Инженерная геодезия

Размещено на http://www.allbest.ru

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

для студентов - заочников строительных специальностей

высших учебных заведений

ПРЕДИСЛОВИЕ

Методические указания составлены применительно к типовой программе курса инженерной геодезии для высших учебных заведений по строительным специальностями и содержат общие методические указания, указания по изучению отдельных тем курса с вопросами и задачами для самостоятельной работы студентов, задания на контрольные работы и пояснения по их выполнению.

В 4-е издание внесены следующие дополнения и изменения: с учетом квалификационных характеристик и требований современного строительного производства определены знания и умения, приобретаемые студентами в результате изучения дисциплины; для активизации самостоятельной работы студентов-заочников составлены методические указания по изучению отдельных тем курса; в контрольные задания включены вопросы, на которые студент должен представить ответы для рецензирования; для более тесной связи с задачами строительного производства сформулированы вопросы для самостоятельной работы студентов при изучении тем специальной части, при этом учитывались требовании соответствующих нормативных документов; терминология приведена в соответствие с терминологическими ГОСТами.

ВВЕДЕНИЕ

Цели и задачи дисциплины. В соответствии с планами экономического и социального развития России постоянно расширяется строительство крупных промышленных комплексов, городов и сельских населенных мест, различного рода сооружений и жилых домов. Успешное решение этих задач обусловливает повышение требований к инженерно-геодезическому обеспечению строительства, к качеству геодезической подготовки инженеров-строителей.

Инженерно-геодезические работы, как неотъемлемая часть технологического процесса строительства, широко применяются при изысканиях, проектировании и строительстве зданий и сооружений. Современная планировка и застройка городских и сельских населенных мест, проектирование и строительство промышленных сооружений и жилых здании, ускоренное развитие трубопроводного транспорта и т. п. требуют проведения целого комплекса, геодезических работ.

Знания и умения, приобретаемые студентом в результате изучения инженерной геодезии, определяются в соответствии с квалификационными характеристиками инженера-строителя и потребностями строительного производства следующим образом.

Студент должен знать: теоретические и практические основы современных методов топографо-геодезических изысканий площадок и трасс, геодезического обеспечения проектирования сооружений, выполнения геодезических разбивочных работ, геодезического контроля монтажа конструкций в процессе строительства и эксплуатации сооружения.

Студент должен уметь: квалифицированно использовать топографо-геодезические материалы для решения различных проектно-изыскательских задач; пользоваться основными геодезическими приборами, применяемыми на стройке; самостоятельно проводить несложные геодезические измерения и топографические съемки небольших участков, отводимых под строительство; выполнять геодезические разбивочные работы на строительной площадке и нивелирные работы по трассам сооружений линейного типа; осуществлять геодезический контроль геометрической точности строительно-монтажных работ.

Связь инженерной геодезии с другими дисциплинами учебного плана. Изучение инженерной геодезии осуществляется с учетом того, что эта учебная дисциплина достаточно тесно связана с другими дисциплинами учебного плана. Инженерная геодезия опирается на математику и физику, тесно связана с вычислительной техникой. Современные геодезические средства измерений созданы на основе новейших достижений физики, точной механики, радиоэлектроники; в практику инженерно-геодезических работ внедряются светодальномеры и радиодальномеры, лазерные приборы, новые типы теодолитов и нивелиров; много внимания уделяется вопросам автоматизации наземных и камеральных топографо-геодезических работ; в практику изыскательских работ для строительства внедряются аэрокосмические и фотогеодезические методы.

В соответствии с принципом непрерывной математической подготовки студентов при изучении инженерной геодезии, с одной стороны, используются знания, полученные студентами при изучении высшей математики, в частности разделов - дифференциальное исчисление и теория вероятностей, с другой стороны, обеспечивается практическое применение и закрепление этих знаний при выполнении инженерных расчетов, связанных с решением инженерно-геодезических задач.

В ходе изучения инженерной геодезии по возможности раскрываются связи этой дисциплины с другими специальными дисциплинами учебного плана, пути использования знания инженерной геодезии при разработке курсовых работ и дипломных проектов.

Структура и порядок изучения дисциплины. В основу изучения дисциплины положена действующая типовая учебная программа.

Программа состоит из двух частей: общей и специальной.

Общая часть содержит темы, раскрывающие общие принципиальные основы и методы инженерной геодезии: сведения о фигуре Земли и системах координат; ориентирование линий; топографические планы и карты; элементы теории погрешностей; геодезические измерения; геодезические сети; топографические съемки. Учебный материал этой части, но существу, представляет собой необходимый комплекс знаний, определении и понятий, на базе которых излагаются темы специальной части.

Специальная часть содержит темы, имеющие принципиальное значение для всех видов строительства: инженерно-геодезические изыскания; инженерно-геодезическое проектирование; геодезические разбивочные работы; геодезические наблюдения за смещениями и деформациями сооружений (их изучают студенты всех специальностей). Включены также темы, раскрывающие специальные применения инженерной геодезии при обеспечении конкретных видов строительства (изучение этих тем предусматривается в соответствии со специальностью и наиболее эффективно в комплексе со специальными дисциплинами).

Студенты-заочники изучают инженерную геодезию, слушая лекции и выполняя лабораторные работы в период лабораторно - экзаменационных сессий, самостоятельно изучая учебную литературу, выполняя контрольные работы по индивидуальным заданиям и указаниям, приводимым в рецензиях на эти работы, а также с помощью устных и письменных консультаций.

В лекциях по инженерной геодезии, читаемых студентам - заочникам, освещаются узловые вопросы теории, принципы и схемы вывода основных формул, их значение и практическое применение, выделяется наиболее трудный для усвоения учебный материал, излагаются вопросы программы, которые не нашли должного отражения в учебной литературе, даются методические указания по самостоятельному изучению учебной литературы, способствующие целостному восприятию и глубокому пониманию учебного материала и своевременному выполнению контрольных работ.

