Обработка материалов нивелирования трассы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обработка материалов нивелирования трассы

1. Цель и задачи работы, исходные данные

нивелирование строительство трасса

Цель задания: Освоение студентами методики камеральной обработки материалов, полученных при продольном нивелировании.

Для выполнения задания необходимо:

1. В журнале технического нивелирования вычислить отметки пронивелированных точек и провести контроль вычислений. Дополнить пикетажный журнал расчетами по закруглению трассы.

2. На основании данных обработанного журнала построить продольный и поперечный профили и выполнить проектирование по профилю.

Исходными данными являются: журнал технического нивелирования, отметки начального и конечного реперов, данные для расчета закругления трассы.

2. Общие положения

Для изыскания, проектирования и строительства дорог, оросительных и осушительных каналов, водохранилищ, трубопроводов и т.п., производят инженерно-техническое нивелирование.

Нивелированием называется совокупность измерений на местности, в результате которых определяют превышения между точками местности с последующим вычислением их высот относительно принятой исходной поверхности. Знание высот точек земной поверхности необходимо при решении научных задач геодезии, связанных с изучением вертикальных движений земной коры, для высотного обоснования топографических съемок, изображения рельефа местности на планах или картах, решения различных инженерных задач при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений и т.п.

Если высоты точек вычислены относительно основной уровенной поверхности (уровня Балтийского моря), их называют абсолютными высота-ми. Если они вычислены относительно другой, условно взятой поверхности, их называют относительными.

При строительстве объекта, занимающего узкую длинную полосу, нивелируют ось будущего сооружения. Такое нивелирование называю продольным.

Входы инженерно-технического нивелирования обязательно включают пункты государственной высотной опоры (опорные пункты). Опорные пункты (реперы, марки) - это точки, жестко закрепленные на местности, отметки которых известны.

Обработка журнала нивелирования

Полевой журнал инженерно-технического нивелирования обрабатывают в следующей последовательности (таблица1).

1. На станции (в поле) определяют превышение h между связующими точками:

h_ч = З_ч - П_ч,h_к = З_к - П_к,

гдеЗ_ч, П_ч - задний и передний отсчеты по черной стороне рейки, мм; З_к, П_к - задний и передний отсчеты по красной стороне рейки, мм.

2. Выполняют контроль на станции: и выводят средние превышения. (В противном случае, находясь на станции, отсчеты пересни-мают и снова делают проверку).

Примечание. При выводе средних превышений, последние округляют до 1 мм. Чтобы ошибка за счет округления постоянно не накапливалась, чис-ла, оканчивающиеся на 5, округляют до ближайшего четного числа (напри-мер: 2,5> 2; 3,5> 4; 4,5> 4).

Пример, (см.таблица 1)

Станция I: h_ч = 1863 - 0413 = 1450 мм

hк = 6551	- 5099	= 1452 мм	h1ср = 1451 мм
Станция II: hч = 0512 - 2038 = - 1526 мм
hк = 5197	- 6726	= - 1529 мм	h2ср = - 1528 мм

3. 1. Вычисляют алгебраическую сумму средних превышений.

Уh_ср = 2624 мм

После окончания полевых наблюдений производят контроль нивелирования всего хода,

Пример:

Уh_испр= 2589 мм., Н_нач. =34,776м, Н_кон = 37,365м.

2589 мм = (37,365-34,776) м;2589мм = 2589мм.6

7. Вычисляют отметки связующих точек, м:

^Hn+1 ^{= H}n ^{+ h}испр ^,

где H _n+1 - отметка последующей точки, м; H _n - отметка последующей точки, м;

h_испр - исправленное превышение между этими точками, мм>м.

Контролем правильности вычислений отметок связующих точек явля-ется получение отметки конечного репера.

Пример:

Н_ПК0 = Н_Rp1 + h_1испр = 34,776 +1,446=36,222м

Н_{ПК 1} = Н₀ + h_2испр = 36,22 + (- 1,53)=34,689м

…………………………………………………..;

Н_{ПК 5} = Н_{ПК 4} +h_7испр = 37,882+1,261=39,143м.

