Геодезическое испытание автомобильных дорог

Горизонт инструмента равен высоте точки плюс “взгляд на эту точку” или отметке задней точки плюс отсчет по задней рейке.

Краткие указания по выполнению работы

Полученные в полевых условиях исходные данные для обработки журнала нивелирования трассы [1, стр.16…19]: номер станции, с которой производится съемка (столбец -1); местоположение точек (столбец 2), в том числе: нивелируемых связующих (столбец 3 и 4) - Рп 121, ПК 0, ПК 1, ПК 2, ПК2+60, ПК 3, ПК 4, ПК 5, две икс-точки на шестом пикете, ПК 6 и Рп 396; промежуточных (столбец 5) - ПК1+18, ПК1+54, ПК1+66, ГВВ, ПК2+24, ПК4 право 5, ПК4 лево 3, ПК4 лево 5, ПК4+31, ПК4+54; отсчеты по рейке на указанных точках; отметка репера в начале трассы Рп 121 - 58,04 м; отметка репера в конце трассы Рп 396 - 61,04 м;

Необходимо определить превышения между точками и их условные отметки.

Применяется два способа вычисления отметок: по превышениям и по горизонту инструмента. Превышение равно отсчету по задней рейке минус отсчет по передней рейке (рис)

h = а -b, (1)

Если превышение положительное, то местность повышается и наоборот.

При вычислении по горизонту инструмента отметка последующей точки равна горизонту инструмента минус отсчет по передней рейке (рис.)

Н₂ = ГИ - b. (2)

При вычислении отметок по превышениям сначала вычисляем превышения между связующими точками. Например, между Рп 121 и ПК 0 (см. таблица 1) будет равняться отсчету на заднюю точку (Рп 121) минус отсчет на передний нулевой пикет, т. е.

h = 2656 -1090 = +1566 (по черной стороне рейки); h =7343-5779 = +1564 (по красной стороне рейки).

Для технического нивелирования разница отсчетов по черной и красной сторонам реек не должна превышать 10 мм [1,стр. 147]. Полученный результат записываем в журнал (таблица 1) в графу превышений со знаком плюс (столбец 6) против ПК 0. Точно таким же образом вычисляем превышение между ПК 1 и ПК 0. Полученный результат записываем против ПК 1 в ту же графу превышений, но в столбец 7, так как превышение ПК 1 над ПК 0 имеет знак минус.

Примечание. Нулевой отсчет черной стороны рейки совпадает с ее пяткой. На красной стороне рейки пяткам соответствуют отсчеты 4697 мм на цельных и 4468 мм на складных рейках.

После того как превышения между всеми связующими точками на данной странице журнала будут вычислены, приступают к подсчету отметок связующих точек. Отметка первой связующей точки Рп 121 должна быть известна. В нашем примере она условная и равняется 58,04 м. Для получения отметки ПК 0 прибавляем к отметке Рп 121 превышение ПК 0, будем иметь

Н₀ = 58040 +1566 = 59,606 м.

Полученный результат записываем в графу условных отметок (столбец 12) против ПК 0. Отметка ПК 1 будет равняться отметке ПК 0 минус превышение ПК 0 над ПК 1

Н₁ = 59606 - 0194 = 59,412 м

После того как отметки всех связующих точек на данной странице журнала будут вычислены, в конце страницы проверяют вычисления. Для этого подсчитывают сумму всех задних отсчетов и сумму всех передних отсчетов. Из суммы задних отсчетов вычитается сумма передних отсчетов. Полученная величина должна равняться разнице между отметками крайних связующих точек на данной странице. В нашем примере такими точками являются Рп 121 и ПК2+60. Если поверкой подтвердилось, что отметки между связующими точками вычислены правильно, вычисляют превышения и отметки всех промежуточных точек на этой странице. В нашем примере такими точками являются (см.таблица 1, столбец 5). Если поверкой подтвердилось, что отметки между связующими точками вычислены правильно, вычисляют превышения и отметки всех промежуточных точек на этой странице. При вычислениях отсчеты на промежуточные точки считаются, как и отсчеты на передние точки.

