Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Построение плана трассы автодороги

1.1 Расчет горизонтальных круговых кривых.

1.2 Вычисление элементов горизонтальных кривых.

1.3 Вычисление пикетажных значений главных точек круговых кривых.

1.4 Составление ведомости прямых и кривых.

1.5 Построение магистрального хода горизонтальных кривых

1.6 Вынос пикетов на кривую

2. Составление продольного профиля трассы автомобильной дороги

2.1 Обработка журнала нивелирования.

2.1.1 Вычисление превышений.

2.1.2 Вычисление отметок связующих и промежуточных точек.

2.2 Построение сетки профиля и нанесение линии земли.

2.3 Нанесение проектной линии на продольный профиль дороги

2.3.1 Вычисление проектных и рабочих отметок.

2.4 Проектирование вертикальных кривых

2.4.1 Вычисление элементов вертикальных кривых.

2.4.2 Вычисление пикетажных значений главных точек вертикальных кривых.

2.4.3 Вычисление проектных отметок точек на вертикальных кривых.

2.5 Вычисление рабочих отметок точек на вертикальных кривых

2.6 Определение положения точек нулевых работ

3. Построение профиля поперечника трассы

3.1 Обработка журнала нивелирования поперечника.

3.2 Построение сетки поперечного профиля, нанесение линии земли и проектной линии.

Список использованных источников

1. Построение плана трассы автодороги

После окончания трассирования, трасса разбивается на отрезки длиной 100 м, которые называются пикетами. Пикеты закрепляют на местности колышками забитыми вровень с землёй. Одновременно с разбивкой пикетажа по трассе закрепляют плюсовые точки, т.е. точки характерного изменения рельефа местности между пикетами.

Поперечники разбиваются перпендикулярно направлению трассы, а на углах - по биссектрисам. Длина поперечника зависит от характера сооружений. В нашей курсовой работе длина поперечника 100 м.

Разбив пикеты до вершины угла поворота, и установив пикетажное положение вершины угла по углу поворота трассы и выбранному радиусу, вычисляют основные элементы круговой кривой (тангенс, кривую, биссектрису, домер).

Наименьшие радиусы кривых в плане на дорогах I - II категории 800 м, III - 600м, IV - 300м; V - 150м

1.1 Расчет горизонтальных круговых кривых

Основными элементами круговых кривых являются: угол поворота г (угол отклонения трассы от предыдущего направления), определяемый на местности; радиус кривой R, назначаемый в зависимости от условий местности и категории трассы; дорожный тангенс Т, отрезок от вершины угла (ВУ) поворота трассы до начала кривой (НК) или конца кривой (КК); длина кривой К; биссектриса Б, отрезок от вершины угла (ВУ) до середины кривой (СК); домер Д. Элементы и главные точки горизонтальной круговой кривой приведены на Рис.1.



Рис. 1. Элементы и главные точки горизонтальной круговой кривой

При трассировании на кривых линейные измерения проводят по тангенсам, а длину трассы считают по кривой.

1.2 Вычисление элементов горизонтальных кривых

Элементы кривых вычисляют по указанным в пикетажном журнале аргументам б и R по следующим флормулам:

; ; ;

Для значений б=22°41 и R=600 м первой круговой кривой:

м.

м. м.

Для значений б=51?52 и R=300 м второй круговой кривой:

м. м.

м. м.

Для значений б=34?06 и R=400 м третей круговой кривой:

м. м.

м. м.

1.3 Вычисление пикетажных значений главных точек круговых кривых

Пикетажные значения главных точек кривых находят по формуле:

ПК НК= ПК ВУ - Т

ПК КК = ПКНК + К

ПК СК=ПК НК + К/2

Контрольными являются формулы:

ПК К = ПКВУ + Т - Д

ПК СК=ПК КК - К/2

Расчет выполняется в виде схемы:

Контроль:

Вычисление пикетажных значений главных точек круговых кривых:

Первая круговая кривая:

Контроль:

Вторая круговая кривая:

Контроль:

Третья круговая кривая:

Контроль:

1.4 Составление ведомости прямых и кривых

Пользуясь вычисленными данными, заполняют графы 1-11 (Табл. 2)

По заданному азимуту А, начального направления трассы и углам поворота вычисляют азимуты последующих направлений:

или

,

где - азимут предыдущего прямого участка трассы;

- азимут последующего прямого участка трассы;

- углы поворота трассы вправо и влево.

Вычисленные азимуты нужно перевести в румбы (Табл. 1.).

Таблица 1

Перевод азимутов в румбы

Азимут	Определение румба по азимуту	№ четверти, название румба
А=0о-90о	r=a	I CB
А=90о-180о	r=180o-A	II ЮВ
А=180о-270о	r=А-180o	III ЮЗ
А=270о-360о	r=360o-A	IV СЗ

Расстояние S между вершинами углов вычисляются по формуле:

, где

- пикетажное значение данной вершины угла;

- пикетажное значение предыдущей вершины угла;

Д - домер, относящийся к предыдущей вершине угла.

Далее вычисляют длины прямых вставок (расстояние между концом предыдущей кривой и началом последующей). Длины прямых вставок находятся по формуле:

, где

- пикетажное значение начала последующей кривой;

- пикетажное значение конца предыдущей кривой.

Все вычисленные данные заносятся в графы 12-15 табл. 2

Для контроля правильности составления ведомости прямых и кривых подсчитывают суммы чисел:

1. Разность между суммой правых и суммой левых углов поворота должна равняться разности азимутов конечного и начального участка трассы:

Уб_пр - Уб_лев=А_п - А_1.

2. Сумма прямых вставок Р плюс сумма кривых К должна равняться сумме трассы по пикетажу:

УР+УК=L.

3. Сумма расстояний S между вершинами углов поворота минус сумма домеров должна равняться длине трассы по пикетажу:

УS - УД = УL .

4. Разность между удвоенной суммой тангенсов и суммой кривых должна равняться сумме домеров:

2Т - К = Д.

1.5 Построение магистрального хода горизонтальных кривых

План трассы строят по румбам и расстояниям между вершинами углов на листе бумаги длиной 841 мм и шириной 297 мм в масштабе 1:2000, используя данные пикетажного журнала (вариант 9) и ведомости прямых и круговых кривых.

