Подготовка геодезических данных для перенесения проектов сооружений на местность

Размещено на http://www.allbest.ru/

11

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (СИБСТРИН)

Кафедра инженерной геодезии

ПОДГОТОВКА ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ДАННЫХ ДЛЯ ПЕРЕНЕСЕНИЯ ПРОЕКТОВ СООРУЖЕНИЙ НА МЕСТНОСТЬ

Методические указания

по выполнению лабораторной работы №4

для студентов всех специальностей

дневной формы обучения

НОВОСИБИРСК 2009

Методические указания разработаны д-ром техн. наук, профессором Г.Г. Асташенковым

Утверждены методической комиссией ФПСВО «18 » мая 2009 г.

Рецензенты:

- Г.А. Уставич, докт .техн. наук, профессор кафедры инженерной геодезии СГГА;

- Ю.С. Обидин, к.т.н., доцент кафедры инженерной геодезии НГАСУ (Сибстрин)

© Новосибирский государственный

архитектурно-строительный

университет (Сибстрин), 2009

Введение

ПЕРЕНЕСЕНИЕ ПРОЕКТОВ СООРУЖЕНИЙ НА МЕСТНОСТЬ выполняется при помощи разбивки сооружений в полевых условиях.

Разбивка - это процесс обозначения и фиксации, тем или иным способом, положения переносимых на местность точек и осей запроектированных сооружений.

Разбивка может быть ВЫПОЛНЕНА различными СПОСОБАМИ - способами перпендикуляров, прямоугольных координат, полярным способом, способом угловых засечек, линейных засечек, способом створов и другими способами.

В лабораторной работе № 4 рассмотрен процесс разбивки точек полярным способом, способом угловых засечек и способом перпендикуляров.

Исходными материалами и основой подготовки данных для перенесения проектов сооружений на местность является разбивочная сеть (разбивочная основа) с координатами её пунктов и генеральные планы (топографические планы с запроектированными на них сооружениями), а также необходимая точность геодезических измерений, наличие приборов и возможность выбора способов измерения.

Обычно разбивочная сеть создаётся в виде типовых фигур триангуляции, систем полигонометрических ходов, в виде строительной сетки и т.п. В частном случае, разбивочной сетью может служить теодолитный ход.

В ПОДГОТОВКУ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ДАННЫХ входит выбор способа подготовки данных (РАЗБИВОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ).

РАЗБИВОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ - это элементы геодезических измерений, которые позволяют выполнить разбивку сооружений.

Разбивочными элементами являются УГЛЫ (ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ УГЛЫ И (ИЛИ) УГЛЫ НАКЛОНА), РАССТОЯНИЯ, ОТМЕТКИ И (ИЛИ) ПРЕВЫШЕНИЯ.

Существует ТРИ СПОСОБА ПОДГОТОВКИ ДАННЫХ для перенесения проектов зданий и сооружений на местность: ГРАФИЧЕСКИЙ, АНАЛИТИЧЕСКИЙ И КОМБИНИРОВАННЫЙ (ГРАФО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ).

Графический способ НАИБОЛЕЕ ПРОСТ. В этом способе все необходимые разбивочные элементы определяются с генерального с помощью измерителя, поперечного масштаба, выгравированного на металлической масштабной линейке, и транспортира. ТОЧНОСТЬ этого способа зависит от ТОЧНОСТИ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА (далее «плана»). Под точностью плана понимается, во-первых, СРЕДНЯЯ КВАДРАТИЧЕСКАЯ ОШИБКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИН ЛИНИЙ И КООРДИНАТ ТОЧЕК на плане, которая равна 0,1 • М (мм), где М - знаменатель масштаба плана). Во-вторых, точность плана зависит и от ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ЛИНИИ на плане (средняя квадратическая ошибка определения угла, румба, дирекционного угла зависит от качества нанесения делений на транспортире и равна 15ч30') .

Аналитический способ НАИБОЛЕЕ ТОЧНЫЙ. В этом способе необходимо из аналитических зависимостей в расположении объектов вычислить координаты всех переносимых на местность точек сооружений. Затем, из решения ПРЯМОЙ И ОБРАТНОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ, следует вычислить разбивочные элементы (в лабораторной работе разбивочными элементами являются горизонтальные углы и расстояния (длины проектных линий).

Сущность комбинированного способа состоит в том, что некоторые элементы (координаты, длины линий, дирекционные углы) ИЗМЕРЯЮТ на генеральном плане, а остальные данные - ВЫЧИСЛЯЮТ.

В лабораторной работе № 4 подготовка данных для разбивки сооружений выполняется аналитическим способом.

