- •Министерство образования и науки украины донецкий национальный технический университет
- •Инженерная геодезия
- •Утверждено на заседании
- •Содержание
- •1.2.6.Проектирование площадки с соблюдением баланса
- •1.3.5.3.1. Общие сведения……….…………….……….……175
- •1.4.2.1.1.Общие сведения .……….………………………….194
- •1.5.2.Классификация деформаций оснований зданий и
- •1.5.4.Геодезические знаки, используемые для измерений
- •1.5.5.1.Общие сведения…………….………..……………....………….309
- •1.5.6.Линейно-угловые построения для наблюдения за
- •1.5.6.2.1.Общие сведения……………………………………322
- •2.1. Инженерные изыскания …………………………………………338
- •2.1.5. Разбивка примыканий и пересечений автомобильных
- •2.1.8. Геодезические работы при гидротехнических
- •2.1.8.2.1. Общие сведения …………………………………420
- •2.1.9.1. Общие сведения…………………………………………408
- •3.7.2.Расчет ошибок отдельных видов геодезических работ на
- •3.16.4.Определение правильности положения колец в плане
- •Введение предмет и задачи курса «инженерная геодезия»
- •Литература
- •1.1.1.2.Съемочная геодезическая сеть
- •1.1.1.3.Составление проекта теодолитных ходов
- •1.1.2.Городская полигонометрия и инженерно- геодезические сети
- •1.1.2.1.Общая характеристика сетей
- •1.1.2.2.Полигонометрические знаки
- •1.1.2.3.Передача координат на полигонометрические знаки
- •1.1.2.4.Измерение углов и длин при отсутствии видимости между точками
- •1.1.2.5. Метод редукции при линейных измерениях
- •1.1.3. Геодезические разбивочные опорные сети
- •1.1.3.1. Общие сведения
- •1.1.3.4.Четырехугольник без диагоналей
- •1.1.3.5. Геодезические засечки с параллактическими углами
- •1.1.4. Геодезическая строительная сетка
- •1.1.4.1. Назначение строительной сетки и ее точность
- •1.1.4.2. Проектирование строительной сетки
- •1.1.4.3. Способы детальной разбивки строительной сетки
- •1.1.4.3.1. Осевой способ
- •1.1.4.3.2. Способ редуцирования
- •1.1.4.4. Методы определения координат пунктов строительной сетки
- •1.1.4.5.Оценка точности построения строительной сетки
- •1.1.4.6. Контрольные измерения строительной сетки
- •1.1.4.7. Перевычисление координат
- •1.1.4.8. Определение высот пунктов строительной сетки
- •1.1.4.9. Методы построения сетей второго порядка
- •1.1.4.9.1.Полигонометрия
- •1.1.4.9.2. Метод четырехугольников без диагоналей
- •1.1.4.9.3. Микротриангуляция
- •1.1.4.9.4. Метод геодезических засечек
- •1.1.4.9.5. Микротрилатерация
- •1.1.4.9.6.Метод линейных геодезических засечек
- •1.2. Инженерно- геодезическое проектирование
- •1.2.1.Общие сведения о проектировании
- •1.2.1.1. Проект и его содержание
- •1.2.1.2.Геодезическая подготовка проектов для выноса в натуру красных линий в плане
- •1.2.1.3. Геодезическая подготовка проекта для выноса зданий от красных линий
- •1.2.2. Геодезическая подготовка для разбивки зданий способом перпендикуляров
- •1.2.3. Вынос на местность красных линий по заданным промерам от осей проезда
- •1.2.4. Вертикальная планировка площадки строительства методом проектных горизонталей
- •1.2.5.Составление проекта вертикальной планировки
- •1.2.6. Проектирование площадки с соблюдением баланса земляных работ
- •1.2.7. Подсчет объемов земляных работ
- •1.2.8. Проектирование наклонной плоскости без соблюдения баланса земляных работ
- •1.2.9. Условные обозначения, используемые при составлении проекта вертикальной планировки
- •1.3.1. Общие сведения о разбивочных работах
- •1.3.2. Способы разбивочных работ
- •1.3.3. Влияние исходных данных на точность плановой разбивки точек сооружений
- •1.3.4. Элементы разбивочных работ
- •1.3.5. Технология разбивочных работ
- •1.3.5.3.1. Общие сведения
- •1.3.5.3.2. Разбивка основных осей и их закрепление
- •1.3.5.3.3. Детальные геодезические разбивочные работы
- •1.2. Инженерно- геодезическое проектирование
- •1.2.1.Общие сведения о проектировании
