|
|
Методические указания к практическим работам по дисциплине б 16 Инженерная геодезия для направления 08. 03. 01 Строительство
3. ПР №3 НИВЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ
(обработка материалов нивелирования по квадратам)
3.1. Общие сведения
Нивелирование поверхности – это вертикальная съемка участка осваиваемой территории, которая выполняется как методом геометрического нивелирования с применением нивелира, так и методом тригономет-рического нивелирования с применением теодолита или электронного тахеометра. Нивелирование поверхности используют для получения планов.
Способ нивелирования поверхности (по квадратам, магистралям, параллельным линиям, полигонам или полярный) выбирается в зависимости от положения контуров, геоморфологических особенностей местности и планируемого размещения нивелируемых точек. Плановое обоснование при этой съемке создается теодолитными ходами, опирающимися на пункты опорной геодезической сети. Высотное обоснование строится нивелирными ходами IV класса или технической точности.
Нивелирование по квадратам получило широкое распространение, поскольку этот способ достаточно прост и удобен, как для обычных, так и для автоматизированных расчетов объемов земляных масс (земляных работ) при вертикальной планировке. Однако нивелирование по квадратам можно применить только на открытой местности.
Результаты вертикальной съемки в виде топографического плана могут служить основой плана организации рельефа.
Результаты нивелирования по квадратам дают исходные данные к построению картограммы земляных работ, позволяют получить положение точек нулевых работ, выполнить расчет по оценке объемов насыпей и выемок при заданных проектных отметках и проектных уклонах при проектировании горизонтальной или наклонной площадки.
В этом учебном задании сетка квадратов строится свободно без привязки к опорной геодезической сети (координаты не вычисляются), но ориентирована по магнитному меридиану. Поэтому на плане следует показать направление магнитного меридиана и поместить надпись в нижней части листа «План ориентирован по магнитному меридиану». Магнитный азимут, или румб исходной стороны задается преподавателем.
Проведение на плане горизонталей начинают с определения отметок горизонталей, которые должны быть кратны высоте сечения рельефа. Высота сечения рельефа задается преподавателем.
Положение одной горизонтали между точками на линии равномерного ската можно определять «на глаз». Если между точками «пройдут» две и более горизонтали, то для определения их местоположения рекомендуется способы графического интерполированияс помощью прозрачной палетки или с помощью миллиметровки. Ниже излагаются эти способы.
Интерполирование с помощью прозрачной палетки
На листе прозрачной бумаги (кальки, восковки) проводят через равные промежутки параллельные линии, которые подписывают значениями всех горизонталей данного плана. Количество горизонталей определяется с учетом диапазона отметок снятых точек и заданного сечения рельефа.
Кальку накладывают на интерполируемую сторону квадрата на плане и поворачивают ее так, чтобы конечные точки линии заняли на кальке места, соответствующие их отметкам (см.рисунок 1). Закрепив в этом положении кальку, перекалывают иглой на план точки пересечений линий на кальке с линией на плане (на рисунке 1 показаны звездочками) и подписывают их отметки мелкими цифрами без сильного нажима, поскольку эти цифры позже будут удалены с бумаги.
Рис. 1. Определение положения горизонталей
Аналогично выполняют интерполяцию по всем остальным намеченным линиям (стороны и диагонали квадратов). Точки с одинаковыми отметками соединяют плавными линиями – горизонталями, как, например, на рис.2 [2].
Рис. 2. Рисовка горизонталей по отметкам
Интерполирование с помощью миллиметровки
Палетка строится на миллиметровке. Для ее построения проводят две вертикальные линии на расстоянии, равном стороне квадрата сетки (рис.3).
У левой вертикальной линии через 1 см снизу вверх подписывают отметки через интервал, равный высоте сечения. Подписывают так, чтобы охватить весь диапазон отметок площадки (от минимальной до максимальной отметки). Отложив на палетке отметки соседних вершин квадрата по двум вертикальным линиям, соединяют эти точки прямой. Далее отыскивают пересечения этой прямой линии с линиями надписанных горизонталей на миллиметровке. Пересечения проецируют вниз на сторону квадрата сетки. Полученные таким образом точки, имеющие одинаковые отметки, полученные на сторонах и диагоналях квадратов, соединяют плавными кривыми - горизонталями.