Студенты - заочники в обязательном порядке выполняют следующие лабораторные работы: ознакомление с основными геодезическими приборами и работа с ними; решение задач на топографических планах (картах); решение задач по теории погрешностей; расчет разбивочных элементов и составление разбивочных чертежей; геодезические расчеты при проектировании вертикальной планировки, составление картограммы земляных работ; решение задач по аэрофотоснимкам. Лабораторные работы выполняются в соответствии с индивидуальными заданиями; результаты выполнения работ оформляются в отдельной тетради и предъявляются преподавателю после окончания работ, на зачете и экзамене.

Задания и методические указания по лабораторным работам составляют вузы в зависимости от специальности и имеющегося оборудования. геодезический топографический трасса нивелирование

В процессе изучения курса студенты - заочники выполняют две контрольные работы, которые с краткой пояснительной запиской представляются для рецензирования в установленные вузом сроки.

По дисциплине предусмотрены один курсовой зачет и один экзамен. На зачете и экзамене предъявляются зачтенные контрольные работы с рецензиями, тетради с результатами выполнения всех лабораторных работ.

В методических указаниях приведены общие рекомендации по изучению инженерной геодезии студентами-заочниками; основные вопросы, раскрывающие содержание тем в соответствии с действующей типовой программой курса; указания по изучению отдельных тем курса, которые дополнены вопросами для самостоятельной работы; контрольные задания по основным темам курса и краткие пояснения к выполнению этих заданий.

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Успешному усвоению учебного материала по инженерной геодезии способствует посещение лекции, читаемых в период лабораторно - экзаменационных сессий. Анализ результатов экзаменационных сессий показывает, что успешно выполняют контрольные работы и сдают экзамены студенты, посещавшие лекционные занятия; большие трудности возникают у студентов, которые по каким-либо причинам не могли посещать лекции. Это обусловлено тем, что учебники и учебные пособия по дисциплине предназначены для очной формы обучения и не учитывают специфику обучения без отрыва от производства. Поэтому методические рекомендации преподавателя - лектора, по изучению теоретического курса приобретают первостепенное значение.

Важный элемент заочного обучения - систематическая работа студента в межсессионный период. Студенты-заочники, руководствуясь программой курса, методическими рекомендациями преподавателя и настоящими методическими указаниями, самостоятельно изучают учебную литературу: учебник «Инженерная геодезия» [1]* и учебное пособие «Практикум по инженерной геодезии» [2]. Для более углубленного и подробного изучения отдельных вопросов рекомендуется дополнительная литература.

Читая учебную литературу, следует руководствоваться методическими указаниями по изучению отдельных тем.

Лучшее усвоение материала достигается, если та или иная глава прочитывается дважды; сначала для общего ознакомления, затем для углубленного изучения. Особое внимание должно быть обращено на понимание существа применяемых в книгах терминов. Дисциплина «Инженерная геодезия» имеет свою терминологию, без знания которой нельзя обойтись. За каждым термином стоит вполне определенное понятие. Применяемые термины и их определения закреплены ГОСТами и СНиПами. Четкое понимание и правильное использование терминов обеспечит успешное усвоение изучаемого материала.

В учебной литературе по изучаемой дисциплине содержится много формул, иллюстраций и цифровых данных. Следует обращать внимание на последовательность вывода формул и имеющиеся допущения, оценивать влияние «отбрасываемых» членов и уяснять область применения той или иной формулы.

Изучение литературы сопровождается обязательным составлением конспекта. Конспектирование помогает сосредоточить внимание и лучше понять прочитанное, выявить основное. Конспект позволяет быстро восстановить в памяти прочитанное. Лучшая форма конспектирования - тезисная, когда в конспекте формулируют законченные выводы (положения), описывающие основные закономерности, излагают понятия, определения в их логической последовательности с четким делением на темы и вопросы.

Ведение конспекта в тезисной форме предусматривает творческую переработку изучаемого текста, изложение основного содержания своими словами. Хорошее оформление конспекта не только вырабатывает аккуратность и привычку к порядку в работе, но и избавит студента - заочника от многочисленных ошибок, напрасной потери времени, которые неизбежны при небрежном, беспорядочном конспектировании. Составленный конспект используется для второго чтения изучаемого материала при подготовке к зачету и экзамену.

Глубина и полнота усвоения учебного материала проверяются в результате ответов на вопросы для самостоятельной работы по каждой теме. Ответы записывают в рабочую тетрадь.

Основной отчетный документ, определяющий качество самостоятельного изучения учебного материала, -- контрольная работа. Контрольные работы выполняются в соответствии с индивидуальным заданием и указаниями, которые приводятся в настоящем пособии. При выполнении контрольных работ необходимо не только дать исчерпывающие решения задач, предусмотренных заданиями, но и составить краткую пояснительную записку с анализом полученных результатов, а также привести ответы на те контрольные вопросы, которые предусмотрены индивидуальным заданием.

При составлении ответов на вопросы, предусмотренные контрольными заданиями, необходимо показать, что учебный материал проработан и усвоен. Ответы должны быть достаточно исчерпывающими и обоснованными, в необходимых случаях дополнены чертежами и зарисовками, решения задач должны сопровождаться кратким пояснительным текстом, в котором указывается, какая величина определяется и по какой формуле, какие числовые значения подставляются в формулу и откуда они берутся; необходимо показать ход решения задачи, привести единицы измерения величин, дать краткий анализ полученных результатов и сделать выводы. В ответах высоко ценится творческая инициатива в развитии темы, наличие обобщений, критическая оценка приводимого материала, его связь с ГОСТом, СНиПом, инструкциями и руководствами.

