геодезия конспект лекций

2. ЛИНЕЙНЫЕ И ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

2.1. ИНЖЕНЕРНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ

2.1.1. Полевое трассирование

2.1.1.1. Вынесение проекта трассы в натуру

Вынос в натуру трассы выполняется по данным привязки углов поворота трассы к пунктам геодезической основы или ближайшим четким контурам. Данные для привязки получают графическим путем с топографической карты.

После выноса в натуру положения соседних углов поворота трассы, в створе устанавливают ряд вех, обследуют вынесенное направление (особенно переходы через овраги, пересечение автомагистралей и т.п.). При этом угол поворота и провешенную

линию можно несколько смещать для обеспечения уменьшения объемов земляных работ. Окончательные вершины закрепляют на местности. При выносе трассы на местность может возникнуть ситуация, когда нет прямой видимости между двумя углами поворота, тогда для измерения углов можно применять следующие методики:

1) направление трассы получить от направления на пункт геодезического обоснования;

Рисунок 167- Разбивка трассы от направления на пункт геодезического

обоснования

Рисунок 168 - Разбивка трассы от стороны теодолитного хода: 1, 2, 3 – точки теодолитного хода; II – точка полигонометрического хода.

2) направление трассы получить от стороны хода, проложенного между точками углов поворота и пунктом геодезической основы;

Рисунок 169 - Разбивка трассы от стороны теодолитного хода

3)от стороны хода, проложенного между соседними углами поворота трассы: Координаты точек, необходимые для вычислений, снимают графически с плана.

4)По точке С, приблизительно намеченной в створе соседних вершин поворота:

Рисунок 170 - Разбивка трассы от линии створа

Измеряют α , S1 , S2 . Затем вычисляют угол β , отложив который от направления АС определяют положение створа АВ:

S1 / sin(β + α ) = S2 / sinβ, sinβ = S2 sin(β + α ) / S1 ,

sinβ = S2 (sinβ cosα + cosβ sinα ), S1

1 = S2 (cosα + ctgβ sinα ), S1

Определив направление трассы между углами поворота, устанавливают

дополнительные створные точки и производят по трассе угловые и линейные измерения, нивелируют трассу по пикетажу.

2.1.1.2. Угловые и линейные измерения

При трассировании измеряют правые по ходу углы β 1, β 2, β 3 ,..., β n, а углы поворота трассы вычисляют по формулам:

Основные элементы круговой кривой:

Т – тангенс; Б – биссектриса; К – кривая;

θ - угол поворота трассы;

R – радиус кривой; Д – домер Д = 2Т - К

Рисунок 173 – Основные элементы кривой

При подходе к углам поворота производят вставку кривой и пикетаж считают по кривой (длина трассы определяется по прямым вставкам и кривым).

Радиус кривой задается в проекте и зависит от категории дороги, а также от угла поворота трассы. Угол поворота трассы снимают с плана и определяют из таблиц7 элементы круговой кривой: Т, К, Д, Б (рис. 173).

Пикетаж начала и конца кривой вычисляют по формулам:

При разбивке пикетажа ведут пикетажный журнал, в котором показывают ось трассы в виде прямой линии, на которую наносят в масштабе все пикетажные и плюсовые точки, границы препятствий и ситуацию.

Л+40

П+40

Рисунок 174 – Фрагмент пикетажного журнала Запись ведется снизу вверх, чтобы левая и правая стороны страницы соответствовали

левой и правой стороне трассы. Углы поворота показывают в виде стрелок, подписывают пикетаж начала и конца круговых кривых, записывают элементы круговых кривых (рис. 174).

2.1.1.4. Разбивка поперечников

Для представления о рельефе вдоль трассы по ее ширине на косогорных участках разбивают поперечники, т.е. по обе стороны трассы на расстоянии 15 -20 м (в зависимости от характера склона и типа трассы) определяют отметки и строят поперечные профили. Поперечники назначают на таком расстоянии друг от друга,

7 Ганьшин В.Н., Хренов П.С. Таблицы для разбивки круговых и переходных кривых.

чтобы местность между ними имела однообразный уклон. Если уклон больше 11о , то поперечники разбивают на всех пикетажных и плюсовых точках.