- •1.2.1.1. Проект и его содержание
- •1.2.1.2.Геодезическая подготовка проектов для выноса в натуру красных линий в плане
- •1.2.1.3. Геодезическая подготовка проекта для выноса зданий от красных линий
- •1.2.2. Геодезическая подготовка для разбивки зданий способом перпендикуляров
- •1.2.3. Вынос на местность красных линий по заданным промерам от осей проезда
- •1.2.4. Вертикальная планировка площадки строительства методом проектных горизонталей
- •1.2.5.Составление проекта вертикальной планировки
- •1.2.6. Проектирование площадки с соблюдением баланса земляных работ
- •1.2.7. Подсчет объемов земляных работ
- •1.2.8. Проектирование наклонной плоскости без соблюдения баланса земляных работ
- •1.2.9. Условные обозначения, используемые при составлении проекта вертикальной планировки
- •1.3.1. Общие сведения о разбивочных работах
- •1.3.2. Способы разбивочных работ
- •1.3.3. Влияние исходных данных на точность плановой разбивки точек сооружений
- •1.3.4. Элементы разбивочных работ
- •1.3.5. Технология разбивочных работ
- •1.3.5.3.1. Общие сведения
- •1.3.5.3.2. Разбивка основных осей и их закрепление
- •1.3.5.3.3. Детальные геодезические разбивочные работы
- •1.4.1. Подземные коммуникации
- •1.4.2. Геодезические работы на нулевом цикле
- •1.4.2.1.1. Общие сведения
- •1.4.2.1.2. Возведение монолитных фундаментов
- •1.4.2.1.3. Устройство сборных железобетонных фундаментов
- •1.4.2.1.4. Свайные фундаменты
- •1.4.2.1.5. Фундаменты под колонны
- •1.4.2.1.6. Исполнительная съемка фундаментов
- •1.4.3. Геодезические работы при возведении наземной части зданий
- •А) Плановая разбивочная сеть на исходном горизонте
- •1.4.3.5.1. Контроль геометрических параметров сборных конструкций
- •Выверка конструкций
- •1.4.3.5.2. Монтаж и выверка колонн, исполнительная съемка колонн
- •Исполнительная съемка колонн
- •1.4.3.5.3. Монтаж и выверка панелей, исполнительная съемка панелей
- •1.4.3.5.4. Сборные железобетонные многоэтажные здания
- •Создание плановых сетей
- •Создание каркасных опорных и разбивочных сетей
- •1.4.3.5.5. Крупнопанельные и крупноблочные здания
- •Поэтажная геодезическая основа сборных высотных зданий
- •1.4.3.5.6. Каркасно-панельные здания
- •Технологическая увязка монтажных геодезических работ на этажах
- •1.4.4. Геодезические работы при монтаже оборудования
- •1.4.4.2. Выверка прямолинейности
- •1.4.4.3. Выверка соосности
- •1.4.4.4. Выверка горизонтальности
- •1.4.4.5. Выверка вертикальности
- •1.4.4.6. Выверка наклона
- •Установка
- •Геодезический контроль монтажа, съемка и рихтовка подкрановых путей
- •1.5.3. Основные причины деформаций
- •Осадочные марки
- •1.5.5.1. Общие сведения
- •1.5.6.Линейно-угловые построения для наблюдения за деформациями
- •1.5.6.1. Виды специальных сетей и особенности их построения
- •1.5.6.2.1.Общие сведения
- •1.5.6.2.3.Схемы створных измерений
- •1.5.7.Автоматизация наблюдений за деформациями зданий и сооружений
- •1.5.8.Особенности наблюдений за деформациями высотных зданий и сооружений
- •2. Линейные и гидротехнические объекты
- •2.1. Инженерные изыскания
- •2.1.1. Полевое трассирование
- •2.1.1.9. Разбивка поперечных профилей (строительных поперечников)
- •2.1.1. Геодезическое обеспечение проектирования и строительства автомобильных и железных дорог
- •2.1.3. Виражи на автомобильных дорогах
- •2.1.4. Серпантины
- •2.1.5. Разбивка примыканий и пересечений автомобильных дорог
- •2.1.6. Железные дороги
- •Строение земляного полотна железной дороги
- •2.1.7. Съемка железнодорожных путей
- •А) Способ эвольвентных разностей
- •2.1.8. Геодезические работы при гидротехнических изысканиях
- •2.1.8.2.1. Общие сведения
- •Известно, что в нивелировании
- •После подстановки формулы (а) в (12) получим рабочую формулу
- •2.1.9. Топографо-геодезические работы на водохранилищах