Геодезическая подготовка данных для перенесения проекта сооружения на местность

1. При помощи измерителя и поперечного масштаба на инженерно-топографический план (ИТП) строительной площадки (см. лабораторную работу №2, масштаб ИТП 1:2000) наносят угловые точки A,B,E,F трёх запроектированных зданий I и II относительно существующего здания школы в соответствии с размерами зданий и расстояниями между ними, указанными на рис.1. Точки A, B, E и F обозначают ОСНОВНЫЕ ОСИ ЗДАНИЙ. Геодезической разбивочной сетью являются пункты 1ч6 теодолитного хода (см. лабораторную работу №2). На строительной площадке может создаваться разбивочная сеть и другими методами.

Рис. 1

2. В качестве разбивочной сети в данном примере служит теодолитный ход. проект топографический геодезический

В примере используются ДАННЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ ПРИВЯЗКИ. Ими являются горизонтальные углы в₁ =59⁰06,8', в₂ =17⁰00,0', длины линий d_5-N = 141,75 м, d_5-M = 53,90м, а также измеренная на местности длина линии MN=108,00 м.

Из ведомости координат лабораторной работы №2 выбирают дирекционные углы сторон теодолитного хода: сторон 1-2, 4-5 и 6-1 и координаты точек 1, 5 и 6. Эти данные записываются в табл.1 и табл.2.

В примере имеем

Таблица 1

линия	Дирекционный угол
1-2 4-5 6-1	45007,5' 240009,6' 326018,2'

Таблица 2

№№ точки	Прямоугольные координаты
	X	Y
1 5 6	+500,00 +335,42 +390,05	+500,00 +730,65 +573,29

По данным привязки и дирекционным углам сторон теодолитного хода 4-5 вычисляют дирекционные углы направлений 5-N и 5-M по формулам:

б _5-N = б_5-4 - в₁;

б _5-M = б_5-4 - в₂,

где б_5-4 = б_4-5 ± 180⁰.

Примечание: При всех вычислениях дирекционных углов, как по приведенным выше формулам, так и при последующих вычислениях, в случае получения ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ДИРЕКЦИОННОГО УГЛА к нему ПРИБАВЛЯЕТСЯ 360⁰, а при получении дирекционного угла, БОЛЕЕ 360°, из него ВЫЧИТАЕТСЯ 360°.

Используя данные привязки и исходные данные табл.1, вычисляют дирекционные углы:

б_5-4 = 240⁰09,'6 - 180⁰ = 60⁰09,6 `;

б_5-N = 60⁰09,6' - 59⁰06,8' = 1⁰02,8';

б_5-M = 60⁰09,6' - 17⁰00,0' = 43⁰09,6'.

Для контроля правильности ВЫЧИСЛЕНИЯ дирекционных углов их сравнивают с теми же дирекционными углами, но ИЗМЕРЕННЫМИ транспортиром на плане. Расхождение не должно превышать 1⁰. В нашем примере с помощью транспортира получено:

б_5-N = 1⁰30'; б_5-M = 43⁰30' ,

что свидетельствует об отсутствии грубых ошибок в вычислениях.

Вычисления координат точек N и M выполняют по формулам ПРЯМОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ. Суть прямой геодезической задачи: по известным координатам ОДНОЙ ТОЧКИ и по известным дирекционному углу линии и длине этой линии до второй точки вычисляют координаты ВТОРОЙ ТОЧКИ.

Вычисления выполняются по формулам

X₂ = X₁ + ДX ; Y₂ = Y₁ + ДY ;

ДX = d*cos(r) ; ДY = d*sin(r) ,

где d - длина линии 5-N (при вычислении координат точки N) или, соответственно, длина линии 5-M (при вычислении координат точки М);

r - румбы тех же линий;

X₁ и Y₁ - координаты точек начала линий 5-N и 5-M, т.е. координаты точки 5;

X₂ и Y₂ - координаты конечных точек этих же линий - т.е. координаты точек N или M.

Таблица 3 Знаки приращений по четвертям и связь дирекционных углов и румбов

Название румба	Знаки приращения	Связь между дирекционными углами и румбами
	ДX	ДY
СВ	+	+	СВ: r = б
ЮВ	-	+	ЮВ: 1800 - б
ЮЗ	-	-	ЮЗ: б - 1800
СЗ	+	-	СЗ: 3600 - б

Таблица 4 Вычисление координат точек N и M

Обозначения	5 - N	5 - M
?	1є02,8ґ	43є09,6ґ
Румб r	СВ: 1є02,8ґ	СВ: 43є09,6ґ
d	141,75	53,90
X1	+335,42	+335,42
?X	+141,73	+39,32
X2	+477,15	+374,74
Y1	+730,65	+730,65
?Y	+2,59	+36,87
Y2	+733,24	+767,52

При вычислении приращений координат ДX и ДY необходимо обратить внимание на ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАКОВ ПРИРАЩЕНИЙ КООРДИНАТ ПО НАЗВАНИЯМ РУМБОВ r_5-N и r_5-M (табл.3).

