Составление продольного профиля трассы автомобильной дороги и проектирование трассы

• Название: Составление продольного профиля трассы автомобильной дороги и проектирование трассы
• Дата: 12.02.2019
• Размер: 141.5 Kb.
• Имя файла: rgr_geodezia_2.doc
• Тип: Документы; #67308

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Брянский государственный инженерно-технологический университет»

(ФГБОУ ВО «БГИТУ»)
Кафедра графики и геодезии

СОСТАВЛЕНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ТРАССЫ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАССЫ

Выполнил: студент 1 курса

Строительного института

группы ПрЗ-101

Витков В.В.

Проверил: доцент кафедры графики и геодезии, кандидат сельскохозяйственных наук Мащенко Т.В.
Брянск 2017
Исходные данные

1. 
   Пикетажный журнал. Румб начального направления r₁ = ЮВ: 20°30'. Углы поворота трассы: φ₁ =21°41'
   

φ₂ =27°06'

Радиус кривой: R₁ = 200 м

R₂ = 100 м

2. Журнал нивелирования трассы.

3.Отметка репера Н_Rp1 = 71,175 м и фактическая невязка нивелирного хода f_{h факт.} = +3 мм. Рассчитаем отметку второго репера Н_Rp2 следующим образом:

f _{h факт.} = Σ h_ср. – Σ h_теор.

f _{h факт.} = Σ h_ср. – (Н_Rp2 - Н_Rp1)

Н_Rp2 = Σ h_ср. - f _{h факт.} + Н_Rp1

Н_Rp2 = 0,146 – 0,003 + 71,175 = 205,395м
Обработка пикетажного журнала
1.По радиусу R=200 м и величине угла поворота φ_{1 лев} = 21°41' находят элементы круговой кривой, используя специальные таблицы для разбивки круговых кривых и микрокалькуляторы.
φ₁ = 21°41'

R₁ = 200м

T₁ = 0,19151 · 200 = 38,30м

К₁ = 37845 ·200 = 75,69м

Д₁ = 0,00458 · 200 = 0,92м

Б₁ = 0,01817· 200 = 3,634м
Контроль: 2Т₁ –К₁ =Д₁

2·38,30–75,69= 0,91м
φ ₂ = 27°06'

R₂ = 100м

T₂ = 0,24100 · 100 = 2,40м

К₂ = 0,47298 ·100 = 4,73м

Д₂ = 0,00902 · 100 = 0,09м

Б₂ = 0,02863 · 100 = 0,29м
Контроль: 2Т₂ –К₂ =Д₂

2·2,40– 4,73= 0,07м

2.Рассчитываем пикетажные значения начала (НК) и конца (КК) кривой с обязательным контролем вычислений по формулам:
НК = ВУ – Т

КК = НК + К

Контроль: КК = ВУ + Т – D
ПК ВУ₁ ПК 2 + 80.00

Т ­­­_ 38,30

₊ НК ПК 2 + 41,70

К 75,69

КК ПК 3 + 16,39
Контроль:
₊ ПК ВУ ПК 2 + 80.00

Т _38,30

_ Σ ПК 3 + 18,30

Д _0,92

КК ПК 2 + 16,38


_ ПК ВУ₂ ПК 6 + 50,00

Т 2,40

₊ НК ПК 6 + 47,60

К 4,73

КК ПК 6 + 52,33

Контроль:
₊ ПК ВУ ПК 6 + 50,00

Т 2,40

_ Σ ПК 6 + 52,40

Д 0,09

КК ПК 6 + 52,31
3. Вычислим длины прямых участков трассы:

d₁ - расстояние от начала трассы до НК₁

d₁ = 316,39м

d₂ = НК₂ - КК₁

d₂ = 647,60 – 316,39 = 331,21

d₃ = L – КК₂

d₃ = 1000 – 652,33 = 347,27м
4. По румбу первоначального направления r₁ = ЮВ: 20°30' и углу поворота трассы φ₁ =21°41' вычислим румб следующего прямого участка трассы
α₁ = 180°00'-r₁ = 180°00'-20°30'=159°30'