При вычислении отметок по горизонту инструмента (табл 1) вначале вычисляют горизонт инструмента первой станции (например, между Рп 121 и ПК 0). Для этого к отметке Рп 121 (она должна быть известна) прибавляется отсчет по рейке, который был сделан при визировании на Рп 121. Например, горизонт инструмента на первой станции будет равен 58040+2656=60,696 м. Вычитая из полученного горизонта инструмента отсчет на ПК 0, который был сделан на первой станции (передний отсчет), получим отметку ПК 0

Н₀ = 60696 -1090 = 59,606 м

Для получения горизонта инструмента на второй станции к отметке ПК 0 нужно прибавить отсчет, взятый с этой станции на ПК 0. Например, ГИ_2ст = 59606 +1812 = 61,418 м. Вычитая из полученного горизонта отсчет на ПК 1, получим отметку ПК 1

Н₁ = 61418 - 2006 = 59,412 м.

После того как на данной странице журнала будут вычислены все отметки (связующих и промежуточных точек), в конце страницы делается провернка правильности вычислений.

Библиографический список

1. Кузьмин Г.И., Григорашенко И.А. Журнал к лабораторным и расчетно-графическим работам по инженерной геодезии. СГАСУ, Самара, 2006. 26 с.

2. Федотов Г.А. Инженерная геодезия. М.: “Высшая школа”, 2002. 464 с.

3. Панкин И.А., Седун А.В. Практические работы по геодезии. М.: “Геодезиздат”, 1960. 232 с.

4. Кузьмин Г.И., Русков А.М. Теодолит 2Т30П и нивелир Н3. Методические указания для практических и самостоятельных работ. СГАСУ, Самара, 2006. 24 с.

Журнал нивелирования трассы линейного сооружения

2880-0195=2685

2885-0194=2691

():2= (43297- 42701):2=0298 (7789-7193):2=0298 3895-3597=0298 f_{h пр} =-= 2983-3000= -0017мм

=+=2685+0298=2983 мм; =Рп 396-Рп 121=61040 - 58040=3000 мм; f_{h доп}= ±20= ±20=±22мм

Рис. 2 Схема построения координатной сетки с помощью металлической топографической линейки Дробышева

В положении линейки I, разместив ее параллельно нижнему краю листа ватмана, отмечают остро отточенным карандашом по вырезам 6 черточек. В положении линейки II совмещают центр первого выреза с шестым штрихом линии, полученной в положении I, и, разместив линейку приблизительно параллельно правому краю листа ватмана, по вырезам отмечают 5 дуг. Затем в положении III совмещают центр первого выреза с черточкой в начале прямой, полученной в положении I, и концом линейки засекают последнюю дугу, полученную в положении II, и таким образом получают первый прямоугольный треугольник. Далее строят второй прямоугольный треугольник (положения IV и V) и, соединив одноименные точки, расположенные на противоположных сторонах полученного прямоугольника, получают координатную сетку (VI).

Вначале определяют число квадратов координатной сетки, для чего складывают наибольшие по абсолютной величине положительные и отрицательные абсциссы. Результат укажет на протяженность участка по оси Х. Аналогичный расчет выполняют для определения числа квадратов по оси Y. Далее:

*прикладывают нулевой штрих линейки к точке В линии АВ (по диагонали) и по концу линейки находят пересечение с последней (шестой) черточкой сделанной по вертикали ранее. В пересечении получают точку С. Аналогично производят построение прямоугольного треугольника с другой стороны линии АВ и получают точку Д. Прикладывают линейку к линии СД и прочерчивают короткие штрихи по скошенным краям окошек. Соединив точки, получают сетку квадратов. (рис)

Камеральные работы при тахеометрической съемке

Ежедневно, по возвращении с места производства полевых работ съемщик обрабатывает журнал тахеометрической съемки: приводит в порядок все записи и зарисовки; соответствие привязки съемочного обоснования к трассе; выписывает из журнала нивелирования высоты точек; сверяет записи с абрисом.

Топографические планы ориентируют по странам света (север - вверх; восток -справа). Съемочные точки опорной сети закрепляют тушью с выписыванием справа дробного обозначения: в числителе - порядковый номер съемочной точки римскими цифрами, в знаменателе - высота точки с точностью до 1,0 см.

Реечные точки отмечают карандашом с надписью дробью: в числителе - номер реечной точки арабскими цифрами, в знаменателе - высота точки с округлением до 1 дециметра.