Оформлять контрольные работы следует четко, чернилами, оставляя поля для замечаний преподавателя. После рецензирования контрольных работ студенту-заочнику сообщается отзыв о их качестве. Замечания рецензента студент должен продумать, а если потребуется дополнительная доработка, тщательно ее выполнить, включая изучение дополнительной литературы.

Необходимо помнить, что сознательное выполнение контрольных работ на основе предварительно изученного и усвоенного учебного материала, соблюдение рекомендаций, правил и методических указаний исключают появление ошибок и обеспечивают получение прочных знаний, что, в конечном счете, экономит время и уменьшает трудовые затраты на выполнение работ.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ОТДЕЛЬНЫХ ТЕМ КУРСА. ЧАСТЬ I (ОБЩАЯ)

1. Вводные сведения

Предмет, задачи и содержание инженерной геодезии как учебной дисциплины, порядок ее изучения при обучении без отрыва от производства. Связь инженерной геодезии с другими дисциплинами учебного плана.

Задачи и значение инженерной геодезии в строительстве. Значение геодезической подготовки для инженера - строителя в современных условиях. Краткий очерк развития инженерной геодезии. Современные организационные формы геодезической службы в строительстве.

Литература: [1,§ 1--4].

Указания по изучению темы

Исходные сведения о предмете и задачах инженерной геодезии как учебной дисциплины, структуре и порядке еe изучения, сведения об основных нормативных документах, в которых определяются состав и задачи инженерно-геодезических работ в строительстве, даются на вводной лекции и частично приведены в настоящих методических указаниях. При самостоятельном изучении литературы необходимо получить представление о современных формах организации геодезической службы в строительстве, разграничении обязанностей между работниками геодезической службы и линейного персонала строительства. Эти вопросы более подробно раскрыты в темах специальной части курса.

2. Сведения о фигуре Земли и применяющихся в геодезии системах координат

Основные понятия и сведения о форме и размерах Земли. Референц - эллипсоид Красовского. Система географических координат; система прямоугольных координат. Абсолютные и относительные высоты. Принятая в СССР Балтийская система высот.

Метод проекций в геодезии. Горизонтальные проложения. Влияние кривизны Земли при определении горизонтальных расстояний и высот. Понятие о равноугольной проекции Гаусса - Крюгера и зональной системе плоских прямоугольных координат.

Литература: [1, § 5 - 8].

Указания по изучению темы

Особое внимание необходимо обратить на влияние кривизны Земли при определении горизонтальных расстояний и высот; при этом надо уяснить зависимость размеров участков земной поверхности, принимаемых за плоские, от требуемой точности измерения расстояний и определения отметок точек земной поверхности, влияние кривизны Земли на методику нивелирования. Эти вопросы темы, как наиболее сложные, являются предметом лекционного занятия.

Вопросы и задачи для самостоятельной работы

В чем состоит различие между физической поверхностью Земли, уровенной поверхностью и поверхностью земного эллипсоида?

Дайте определения терминам: горизонтальное проложение, абсолютная высота.

Что такое референц - эллипсоид и каковы параметры референц - эллипсоида Красовского?

В чем различие между геодезическими и астрономическими координатами? Какие координаты называют географическими?

Какие высоты называют абсолютными, относительными? Какой уровень принимают в качестве исходного в Балтийской системе высот?

Как отсчитывают абсциссу и ординату точки в зональной системе плоских прямоугольных координат Гаусса - Крюгера?

Как рассчитывают долготу осевого меридиана зоны?

Рассчитайте размеры участка земной поверхности, принимаемого за плоский, если допустимое искажение длин линий из-за кривизны Земли 5 см.

Рассчитайте размеры участка земной поверхности, принимаемого за плоский, если влияние кривизны Земли ил отметки не должно превышать 2 см.

10. В чем заключается сущность проекции Гаусса - Крюгера?

3. Ориентирование линий

Азимуты и дирекционные углы, связь между ними. Сближение меридианов. Румбы и переход к ним от азимутов и дирекционных углов. Магнитные азимуты. Магнитное склонение. Связь между географическими (истинными) азимутами, дирекционными углами и магнитными азимутами.

Литература: [1, § 9 - 10]; [2, с. 27, 28].

Указания по изучению темы

Необходимо обратить внимание на четкое понимание применяемых терминов, уяснить область применения того или иного ориентирного угла, формулы связи между различными углами. Глубокое усвоение темы потребуется для успешного выполнения контрольных работ.

Вопросы и задачи для самостоятельной работы

1. Что значит ориентировать линию? Что называют азимутом и румбом?

2. Что называют географическим, или истинным, азимутом и дирекционным углом? Какова зависимость между прямим и обратным дирекционными углами данной линии?

3. Покажите на рисунке зависимость между дирекционными углами и румбами. Для чего от дирекционных углов и азимутов переходят к румбам?

Приведите формулы для перехода от дирекционных углов к румбам. Вычислите румб линии, если дирекционный угол равен 315°30'.

Что называют сближением меридианов и как оно зависит от широты точки и удаления ее от осевого меридиана зоны? Как перейти от дирекционного угла линии к истинному азимуту этой линии?

Рассчитайте максимальную величину сближения меридианов, если географическая широта точки 60°. Напишите для этого случая (точка расположена на краю зоны западнее осевого меридиана) формулу для определения истинного азимута.

7. Что называют магнитным азимутом и как перейти к нему от измеренного на плане или карте дирекционного угла линии?

Какими ориентирным углами удобнее пользоваться при ориентировании на местности?

Вычислите магнитный азимут линии, дирекционный угол которой 200°30', если ее начальная точка имеет географические координаты 56°00' с. ш. и 36°00' в. д.; магнитное склонение - западное 6°00'.

10. Напишите формулы определения истинного азимута для линий, расположенных западнее и восточнее осевого меридиана, если известен дирекционный угол линии.