Для построения плана лист бумаги располагают длинной стороной горизонтально, отступают 4-5 см от левого края листа, посередине короткой стороны листа намечают точку ПКО.

От этой точки проводят горизонтальную линию, и на этой линии в масштабе 1:2000 откладывают расстояние S₁ между ПКО и ВУ 1 и получают положение первой вершины угла поворота ВУ 1.

В точке ВУ 1 при помощи транспортира откладывают первый угол поворота б₁ вдоль этого направления откладывается расстояние S м., и находят положение второй вершины угла ВУ 2. Аналогичными построениями определяется положение последующих вершин и конец трассы.

Контроль: 2Т - К = Д: 2·360,97-713,6=8,34 УР+УК= УS - УД = УL : 786,4+713,6=1508,34-8,34=1500 Убпр - Ублев=Ак - Ан : 88?10-70?11=40?58-22,59?=17?59	Итого	ПК15	ВУ3	ВУ2	ВУ1	ПК0	1		ВУ	Таблица 2- Ведомость прямых и кривых
	-	-	ПК12+28,75	ПК8+12,29	ПК3+66,34	-	2		Пикетажное обозначение ВУ
	40?58'	-	16?28	24?30	-	-	3		Левый
	22?59'	-	-	-	22?59	-	4		Правый
	-	-	900	500	600	-	5	R	Элементы кривой, м	Кривая
	360,97	-	130,23	108,7	122,04	-	6	T
	713,6	-	258,66	214,1	240,84	-	7	K
	8,34	-	1,8	3,3	3,24	-	8	Д
	-	-	9,36	11,7	12,3	-	9	Б
	-	-	ПК10+98,52	ПК7+03,59	ПК2+44,3	-	10		ПК НК
	-	-	ПК13+57,18	ПК9+17,69	ПК4+85,14	-	11		ПК КК
	1508,34	273,05	419,76	449,19	366,34	12		Расстояние S, м	Прямая
	786,4	142,82	180,83	218,45	244,3	13		Прямая вставка Р, м
	-	70?11'	86?39'	111?09'	88?10'	14		Азимут, А
	-	СВ: 70?11'	СВ: 86?39'	ЮВ: 68?51'	СВ: 88?10'	15		Румб, r

Далее на оси трассы находят положение главных точек круговых кривых НК и КК. Для этого откладывают в обе стороны от вершины углов поворота соответствующие тангенсы (для контроля измеряются на плане длины прямых вставок, расхождения между измеренными и вычисленными значениями не должно превышать ±0,2 мм).

Положение пикетов и плюсовых точек наносят, пользуясь пикетажной книжкой (вариант 9). До ВУ 1 пикеты ПК 1, ПК 2, а также расстояние от задних пикетов до плюсовых точек откладывают в масштабе плана 1:2000. От ВУ 1 откладывается вперед домер Д и считают, что конец отрезка имеет то же пикетажное обозначение, что и вершина угла. От этой точки откладывается расстояние, равное дополнению до следующего пикета ПК 3, получают ПК 3, затем от этого пикета откладывают отрезки по 100 м и получают соответственно ПК 4, ПК 5, ПК 6. Дойдя до ВУ 2, все действия повторяются.

Круговые кривые на плане строят методом прямоугольных координат. Для заданного радиуса R. (для первой круговой кривой) и числа k - интервала промежуточных точек кривой (k для первой круговой кривой) находят значения x и y. автомобильный дорога трасса поперечный

Найденные абсциссы x откладываем по тангенсам от точек НК и КК в направлении вершины угла, на концах абсцисс строят перпендикуляры, на которых откладывают ординаты y.

Для построения середины кривой в точке ВУ строят направление биссектрисы левого (если угол поворота левый) или правого (если угол поворота правый) по ходу лежащего угла и откладывают длину биссектрисы Б (для первой круговой кривой Б₁).

1.6 Вынос пикетов на кривую

При трассировании некоторые пикеты попадают на тангенсы. Эти тангенсы необходимо вынести на кривую способом прямоугольных координат. Исходными данными для выноса пикетов являются величина радиуса кривой R и расстояние К от начала или конца кривой до пикета.

Далее, находят абсциссу х, соответствующую положению пикета на кривой, и ординату у по формулам:

, где

R - радиус кривой,

Ї центральный угол, соответствующий длине дуги k от начала или конца кривой до рассматриваемого пикета.

Центральный угол вычисляют по формуле:

Абсциссу х откладывают от точек НК или КК по тангенсам в направлении вершины угла, на концах абсцисс строят перпендикуляры, на которых откладывают ординату у.

На плане трассы ПК 4 и ПК 3 попали на тангенсы. Для выноса ПК 4 на кривую находят:

k = ПК3 - ПК2 + 44,3 = 55,7

соответствующий центральный угол:

прямоугольные координаты:

От начала кривой ПК 2+44,3 по тангенсу откладывают х=52,29 м, в этой точке строят перпендикуляр, на нем откладывают у =2,3 м и получают ПК3 на кривой.

Для выноса ПК 4 на кривую находим:

k = ПК КК1 - ПК 4 = ПК 4+85,14 - ПК 4= 85,14 м

От конца кривой ПК 4+85,14 по тангенсу откладывают х=86,82 м, в этой точке строят перпендикуляр, на нем откладывают у =7,6 м и получают ПК 4 на кривой.

Вынос пикетов на кривую представлен в табл. 3

Таблица 3

Вынос пикетов на кривую

Пикет	X, м	Y, м
3	52,29	2,3
4	86,82	7,6
8	95,40	9,19
9	17,45	0,3
11	1,41	0,54
12	54,94	1,23

План трассы автодороги приведен в приложении I.

Глава 2. Составление продольного профиля трассы автодороги

2.1 Обработка журнала нивелирования

• Нивелирование - это геодезические работы по определению превышений между точками земной поверхности. В нашей курсовой работе использовалось геометрическое нивелирование способом из ''середины''.