При рисовке горизонталей должны быть проработаны все характерные особенности рельефа: вершины, седловины, котловины, склоны, хребты, лощины, водоразделы и обрывы. Если необходимо изобразить рельеф более подробно, то наносят полугоризонтали пунктирными линиями. Каждую пятую полную горизонталь (при сечении рельефа 1,0 м) проводят линией удвоенной толщины и выписывают ее высоту в целых метрах.

Интерполирование горизонталей осуществляют аналитическим или графическим способами. Графическое интерполирование горизонталей осуществляют с помощью палетки. Полученные точки равных высот соединяют плавными кривыми. При оформлении плана на нем указывают масштаб и высоту сечения горизонталей.

Топографические планы вычерчивают в принятых условных обозначениях, при этом обязательно указывают масштаб плана и высоту сечения горизонталей.

Топографические планы вычерчивают в принятых условных обозначениях, при этом обязательно указывают масштаб плана и высоту сечения горизонталей.

При оформлении плана на нем указывают масштаб и высоту сечения горизонталей.

Обработка журнала технического нивелирования - постраничный контроль, вычисление и распределение невязки, вычисление отметок связующих и промежуточных (плюсовых) точек подробно изложено в методических указаниях [4].

Полученные отметки связующих и промежуточных точек следует нанести на сетку квадратов (рис.7.1.), и выполнить рисовку горизонталей любым известным способом (см. лб.№)

Б. Составление продольного и поперечного профилей трассы

Продольным профилем дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси трассы на вертикальную плоскость. Составляют продольный профиль по материалам пикетажного журнала и журнала геометрического нивелирования трассы. Служит для последующего проектирования земляного полотна, искусственных сооружений и водоотвода. Продольный профиль обычно вычерчивают на миллиметровой бумаге в масштабах: горизонтальный 1:5000; вертикальный 1:500 для равнинной местности; для горной соответственно 1:2000 и 1:200. На продольный профиль наносят: развернутый план трассы; профиль земли по оси дороги (черный профиль); проектную линию продольного профиля по оси трассы; грунты по трассе; отметки земли по оси трассы; расстояния между характерными точками местности; уклоны проектной линии; прямые и кривые в плане, указатели пикетов и километров (рис.12.1)

Рис. 12.1 Сетка продольного профиля

В настоящее время проектирование продольного профиля автомобильных дорог выполняют в автоматизированной системе, а чертежи продольного профиля готовят с помощью плоттеров.

Последовательность построения продольного профиля

*устанавливают масштаб продольного профиля;

*в графу (7) (рис.12.1.) последовательно проставляют номера пикетов 0,1,2 и т.д. через 2 см в горизонтальном масштабе 1:5000;

*в графе (6) проводим вертикальные линии против каждого пикета и плюсовой точки;

*по журналу нивелирования устанавливаем наличие плюсовых точек. Заносим их в графу (6) и проставляем расстояния между плюсовыми точками или между пикетами и плюсовыми точками. Если плюсовой точки между пикетами нет, то и расстояние между пикетами (100 м) не указывается. Рубленные пикеты независимо от длины показывают в масштабе чертежа длиной 100 м, но фактическая его длина указывается на профиле;

^*из журнала нивелирования трассы в графу (5) выписывают отметки земли по оси линейного сооружения с округлением их до 1 см;

^*в графе (1) условными знаками обозначаются наименования грунтов, их физико-механические характеристики и свойства;

^*заполняется графа (2) - развернутый план трассы - в соответствии с планом трассы. Указываются пересечения с коммуникациями, реками, ситуация местности - границы угодий. При пересечении лесных массивов условными обозначениями указывают лиственный это лес или хвойный; высоту деревьев и их диаметр. При необходимости указывают стрелками изменение направления трассы, направление стока поверхностных вод (перпендикулярно к горизонталям);

Перед заполнением графы 7 необходимо выполнить расчет двух круговых кривых [1, стр.26]. Расчет одной круговой кривой будет общим для группы, расчет другой круговой кривой каждый студент выполняет индивидуально.

Пример. Исходные данные для расчета первой круговой кривой: пикетное положение вершины угла поворота ВУ№1, ПК1+90; угла поворота трассы б=24⁰36^/; радиус кривой R=500 м. Требуется определить элементы кривой: тангенс - Т, кривую - К, биссектрису - Б и домер - Д, а также местоположение начала кривой НК и конца кривой КК.