4. Топографические планы и карты

Понятие о плане, карте и профиле. Масштабы: численный, линейный и поперечный. Точность масштаба. Разграфка и номенклатура топографических карт и планов.

Рельеф земной поверхности и его изображение на топографических картах и планах. Изображение рельефа горизонталями. Высота сечения рельефа, заложение и уклон. Графики заложений. Условные знаки.

Задачи, решаемые по топографическим картам и планам: определение координат точек, длин линий, ориентирных углов, площадей участков, высот точек и крутизны ската; построение профиля линии местности, линии заданного уклона и границ водосборного бассейна.

Литература: [1. § 11 - 18]; [2. § 1 - 8).

Указания по изучению темы

Особое внимание необходимо обратить на выявление принципиальных различий между картой и планом, уяснение понятия «точность масштаба», понимание сущности способа изображения рельефа горизонталями, а также на методы решения задач по топографическому плану и карте. Для приобретения навыков решения задач по топографическому плану предусмотрена лабораторная работа. Полное и сознательное выполнение индивидуального задания на лабораторную работу - необходимое условие грамотного использования топографических планов и карт в качестве топоосновы при проектировании инженерных сооружений. При наличии индивидуального задания и методических указаний по ее выполнению работа может быть выполнена самостоятельно.

Вопросы и задачи для самостоятельной работы

Что такое топографический план и топографическая карта? В чем их сходство и различие?

Что называется масштабом и как он выражается? Что называют предельной точностью масштаба? Укажите предельную точность масштабов 1:10000 и 1:1000.

Постройте график поперечного масштаба и отложите на нем расстояние 34,27 м в масштабах 1:2000 и 1:500, предварительно округлив это расстояние в соответствии с точностью указанных масштабов.

Для чего нужно знать номенклатуру карт и планов? Листам плана или карты, и каких масштабов соответствуют номенклатуры М-36-144-А-б; 17-A-IV; 17-А-16?

5. Что называют высотой сечения рельефа и заложением? Как определить отметку точки, лежащей между горизонталями?

6. Что такое уклон, и по какой формуле он определяется? Как его выразить в процентах и в промилле? Как построить график заложений для уклонов и как провести на плане или карте линию заданного уклона?

Рассчитайте величину заложения, соответствующую заданному уклону 25%₀, если масштаб плана 1:2000, а высота сечения рельефа 1 м.

Как определить географические и прямоугольные координаты точки на карте? Как измерить на карте дирекционный угол и перейти от него к магнитному азимуту?

Какие способы применяют для определения площадей на планах и картах и какова их точность?

10. Что называют водосборным бассейном (водосборной площадью) и как на топографическом плане или карте определяют его границу?

5. Элементы теории погрешностей измерений

Систематические погрешности, их характеристика. Случайные погрешности их свойства. Арифметическое среднее. Средняя квадратическая и предельная погрешности отдельного измерения. Абсолютная и относительная погрешность Средняя квадратическая погрешность функции измеренных величин. Средняя квадратическая погрешность арифметического среднего. Двойные измерения.

Понятия о неравноточных измерениях. Понятие о весе результата измерений. Весовое среднее. Средние квадратические погрешности единицы веса и весового среднего.

Основные правила техники геодезических вычислений.

Литература: [1, § 20 - 28]; [2, § 9 - 14].

Указания по изучению темы

Производственная деятельность инженеров строительных специальностей включающая изыскания, проектирование и строительство различных инженерных сооружений, а также проведение работ по геодезическому контролю строительства, связана с различного рода измерениями. Им приходится иметь дело с оценкой точности геодезических работ на разных стадиях строительства: при создании съемочного обоснования и разбивочной основы, дополнении топографических съемок, вынесении проекта в натуру, оценке соответствия конструктивных элементов проектному положению и ходе строительства и эксплуатации объекта проведении исполнительных съемок. Нормы точности геодезических работ, и назначаемые в СНиПе н в других нормативных материалах, даются в форме абсолютных и относительных квадратических погрешностей, допустимых невязок геодезических ходов, допусков при выполнении разбивочно - разметочных построений.

При этом решают следующие основные задачи: оценка точности результата измерений; нахождение из ряда произведенных измерений наиболее надежного значения измеряемой величины и оценка его точности; предвычисление ожидаемых погрешностей результатов измерений; обоснование рекомендаций по методике геодезических измерений и применению средств измерений, обеспечивающих необходимую точность в соответствии со СПнПом и другими нормативными документами. Необходимые навыки решения задач студенты приобретают в ходе выполнения лабораторной работы. При наличии индивидуальных заданий к лабораторной работе она может быть выполнена самостоятельно.

Задачи 6 - 9 рекомендуется решать после изучения темы 6.

Вопросы и задачи для самостоятельной работы

В чем главное различие между случайными и систематическими погрешностями измерений?

Какими свойствами обладают случайные погрешности?

Почему среднее арифметическое из результатов равноточных измерений является вероятнейшим значением измеряемой величины?

Чем различаются истинные погрешности и вероятнейшие? Каким свойством обладает сумма вероятнейших погрешностей и как это свойство используется при оценке точности геодезических измерении?

Точность измерения, каких величин целесообразно оценивать относительными погрешностями? Что такое предельная погрешность и как ее устанавливают?

6. Найдите среднюю квадратическую погрешность определения превышения тригонометрическим нивелированием, если длина линии 100м и погрешностью ее измерения можно пренебречь, а угол наклона линии - малая величина, измеренная со средней квадратической погрешностью 0,5'.

7. Найдите среднюю квадратическую погрешность определения превышения геометрическим нивелированием из середины, если погрешность отсчетов по рейкам 2.

