Лекции (геодезия). Лекция 1 введение
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
Порядок поверки: в защищенном от ветра месте на тонком шнуре подвешивают отвес. В 25 – 30 м от отвеса устанавливают нивелир и совмещают один из концов вертикальной нити сетки со шнуром отвеса. Если другой конец нити отходит от шнура отвеса не более чем на 0,5 мм, то условие выполнено. Порядок юстировки: чтобы устранить неисправность, ослабляют исправительные винты сетки и поворачивают пластинку с сеткой нитей до совмещения ее вертикальной нити со шнуром отвеса. Для этого надо снять крышку, прикрывающую исправительные винты сетки, отвернуть слегка крепежные винты пластины и после ее поворота вновь завернуть их. Для контроля действие повторяют. 3 поверка – поверка основного геометрического условия: визирная ось и ось цилиндрического уровня должны быть параллельны. Поверка производится двойным нивелированием одной и той же линии в прямом и обратном направлениях. Для этой цели линию длиной 50 – 70 м закрепляют кольями. Устанавливают нивелир над точкой А, приводят ось прибора в отвесное положение при помощи круглого уровня, измеряют высоту прибора i 1 и производят отсчет b 1 по рейке, установленной в точке В. Высота нивелира измеряется с точностью до 2 мм при помощи стальной рулетки или рейки. Переставляют местами нивелир и рейку, определяют высоту прибора i 2 на точке В и производят отсчет по рейке b 2 в точке А. Вычисляют ошибку х, возникающую из-за несоблюдения основного условия по формуле: 2 2 2 1 2 1 i i b b х . () 25 Если |х| ≤ 4 мм, то условие выполнено. Юстировка: действуя элевационным винтом, наводят среднюю нить сетки на отсчет по рейке, вычисляемый по формуле x b b 2 2 . () После этого, вертикальными исправительными винтами цилиндрического уровня, находящимися под крышкой в торцевой части коробки уровня, совмещают изображение концов половинок пузырька уровня. Для контроля действия повторяют. Лекция 13 СПОСОБЫ НИВЕЛИРОВАНИЯ По способам выполнения и применяемым приборам различают геометрическое, тригонометрическое, гидростатическое и барометрическое нивелирование. Геометрическое нивелирование - наиболее распространенный способ. Его выполняют с помощью нивелира, задающего горизонтальную линию визирования. Сущность геометрического нивелирования состоит в следующем. Нивелир устанавливают горизонтально и по рейкам с делениями, стоящими на точках А и В, определяют превышение h как разность между отрезками а и b: h = a – b. Если известна отметка точки А и превышение h, отметку точки В (h B ) определяют по формуле: Н В = Н А + h. () Во избежание ошибок в знаке превышения точку, отметка которой известна, считают задней, а точка, отметку которой определяют, - передней, т.е. превышение – это всегда разность отсчетов назад и вперед. Иногда отсчет по рейке называют «взглядом» и поэтому превышение равно «взгляду назад» минус «взгляд вперед». Место установки нивелира называют станцией. С одной станции можно брать отсчеты по рейкам, установленным во многих точках. При этом превышение между точками не зависит от высоты нивелира над землей. Если поставить нивелир выше, оба отчета a и b будут больше на одну и ту же величину, но разности между ними будут одинаковы. Для вычисления отметки искомой точки можно применять способ вычисления через горизонт инструмента (ГИ). Этот способ удобен, когда с одной станции производят нивелирование нескольких точек. Очевидно, что если к отметке точки А прибавить отсчет по рейке на точке А, то получится отметка визирной оси нивелира. Эта отметка и называется горизонт инструмента. Если теперь из горизонта инструмента вычесть отсчеты на всех точках, взятые на этой станции, получатся отметки этих точек. Если для определения превышения между точками А и В достаточно один раз установить нивелир, такой случай называется простым нивелированием . Если превышение между точками можно определить только после нескольких установок нивелира, такое нивелирование условно называют сложным (рисунок). В этом случае точки D и C называют связующими. Превышения между ними определяют по схеме простого нивелирования. При сложном нивелировании превышение между точками А и В: n i i n AB h h h h h h 1 3 2 1 . () Если известна отметка точки А, можно определить отметку точки В: n i i А В h