double arrow

Выбор и закрепление трассы на местности

Техническое нивелирование

Рис. 7.2

Схема сложного нивелирования

Рис. 7.1

Схемы геометрического нивелирования

При нивелировании вперед (рис. 7.1, б) нивелир устанавливают так, чтобы окуляр зрительной трубы находился на одной отвесной линии с точкой А, а в точке В отвесно устанавливают рейку. Визирную ось нивелира приводят в горизонтальное положение, измеряют при помощи рулетки или рейки высоту нивелира v, т.е. расстояние от центра окуляра до точки А, и берут отсчет b по передней рейке. Превышение определяется из выражения:

т.е. превышение между двумя точками при нивелировании вперед равно высоте прибора минус отсчет по рейке.

Если высота точки А известна и измерено превышение между точками А и В (рис. 7.1), то высота точки В может быть вычислена по формуле:

т.е. высота последующей точки равна высоте предыдущей точки плюс превышение между ними.

При геометрическом нивелировании высота точки может быть так же получена через горизонт нивелира, под которым понимают отвесное расстояние от уровенной поверхности до горизонтального визирного луча нивелира. Из рис. 7.1, а видно, что горизонт нивелира равен высоте точки плюс отсчет по рейке, установленной на этой точке:

или

Для некоторой точки, находящейся внутри интервала АВ, например С (рис. 7.1, а) высота может быть определена с использованием горизонта нивелира, но для этого надо взять отсчет (в данном случае отсчет с) по рейке, установленной в точке С:

т.е. высота точки равна горизонту нивелира минус отсчет по рейке, установленной на этой точке.

Определение превышений геометрическим нивелированием с одной установки нивелира (станции) возможно, если точки расположены на расстоянии 100-200м и превышение между ними небольшое. В тех случаях, когда расстояние между точками значительное, необходимо вести последовательное нивелирование с ряда станций М1, М2,…, МN (рис. 7.2), называемое сложным нивелированием.

Нивелирование начинается со станции М1, где берут отсчет по задней рейке а1 и отсчет b1 по передней рейке. В результате получают отсчет h1. Затем заднюю рейку R1 из начальной точки А переносят в точку 2, рейку R2 оставляют в точке 1, а нивелир устанавливают на второй станции М2, с которой берут отсчеты по рейкам a2, b2. В том же порядке продолжают нивелирование со следующих станций вплоть до конечной точки В (на рис. 7.2 стрелками указан порядок переноса нивелира и реек с одной точки на другую). Отметим, что точка 1 при нивелировании со станции М1 является передней, а при нивелировании со станции М2 – задней. Также точка 2 при нивелировании со станции М2 является передней, а со станции М3 задней. Точки, общие для двух смежных станций, называются связующими.

Если между связующими окажутся характерные точки, высоты которых необходимо определить (например, точки С1, С2, рис. 7.2), то такие точки называют промежуточными (или плюсовыми), и их нивелируют на станции после связующих точек. Для этого при переносе задней рейки на переднюю точку последующей станции ее устанавливают на промежуточных точках и по ней берут отсчеты.


Согласно схеме, показанной на рис. 7.2, превышения между связующими точками равны разности соответствующих отсчетов назад аi и отсчетов вперед bi. Если сложить превышения, полученные на станциях, то будет получено превышение конечной точки В над исходной точкой А:

т.е. превышение конечной токи над начальной равно алгебраической сумме превышений всех станций или сумме всех отсчетов по задней рейке минус сумма всех отсчетов по передней рейке.

Высоты связующих точек хода вычисляют последовательно по известной высоте начальной точки и по превышениям станций:

Высоту конечной точки можно вычислить сразу по сумме превышений хода:

или

Погрешность определения превышений при геометрическом нивелировании обусловлена, главным образом, погрешностью отсчитывания по рейкам. Последняя же зависит от погрешности визирования и погрешности установки уровня. Погрешность за счет визирования определяют из выражения:

где l – расстояние до рейки, = 206265²; Г – увеличение зрительной трубы. Погрешность отсчитывания, возникающую из-за неточности установки уровня, определяют из выражения:

где m - цена деления уровня.