Вычисление координат точек N и M показано в табл. №4.

Для контроля сравнивают вычисленные и снятые графически с ИТП координаты точек N и M. Расхождение указанных координат не должно превышать двойной точности ИТП, т.е, 0,4 м.

Сравнение вычисленных координат в табл. 4 с координатами, снятыми с ИТП - X_N = +477,6м; Y_N = +732,8м, X_M = +374,4м; Y_M = +767,2м - подтверждает отсутствие грубых ошибок в вычислениях.

3. Далее, вычисляют дирекционный угол и длину линии MN, решая ОБРАТНУЮ ГЕОДЕЗИЧЕСКУЮ ЗАДАЧУ.

Суть обратной геодезической задачи: по известным координатам ДВУХ ТОЧЕК вычисляют дирекционный угол и длину линии МЕЖДУ ЭТИМИ ТОЧКАМИ.

Вычисления выполняются по формулам

tgr_MN = = ;

d = ; d = ДX/cos(r); d = ДY/sin(r).

По знакам приращений координат определяют название румба и вычисляют дирекционный угол линии MN с учетом табл. 3 .

Вычисления длины линии MN располагают в таблице 5. Значение тангенса записывают с пятью знаками после запятой.

Вычисленная длина линий MN должна быть равна 108,00м (рис. 1). Отклонение от этой величины, измеренной на местности (см. лабораторную работу №2), не должно превышать из-за ошибки вычислений 0,02 м. Этот контроль гарантирует правильность выписывания исходных данных в табл. 1, вычисления в табл.4 координат точек M, N и дирекционного угла б_MN в табл. 5. Последующие вычисления без соблюдения этого контроля выполнять нельзя!

Таблица 5

XN	+477,15	tgr=	0,33473
XM	+374,74	R	СЗ: 18030,4'
XN - XM= ДX	+102,41	Б	341029,6'
YN	+733,24	d=	108,00
YM	+767,52	d=ДX/cos(r)= ДY/sin(r)	107,99; 108,00
YN - YM= ДY	-34,28

4. Затем вычисляют координаты точек сооружения B,E и F. Сначала необходимо вычислить дирекционные углы направлений BE и ЕF (дирекционный угол направления NB равен дирекционному углу направления MN, т.е. б_NB = б_MN ).

Вычисление дирекционных углов BE и ЕF выполняется по формулам:

б_BE = б_NB - 90⁰;

б_EF = б_BE + 90⁰.

Контролем вычислений служит равенство:

б_EF = б_NB = б_MN.

Для\ числового примера дирекционные углы имеют значения (см. рис.1)

б_BE = 341⁰29,6' - 90⁰ = 251⁰29,6';

б_EF = 251⁰29,6' + 90⁰ = 341⁰29,6'.

Контроль:

б_EF = 341⁰29,6' = б_MN.

Для вычисления координат B, T, F выписывают полученные дирекционные углы и заданные длины линий (рис.1) в таблицу 6, решая прямую геодезическую задачу, находят координаты точек B, Е и F.

Исходными координатами в колонке N-B (табл.6) являются координаты точки N(Х₁, Y₁), в колонке B-E - координаты точки В(Х₁, Y₁), в колонке Е-F - координаты точки Е(Х₁, Y₁). Искомые координаты обозначены в табл.6 символами Х₂, Y₂ (в колонке N-B - это координаты точки В, в колонке В-Е - координаты точки Е, в колонке Е-F - координаты точки F).

Поэтому, определив в колонке N-B искомые координаты точки В(Х₂, Y₂), переносят их в исходные координаты (Х₁, Y₁) следующей колонки, поступая далее так же и с другими координатами точек до вычисления координат точки F. Рассмотрим это на числовом примере (табл.6).

Таблица 6

Обозначения	N-B	B-E	E-F	Графические координаты
б	341029,6'	251029,6'	341029,6'
r	СЗ: 18030,4	ЮЗ: 71029,6'	СЗ: 18030,4'
d	30,00	133,00	60,00
X1	+477,15	+505,60	+463,38
ДX	+28,45	-42,22	+56,90
X2	+505,60	+463,38	+520,28	+520,6
Y1	+733,24	+723,72	+597,60
ДY	-9,52	-126,12	-19,04
Y2	+723,72	+597,60	+578,56	+578,8

Расхождение вычисленных координат точки F с координатами определенными графически с ИТП не превышают 0,4м (табл.6), свидетельствует об отсутствии грубых ошибок в вычислениях.

5. Для перенесения точки F на местность СПОСОБОМ ПОЛЯРНЫХ КООРДИНАТ необходимо вычислить следующие разбивочные элементы: длину линии d и горизонтальный угол в (рис.2).

Вычисления выполняют по формулам обратной геодезической задачи (см. табл. 7).

Координаты точки 1(Х₁, Y₁) теодолитного хода выписывают из таблицы исходных координат (см. табл. 2), а координаты точки F(Х₂, Y₂) - из таблицы 6. Дальнейшие вычисления в табл. 7 аналогичны вычислениям, выполненным в таблице 5. Вычислив данные для разбивки, выполняют аналитический контроль правильности вычисления координат точки F в табл. 6, сравнивая вычисленную длину d (рис.2) с контрольной длиной 81.12 м этой же линии, показанной на рис.1. Отклонение вычисленной длины линии от контрольной длины 108.00 м из-за ошибок вычисления не должно превышать 0,02 м.

Рис. 2

Таблица 7

Обозначения	1 - F	Графическое определение
X1 X2 ДX= X2- X1	+500,00 +520,28 +20,28
Y1 Y2 ДY= Y2- Y1	+500,00 +578,56 +78,56
tg(r) румб б	3,87377 CB: 75031,5' 75031',5	75020,0'
d= d=ДX/cos(r)= ДY/sin(r)	81,14 81,13; 81,14	81,2

Для контроля правильности вычисления дирекционного угла линии 1-F его сравнивают с измеренным на ИТП (таким способом могут быть обнаружены только грубые ошибки). Расхождение не должно превышать 1є. Для контроля также сравниваются между собой три значения длины d, полученные в табл. 7 по приводимым в этой же таблице трём формулам (расхождения должны быть не более 0,02м).

Разбивочный угол в определяют как разность дирекционных углов направлений по формуле:

в = б_1-F - б_1-2 .

В примере этот угол имеет значение:

в = 75⁰31,5' - 45⁰07,5' = 30⁰24,0.'

Полученные разбивочные элементы в и d выписывают на РАЗБИВОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ.

Разбивочный чертеж - это СХЕМА (т.е. рисунок, который сделан без соблюдения масштаба), на котором показаны пункты разбивочной основы, разбиваемые точки и разбивочные элементы.

В данном примере, как уже было указано выше, разбивочные элементы - это в=30⁰24,0' и d=81,13 м. Разбивочные элементы наносятся на разбивочный чертеж, на котором показываются конкретные значения в=30⁰24,0' и d=81,13 м (см. рис.3).

Рис. 3

6. Для перенесения на местность точки Е СПОСОБОМ УГЛОВЫХ ЗАСЕЧЕК необходимо вычислить, решая обратную геодезическую задачу, дирекционные углы направлений 1-Е и 6-Е.

Разбивочные углы в₁ и в₂ (рис. 3) определяют как разности дирекционных углов соответствующих направлений: б_1-6 и б_1-E; б_6-E и б_6-1.

в₁ = б_1-6 - б_1-E;

в₂ = б_6-E - б_6-1.

Вычисления выполняют в таблице 8.

Таблица 8

Обозначения	1 - E	6 - E
X1 X2 ДX= X2- X1	+500,00 +463,38 -36,62	+390,05 +463,38 +73,33
Y1 Y2 ДY= Y2- Y1	+500,00 +597,60 +97,60	+573,29 +597,60 +24,31
tg(r) румб б	2,66521 ЮB: 69026,0' 110034,0'	0,33152 CB: 18020,5' 18020,5'
Измеренные по плану	1100 30'	18015'

Контроль осуществляется сравнением вычисленных и измеренных на ИТП дирекционных углов направлений 1-Е и 6-Е.

После этого определяют разбивочные элементы в₁ и в_2.

б_1-6 = б_6-1 ± 180⁰;

б_1-6 = 326⁰18,2' - 180⁰ = 146⁰18,2';

в₁ = 146⁰18,2' - 110⁰34,0' = 35⁰44,2';

в₂ = 18⁰20,5' + 360⁰ - 326⁰18,2' = 52⁰02,3'.

Полученные значения в₁ и в₂ проверяют графически (расхождение не должно превышать 1є) и, после контроля, выписывают их на разбивочный чертеж (см. рис. 4).

₂

Рис. 4

7. Разбивка точки B выполняется вариантом способа створов отложения линии 30,00 м по створу линии MN.

8. Точка А разбивается способом перпендикуляров путём построения в точке В прямого угла и отложения длины здания I ВА=28,00м.

9. Разбивка остальных углов зданий I и II производится способом перпендикуляров путём построения прямых углов в уже разбитых точках зданий и отложением соответствующих длин их сторон.

Размещено на Allbest.ru