Найдите абсолютную и относительную погрешности определения расстояния по нитяному дальномеру, если коэффициент дальномера К = 100,0, длина линии 80м, а длина отрезка рейки между дальномерными нитями (в поле зрения трубы) отсчитана с погрешностью 2,5мм.

Рассчитайте необходимое количество приемов, если значение угла должно быть определено со средней квадратической погрешностью не более 15", а средняя квадратическая погрешность измерения угла одним приемом 30".

Как определить вес измерения, если известна средняя квадратическая погрешность измерения?

Какие измерения называют неравноточными?

В чем принципиальное различие при отыскании вероятнейшего значения измеряемом величины из равноточных и неравноточных измерений?

6. Геодезические измерения

Угловые измерения. Принципы измерении горизонтального угла и угла наклона. Теодолит, схема его устройства; оси и части теодолита. Отсчетные приспособления - верньер, штриховой и шкаловой микроскопы. Типы теодолитов. Установка теодолита в рабочее положение. Поверки и юстировки теодолитов.

Измерение горизонтальных углов, точность намерения. Вертикальный круг теодолита. Измерение углов наклона; формулы для вычислений.

Приборы пониженной точности для угловых измерений (гониометры, эклиметры и др.).

Литература: [1,§ 35 - 47]; [2, § 15 - 21].

Линейные измерения. Общие сведения о назначении, методах, точности линейных измерений и применяющихся типах мерных приборов.

Подготовка измеряемых линий на местности. Измерение расстояний с помощью землемерных лент и рулеток. Bведение поправок в длину измеренной линии. Точность измерения землемерной лентой.

Оптические дальномеры. Нитяной дальномер, его теория, применение, точность. Определение коэффициента дальномера. Рабочая формула нитяного дальномера. Приведение к горизонту длин линии, измеренных нитяным дальномером. Дальномеры двойного изображения: теория, устройство, конструктивные особенности, применение, точность.

Общие сведения об измерений расстояний радиофизическими методами.

Определение неприступных расстояний.

Литература: [1, § 48 - 52]; [2, § 22 - 34].

Нивелирование. Задачи нивелирования. Классификация методов нивелирования. Принципиальная сущность геометрического, тригонометрического, физического, стереофотограмметрического и автоматического нивелирования.

Способы геометрического нивелирования. Нивелирные знаки. Основные типы нивелиров. Устройство и поверки нивелиров с цилиндрическими уровнями и с компенсаторами. Нивелирные рейки. Основные источники погрешностей геометрического нивелирования. Порядок и состав работ при геометрическом нивелировании, нивелирование связующих и промежуточных точек; контроль измерений.

Тригонометрическое нивелирование. Основные формулы и методика тригонометрического нивелирования.

Литература [1, § 53 - 67, 60 - 71]; [2, § 35 - 46].

Указания по изучению темы

В указаниях по разграничению обязанностей между работниками геодезической службы и линейным персоналом строительства сформулированы требования к инженеру - строителю; уметь самостоятельно работать с основными геодезическими приборами и выполнять комплекс геодезических измерений. Принципиальные схемы устройства геодезических приборов, их поверки и правила геодезических измерений достаточно подробно описаны в учебной литературе. Навыки работы с геодезическими приборами студенты приобретают в ходе обязательных лабораторных занятий. Усвоение содержания темы обеспечит успешное выполнение контрольных работ 1 и 2. Для более подробного изучения новых типов геодезических приборов, перспектив их дальнейшего совершенствования, правил содержания приборов на строительной площадке рекомендуем обратиться к дополнительной литературе [4, 10].

Вопросы для самостоятельной работы

Начертите схему измерения горизонтального угла и угла наклона.

Начертите схему осей теодолита и сформулируйте требования к их взаимному положению.

Какие отсчетные устройства применяются в теодолитах? Назовите основные типы теодолитов, их обозначения, основные характеристики и области применения.

Какие поправки вводят в результат измерения расстояния землемерной лентой? Приведите формулы и опишите методику нахождения поправок.

Назовите основные типы дальномеров, их обозначения, точность и области применения. Какой принцип измерения расстояний используется в нитяном дальномере? Напишите рабочую формулу нитяного дальномера.

Что называют местом нуля (МО) вертикального круга и для чего его надо знать? Какой порядок работы при измерении угла наклона?

Выведите формулу для введения поправки за наклон линии, измеренной нитяным дальномером.

Напишите и проанализируйте формулы для вычисления отметок точек при геометрическом нивелировании способами «из середины» и «вперед».

Перечислите основные типы нивелиров, их обозначения, характеристики и области применения.

10. Напишите формулы для определения превышений тригонометрическим нивелированием по расстояниям, измеренным землемерной лентой и нитяным дальномером.

7. Геодезические сети

Классификация геодезических сетей. Государственная геодезическая сеть, геодезические сети сгущения, специальные и съемочного обоснования. Основные геодезические задачи, которые решают при построении сетей. Методы определения планового положения точек: триангуляция, трилатерация, полигонометрия, геодезические засечки. Высотные сети.

Литература: [1, § 29 - 34,56, 76 - 80]; [2, § 47].

Указания по изучению темы

Особенно важно уяснить сущность прямой и обратной геодезических задач, принципы построения плановых и высотных геодезических сетей Рекомендуется следующая схема самостоятельного изучения: исходные данные - измеряемые величины - определяемые величины - используемые формулы для вычисления определяемых величин. Глубокое усвоение темы необходимо для успешного выполнения контрольной работы 1.

Вопросы для самостоятельной работы

Что называют геодезической сетью? В чем состоит основной принцип построения и развития геодезических сетей и как он реализуется на практике?

2. Назовите основные показатели государственной геодезической сети.

3. В чем сущность метода триангуляции? Приведите основные формулы определения искомых величин.

4. В чем сущность метода полигонометрии? Приведите основные формулы определения искомых величин.

