Задание 2. Обработка полевых материалов и построение плана нивелирования поверхности по квадратам

Цель задания – ознакомить студентов с камеральной обработкой полевых материалов при нивелировании поверхности по квадратам.

Полевая схема нивелирования поверхности по квадратам (общая для всех вариантов) приведена в приложении 2.

Отсчеты a, b,c и d по черной и красной сторонам реек на связующие точки 2 и 3 приведены в таблице 5 по вариантам.

Т а б л и ц а 5. Варианты отсчетов

Отсчеты	Варианты
	Единицы Десятки	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
а	0	1722	1690	1703	1724	1735	1746	1691	1704	1725	1736
		6406	6374	6387	6406	6418	6430	6374	6388	6409	6420
b		1036	1000	1011	1022	1033	1044	1000	1012	1023	1034
		5720	5683	5694	5707	5717	5728	5684	5694	5706	5718
c		0745	0750	0761	0772	0783	0794	0751	0762	0773	0784
		5429	5435	5445	5456	5467	5477	5435	5446	5456	5467
d		0659	685	0684	0697	0701	0735	0685	0685	0697	0702
		5342	5368	5370	5380	5384	5420	5369	5369	5381	5386
а	1	1747	1701	1722	1692	1705	1726	1700	1741	1693	1702
		6430	6385	6406	6376	6389	6410	6384	6425	6375	6385
в		1045	1009	1019	1002	1013	1024	1008	1039	1003	1010
		5729	5693	5704	5686	5697	5708	5692	5723	5687	5695
с		0795	0759	0770	0752	0763	0774	0758	0789	0753	0760
		5480	5444	5454	5437	5447	5458	5443	5473	5437	5444
d		0740	0685	0697	0685	0685	0697	0685	0727	0685	0685
		5424	5368	5380	5369	5369	5380	5368	5411	5369	5369
a	2	1711	1731	1742	1694	1706	1727	1750	1738	1695	1723
		6395	6415	6426	6378	6389	6411	6434	6422	6380	6407
b		1019	1029	1040	1004	1014	1025	1048	1036	1005	1021
		5704	5713	6424	5688	5697	5709	5730	5720	5690	5706
c		0769	0779	0790	0754	0764	0775	0798	0786	0755	0771
		5454	5563	5474	5738	5448	5560	5482	5470	5440	5455
d		0697	0697	0729	0685	0685	0697	0744	0704	0685	0697
		5781	5382	5413	5369	5370	5380	5427	5388	5369	5380
		5747	5747	5746	5746	5745	5747	5747	5747	5746	5747

Табл.5 продолжение

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
a	3	1740	1696	1732	1748	1707	1734	1743	1697	1708	1730
		6424	6380	6416	6432	6391	6418	6328	6381	6392	6414
b		1038	1006	1030	1046	1015	1032	1041	1007	1016	1028
		5720	5690	5714	5730	5699	6415	5725	5692	5700	5712
c		0788	0756	0780	0796	0765	0782	0791	0757	0766	0778
		5472	5440	5464	5480	5451	5467	5475	5441	5450	5462
d		0723	0685	0689	0739	0685	0700	0730	0685	0685	0697
		5407	5370	5382	5423	5369	5384	5414	5371	5369	5381
a	4	1733	1744	1709	1728	1739	1745	1710	1729	1749	1737
		6417	6428	6393	6412	6105	6430	6394	6412	6415	6421
b		1031	1042	1017	1026	1037	1043	1018	1027	1047	1035
		5716	5727	5702	5710	5721	5727	5702	5711	5731	5719
c		0781	0792	0767	0776	0787	0796	0768	0777	0797	0785
		5465	5476	5451	5460	5471	5480	5451	5461	5481	5471
d		0699	0731	0685	0697	0720	0733	0685	0697	0741	0703
		5384	5416	5369	5380	5404	5417	5370	5380	5425	5387
a	5	1723	1724	1725	1726	1727	1726	1725	1724	1723	1722
		6403	6408	6409	9409	6410	6410	6409	6408	64086	6406
b		1053	1052	1051	1049	1048	1053	1053	1053	1053	1053
		5735	5730	5730	5730	5732	5735	5734	5736	5737	5736
c		760	760	760	760	761	761	761	762	762	762
		5441	5440	5440	5441	5451	5440	5439	5442	5442	5440
d		665	665	664	666	665	663	663	666	666	666
		5345	5349	5347	5350	5348	5347	5348	5348	5350	5349
a	6	1655	1664	1663	1662	1660	1661	1655	1656	1655	1654
		6339	6949	6349	6346	6343	6344	6339	6339	6339	6337
b		1033	1034	1035	1036	1035	1034	1033	1032	1031	1030
		5717	5718	5718	5718	5719	5718	5716	5716	5715	5714
c		806	805	804	803	802	801	800	802	803	804
		5490	5488	5488	5486	5486	5484	5484	5484	5480	5480
d		658	657	656	655	654	655	659	660	658	657
		5342	5340	5340	5338	5337	5384	5343	5342	5342	5340
a	7	1714	1713	1712	1711	1710	1715	1716	1717	1718	1719
		6397	6397	6396	6394	6392	6397	6400	6400	6400	6400
b		1433	1433	1433	1433	1432	1432	1431	1431	1431	1432
		6115	6116	6115	6114	6116	3115	6114	6115	6114	6115
c		1155	1154	1153	1156	1156	1157	1158	1156	1154	1155
		5839	5838	5837	5839	5839	5840	5841	5840	5837	5838
d		668	668	668	668	668	668	668	688	688	667
		5331	5350	5352	5351	5349	5350	5351	5352	5350	5350
		5747	5747	5746	5746	5745	5747	5747	5747	5746	5747

