Инженерно-геодезические изыскания для проектирования автомобильной дороги, М52 Чуйский тракт

fa = an+1 - ak,

fx = xn+1 - xk,

fy = yn+1 - yk.

Эти невязки устраняют путём исправления измеренных углов и длин сторон поправками, которые определяют из уравнивания по методу наименьших квадратов.

При значительных размерах территории, на которой должна быть создана опорная геодезическая сеть, прокладываются взаимно пересекающиеся полигонометрические ходы, образующие полигонометрическую сеть

(рис. 2). Полигонометрическая сеть

Пункты полигонометрии закрепляются на местности закладкой подземных бетонных монолитов или металлических труб с якорями и установкой наземных знаков в виде деревянных или металлических пирамид. Углы в полигометрии измеряют теодолитами и электронными тахеометрами, причём объектами визирования, как правило, служат специальные марки (или отражатели), устанавливаемые на наблюдаемых пунктах. В случае использования теодолита длины сторон полигонометрических ходов и сетей измеряют стальными или инварными мерными лентами, а также светодальномерами. Результаты измерений длин и углов в полигонометрии путём введения в них соответствующих поправок приводят в ту систему координат, в которой должны быть определены положения полигонометрических пунктов.

В тех случаях, когда условия местности неблагоприятны для непосредственного измерения линий, длины сторон полигонометрических ходов и сетей определяют косвенно параллактическим методом (т. н. параллактическая полигонометрия). В этом случае для определения длины линииIK посредине её и перпендикулярно и симметрично к ней измеряют короткий базис АВ длиной b, а также на концах линии измеряют параллактические углы j1 и j2 (рис. 3), величины которых обычно бывают около 3–6°. Тогда длину линии IK вычисляют по формуле:

В зависимости от условий местности применяют и другие схемы косвенного измерения сторон полигонометрических ходов.

В зависимости от точности и очерёдности построения ходы и сети полигонометрии делятся на классы, которые должны соответствовать классам триангуляции. Различные классы государственные полигонометрические сети характеризуются следующими показателями точности:

Классы	Ошибка угла	Ошибка стороны
1	± 0,4	+ 1: 300 000
2	± 1,0	± 1: 250 000
3	± 1,5	+ 1: 200 000
4	± 2,0	± 1: 150 000

Полигонометрические сети, создаваемые для инженерных и других целей, особенно для городских съёмок, могут иметь несколько иные показатели точности.

Время возникновения метода полигонометрии неизвестно. В прошлом он имел ограниченное применение из-за большого объёма линейных измерений, затруднённых к тому же условиями местности, громоздкости необходимого оборудования и невозможности контроля результатов работы до её полного завершения. Поэтому в прошлом метод полигонометрии применялся только для обоснования городских съёмок и для сгущения опорной геодезической сети, созданной методом триангуляции.

Появление в начале 20 в. подвесных мерных приборов из инвара облегчило линейные измерения, повысило их точность и сделало их менее зависимыми от условий местности. В связи с этим метод полигонометрии по значению и точности стал сравним с методом триангуляции. Важную роль в развитии метода сыграли исследования русского геодезиста В. В. Данилова, детально разработавшего метод параллактической полигонометрии, который был намечен В. Я. Струве ещё в 1836. С изобретением же электрооптических дальномеров и радиодальномеров, позволяющих непосредственно измерять линии на местности с высокой точностью, метод полигонометрии освободился от своего основного недостатка и стал применяться наравне с методом триангуляции. В развитии теорий и методов полгинометрии большое значение имели труды советских геодезистов А. С. Чеботарева и В. В. Попова, разработавших рациональные методы ведения полигонометрических работ различного вида и точности, а также методы вычислительной обработки и оценки погрешности их результатов.

 

2.3.4 Съемочная  геодезическая сеть

 

Съемочную геодезическую сеть создают для сгущения геодезической плановой и высотной основы до плотности, обеспечивающей выполнение топографической съемки. Ее развивают от пунктов государственных геодезических сетей, геодезических сетей сгущения 1 и 2-го разрядов и технического нивелирования путем построения съемочных триангуляционных сетей, теодолитных и мензульных ходов, прямых, обратных и комбинированных засечек; определяют, как правило, положение точек в плане и по высоте. Предельные ошибки положения пунктов плановой съемочной сети, включая и плановые опознаки, на открытой местности и на застроенной территории не должны превышать 0,2 мм в масштабе плана и 0,3 мм в масштабе плана на местности, покрытой древесной и кустарниковой растительностью.

