Обработка журнала геометрического нивелирования.

Введение

В ходе изысканий для линейных сооружений, в первую очередь решают вопрос о плановом и высотном положении трассы. Трасса – линия, определяющая ось проектируемого линейного сооружения, обозначенная на местности, топоплане или нанесенная на карте, или обозначенная системой точек в цифровой модели местности. Основные элементы трассы: план – ее проекция на горизонтальную плоскость и продольный профиль – вертикальный разрез по проектируемой линии сооружения. В плане трасса должна быть по возможности прямолинейной, так как всякое отклонение от прямолинейности приводит к ее удлинению и увеличению стоимости строительства, затрат на эксплуатацию. В продольном профиле трассы должен обеспечиваться определенный допустимый уклон.

 Продольный профиль трассы состоит из линий различных уклонов, соединяющихся между собой вертикальными кривыми. На некоторых трассах (электропередач, канализации) горизонтальные и вертикальные кривые не проектируют, и трасса представляет собой ломаную пространственную линию.

В зависимости от назначения трасса должна удовлетворять определенным требованиям, которые устанавливаются техническими условиями на ее проектирование.  Так, для дорожных трасс основные требования – плавность и безопасность движения с расчетными скоростями. Поэтому на дорожных трассах устанавливают минимально допустимые уклоны и максимально возможные радиусы кривых.   На самотечных каналах и трубопроводах необходимо выдержать проектные уклоны при допустимых скоростях течения воды.

Содержание работы.

Нивелирование трассы выполняется нивелиром способом «из середины». При нивелировании различают связующие и промежуточные точки. На каждой станции нивелирования трассы имеются задняя и передняя связующие точки, а также   промежуточные или плюсовые точки. Связующими точками могут служить любые плюсовые и пикетные точки, точки поперечников и иксовые точки, разместившиеся в любом месте притрассовой полосы.

По данным журнала геометрического нивелирования и пикетажного журнала построить продольный профиль трубопровода.

Исходные данные.

1. Пикетажный журнал трассы (прил.1) выполняет функции абриса. Значения: дирекционного угла α первоначального направления трассы, значение правого угла поворота трассы θ_пр, а так же радиус кривой R – берутся по варианту из приложения 2. Угол поворота трассы на пикете 3+30.

2. Журнал геометрического нивелирования (прил.4). Записанные в журнале отсчеты по нивелирным рейкам на все точки трассы являются общими для всех студентов. В графе «отметки» напротив реперов 1650 и 1500 записывают исходные данные. Между этими реперами был проложен нивелирный ход. Отметка репера 1500 берется по варианту из приложения 2. Отметка репера 1650 для всех студентов берется на 2,120м меньше отметки репера 1500.

3. Данные для нанесения на продольный профиль проектной линии:

· глубина промерзания грунта 2,3 метра;

· диаметр и материал труб: 400 мм, керамические;

· основание – песок;

· на участке от ПК0 до ПК2 уклон проектной линии i ₁ = – 0,010,

·  на участке от ПК2 до ПК3 уклон  i ₂ = – 0,031,

·  на участке от ПК3 до ПК5 уклон  i ₃ = 0,013.

Проектирование на поперечном профиле не производилось.

 

 

Литература

1. Акиньшин С. И.Геодезия [Электронный ресурс]: курс лекций / С. И. Акиньшин. - Воронеж: Воронеж. ГАСУ: ЭБС АСВ, 2012. - 304 с. - ISBN 978-5-89040-420-6.

2. Акиньшин С. И.Геодезия [Электронный ресурс]: лаб. практикум / С. И. Акиньшин. - Воронеж: Воронеж. ГАСУ: ЭБС АСВ, 2012. - 144 с. - ISBN 978-5-89040-421-3.Хаметов Т.И. Геодезическое обеспечение проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений. М.: АСВ, 2002.

3. Условные знаки для топографических планов масштаба 1:5000 – 1:500. М.: Недра, 1973.

4.   Батчаева З. Х.Инженерная геодезия [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пособие для выполнения расчетно-графических работ по разделу «Геометрическое нивелирование в строительстве» студентами 1-ого курса обучения по направлению 270800.62 Строительство. Профиль 270102 и 270115 / З. Х. Батчаева. - Черкесск: БИЦ СевКавГГТА, 2014. - 23 с.

5. Нестеренок М. С.Геодезия [Электронный ресурс]: учебное пособие / М. С. Нестеренок. - Минск: Вышэйшая школа, 2012. - 288 с.: ил. - ISBN 978-985-06-2199-3.