5. В чем сущность полигонометрии? Как вычислить дирекционный угол стороны хода, если известны дирекционный угол предыдущей стороны и вправо по ходу лежащий угол между этими сторонами?

6. В чем сущность прямой геодезической задачи на координаты? При выполнении, каких работ она находит применение?

7. В чем сущность обратной геодезической задачи на координаты? При выполнении каких работ она находит применение?

8. Назовите основные показатели геодезических сетей сгущения.

9. Как обозначают и закрепляют на местности пункты плановых геодезических сетей?

10. Как обозначают и закрепляют на местности пункты нивелирной сети?

8. Съемочное геодезическое обоснование

Плановое съемочное обоснование, его виды. Выбор целесообразного в технико-экономическом отношении метода обоснования. Схемы построения теодолитных ходов. Последовательность выполнения работ: проектирование, рекогносцировка, закрепление пунктов, угловые и линейные измерения; допуски, контроль. Привязки к пунктам геодезической сети. Вычислительные работы.

Высотное съемочное обоснование, его виды и схемы построения. Техническое, тригонометрическое нивелирование; теодолитно-высотные ходы. Выбор целесообразного в технико-экономическом отношении метода обоснования. Методы, инструменты, допуски, контроль. Привязка к пунктам опорной геодезической сети. Вычислительные работы.

Литература: [1, § 82 - 85, 94]; [2, § 48 - 53].

Указания по изучению темы

Твердое знание темы необходимо для успешного решения задач в контрольной работе 1.

Необходимо обратить внимание на то, что теодолитные ходы широко применяются при создании съемочного обоснования, при инженерных изысканиях для различных видов строительства, при перенесении в натуру проектов сооружений. При изучении методов высотного обоснования следует рассмотреть два способа: проложение нивелирных и теодолитно-высотных ходов. Особое внимание надо обратить на привязку теодолитных ходов к опорной геодезической сети.

Вопросы и задачи для самостоятельной работы

Назовите требования к длине и точности теодолитных ходов, применяемых для планового обоснования съемок масштабов 1:500 и 1:5000.

Изобразите и сопроводите пояснениями типовые схемы теодолитных ходов, применяемые для планового съемочного обоснования.

Опишите состав работ при проложении теодолитно-высотных ходов.

Как измеряют углы и линии в теодолитных ходах?

Какова последовательность камеральной обработки результатов измерений в теодолитных ходах?

Вычислите угловую невязку в замкнутом теодолитном ходе, если сумма измеренных внутренних углов четырехугольника равна 359°56', и сравните ее с допустимой невязкой.

Как вычисляют невязки в приращениях координат в замкнутом и разомкнутом теодолитных ходах? Как вводят поправки в приращения координат?

Чем определяется выбор метода создания высотного съемочного обоснования?

Как увязывают нивелирные и теодолитно-высотные ходы съемочного обоснования?

10. Вычислите допустимые невязки нивелирного хода по приведенным в литературе формулам, если длина хода 500м, а число станций 6. Укажите области применения формул.

9. Топографические съемки

Классификация топографических съемок. Общая характеристика полевых и камеральных работ при различных методах съемки Выбор масштаба съемки и высоты сечения рельефа.

Литература: [1, § 86, 87].

Теодолитная (горизонтальная) съемка. Сущность теодолитной съемки. Состав и порядок производства полевых работ. Запись результатов съемки. Обработка результатов съемки и составление плана участка. Особенности съемки застроенной территории.

Литература: [1, § 88 - 91]; [2, § 54 - 60].

Тахеометрическая съемка. Сущность тахеометрической съемки. Инструменты, применяемые при тахеометрической съемке. Понятие о тахеометрах-автоматах. Формулы для определения расстояний и превышений. Производство тахеометрической съемки. Обработка материалов съемки, составление и оформление топографического плана участка.

Литература: [1, § 92 - 96]; [2, § 61 - 64].

Нивелирование поверхности (вертикальная съемка). Способы нивелирования поверхности. Применяемые инструменты. Полевые и вычислительно-графические работы при нивелировании по квадратам.

Литература: [1, § 97]; [2, § 65].

Мензульная съемка. Сущность и условия применения мензульной съемки. Инструменты, входящие в мензульный комплект. Понятие о производстве съемки и составлении топографического плана местности.

Литература: [1, § 98 - 104]; [2, § 66 - 67].

Фототопографические съемки. Виды фототопографических съемок. Понятие об аэрофотосъемке. Свойства аэрофотоснимка. Линейные и угловые измерения, определение превышений по аэрофотоснимкам. Понятие о комбинированном и стереотопографическом методах аэрофототопографической съемки. Сущность наземной фототеодолитной съемки.

Литература: [1, § 105 - 116]; [2, § 68 - 70].

Указания по изучению темы

Теме придается большое значение, так как изучаемые в ней методы топографических съемок находят широкое применение при инженерных изысканиях для строительства на исполнительных съемках, что закреплено в СНиПе, инструкциях и руководствах [6 - 8, 11 - 13, 17]. Усвоение методов топографических съемок необходимо для грамотного использования типографических карт и планов как подосновы для генпланов, стройгенпланов, ситуационных планов, решения многих задач проектно-изыскательских и разбивочных работ.

Преимущественные условия применения различных методов топографической съемки в строительстве определены СНиП II-9-78 (с. 15). Сложность самостоятельного изучения темы заключается в том, что без полевой практики целый ряд вопросов (состав и методика проведения полевых топографических работ, содержание полевой документации) трудно воспринимается. Раскрытию существа этих вопросов уделяется основное внимание в установочной лекции по теме.