α₂ = α₁ - φ_{1 лев} = r₂ =159°30'-21°41'=137°49'= ЮВ:42°11'
По румбу r₂= ЮВ:42°11'и по углу поворота φ ₂ = 27°06' вычислим румб следующего прямого участка трассы.
α₃ = α₂ + φ_{2 прав} = r₃ = 159°30'+27°06'=186°36'=ЮЗ:6°36'
Вычисленное значение румба прямого участка трассы записывают в пикетажный журнал вдоль линии трассы и все полученные данные заносятся в ведомость прямых и кривых.
Обработка журнала технического нивелирования
1.Вычислим превышения между связующими точками: превышение равно разности отсчетов заднего и переднего:

h = а – в,

вычисление выполняется дважды: по черной и по красной сторонам реек, расхождение допускается не более 5 мм.
Так, для станции I будем иметь превышения:

h₁ = 1219 – 1713 = - 0494 мм

h₂ = 6000 – 6498 = - 0498 мм

Для II станции:

h₁ = 1978 – 1668 = +0310 мм

h₂ = 6760 – 6454 = +0306 мм

Для III станции:

h₁ = 1552 – 0980 = +0572 мм

h₂ = 6340 – 5766 = +0574 мм

Для IV станции:

h₁ = 1704 – 0958 = +0746 мм

h₂ = 6484 – 5742 = +0742 мм

Для V станции:

h₁ = 0630 – 0092 = +0538мм

h₂ = 5411 – 4877 = +0534мм

Для VI станции:

h₁ = 1599 – 0597 = +1002 мм

h₂ = 7462 – 6462 = +1000 мм

Для VII станции:

h₁ = 1419 – 3399 = -1980 мм

h₂ = 6284 – 8262 = -1978 мм

Для VIII станции:

h₁ = 0249 – 1391 = -1142 мм

h₂ = 5166 – 6306 = -1140 мм

Для IX станции:

h₁ = 0595 – 1015 = -0420 мм

h₂ = 5459 – 5881 = -0422 мм

Для X станции:

h₁ = 1587 – 1207 = +0380 мм

h₂ = 6750 – 6370 = +0380 мм

Для XI станции:

h₁ = 1590 – 0588 = +1002 мм

h₂ = 7483 – 6453 = +1000 мм

Для XII станции:

h₁ = 1248 – 1103 = +0145 мм

h₂ = 6030 – 5889 = +0141мм

Для XIII станции:

h₁ = 1356 – 1860 = -0504 мм

h₂ = 6140 – 6642 = -0502 мм
Найдем среднее из них как среднее арифметическое между двумя превышениями:

h_ср.=
h _{ср I} = -0494 – (-0498) / 2 = -0496 мм

h _срII = 0310 – 0306 / 2 = +0308 мм

h _срIII = 0572 – 0574 / 2 = +0573 мм

h _срIV = 0746 – 0742 / 2 = +0744 мм

h _срV = 0538 – 0534 / 2 = +0536 мм

h _срVI = 1002 - 1000 / 2 = +1001 мм

h _срVII = -1980 – (-1978) / 2 = -1797мм

h _срVIII = -1142 – (-1140) / 2 = -1141мм

h _срIX = -0420 – (-0422) / 2 = -0421 мм

h _срX = 0380 – 0380 / 2 = +0380 мм

h _срXI = 1002 – 1000 / 2 = +1001 мм

h _срXII = 0145 – 0141 / 2 = +0143 мм

h _срXIII = -0504 – (-0502) / 2 = -0503мм

2.Для контроля правильности вычислений в журнале выполним постраничный контроль. Для этого просуммируем все записанные числа в графе 3, 4, 7. Проверяют соблюдение равенства:


= Σ h_ср.

где ∑ h_ср. – алгебраическая сумма средних превышений, найденная в графе 7.
На первой странице: Σ а = 38078мм, Σ в = 34748мм.

= 38078 – 34748 / 2 = 1665мм

Σ h_ср. = 1665мм

= Σ h_ср. = 1665мм

На второй странице: Σ а = 60387мм, Σ в = 63425мм.

= 60387 – 63425 / 2 = -1519мм

Σ h_ср. = -1519мм

= Σ h_ср. = -1519мм

По всему ходу: Σ а = 98465мм, Σ в = 98173мм.

