ОБРАБОТКА ЖУРНАЛА НИВЕЛИРОВАНИЯ ТРАССЫ

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

Саратовский государственный технический университет

 

 

ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ НИВЕЛИРОВАНИЯ ТРАССЫ АВТОДОРОГИ

 

Методические указания и задания

для студентов направления 270800.62,

специальности 271501, специальности 271101.65

Одобрено редакционно-издательским советом

Саратовского государственного

технического университета

■

 

 

Саратов 2011

 

ВВЕДЕНИЕ

Трассирование и нивелирование трассы линейного сооружения вы­полняется в ходе инженерно-геодезических изысканий, которые обеспечи­вают исходными данными проектирование инженерного сооружения.

Пространственное положение оси проектируемого сооружения опре­деляется ее ортогональной проекцией на горизонтальную плоскость и про­дольным профилем, (гипсометрическим вертикальным разрезом). В связи с этим основной задачей изысканий сооружений линейного типа является оп­ределение на местности положения оси сооружения в плане и по высоте.

Предварительное размещение трассы может намечаться в кабинет­ных (камеральных) условиях па топографической карте, плане, аэрофото­снимках данного участка местности. На следующем этапе изысканий вы­полняется полевое трассирование, в ходе которого разбивается пикетаж, намечаются промежуточные точки и поперечники, производится съемка притраcсовой полосы, измеряются углы поворота. С учетом действующих СНиП назначаются радиусы кривых в плане и выполняется детальная раз­бивка закруглений на местности.

После закрепления па местности оси будущей автодороги выполня­ют нивелирование вдоль трассы и нивелирование поперечников. На этапе обработки результатов нивелирования строят продольный и поперечные профили земной поверхности, которые служат основой для проектирова­ния земляного полотна.

Целью практических работ по обработке результатов трассирования и нивелирования является закрепление теоретических знаний и усвоение студентами методов обработки материалов трассирования, материалов геометрического нивелирования трассы, а также методов построения про­дольного и поперечных профилей трассы с проведением проектной (крас­ной) линии и вычислением некоторых проектных характеристик.

Методические указания предназначены для самостоятельного вы­полнения РГР или практических работ студентами всех видов обучения очной, заочной и заочной но сокращенной программе, а также могут быть использованы при получении дополнительного профессионального обра­зования на курсах повышения квалификации.

 

I . ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Запроектированная в плане трасса автомобильной дороги (рис. 1) длиной 1,9 км вынесена на местность по координатам ключевых точек: на­чало трассы (НТ), вершина угла 1 (ВУ,), вершина угла 2 (ВУ₂) и конец трассы (КТ). По трассе выполнена разбивка пикетажа с учетом круговых кривых длиной К, и К₂, которые вписаны в углы поворота & _t и &₂ с задан­ными радиусами К, и R ₂ . В створе трассы выполнены промеры глубин реки Северный Донец (см. в приложении рис. 4). По трассе составлена пике­тажная книжка (см. в приложении рис. 5) и измерен начальный угол ори­ентирования - румб начальной линии r _{н m - by} I

Для составления продольного и поперечных профилей трассы вы­полнено нивелирование пикетов, разбитых через 100 м, промежуточных точек и двух поперечников (см. в приложении табл. 4). Ход никелирования разомкнут. Начало трассы привязано к реперу № 10 с отметкой Нрп10 конец трассы - к реперу № 11 с отметкой Н_рп11. Значения румба начальной линии (НТ – ВУ1), углов поворота, радиусов круговых кривых и отметок опорных реперов приведены в соответствии с вариантами заданий в таблице 1.