Нивелирование трассы лесовозной автомобильной дороги производили двухсторонними рейками. На связующие точки брали отсчеты по черной и красной сторонам рейки, на промежуточные - только по черной стороне. Выбор связующих точек определялся рельефом местности и предельно допустимой длиной луча визирования до 150 м.

В качестве связующих точек были выбраны как пикеты, так и плюсовые точки.

Так как между двумя соседними связующими точками уклон местности был значителен, и с одной станции невозможно было взять отсчеты по рейкам, установленным в этих точках, то были использованы дополнительные связующие Х-точки.

2.1.1 Вычисление превышений

Обработку журнала нивелирования начинают с вычисления превышений между связующими точками. Превышение передней связующей точки над задней связующей точкой вычисляем дважды (hч и hк) по отсчетам, взятым соответственно по черным и красным сторонам реек:

H_ч=а_ч - b_ч; Н_к=а_к - b_к;

где a_ч и а_к - отсчеты по черной и красной сторонам рейки на заднюю связующую точку;

b_ч и b_к - отсчеты по черной и красной сторонам реек на переднюю связующую точку.

Так, для двух связующих точек репера Rn1 и пикета нулевого ПКО имеем из графы «отсчет по рейке» журнала нивелирования:

а_ч =1568 мм и а_к =6354 мм ;

b_ч =1112 мм и b_к =5896 мм,

тогда h_ч = 1568 - 1112 = 456 мм,

h_к = 6354 - 5896 = 458 мм;

Аналогичным образом находят h_ч и h_к между всеми остальными связующими точками.

Разность превышений h_ч и h_к по абсолютной величине не должна быть больше 5 мм. Так как у нас это условие выполняется, то вычисляем среднее превышение:

Так, среднее превышение h_cр между двумя связующими точками Rn1 и ПКО:

мм.

Аналогичным образом вычисляют h_cр между остальными связующими точками.

Вычисленные превышения и средние превышения заносят в соответствующие графы журнала нивелирования (табл. 4).

В конце журнала выполняют постраничный контроль.

Для этого вычисляют сумму задних Уа_задн и передних Ув_пер отсчетов по двум сторонам реек, сумму отрицательных и положительных превышений Уh, сумму положительных и отрицательных средних превышений Уhср.

Контроль:

Уа_задн = 156823 мм; Ув_пер = 152985 мм;

Уh = 3838 мм; Уh _ср = 1919 мм.

Выполнение равенства:

Уа_задн - Ув_пер = Уh = 2 Уh _ср,

156823 мм - 152985 мм = 2·1919 мм = 3838 мм ,

показывает то, что вычисление превышений журнала нивелирования мы выполнили верно.

Для контроля полевых измерений вычисляем невязку в превышениях по формуле:

f_h= Уh_ср - (Н_кон - Н_нач),

где Уh_ср - сумма средних превышений по всему нивелирному ходу;

Н_кон - отметка конечного репера, т.е. Н_RП2;

Н_нач - отметка начального репера, т.е. Н_RП1;

Так как отметка начального репера Н_RП1 = 45,062 м, Н_RП2 = 47,009 м, Уh_ср = 1,919 м, то имеем

f_h= 1,919 - (45,062 - 47,009) = 28 мм.

Полученную фактическую невязку сравнивают с предельно допустимой невязкой хода, которую для технического нивелирования вычисляют по формуле:

f_h^пред = 50 мм ? vL,

где L - число километров хода.

Для нашего нивелирного хода L=1,5, поэтому имеем:

f_h^пред = 50 мм ? v1,5 ? 61 мм

так как получаем, что f_h< f_h^пред , то невязку распределяем поровну в виде поправок д_hi в средние превышения с противоположным знаком, т.е.

д_hi = - f_h/n

где n - число станций в нивелирном ходу, равное числу средних превышений. Сумма поправок должна равняться невязке с противоположным знаком, т.е.

Уд_hi = - f_h.

Поправки подписываем над средними превышениями. Исправленные средние превышения вычисляем по формуле:

h_iср ^испр = h_iср + (±д_hi )

Исправленное среднее превышение h_iср между связующими точками RП1 и ПКО:

H_iср^испр = 457+2 = 459 мм.

2.1.2 Вычисление отметок связующих и промежуточных точек

Используя отметку начального репера H_RП1 и исправленные превышения, последовательно вычисляем в метрах отметки связующих точек по формуле:

Н_i+1=H_i + h_iср^испр

где Н_i - отметка предыдущей (задней) точки;

Н_i+1 - отметка последующей (передней) точки.

Так, отметка пикета нулевого соответственно равна:

Н_пко = 45,062 + 0,459 = 45,521 мм

Вычисленные отметки записывают в соответствующую графу журнала технического нивелирования (табл.4).

Вычисленную отметку конечной связующей точки на одной странице переносят в первую строку следующей страницы. На последней странице получают заднюю отметку репера Н_RП2 , что является окончательным контролем правильности вычисления отметок связующих точек.

Для вычисления отметок промежуточных точек определяют горизонт инструмента на тех станциях, где есть промежуточные точки.

Горизонт инструмента, или высота горизонта инструмента, Н_ги - это высота горизонтального луча нивелира над уровенной поверхностью. Его вычисляем по формуле:

Н_ги = Н_а+а_ч,

где Н_а- отметка задней связующей точки на данной станции;

а_ч - отсчет по черной стороне рейки на задней связующей точке.

Так, согласно журналу нивелирования на третьей станции имеется промежуточная точка ПК 1. Определяем горизонт инструмента Н_ги на этой станции:

Н_ги = 42,987 + 0,364 = 43,351 м

Отметку промежуточной точки Нс на каждой станции вычисляют по формуле:

Н_сi=Н_гиi - C_i,

где Н_гпi - горизонт инструмента на станции;

С_i - отсчет по черной стороне рейки на промежуточной точке.

Так, отметка промежуточной точки ПК 1 равна:

Н_с=43,351 - 1,294 = 42,057 м

Таблица 4.