Общая же погрешность отсчитывания равна:

Таким образом, если принять увеличение зрительной трубы Г = 20х, расстояние до рейки 50 м, m = 20², то средняя квадратическая погрешность отсчета по рейкам равна:

мм.

Откуда средняя квадратическая погрешность превышения, определяемого нивелированием из середины, когда расстояние от нивелира до рейки 50 м:

Техническое нивелирование выполняется при изысканиях сооружений, а также для определения высот пунктов съемочного обоснования топографических съемок.

При изысканиях линейных сооружений (дорог, трубопроводов, каналов и т.п.) нивелирование осуществляется по предварительно намеченной линии, представляющей собой ось сооружения. В результате составляется профиль местности по этой линии, используемый для проекта. Такой вид нивелирования называется продольным, или нивелированием трассы. Если для инженерных целей необходимо знать характер рельефа на участке, где в дальнейшем будет вестись строительство сооружений, размещенных на обширной площади, то выполняется нивелирование поверхности. Оно может быть осуществлено или при помощи теодолитных и нивелирных ходов с разбивкой поперечников, или при помощи нивелирования по квадратам.

Техническое нивелирование производится нивелирами типа Н-10 и двусторонними или односторонними рейками. Расстояния от нивелира до реек должны быть по возможности равными и не превышать 150 м. Нивелирование выполняется в одном направлении. Отсчеты по рейкам производятся по средней нити. При нивелировании по двусторонним рейкам работы на станции выполняются в следующей последовательности:

а) отсчеты по черной и красной сторонам задней рейки;

б) отсчеты по черной и красной сторонам передней рейки.

Разность превышений, вычисленная по черной и красной сторонам реек или при разных горизонтах прибора, не должна превышать 5 мм. Невязка превышений в замкнутых полигонах и невязки в ходах между реперами высших классов не должны быть более:

мм,

где L – число километров по периметру полигона или хода. При значительных углах наклона местности, когда приходится увеличивать число станций на 1 км хода до 25 или более, невязка не должна превышать:

мм,

где n – число штативов (станций) в ходе.

Комплекс геодезических работ по выбору и закреплению трассы на местности носит название трассирование, в результате которого закрепляют на местности осевую линию линейного сооружения.

Вначале трассирование выполняется по топографической карте, на которую наносят проектное положение сооружения, при этом учитывают требования, предъявляемые техническими особенностями сооружений: при проектировании железных и шоссейных дорог должна быть обеспечена плавность и безопасность движения транспорта; при проектировании каналов – требования к уклонам в расчете на обеспечение необходимости расходов воды и т.п.

Полевое трассирование включает в себя вынос трассы в натуру, разбивку пикетов, разбивку кривых, вынос пикетов на кривую.

Измерения и расчеты, выполняемые с обозначением на местности названных точек, называют разбивкой пикетажа. В процессе разбивки пикетажа на местности закрепляют пикеты и плюсовые точки (характерные точки рельефа). Пикеты устанавливают через каждые 100 м горизонтального проложения и обозначают на местности кольями, забиваемыми вровень с землей, и «сторожками» - кольями, на которых подписывается номер пикета. Пикеты номеруют по порядку, начиная с нуля, их номер обозначает число сотен метров горизонтального проложения от начала трассы.

К плюсовым относят точки перегиба скатов местности.

Плюсовые точки отмечаются только сторожком, их положение определяется расстоянием от ближайшего предыдущего пикета, например, ПК3+44, т.е. плюсовая точка расположена от пикета 3 на расстоянии 44 м по ходу трассы.