= 98465 – 98173 / 2 = 0146мм

Σ h_ср. = 0146мм

= Σ h_ср. = 0146мм

2. 
   Под итоговой чертой журнала нивелирования запишем теоретическую сумму превышений:
   

Σ h _теор. = Н_Rp2 - Н_Rp1

Σ h _теор. =205,395 –205,255 = 0,140м

Невязка хода равна f_hфакт =+0006м
f _h = Σ h _ср. – Σ h _теор.

f _h = 0146 – 0136 = 0006мм

Вычислим допустимую величину невязки:



f _{h доп.} = 50 мм √L ,

где L – длина нивелирного хода, км.

f _{h доп.} = =± 50√1 = ± 50мм
4.Так как f _{h факт} f _{h доп.} , то в средние значения превышений вводят поправки со знаком, обратным знаку невязки. Поправки вводят поровну ( с округлением до целых миллиметров ) во все превышения. Затем вычислим алгебраическую сумму среднего превышения и поправки. Контроль правильности вычислений заключается в проверке равенства:
Σ h _{ср. испр.} = Н_{Rp кон.} – Н_{Rp нач.}= Н_Rp2 - Н_Rp1

Σ h _{ср. испр.} = –71,175 = м

5.Вычисляют последовательно отметки связующих точек:
Н _{ПК 0} = Н _{Rp 1} + h _{ср. испр. 1}

Н _{ПК 0} = 205,255 + (-0,496) = 204,758м

Н _ПК1 = Н _ПК0 + h _{ср.испр.2}

Н _{ПК 1} = 204,758 + 0,307 = 205,065м

Н _{ПК 2} = Н _ПК1 + h _{ср. испр. 3}

Н _{ПК 2} = 205,065+ 0,572 =205,637 м

Н _ПК3 = Н _ПК2 + h _{ср.испр.4}

Н _{ПК 3} = 205,637 + 0,743 = 206,38м

Н _ПК3+79 = Н _ПК3 + h _{ср.испр.5}

Н _{ПК 3+79} = 206,38 + 0,535 = 206,915м

Н _{ПК 4} = Н _ПК3+79 + h _{ср. испр.6}

Н _{ПК 4} = 206,915+ 1,000 = 207,915м

Н _ПК5 = Н _ПК4 + h _{ср.испр.7}

Н _{ПК 5} = 207,915 + (-1,979) = 205,936м

Н _{ПК 6} = Н _ПК5 + h _{ср. испр. 8}

Н _{ПК 6} = 205,936 + (-1,141) = 204,795м

Н _ПК7 = Н _ПК6 + h _{ср.испр.9}

Н _{ПК 7} = 204,795+ (-0,421) =204,374м

Н _{ПК 8} = Н _ПК7 + h _{ср. испр. 10}

Н _{ПК 8} = 204,374+ 0,380 = 204,754м

Н _ПК9 = Н _ПК8 + h _{ср.испр.11}

Н _{ПК 9} = 204,754 + 1,001 = 205,755м

Н _{ПК 10} = Н _ПК9+ h _{ср. испр. 12}

Н _{ПК 10} = 205,755+ 0,143 = 205,898м

Н _РП2 = Н _ПК10 + h _{ср.испр.13}

Н _{РП 2} = 205,898+ (-0,503) = 205,395м

где h _{ср.испр.1 ,} h _{ср.испр.2 .} ... – вычисленные исправленные превышения.

Контролем правильности вычислений является получение в конце хода известной отметки Н _РП2 конечной точки.

Под итоговой чертой журнала по данным постраничного контроля запишем с полученными значениями равенства из предыдущего пункта:

Σ h _{ср.испр} = Н _Rp2 - Н_{Rp 1}

Σ h _{ср.испр} =205,395–205,255 = 0,140м

6. На станциях 1,2, 3,4,5,6,7,8, 9,10,11,12,13 вычислим горизонт инструмента (ГИ).

ГИ равен отметке задней (или передней) точки плюс отсчет по черной стороне рейки, стоявшей на этой точке. Расхождение между двумя вычисленными значениями ГИ допускают в пределах 2 мм.

ГИ = Н + a _чер

ГИ ₁ = 205,255 + 1,219 = 206,474м

ГИ ₂ = 204,758 + 1,978 = 206,736м

Аналогично для остальных станций.

7.На станциях 2, 3, 4, 5, 7, 9, 12 где есть промежуточные точки, вычисляют отметки промежуточных точек. Вычисление выполняют через горизонт инструмента: отметка промежуточной точки равна ГИ на данной станции минус отсчет по рейке, стоявшей на этой промежуточной точке.

Н _пром = ГИ – с

Н _{ПК0 + 20} =206,736 – 1,840 = 204,896м

Н _{ПК0 + 40} =206,736 – 1,540 = 205,196м

Аналогично для остальных промежуточных точек.

Составление продольного профиля трассы автомобильной дороги
1. На листе миллиметровой бумаги формата А-2 выполняют все необходимые построения тонкими линиями. Верхняя линия профильной сетки называется линией условного горизонта, она вычерчивается на утолщенной (жирной) горизонтальной линии миллиметровки.