Контроль:

Н_Rp2= Н_{ПК 5} +h_8испр =39,143 + (1,778) =37,365. (Дано: Н_Rp2= 31,05м).



Вычисляют горизонт нивелира ГН_.

З= 62826мм;П=57579мм; hср =2624мм; hиспр =2589мм;

( З -П)/2=2623,5 мм; Нкон - Ннач=2589мм;

fhф = hср - (Нкон - Ннач) = ± 35мм; fhдоп = 45мм

Горизонт нивелира вычисляют дважды (для тех станций, где имеются промежуточные точки), по формуле:

ГН' = Н_n + З_ч; ГН" = Н_n+1 + П_ч,

где Н_n - отметка задней связующей точки (для данной станции);

Н_n+1 - отметка передней связующей точки (для данной станции).

Контроль: расхождение между дважды вычисленной величиной ГН не должно превышать + 5 мм.

Из двух значений ГН за окончательное принимают среднее значение:

Пример, (таблица 1):

III станция: ГН' = НПК	+ Зч = 34,689 + 2,692 = 37,381м.
ГН"= НПК	+ Пч = 36,321 + 1,055 = 37,376м.

ГН_ср. = 37,379 м (округляют до 0,001 м).

9. Вычисляют отметки промежуточных точек и точек поперечников че-рез горизонт нивелира (рисунок 9) по формуле:

Н_пр = ГН - с,

где с - отсчет по рейке на промежуточной точке.

Пример, (таблица 2):

II станция: Н_ПК1+66,59 = 37,379-2,580 = 34,799 м.

_{ПК1+20 лев.} = 37,379 - 1,825 = 35,554 м.

_{ПК1+20 пр.} = 37,379- 2,130 = 35,249 м.

VЙ станция: Н _ПК2+57,44 = 37,031 - 2,258 = 34,763 м.

После вычисления высот всех точек по трассе нивелирного хода составляют продольный профиль оси трассы и профили поперечников по данным журнала нивелирования и пикетажной книжки.

3. Построение продольного и поперечного профилей

Продольный профиль трассы является важнейшим итоговым документом инженерно-технического нивелирования; он необходим для проектирования, строительства и использования в процессе эксплуатации сооружения. Прежде всего, необходимо выбрать размер листа бумаги, на котором будет строиться профиль, исходя из общей длины профиля и принятого масштаба линий для его построения.

Продольный профиль строят на листе миллиметровой бумаги.

Масштабы профиля: горизонтальных линий 1:1000 (1:2000), вертикальных линий 1:50, 1:100 (1:200).

Исходными данными для построения профиля служат данные журнала нивелирования (таблица 1) и пикетажного журнала (рисунок 1).

1. Для рассматриваемого участка трассы длиной 500 м (ПК0-ПК5) наи-более целесообразно принять горизонтальный масштаб линий М 1:2000 для листа миллиметровой бумаги формата А-3.

Вертикальный масштаб подбирают исходя из максимального перепада отметок, таким образом, чтобы характерные изменения рельефа наиболее от-четливо отобразить на профиле. Вертикальный масштаб можно подобрать, руководствуясь следующими пределами:

Разница между максимальной	Значение масштаба
и минимальной отметками
менее 3 м	1:50
от 3 до 6 м	1:100
более 6 м	1:200

Например, (рисунок 3)

Н_max-Н_min = 39,14 - 34,22 = 4,92 м > М 1:100,

На листе миллиметровой бумаги вычерчивают сетку профиля для по-строения продольного профиля трассы и проведения расчетов по проектной линии.

В правой части листа необходимо оставить свободное поле 2 см - для подшивки. На расстоянии 10 см от нижнего края листа проводят горизон-тальную линию. Слева вычерчивают боковик сеточной части профиля шири-ной 6 см (рисунок 3).

