Геодезические работы

Рисунок 1.16 – Привязка к стенной марке

Нивелирование через реки и овраги. Нивелирование через реки шириной до 100 м производят по общим правилам. При ширине реки от 100 до 300 м на обоих берегах реки, примерно на одной высоте над горизонтом воды, забивают два кола А и В (рисунок 1.17) и около них выбирают станции I1 и I2 так, чтобы I1A = I2B ≈ 10 м и I1B = I2A. Установив тщательно выверенный нивелир в точке I1, делают отсчеты сначала по обеим сторонам рейки на точке А, а затем по обеим сторонам рейки в точке В. После этого, не меняя фокусировки трубы, перевозят нивелир через реку и устанавливают его в точке I2. Делают отсчеты по рейке на точке А, а затем, изменив фокусировку трубы, по рейке на точке В. Вычислив два раза превышение точки В над точкой А, за окончательный результат принимают среднее. Для получения наилучших результатов наблюдения следует производить в период спокойных изображений. Каждый раз отсчеты рекомендуется брать по трем горизонтальным нитям.

Если ширина реки более 300 метров и взять отсчеты непосредственно по рейке из-за больших расстояний нельзя, то применяют специальные щитки, передвигаемые речником вдоль реек по указанию наблюдателя до совмещения с проекцией нити. Отсчет по щитку-марке делает помощник наблюдателя или речник.

Зимой нивелирование через широкие реки может быть произведено по льду. Нивелир и рейки при этом устанавливают на специально вмороженные в лед колья. Нивелирование по льду нужно выполнять в возможно кратчайший срок, так как лед нельзя считать неподвижным.

На прямых участках реки разность отметок уровня воды у противоположных берегов бывает, невелика (до ±30 см), что можно использовать для приближенной передачи отметок через широкие водоемы.

Широкие и глубокие овраги нивелируют в два приема: сначала определяют превышение между точками, установленными на его берегах, по правилам передачи высот через реки, а затем нивелируют овраг между точками на его берегах.

Нивелирование склонов и дна оврага можно произвести при помощи нивелира. Характерной особенностью здесь будут небольшие расстояния между связующими точками, что заставляет выбирать станции на 10–15 м в стороне от трассы. Нивелирование крутых склонов оврага можно произвести также ватерпасовкой при помощи двух реек, одна из которых должна быть снабжена цилиндрическим уровнем, а другая круглым. Сущность этого способа нивелирования понятна из рисунка 1.18.

При нивелировании заболоченных участков для установки нивелира и реек забиваются колья до твердого грунта (рисунок 1.19). В этом случае наиболее точные результаты дает применение самоустанавливающихся нивелиров с компенсатором.

1.9 Обработка журнала  нивелирования и составление  профиля трассы

В журнале нивелирования (см. таблицу 1.1) для каждой станции вычисляют среднее значение превышения как среднее арифметическое из превышений, полученных по черным и красным сторонам реек.

Например, для первой станции

hср = [ –1285 + ( −1283)]/2 = −1284 мм.

Средние превышения записывают в графы 8 или 9 в зависимости от знака. Если среднее превышение заканчивается на 0,5 мм, то результат округляют до 1 мм к ближайшей четной цифре.

Например: hср = 1984,5 = 1984 мм; hср = 2113,5 = 2114 мм.

На каждой странице журнала выполняют постраничный контроль, проверяя равенство:

(ΣЗ – ΣП)/2 = Σ(+h)ср + Σ(–h)ср = Σhср.

Например, в таблице 1.1

(ΣЗ – ΣП)/2 = −2676; Σhср = −2676.

За счет ошибок округлений допускаются расхождения в равенстве постраничного контроля в пределах 1–2 мм.

Если нивелирование трассы привязано к реперам, то вычисляют невязку в превышениях по формуле

fh = Σhср – ( Нкон − Ннач),

где fh – невязка в превышениях (должна быть меньше ± 50 мм√L);

Ннач и Нкон – отметки начального и конечного реперов:

Например, L = 2 км, то fh доп = ±50 мм√2 = ±70 мм.

Невязку распределяют с противоположным знаком поровну, на средние превышения хода, округляя до 1 мм, при этом сумма поправок должна равняться невязке с обратным знаком. Поправки в превышениях записывают в журнал нивелирования (над средними превышениями). Далее по высотам (отметкам) реперов трассы и уравненным превышениям (средние превышения с учетом поправок) вычисляют высоты всех связующих точек трассы по правилу: высота последующей точки Нпосл равна высоте предыдущей Нпред плюс уравненное уравнение h между ними:

Нпосл = Нпред + h.

Высоты плюсовых (промежуточных) точек и точек на поперечниках вычисляют через горизонт нивелира. Горизонт нивелира ГН равен высоте точки плюс отсчет по черной стороне рейки на этой точке, например, на второй станции (см. таблицу 1.1) горизонт нивелира

ГН = Нпк0 + З. ГН = 58,385 + 1,134 = 59,519 м.