Изучая методику тахеометрической съемки, следует понять, когда этот вид съемки применяется (см. СНиП II-9-78), а также, что на стадии получения контурного плана он включает комплекс всех работ, относящихся к теодолитной (горизонтальной) съемке. Главное внимание следует обратить на глубокое уяснение существа формул тахеометрической съемки, усвоение состава и содержания полевых работ и получаемых при этом полевых материалов. Камеральные вычислительно-графические работы, включая составление топографического плана строительной площадки, осваиваются в процессе выполнения контрольной работы 1.

Методика вертикальной съемки изучается в ходе выполнения лабораторной работы по проектированию вертикальной планировки. При самостоятельной работе особое внимание надо обратить на изучение полевых геодезических работ по разбивке площадки на квадраты и нивелирования по квадратам в условиях многоэтажной или плотной застройки.

При ознакомлении с методикой мензульной съемки обращается внимание на условия преимущественного применения этого вида съемки и применяемые геодезические инструменты.

Изучение принципиальных основ фототопографических методов имеет целью получить первоначальные сведения об эффективности применения аэро - и космических материалов, прогрессивных фототопографических методов съемки при проведении проектно-изыскательских работ в строительстве: сгущения опорной планово-высотной съемочной сети фотограмметрическими методами; составления топографической подосновы в виде фотопланов и фотокарт; проектирования планировки и застройки населенных мест; выбора участка под строительство; выбора направлений трасс для строительства сооружений линейного типа; перенесения проектов в натуру и т. д. При этом следует иметь в виду, что область применения фототопографических методов в строительстве постоянно расширяется, что закреплено в соответствующих СНиПах, инструкциях и руководствах [7, 8, 11, 17]. Принципиальные основы фототопографических методов раскрываются в лекции, приемы измерений по аэрофотоснимкам осваиваются в ходе лабораторного занятия.

Вопросы и задачи для самостоятельной работы

Как классифицируют методы топографической съемки? Каковы принципиальные особенности основных методов съемки? Укажите области применения различных методов съемки.

Какие приборы применяют при теодолитной (горизонтальной) съемке и какую составляют полевую документацию? Назовите способы съемки элементов ситуации. Можно ли при теодолитной съемке определять расстояния по нитяному дальномеру?

3. Какие приборы применяют при тахеометрической съемке и какую составляют полевую документацию? Чем отличается абрис тахеометрической от абриса теодолитной съемки?

4. Каков порядок работы на станции при тахеометрической съемке? Как вычисляют превышения реечных точек относительно станций и их отметки?

Какие виды съемочного обоснования применяют при тахеометрической съемке? Приведите формулы для вычисления допустимых невязок.

Какие приборы применяют при вертикальной съемке (нивелировании поверхности) и какую составляют полевую документацию? Опишите методику разбивки участка на квадраты, нивелирования по квадратам и вычисления отметок вершин квадратов.

Как классифицируют фототопографические съемки? Опишите исходные материалы и технические средства их получения. Назовите основные параметры аэрофотосъемки.

Выполните анализ формул, описывающих смещения изображения точек, обусловленные наклоном аэрофотоснимка и рельефом местности. Как определить масштаб аэрофотоснимка и измерить по нему расстояние?

Как определяют высоты объектов и превышения по аэрофотоснимкам?

Рассчитайте среднюю квадратическую погрешность определения высоты объекта по стереопаре аэрофотоснимков, если высота фотографирования 500 м, продольное перекрытие аэрофотоснимков формата 18Ч18 см равно 60%, а погрешность измерения разностей продольных параллаксов 0,02 мм.

ЧАСТЬ II (СПЕЦИАЛЬНАЯ)

10. Инженерно - геодезические изыскания

Задачи и состав инженерно-геодезических изысканий для строительства. Нормативные документы. Выбор метода, масштаба топографической съемки и высоты сечения рельефа в зависимости от стадии проектирования, вида сооружения и характера местности. Инженерно-геодезические работы при изысканиях сооружении линейного типа. Понятие о камеральном и полевом трассировании.

Литература: [1, § 120 - 123]; [2, § 73 - 75].

Указания по изучению темы

Основное содержание темы изложено в учебной литературе. Для более подробного изучения темы рекомендуем воспользоваться дополнительной литературой [8, 12, 14, 16]. Задачи и состав инженерно-геодезических изысканий, классификация методов топографической съемки, требования к масштабу съемки и высоте сечения рельефа, основные условия применения различных методов съемки определены СНиП II-9-78 (с. 6 - 8, 15). Требования к материалам инженерно - геодезических изысканий в зависимости от решаемых проектных задач четко изложены в «Руководстве по инженерным изысканиям для строительства». М.,1998 (табл. 3).

Так как теорию и практику составления топографических планов студенты усвоили в ходе изучения темы 9 и выполнения контрольной работы 1, то в этой теме главное внимание необходимо обратить на особенности технологии инженерно-геодезических работ для строительства линейных сооружений. Принципиальные вопросы, определяющие основное содержание темы и сущность контрольной работы 2, будут рассмотрены в установочной лекции.

Вопросы и задачи для самостоятельной работы

1. Назовите состав и задачи инженерно-геодезических изысканий по СНиП II-9-78.

Назовите требования к методу, масштабу топографической съемки и вы

соте сечения рельефа в зависимости от вида сооружения и характера местности в районе строительства (по СНиП II-9-78).

Каковы состав и последовательность работ при инженерно - геодезических изысканиях сооружений линейного типа? Дайте определения терминам «пикетаж трассы» и «пикет».

Какие точки трассы называют связующими и промежуточными? Как их нивелируют и как вычисляют отметки этих точек?

Какую документацию ведут при разбивке пикетажа? Каково содержание пикетажного журнала?

Какие точки круговой кривой называют главными? Рассчитайте по формулам элементы круговой кривой, если угол поворота трассы 60°, а радиус кривой равен 200 м.

Рассчитайте пикетажные значения главных точек круговой кривой, если пикетажное значение вершины угла поворота ПК4+20,45, угол поворота трассы 60°. радиус кривой 100 м.