Журнал нивелирования

Станц	Точка	Отсчеты по рейке	Превышения	Средн превыш	ГИ	Отметки
		задн	перед	промеж	+	-	+	-
1	Рп 1	1568			456		457 +2 459			45062
		6354
	ПК 0		1112		458					45521
			5896
2	ПК 0	248				-2534		-2535 +1 -2534		45521
		5031
	ПК 0 + 26		2782			-2536				42987
			7567
3	ПК 0 + 26	364				-2249		-2251 +1 -2250	43351	42987
		5146
	ПК 1			1294						42057
	Х 1		2613			-2253				40737
			7399
4	Х 1	412				-2186		-2185,5 +1,5 -2184		40737
		5198
	ПК 2		2598			-2185				38553
			7383
5	ПК 2	321				-1047		-1046 +2 -1044	38874	38553
		5107
	+46			2381						36493
	ПК 3		1368			-1045				37509
			6152
6	ПК 3	2432			2014		2016 +2 2018			37509
		7219
	ПК 4		418		2018					39527
			5201
7	ПК 4	2442			1437		1434,5 +1,5 1436		41969	39527
		7224
	+30			362						41607
	ПК 4 + 64		1005		1432					40883
			5792
8	ПК 4 + 64	2552			1839		1839 +1 1840		43515	40963
		7337
	ПК 5			1405						42110
	Х 2		713		1839					42803
			5498
9	Х 2	2546			1952		1951 +1 1952			42803
		7331
	ПК 6		594		1950					44755
			5381
10	ПК 6	268				-2489		-2487,5 +1,5 -2486	45023	44755
		5053
	+73			2814						42209
	ПК 7		2757			-2486				42269
			7539
11	ПК 7	365				-2278		-2278 +2 -2276		42269
		5149
	Х3		2643			-2278				39993
			7427
12	Х3	324				-2349		-2348 +2 -2346	40317	39993
		5111
	ПК 8			927						39390
	ПК 8 + 39		2673			-2347				37647
			7458
13	ПК 8 + 39	1349				-408		-408,5 +1,5 -407		37647
		6132
	ПК 9		1757			-409				37240
			6541
14	ПК 9	1778			293		293 +1 294		39018	37240
		6562
	ПК 10			472						38546
	+80			1799						37219
	ПК 11		1485		293					37534
			6269
15	ПК 11	2207			1413		1413 +1 1414			37534
		6991
	Х4		794		1413					38948
			5578
16	Х4	2367			1643		1645 +1 1646		41315	38948
		7154
	ПК 12			732						40583
	ПК 12 + 19		724		1647					40594
			5507
17	ПК 12 +19	2317			1632		1631 +1 1632			40594
		7102
	Х5		685		1630					42226
			5472
18	Х5	2504			1779		1778 +1 1779			42226
		7289
	ПК 13		725		1777					44005
			5512
19	ПК 13	2328			1484		1486,5 +1,5 1488		46333	44005
		7115
	+65			1301						45032
	ПК 14			2168						44165
	+71			2322						44011
	ПК 15		844		1489					45493
			5626
20	ПК 15	1870			1513		1514,5 +1,5 1516			45493
		6656
	Рп 2		357		1516					47009
			5140

2.2 Построение сетки профиля и нанесение линии земли

Продольный профиль вычерчивается на листе миллиметровой бумаги размером 297х420 мм в масштабах: М_г 1:5000, М_в 1:500.

Профиль начинают строить с вычерчивания сетки профиля. Затем заполняют графы. В графе «Расстояния» откладывают в масштабе 1:5000 пикеты и плюсовые точки. В графу «Пикеты» записывают номера пикетов.

Если между пикетами есть плюсовые точки, то в графе «Расстояния» указываются расстояние от точки до пикетов или между точками.

Так, между ПК 2 и ПК 3 находится плюсовые точки ПК 2+30, ПК 2+64, расстояния записываем так, чтобы их сумма составляла 100 м. Отрезок 30 м., в масштабе 1:5000 откладываем от ПК 2. Отрезок 34 м в масштабе 1:5000 откладываем от ПК 2 +30.

При отсутствии плюсовых точек расстояния между пикетами не пишутся.

В графу «Отметки земли» над пикетами и плюсовыми точками выписывают из журнала нивелирования значения их отметок, округленные до 0,01 м.

От верхней линии графы «Развернутый план дороги», которую принимают за линию условного горизонта, напротив всех пикетов и плюсовых точек, проводят вверх перпендикуляры (ординаты).

Затем в вертикальном масштабе 1:500 от линии условного горизонта, откладывают на ординатах вверх отметки земли соответствующих пикетов и плюсовых точек. При этом десятые доли миллиметра оцениваются на глаз. Нанесенные точки соединяют прямыми линиями, получая линию фактической поверхности земли по оси будущей трассы.

В графе «Развернутый план дороги» наносят ситуацию в соответствии с данными из пикетажной книжки. Посередине графы проводят горизонтальную линию, изображающую ось дороги, развернутую в прямую линию. Стрелками, отходящими от нее, обозначают углы поворота трассы. Условными знаками вычерчивают ситуацию.

Графу «Прямая и кривая в плане» заполняют по данным ведомости прямых и кривых. В этой графе изображают прямолинейные участки дороги.

2.3 Нанесение проектной линии на продольный профиль дороги

Нанесение проектной линии предусматривает необходимость учёта условий проектирования:

· руководящий (максимальный) уклон i_р принимаем равным 30⁰/₀₀;

· проектные уклоны должны быть округлены до целых тысячных;

· шаг проектирования (минимально допустимое расстояние между переломами проектной линии) равен 50;

· следует стремиться проектировать дорогу в насыпи (наносить проектную линию выше фактической поверхности земли) высотой 0,8-1,0 м. Если уклон фактической поверхности земли превышает руководящий, допускается проектировать выемку;

· высота насыпи и глубина выемки (рабочая отметка) не должна превышать 2 м;

· если алгебраическая разность уклонов смежных участков по абсолютной величине превышает 20⁰/₀₀, то необходимо запроектировать вертикальные кривые;

· проектная отметка начала трассы (Н_пко) вычисляется прибавлением к отметке земли ПК1 значения h (для нашего варианта h= -1 м).

Проектирование выполняется последовательно, переходя от участка к участку.