Табл.5 продолжение

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
a	8	1755	1756	1757	1758	1759	1758	1757	1756	1755	1755
		6438	6438	6438	6442	6442	6442	6440	6439	6438	6439
b		1518	1518	1518	1518	1516	1517	1519	1520	1521	1518
		6202	6201	6200	6203	6200	6200	6202	6204	6204	6200
c		1218	1217	1218	1217	1216	1218	1219	1220	1220	1220
		5900	5900	5901	5901	5900	5902	5902	5902	5903	5901
d		665	664	665	666	665	663	662	663	664	666
		5349	5347	5347	5349	5347	5344	5545	5547	5547	5549
a	9	1734	1735	1736	1737	1738	1739	1740	1733	1734	1734
		6418	6418	6418	6418	6421	6422	6423	6417	6417	6416
b		1600	1601	1600	1601	1602	1600	1600	1600	1600	1600
		6284	6284	6283	6283	6285	6282	6283	3284	3281	6280
c		1300	1298	1301	1300	1301	1302	1300	1301	1301	1301
		5983	5981	5985	5983	5983	5985	5984	684	5983	5982
d		663	664	664	663	664	663	664	663	664	665
		5747	5747	5746	5746	5745	5747	5747	5747	5746	5747

Высоту репера взять из предыдущего задания для репера 1.

Стороны квадратов разбивались 40 х 40 м. Масштаб плана 1:1000, высотасечения рельефа 0,25 м.

Нивелирование поверхности по квадратам производят на открытой местности со слабо выраженным рельефом для составления крупномасштабных планов. Оно дает возможность увеличить точность съемки равнинного рельефа. На участке разбивают сеть квадратов теодолитом и лентой. Стороны квадратов могут быть 10х10, 20х20 и 40х40м.

Вершины квадратов на местности закрепляют колышками – сторожками, около которых потом устанавливают рейку. Некоторые из вершин, приняты за связующие, закрепляют более тщательно один колышек забивают вровень с землей, а рядом устанавливают сторожок. Закрепленные таким образом точки являются связующими. Их выбирают на границах станций, т.е. там, где можно снять отсчеты с двух соседних станций. Связующие точки составляют замкнутый нивелирный ход (рис. 13). Если поблизости имеется репер, то его включают в этот ход. На полевой схеме, являющейся основным полевым материалом (рис.12 ) связующие точки обозначены зачерненными кружками.

Связующие точки нивелируются способом «из середины» по черной и красной сторонам реек, а все остальные вершины нивелируют один раз без контроля как промежуточные точки.

Вычисление высот точек при нивелировании поверхности по квадратам разберем на примере нулевого варианта полевой схемы, изображенной на рис 12.

Рис.12. Полевая схема

Из связующих точек составляют замкнутый высотный ход Реп – 1 – 2 –3 – Реп.

Рис. 13. Схема высотного хода

Вычисляют невязку в превышениях между связующими точками, проверяют ее допустимость и распределяют. Так как репер и связующие точки 1,2 и 3 образуют замкнутый ход, то теоретически алгебраическая сумма превышений в нем должна быть равна нулю ( h_ср=0). Практически в силу ошибок в измерениях получается невязка.

В рассматриваемом примере она равна

Допустимую невязку при нивелировании поверхности по квадратам подсчитывают по формуле

где n – число станций.

В нашем примере допустимая невязка равна 10 мм мм. Так как полученная невязка f_h = -5 мм меньше допустимой, то ее распределяют.

Поправки выписывают в журнале над значениями средних превышений, а исправленные превышения записывают ниже.

Вычисляют высоты всех связующих точек по общему правилу: Высота последующей точки равна высоте данной точки плюс превышение. В рассматриваемом примере высота репера дана Н_Rp = 85,264:

Н₁ = 85,264 + 0,915 = 86,179;

Н₂ = 86,179 – 0,032 = 86,147;

Н₃ = 86,147 + 0,292 = 86,439;

Н_Rp = 86.439 – 1.175 = 85.264.

