Глава 11

ЭЛЕМЕНТЫ ИНЖЕНЕРНО–ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

§ 61. Общие сведения о пректе производства

ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ

Одновременно с проектированием генерального плана разрабатывается проект производства геодезических ра­бот (сокращенно ППГР).

В первом разделе проекта освещаются общие прин­ципы организации геодезических работ на строительной площадке: приводятся технологическая схема и кален­дарный план производства работ с указанием видов геодезических измерений, график использования прибо­ров и оборудования, сметно-финансовые расчеты и тех­нико-экономическое обоснование ППГР.

Во втором разделе проекта содержатся сведения о выполнении основных геодезических работ: схема по­строения плановой и высотной опорных сетей для раз­бивки сооружений и способы закрепления их пунктов, расчеты требуемой точности измерений, выбор и обосно­вание методов измерений и уравновешивания их резуль­татов.

Третий раздел проекта посвящен геодезическому об­служиванию нулевого цикла строительства; в нем указы­ваются способы разбивки элементов подземной части сооружения и контроля их монтажа с предвычислением точности геодезических измерений, методы исполнитель­ной съемки смонтированных конструкций и типы мон­тажных знаков, закрепляющих положение вынесенных в натуру частей сооружения.

В последнем разделе проекта рассматриваются воп­росы, связанные с геодезическим обеспечением при воз­ведении наземной части сооружений, а именно: методика создания и способы уравнивания геодезической основы на исход­ном и монтажном горизонтах сооружения с расчетом точности измерений, обоснование способов передачи осей и отметок на монтажные горизонты и требуемая при этом точность, указания о необходимой точности и методах детальных разбивочных работ и геодезического контроля смонтированных конструкций, по их исполни­тельной съемке и составлению соответствующей документации.

В случае необходимости производства наблюдений за деформациями строящихся сооружений в соответствую­щем разделе ППГР приводятся данные предваритель­ного расчета точности геодезических измерений, схемы планово-высотной основы, типы деформационных марок и реперов, а также методы математической обработки результатов измерений и их графической интерпретации. Назад

§ 62. Геодезические работы при проектировании трасс

ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Основной задачей проектирования линейных сооруже­ний является выбор оптимального положения линии трассы на местности. Выбранный вариант должен преду­сматривать сбалансированность объемов земляных работ, хорошо вписываться в окружающую ситуацию, обеспе­чивая наименьшие нарушения окружающей среды. При проектировании должны быть учтены технические усло­вия, которые зависят от предназначения будущего соору­жения. Основная часть этих задач решается при каме­ральном и полевом трассировании. После выбора основ­ного варианта камеральным путем и выполнения полевого трассирования, составляют продольный и поперечные профили местности, и приступают к проектированию ли­нии трассы по высоте.

Проектный профиль линейного сооружения разраба­тывают, руководствуясь техническими условиями, эконо­мическими требованиями и особенностями его эксплуата­ции. При проектировании автомобильных и железных дорог основное внимание уделяется обеспечению плавного и безопасного движения с заданной предельной скоростью. По этой причине уклон проектной линии не должен превышать предельной величины, а радиус вертикальной кривой быть меньше допускаемого значения. Предельные значения проектных уклонов зависят от типа линейного сооружения, а также от его категории. Например, государственная автомобильная дорога первой категории должна иметь проектный уклон не более 30‰, а для железных дорог аналогичного значения и категории – 15‰. Величины предельных уклонов определяются специальными нормативными документами.

При проектировании подземных трубопроводов уклон профиля должен обеспечить движение жидкости в тру­бах с определенной скоростью, исключающей оседание взвешенных частиц при минимальных уклонах и истирание труб песком и твердыми частицами при макси­мальных уклонах.

Кроме того, глубина заложения труб от поверхности должна быть такой, чтобы трубы не разрушались в результате нагру­зок на них транспортных средств, а жидкость не замерзала. Обычно минимальный уклон для труб канализации диаметром 150, 200 и 1250мм (и более) принимают соответственно 7,5 и 0,5 ‰. Для стальных труб уклон должно быть таким, чтобы ско­рость жидкости не превышала 8 м/с и для неметалличе­ских труб – 4 м/с. Глубина заложения водопровода должна быть ниже глубины сезонного промерзания грунта на 0,3-0,5м, а канализации – на 0,3-0,5м выше этого уровня. Газопроводы прокладывают на глубине 0,8м от поверхности.

Для защиты дорог предусматривают их расположение на насыпи. В соответствии с этим на равнинной и слабо­пересеченной местности применяют «обертывающее» положение проектной линии (на насыпи). На пересеченной местности используют секущее положение, при котором проектная линия проходит в выемке на возвышенных местах и на насыпи – в местах понижения рельефа. В этом случае при прокладке трассы следует стремиться к соблюдению баланса земляных работ и объемы грунта, взятого из выемок, должны соответствовать объемам грунта, необ­ходимого для насыпей.

Проектную линию на профиле определяют положе­нием ряда фиксированных (контрольных) точек, отметки которых принимают за исходные. К таким отметкам относят высоты начала и конца трассы, отметки переходов через водные преграды и пересечения с существующими дорогами, отметки подключений к существующим трассами т. п.

