Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению расчетно – графической работы

по дисциплине «Инженерная геодезия»

на тему «Составление топографического плана

тахеометрической съемки»

для студентов всех форм обучения

по направлению 653500 «Строительство»

Издание второе, исправленное и дополненное

Ижевск 2010 г.

Издательство ИжГТУ

УДК 528.49

Составители: Н.И. Невзоров, к.т.н., профессор кафедры ГиСМ

Методические указания к выполнению расчётно-графической работы по дисциплине «Инженерная геодезия» на тему: «Составление топографического плана тахеометрической съёмки».

Печатается по решению методического совета ИС факультета

протокол № от « » января г.

Методические указания предназначены для студентов всех форм обучения, обучающихся по направлению 653500 «Строительство». В методических указаниях рассмотрен состав полевых и камеральных работ при составлении топографического плана небольшого участка местности методом тахеометрической съемки для проектирования зданий и сооружений. Подробно рассмотрен вопрос обработки полевой документации и вычисление координат точек съемочного обоснования. Даны рекомендации по переходу от полярной системы координат к прямоугольной при нанесении на план реечных точек. Данная разработка окажет существенную помощь студентам при выполнении тахеометрической съемки во время учебной практики.

Введение.

Топографические планы необходимы проектным и строительным организациям для разработки генеральных планов городов и поселков; проектов детальной планировки; проектирования линейных сооружений; составления разбивочных чертежей; решения задач вертикальной и горизонтальной планировки; проектов реконструкции промышленных, сельскохозяйственных и гражданских объектов; составления исполнительных планов строящихся объектов; планов подземных коммуникаций и т.д.

Топографические съемки подразделяются на наземные и воздушные. К наземным методам съемок относятся:

• теодолитная;

• фототеодолитная;

• тахеометрическая;

• нивелирование поверхности.

Если съемка выполняется с целью получения на плане взаимного положения контуров местности, то она называется плановой. Если ставится цель получить на плане не только положение контуров местности, но и рельеф, то такая съемка называется топографической. В отдельных случаях заказчика интересует только рельеф местности.. Тогда съемка называется вертикальной.

Независимо от метода съемки всем им присущи одинаковые этапы работ, представленные в виде схемы.

Подготовительный период

Рекогносцировка местности и закрепление точек съемочного обоснования

Измерение горизонтальных и вертикальных углов, а также длин линий

Съемка контуров и рельефа местности

К амеральная обработка результатов измерений

Построение плана топографической съемки

Сличение плана с местностью

Рис.1. Схема последовательности этапов работ при создании топографических планов.

В первой части предлагаемой методической разработки подробно рассмотрены как полевые, так и камеральные работы при создании топографического плана методом теодолитно-тахеометрической съемки. Полученный план используется во второй части для составления разбивочного чертежа с целью перенесения осей сооружения на местность.

Методическая разработка не претендует на роль учебника и предусматривает, что студенты; прежде чем приступить к выполнению расчётно-графической работы, проработали конспект лекций и учебники [1,2,3]. Рекомендуется после выполнения работы ответить на контрольные вопросы

1.Состав работ при создании съемочного обоснования.

После согласования участка строительной площадки и утверждения проекта изыскательских работ выполняют закрепление точек съемочного обоснования и привязку их к пунктам государственной геодезической опорной сети. Наиболее распространенным методом создания съемочного обоснования является проложение теодолитно-высотных ходов в виде замкнутых полигонов с рассечкой их одним или несколькими диагональными ходами. В результате рекогносцировки местности уточняется положение точек съемочного обоснования. Основными критериями по выбору их местоположения являются:

• хороший обзор с них контуров и рельефа;

• удобство измерения углов и длин линий;

• сохранность точек.

Точки съемочного обоснования, в зависимости от предполагаемой продолжительности их сохранения, закрепляют деревянными кольями, металлическими штырями, насечками и окрасками на асфальте и других предметах.

Измерение длин линий выполняют механическими мерными приборами (рулетками, лентами) или светодальномерами с обеспечением точности не менее 1/2000, при этом длины линий должны находиться в пределах 40-150м. Измерения выполняют с контролем, т.е. в прямом и обратном направлении. Результат измерения в прямом направлении является необходимым измерением. В обратном, - избыточным. Мерные приборы должны быть сравнены с рабочим эталоном. Для редуцирования измеренных длин линий на горизонтальную плоскость измеряют вертикальные углы или превышения отрезков, углы наклона которых больше 1°.

В отдельных случаях, чаще всего при проложении диагональных ходов, допускается измерение длин линий выполнять нитяным дальномером в прямом и обратном направлениях.

Горизонтальные углы измеряют теодолитом технической точности полным приемом при допустимых расхождениях между полуприемами 1′. Угловые невязки в замкнутых и разомкнутых полигонах не должны превышать 2t√n, где t-точность теодолита. Для обеспечения такого допуска необходимо обращать особое внимание на тщательность центрирования теодолита и визирных целей.