Н Н 1 . () 26 Такую схему нивелирования называют нивелирным ходом. Несколько ходов с общими начальными и конечными точками образуют нивелирную сеть. Тригонометрическое нивелирование выполняют теодолитами. Если с точки А на точку В измерить угол наклона ν и определить горизонтальное проложение d, превышение между этими точками можно определить по формуле: h = d tg ν + i – v – f, () где i – высота теодолита над точкой; v – высота наведения при измерении угла наклона; f – поправка за кривизну Земли и рефракцию, выбираемая из специальных таблиц (поправку вводят при расстояниях между точками, больших 300 м). При положительном угле наклона (+ ν) превышение будут иметь знак плюс, при отрицательном (- ν) – минус. Гидростатическое нивелирование основывается на свойстве жидкостейнаходиться в сообщающихся сосудах на одном уровне. Превышение h между точками А и В может быть получено как разность отсчетов по шкалам сосудов. Как правило, расстояние между точками ограничивается длиной соединительного шланга между сосудами и достигает нескольких десятков метров. Достоинство гидростатического нивелирования, применяемого для строительных целей, - простота работы, возможность производства работы в тесных местах (комнатах, сооружениях, среди оборудования), быстрота действия. К недостаткам относятся невысокая точность (± 10 мм) и затруднительные работы со шлангами. При барометрическом нивелировании используют свойство разности воздушного давления в различных по высоте над уровенной поверхностью точках. Нивелирование выполняют барометрами-анероидами или микробарометрами. Наиболее простой случай барометрического нивелирования, когда точки, между которыми определяется превышение, соединяются замкнутым маршрутом; продолжительность маршрута не более 2 – 3 часов. Для измерений используют один анероид. На исходной точке маршрута измеряют температуру воздуха, температуру анероида, его высоту над точкой и считывают по нему показания давления. Затем переходят на вторую и последующие точки и производят аналогичные измерения. Наблюдения заканчивают на исходной точке. Полагая, что давление воздуха и температура в начальной точке изменялись пропорционально времени, по барометрическим таблицам находят высоты точек. Расстояние между точками может быть любым и ограничивается только разностью времени между первым и последним наблюдениями на исходной точке. ОТСЧЕТЫ ПО РЕЙКАМ Отсчеты по рейкам производят по средней нити нивелира – по месту, где проекция средней нити пересекает рейку. Сделать отсчет по рейке – это значит определить высоту визирной оси нивелира над нулем (основанием рейки). Цифры считывают в такой последовательности: сначала меньшую, видимую вблизи средней нити, подпись (сотни миллиметров), потом прибавляют к ней целое число делений, на которое нить сетки отстоит от меньшей подписи в сторону большей (десятки миллиметров), затем наименьший десятимиллиметровый отрезок делят «на глаз» (количество миллиметров). Отсчет записывают в миллиметрах. 27 Лекция 14 РАЗБИВКА И НИВЕЛИРОВАНИЕ ТРАССЫ Трассу по всей длине с помощью мерной ленты разбивают на пикеты через 100 м. Пикеты закрепляют металлическими или деревянными колышками. Аналогично между пикетами закрепляют промежуточные (плюсовые) точки. Информацию заносят в журнал геометрического нивелирования. Нивелирование трассы выполняется 2 способами: 1) из середины; 2) вперед. ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ ТРАССЫ 1. Контроль нивелирования на станции. Вычисляют разности отсчетов по красной и по черной сторонам рейки, которые должны отличаться от «пятки рейки» не более чем на ± 4 мм. «Пятки рейки» подписывают в скобках под отсчетами. 2. Вычисляют превышения между связующими пикетами на каждой станции по формулам: h Ч = а Ч – b Ч ; h КР = а КР – b КР , () где а Ч , а КР – отсчеты по задней рейке соответственно по черной и красной сторонам; b Ч , b КР – отсчеты по передней рейке соответственно по черной и красной сторонам. Разница между значениями h Ч и h КР не должна превышать ± 4 мм. 3. Вычисляют средние превышения связующих пикетов по формуле (с округлением до целых мм): 2 КР Ч СР h h h . () 4. Производят постраничный контроль на каждой странице журнала по формуле: 2 П З h СР , () где ∑З, ∑П – суммы задних и передних отсчетов по черной и красной сторонам рейки на данной странице журнала; ∑h СР – сумма средних превышений на данной странице. 