2.Продольный профиль строят в масштабах 1:2000, вертикальный 1:200 по данным пикетажного и нивелирного журналов. Сначала заполняют графу расстояний, откладывая в ней горизонтальные расстояния в масштабе 1:2000. Плановое положение пикетов и плановых точек фиксируют вертикальными отрезками, которые должны попасть на утолщенные вертикальные линии миллиметровки. Под сплошной линией графы расстояний подписывают номера пикетов. Пикетажные значения плюсовых точек не подписывают, но между вертикальными отрезками в графе 6 записывают горизонтальные расстояния между двумя соседними точками профиля, которые в сумме между пикетами должны быть равны 100 м.

3. Заполняют графу «фактические отметки», выписывая из нивелирного журнала отметки соответствующих пикетов с округлением до сантиметра.

4. Графы 2 и 7 заполняют по данным пикетажного журнала. В графе 3, посередине, проводят ось дороги и в масштабе 1:2000 строят план полосы местности, прилегающей к трассе, в условных знаках. В графе 7 начало и конец кривой отмечают перпендикуляром, опущенным от точки НК и КК на нижнюю линию. Кривую вычерчивают условно, на 5 мм ниже прямых вставок, изгибом, соответствующим повороту местности.

Вдоль перпендикуляров записывают расстояния от начала до конца кривой до ближайшего заднего и переднего пикетов. Под кривой записывают значения всех шести элементов: φ, R, Т, К, Б, D. Над серединой каждого прямого участка трассы выписывают ее длину, а над ней – ее румб.

5. По фактическим отметкам строят линию профиля, откладывая высоты точек в масштабе 1:200 вверх, от линии условного горизонта, на перпендикулярах к ней, напротив соответствующих пикетов и других точек профиля. Линию условного горизонта выбирают в зависимости от фактических отметок: она должна быть кратной 10 м и такой, чтобы самая нижняя точка профиля отстояла от линии условного горизонта не ближе чем на 4 см . Можно для удобства нанести шкалу вертикального масштаба слева, подписав ее через каждый сантиметр по вертикали значениями отметок через 2 м, начиная от условного горизонта. Построенные точки соединяют кривой линией и получают соответствующий продольный профиль.

6. Примерно в 1,5 см над линией профиля показывают положение реперов. Для этого проводят вертикальные отрезки длиной около 2 см, вдоль которых слева и справа записывают прямоугольные координаты репера относительно трассы. На горизонтальной черте вверху указывают номер репера и отметку.

7. Проектную линию на профиль наносят с соблюдением норм и технических условий, в нашем случае некоторые из них :

а) соблюдение баланса земляных работ (объем насыпей и выемок должны быть приблизительно равными; определяется на глаз);

б) уклоны отдельных участков проектных линий не должны превышать определенных пределов. Для автомобильных дорог уклон должен находиться в пределах 0,004 ...0,100;

в) сама трасса проходит от моста до асфальтированного шоссе. Учитывая перечисленные основные условия, проводят на глаз проектную линию, можно одной прямой, можно – с изломом.

8..Вычисляют уклон по формуле:

i = ,

где Н_н – начальная проектная отметка пикета 0, которую определяют графически по профилю, Нк – конечная отметка проектной линии, определяется графически, по профилю.

Вычислим уклон проектной линии на участках

от Пк0 до ПК4 i₁ = = 0,0075= 7,5 ‰

от ПК2 до ПК7=i₂ = = 0,00 = 0,00 ‰

от ПК7 до ПК10=i₃ = = 0,008 = 8,00 ‰
Результат записывают в графе уклонов в промиллях. Числовое значение уклона записывают в графу 3 над линией уклона, а под линией – горизонтальное проложение между точками.

9. Вычисляют проектные отметки всех остальных точек (пикетов, плюсовых, НК и КК):

Н _{п + 1} = Н _п + i d
где Н _п - начальная, известная отметка;

i - проектный уклон;

d - горизонтальное проложение между точками.