Первоначально на профиле в вертикальном масштабе отмечают проектную отметку ПКО Н_нач, которая равна:

Н_нач=Н_зем + h

Н_нач=45,52 - 1 = 44,52

Затем в соответствии с характером рельефа выбирают первую точку перегиба трассы ПК2+46. Намечают на профиле проектную точку ПК2+46, руководствуясь вышеизложенными требованиями; соединяют ее с отметкой ПКО, получают первый участок трассы.

Далее вычисляют уклон i первого участка трассы по формуле:

,

где Н_нач - проектная отметка начальной точки участка, м;

Н_кон - проектная отметка конечной точки участка, м;

d - горизонтальное расстояние между начальной и конечной точками участка, м.

Для первого участка Н_нач равна проектной отметке на ПК0, т.е. Н_нач=44,52 (для всех остальных участков - проектной отметке конечной точки предыдущего участка).

Проектную отметку Н_кон предварительно определяется на профиле с точностью до 0,5 мм (при вертикальном масштабе 1:500 эта величина составит 0,25 м).

Для первого участка трассы предварительное значение Н_кон = 39,67 м. Горизонтальное проложение между начальной и конечной точкой 200 м. Тогда уклон i равен:

Аналогично уклоны определяют на других участках трассы.

2.3.1 Вычисление проектных и рабочих отметок

Так как уклон первого участка не превышает руководящий, его значение округляют до целых тысячных (i=-0,018) и заново вычисляем проектную отметку конечной точки первого участка:

Н_кон=Н_нач + id

Н_ПК2+46 = 44,52 - 0,029 · 246 = 37,37 м

Затем вычисляют отметки всех остальных точек участка (пикетов и плюсовых точек) также по формуле

Н_кон=Н_нач + id.

На первом участке нам нужно вычислить проектную отметку ПК0+26 и ПК1:

Н_ПК0+26 = Н_пк0 - 0,029 ·26 = 44,52 - 0,02926 = 43,77 м

Н_ПК1 = Н_пк1 - 0,029 ·100 = 44,52 - 0,029100 = 41,62 м

Вычисленные отметки записывают в графу «Отметка бровки земляного полотна».

В графе «Уклон и вертикальная кривая» предварительно разграничивают участки вертикальными линиями. Направление уклона (понижение или повышение), показывают диагональю. Над диагональю выписывают величину уклона в целых тысячных, под диагональю записывают горизонтальное расстояние в метрах.

Определив проектные отметки на одном участке, сразу вычисляются рабочие отметки. Рабочая отметки h представляет собой разность проектной отметки H_пр и отметки фактической поверхности земли Н_зем в данной точке:

H = Н_пр - Н_зем

Рабочие отметки вычисляют на всех пикетах и плюсовых точках. Положительные рабочие отметки показывают высоту насыпи, отрицательные глубины выемки.

Так, для первого участка определяя рабочие отметки пикетов и плюсовых точек равны:

h_ПК0 = 44,52 - 45,52= -1,00 м.

h_ПК0+26 = 43,77 - 42,99 = 0,78 м.

h_ПК1 = 41,62 - 42,06 = -0,44 м..

Полученные величины не превышают предельно допустимого значения. Поэтому, заполнив графы отметок, уклонов и выписав рабочие отметки на профиле, переходим к проектированию второго участка, который проектируются аналогичным образом.

2.4 Проектирование вертикальных кривых

На переломах продольного профиля дороги при алгебраической разности смежных уклонов |i₁-i₂|>0,020 для обеспечения плавности хода и условий видимости поверхности дороги нужно запроектировать вертикальные кривые (ВК).

Точка перелома продольного профиля является вершиной угла (ВУ) вертикальной кривой.

На кривой выделяют главные точки: начало (НВК), вершину (ВВК), середину (СВК) и конец (КВК) вертикальной кривой.

Элементы и главные точки вертикальной круговой кривой изображены на рисунке 2.



Рисунок 2 - Элементы и главные точки вертикальной круговой кривой

При i₁=-i₂ середина и вершина кривой совпадают, если смежные уклоны i₁ и i₂ имеют противоположные знаки, то, чем больше разности их абсолютных величин, тем дальше отстоят друг от друга середина и вершина вертикальной кривой. При одинаковом знаке уклонов i₁ и i₂ вершина кривой находится вне проектируемой вертикальной кривой.

2.4.1 Вычисление элементов вертикальных кривых

Элементы вертикальных кривых: длину кривой Кв, тангенс Тв, биссектрису Бв, ординаты промежуточных точек У находят в зависимости от значений смежных уклонов i₁ и i₂ по следующим формулам:

Где Х - расстояние от НВК или КВК до промежуточной точки, м.

Радиус вертикальной кривой подбирают таким, чтобы тангенс вертикальной кривой был приблизительно в 2 раза короче длины меньшего из двух смежных участков трассы, между которыми вписывают вертикальную кривую.

Для подбора радиуса пользуются выражением:

При этом полученное значение округляют (до 1000 м при Rв>2000 м).

Первую вертикальную кривую необходимо запроектировать между первым и вторым участком трассы, поскольку:

|i₁ -i₂|=|-0,029 -0,016| = 0,045 = 45 ⁰/₀₀

Первый участок короче второго (218<246). Поделив длину первого участка на два, получают предварительное значение тангенса, равное 109 м. Далее по приведенным выше формулам находят R_В1, и вычисляют длину кривой, тангенса и биссектрисы ВУ:

м

После округления принимаем R_В1=5000 м.

К_В1=5000 ·0,045 = 226 м.

Т_В1=226/2 = 113 м.

Б_В1=113² / 2 · 5000 = 1,28 м

Аналогичным образом определяют элементы для других вертикальных кривых.

2.4.2 Вычисление пикетажных значений главных точек вертикальных кривых

Пикетажные значения (т.е. расстояния от ПК) начала вертикальной кривой и конца вертикальной кривой определяются по формулам:

ПК НВК=ПКВУ - Т_В

ПК КВК = ПК НВК + К_В

Пикетажное значение СВК совпадает с пикетажным значением ВУ, поэтому вычислять его не требуется.

Т.к. на тех участках, где проектируют вертикальные кривые уклоны имеют противоположные знаки, то необходимо вычислить пикетажное значение вершины вертикальной кривой (точки с максимальной или минимальной отметкой).