Рис. 1. Схема трассы автодороги в плане и элементы круговых кривых

Таблица 1

Исходные данные по вариантам

№ вари-анта	Румб линии НТ-ВУ1 о '	Углы поворота трассы		Радиусы круговых кривых		Отметки опорных реперов
		θ1 о '	θ2 о '	R1, м	R2, м	Нрп10, м	Нрп11, м
1	СВ: 26 31	31 29	24 27	110	120	59,251	73,159
2	ЮВ:26 31	27 33	37 29	115	140	63,597	77,447
3	ЮВ:26 31	31 46	35 44	125	143	66,785	80,673
4	С3:26 31	33 19	26 58	140	127	69,694	83,547
5	СВ:56 29	34 55	21 19	101	121	73,686	87,617
6	ЮВ:55 49	36 25	31 46	118	151	75,579	89,506
7	ЮЗ: 57 11	27 29	25 56	127	115	77,778	91,637
8	СВ:73 15	24 27	27 33	121	125	79,973	93,895
9	С3:26 18	31 46	31 46	140	121	81,355	95,207
10	ЮВ: 22 11	28 29	33 15	143	151	83,656	97,521
11	ЮЗ: 17 56	38 14	31 45	127	115	85,894	99,777
12	СВ: 65 48	21 19	34 55	127	110	87,316	101,256
13	С3:31 17	31 46	36 25	121	115	90,921	104,856
14	ЮВ: 78 25	25 56	27 29	151	125	92,299	106,157
15	СВ:59 16	27 33	24 27	115	140	95,595	109,466
16	ЮЗ: 12 54	31 46	31 46	125	101	97,791	111,656
17	СЗ:27 39	33 15	28 29	121	118	99,656	113,538
18	СВ: 26 31	31 45	38 14	120	143	101,284	115,149
19	ЮВ: 55 14	24 27	31 46	140	127	103,145	117,014
20	СЗ: 79 43	37 29	33 19	143	127	106,699	120,634
21	СВ:27 19	35 44	34 55	127	121	109,358	123,279
22	ЮВ: 59 56	26 58	36 25	121	151	111,242	125,165
23	СВ: 89 16	21 19	27 29	151	115	115,364	129,279
24	С3:37 17	31 46	24 27	115	125	117,612	131,469
25	ЮЗ: 35 53	28 29	31 46	125	121	119,349	133,289
26	СВ: 46 58	38 14	28 29	121	143	121,566	135,418
27	СЗ:49 33	31 46	38 14	140	127	125,955	138,888
28	ЮВ:85 13	33 19	21 19	101	127	128,894	142,816
29	ЮВ: 88 32	34 55	31 46	118	121	130,388	144,307
30	СВ: 15 58	36 25	25 56	143	151	132,327	146,259
31	СЗ: 24 36	27 29	27 33	127	115	135,456	149,428
32	ЮЗ: 77 39	24 27	31 46	127	125	137,732	151,658
33	ЮВ: 33 28	31 46	17 26	121	121	139,413	153,284

 

ПЛАНОВЫЙ РАСЧЕТ ТРАССЫ

Результаты вычислений записываются в заранее подготовленную ве­домость прямых и кривых (табл. 2), в которую вписаны исходные дачные в соответствии с вариантом- румб исходного направления, радиусы кривых и углы поворота из таблицы 1. Расчеты выполнить в следующей п осл едо вательн ости:

1). Вычислить элементы круговых кривыхпо формулам:

2). Вычислить пикетажные наименования главных точеккруго­вых кривых по формулам:

- начало кривой - НК ⁼ ВУ - Т;

- середина кривой - СК = НК-К/2;

- конец кривой - КК = НК + К;

- контроль правильности вычислений - КК = ВУ +Т - Д.

Под пикетажным наименованием понимается такая запись расстоя­ния от начала трассы (ПК0), при которой количество сотен метров отделе­но знаком + от количества десятков метров. В данной записи знак + не оз­начает, что записанные числа необходимо складывать. Например, запись ВУ1= ПК 10 означает, что точка вершины первого угла поворота (ВУ1) находится на расстоянии 1000 м от начала трассы (см. рис. 1), а запись ВУ₂ = ПК15 + 40 — что точка ВУ₂ находится па расстоянии 1540 м от начала трассы. При вычислении пикетажных наименований разряды вычитаемых или складываемых чисел сохраняются. Например, (ПК10 + 00,00) - 27,73 = ПК9 + 72,27, или (ПК15 + 40) - 45,56 = ПК14 + 94,44.