Построение проектного профиля начинают от кон­трольных точек, намечают начало и конец участка с рав­номерным проектным скатом, определяют его длину d и вычисляют предварительный уклон

,

где – проектная отметка начальной контрольной точки; – предварительная проектная отметка конечной точки участка.

Если полученное значение не превышает предельного проектного значения, то его величину округляют до тысячных значений и выписывают в графу уклонов профиля (рис. 79).

­

­

Рис. 79. Пример продольного профиля

Так как уклон i_п = h/d, то превышение между точ­ками проектного профиля равно h = i_пd. Поэтому отметка точки проектного профиля отстоящей от начальной точки на расстоянии d_j равна

. (62.1)

По формуле (62.1) вычисляют проектные отметки всех точек трассы на прямолинейных ее участках. Напомним, что при понижении проектной линии уклону приписывают знак «–», при повышении – «+».

Для строительства сооружения и вычисления объемов земляных работ по всем точкам трассы вычисляют рабочие отметки

(62.2)

где – отметка земли по оси сооружения. Положительные рабочие отметки показывают высоту насыпи, отрицательные – глубину выемки грунта.

Рис. 80. Пример поперечного профиля

При наличии выемок и насыпей проектный профиль в отдельных местах будет пе­ресекать профиль поверхно­сти земли. Точки пересече­ния этих профилей называют точками нулевых работ, т. е. грунт в этих точках при строительстве не снимается и не подсыпается.

Рис. 81. Схема определения положения

и отметок точек нулевых работ

Для определения положения и отметки точки нулевых работ рассмотрим рис. 81, на котором АВ – фактический, а А^пВ^п– проектный профили. Из подобия треугольни­ков АОА^п и ВОВ^п:

,

тогда

или .

Окончательно получим

. (62.3)

Поменяв местами точки и обозначив , по аналогии запишем

.

Для контроля вычислений используют формулу

.

При определении отметки точки нулевых работ вос­пользуемся проектной линией А^пВ^п. Зная проектный уклон i , проектную отметку точки А^п и расстояние l_a, по формуле (62.1) получим

На перегибах проектные линии сопрягают вертикаль­ными кривыми, обеспечивающими плавность движения транспорта и видимость встречного движения на выпук­лых участках дороги. Требования к радиусам вертикаль­ных круговых кривых определяются нормативными документами.

На рис. 82 показаны элементы вертикальной круговой кривой при сопряжении проектных линий с уклонами i_1,, i₂ и линиями АВ, ВС, соответствующими углами наклона ν₁= arctg i₁ и ν₂ = arctg i₂. Так как угол поворота трассы ω= ν₂ – ν₁, то на основании формулы (60.4)

Т = .

Углы ν₁ и ν₂ малы, поэтому

,

тогда

T = .

Рис. 82. Схема разбивки вертикальных круговых кривых

При малых значениях углов ν₁, и ν₂ проекция тангенса на кривую и сама кривая практически равны, следова­тельно

К ≈2Т = R(i₁ – i₂).

Для определения биссектрисы рассмотрим прямоуголь­ный треугольник ВАО:

(R + Б)² = Т² + R².

После преобразования получим

Б (2R + Б) = Т² или Б = Т²/(2R + Б).

Так как величина Б по сравнению с 2R пренебрегаемо мала, то в знаменателе правой части равенства ее можно отбросить. Тогда

Б = Т²/2R.

Для вычисления отметки проектной точки кривой Вⁿ воспользуемся следующей зависимостью. На рис. 82 видно, что

Нв_п = Нв –Б,

но Нв_п = + i₁ Т,

следовательно

Н _Вп = + iТ – Б.

По формулам вычисляют основные элементы круговых кривых, а затем определяют отметку середины кривой. Для определения отметок остальных точек используют способ прямоугольных координат. При этом плоскость разбивки располагают не горизонтально, а вертикально.

Для подсчета объемов земляных работ на поперечные профили наносят проектные сечения линейного сооруже­ния и графически определяют площади сечений S. Объемы грунта между двумя поперечными профилями с площа­дями сечений S₁ и S₂ вычисляют по формуле

V =

где d – расстояния между поперечными профилями.

При проектировании продольных профилей трубопро­водов выполняют аналогичные расчеты: вычисляют проект­ные высоты лотков труб в каждом колодце или камере и проектные уклоны между ними; вместо рабочих отметок определяют глубину заложения лотков от поверхности. Профили подземных трубопроводов содержат информацию о материале труб, их диаметре, инженерных сетях, пере­секающих данную трассу.

В настоящее время происходит переход к качественно новому способу проектирования линейных сооружений ­ проектированию с использованием ЭВМ. Проектировоч­ные расчеты для этого случая легко поддаются програм­мированию, и использование в них даже малой вычисли­тельной техники дает заметный эффект. Особой перспек­тивностью и большим экономическим эффектом отличаются системы автоматизированного проектирования (САПР). Назад