаны элементы кривой (Тс, Кс, Дс, Бс). Для определения местоположения НК, КК на касательных от вершины угла поворота откладываются тангенсы кривой (Тс). Середина кривой СК находится обычным способом (см. выше).
Пример. Требуется разбить
детально закругление с переходными
кривыми. Даны: угол поворота
;
радиус круговой кривой R = 600 м и длина
переходной кривойl= 80 м.
По таблицам I.1 и II.1 [4] находят суммированные элементы кривой Тс= 203,41 м, Кс= 398,87 м, Дс= 7,94 м и Бс= 22,28 м.
На местности от ВУ на касательных
откладывают значения тангенсов Тс =
203, 41 м и, таким образом, находят
местоположение точек НК и КК. Пусть
начало кривой находится на ПК18 + 56,59, а
конец кривой на ПК22 + 55,46. Далее, из таблицы
II.2 [4, с. 386] по R = 600 м и l= 80 м [4] выбирают
элементы переходной кривой ( – угол
поворота переходной кривой; х0 и
у0– прямоугольные координаты
начала круговой кривой НКК; d0, 0– вспомогательные расстояния
для построения точки НКК; – угол
поворота;
–
угол поворота, приходящийся на круговую
кривую).
В нашем примере для R = 600 м и l= 80 м имеем:
|
l |
l– x0 |
y0 |
d0 |
c |
|
2 |
l |
|
80 |
0,04 |
1,78 |
53,35 |
26,68 |
|
|
80 |
Тогда координаты НКК будут х0= 79,96 м; у0= 1,78 м.
.
Найденные элементы переходных кривых (по табл. II.2) нужны для построения на местности главных точек круговой кривой, следующей за переходной (рис. 4.11):
|
Рис. 4.11. Построение главных точек кривой |
|
А – вспомогательная точка (пересечение касательных); С – начало круговой кривой (НКК); В – вершина угла круговой кривой (ВУКК); С' – конец круговой кривой (ККК); А' – вспомогательная точка (пересечение касательных). |
По вычисленному значению
,
из табл. I.1 [4, с. 37] выписывают элементы
круговой кривой для R = 1000 м и переходят
к значениям элементов для R = 600 м:
Вычисляют пикетажные наименования вспомогательной точки А по формуле:
НК + d0 = ПК18 + 56,59 + 53,35 = ПК19 + 09,94 м,
то есть от НК в направлении на ВУ нужно
отложить d0= 53,35 м и местоположение
этой точки А закрепить колышком, затем
встав с теодолитом в точке А и сориентировав
его по направлению на ВУ, строят угол
поворота переходной кривой, равный
,
и вдоль полученного направления
откладывают два отреза:
м
и
м.
Точка С будет началом круговой
кривой (НКК), прямая АВ – касательной к
этой кривой, а точка В – вершиной угла
круговой кривой. Установив теодолит в
точке В, строят угол поворота, равный
,
определяют тем самым направление второй
касательной ВА . Далее аналогичным
образом определяют положение точки С'
(ККК), А' и КК (они симметричны соответственно
точкам: С, А и НК).
Для контроля целесообразно продолжить пикетаж по второй касательной от ВУ до КК (см. рис. 4.11). Вычисленное значение пикетажного наименования КК = ПК22 + 55,46 м должно отвечать построенной точке в пределах точности построения (1:2000).
Последующую детальную разбивку переходных кривых следует делать в соответствии с табл. II.3 [4, с. 403] для данного радиуса R = 600 м l= 80 м, где приведены значения кривой к = 5 м, к – х, у. По этим данным от НК в направлении на ВУ по касательной ведется детальная разбивка переходной кривой до точки С (НКК) с координатами х0= 79,96 м, у0= 1,78 м. Аналогично разбивается и вторая переходная кривая от КК по касательной на ВУ.
Детальная разбивка круговой кривой выполняется одним из способов, указанных в табл. I.3 – I.14 [4], в зависимости от сложности местности, требуемой точности и имеющихся мерных приборов.
Таким образом, детальную разбивку круговой кривой следует начинать от фиксированной точки С (НКК) и вести в направлении на точку В (вершину угла круговой кривой) до середины круговой кривой (СК), точки, которая на местности должна быть закреплена колышком. Вторая часть разбивки круговой кривой ведется от точки С (ККК) в сторону точки В аналогично первой.