Рис. 3. Определение положения горизонталей
Горизонтали вычерчивают в коричневом цвете с толщиной линий в 0,2 мм. При высоте сечения 0.5 метра утолщается вдвое каждая четвертая горизонталь кратная 2 метрам, а при высоте сечения в 1 метр - каждая пятая. Для вписывания отметки на линии горизонтали делается разрыв. Высота цифр - 2 мм. Цифра пишется так, чтобы ее основание было развернуто в сторону понижения значений отметок (в сторону ската). В наиболее характерных местах проводят бергштрихи.
3.2. Задания
Задание 1. Обработка материалов нивелирования
В приложении 1 к учебному заданию приведена схема сетки квадратов со стороной заполняющих квадратов длиной 20 м. Внутри контура проложен замкнутый нивелирный ход, включающий 4 станции (I,II,III,IV).
Перед математической обработкой нивелирного хода в таблицу приложения 2 «Увязка превышений и вычисление отметок связующих точек» изтаблицы приложения 3 «Журнал нивелирования по квадратам» предварительно выписываются значения отсчетов по черной и красной сторонам рейки на соответствующие связующие точки нивелирного хода (Г1, Б4, Г5 и Д3).
Вычисление превышений, их увязка и определение отметок связующих точек производится аналогично обработке журнала нивелирования трассы. После определения превышений по черной и красной сторонам реек вычисляются их средние значения. Далее все средние превышения суммируются по нивелирному ходу и сравниваются с теоретической суммой превышений, которая для замкнутого хода равна 0, а для разомкнутого хода – разности отметок опорных точек. Полученную невязку fh = Σhср – Σhт сравнивают с заданной предельной погрешностью (допустимой невязкой). Если вычисленная невязка fh не превышает величины допустимой невязки в превышениях fhдоп =  10 мм, где n – количество станций, то ее распределяют равномерно в виде поправок на все средние превышения с округлением до 1 мм, но так, чтобы сумма поправок равнялась разбрасываемой невязке. Поправки со знаком, обратным знаку невязки, подписывают над средними превышениями. Исправленное среднее превышение равно сумме среднего превышения и поправки.
Отметка каждой связующей точки определяется суммированием отметки предыдущей точки и соответствующего исправленного среднего превышения. Отметка начальной точки хода Г1, условно переданная от строительного репера, задается преподавателем. Контролем вычислений служит повторное определение отметки этой точки в конце расчета.
На следующем этапе обработки вычисляются отметки всех вершинквадратов. Из таблицы «Увязка превышений и вычисление отметок связующих точек» следует выписать отметки связующих точек в графу 6 таблицы приложения 3 (журнала нивелирования площадки). Для каждой станции вычисляется величина горизонта прибора (ГП) суммированием отметки связующей точки и отсчета по черной стороне рейки на этой точке (графа 5 в приложении 3). Далее из горизонта прибора на данной станции следует вычесть отсчеты по рейке на всех точках, которые с нее нивелировались, и заполнить графу отметок в приложении 3.
Задание 2. Построение плана вертикальной съемки
Построение плана вертикальной съемки по квадратам выполнить в следующей последовательности.
На листе чертежной бумаги формата А3 в масштабе 1:500 построить сетку квадратов со стороной 20 м. Для построения плана используется заданная схема сети квадратов из задания 1. Сетку квадратов расположить параллельно рамке листа. С учетом заданного исходного направления (румба) стрелочкой показать направление север-юг. Исходное направление линии 1-6 можно задать самостоятельно и написать над ней значение румба. Например, r1-6 = CЗ:20°30´ .
Из журнала нивелирования выписать отметки вершин квадратов, размещая их с правой стороны над точкой.
Выполнить графическое интерполирование по сторонам квадратов, используя палетку на восковке (кальке) или миллиметровку и провести горизонтали, соединяя точки с одинаковыми высотами. Сечение рельефа hc принять равным 0,5м.
4. Построить график заложений в уклонах и линейный масштаб. Для построения графика заложений вычисляется ряд значений заложений d = hc / i по заданным значениям уклона i=0.02;0.04;0,06;0.08;0.10;0.15;0.20;0.30.