Заполнять сетку профиля начинают с графы "Горизонтальных рас-стояний". Расстояния между соседними пикетными точками не проставляют.

Если на пикете есть одна плюсовая точка, то отмечают расстояние от нее до заднего и переднего пикетов. Если же на пикете располагаются несколько плюсовых точек, то надписывают расстояния до первой плюсовой точки, затем расстояния между плюсовыми точками и расстояние от последней плюсовой точки до следующей пикетной точки. Сумма всех этих расстояний должна быть равна расстоянию между соседними пикетами (длине пикета). В графу "Отметки поверхности земли" выписывают фактические отметки из журнала нивелирования с округлением их до одного сантиметра.

Назначают отметку линии условного горизонта. Она выбирается с таким расчетом, чтобы точка профиля с наименьшей отметкой отстояла от линии условного горизонта не ближе, чем на 4 см.

От линии условного горизонта вычерчивают и подписывают шкалу отметок. Проектную линию дороги проводят, в соответствии с общим наклоном поверхности земли (на повышение или понижение), с таким расчетом, чтобы объемы работ по выемке и насыпи грунта (при производстве работ), были бы наименьшими и приблизительно равнялись друг другу.

Для этого к вычерченному профилю прикладывают ребром линейку (или край прозрачной линейки) и плавно меняя ее положение, добиваются того, чтобы площади фигур, расположенные над проектной линией примерно равнялись площадям фигур под проектной линией, а их суммарная площадь была бы минимальной. По наиболее оптимальному положению проводят линию. Отметки начальной и конечной точек запроектированной линии определяют по шкале отметок и записывают в графу "Проектные отметки".

3. Находят уклон проектной линии. Уклон (i) - это отношение превы-шения h к заложению d:

где h - превышение между начальной и конечной точками проектной ли-нии, м;

d - горизонтальное расстояние между крайними точками, м.

Для расчетов земляных работ необходимо вычислить отметки точек проектной линии, соответствующих отметкам точек фактической поверхно-сти земли.

Проектные отметки вычисляют по формуле:

_n^пр₊₁^. = Н _n^пр. + i_пр.d' ,

гдеН_n+1 - проектная отметка определяемой точки; Н_n - проектная отметка предыдущей точки;

d' - горизонтальное расстояние между данными точками.

Проектные отметки округляют до 1 см и записывают в соответствую-щую графу таблицы профиля.

Пример:

Н_ПК0+55,76 = Н_{ПК 0} + i_пр^.d' = 38,30 + (-0,01) · 100 = 37,3 м.

Контроль. В конце вычислений должна быть получена отметка конечной точки проектной линии, значение которой уже имеется в результате проектирования:

Н_ПК5 = Н_{ПК 4} + i_пр^.d' = 33,77 + (-0,01) · 47,04 = 33,30 м.

5. Рабочие отметки (r) находят по разности проектных (Н_пр) и фактиче-ских отметок (Н_ф.). Они могут быть положительными и отрицательными:

r= Н_пр - Н_ф.

Знак "+" указывает, что при строительстве здесь будет насыпь, знак "-" указывает на выемку.

Вычисленные рабочие отметки (без знака) вписывают в соответствую-щие графы таблицы профиля: "Глубина выемки", "Высота насыпи".

Пример:

r_ПК0 = 38,30 - 36,22 = 2,08 м, (насыпь на 2,08 м).

r_ПК0+55,76 = 37,3 - 34,69 = 2,61 м, (насыпь на 2,61 м).

В точках пересечения фактической поверхности земли и проектной линии будут расположены точки нулевых работ (это точки, в которых при производстве земляных работ не потребуется ни выемка, ни насыпь).

В местах, где будут располагаться такие точки, выемка будет сменяться насыпью и наоборот.

Пример:

r_ПК2 = 30,20- 31,12 = -0,92 м, (выемка на 0,92 м).

r_ПК3 = 29,80- 27,45 = +2,35 м, (насыпь на 2,35 м).