При известных б и R элементы кривой можно определить по таблицам [2]. При отсутствии таблиц - вычислить по формулам:

, (12.1) , (12.2) = R(12.3) . (12.4)

б=24⁰36^/; R=500 м. По таблицам: Т=109,02 м; К=214,68 м; Б=11,75 м; Д=3,36 м.

НК = ВУ-Т; НК=190-109,02=80,98 м или ПК 0+80,98 м;

КК = НК+К=80,98+214,68=295,66 м или ПК 2+95,66 м;

Проверка

КК = ВУ+Т-Д = 190+109,02-3,36 =295,66 м или ПК 2+95,66 м.

Для разбивки кривой №2 принять: пикетное положение вершины угла поворота ВУ№2 - ПК4+20; величину радиуса кривой и угла поворота принять самостоятельно в пределах: R=100…400 м; б=20…32⁰30^/. Угол поворота обязательно принимать с градусами и минутами. Причем, чем больше радиус, тем меньше следует принимать угол поворота и наоборот. Результаты расчетов поместить на стр.26 [1]

^*заполняют графу (7) - показывают километры, прямые и кривые плана трассы; на прямых участках сверху пишут их длину, снизу - румб направления; кривые от начала закругления (НЗ или НК) до конца закругления (КЗ или КК) показывают скобками вверх при повороте вправо, вниз - при повороте влево; в точках НК и КК указывают расстояние до предыдущих пикетов; на свободном месте записывают номер и величину угла поворота б и радиус R. (если есть место, то и Б, К, Т и D);

^*определяют условный горизонт для вычерчивания продольного профиля. Линия поверхности земли должна располагаться на расстоянии 4…6 см от верхней линии сетки;

^*определяют перепад высот по трассе, для чего вычисляют превышения между самой высокой отметкой земли Н_max и самой низкой Н_min, с округлением до ближайшего целого числа кратного 2 (при М1:2000) или 5 (при М1:5000). Строят шкалу отметок над рамкой сетки;

^*вычерчивают линию поверхности земли по оси дороги по данным графы (5), для чего откладывают против каждого пикета и плюсовой точки по шкале отметок отметку точки. Соединив полученные на продольном профиле отметки пикетов и плюсов прямыми линиями, получим линию поверхности земли или черную линию.

Поперечные профили земли обычно вычерчивают в масштабе 1:100 или 1:200, при этом горизонтальный и вертикальный масштабы принимают одинаковыми (рис.12.2.).

Рис. 12.2 Образец оформления чертежа поперечного профиля земли

Лабораторная работа № 9. Проектирование по профилю

Нанесение проектной линии. Установление положения проектной линии в продольном профиле по отношению к поверхности земли называют проектированием продольного профиля, или нанесением проектной линии В данной работе проектную линию следует нанести в виде ломаной линии, без вписания вертикальных кривых.

Положение проектной линии назначают с учетом отметок контрольных точек, необходимого возвышения поверхности земляного полотна над источниками увлажнения и снеговым покровом, принципа уравновешивания объемов насыпей и выемок.

Последовательность нанесения проектной линии:

1. Для нанесения проектной линии необходимо знать одну, начальную проектную отметку. Она может быть назначена преподавателем или обоснована расчетами. Нанесение проектной линии можно начинать с начала трассы или с контрольной точки профиля. Проектную отметку в данной работе обоснуем для контрольной точки (ПК 1+54), точки пересечения трассы с водотоком. Для пересечения постоянного водотока следует строить мост. Отметку контрольной точки над мостом определяют по формуле

Н_пк1+54=Н_гвв+Д+h_конст, (12.5)

где Н_гвв- отметка горизонта высоких вод. Принимается из журнала нивелирования трассы [1, стр.16]. Н_гвв=58,12 м; Д-минимальное расстояние от горизонта высоких вод до низа пролетного строения. Д=0,5 м; h_конст- строительная высота пролетного строения. Принимаем равной 1,0 м.

Тогда Н_пк1+54=58,12+0,5+1,0=59,62 м. Отметку полученной точки наносим на продольный профиль и в сетку продольного профиля в графу (4).Она и будет исходной отметкой для нанесения проектной линии.