Примечание. Все полевые работы по детальной разбивке кривых принимаются руководителем практики непосредственно на местности.
При сдаче зачета по практике представляется план детальной разбивки кривых в масштабе 1: 500 (1: 1000) по указанию преподавателя.
Приложение 1
АКТ
Поверок теодолита типа ……….. № ………. "…."………..… .......г.
Бригада в составе: ____________________________________________
_____________________________________________________________
произвела следующие полевые поверки:
1. Поверка внешнего состояния и комплектности прибора.
Выполняется внешним осмотром. Приводится описание всех нарушений условий поверки.
Вывод: внешнее состояние прибора удовлетворительное (неудовлетворительное).
2. Поверка работоспособности прибора. Выполняется опробованием. Приводится описание всех нарушений условий поверки.
Вывод: Условие поверки выполняется (не выполняется), прибор находится в работоспособном (неработоспособном) состоянии.
3. Поверка правильности установки цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга. Условие поверки: ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения прибора.
(Описание хода выполнения поверки).
Вывод: горизонтальный круг теодолита приведен в горизонтальную плоскость. Ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга перпендикулярна оси вращения прибора. Условие выполнено (не выполнено, требуется юстировка, после чего поверка повторяется).
4. Поверка правильности установки сетки нитей. Условие поверки: вертикальная нить сетки нитей должна совпадать с линией отвеса (быть параллельна отвесной линии), а горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения прибора (быть отвесна).
(Описание хода выполнения поверки).
Вывод: сетка нитей установлена правильно (неправильно). Условие выполнено (не выполнено, требуется юстировка, после чего поверка повторяется).
5. Определение коллимационной погрешности. Условие поверки: визирная ось трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы.
|
Точка наблюдения |
Отсчет по горизонтальному кругу |
С |
Сср | |||
|
Л1 |
П1 |
Л2 |
П2 | |||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
| |
Коллимационная погрешность определяется по формуле:
(Если
,
то требуется юстировка)
После юстировки поверка повторяется.
|
Точка наблюдения |
Отсчет по горизонтальному кругу |
С |
Сср | |||
|
Л1 |
П1 |
Л2 |
П2 | |||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
| |
Вывод: величина коллимационной погрешности находится в пределах допуска. Условие поверки выполнено.
6. Проверка перпендикулярности горизонтальной и вертикальной осей теодолита (равенство подставок). Условие поверки: ось вращения трубы должна быть перпендикулярна оси вращения прибора. Точки заранее выбираются таким образом, чтобы угол наклона на каждую из них составлял не менее 15 к горизонту, иначе условие не пройдет из-за малого значения угла.
|
Точка наблюдения |
Отсчет по кругу |
|
|
| |||
|
горизонтальному |
вертикальному | ||||||
|
ЛГ |
ПГ |
ЛВ |
ПВ | ||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
| |
По формуле рассчитывается значение угла:
,
.
Условие поверки выполняется, если значение угла не превышает 5' . Соблюдение условия гарантируется заводом-изготовителем.
Вывод: прибор находится в исправном (неисправном) состоянии. Условие поверки выполняется (не выполняется).
7. Определение места нуля вертикального круга.
Условие поверки: место нуля вертикального круга должно быть равным нулю.
|
Точка наблюдения |
Отсчет по вертикальному кругу |
|
МО |
МОср | |
|
ЛВ |
ПВ | ||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
| |
Углы наклона и место нуля вертикального круга по полученным отсчетам рассчитываются по формулам:
,
.
Используя полученные формулы, можно рассчитать угол наклона по одному из отсчетов через известное значение места нуля:
или
.
(Если отклонение МО от номинального значения превышает 2t, то МО приводят к нулю).
После юстировки условие поверки повторяется.
|
Точка наблюдения |
Отсчет по вертикальному кругу |
|
МО |
МОср | |
|
ЛВ |
ПВ | ||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
| |
Вывод: условие поверки выполнено (не выполнено).
8. Проверка правильности смещения визирной оси при перефокусировке зрительной трубы или работы фокусирующего устройства.
(Описание хода выполнения поверки).
Вывод: прибор находится в исправном (неисправном) состоянии. Условие поверки выполняется (не выполняется).