Если подсчет высот связующих точек произведен правильно, то в конце получают исходную высоту репера.

Вычисляют высоты всех остальных вершин квадратов.

Так как остальные вершины пронивелированы как промежуточные точки, то их высоты вычисляют через горизонта прибора. Для каждой станции значение горизонта нивелира вычисляют дважды: по задней и по передней связующим точкам

ГП = Н_А + а и ГП = Н_в + в,

где Н_А и Н_B – высоты задней и передней точек;

а и в – отсчеты по рейкам на эти точки, взятые по черной стороне реек.

Горизонт прибора на станции 1, вычисленный по задней рейке, равен

ГП = 85,264 + 1,630 = 86,894,

а по передней рейке

ГП = 86,179 + 0,719 = 86,898.

Так как полученное расхождение в значениях горизонта прибора меньше 5 мм, то в журнал выписывают среднюю величину 86,896.

Так же вычисляют Горизонт прибора и для других станций.

Высоты промежуточных точек получают, вычитая из ГП отсчеты по рейке на эти точки по известной формуле Н_с = ГП – с.

Н₁ = 86,896 – 1,953 = 84,943;

Н₂ = 86,896 – 1,352 = 85,544 и т.д.

Все вычисленные высоты вершин квадратов записывают на полевой схеме около соответствующих вершин квадратов под значением отсчета по рейке.

После вычисления высот всех пронивелированных точек составляют план с горизонталями. На бумаге в выбранном масштабе строят сетку квадратов, около вершин которых выписывают высоты с округлением до 0,01 м. Высоты горизонталей всегда кратны высоте сечения рельефа. Например, при высоте сечения рельефа 0,25 м горизонтали будут иметь высоты 85,00; 85,25; 85,50; 85,75; 86,00 м и т.д. Положение точек с высотами на плане определяют графически, выполняя интерполирование с помощью палетки (рис.14).

Рис. 14. Интерполирование с помощью палетки

Палетка представляет собой ряд параллельных линий, проведенных на восковке через 5 мм и подписанных высотами горизонталей (рис.14). Палетку накладывают на план так, чтобы точка А заняла положение на ней, соответствующее своей высоте, и в таком положении палетку прикладывают к плану в точке А иглой измерителя. Затем поворачивают палетку вокруг точки А так, чтобы точка В разместилась на палетке также соответственно своей высоте. Прокалывая точки пересечения линии АВ на плане с линиями на палетке, получают точки с высотами горизонталей. Интерполированием получают точки, через которые пройдут горизонтали на всех сторонах квадратов, а иногда и на их диагоналях. Полученные таким путем точки с одинаковыми высотами соединяют карандашом плавными линиями.

Оформляют план тушью. Вершины квадратов обозначают черными точками и справа подписывают их высоты. Горизонтали и бергштрихи вычерчивают тонко коричневой тушью; метровые горизонтали надо утолстить и подписать их высоты так, чтобы низ цифр был направлен в сторону понижения рельефа. Внизу указывают масштаб плана, высоту сечения рельефа.

Образец выполненной работы показан на рис. 14.

Рис. 14. Образец плана с горизонталями

ЛИТЕРАТУРА

О с н о в н а я

1. Инженерная геодезия: учебник для студентов учреждений высшего образования по строительным специальностям / В. П. Подшивалов, М. С. Нестеренок. - 2-е изд., испр. - Минск : Вышэйшая школа, 2014. - 463 с. : ил., граф.

2. Нестеренок, М.С. Инженерная геодезия / М.С. Нестеренок. Минск, 2009.

3. Инженерная геодезия / Е.Б. Клюшин, М.И. Киселев, Д.Ш. Михелев, В.Д. Фельдман. - М.: Высшая школа, 2000.

4. Кулешов Д.А., Стрельников Г.И. Инженерная геодезия. - М.:Недра, 1996.

Д о п о л н и т е л ь н а я

5. Геодезия. /А.В. Маслов и др. М.: Колос, 2006. – 598с.

6. Практикум по геодезии / Ю.К. Неумывакин, А.С. Смирнов - М.: Недра, 1995.

7. Инженерная геодезия /А.А. Соломонов - Мн.: Высшая школа, 1983.

8. Условные знаки для топографических планов, масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500. М.: Недра, 1996.

9. ТКП 45-1.03-26-2006(02250).Геодезические работы в строительстве. Правила проведения. Минск, 2006.

10.  СТБ1653-2006.Государственная геодезическая сеть Республики Беларусь. Основные положения. Минск, 2006.

11. СТБ 1820-2007.Государственная нивелирная сеть Республики Беларусь. Минск, 2007.

П р и л о ж е н и е 1