ПК ВВК = ПКВУ + 0,5 • (l₁-l₂),

где величины l₁=Rв·?i₁?, l₂=Rв·?i₂? представляют собой отрезки, соответственно от НВК до ВВК и от ВВК до КВК.

Так, для первой вертикальной кривой:

Результаты вычислений элементов вертикальных кривых и пикетажные значения главных точек вертикальных кривых заносят в табл. 5.

Таблица 5

Элементы вертикальных кривых и пикетажные значения главных точек

Первая кривая
ПК ВУ	|i1 - i2|	Rв м	Тв м	Кв м	Бв м	ПК НВК	ПК ВВК	ПК КВК
2+46	0,045	5000	113	226	1,28	1+33	2+79	3+59
Вторая кривая
ПК ВУ	|i1 - i2|	Rв м	Тв м	Кв м	Бв м	ПК НВК	ПК ВВК	ПК КВК
6	0,036	4000	72	144	0,65	5+28	6+72	5+96

В графу профиля «Уклон и вертикальная кривая» вносятся изменения и дополнения.

Вертикальными линиями отмечают положение начала и конца вертикальной кривой, числами (для первой кривой - 95 м и 5 м) указывают расстояния от точек до предыдущих пикетов. Между вертикальными линиями, в зависимости от вида кривой, изображают условный знак вертикальной кривой и подписывают значения радиуса и длины кривой. Положение ВВК показывают вертикальной стрелкой с указанием расстояния от предыдущего пикета.

Длины двух соседних участков из-за наличия вертикальной кривой уменьшают на величину тангенса.

Так, длина первого участка стала равной: 200 - 105 = 95 м. Пикетажное значение НВК, ПК 0+95 также показывает длину первого участка.

2.4.3 Вычисление проектных отметок точек на вертикальных кривых

Проектные отметки начала и конца кривой вычисляют по формуле:

Н_кон=Н_нач + id

Так, используя новые значения длин участков, для первой кривой:

Н_нвк = Н_ПК1+33 = Н_пк1 - 0,029 • 33 = 41,62 - 0,01895 = 40,66 м

Н_квк = Н_ПК3+59 = Н_пк3 - 0,016 • 59 = 38,61 + 0,01659 = 39,20 м

Для остальных точек вертикальной кривой (пикетов и плюсовых точек) находят общие абсциссы Х, представляющие собой для точек, лежащих в пределах от НВК до ВУ, разности пикетажных обозначений точки и НВК, а для точек, лежащих в пределах от ВУ до КВК, разности пикетажных обозначений КВК и точки.

Затем вычислил ординату Y по формуле:

Для выпуклой кривой проектные отметки точек уменьшают на соответствующие ординаты Y, для вогнутой кривой - увеличивают. Проектную отметку на ВУ уменьшается или увеличивается на величину биссектрисы вертикальной кривой.

В моём варианте на первой кривой оказались 4 точек:

ПК 2, ПК 2+46 (ВУ), ПК 2+79 (ВВК), ПК 3,

Для точки ПК 2 вычисляют абсциссу:

Х_ПК2=ПК2 - ПК1+33 = 77 м и ординату:

Y_ПК2 = 77² /2 5000 = 0,59 м

Для точки ПК 2+46 (ВУ) ордината равна биссектрисе кривой, т.е.

Y_ПК2 = Бв1 = 1,28 м

Для точки ПК2+79 (ВВК) вычисляют абсциссу:

Х_ПК2+79=ПК3+59 - ПК2+79 = 80 м и ординату:

Y_ПК2+79 = 80² /2 4000 = 0,64 м

Для точки ПК3 вычисляют абсциссу:

Х_ПК3 = ПК3+59 - ПК3 = 59 м и ординату:

Y_ПК3 = 59² /2 4000 = 0,35 м

Первая кривая вогнутая, поэтому проектные отметки увеличиваем на значения соответствующих ординат:

Н_{ПК 2} = 38,72+0,59= 39,31 м

Н_ПК2+46 = 37,39+1,28= 38,67 м

Н_{ПК 3} = 38,28+0,35= 38,61 м

Проектная отметка вершины вертикальной кривой (ПК 2+79) ранее не вычислялась. Поэтому предварительно необходимо подсчитать проектную отметку ВВК без учета вертикальной кривой:

Н_{ПК 2+79} = 39,20 - 0,016 80 = 37,92 м

а затем - окончательную отметку:

Н_{ПК 2+79} = 37,92+0,64= 38,56 м

Результаты расчетов оформляют в виде таблицы 5, а также заносят в графу «Отметка бровки земляного полотна», исправив ранее полученные значения.

Таблица 6

Отметки точек на вертикальных кривых

Точка	X	Y	H	HВ
первая кривая
НВК ПК1+33	0	0	40,66	40,66
ПК2	77	0,59	38,72	39,31
ВУ ПК2+46	113	1,28	37,39	38,67
ВВК ПК2+79	80	0,64	37,92	38,56
ПК3	59	0,35	38,26	38,61
ПК3+59	0	0	39,20	39,20
вторая кривая
НВК ПК5+28	0	0	42,10	42,10
ВВК ПК5+96	68	0,57	43,26	42,69
ВУ ПК6	72	0,65	43,33	42,68
КВК ПК6+72	0	0	41,82	41,82

Вычисленные отметки с учетом вертикального масштаба наносят на профиль и проводят через эти точки кривую. От точки НВК, ВВК и КВК до верхней горизонтальной линии сетки профиля проводят вертикальные линии.

2.5 Вычисление рабочих отметок точек на вертикальных кривых

Для определения рабочих отметок в точках начала, вершины и конца вертикальной кривой предварительно вычислил отметки земли. Для этого необходимо найти уклоны участков фактической поверхности земли, на которые попадают точки НВК, ВВК и КВК, используя формулу:

При этом результат i не округляется.

Затем, зная пикетажное обозначение точки НВК, ВВК и КВК находят отметку земли.

Для первой кривой НВК находятся между ПК1 и ПК2.

тогда: Н_{ЗЕМ НВК} = 42,06 +(- 0,0351) 33 = 40,90 м

Для точки ВВК:.

Н_{ЗЕМ ВВК}=36,49 +0,0188 33=37,11 м

Для точки КВК:

Н_{ЗЕМ ВВК}= 37,51+0,0265 · 59=38,70 м

Полученные отметки записывают в графу «Отметка земли», заключая их в скобки.

Затем вычисляют рабочие отметки, наносят их на профиль, исправляя и дополняя ранее полученные значения.

Для первой кривой:

h_{ПК 1+33} = 40,66 - 40,90 = -0,44 м

h_{ПК 2+79} = 39,31 - 38,55 = 0,76 м

h_{ПК 3+59} = 39,20 -38,70= 0,5 м

Аналогично выполняются вычисления главных точек других вертикальных кривых.

2.6 Определение положения точек нулевых работ

В точках пересечения проектной линии с линией земли рабочая отметка равна нулю. Поэтому эти точки называются точками нулевых работ. Расстояние от пикетов или плюсовых точек до точки нулевых работ определяют, решая подобные треугольники (рис.6) по формулам:

где h₁, h₂ - рабочие отметки левой и правой точек на профиле,

между которыми находятся точки нулевых работ, м;

d - горизонтальное расстояние между этими точками, м.

рис.3 Схема для расчёта точек нулевых работ

Для первой точки:

Полученные значения и округляются до целых метров и выписываются на профиле левее и правее вертикальных линий, проведенных пунктиром из точек нулевых работ до верхней горизонтальной линии сетки профиля. (При вычислении расстояний х₁ и х₂ кривизной проектной линии мы пренебрегаем).

Продольный профиль трассы автомобильной дороги приведен в приложении 2.

Глава 3. Построение профиля поперечника трассы

3.1 Обработка журнала нивелирования поперечника

Обработка журнала нивелирования выполняется аналогично обработке журнала нивелирования трассы с постраничным контролем вычислений превышений и отметок связующих точек. (Таблица 4).

Исходной отметкой для вычисления отметок точек поперечника является отметка пикета, на которой разбит поперечник (в моём варианте это ПК12). Величину отметки ПК12 я беру из обработанного журнала технического нивелирования (ПК12 = 51,92 м) и заношу в журнал нивелирования поперечника.

3.2 Построение сетки поперечного профиля, нанесение линии земли и проектной линии

Пользуясь данными обработанного журнала нивелирования поперечника, на листе миллиметровой бумаги 297х290 мм вычерчивается профиль поперечника в горизонтальном и вертикальном масштабе 1:500.

Для этого вдоль нижней стороны листа нужно построить графу “Расстояния” шириной 1 см и вертикальную линию-ординату, соответствующую оси трассы на пикете, где разбит поперечник. Внизу ординаты, под линией графы “Расстояние”, указывается номер пикета поперечника. В графе расстояний проводят ординаты, соответствующие пронивелированным точкам поперечника, для чего от ординаты, обозначающей ось трассы, откладывается в масштабе, влево и вправо, расстояния от этих точек из журнала нивелирования поперечника. Затем в эту же графу выписывают расстояния между соседними ординатами, т.е. расстояния между соседними точками в целых метрах.

В графу отметок против соответствующих ординат графы расстояний вписывают из журнала нивелирования поперечника отметки пронивелированных точек с округлением до сотых долей метра.

Верхнюю графу «Проектные отметки и уклоны» шириной 1,5 см заполняют данными из графы «Отметка бровки земляного полотна». При этом ширина земляного полотна 10 м, а поперечный уклон земляного полотна 30 ⁰/₀₀. Посередине этой графы проводят вертикальную линию - ось трассы, в масштабе 1:500 от нее вправо и влево восстанавливают ординаты, проводят диагонали, показывающие направления поперечных скатов земляного полотна, над ним - горизонтальные расстояния (5 м). В графу «Проектные отметки» вписывают проектные отметки на бровках земляного полотна на пикете ПК12, где разбит поперечник. Проектную отметку оси дороги вычисляют и вписывают в графу против оси дороги:

Н_{ПК 14} =43,44 + 0,035 = 43,59 м.

От верхней линии графы «Проектные отметки», которую принимают за линию условного горизонта, напротив всех точек поперечника проводят вверх перпендикуляры (ординаты), от линии условного горизонта (равной 10), откладывают на ординатах вверх отметки земли в вертикальном масштабе.

Нанесенные точки соединяют прямыми линиями, получая линию фактической поверхности земли на поперечнике. Затем откладывают проектные отметки точек бровки земляного полота и оси дороги, полученные точки соединяют прямыми линиями.

Затем вычисляют отметки фактической поверхности земли на расстоянии 5 м от оси дороги и вписывают их в графу «Отметки земли», заключая в круглые скобки.

Н_ЗЕМ^ВЛЕВО =44,17 + ( 41,27 - 44,17 )/165 = 43,26 м ;

Н_ЗЕМ^ВПРАВО =44,17 + ( 46,83 - 44,17 )/215 = 44,80 м ;

Таблица 7

Журнал нивелирования поперечника.

Номер станции	Номер точки	Отчеты по рейкам, мм	Превышение передних точек над задними, мм	Сред. превышение, мм	Отметки горизонта инструмента Нги, м	Отметки точек, м
		задние	передние	промежуточные	+	-	+	-
1.Левая часть поперечника
1	ПК 14	212				2666		2667	43,96	44,17
		304
	Л+16			2693						41,27
	Л+37		2878			2668				41,50
			2972
2	Л+37	270				2523		2524,5		41,50
		336
	Л+50		2793			2526				38,97
			2862
Контроль	?	1122	11505		-10383	-5191,5
2.Правая часть поперечника
3	ПК 14	2886			2659		2658			44,17 46,83
		2969
	П+21		227		2657
			312
4	П+21	2923			2620		2621			46,83
		2847
	П+50		303		2621					49,45
			226
Контроль	?	11625	1068		10557		5278,5

После этого вычисляют рабочие отметки и вписывают их у проектных линий на бровке земляного полотна и оси дороги, положительные - на 1 см выше проектной линии отрицательные - на 1 см ниже проектной линии.