9. Определение средней квадратической погрешности измерения горизонтального угла.
|
|
Среднюю квадратическую
погрешность m горизонтального угла
определяют по величине отклонения
суммы трех углов, измеренных из одной
точки,
|
от
360 . Поверка выполняется в шесть
приемов с перестановкой лимба на 15
между приемами.
Погрешность измерения углов
вычисляют,
как
.
Значения m каждой серии при числе
приемов n вычисляют по формуле. По
полученному значению погрешности
измерения арифметической середины
делается
вывод о соответствии прибора классу
точности.
,
.
|
Номер приемов |
Номер точки |
Отсчет по горизонтальному кругу |
Л – П |
|
i |
i |
|
2 |
| |
|
Л |
П |
| ||||||||
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
| |||||
|
|
| |||||||||
|
3 |
|
|
|
|
| |||||
|
|
| |||||||||
|
1 |
|
|
|
|
| |||||
После выполнения всех поверок делается вывод о работоспособности теодолита. Акт поверок подписывается лицами, выполнявшими поверки.
Приложение 2
АКТ
поверок нивелира типа ……….. № ………."……"…………..… ….... г.
Бригада в составе: ____________________________________________
_____________________________________________________________
произвела следующие полевые поверки:
1. Поверка внешнего состояния и комплектности прибора.
Выполняется внешним осмотром. Приводится описание всех нарушений условий поверки.
Вывод: внешнее состояние прибора удовлетворительное (неудовлетворительное).
2. Поверка работоспособности прибора.
Выполняется опробованием. Приводится описание всех нарушений условий поверки.
Вывод: Условие поверки выполняется (не выполняется), прибор находится в работоспособном (неработоспособном) состоянии.
3. Поверка круглого (установочного) уровня. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.
(Описание хода выполнения поверки).
Вывод: Условие поверки выполнено (не выполнено, требуется юстировка, после чего поверка повторяется).
4. Поверка правильности установки сетки нитей. Условие поверки: вертикальная нить сетки нитей должна совпадать с линией отвеса (быть параллельна отвесной линии), а горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения прибора.
(Описание хода выполнения поверки).
Вывод: Условие выполнено (не выполнено, требуется юстировка, после чего поверка повторяется).
5. Проверка правильности установки цилиндрического уровня при трубе. Для нивелира с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе необходимо выполнение следующего главного условия: ось цилиндрического уровня должна быть параллельна оси визирования зрительной трубы. Проверку правильности установки цилиндрического уровня выполняют в два последовательных этапа:
а) отвесная плоскость, проходящая через ось цилиндрического уровня, должна быть параллельна отвесной плоскости, проходящей через визирную ось зрительной трубы
(Описание хода выполнения поверки).
Вывод: Условие выполнено (не выполнено, исправительными винтами уровня делают юстировку, после чего проверка условия повторяется);
б) проекция на отвесную
плоскость угла
между
осью цилиндрического уровня и визирной
осью трубы должна быть не более
установленной величины (по инструкции
– 20").
Условие проверяется способом нивелирования вперед.
Значение угла
(проекция
на отвесную плоскость угла между осью
цилиндрического уровня и визирной осью
трубы) вычисляют по формуле:
,
|
Номер приёма |
Отсчет по рейке, мм |
Высота прибора, мм |
|
| ||
|
|
|
|
| |||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
(Если i>20" , то требуется юстировка.
Вычисляют правильный отсчет по последнему
значению
в
третьем приеме:
,
и исправительными винтами уровня делают юстировку, после чего проверка условия повторяется).
|
Номер приёма |
Отсчет по рейке, мм |
Высота прибора, мм |
|
| ||
|
|
|
|
| |||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
Примечание. У нивелиров с компенсатором проверяют угол между горизонтальной плоскостью и визирной осью трубы (выполняют только второе условие проверки). Проверку проводят как для нивелиров с уровнем при трубе. Юстировку выполняют вертикальными исправительными винтами (под шпильку), расположенными на окулярном колене трубы.
Вывод: Условие поверки выполнено (не выполнено, исправительными винтами уровня делают юстировку, после чего проверка условия повторяется).
6. Поверка работоспособности компенсатора нивелира.
(Описание хода выполнения поверки).
Вывод: Условие поверки выполнено (не выполнено).
7. Проверка правильности смещения визирной оси при перефокусировке зрительной трубы.