- •2.1.9.1. Общие сведения
- •В) Стереофотограмметрический метод
- •3.Подземные сооружения
- •3.1. Назначение и способы возведения подземных сооружений
- •3.2. Понятие о габарите и форме поперечных сечений
- •3.3. Назначение геодезических работ при проектировании и строительстве туннелей
- •4. Способы проектирования трассы тоннеля
- •Геометрический способ
- •Аналитический способ
- •3.4.1. Основные элементы трассы в плане и профиле
- •1) Расчет координат пикетов через центральные углы
- •2) Вычисление координат по стягивающим хордам
- •3.8.Расчет необходимой точности измерений
- •3.8.1.Туннельная триангуляция
- •3.8.3. Точность ориентирования подземной основы
- •3.8.4. Точность подземной полигонометрии
- •3.8.5. Точность высотного обоснования
- •3.9.1.2. Способ створа двух отвесов
- •3.9.1.4. Способ шкалового примыкания к отвесам
- •3.9.1.5. Способ оптического клина
- •3.9.1.6. Способ поляризации светового потока
- •3.9.1.7.Автоколлимационный способ
- •3.9.1.8. Гироскопическое ориентирование
- •3.9.1.10. Ориентирование способом соединительного треугольника
- •3.9.1.10.1. Геометрическая схема ориентирования
- •3.9.1.10.2.Оптимальная форма соединительного треугольника
- •3.9.1.10.5. Косвенный способ примыкания к отвесам в подземной выработке
- •3.9.1.10.6.Уравнивание соединительного треугольника
- •3.11. Геометрическое нивелирование в подземных выработках
- •Р исунок 4
- •3.13. Закрепление знаков подземной полигонометрии
- •3.13. Измерения в подземной полигонометрии .
- •2) Измерения углов
- •3.14. Измерения в подземной полигонометрии
- •2) Измерения углов
- •3.15. Вынесение оси трассы в натуру
- •3.16.3. Определение опережения и укладка колец на кривых
- •3.16.4.Определение правильности положения колец в плане и в профиле
- •3.17.Геодезические работы при укладке железнодорожных путей в тоннеле
2.1.4. Серпантины
2.1.4.1. Основные элементы серпантины
При трассировании дороги по крутому склону с острым внутренним углом нет возможности сопрягать прямолинейные участки при помощи общих закруглений.
В таких случаях, вследствие большой разности высот между началом и концом кривой и незначительной длины закругления, получаются уклоны, превышающие предельные. Сопряжение осуществляют при помощи внешних закруглений, называемых серпантинами (рис. 199).
Рисунок 199.
Основными элементами серпантины являются:
основная круговая кривая EFDC с радиусом R (рис. 200);
две вспомогательные кривые AP и BQ с радиусом r;
две прямые вставки (или переходные кривые) QE и PF длиной m;
- угол поворота вспомогательной кривой;
d - расстояние от вершины угла до поворота вспомогательной кривой;
- угол в центре серпантины;
0 - центральный угол основной кривой;
- угол поворота трассы в центре серпантины.
Размерные величины:
Наименьший радиус R = 1530 м;
Поперечный уклон виража 60%
Длины переходных кривых 2030 м;
Удлинение проезжей части 23 м;
Продольный уклон i2=3040%
Рисунок 200.
2.1.4.2. Расчет серпантины
При расчете серпантины обычно задаются величины R, r, а также величина m. Угол измеряется в натуре на местности. Остальные элементы , , 0, d вычисляют (рис. 200).
Угол поворота вспомогательной кривой находится из прямоугольного треугольника ONF (или OME):
.
Так как OF = R, NF = m + T,
где T - длина тангенса вспомогательной кривой, то:
(1)
Из прямоугольного треугольника NPC:
(2)
Тогда подставим (2) в (1) и получим:
. (3)
Выразим tg через tg/2, используя известную формулу тригонометрии:
(4)
Подставим (4) в (3):
Получим квадратное уравнение вида:
Решим квадратное уравнение:
(5)
Вычислив угол и зная величину r вспомогательной кривой, по таблицам круговых кривых определяем T, Б, К - для вспомогательной кривой.
Из треугольника ONF находят расстояние от вершины N вспомогательной кривой до центра О основной кривой:
ON = d = R/ sin.
