Нивелирование трассы

Оглавление

1. Общие сведения.
2. Исходные данные
3. Обработка результатов нивелирования трассы
1. Определение превышения
2. Вычисление невязки и ее распределение
3. Вычисления отметок
4. Расчет элементов кривой
5. Определение отметок проектной линии
4. Построение продольного профиля.
5. Заключение
6. Библиографический список

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Цель работы: усвоить методику  обработки данных нивелирования  трассы и составления продольного  профиля линейного объекта.

 

1  Общие  сведения

 

Метод геометрического  нивелирования основан на использовании горизонтального луча визирования и служит для создания высотной опорной сети, получения профилей местности при изыскании и строительстве различных инженерных сооружений, наблюдений за осадками объектов.

При нивелировании трассы линейных сооружений (каналов, дорог и т.п.) обычно применяется способ нивелирования из середины. При этом нивелир устанавливается посередине между двумя пикетными точками. Превышение определяется как разность отчетов по задней и передней рейке. В отличие от способа нивелирования вперед способ нивелирования из середины позволяет уменьшить погрешность при измерении превышений.   

 

2  Исходные  данные

 

Исходными данными для  расчетно-графической работы являются:

-   журнал нивелирования  трассы сооружения,

• отметки реперов, 
• пикетажная книжка.

 

 

3 Обработка результатов нивелирования трассы

 

Обработка журнала нивелирования  ведется в табличной форме (таблица 1).

 

 

 

3.1 Определение превышения  и постраничный контроль

Превышение (графы 6 и 7) между  связующими точками на станциях (пикеты, реперы, исковые точки) определяются по данным нивелирования из середины:

h = З – П,

где  З и П –  отчеты по рейкам на заднюю и переднюю точку соответственно.

Если расхождение в  превышениях, определенных по черным и  красным отчетам не превышает 5 мм, вычисляют среднее превышение (графы 8 и 9).

Для каждой странице журнала  определяют Σ З и Σ П –  сумма отчетов по  задней  и  передней  рейкам,  Σ h –сумму вычисленных превышений  и  Σ h _ср – сумма средних превышений. При отсутствии ошибок в вычислениях выполняется равенство:

Σ З=260702

Σ П=282403

Σ h _{ср =} -10854

 

3.2  Вычисление невязки  и ее распределение

Алгебраическая сумма  всех средних превышений теоретически должна б ыть равна разности отметок конечного и начального реперов. Практически же, в следствии погрешностей в измерениях, получается невязка, которую можно подсчитать по формуле:

f _h = Σ h _ср - (Н _кон. – Н _нач.)

Допустимая невязка  для инженерно-технического нивелирования:

f _h = -10854 +10849=5

 

f _{h доп}. =    40 мм ×√ L,

      где   L   –  длина хода в километрах.

f _{h доп}. =    40 мм ×√ 0,5=28.

f _h =5<+-28

 

Если полученная невязка  меньше допустимой, она распределяется на средние превышения с обратным знаком.

 