Как определяют положение главных точек кривой на местности? Как вычисляют и используют при разбивке пикетажа величину домера?

Как вынести пикет на кривую? Приведите формулы и опишите методику полевых работ.

Как рассчитать длины и румбы прямых вставок трассы?

Для чего на профиле берут линию условного горизонта?

11. Инженерно-геодезическое проектирование

Генплан, стройгенплан и ситуационный план (по СИиП I-2-80), топографическая основа для их составления. Проектирование геодезической разбивочной основы для строительства, требования к точности (но СИнН III-2-75). Понятие о содержании проекта производства геодезических работ (ППГР). Проектирование разбивочной основы. Способы плановой разбивки сооружений и подготовки данных для перенесения проекта в натуру. Разбивочные чертежи.

Проектирование оси линейного сооружения по продольному профилю. Расчет вертикальных кривых. Понятие об автоматических системах проектирования сооружений линейного типа. Геодезические расчеты при проектировании вертикальной планировки участка, составление картограммы земляных работ.

Литература: [1, § 124 - 130]; [2, § 77, 78].

Указания по изучению темы

Материал темы в основном изложен в учебной литературе. Для более глубокого изучения темы рекомендуется обратиться к дополнительной литературе [13, с. 3 - 9]; [14, § 133 - 135]: [16, с. 174, 175, 191 - 194, 279]. Трудность самостоятельного изучения темы обусловлена тем, что у студентов пока еще нет необходимых специальных знаний. Принципы и приемы проектирования по материалам инженерно-геодезических и других изысканий, составления необходимой проектной документации изучаются в специальных дисциплинах. При изучении инженерной геодезии ставится пока узкая задача - уяснить суть геодезических расчетов, выполняемых при проектировании планово-высотной разбивочной основы на строительной площадке и определении исходных данных для геодезических разбивочных работ, проектировании вертикальной планировки и сооружений линейного типа. Это обстоятельство учитывается при проведении установочного лекционного занятия по теме. Практические навыки проектирования по продольному профилю трассы, выполнения геодезических расчетов при подготовке исходных данных для разбивки сооружений и проектировании вертикальной планировки студенты приобретают в ходе выполнения контрольной работы 2 и соответствующих лабораторных работ, которые студенты выполняют самостоятельно по индивидуальным заданиям.

Вопросы и задачи для самостоятельной работы

1. Назовите основные виды и классы точности плановой геодезической разбивочной основы, проектируемой для обеспечения строительства (по СНиП ЙЙЙ-2-75).

2. Назовите основные виды и классы точности высотной геодезической разбивочной основы, проектируемой для обеспечения строительства (по СНиП ЙЙЙ-2-75).

3. Какие топографо-геодезические материалы необходимы для проектирования вертикальной планировки?

4. Назовите способы плановой разбивки сооружений и области их преимущественного применения. Покажите разбивочные элементы.

5. Изобразите на рисунке схему полярного способа разбивки сооружений и поясните способы определения разбивочных элементов.

6. Изобразите на рисунке схему разбивки сооружений угловой засечкой. Как определяют величины разбивочных элементов?

7. Изобразите на рисунке схему разбивки сооружений способом прямоугольных координат. В каких случаях эффективно применение этого способа?

8. Изобразите на рисунке схему разбивки сооружений линейной засечкой. Когда удобно применять этот способ?

9. Что называют разбивочным чертежом, с какой целью он составляется и каково его содержание?

10. Какие геодезические расчеты, и в какой последовательности выполняют при проектировании горизонтальной площадки под условием соблюдения баланса земляных работ?

Геодезические разбивочные работы

Сущность геодезических разбивочных работ, их виды. Плановые и высотные геодезические разбивочные работы. Основные элементы геодезических работ и методика их выполнения на местности: построение проектного отрезка и проектного угла, вынесение в натуру проектной отметки, построение линии проектного уклона. Построение разбивочной сети. Требования к геодезическим разбивочным работам в процессе строительства и условия обеспечения точности по СНиП ЙЙЙ-2-75.

Способы разбивки точек и осей сооружений. Закрепление осей сооружений на местности. Способы детальной разбивки кривых. Передача отметок на высокую точку сооружения и дно глубокого котлована. Определение высоты сооружения с помощью теодолита. Исполнительные съемки.

Литература: [1, § 129 - 143, 158]; [2, § 78].

Указания по изучению темы

В теме рассматриваются принципиальные вопросы геодезических разбивочных работ и основные технические приемы, общие для всех видов строительства. Специфика выполнения разбивочных работ применительно к различным видам строительства рассматривается в темах 14 - 18. Содержание темы достаточно полно изложено в учебной литературе. Для самостоятельного углубленного изучения рекомендуем обратиться к дополнительной литературе [9, § 39, 41]; [14, § 136 - 140]; [15]; [17]. Однако самостоятельное изучение темы затрудняется отсутствием необходимой специальной подготовки, что учитывается при чтении лекции.

Вопросы для самостоятельной работы

Какие геодезические работы называют разбивочными? Назовите классы точности геодезических разбивочных работ по СНиП ЙЙI-2-75.

Как построить на местности проектный отрезок?

Как построить на местности проектный горизонтальный угол?

4. Как вынести на местность проектную отметку?

Как построить линию заданного проектного уклона с помощью нивелира?

Как передать отметку на монтажный горизонт?

Как передать отметку на дно глубокого котлована?

Как определить высоту сооружения с помощью теодолита?

Какими способами осуществляют детальную разбивку круговых кривых? Назовите условия применения каждого из способов.

Как разбить линию заданного уклона с помощью теодолита?

С какой целью, и какими методами проводят исполнительные съемки? Какую исполнительную документацию составляют?

13. Геодезические наблюдения за смещениями и деформациями сооружений