Высоты промежуточных точек +20 и +60 получены как горизонт нивелира на второй станции минус отсчет по рейке на этих точках:

Н+20 = 59,519 − 0,944 = 58,575 м;

Н+60 = 59,519 − 0,712 = 58,807 м.

Аналогично через горизонт нивелира вычисляют высоты точек поперечника на пикете 3 (таблица 1.2).

После обработки журнала нивелирования приступают к составлению профилей трассы. Профили дорог составляют в масштабах: горизонтальном 1: 10000, вертикальном 1: 200. При составлении профилей следует руководствоваться установленными образцами, на которых показана принятая сетка профиля для записи необходимых для проектирования данных (рисунок 1.20).

Масштабы: горизонтальный 1:10000

 вертикальный 1:200

Рисунок 1.20 – Продольный профиль трассы

Продольный профиль составляют в такой последовательности:

1) на миллиметровой бумаге вычерчивают  сетку профиля. Заполняют графы  «Пикеты» и «Километры». Каждый  десятый пикет подписывают полным  номером, а остальные – только  последней цифрой;

2) заполняют графы «Расстояния», «Отметки земли» и «Ординаты». В графах «Расстояния» и «Ординаты»  проводят вертикальные линии  на пикетах и плюсовых точках  и в графе «Расстояния» отмечают  расстояния между смежными ординатами, контролируя их сумму.

В графу «Отметки земли» выписывают высоты точек из журнала нивелирования с округлением до 1 см;

3) расписывают вертикальный масштаб от линии условного горизонта (верхняя линия сетки профиля) и по отметкам земли делают наколку профиля. Расстояние между линией профиля и линией условного горизонта должно быть не менее 6 см;

4) по данным пикетажного журнала  заполняют графу «Ситуация», где  у оси трассы, нанесенной в  виде прямой линии, указывают  ситуацию дорожной полосы;

5) в графе «План линии» показывают  прямые и кривые участки трассы  и их числовые характеристики. При угле поворота трассы вправо  условное обозначение кривой  показывают в виде дуги 5 мм  вверх от осевой линии, а при  левом повороте – вниз. Внутри  дуг записывают основные элементы  кривых: φ, R, Т, К. Начало и конец кривой отмечают перпендикулярами от осевой линии до линии пикетов. На перпендикулярах записывают расстояния от начала и конца кривой до ближайших пикетов. Для прямолинейных участков показывают их длины и дирекционные углы или азимуты. Длины прямых участков трассы получают как разность пикетажных значений начала последующей кривой и конца предыдущей кривой и записывают над осевой линией. Дирекционные углы вычисляют по правилу: дирекционный уголпоследующей прямой равен дирекционному углу предыдущей плюс правый угол поворота или минус левый. Их значения записывают под прямой линией;

6) в соответствии с заданными  техническими условиями при достижении  минимального объема выемок и  насыпей, баланса земляных работ  путем последовательных проб  наносят проектную (красную) линию. Проектные отметки точек перелома  проектной линии определяют графически. По ним с точностью до 0,0001 вычисляют  уклоны (частное от деления превышений на горизонтальные длины линий) и выписывают в соответствующую графу сетки профиля. После этого вычисляют проектные отметки всех пикетов и плюсовых точек по следующему правилу: проектная отметка последующей точки равна проектной отметке предыдущей плюс произведение уклона линии на горизонтальное расстояние между точками;

7) вычисляют рабочие отметки  как разность между проектными  отметками и отметками земли. Рабочие отметки насыпей выписывают  на профиле над проектной линией, а рабочие отметки выемок –  под проектной линией;

8) аналитически рассчитывают положение  точек нулевых работ (точки пересечения  линии земли с проектной линией) по формуле

Х = a d / (a + b) ,

где Х – расстояние от точки нулевых работ до точки с рабочей отметкой a;

a и b – рабочие отметки ближайших пикетов или плюсовых точек, между которыми находится точка нулевых работ;

d – горизонтальное расстояние

между рабочими отметками.

Профиль вычерчивают и оформляют в соответствии с образцом (см. рисунок 1.20). Проектные данные на нем показывают красным цветом, точки нулевых работ и расстояния до них – синим, все остальное оформление делают черным цветом.

Поперечные профили составляют на миллиметровой бумаге в масштабах: горизонтальный 1:1000, вертикальный 1:100 (рисунок 1.21).

Горизонтальные расстояния до точек перегиба профиля на поперечнике откладывают вправо и влево от осевой точки трассы, на которой производилась разбивка поперечника. Высоты точек поперечника откладывают по вертикали от принятого условного горизонта в соответствующем масштабе.