6. Для того чтобы при производстве строительных работ точно знать, где заканчивать выемку грунта и начинать его насыпь, необходимо на мест-ности (кольями) закреплять точки нулевых работ (рисунок 4).



Рисунок 4 - Точка нулевых работ

Для определения местоположения точек нулевых работ вычисляют горизонтальные расстояния (х₁, х₂), от этих точек до ближайших, известных точек профиля (до пикетов или плюсовых точек):

гдеr_n - предыдущая рабочая отметка;

где r_n+1 - последующая рабочая отметка;

d' - расстояние между предыдущей и последующей точками профиля.

Контроль:х₁ +х₂ = d'.

Пример, (рисунок 4):ПК4 ч ПК4+52,96):

Контроль:х₁ +х₂ = 23,18 + 76,82 = 100, ( d' = 100 м).

Расстояния х₁ и х₂ выписывают в графу "Расстояния".

7. Вычисляют отметку точки нулевых работ по данным проектной линии, и для контроля - по данным фактической поверхности земли.

Проектную отметку точки нулевых работ ( H ₀^пр. )вычисляют как последующую отметку точки, лежащую на проектной линии по формуле:

H ₀^пр. = H _п^пр. + i_np. x₁

где: H _п^пр. - проектная отметка предыдущей точки, м; i_пр. - уклон проектной линии.

Фактическую отметку точки нулевых работ ( H₀^ф. )вычисляют как последующую отметку точки, лежащую на фактической поверхности по формуле:

H₀^ф. = H_п^ф. + i_ф. x₁

где: H _п^ф. - фактическая отметка предыдущей точки, м;

i_ф - уклон фактической поверхности на данном участке:

где:Н _п^ф. - фактическая отметка предыдущей точки;

_п^ф₊^.₁ - фактическая отметка последующей точки; d' - расстояние между этими точками

8. Заполняют графу "План трассы".

Посередине графы проводят горизонтальную линию - ось проектной линии сооружения в плане. Вдоль оси трассы наносят: связующие точки (ПК), и главные точки кривой закругления трассы (НК и КК) с указанием их пикетажного положения. Между точками НК и КК условно (дугой) обозна-чают место вставки дуги кривой закругления. Внутри дуги вписывают чис-ленные значения элементов закругления трассы: , R, Т, К, Б, Д.

На план трассы, согласно абрису (рисунок 11), наносят ситуацию.

Построение поперечного профиля

Поперечный профиль (поперечник) следует строить над той точкой, на которой он был разбит в поле при съемке, или правее продольного профиля. Над поперечником подписывают, к какому пикету он относится.

Масштабы поперечника принять: М_Г 1:1000, М_В 1:100.

В сеточной части профиля показывают горизонтальные расстояния (ширина графы 0,5 см) и отметки поверхности земли (ширина графы 1,5 см).

Оформление профилей

Профиль вычерчивают тушью или гелиевой ручкой.

Красным цветом вычерчивают все проектныеданные:

- проектную линию (на продольном профиле и в графе "План трассы");

- уклон и длину проектной линии;

- проектные и рабочие отметки (высота насыпи и глубина выемки);

- элементы закругления трассы в графе "План трассы": ( , R, Т, Б, К, Д); пикетажное положение начала и конца кривой (НК, КК), ситуацию в данной графе обозначают черным цветом.

Синим цветом вычерчивают данные по точкам нулевыхработ:

- линии перпендикуляров, опущенных из этих точек на линию условного горизонта;

- горизонтальные расстояния от точек с известным местоположением до точек нулевых работ (х₁и х₂) в графе "Расстояния";

- отметки точек нулевых работ в графе "Отметки поверхности земли" и "Проектные отметки".

Черным цветом вычерчивают фактические данные:

- отметки поверхности земли;

- пикеты связующих и промежуточных точек

Красным цветом на продольном профиле окрашивают места, где по проекту будут "Насыпи", а желтым цветом - "Выемки".

Поперечный профиль вычерчивают черным цветом.

Размещено на Allbest.ru