Одновременно с разбивкой оси трассы производится закрепление поперечников, по которым судят о характере профиля в направлениях, перпендикулярных к оси трассы. На поперечниках слева и справа от оси забиваются колья, которыми обозначаются расстояния до трассы с буквами л (слева) и пр (справа). Например, обозначение на сторожке ПК3+40+10 пр показывает, что точка поперечного профиля находится с правой стороны оси трассы на расстоянии 10 м от плюсовой точки ПК3+40. Длина поперечного профиля чаще всего бывает по 20-25 м в обе стороны от оси трассы. При разбивке трассы ведется пикетажный журнал (рис. 8.1), в который заносят пикеты и закрепленные на местности плюсовые точки, а также точки вершин углов поворота трассы и пикеты поперечных профилей. Ось трассы показывают в виде прямой линии, а углы поворота обозначают стрелками, направленными вправо и влево в зависимости от направления трассы. В пикетажном журнале отмечаются также результаты угловых измерений, значения углов поворота, радиусов и элементов кривых.

При трассировании производится инструментальная съемка полосы местности шириной 20-30 м с каждой стороны оси трассы, а до 50 м глазомерно зарисовывают ситуацию. Съемка производится в основном способом перпендикуляров, применяются также линейные и угловые засечки. В пикетажном журнале показывают также схему привязки к исходным реперам и маркам.

Для плавного поворота трассы в ее углы поворота вписывают кривые, представляющие чаще всего дуги окружности (рис. 8.2). Точки касания кривой с прямолинейными участками трассы называются началом кривой (НК) и концом кривой (КК), середина кривой обозначается СК. Указанные точки кривой НК, КК, СК называются главными точками кривой.

Пикетажный журнал Основные элементы кривой


Рис. 8.1 Рис. 8.2

Криволинейный участок трассы короче соответствующего ему участка, состоящего из двух прямых отрезков. Разность между ломаной и кривой обозначается буквой Д и называется домером.

Домер учитывается при разбивке пикетажа. После определения величины домера пикетаж на трассе изменяется, для чего положение одного из пикетов сдвигают по направлению трассы на величину домера Д.

Для разбивки на местности главных точек кривой (НК, КК, СК) должны быть известны шесть элементов кривой: угол поворота трассы j, радиус кривой R, тангенс Т, представляющий длину касательной АВ=ВС (рис. 8.2), кривая К (длина кривой АЕС), домер Д и биссектриса Б, представляющая собой отрезок ВЕ по направлению биссектрисы угла АВС от точки Б до Е.

Угол поворота трассы измеряется в поле, радиус кривой определяется по техническим нормативам, остальные элементы могут быть вычислены по формулам:

или определены по специальным таблицам для разбивки кривых.

Для разбивки на местности главных точек от угла поворота, называемого вершиной угла (ВУ), откладывают по трассе величину тангенса Т: назад по трассе получают точку НК; вперед по трассе – точку КК. Середину кривой (СК) отмечают, откладывая по направлению биссектрисы угла 180°-j величину Б (рис. 8.2).

Вынесение пикетов на трассу производят способом прямоугольных координат, где за ось х принимают линию тангенсов, а за ось y – перпендикуляр к ней. Пикеты, расположенные на линии тангенсов до вершины угла поворота, выносят от начала кривой, а после вершины угла поворота – от конца кривой.

Пусть на тангенсах кривой (рис. 8.3) расположены два пикета: ПК7 на расстоянии l 7 от НК и ПК8 на расстоянии l 8 от КК. Эти пикеты должны занять соответствующие места на кривой, причем расстояние по кривой между пикетами должно быть равно 100 м.

Примем тангенс АВ за ось х, а радиус R, перпендикулярный к нему, за ось y. Это позволяет получить координаты х и y пикета по кривой по формулам:

где

От начала кривой (НК) откладывают значение х, определенное для пикета 7. от полученной точки восставляют перпендикуляр, по которому откладывают значение координаты y пикета 7 (y ПК7). Таким образом, получается положение пикета на кривой. Аналогичным образом поступают с ПК8.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: