УПП2КУРС / 2 семесир / геодезия / матералы и всячинв / Obrabotka_mat_polevykh_izmereny_1

Если полученная невязка менее допустимой невязки, то ее распределяют с обратным знаком поровну на все превышения, причем δh на 1 станцию = -

fnh , где n – число станций. Значение δh округляют до 1 мм так, чтобы было

∑δh = - ƒh.

Поправки к средним превышениям записывают над ними (см. таблицу 3.1). В графе 8 записывают исправленные превышения

hиспр= hср + δh (3.6)

Пример: если hср = + 0354, поправка +1 мм, то hиспр = + 0355 мм; или: если hср = - 1434, поправка + 1 мм, то hиспр = - 1433 мм.

Вычисления ∑∑hиспр контролируют:

∑∑ hиспр д.б. = (Н34 – Н31).

Вычисление отметок связующих и промежуточных точек.

После того, как исправлены и проконтролированы превышения, вычисляют отметки связующих точек по формуле

где Нn – отметка следующей (передней) точки на станции, Нn-1 – отметка предыдущей (задней) точки на станции,

hиспр – исправленное среднее превышение между этими точками.

Пример: отметка Rp 31 дана 36.453 м. hиспр между Rp 31 и ПК 0 равна +0355 мм.

Отметка ПК0 (Нпк 0) равна 36.453 + 0.355 = 36.808 м.

Далее: Нпк3 = Нпк0 + hиспр (на станции ПК0 – ПК3);

Нпк3 = 36.808 + 0.857 = 37.665 м и т.д.

На каждой странице контролем правильности вычислений связующих отметок является равенство разности отметок последней и первой точек с суммой исправленных превышений на этой странице.

Заключительный контроль при вычислении отметок: в результате вычисления отметок связующих точек на последней странице ПК9 – Rp 34 должна получиться заданная отметка Rp 34.

Пример:

Нпк 9 = 38.515 hпк9-Rp34 = + 1529; НRp34 =38.515 + 1.529 = 40.044.

Если контроль получился, начинают вычислять отметки оставшихся пикетов и плюсовых точек, которые были пронивелированы как промежуточные. Отметки промежуточных точек вычисляются через горизонт инструмента (ГИ)

ГИ – это отметка визирного луча. Он вычисляется на станциях, где есть

На следующей станции, где есть промежуточные точки, вычисляют новый ГИ, через этот ГИ вычисляют также отметки промежуточных точек на этой станции и так далее по всем станциям.

3.3. Составление продольного профиля железнодорожной трассы.

Пользуясь обработанным журналом нивелирования и пикетажной книжкой, приступают к составлению продольного профиля трассы. Для построения нормального продольного профиля железнодорожной трассы задается горизонтальный масштаб 1:10000 и вертикальный 1:200. Профиль составляют на миллиметровой бумаге по установленному образцу согласно [8] (рис.3.4). При этом необходимо строго придерживаться размеров граф сетки и очередности их расположения.

Построение профиля начинается с того, что в 4,5 см от нижнего края миллиметровки проводят черту, на которой размечают и нумеруют пикеты. Номера пикетов пишут под чертой, причем полный номер пикета пишется только на пикетах, кратных десяти (10,20 и т.д.). Проведя вторую линию на 1 см выше, получают графу “Расстояние”. Ее заполняют в соответствии с пикетажной книжкой. Положение плюсовых точек и пикетов показывают ординатами. Для плюсовых точек указывают еще и расстояния между ними. Например, если на местности между двумя пикетами были плюсовые точки +42 и +80, то между ординатами в графе “Расстояние” должно быть указаны расстояния 42,38 и 20, сумма которых равна 100.

Далее заполняется графа “Отметка земли”. В ней против каждой ординаты выписываются из журнала нивелирования (графа 10 таблицы 3.1.) с округлением до 1 см отметки точек. После этого приступают к построению линии земли.

Построение линии земли на продольном профиле производят по отметками точек трассы “отметка земли”. Для этого после вычерчивания сетки остро отточенным карандашом откладывают на соответствующих ординатах, проведенных выше линии “тип и глубина болота”, черные отметки точек в

заданном вертикальном масштабе 1:200. Полученные точки соединяют отрезками прямых. На этом заканчивается построение профиля поверхности земли по трассе.

Студенты УПП профиль составляют для 10 пикетов и вписывают одну круговую кривую.

3.4. Построение проектной линии (бровки земляного полотна).