Приложение 1

 

Пикетажный журнал

 

 

Приложение 2

 

Значения радиусов, углов поворота, дирекционных углов трассы и отметки начального репера

 

№ варианта	Радиус R, м	Дирекцион-ный угол α ˚ ΄	Угол поворота   θ ˚ ΄	Отметка НRр1500, м
1	250	119° 30'	67° 30'	71,387
2	100	98° 40'	32° 10'	89,931
3	800	217° 40'	56° 20'	75,741
4	1000	325° 10'	72° 20'	80,901
5	900	87° 15'	86° 10'	90,735
6	150	112° 15'	45° 05	88,155
7	500	303° 45'	15° 10'	79,045
8	600	176° 40'	64° 00'	66,034
9	450	132° 50'	55° 40'	63,455
10	350	272° 40'	32° 10'	77,645
11	150	106° 30'	47° 42'	82,280
12	900	98°30'	82° 52'	77,125
13	1000	159° 42'	46° 17'	69,385
14	400	8° 23'	68°27'	74,545
15	300	27° 40'	70° 00'	84,545
16	250	105° 30'	84° 23'	79,645
17	150	208° 40'	55° 00'	86,060
18	100	306°25'	61° 33'	73,254
19	700	327° 45	40° 20	57,436
20	800	286° 15'	38° 48'	81,207
21	1000	198° 40'	22° 31'	72,670
22	400	109° 52'	25° 48'	67,750
23	550	278° 10'	49° 30'	89,545
24	600	68° 45'	58° 58'	102,345
25	750	168° 15'	73° 18'	89,560

 

Приложение 3

Приложение 5

Профильная сетка трубопровода.

 

№ п/п	Размеры в мм.	Наименование
1	15	материал труб и изоляции
2	20	план трассы
3	10	длины, уклон
4	15	проектные отметки
5	15	фактические отметки земли
6	10	глубина заложения
7	10	расстояние
8	15	пикетаж
9	30	план прямых и кривых

 

Приложение 6

Продольный профиль трубопровода                 

            

Введение

В ходе изысканий для линейных сооружений, в первую очередь решают вопрос о плановом и высотном положении трассы. Трасса – линия, определяющая ось проектируемого линейного сооружения, обозначенная на местности, топоплане или нанесенная на карте, или обозначенная системой точек в цифровой модели местности. Основные элементы трассы: план – ее проекция на горизонтальную плоскость и продольный профиль – вертикальный разрез по проектируемой линии сооружения. В плане трасса должна быть по возможности прямолинейной, так как всякое отклонение от прямолинейности приводит к ее удлинению и увеличению стоимости строительства, затрат на эксплуатацию. В продольном профиле трассы должен обеспечиваться определенный допустимый уклон.

 Продольный профиль трассы состоит из линий различных уклонов, соединяющихся между собой вертикальными кривыми. На некоторых трассах (электропередач, канализации) горизонтальные и вертикальные кривые не проектируют, и трасса представляет собой ломаную пространственную линию.

В зависимости от назначения трасса должна удовлетворять определенным требованиям, которые устанавливаются техническими условиями на ее проектирование.  Так, для дорожных трасс основные требования – плавность и безопасность движения с расчетными скоростями. Поэтому на дорожных трассах устанавливают минимально допустимые уклоны и максимально возможные радиусы кривых.   На самотечных каналах и трубопроводах необходимо выдержать проектные уклоны при допустимых скоростях течения воды.

Содержание работы.

Нивелирование трассы выполняется нивелиром способом «из середины». При нивелировании различают связующие и промежуточные точки. На каждой станции нивелирования трассы имеются задняя и передняя связующие точки, а также   промежуточные или плюсовые точки. Связующими точками могут служить любые плюсовые и пикетные точки, точки поперечников и иксовые точки, разместившиеся в любом месте притрассовой полосы.

По данным журнала геометрического нивелирования и пикетажного журнала построить продольный профиль трубопровода.

Исходные данные.

1. Пикетажный журнал трассы (прил.1) выполняет функции абриса. Значения: дирекционного угла α первоначального направления трассы, значение правого угла поворота трассы θ_пр, а так же радиус кривой R – берутся по варианту из приложения 2. Угол поворота трассы на пикете 3+30.

2. Журнал геометрического нивелирования (прил.4). Записанные в журнале отсчеты по нивелирным рейкам на все точки трассы являются общими для всех студентов. В графе «отметки» напротив реперов 1650 и 1500 записывают исходные данные. Между этими реперами был проложен нивелирный ход. Отметка репера 1500 берется по варианту из приложения 2. Отметка репера 1650 для всех студентов берется на 2,120м меньше отметки репера 1500.

3. Данные для нанесения на продольный профиль проектной линии:

· глубина промерзания грунта 2,3 метра;

· диаметр и материал труб: 400 мм, керамические;

· основание – песок;

· на участке от ПК0 до ПК2 уклон проектной линии i ₁ = – 0,010,

·  на участке от ПК2 до ПК3 уклон  i ₂ = – 0,031,

·  на участке от ПК3 до ПК5 уклон  i ₃ = 0,013.