5. Контроль нивелирования хода. Определяют невязку нивелирного хода по формуле: f h = ∑h СР - ∑h Т , () где ∑h СР – сумма средних превышений по всему ходу; ∑h Т – теоретическая сумма превышений. ∑h Т = Н КОН – Н НАЧ , () где Н НАЧ , Н КОН – абсолютные отметки пунктов привязки трассы. Вычисляют допустимую невязку по формуле: 28 L f доп 50 , () где L – длина хода, км. Если f h ≤ f доп , то ее разбрасывают в виде поправок с обратным знаком поровну на све превышения с точностью до целых миллиметров. Исправленные превышения (h ИСПР ) заносят в журнал. 6. Вычисляют отметки связующих точек по формуле: Н n+1 = H n + (± h ИСПР ), () где Н n+1 , Н n – отметки последующей и предыдущей точек. Контролем является получение отметки последней точки Н КОН 7. Отметки промежуточных точек (плюсовых и точек поперечников) вычисляют через горизонт инструмента. Н ПР = ГИ – а ПР , () где Н ПР – отметка промежуточной точки; а ПР – отсчет по рейке, стоящей на промежуточной точке. ГИ = Н А + а Ч , () где Н А – отметка связующей точки (пикета); а Ч – отсчет по рейке, стоящей на точке с отметкой Н А ПОСТРОЕНИЕ ПРОДОЛЬНОГО И ПОПЕРЕЧНОГО ПРОФИЛЕЙ ТРАССЫ Профиль трассы строят на миллиметровой бумаге по отметкам точек (журнал технического нивелирования) и данным пикетажного журнала. Масштабы построения профилей зависят от вида сооружения, характера рельефа местности и других условий. Порядок построения профиля: 1. Производят разграфку профильной сетки. 2. В графе расстояний откладывают в масштабе 1: 2 000 пикеты и плюсовые точки. Если между пикетами нет плюсовых точек, то расстояние 100 м не пишут. При наличии плюсовых точек указывают расстояние от пикета до плюсовой точки либо между плюсовыми точками (пример). Если на данном пикете несколько плюсовых точек, то расстояния записывают так, чтобы их сумма была равна 100 м. 3. Над пикетами и плюсовыми точками в графе фактических отметок выписывают из журнала технического нивелирования их отметки, предварительно округлив их до сотых долей метра. 4. От верхней линии профильной сетки (линии условного горизонта) в масштабе 1: 200 на перпендикулярах к ней откладывают фактические отметки всех пронивелированных точек. Для того чтобы не откладывать на перпендикулярах большие расстояния, линии условного горизонта придают отметку с таким расчетом, чтобы точка профиля, имеющая наименьшую отметку, отстояла от этой линии на 6 – 8 см. В этом случае от линии условного горизонта (УГ) откладывают не всю величину отметок точек профиля, а соответствующие разности. Точки, полученные в результате построения, соединяют между собой прямыми линиями и получают профиль местности. От точек профиля до линии условного горизонта проводят ординаты. 29 5. По данным пикетажного журнала заполняют графу «грунты» и «план трассы» («ситуация»). На указанных пикетах в пределах графы «грунты» проводят ординаты и записывают соответствующие названия грунтов. Для заполнения графы «план трассы» по середине ее красным цветом проводят линию (ось трассы) и, пользуясь пикетажным журналом, строят контуры местности в полосе шириной по 100 м с каждой стороны от оси. Вместо условных знаков здесь разрешается записывать название контуров. Углы поворота отмечают стрелкой. 6. Аналогично строят поперечные профили. Горизонтальный и вертикальный масштаб поперечных профилей 1: 200. 7. Пользуясь пикетажным обозначением начала и конца кривой, приведенным в пикетажном журнале, красным цветом заполняют графу «прямые и кривые». Начало и конец кривой отмечают перпендикулярами, проведенными от линии пикетов до линии развернутого плана трассы. На перпендикулярах записывают расстояния от начала и конца кривой до ближайших пикетов. При правых углах поворота выпуклость кривой направляют вверх, при левых – вниз. Около кривых выписывают все шесть их элементов: R, α, T, K, Д, Б. На прямых участках трассы (прямых вставках) выписывают их длину и румб или дирекционный угол. По известному румбу первой прямой вставки находят румбы остальных прямых вставок в зависимости от величины и направления угла поворота трассы. Дирекционные углы прямых вставок вычисляют по правилу: дирекционный угол последующей прямой вставки равен дирекционному