Теодолитные ходы (рис. 1) с допустимыми относительными невязками l/T-ƒs/[s], где ƒs — абсолютная невязка втеодолитном ходе; [s] — длина хода между исходными пунктами, прокладывают с соблюдением требований, приведенных в таблице 5.

Рис. 1. Схемы теодолитных ходов: о — одиночного; б — с одной узловой точкой; в — с несколькими узловыми точками

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

Масштаб	ms = 0,2 мм			ms = 0,3 мм
	1/T = 1/3000	1/N = 1/2000	1/T = 1/1000	1/T = 1/2000	1/T = 1/1000
	Допустимые длины ходов между исходными пунктами, км
1:5000	6,0	4,0	2,0	6,0	3,0
1:2000	3,0	2,0	1,0	3,6	1,5
1:1000	1,8	1,2	0,6	1,5	1,5
1:500	0,9	0,6	0,3	-	-

Между узловыми точками или между узловыми и исходными пунктами предельные допустимые длины теодолитных ходов должны быть на 30% меньше приведенных в таблице 5.

Длины сторон в теодолитных ходах не должны быть: на застроенных территориях более 350 м и менее 20 м, на незастроенных — более 350 и менее 40 м. Допускается проложение висячих ходов, длины которых не должны быть более: 350 и 500 м при съемке в масштабе 1:5000; 200 и 300 м - в масштабе 1:2000; 150 и 200 м - в масштабе 1:1000 и 100 и 150 м - в масштабе 1:500. Первое число приведено для застроенных, а второе - для незастроенных территорий. Число сторон должно быть не более трех на застроенной территории и не более четырех — на незастроенной территории.

Угловые невязки в теодолитных ходах не должны превышать ƒβ = ±1´√n, где n — число углов в ходе. Углы измеряются одним полным приемом с перестановкой лимба между полуприемами на 90°. Колебания значений углов, полученных из двух полуприемов, не должны превышать 45´´. Центрирование теодолитов выполняется оптическим центриром или отвесом с точностью 3 мм. При съемке в масштабе 1:10 000 можно увеличить допустимую длину ходов в 2 раза по сравнению с данными таблицы 5 для съемки в масштабе 1:5000.

В открытой местности взамен теодолитных ходов съемочные сети могут развиваться методами триангуляции (рис.2), полярным способом, прямыми, обратными и комбинированными засечками (рис.3). Между исходными сторонами (пунктами) допускается построение не более 20 треугольников для съемки в масштабе 1:5000, 17 — в масштабе 1:2000, 15 — в масштабе 1:1000 и 10 — в масштабе 1:500.

Рис.2. Типовые фигуры триангуляции: a — геодезический четырехугольник; б — центральная система; в — цепочка треугольников между двумя исходными сторонами; г — цепочка треугольников между исходной стороной и исходным пунктом; д — цепочка треугольников между двумя исходными пунктами; е — вставка в угол

Рис. 3 Схемы определения координат пункта: а-г — полярный способ; д — прямая засечка; е — обратная засечка; ж — комбинированная засечка

Углы измеряют теодолитами не менее 30-секундной точности двумя круговыми приемами с перестановкой лимба между приемами на 90°. Расхождение приведенных к общему нулю одноименных направлений из разных приемов должно быть не более 45", невязки в треугольниках — не более 1,5'.

Определение точек прямой засечкой выполняют не менее чем с трех пунктов опорной сети, при этом углы при определяемой точке не должны быть менее 30° и более 150°. Обратные засечки производят не менее чем по четырем опорным пунктам, комбинированные засечки — с участием не менее чем четырех исходных пунктов.

При развитии съемочной сети полярным способом электронными таксометрами длины линий допускается увеличивать до 1000 м. Средняя квадратическая погрешность измерения горизонтальных углов не должна превышать 15".