Таблица  1                          Журнал инженерно-технического нивелирования

№ станции	№ RP, ПК, пр. точек	Отчеты по рейкам			Превышения (мм)		Средние превышения		Горизонт нивелира (м)	Отметки Точек (м)
		задние	передние	промежуток	+	─	+	─
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Rp1	2515								80
		7300
	ПК1		0610		1905		1905
			5395		1905					81,905
2	ПК1	2690								81,905
		7410
	ПК2		0415		2275		2275
			5195		2275					84,18
3	ПК2	2950								84,18
		7730
	ПК3		1130		1820		1818
			5915		1815					85,99
4	ПК3	2210								85,99
		6995
	ПК4		1270		94		940
			6055		94					86,938
5	ПК4	2035								86,938
		6815
	11
	ПК5		015		2020		2017
			4800		2015					88,955
6	ПК5	2970
		7750
	ПК6		0150		2820		2820
			4930		2820					91,775
7	ПК6	2790
		7570
	ПК7		0250		2540		2540
			5030		2540					94,315
8	ПК7	2855
		7640
	ПК8		0410		2445		2447
			5190		2450					96,762
9	ПК8	2665
	55	7450
	ПК9		0110		2555		2558
			4890		2560					99,32
10	ПК9	2970
		7760
	ПК10		2640		330		0330
			7430		330					99,65
11	ПК10	0300								99,65
		5080
	ПК11		2470			2170		2170		97,48
			7250			2170
12	ПК11	0570
		5350
	ПК12		2380			1810		-1
			7170			1820		1815
								1816		95,665
13	ПК12	650
		5430
	ПК13		2970			2320		2320
			7750			2320				93,345
14	ПК13	090
		4880
	Х		2250			2160		2160
			7040			2160				91,185
15	Х	460
		5240
			2980			2520		2520		88,665
	ПК14		7760			2520
16	ПК14	070
		4850
	ПК15		2830			2760		2760
			7610			2760				85,905
17	ПК15	0615
		5400
	ПК16		2490			1875		1875		84,03
			7275			1875
18		0495								84,03
		5280						+1
	ПК16		2850			2355		2355
			7635			2355		2356		81,675
19	ПК16	0330
		5110
	ПК17		2470			2140		2142
			7255			2145				79,533
20	ПК17	0565
		5350
	Х		2680			2115		2112
			7460			2110				77,421
21	Х	0420
		5200
	ПК18		7560			2360		2360
			2780			2360				75,061
22	ПК18	0080
		4860
	ПК19		2830			2750		2750
			7610			2750				72,311
23	ПК19	0435								72,311
		5220
	ПК20		2900			2465		2467
			7690			2470				69,844
24	ПК20	0655
		5440
	Х		2955			2300		2300
			7740			2300		2301		67,544
25	Х	0195								67,544
		4980
	ПК21		1800			1605		1603
			658			1600
26	ПК21	1610
		6395
							+1
	ПК22		0810		800		0800
			5595		800		0799			66,741
27	ПК22	1000
		5785
	ПК23		2750			1750		1748
			753			1745				64,993
28	ПК23	92
		5705
	ПК24		1820			900		0900
			6605			900				64,093
	ПК24	158
		636					-1
	ПК25		135		23		228
			6135		225		227			64,321
	ПК25	1780								64,321
		6560
	ПК26		0620		1160		1160
			5400		1160					65,481
31	ПК26	2575
		7380
	ПК27		1715		0880		0882
			6495		0885
	Пр									66,363
	9,3			1590						64,773
	Пр15			2760						63,603
	Лв7,4			0910						65,453
	Лв13			0515						62,848
32	ПК27	2782
		7465
	ПК28		1725		1057		1057
			6408		1057					67,42
33	ПК28	1620
		6430
			0805		0815		0813
			5620		0810					68,233
34	ПК28	2575
		7430
	Rp1		1660		0915		0918
			6510		0920					69,151

            

 

 

 

3.3  Вычисления отметок

 

           Отметки связующих точек вычисляют  последовательно от известной    отметки начального репера по формуле:

Н _n=Н _n-1+h _{ср. испр.} ;

где Н _n и Н _n-1 – отметки связующих точек;

h _{ср. испр.} – исправленное превышение между этими точками.

        Контролем является получение  заданной отметки конечного репера.  Для определения отметок промежуточных точек (плюсовых и поперечных) предварительно определяется горизонт инструмента

Рисунок 1   Определение отметки  промежуточной точки

Согласно рисунка 1  горизонт инструмента: ГИ=Н _а + а

            ГИ=Н _в + в

где Н _а, Н _в – отметки связующих точек;

а, в – отчеты по черным сторонам реек на связующие точки.

Тогда отметка, например,  точки С:

Н _с = ГИ - с,

где с – отсчет по рейке  на промежуточную точку.

3.4  Расчет элементов кривой

Для разбивки кривой пользуются таблицами или определяют основные элементы  кривой по приведенным  ниже формулам:

 

 

 

а) тангенс Т= R∙ tg ,

б) длина кривой К= R,

в) биссектриса  Б=R (sec - 1 )= R ( - 1),

г) домер Д=2Т-К.