Превышения между точками съемочного обоснования могут быть измерены как методом геометрического нивелирования, так и тригонометрическим нивелированием в прямом и обратном направлениях. Применение того или иного метода диктуется высотой сечения рельефа. Если h₀≥1м, то выбирают, как правило, тригонометрическое нивелирование. Во всех случаях все измерения необходимо выполнять с достаточным контролем и исключением из результатов измерений систематических погрешностей.

В методической разработке ниже рассмотрен пример камеральной обработки результатов измерений и построения топографического плана на съемочном обосновании, созданном в виде замкнутого полигона и диагонального хода (рис.2).

Рис.2. Схема съемочного обоснования

Точка 1 съемочного обоснования привязана к пунктам государственной геодезической сети и поэтому известны все три ее координаты Х₁, Y₁, Н₁. Известен также дирекционный угол α_1-2. Исходные координаты и угол ориентирования выдает преподаватель.

В табл.1 приведены результаты измерений горизонтальных углов, длин линий и превышений в замкнутом полигоне. Горизонтальные углы измерены теодолитом 2ТЗОП полным приемом, длины линий - в прямом и обратном направлениях 20-ти метровой стальной рулеткой. В задании длины линий уже приведены на горизонтальную плоскость. Превышения измерены геометрическим нивелированием способом из середины по двухсторонним рейкам. В задании приведены средние значения.

В табл.2 приведены результаты измерений горизонтальных углов, длин линий и превышений в диагональном ходе. Горизонтальные углы измерены теодолитом 2Т ЗОП полным приемом, а длины линий - нитяным дальномером в прямом и обратном направлениях. В таблице приведены их средние значения, редуцированные на горизонтальную плоскость по формуле

d = D cos² ν , (1)

где D – дальномерное расстояние;

ν – угол наклона.

Превышения в диагональном ходе измерены методом тригонометрического нивелирования в прямом и обратном направлениях и вычислены по формуле

h = 0,5 D sin2v+i ν (2)

где i - высота теодолита над вершиной угла;

ν- высота наведения визирного луча на рейку.

В таблице приведены средние значения превышений.

Таблица 1.

Результаты измерения углов, горизонтальных длин линий

и превышении в замкнутом полигоне

№ вершин	Среднее значение измеренных углов	Горизонтальные проложения сторон	Число станций	Превышения, мм
6
1	151 32.5
		127.60	1	1856
2	106 14.5
		123.86	2	-784
3	119 46.5
		131.36	2	86
4	115 01.5
		125.35	2	659
5	134 41.0
		129.15	1	1090
6	92 46.0
		117.64	2	-2900
1

Таблица 2

Результаты измерения углов, горизонтальных длин линий

и превышений в диагональном ходе

№ вершин	Среднее значение измеренных углов	Горизонтальные проложения сторон, м.	Средние значения превышений, м
6
1	55 48.0
		86.9	9,14
7	279 22.5
		91.1	-2,16
8	81 31.5
		133.2	-5,84
4	75 50.0
5

2. Вычисление координат точек замкнутого теодолитного хода

2.1. Средние значения горизонтальных углов теодолитного хода из табл. 1 выписывают в колонку 2 ведомости вычисления координат (табл. 3) и подсчитывают сумму углов (_изм) в замкнутом полигоне. В рассматриваемом примере эта сумма равна 720° 02,0'. Полученную сумму сравнивают с теоретической суммой углов (_теор ), которая вычисляется по формуле :

_теор =180° (n-2), (3)

где n  число измеренных углов,

В данном полигоне 6 углов, поэтому: _теор=180°(6-2)=720°00'. Разность между суммой измеренных углов и теоретической суммой (то, что есть минус то, что должно быть) называется угловой невязкой (f_)

f_=_изм -_теор, (4) _,

которая представляет собой суммарное значение погрешностей измерения углов и характеризует качество работы. В данном примере невязка равна:

f_=72002,0-72000,0=2,0.

Абсолютное значение величины угловой невязки сравнивают с предельно допустимой величиной (доп. f_ ), установленной для данного класса работ. Она определяется по формуле:

доп. f_ =2t√n, (5)

где, n  количество измеренных углов,

t  точность теодолита. Для теодолита 2Т 30П она равна 30˝.

В нашем примере: доп. f_ =1√6 = ±2,4.

Так как f_< доп. f_, то качество измерений считается удовлетворительным, а следовательно полученную невязку распределяют с обратным знаком в измеренные углы в виде поправок _ :

_ =−f_/ n. (6)

Поправки _ округляют до 0,1', но сумма поправок должна точно равняться невязке f_ с противоположным знаком. Если f_ не делится ровно на n, то большие поправки вводят в углы с короткими сторонами. Значения поправок выписывают над измеренными углами красным цветом. Затем вычисляют исправленные углы по формуле:

_испр=_изм+_

и записывают их в колонку (3) ведомости. Сумма исправленных углов должна равняться теоретической сумме (обязательно проверить).