 

2.4 Разбивочные работы

 

2.4.1 Восстановление трассы

 

Вынос оси автомобильной дороги производят электронными тахеометрами или GPS в режиме RTK.

Для чего необходимо рассчитать координаты оси автомобильной дороги в системе координат проекта так называемую дискретную модель. Далее в полевых условиях с точек ПВО происходит вынос оси автомобильной дороги в натуру.

При этом я считаю что гораздо проще и удобнее разбивать именно ось автомобильной дороги по следующим причинам:

-Вершины углов поворота  автомобильной дороги как правило  отходят от дороги на приличное  расстояние от нескольких метров до нескольких километров.

-При реконструкции или  капитальном ремонте автомобильной  дороги происходит контроль наложение  оси на существующую ось автомобильной дороги.

-В будущем при авторском  надзоре и производстве строительно-монтажных  работ удобней и быстрее работать  с дискретной моделью дороги,

При проектировании новых автомобильных дорог вершины углов поворота трассы отходят порой на несколько километров и даже при делении угла поворота на пополам уменьшает биссектрису в два раза, но при детальной разбивке пикетажа это очень неудобно.

Так как вынос и закрепление оси автомобильной дороги происходит изыскателями после подготовки инженерного проекта на ремонт или реконструкцию автомобильной дороги так сказать очередной контроль выполненных работ не помешает.

Имея дискретную модель трасы при производстве строительно-монтажных работ можно более точнее и оперативней произвести вынос любой плюсовой точки например начало границы замены конструкции автомобильной дороги или заменой слабых грунтов (пучин).

Отдельно хочется упомянуть несколько положительных моментов работы GPS систем:

-Плотность сгущения ПВО  горазда меньше чем при работе  электронными тахеометрами и  теодолитами, т.е. если установить  базу непосредственно на объекте  и сделать сеть от этой базы  то работать с ровером можно  на всём участке производства  работ ограничивающем около 7-9 км.

-Внутреннее программное  обеспечение контролеров позволяет  производить многие расчёты непосредственно  в полевых условиях, например  расчёт откосов, берм, полок, площадок.

-Оперативность геодезических  работ как при изысканиях так  и при строительно-монтажных работах, работать от одной базы на  одолении до 9 км, тем самым участок  работ может доходить до 20 км  автомобильной дороги.

Но также в работе GPS систем имеются и некоторые минусы:

-Стабильная работа зависит  от открытого неба т.е. в городе  работать сложнее чем за городом.

-Невозможна работа в  тоннелях и под мостами.

-Наличие проекта в  электроном виде или приличная  трата времени на подготовку  рабочих документов в электроном  виде.

Возобновляются и закрепляются на местности все плановых и высотных точек трассы и в необходимых случаях их дополнение. Основанием для таких работ являются утвержденные план и профиль автомобильной дороги, составленные при окончательных изысканиях.

Прямые закрепляют не реже, чем через 500 м створными столбами длиной 2 м и толщиной 15–20 см с надписью «ось». Эти столбы закапывают в землю на 1–1,5 м. Теодолитом измеряют правые по ходу углы одним приемом. Величина угла, показанная в продольном профиле, при этом не исправляется, если вновь измеренный угол отличается от него не более, чем на 1'. 

Параллельно с восстановлением точки трассы закрепляют за пределами зоны земляных работ по следующей схеме. 
 
 
 
Каждая точка трассы закрепляется двумя створными кольями, а вершины углов поворота – четырьмя. Расстояния между кольями и точками трассы измеряют на местности с точностью до сантиметров и выписывают на схему закрепления трассы, которая является основным документом для сооружения земляного полотна.

По закрепленной трассе проводят контрольные, линейные и угловые измерения, рассчитывают заново кривые. При расхождении сторон, чтобы не допускать сплошной сдвижки пикетажа, используют резанные пикеты (не равные 100 м). Одновременно проводят контрольное нивелирование по пикетажу, и если отметки точек отличаются от прежних более чем на 5 см, исправляют профиль. Кроме того, производят сгущение сети временных реперов, располагая их через 0,5 км и у каждого искусственного сооружения.