На вертикальной прямой откладывают равные отрезки (3-5 мм), которые подписывают значениями заданных уклонов. При этом допустима неравномерная оцифровка шкалы уклонов. Через каждую точку проводят горизонтальную прямую и на ней откладывают в масштабе плана 1:500 соответствующие значения заложений d. Концы отложенных отрезков соединяют кривой.
   
I
5 0 5 10 15 20
линейный масштаб
0.02
0 d, м
график заложений
Рис.4. График заложений и линейный масштаб
В верней части чертежа над сеткой квадратов помещают название чертежа - План вертикальной съемки, в нижней части - численный масштаб М 1:500, над исходным направлением 1-6 следует написать свое значение румба, показать стрелочкой направление север-юг. Слева или справа от сетки строится график заложений и линейный масштаб. Под масштабом – запись «План ориентирован по магнитному меридиану». В правом нижнем углу подписывают фамилию исполнителя камеральных работ.
К отчету по практической работе прикладываются схема сетки квадратов, расчетные таблицы и план.
3.3. Приложения
Приложение 1
Схема сетки квадратов и нивелирного хода
Ю
С r1-6 = CЗ:20°30´
1 2 3 4 5 6
А
Б
В
Г
Д
Е
Приложение 2
Увязка превышений и вычисление отметок связующих точек
№№
станций
|
№№
точек
|
Отсчеты по рейке
|
Превышения в мм.
|
Отметки,
м
|
задний
|
передний
|
вычисл.
|
средние
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
1
|
Г-1
Б-4
|
2421 7122
|
|
|
|
|
11
|
Б-4
Г-5
|
|
|
|
|
|
111
|
Г-5
Д-3
|
|
|
|
|
|
1У
|
Д-3
Г-1
|
|
|
|
|
|
Невязка в превышениях fh = Σhср – Σhт = Σhср – 0 =
Допустимая невязка в превышениях fhдоп = 10 мм =
|
Приложение 3
Журнал нивелирования по квадратам
№ станции
|
№ точки
|
Отсчеты по рейке, мм
|
Горизонт прибора, м
|
Отметки, м
|
задний
|
передний
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
I
|
Г-1
|
2421
|
|
|
|
|
7122
|
|
|
|
В-1
|
|
1978
|
|
|
Б-1
|
|
1005
|
|
|
А-1
|
|
0616
|
|
|
А-2
|
|
0726
|
|
|
Б-2
|
|
1200
|
|
|
В-2
|
|
2002
|
|
|
В-3
|
|
2088
|
|
|
Б-3
|
|
1400
|
|
|
А-3
|
|
0805
|
|
|
Б-4
|
|
1680
|
|
|
|
|
6380
|
|
|
II
|
Б-4
|
1800
|
|
|
|
|
6500
|
|
|
|
А-4
|
|
1005
|
|
|
В-4
|
|
2105
|
|
|
А-5
|
|
1095
|
|
|
А-6
|
|
1122
|
|
|
Б-5
|
|
1881
|
|
|
Б-6
|
|
1912
|
|
|
В-5
|
|
2282
|
|
|
В-6
|
|
2300
|
|
|
Г-4
|
|
2698
|
|
|
Г-6
|
|
2910
|
|
|
Г-5
|
|
2709
|
|
|
|
|
7409
|
|
|
III
|
Г-5
|
0521
|
|
|
|
|
5223
|
|
|
|
Д-4
|
|
0985
|
|
|
Д-5
|
|
1107
|
|
|
Д-6
|
|
1311
|
|
|
Е-6
|
|
2091
|
|
|
Е-5
|
|
2001
|
|
|
Е-4
|
|
1906
|
|
|
Д-3
|
|
0861
|
|
|
|
|
5561
|
|
|
IV
|
Д-3
|
1421
|
|
|
|
|
6122
|
|
|
|
Е-3
|
|
1963
|
|
|
Е-2
|
|
1890
|
|
|
Е-1
|
|
1865
|
|
|
Д-1
|
|
1231
|
|
|
Д-2
|
|
1307
|
|
|
Г-3
|
|
0900
|
|
|
Г-2
|
|
0787
|
|
|
Г-1
|
|
0902
|
|
|
|
|
5607
|
|
|
|
|
|
Скачать 385.78 Kb.
т.I
Cт.II