Н₁ = 125,00 + 0,0075· 20,00= 125,15 м

Н₂ = 125,15 + 0,0075· 20,00=125,31 м

Н₃ = 125,31 + 0,0075· 60,00= 125,75 м

Н₄ = 125,75 + 0,0075· 39,00= 126,04 м

Н₅ = 126,04 + 0,0075· 39,00= 126,33 м

Н₆ = 126,33 + 0,0075· 22,00= 126,50 м

Н₇ =126,50 + 0,0075· 20,00=126,65 м

Н₈ = 126,65 + 0,0075· 25,00=126,83 м

Н₉ = 126,83 + 0,0075· 35,00=127,10 м

Н₁₀ = 127,10 + 0,0075 20,00=127,25 м

Н₁₁ = 127,25 + 0,0075· 40,00=127,55 м

Н₁₂ = 127,55 + 0,0075· 39,00= 127,84 м

Н₁₃ = 127,84 +0,0075· 21,00=128,00 м

Н₁₄ = 128,00 + 0,00· 25,00= 128,00 м

Н₁₅ = 128,00 + 0,00· 75,00= 128,00 м

Н₁₆ = 128,00 -0,008· 100,00= 127,20 м

Н₁₇ = 127,20 - 0,008· 50,00= 126,80 м

Н₁₈ = 126,80 - 0,008· 50,00= 126,40 м

Н₁₉ = 126,40 - 0,008· 100,00=125,60 м

Н₂₀ = 125,60 - 0,008· 100,00= 124,80 м

Н₂₁ = 124,80 - 0,008· 40,00= 124,48 м

Н₂₂ = 124,48 - 0,008· 60,00=124.00 м
Проектные отметки записывают в графу 4, напротив соответствующих точек.

10.Для всех точек профиля (пикетов и плюсовых) вычисляют рабочие отметки (высоты насыпи или глубины выемок) как разность проектной и фактической отметок:

r = Н проектн. – Н фактич.



Рисунок 1
На выемках рабочие отметки записывают под проектной линией, а на насыпях – над ней. Над точками пересечения черной линии профиля (линией земли) с красной (проектной) линией, называемыми точками нулевых работ, записывают рабочую отметку 0,00.

r₁ = 125.00 – 124.81=0.19 м

r₂ = 125.15 – 124.95 = 0.20 м

r₃ = 125.31 – 125.30 = 0.01 м

r₄ = 125.75 – 125.12 = 0.63 м

r₅ = 126.04 – 126.04 = 0.00 м

r₆ =126.33 – 124.52 = 1.81 м

r₇ = 126.50 – 125.70 =0.80 м

r₈ = 126.65 – 126,06 = 0.59м

r₉ = 126.83 – 126.25 = 0.58 м

r₁₀ = 127.10 – 127.10 = 0.00м

r₁₁ = 127.25– 126.44 = 0.81 м

r₁₂ = 127.55 – 125.60 = 1.95 м

r₁₃ = 127.84 –126.98 = 0.86 м

r₁₄ = 128.02 – 128.00 = 0.02м

r₁₅ = 128.00 –129.19= -1.19 м

r₁₆ = 128.00 – 126.01 = 1,99 м

r₁₇ = 127.20 – 124.87 = 2.83 м

r₁₈ = 126.80– 125.14 = 1.66 м

r₁₉ = 126.40 – 124.45 = 1.95м

r₂₀ = 125.60 – 124.83 =0.77 м

r₂₁ = 124.80– 125.83 = -1.03 м

r₂₂ = 124.48-125.08 = -0,60 м

r₂₃ = 124.00 –125.97 = -1.97м

11.Вычисляют отметки точек нулевых работ, (синие отметки ):

Н_син = Н п + i х

вычислив предварительно расстояния до точек нулевых работ по формулам:

Х = ℓ

У = ℓ

где а, в – рабочие отметки соответственно на задней и передней точках профиля, между которыми находится точка нулевых работ;

ℓ - горизонтальное расстояние между теми же ближайшими точками профиля.

x₁ =0,86·21/(0,86+1,19)=8,81 м

y₁ =1,19·21/(0,86+1,19)=12,19 м

Н_син.1 = 127,84+0,0075·21=127,9м
x₂ =1,19·75/(1,19+1,99)=28,05

y₂ =1,99·75/(1,19+1,99)=46,95

Н_син.2 = 128,00+0,00·75.00=128.00
Таким образом, вычисляем все оставшиеся точки нулевых работ.
12.Расстояния Х,У и Н_син наносят на профиль в соответствии с образцом.

Профиль оформляют тушью, тонкими линиями. Красной тушью вычерчивается проектная (красная) линия, рабочие отметки (кроме нулевых), ось дороги в графе 2, все линии и цифры в графе уклонов, проектные отметки, все линии и надписи в графе 7. Синей тушью показывают перпендикуляры из точек нулевых работ на линию условного горизонта, рабочие отметки 0,00; отметки точек нулевых работ (синие отметки). Все остальные линии, надписи и цифры выполняют черной тушью.