Для контроля d вычисляют по формуле:
d = (m + T)/ cos.
Угол в центре серпантины, определяющий направление на начальную и конечную точки основной кривой, определяется по формуле:
= 90 - ,
а центральный угол основной кривой :
0 =360 -2 - .
Длина основной кривой:
2.1.4.3. Разбивка серпантины
При разбивке серпантины теодолит устанавливают в вершине угла поворота О и по створу направлений ОА и ОВ откладывают величину d, получив на местности точки M и N -вершины вспомогательных кривых (рис. 200).
Отложив от этих точек по створу ОА и ОВ длину Т, находят точки А и В (начало и конец серпантины). От сторон ОА и ОВ откладывают угол вправо и влево, и вдоль полученных направлений, отложив длину R, получают точки E и F (начала и конца основной кривой).
Детальную разбивку основной кривой производят через 35 м. Для этого угол 0 делят на соответствующее количество углов и по заданным направлениям откладываю радиусы R основной кривой.
Затем, с теодолитом переходят в точку М (или N), от направления МО (NO) откладывают угол и в этом направлении откладывают величину Т, получают точку Q (P) - конец вспомогательной кривой. Для контроля измеряют угол OEF, который должен быть равен вычисленному 0.
2.1.4.4. Расчет пикетажа
Расчет пикетажа для основных точек серпантины (см. рис. 201) выполняют в следующем вычислительном формуляре:
ПК «0» -d + T1 |
Контроль:
|
ПК НС (т. А) +1/2 Кb1 |
ПК КС - (2Кb + 2m + K) |
ПК КВК1 + m |
ПК НС |
ПК НОС + 1/4ОК + 1/4ОК |
|
ПК СОК + 1/4ОК + 1/4ОК |
|
ПК КОК + m |
|
ПК НВК2 + 1/2 Кb2 |
|
ПК СВК2 +1/2 Кb2 |
|
ПК КС |
|
|
|
Рисунок 201.
2.1.4.5. Расчет ширины участка в самом узком месте серпантины
Для расчета ширины участка в самом узком месте серпантины Zc (рис. 202) запишем следующее выражение:
Рисунок 202.
h - превышение верхнего полотна автомобильной дороги над нижним;
i - уклон местности по линии M’N’.
(1)
(2)
Подставим (2) в (1), получим:
Считается, что дорога запроектирована правильно, если Zc Zg.
2.1.4.5. Построение продольного профиля и поперечников серпантины
Продольный профиль строится по отметкам характерных точек оси серпантины (рис. 203).
Рисунок 203 - Продольный профиль серпантины
Проектирование красной линии выполняется с соблюдением условий минимума баланса земляных работ в пределах допустимых продольных уклонов.
Запроектировав проектную ось серпантины, вычисляют проектные (красные отметки) характерных точек серпантины. Рекомендуется при проектировании проектного положения оси серпантины на прямых вставках и вспомогательных кривых максимально приближаться к существующему рельефу.
Зная проектные отметки оси серпантины, можно построить поперечники (рис. 204). Их используют для определения положения подошвы насыпи и бровки выемки.
На листе миллиметровой бумаги приблизительно по середине проводим вертикальную линию. От нее вправо и влево в соответствующем масштабе откладываем 1/2В (половину ширины дороги) и ширину кювета Д. Слева от поперечника оцифровываем масштабную линейку отметок. По осевой линии строят проектную отметку и черную отметку для соответствующей точки. Затем, зная параметры дороги, достраивают остальной профиль поперечника.
Рисунок 204 – Продольные профили поперечников серпантины
После завершения работ по построению поперечников, строят план серпантины М 1:500 (рис. 205).
Первоначально на плане уже имеется нанесенная ось дороги на серпантине. Откладывая вправо и влево от оси дороги В/2 в масштабе плана, строят план дороги. Затем, используя поперечники, достраивают на плане кюветы, насыпи и выемки. Для этого используют размеры S1 и S2, взятые с поперечников. Если это выемка, то достраивают еще полосу кюветов.
Для построения точки перехода от насыпи к выемки и наоборот, на продольном профиле между соответствующими поперечниками дополнительно строят линию внешней бровки и линию внутренней бровки (получаем точку пересечения с проектной линией).
Расстояние S3 - расстояние от точки пересечения профиля внешней бровки с проектным профилем оси дороги до ближайшего пикета или характерной точки. Это расстояние S3 используют при построении плана серпантины.
Рисунок 205 - План серпантины М 1:500 (схема)