    В этих формулах   R - радиус поворота;

                            a  -  угол поворота трассы.

Определение пикетажного  наименования главных точек кривой производят по известному положению  вершины угла поворота:

ВУ-Т=НК;

НК+К/2=СК;

СК+К/2=КК  или  ВУ+Т-Д=КК,

                  где ВУ - вершина угла поворота;

                 НК, КК - соответственно начало и  конец кривой.

 На ПК9     R = 100 м,  = 55^°,  ВУ = ПК9 + 50 м.

Т=52,056 м;

 К=95,9м; Б=13,6м;  Д=9м.

На ПК24     R = 20 м,  = 105^°,  ВУ = ПК24+ 50 м.

Т=26,06м;

 К=36,6м; Б=13,3м;  Д=15,4м.

 

3.5  Определение отметок  проектной линии

 

Если известен уклон  проектной линии i и отметка начальной точки (Н_пр)_нач., то проектные отметки связующих и промежуточных точек вычисляют по формуле:

Н _пр= (Н _пр) _нач  ± i • d;

                где d – горизонтальное проложение расстояния между точками;

                i – уклон проектной линии.

Если проектная отметка начальной точки не задана, то проектная линия проводиться так, чтобы объем земляных работ был минимальным, т.е. объем работ по выемке грунта и насыпи были примерно одинаковыми.

 

4  Построение  продольного профиля

 

Профиль строят на миллиметровой  бумаге. Масштаб для вертикальных линий обычно берется в 10 раз крупнее масштаба горизонтальных линий (в данной работе в учебных целях рекомендуется М_гор 1:2000 и М_верт 1:100). Образец профильной сетки приведен на рисунке 2.

Составление профиля  начинают с заполнения граф «пикеты» и «расстояния», где в заданном масштабе показывают пикеты, положения плюсовых точек. Затем в графе «отметки» записывают из журнала вычисленные отметки пикетных и плюсовых точек с округлением их до сотых долей метра.

Отметки откладывают  от линии условного горизонта на вертикалях, проведенных через эти точки в выбранном вертикальном масштабе. Соединив полученные точки, получают профиль трассы.

План местности наносят  по пикетажной книжке. В графе «прямых  и данные для кривых» показывают положение начала и конца кривой и дают характеристики кривой: угол и радиус поворота, тангенс, кривая, домер, биссектриса. Если трасса повернула вправо, то выпуклость кривой направлена вниз и наоборот. На прямых участках указывается румб линии и длина участка.

По вычисленным проектным отметкам красной тушью наносится положение проектной линии, а уклон линии и сами отметки записываются в соответствующие графы. Рабочие отметки (h_раб)  определяют как разность проектных отметок и отметок земли.

Отметки точек

Уклон

Проектные отметки

Пикеты

Расстояние

Длины прямых и данные  для кривых

План трассы

Грунты

 

Рисунок 2   Профильная сетка (боковик)

В случае срезки грунта ( h_раб < 0 ) рабочая отметка записывается под проектной линией, а в случае подсыпки ( h_раб > 0 ) - над проектной линией. На местах пересечения проектной линии с поверхностью земли отмечаются точки нулевых работ. Для этого на профиле над точкой нулевых работ записывают зеленой тушью ноль. В промежутках между этой линией и вертикалями ближайших точек профиля справа и слева записывают расстояния до этих точек. Определение таких расстояний показано на рисунке 3.

 

 

 

 

Рисунок 3   Определение  положения точки нулевых работ:

1 - проектная линия, 2 - поверхность земли.

       

 

Библиографический список

1. Баканова В.В. и др. Практикум по геодезии. М.: Недра, 1983, стр. 332-354.
2. Шестюков А.Д., Баканова А.И. Справочное пособие по геодезическим работам при возведении гидротехнических сооружений. М.: Недра, 1990, стр. 96-98.
3. Ганьшин В. Н., Хренов Л.С. Таблицы для разбивки круговых и переходных кривых. М.: Недра, 1985.