углу предыдущей прямой вставки плюс правый угол поворота или минус левый угол. НАНЕСЕНИЕ НА ПРОФИЛЬ ТРАССЫ ПРОЕКТНОЙ ЛИНИИ Нанесение проектной линии на профиль трассы предусматривает: 1) соблюдение баланса земляных работ (равенство объемов насыпи и выемки) при минимальном их объеме; 2) соблюдение уклонов на отдельных участках проектной линии, не превышающих допустимых пределов; 3) устройство мостового перехода через реку в виде горизонтальной площадки (при этом должны учитываться уровень высоких вод и длина площадок при подходе к отверстию моста). Проектная линия состоит, как правило, из нескольких участков с различными уклонами. Начальной проектной отметкой могут быть: отметка точки примыкания трассы к существующим или проектным сооружениям, например отметка проектируемого мостового перехода. Уклоны должны быть выражены в целых тысячных долях. Порядок нанесения проектной линии: 1. В графе «уклоны», в местах изменения уклонов проводят ординаты, разделяющие один участок проектной линии от другого. На каждом участке внутри графы чертой показывают условно знак уклона (привести рисунок). Над чертой, посередине, пишут величину уклона с точностью до 0,001, а под ней – расстояние, на котором действует данный уклон. 2. Рассчитывают по формуле проектные отметки всех пикетов и плюсовых точек профиля и красным цветом заносят в графу «проектные отметки». Н ПР = Н ПРНАЧ + id 3. Вычисляют рабочие отметки (высоты насыпей или глубины выемок) на каждом пикете и плюсовой точке. H РАБ = Н Ф - Н ПР Рабочие отметки подписывают близ точек профиля местности справа от ординат, над проектной линией в случае насыпи, под проектной линией – в случае выемки. Положительная рабочая отметка показывает глубину выемки, отрицательная - высоту насыпи. 4. Проводят ординаты от точек пересечения проектной линии с линией профиля местности (от точек нулевых работ) до линии условного горизонта и вычисляют горизонтальные расстояния от этих точек до ближайшего пикета или плюсовой точки по формулам: П З З h h d h x П З П h h d h y , х, у – расстояния от точки нулевых работ соответственно до пикета слева и справа; 30 d – расстояние между пикетами; h З , h П – соответственно задняя и передняя рабочие отметки от точки нулевых работ. Контроль: d = х + у Значения х и у после округления до сотых долей метра выписывают над линией условного горизонта справа и слева от ординаты. 5. Наносят на поперечный профиль проектируемые очертания земляного полотна. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРУГОВОЙ КРИВОЙ Углы поворота φ трассы определяют как дополнение правого угла до 180º. При повороте линии вправо φ П = 180º - β, при повороте влево φ Л = β – 180º. Углы измеряют одним приемом со среднеквадратической погрешностью 0,5´. На углах поворота трасс вставляют круговые и переходные кривые. В качестве круговых кривых применяют дуги окружностей больших радиусов. В качестве переходных используют кривые переменного радиуса, который может изменяться от бесконечности до радиуса данной круговой кривой. С помощью переходных кривых более плавно сопрягают прямолинейные участки дорожной трассы с круговой кривой. Основные элементы круговой кривой : 1) φ – угол поворота, измеряемый в натуре; 2) R – радиус кривой, назначаемый в зависимости от условий местности и категории дороги; 3) А = СВ = Т – длина касательных, называемая тангенсом и вычисляемая по формуле: 2 Rtg Т ; () 4) АFB = К – длина круговой кривой, определяемая по формуле: 0 180 R К ; () 5) СF = Б – длина биссектрисы, вычисляемую по формуле: 1 2 sec R Б ; () 6) Д = 2Т – К – домер; 0 180 2 2 tg R Д . () В практике элементы круговых кривых трассы находят по таблицам, составленным по аргументам φ и R. Точки начала НК, середины СК и конца КК круговой кривой называют главными. На круговой кривой пикетаж разбивают по линиям тангенсов. Сначала по измеренному углу поворота φ и принятому радиусу R из таблиц круговых кривых выбирают элементы кривой (Т, К, Б, Д). Затем по уже определенному пикетажному значению вершины угла ВУ рассчитывают пикетажные наименования главных точек кривой и, найдя их на местности, закрепляют. При этом начало кривой НК находят промером от уже закрепленного ближайшего пикета, а середину кривой СК - отложением расстояния Б по биссектрисе угла поворота. |