Для бровки:

h_РАБ = 43,44 - 43,26 = 0,18 м

h_РАБ = 43,59 - 44,17 = -0,58 м

h_РАБ = 43,44 - 44,80 = -1,36 м

Поперечный профиль трассы автомобильной автодороги приведен в приложении 3.

4. Построение профиля поперечника реки

4.1 Краткое описание проводимых работ

Основным назначением геодезических работ при гидрологических изысканиях является создание высотной и плановой основ, проведение русловых съемок. Нивелирование водомерных постов и уровней воды, построение продольных и поперечных профилей реки. Наиболее часто встречающимися видами гидрологических изысканий, при которых используются геодезические способы измерений, являются работы, связанные с построением поперечного профиля реки. Такие виды изыскания проводятся для нужд как водного, так и сухопутного транспорта.

Гидрологические работы на месте перехода начинаются с установки гидростворов с последующим промером глубин. Створ закрепляется между двумя вехами на каждом берегу. Установка вех производится с помощью теодолита. При этом одна веха от другой должна отстоять не более чем на 10-20 метров. За пределами разлива воды на гидростворах устанавливают реперы. Для измерения глубины применяют различные простейшие приспособления: рейки, наметки, лоты. На каждом створе в момент промера забивают урезный кол. Отметка верха урезного кола соответствует отметке уровня воды. Эта отметка Hр - рабочий уровень воды (РУВ), то есть уровень, который река имела при промерах.

При определении расстояний между промерными точками используется метод угловых засечек. При этом работы начинаются с разбивки базиса под углом 90? к гидроствору. В конце базиса устанавливают теодолит. Расстояние от точки до базиса с гидроствором, принятое за постоянное начало вычисляют по формуле:

где: b - длина базиса, м.

a - угол, измеряемый между направлением базиса и визирным лучом на точку.

Длину базиса рекомендуется устанавливать такой, чтобы углы между поперечником и лучом не были менее 30?.

4.1 Обработка журнала промеров глубин

Камеральная обработка материалов измерений начинается с обработки журнала промеров глубин. По формуле определяется расстояние от постоянного начала до каждой точки промера. Полученные расстояния округляют до целых метров. Например,

м

Расстояния между промерными точками от уреза воды левого берега будет:

29 - 13 = 16 м.

Отметки дна в точках промера вычисляются по формуле:

Например, отметка дна первой промерной точки будет:

м.

Отметки дна остальных точек вычисляются аналогично.

4.3 Построение сетки и поперечного профиля реки

Профиль вычерчивается на листе миллиметровой бумаги форматом 297х420 мм. Построение профиля начинается с вычерчивания сетки. По оси абсцисс в масштабе 1:1000 откладываются расстояния между промерными точками. Первой наносится, соответствующая урезу воды левого берега, от нее откладывается расстояние до следующей вертикали и т.д. По оси ординат в масштабе 1:50 откладывается высоты h. Вместо глубин по этой оси можно откладывать отметки дна. Высоту ординаты в точке уреза воды левого берега рекомендуется принимать равной максимальной глубине по результатам промеров ( выраженной в масштабе ) с прибавлением к ней 3-4см.

Например, если максимальная глубина составляет 5 м, то высота ординаты будет 13-14 см. Верх ординаты следует совместить с утолщенной горизонтальной сантиметровой линией на листе миллиметровой бумаги. От полученной точки вправо, параллельно линии сетки на всём её протяжении, проводится линия. Отметка этой линии будет соответствовать отметке РУВ. От линии вниз по ординатам откладываются глубины. Полученные точки соединяются прямыми линиями.

4.4 Вычисление морфологических характеристик

Для поперечного профиля вычисляются следующие основные морфологические характеристики: площадь водного сечения щ, ширина реки В, длина смоченного периметра х, гидравлический радиус R, средняя глубина h_cp, наибольшая глубина h_макс. Площадь водного сечения может быть определена с помощью планиметра или путём вычисления площадей фигур ее составляющих. Промерные вертикали разбивают водное сечение на трапеции, а участки, примыкающие к урезам воды, имеют форму прямоугольного треугольника. В этом случае:

Где h_i и h_i+1 - глубины на соседних вертикалях, м:

d_i - расстояние между соседними вертикалями, м.

В моем примере площади первой и второй фигур будут:

м.

м.

Площади остальных фигур находятся аналогично.

Просуммировав полученные значения и округлив результат до 1,0м² , найдём площадь водного сечения м.

Средняя глубина h_cp - частное от деления площади водного сечения на ширину реки.

h_cp=/ B

где В - ширина реки, которая находится как разность расстояний между урезами воды.

В моем случае:

В=610/225 м.

Периметр смоченной поверхности - это длина линии дна реки на профиле, заключенная между урезами воды. При широком и неглубоком русле, как в нашем примере, когда разница между длиной смоченного периметра и шириной становится малой (условно при В>10 h_ср), считают В. Гидравлический радиус R - частное от деления площади водного сечения на длину смоченного периметра:

R=

Для равнинных рек при значительной ширине русл и сравнительно небольшой глубине значение гидравлического радиуса близко к средней глубине.

Наибольшая глубина h_макс устанавливается по данным журнала промеров глубин. В примере:

h_макс = 4,05 м.

Отметка уровня воды H_p и вычисленные основные характеристики для профиля записываются на чертеже в форме таблицы, которая располагается слева от профиля над указанием масштабов.

Полученные морфометрические характеристики используются в дальнейшем для технологических и проектных расчётов. Продольный профиль реки вычерчивается в туши.

Список использованных источников

1. Инженерная геодезия: Методические указания по выполнению курсовой работы ”Инженерно - геодезические работы при изысканиях и проектировании объектов лесного транспорта” для студентов специальности 260100. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2000.

2. Стандарт предприятия. Документы текстовые учебные, курсовые и дипломные проекты (работы). Общие требования и правила оформления. СТП ПетрГУ,2000

3. Ганьшин В.Н., Хренов А.С. “Таблицы для разбивки круговых кривых”.Москва,1961

4. СНиП 2.05.05-85 Автомобильные дороги

Размещено на Allbest.ru