2. На участке ПК0…ПК1+54 с учетом грунтово-геологических и грунтово-гидрогеологических требований к возвышению верха земляного полотна необходима насыпь высотой 0,5…0,8м. Это условие будет выполнено, если назначить величину продольного уклона равную +0,005 или 5‰. Тогда отметка ПК 0+00 будет равна

Н_{ПК 0+00} = Н_{ПК 1+54} + i·l (12.6)

где i - уклон; l - расстояние между рассматриваемыми точками

Н_{ПК 0+00} = 59,62+0,005х154=60,39 м

3. В графе (3) на участке ПК0+00…ПК 1+54 от ПК0+00 проводим наклонную линию в направлении - спуск. Над наклонной чертой записываем уклон в промилле, а под чертой - расстояние (см.рис.12.1. 5/154).

4. Зная величину продольного уклона на участке ПК0+00…ПК 1+54 и расстояние между плюсовыми (промежуточными) точками, по формуле (12.7) определяем отметки промежуточных точек

Н_п+1=Н_п±i·l, (12.7)

где Н_п+1 - номер точки, отметка которой определяется; i и l - соответственно уклон и расстояние между точками Н_п+1 и Н_п; + i - подъем; - i- спуск.

5. Исходя из равенства объемов (площадей) насыпей и выемок, справа от ПК1+54, на продольном профиле, над ПК4+00 намечаем точку перелома проектной линии. Определяем ориентировочно ее высотную отметку по шкале высот. Н_{ПК 4+00} = 63,40 м.

Определяем уклон на участке ПК1+54…ПК4+00.

i =, (12.8)

где L - расстояние между ПК4+00 и ПК 1+54, равное 246 м.

i =

Уклон получился дробный. Округляем его до тысячных и принимаем для дальнейших расчетов равным +0,015 (подъем). Корректируем отметку на ПК 4+00.

Н_ПК4+00=Н_ПК1+54+ i·l =59,62+0,015х246=63,31 м.

Откорректированную отметку ПК4+00 заносим в графу (4) сетки профиля, а уклон и расстояние - в графу (3).

6. Аналогично описанным в п.5 действиям, определяем уклон проектной линии на участке ПК4+00…ПК6+00. Он оказался равным -0,011(спуск) или 11‰.

7. Определив уклоны, заполняем графу (3) продольного профиля;

8. Аналогично действиям, описанным в п.4, определяем проектные отметки пикетных и промежуточных точек. Результаты расчетов заносим в графу (4);

9. Разницу между отметками земли по оси трассы (черные отметки) и отметками проектной линии (проектные отметки) определяющими высоту насыпи или глубину выемки, называют рабочими отметками. Рабочие отметки на пикетах и плюсовых точках определяют по формуле

h_p=H_пр-Н_ч, (12.9)

де Н_пр - проектная отметка, м; Н_ч - черная отметка, отметка земли по оси трассы.

Рабочие отметки насыпей выписывают над проектной линией, а выемок - под ней.

10. Для подсчета объемов земляных работ с делением их на выемки и насыпи необходимо знать положение точек нулевых работ (рис.12.3). Точки перехода из выемок в насыпь и наоборот (точки нулевых работ), отмечают на профиле пунктирными ординатами или синими линиями.

Рис. 12.3 Схема для определения расстояния до нулевой точки

Расстояние до нулевой точки находится из выражения (рис. 12.3.):

. (12.2)

где h₁ и h₂ - рабочие отметки; l- расстояние между рассматриваемыми точками; x - расстояние от точки с рабочей отметкой h₂ до точки нулевых работ

Проектную линию на чертеже продольного профиля изображают линией в два раза более толстой, чем линию поверхности земли. Места, где проектная линия в результате срезки грунта расположена ниже поверхности земли, называют выемками, а участки, где проектная линия проходит выше поверхности земли - насыпями.

Проектирование поперечных профилей

Проектными называют отметки, определяющие положение проектной линии в продольном профиле. Они относятся к оси линейного сооружения в насыпи или выемке. Исходная проектная отметка Н_п задается, определяется или устанавливается.

Библиографический список

1. Кузьмин Г.И., Григорашенко И.А. Журнал к лабораторным и расчетно-графическим работам по инженерной геодезии. СГАСУ, Самара, 2006. 26 с.

2. Митин Н. А. Таблицы для разбивки кривых на автомобильных дорогах. М.: Недра, 1978. 470 с.

2. Федотов Г.А. Инженерная геодезия. М.: “Высшая школа”, 2002. 464 с.

Размещено на Allbest.ru