1.10 Составление плана  трассы. Ведомость углов поворота,

прямых и кривых

План трассы – это проекция трассы на горизонтальную плоскость. Составляют план трассы в масштабах 1: 5000 или 1: 10000 по координатам вершин углов поворота, а при небольшой длине трассы – по дирекционным углам (румбам) и длинам линий. Трассу наносят красным цветом. На плане трассы указывают положение пикетных и километровых точек, главных точек круговых и переходных кривых. В условных знаках наносят ситуацию полосы местности. Пример оформления плана трассы показан на рисунке 1.22.

 

 

Рисунок 1.22 – План трассы

К плану трассы прилагают “Ведомость углов поворота, прямых и кривых” (таблица 1.3).

Заполнение граф “Ведомости” в графах 1–11 производится выписыванием соответствующих данных из угломерного и пикетажного журналов. Из таблицы 1.3 следует, что трасса начинается на ПК0, имеет два угла поворота и заканчивается на ПК20. В графе 14 вычисляют дирекционные углы по формуле αпосл = αпред ± φ.

Числа, записанные в графу 12, представляют собой длины прямых участков трассы П, вычисляемые как разность пикетажного положения начала следующей кривой и конца предыдущей.

Таблица 1.3 – Ведомость углов поворотов, прямых и кривых

Углы

Кривые

Прямые

Точка трассы

Местоположение

Углы поворота

пр.

лев.

R

T

K

Б

Д

НК

КК

П

ВУП

α

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Н. Т. ВУП № 1 ВУП № 2 КТ

ПК0 ПК4+20,00 ПК14+35,0 ПК20

И т о г о

ΣУпр

ΣУлев

ΣТ

ΣК

ΣД

ΣП

ΣВУП

Контроль: ΣУпр – ΣУлев = αкон – αнач,

где α – дирекционные углы линии трассы, вычисленные по формуле

αпосл = αпред ± φ.

Знак (+) для правых углов поворота, знак ( – ) для левых углов поворота:

2ΣТ = ΣК + ΣД,

ΣП + ΣК = L,

ΣВУП – ΣД = L.

Для вычисления начального прямолинейного участка трассы берут разность пикетажа начала первой кривой и начала трассы. Длина последней прямой получается как разность пикетажа конца трассы и конца последней кривой. Для вычисления расстояний между вершинами углов поворота (ВУП) в графе (13) надо брать разности пикетажа первого угла поворота и начала трассы, каждого следующего угла поворота и предыдущего, конца трассы и последнего угла поворота. Начиная с отрезка, следующего за первым углом поворота, нужно к полученным разностям прибавлять домер предыдущей кривой, поскольку на местности он отложен, а в счет пикетажа не вошел.

Под таблицей 1.3 производят контроль всех вычислений по приведенным формулам:

1) разность правых и левых  углов поворота должна равняться  разности конечного и начального  дирекционных углов линий трассы:

Σβпр – Σβлев = αкон – αнач;

2) сумма всех кривых плюс сумма  всех домеров должна равняться удвоенной сумме тангенсов с допуском 0,01 – 0,02м за счет ошибок округления:

ΣК + ΣД = 2ΣТ;

3)  сумма прямых участков трассы (ΣП) плюс сумма кривых участков

(ΣК) должна равняться общей длине  трассы (L):

ΣП + ΣК = L;

4) сумма расстояний между вершинами углов поворота (ΣВУП) минус

сумма домеров должна быть равна общей длине трассы:

ΣВУП – ΣД = L.

Ведомость углов поворота, прямых и кривых наносится на свободном месте листа плана трассы.

1.11 Гидрометрические работы

Гидрометрические работы производят для определения некоторых характеристик рек и других водных препятствий, которые пересекают трассу.

К характеристикам реки относят: поперечный профиль (профиль живого сечения) реки по оси трассы; скорость течения воды в реке; уклон реки и расход воды в районе мостового перехода. Эти данные необходимы для проектирования, строительства и эксплуатации искусственных сооружений через реку, таких как мосты, тоннели, трубы, дамбы и т. д.

Рассмотрим следующие виды гидрометрических работ:

а) съемка поперечного сечения реки промерами глубин через 5–10 м;

б) определение скорости течения реки при помощи гидрометрической вертушки или поплавков;

в) определение уклона реки в районе мостового перехода;

г) определение расхода воды в реке.

Съемка поперечного сечения реки. Створ оси трассы через реку закрепляют на берегах колышками, на которых записывают их пикетажное значение. При ширине реки более 20 м рекомендуется перебросить трехмиллиметровый трос, размеченный через 5–10 м. Затем при помощи наметки или вехи с лодки промеряют через установленные интервалы глубину реки, записывают отсчеты на схематический чертеж (рисунок 1.23). Одновременно нивелируют урез воды в реке на линии створа и горизонт высоких вод, который определяютпо местным признакам или из опроса жителей.