Проектирование на поперечном профиле не производилось.

 

 

Обработка журнала геометрического нивелирования.

На каждой станции геометрического нивелирования вычисляют отметки связующих точек через превышение, отметки промежуточных точек –  через горизонт инструмента.

1.1. Выполняют проверку правильности взятия отсчетов по значению вычисленных в поле «пяток реек»,

«пятка рейки – это разность красного и черного отсчетов на точку. Вычисляется она для задней и передней реек. Записывается третьей строкой после красного отсчета.

1.2. Вычисляют превышения между связующими точками по следующему правилу: отсчет назад (а), минус отсчет вперед (b), т.е.

h = a –  b

Вычисляют два значения превышений, как по черной стороне рей­ке, так и по красной стороне рей­ке, а затем вычисляют среднее значение, которое округляют до целого значения миллиметров, например:

h_ч =1483 – 1583=  – 0100

h_кр=6166 – 6270= – 0104

h_ср = h_ч +  h_кр/2

Разность между превышениями, вычисленными по черным и красным сторонам реек, не должны отличаться между собой больше чем на ±5мм.

1.3. Для контроля правильности вычислений в журнале выполняют
постраничный контроль. Он выполняется на каждой странице журнала и заключается в проверке равенства:

Σa –  Σb / 2 = Σh⁺+ Σh^- / 2 = Σh⁺_cр+ Σh^-_ср,

где Σа –   сумма черных и красных отсчетов по задней рейке (без «пяток»);

Σb – сумма черных и красных отсчетов по передней рейке (без «пяток»);

Σh⁺ –сумма вычисленных превышений, имеющих знак «+»;

Σh^-  – сумма вычисленных превышений, имеющих знак «–»;

Σh⁺_ср – сумма вычисленных средних превышений, имеющих знак «+»;

Σh^-_ср – сумма вычисленных средних превышений, имеющих знак «–»;

Незначительные расхождения в 1–2 мм за счет округления допустимы.

1.4. Так как вычисленные превышения есть измеренные величины, необходимо выполнить уравнивание измеренных величин, т. е определить величину невязки, ее допустимость и ввести поправки в измеренные величины. Необходимо помнить, что в замкнутом полигоне  Σh _теор = 0, а в разомкнутом ходе

Σh_теор. = Н – Н теоретическую сумму превышений, находят как разность отметки конечного репера и начального и записывают в конце журнала геометрического нивелирования под итоговой чертой

Σh_теор. = H_Rp1650 – H_Rp1500.

Находят и записывают со своим знаком невязку f_h хода, равную разности: вычисленная сумма средних превышений Σh_ср минус теоретическая Σh_теор.

f_h  = Σh_ср – Σh_теор.,

а ниже вычисляют допустимую величину невязки:

f_hдоп. = ± 50мм √L

где L – длина нивелирного хода в км.

или                                           f_hдоп= ±10мм√n

где n –количество станций.

1.5. Если fh ≤ fhдоп., то в средние превышения вводят поправки со знаком, обратным знаку невязки:

δ = – f_h / n

где δ – поправка, n–  количество станций.

Поправки вводят поровну (с округлением до целых миллиметров) во все превышения. Убедившись, что сумма всех поправок равняется невязке с обратным знаком, поправки записывают   сверху над средними значениями превышений красным цветом.

1.6. Выписывают отметки исходных реперов, лучше их писать красным цветом или подчеркнуть. Затем вычисляют последовательно отметки всех связующих точек хода:

H_пк0=H_рп1500+h_ср.ур.=167,567-0,101=167,466;

H_пк1=H_пк0+h_cр.ур.=167,466-0,903=166,563 и т.д.

Контролем правильности вычислений отметок является получение в конце хода известной отметки H_{Рп 1650} конечной точки.

1.7. Отметки промежуточных точек вычисляют через горизонт инструмента (рис.1.).

 

 

Рис.1.

Он равен отметке задней (или передней) точке плюс отсчет по черной стороне рейки, стоящей на этой точке. Горизонт инструмента для контроля вычисляют два раза и за окончательное значение берется среднее.

H_ГИ(А)=H_А + а_ч;

H_ГИ(В)=H_В + b_ч;

H_ГИ(ср)=H_ГИ(А) + H_ГИ(В) /2.

При вычислениях H_ГИ(А) и H_ГИ(В) разности могут быть ± 5мм.

Пример вычисления горизонта инструмента.

Если вместо точек А и В взять точки ПК–1 и ПК–2, то будем иметь:

H_ГИ(ПК1)= 166,563+0,987=167,550

H_ГИ(ПК2)=165,150+2,400=167,550

H_ГИср = 167,550.

Вычисляют отметки промежуточных (плюсовых) точек:

                                          Н₊ = H_ГИср – с₊