При построении проектной линии на производстве учитываются многие требования, изучаемые в специальных курсах. Выполняя данное задание, следует обратить внимание на следующее:

а) уклоны запроектированных элементов трассы не должны превышать заданные;

б) проектная линия может иметь подъем и спуск, между ними должна быть запроектирована горизонтальная площадка длиной не менее 200 м;

в) объем земляных работ должен быть наименьшим.

В графе “проектные уклоны” (см. рис.3.4) ординатами разделяют элементы запроектированной трассы. Около ординат в этой графе указывают расстояние до ближайших пикетов. Если перелом проектной линии не совпадает с пикетом, то его обозначают ординатой которая, как и проектная линия, вычерчивается красным цветом. Диагоналями или горизонтальной прямой показывают уклон запроектированного элемента. Над диагоналями пишется величина уклона в промилле (или в тысячных), а под диагоналями – протяженность подъема или спуска в метрах.

Величины уклонов элементов проектной линии определяют графически. Для этого строят над профилем треугольник уклонов, у которого основание равно 10 см. В нашем масштабе 1:10000 оно будет соответствовать 1000 м местности. Если второй катет построить равным 5 см ( в вертикальном масштабе 1:200 – 10 м), то получим гипотенузу с уклоном 10/1000 или иначе

100/00 (рис. 3.5).

Уклон в тысячных долях – это число метров подъема или спуска на 1 км длины.

Чтобы определить величину запроектированного уклона, достаточно сделать параллельный перенос участка проектной линии на треугольник уклонов и подсчитать число миллиметров на втором катете. Оно будет соответствовать запроектированному уклону, при этом проектные уклоны назначают кратными целому промилле, а длины элементов – кратными 50 м.

Проектная отметка на ПК0 – отметка бровки земляного полотна определяется условно выше отметки земли на 1,7 м. Все остальные отметки (пикетов и плюсов) определяются аналитически с точностью до см.

Так, на рис. 3.4. учитывая вертикальный масштаб, на местности проектная отметка ПК120 принята 395,82.

Проектные отметки любой последующей точки вычисляются с точностью до сантиметра алгебраически по формуле

Н = Н0 + i d,

где Н0 – отметка начальной точки данного элемента профиля; i – величина уклона;

d – расстояние данной точки от начальной.

На рис. 3.4. от пикета 120 до пикета 123 запроектирована площадка (участок с уклоном i = 0), при этом отметки бровки земляного полотна не изменяются и равны 395,82 м. От пикета 123 до пикета 129 на расстоянии 640 метров (пикет 124 «резаный», он равен 140 метров, а не 100) бровка запроектирована с уклоном i = -30/00 = - 0,003.

Сначала вычисляется отметка бровки земляного полотна в конце элемента – на ПК129.

Н129 = Н123 – i d = 395,82 – 0,003 640 = 395,82 – 1,92 = 393,90

После этого вычисляются отметки бровки земляного полотна попикетно от пикета 124 и далее по той же формуле.

Н125 = 395,82 – 0,003 140 = 395,82 – 0,42 = 395,40 , Н126 = 395,40 – 0,003 100 = 395,40 – 0,30 = 395,10.

В конце элемента должна получиться отметка бровки земляного полотна на пикете 129 уже вычисленная и равная 393,90.

Затем вычисляются отметки плюсовых точек в каждом пикете с контролем по отметке на конце пикета, при этом расстояния между точками берутся из графы «расстояние» профиля.

Например: проектная отметка для точки +52 на пикете 127 равна 394,64

м.

Н+52 = 394,80 – 0,003 52 = 394,80 – 0,16 = 394,64

где 394,80 – отметка проектная на ПК126.

Контроль вычисления проектных отметок плюсовых точек заключается в том, что должна получиться проектная отметка конца пикета. В данном случае проектный уклон 0,003 умножается на оставшееся расстояние 48 м. и вычитается из отметки +52 т.е.

Н127 = 394,64 – 0,003 48 = 394, 64 – 0,14 = 394,50

Это проектная отметка на ПК127 (Н127 = 394,50 м).

Рабочие отметки представляются собой разности между проектной и отметкой земли на каждом пикете и плюсе. Их вычисляют с точностью до сантиметра по формуле

hраб = Hпр – Нз .

Пример: для ПК120 рабочая отметка будет равна: 395,82 – 394,10 = +

1,72 м; для ПК 121 Нраб = 395,82 – 394,90 = +0,92 м.

Величина рабочей отметки указывает высоту насыпи или глубину выемки. Выписывают рабочие отметки на профиле красным цветом: для насыпи hр- над проектной линией, а для выемок hр Θ - под ней на расстоянии 1 см.

Рабочие отметки для насыпей пишут точно против соответствующих ординат, а для выемок – в разрыве ординат.

Там, где насыпь переходит в выемку, проектная линия пересекает линию земли, т.е. рабочая отметка равна 0. Такие точки называются точками нулевых работ (рис.3.6).

Их местоположение, т.е. горизонтальное расстояние от ближайшего заднего пикета или плюса, определяют по формуле

l0 = h1 h+1 h2 l ,

где h1 и h2 – рабочие отметки соседних точек профиля; l – расстояние между этими точками.

Например, между пикетами 124 и 125 должна быть точка нулевых работ, так как между ними насыпь переходит в выемку (см. рис. 3.4.). На ПК 124 рабочая отметка равна +1,35, на ПК125 рабочая отметка равна – 1,92. Под-

На расстоянии 41 м от пикета 124 проводят синей тушью ординату до линии сетки. Слева от нее записывают расстояние с точностью 1 метр до предыдущей точки - 41 м, справа – до следующей точки трассы – 59 м.

Если точка нулевых находится между пикетом и плюсовой точкой, то l равно расстоянию между этим пикетом и этой плюсовой точкой.

На рис. 3.4. на профиле такая точка нулевых работ есть между ПК126 и +52. Рабочие отметки на ПК126 и 52 соответственно равны –1,08 и +3,63. Подставляя в формулу, получим

Это будет расстояние от ПК126 до точки нулевых работ. А расстояние от точки нулевых работ по +52 будет равно 40 м.

В графе «развернутый план линии» (см.рис.3.4.) посредине красным цветом проводится прямая, которая является спрямленной осью трассы, а по обеим сторонам от нее в соответствии с пикетажной книжкой показывают ситуацию с углами поворота трассы.

3.5. Расчет основных элементов разбивки кривых и вставка кривых в пикетаж.

По заданию требуется показать в профиле две кривые, направленные в разные стороны. Для каждой кривой в задании указан угол поворота У, радиус R кривой, длина переходной кривой l. Кроме того, для первой кривой дано местоположение вершины угла поворота (расстояние в от ПК0); для второй кривой указана прямая вставка d перед ней (рис.3.7.).

Если необходимо рассчитать и показать в профиле круговую кривую, то выбирают из таблицы разбивки железнодорожных кривых [9] величину тангенса Т0, длину кривой К0, домер Д0, биссектрису Б0.

Например, для круговой кривой задан R = 600 м, угол поворота α =15°17′. Из таблиц [9] стр.254 находим: тангенс Т0 = 80,50; кривую К0 =

160,05; домер Д0 = 0,96; биссектрису Б0 = 5,38. Для контроля величина домера вычисляется по формуле Д0 = 2Т0 – К0: Д0 = 2 80,50 – 160,05 = 0,95. Пикетажное значение начала и конца кривой определяются по формулам: НК =

ВУ – Т0; СК = НК + К0/2; КК = СК + К0/2.

Для контроля: КК = ВУ + Т0 – Д0, где НК – начало кривой; СК – середина кривой; КК – конец кривой; ВУ – вершина угла поворота трассы.

В бланке задания указано положение первой вершины угла поворота – расстояние в от начала трассы до первого угла поворота. Если это расстояние равно 328.65 м, значит ВУ1 находится на ПК3 + 28.65 м. Расчет пикетажного значения НК и КК лучше располагать в следующей последовательности:

+К0/2 0+80.02

ККПК4 +08.19

Элементы разбивки сложной (кривой круговой кривой с переходной)

где Т0, К0, Д0, Б0 – элементы круговой кривой; Тр, m, Бр – элементы переходной кривой, определяемые в таблицах [9] по ее длине.

Так, если дан угол поворота α = 10°15′, R = 1000 м, l = 100 м, то по таблицам для разбивки железнодорожных кривых ([9], стр. 130) определяют

Контроль расчета основных элементов Дс = 2Тс - Кс Дс = 2 х 139,73 – 278,90 = 279,46 – 278,90 = 0,56

Элементы второй кривой считаются (так же), но по α, R и l второй кри-

вой.

Вычисление пикетного положения начала и конца первой кривой (вставка её в пикетаж) производится по формулам, аналогичным простой круговой кривой:

НК1 = ВУ- Тс1,

СК1 = НК1+0,5 Кс1, КК1 = СК1 + 0,5 Кс1;

с контролем:

КК1 = ВУ1 + Тс1 – Дс1.

Все вычисления ведутся «столбиком».

Для вычисления пикетного положения второй кривой в задании указана величина прямой вставки перед ней d, что позволяет определить пикетное положение второй вершины угла прибавлением величины d и Тс2 (см. рис. 3.6) к концу первой кривой, т.е.

ВУ2 = КК1+ d + Тс2,

после чего вычисления пикетных положений начала середины и конца второй кривой (и контроль) производятся аналогично первой кривой.

3.6. Оформление графы «Прямые и кривые в плане».

На расстоянии 15 мм вниз от графы «Пикет» проводят прямую – ось трассы. Начало и конец каждой кривой обозначают перпендикулярами, проведенными от графы «Пикет» до оси трассы в соответствии с рассчитанными пикетажными значениями до ближайших пикетов с точностью до 1 м. Сумма этих расстояний должна быть равна 100 м.

Если начало или конец кривой совпадают с пикетом, то пишут нули. Сами кривые показывают условными знаками. Кривая изображается двумя четвертями окружности, описанными радиусом 5 мм в начале и конце кривой. Полученные точки соединяют прямой, отстоящей от линии на 5 мм выше или ниже от трассы. Расположение условного знака кривой зависит от направления поворота трассы. При повороте трассы направо кривая смотрит выпуклостью вверх (см. рис. 3.7).

Внутри условного обозначения кривой выписывают значения основных элементов кривой в таком порядке: угол поворота, радиус, тангенс кривой, длина кривой, длина переходной кривой. Между кривыми проводят отрезки прямых – прямые вставки. Над ними указывают их длину, рассчитанную по пикетажу, а под прямой пишут их вычисленные дирекционные углы.

Дирекционный угол начальной прямой вставки указан в задании. Если он равен 132°25′, а угол поворота трассы α = 5°09′, и трасса повернула налево, то дирекционный угол следующей прямой вставки получится равным 127°16′ (рис.3.9); т.е. при повороте налево – дирекционный угол уменьшается на угол поворота, при повороте направо – увеличивается на этот угол.

Последний этап работы в графе «Прямые и кривые в плане» - контроль вычислений кривых и прямых вставок:

∑прямых вставок + ∑кривых = длине трассы.

Если трасса состояла из 20 пикетов, то ее длина соответственно должна быть равна 2000,00 м. Под линией, изображающей трассу в плане, ставят километровые знаки в виде кружков диаметром 5 мм. Центр кружка располагают на 12,5 мм ниже линии трассы. Правая половина кружка закрашивается красным цветом. Под кружком пишут номер километра.

При оформлении профиля надо помнить, что все графы, заполняемые до построения профиля земли, и сама линия земли обводят черным цветом, точки нулевых работ оформляются синим цветом, а все, относящееся к проекту трассы, и сама проектная линия вычерчиваются красным цветом (шариковыми авторучками).

3.7. Составление поперечного профиля.

Поперечные профили необходимы для подсчета объема земляных работ, для выявления данных о рельефе около трассы, для решения различных инженерных задач.

Данные для поперечных профилей получают в результате нивелирования точек, расположенных справа и слева от магистрали перпендикулярно к ней. В обработанном журнале нивелирования указаны 2 поперечника: на ПК6 и ПК 14.

По вычисленным отметкам точек поперечника (гр.10 журнала нивелирования) вычерчивают поперечный профиль (по заданию - один) в масштабе горизонтальном и вертикальном 1:200. Вычерчивается поперечный профиль на миллиметровой бумаге. Сетка профиля состоит из четырех граф

(рис.3.10.).

В графе «фактические расстояния» выписывают из журнала нивелирования расстояния от оси трассы до первой точки поперечника и далее указывают расстояния между точками поперечника, располагая их соответственно вправо и влево от пикета. Отметки земли выписывают в соответствующую графу фактических данных, округляя их до сантиметра. При выполнении задания необходимо построить только линию земли без проектирования. Поэтому две последние графы (проектные данные) вычерчивают красным цветом и оставляют их незаполненными. Для построения самого поперечного профиля указан вертикальный масштаб 1:200. Продолжают ординаты, проведенные в графе «Горизонтальные расстояния» (фактические данные) выше последней графы «Проектные отметки» на 4-5 см, и проводят линию условного горизонта. Относительно этой прямой откладывают оставшиеся величины отметок в данном масштабе (1 мм соответствует 0,2 м). Соединив наколотые точки отрезками прямых, получают линию земли в поперечном направлении относительно трассы.

3.8. Составление продольного профиля трассы самотечной канализации.

Студентам специальности ВВ по заданию требуется построить продольный профиль трассы в соответствии с образцом и рекомендациями [10] . Масштабы принять равными: горизонтальный 1: 2000,вертикальный 1:200. Последовательность построения профиля показана на рис.3.11.

На листе миллиметровой бумаги размером 30 х 60 см проводят горизонтальную линию условного горизонта (УГ) на расстоянии 95 мм от нижнего края листа.

На линии условного горизонта строят сетку профиля по размерам указанным в образце в мм. Графы «Пикеты» и «Расстояния» заполняют по пикетажному журналу в масштабе 1:2000. Начальную точку трассы ПК0 устанавливают правее рамки сетки профиля на «жирной» линии миллиметровки.

В графу «Отметки земли» выписывают из графы 10 журнала нивелирования отметки пикетов и плюсовых точек с точностью до 0,01 м.

Над линией условного горизонта как продолжение правой линии рамки сетки профиля перпендикулярно строят в масштабе шкалу высоты отметок, проводят ординаты пикетов и плюсов в заданном масштабе с учетом принятой отметки условного горизонта. Ординаты вычисляются как разность отметок земли и условного горизонта. Соединив концы ординат прямыми отрезками, получают продольный профиль поверхности земли по трассе. Поперечные профили трассы строят также, как продольный, но масштабы горизонтальный и вертикальный принимают равными 1:200 (см. рис. 3.10).

3.9. Проектирование самотечной канализации.

При проектировании самотечной канализации необходимо соблюдать следующие условия:

Уклоны дна лотков должны быть минимальными (но не менее 0,001) во избежание большого заглубления трассы водоотвода. (Лоток трубы – нижняя рабочая часть внутренней поверхности трубы).

Уклоны дна лотков должны назначаться с учетом обеспечения самоочищающей скорости сточных вод. Для этого пользуются данными табл.3.2.

Таблица 3.2. Зависимость между диаметрами труб и минимальными уклонами лот-

ков.

Глубина заложения труб для условий Сибири должна находиться в пределах 2,5 . . . 7,0 м (максимальная глубина сезонного промерзания грунта 2,5

м).

Уклоном называют отношение превышения между двумя точками к горизонтальному проложению между ними:

где i – уклон в тысячных, 0/00 ; h – превышение, м;

d – горизонтальное проложение линии, м.

Дно траншеи должно иметь рабочую отметку не менее –2,5 м. Рабочая отметка вычисляется как разность между проектной отметкой дна траншеи и отметкой земли:

Заглубление дна траншеи в точке с минимальной рабочей отметкой принимается равным 2,5 м. Проектная линия продольного профиля проектируется в следующем порядке.

На ординате точки с минимальной рабочей отметкой от поверхности земли откладывают 2,5 м, отмечают точкой дно траншеи и от нее по линейке проводят линию в соответствии с условиями (табл.3.2.). Проектная отметка дна лотка трубы на нулевом пикете и на всех остальных точках проектируемой линии вычисляются по формуле

где Нисх – отметка начальной (исходной) точки элемента профиля с принятым уклоном;

i – величина уклона;

d – расстояние от данной точки до предыдущей.

Знак уклона берется в зависимости от направления ската проектной линии. Например, на участке трассы водоотведения укладка труб запроектирована с уклоном i = 0,003 на расстоянии от начального до конечного колодца №9 500 м, Отметка лотка начального колодца №3 Н3 = 175,59. Отметка конца

уклона будет равна Н9 = 175,59 – 0,003 500 = 175,59 – 1,50 = 174,09

Вычисленные проектные отметки называются красными. Для точек перелома и конечной точки трассы отметки берутся с профиля графически. В этом случае величина уклона вычисляется по формуле

i = Нпр − Нисх .

d

Из табл. 3.2 по вычисленным уклонам подбирают соответствующие диаметры труб. Вверх от проектной линии, обозначающей лоток трубы, проводят две параллельные линии на расстоянии 2 мм друг от друга.

Для обеспечения производства ремонтных работ и контроля за работой водопроводных и канализационных сетей проектируются смотровые колодцы. Они подразделяются на линейные, поворотные, узловые и перепадные. Линейные колодцы закладывают на прямых участках трассы, поворотные – в местах поворота трассы. Узловые колодцы проектируются во всех точках примыкания боковых участков к основному коллектору. Перепадные колодцы проектируют в местах перелома профиля при уменьшении уклона на нижележащем участке по сравнению с вышележащим. Поэтому на прямых участках канализационной сети необходимо запроектировать линейные колодцы