(Описание хода выполнения поверки).
Вывод: Условие выполнено (не выполнено).
8. Определение погрешности измерения превышения на станции. Условие поверки выполняется нивелированием между двумя точками способом из середины.
-
Номер
приёма
Отсчет по рейкам, мм
задний
передний
1
ч
кр
2
ч
кр
3
ч
кр
,
,
Приложение 3
АКТ
поверок комплекта мензулы:
кипрегель типа ……….. № ………. "…."………..… …….г.,
ориентир-буссоль № ………. "…."………..… .......г.
Бригада в составе: ____________________________________________
_____________________________________________________________
произвела следующие полевые поверки:
1. Поверка внешнего состояния и комплектности мензулы.
Выполняется внешним осмотром. Приводится описание всех нарушений условий поверки в соответствии [5].
Вывод: внешнее состояние планшета мензулы, подставки, центрировочной вилки, кипрегеля и ориентир-буссоли удовлетворительное (неудовлетворительное).
2. Поверка работоспособности мензулы.
Выполняется опробованием. Приводится описание всех нарушений условий поверки в соответствии [5].
Вывод: Условие поверки выполняется (не выполняется), комплект мензулы находится в работоспособном (неработоспособном) состоянии.
3. Проверка устойчивости мензулы. Условие поверки: мензула должна быть устойчивой.
(Описание хода выполнения поверки).
Вывод: Условие выполнено (не выполнено).
4. Проверка и юстировка установочного уровня на кипрегеле. Условие поверки: ось цилиндрического уровня на линейке кипрегеля должна быть параллельна ее нижней плоскости.
(Описание хода выполнения поверки).
Вывод: мензула приведена (не приводится) в горизонтальное положение. Ось цилиндрического уровня на линейке кипрегеля параллельна (не параллельна) ее нижней плоскости. Условие выполнено (не выполнено, требуется юстировка, после чего поверка повторяется).
5. Проверка правильности установки вертикальной нити сетки зрительной трубы кипрегеля. Условие поверки: вертикальная нить сетки зрительной трубы должна совпадать с линией отвеса (быть параллельна отвесной линии).
(Описание хода выполнения поверки).
Вывод: сетка зрительной трубы кипрегеля установлена правильно (неправильно). Условие выполнено (не выполнено, требуется юстировка, после чего поверка повторяется).
6. Определение места нуля (МО) вертикального круга.
(Описание хода выполнения поверки).
Вывод: Отклонение МО от номинального значения не превышает (превышает) 1', сетка нитей установлена правильно (неправильно). Условие выполнено (не выполнено).
Примечание: для кипрегеля КН номинальное значение МО – 0 , КА-2 – 90 .
7. Определение коллимационной погрешности. Условие поверки: визирная ось трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы.
(Описание хода выполнения поверки).
Вывод: Коллимационная погрешность не более 1', условие выполнено. (Коллимационная погрешность более 1', условие не выполнено, требуется юстировка исправительными винтами, после чего поверка повторяется).
Список литературы
1. Инженерная геодезия / Под ред. Л.С. Хренова. – М.: Высш. шк, 1985.
2. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. – М.: "Недра", 1985.
3. Условные знаки для топографических планов масштаба 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. – М.: Недра, 1989. – 286 с.
4. Ганьшин В.Н., Хренов Л.С. Таблицы для разбивки круговых и переходных кривых. – М.: "Недра", 1985.
5. Сборник инструкций по производству поверок геодезических приборов. – М.: "Недра", 1988. – 77 с.
6. Анисимов Вл.А., Васильев А.С. Изучение устройства и выполнение поверок геодезических приборов: Учебное пособие для студентов строительных специальностей. – Хабаровск: ДВГУПС, 1998.
7. Макарова С.В. Обработка материалов и построение плана тахеометрической съемки на основе теодолитно-высотного хода: Методическое пособие к расчетно-графической работе. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2001.
8. Макарова С.В. Определение истинного азимута направления по измеренным зенитным расстояниям Солнца. Руководство к выполнению работ на геодезической практике. – ХабИИЖТ, 1985.
Алаев Г.С., Макарова С.В. , Анисимов Вл.А. Обработка материалов нивелирования трассы: Методические указания на выполнение расчетно-графической работы. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000.