2.1.1.5. Переходные кривые

Переходные кривые строят в том случае, если R<2000 м. При переходе автомобиля с

прямолинейного участка на криволинейный и обратно возникает мгновенное изменение центробежной силы от 0 до F:

F = PVgR2 ;

где V - скорость движения, Р - вес автомобиля,

g - ускорение силы тяжести, R- радиус круговой кривой.

При большой скорости движения, малом радиусе, большой массе автомобиля получают значительный удар колес автомобиля о дорожное покрытие. Чтобы избежать этих явлений на дорогах устраивают переходные кривые, имеющие переменный радиус кривизны от ∞ на прямолинейном участке до R на криволинейном участке. В результате удар заменяется последовательным увеличением давления колес на дорожное покрытие.

Переходные кривые (длиной l) строят наполовину за счет круговой кривой и половину за счет прямого участка. В результате, кривая удлиняется за счет переходных

кривых, угол ϕ на участке кривой уменьшается на величину 2ϕl ,

ϕ = 90l

где l πR .

Устройство переходных кривых возможно только в том случае, когда ϕ > 2πl . В

этом случае между концом и началом переходной кривой будет располагаться участок круговой кривой. При равенстве этих элементов конец переходной кривой будет началом второй переходной кривой. Перекрытие между собой этих переходных кривых недопустимо.

О′

О

ККК

К

Рисунок 176 – Схема переходных кривых

Бс к= Бк к+ Б = Бк к+ Бр ,

Бр = Р secϕ2 ,

Дс к= 2Т с к− Кс = Дк к+ Д,

Д = 2( Т − l / 2),

Кс = Кк к+ К,

К = l.

где индекс “ск”- смещенная кривая, Расчет пикетажа с учетом переходных кривых выполняется по формулам:

ПКН3(НКс)=ПКВУ-Тск – начало кривой смещения; ПККПК1=ПКН3(НК1)+l - конец переходной кривой 1; ПКК3(ККс)=ПКН3+Кс - конец кривой смещения; контроль: ПКК3(ККс)=ПКВУ+Тск-Дск.

2.1.1.6. Вертикальные кривые

При проектировании трассы переломы в вертикальной плоскости сопрягают вертикальными кривыми (рис. 177).

Рисунок 177 – Схема вертикальной кривой

Кв = Rв (i1 − i2 ), Tв = Rв i1 −2 i2 ,

Бв = Т в2 + Rв2 − Rв .

Вертикальные кривые проектируют в случае, если выполняется следующее условие:

Литература: Ганьшин В.Н., Хренов П.С. Таблицы для разбивки круговых и переходных кривых. - М., Недра.

2.1.1.7. Детальная разбивка кривых При трассировании пикетаж разбивают по тангенсам, поэтому возникает

необходимость построения кривой на местности (вынесение проектного положения точек с касательных). Существует несколько способов детальной разбивки кривых.

1 способ: способ прямоугольных координат.

Рисунок 178 - Вынос точек с касательной на кривую способом прямоугольных

координат За ось абсцисс принимают линию тангенса (касательную), за начало координат –

- Вдоль этого направления откладывают длину хорды b и закрепляют на местности

точку.

-Из точки А от направления АМ Фиксируют следующее направление под углом θ

ивдоль него откладывают длину хорды. В такой последовательности выполняют разбивку всей кривой.

Рисунок 179 – Детальная разбивка кривой способом углов 3 способ- способ продленных хорд (рис. 180).

y = b2 ;

2R

d = 2y = b2 R

Рисунок 180 – Детальная разбивка кривой способом продленных хорд Задавшись длиной хорды, например 10 м, определяют смещение:

a = b2 , R

где в = 10 м (принятая длина хорды).

При помощи вычисленной величины смещения а разбивают все точки кривой, кроме первой точки. Первую точку получают по прямоугольным координатам х≈в и у=а/2 (рис. 14). Протянув через НК (точка А) и точку 1 мерный прибор или трос длиной 2в, например рулетку, на продолжении получают предварительную точку 2’. Для получения на кривой точки 2 рулетку придерживают в точку 1, а ее конец сдвигают к кривой на величину а и фиксируют точку 2. Точку 3 получают аналогично на основе линии 1-2 и т.д. до середины кривой.

Разбивку кривой выполняют без теодолита, по радиусу кривой и по величине хорды