В рассматриваемом ниже примере использованы следующие исход­ные данные:

Пример вычисления элементов кривых:

Пример вычисления пикетажных наименовании главных точек кри­вых:

НК= ВУ-Т;

НК1 = ВУ1 – Т1 = (ПК10 + 00) - 27,73 = ПК9 + 72,27;

НК₂ = ВУ₂ –Т2=(ПК 15+40) - 45,56 = ПК 14 + 94,44;

СК= НК+К/2;

СК1= НК1+К1/2 =(ПК9+72,27) + 54.10/2 = ПК9+99,32;

СК2= НК₂+К₂/2 = (ПК14+94,44)+ 86,39/2 =ПК15 + 37,64;

КК = НК + К;

KK 1 = ПК НК1 +К1 = (ПК9+ 72,27) + 54.10 = ПК10 + 26,37;

КК 2 = ПК НК₂+ К₂ = (ПК14+94,44) + 86,39 = ПК15+80.83.

Контроль правильности вычислений:

КК= ВУ + Т-Д,

КК 1= ВУ1 + Т1 – Д1 =(ПК 10 + 00)+27,73 - 1,36 = ПК 10+26,37

КК 2= ВУ2 + Т₂ - Д₂ =(ПК15 + 40)+45,56-4,73 = ПК15+80,83

Поскольку контрольные значения КК для обеих кривых сходятся, вычисления выполнены верно.

 

Таблица 2

Ведомость прямых и кривых (пример обработки)

№ВУ	Углы поворота			Кривые							Прямые
	Полож.ВУ	Правый θ1	Левый θ2'	Элементы кривой, м					Положение		Длины, м		Направления
		о         '	о           '	R	T	K	Д	Б	НК	КК	P	S	дир.уг.α	румб r
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
НТ	ПК0+00
											972,27	1000	30о     00'	СВ:30о00'
ВУ1	ПК10+00	31 00		100	27,73	54,1	1,36	3,77	ПК9+72,27	ПК10+26,37
											468,07	541,36	61 00	СВ:61 00
ВУ2	ПК15+40		45  00	110	45,56	86,39	4,73	9,06	ПК14+94,44	ПК15+80,83
											319,17	364,73	16 00	СВ:16 00
КТ	ПК19+00
Суммы:		31 00	45 00		73,29	140,49	6,09				1759,5	1906,09

3). Вычислить длины прямых вставок Рв соответствии со схемой трассы (рис. 1) по формулам:

P1 = HK1 - НТ; Р2 = НК2 – KK1; Р3 = КТ – КК2.

Пример расчета прямых вставок:

P1 = ПК9 + 72,27 - ПК0 - 972,27 (м);

Р2 = ПК14 + 94,44 -ПК10 + 26,37=1494,44- 1026,37 = 468,07 (м);

Р3 =ПК19-ПК15 + 80,83= 1900- 1580,83 = 319,17 (м).

4). Вычислить расстояния между вершинами углов — длины сторон теодолитного хода - S:

S1 = BУ1-HT = T1-P1;

S2= ВУ2 – ВУ1 + Д1 = Т1+Р2+Т2;

S₃=KT – ВУ2 + Д2 = Т2+Рз.

Пример расчета S:

S1 = T1 + P1 = 27,73 + 972, 27 = 1000, 00 (м);

S2= T1 + Р2+ Т2 = 27,73 + 468, 07+ 45,56 = 541,36 (м);

S₃= Т2+P3 = 45,56 + 319,17 = 364,73 (м).

5). Вычислить дирекционные углы и румбы прямых линиитрассы.

Румб первого прямолинейного участка трассы задается в соответст­вии с вариантом решения задачи. Дирекционные углы и румбы последую­щих прямых линий вычисляют с учетом углов поворота. При этом румб исходной линии переводится в дирекционный угол, к которому прибавля­ется либо вычитаетсяиз него угол поворота (в зависимости от поворота направо или налево), после чего полученный дирекционный угол снова пе­реводится в румб. Формулы связи румбов с дирекционными углами:

Пример вычисления румбов последующих прямых участков.

В соответствии с исходными данными примера румб начальной ли­нии равен r _{(н m} -_{в y 1)} , = СВ: 30°00'; углы поворота направо и налево .

При вычислении румба второй прямой линии в данном примере сле­дует иметь в виду, что в северо-восточной четверти дирекционные углы численно равны румбам, поэтому .

Так как полученное значение не превышает 90", то наименование румба второй линии не изменяется, то есть .

Поскольку румб второй линии также северо-восточного направления и трасса поворачивает влево, то .

Так как полученное значение 16° 00' > 0, четверть и наименование румба не меняются, то есть румб третьей прямой линии .
6) Выполнить контроль вычислений. Для этого под нижней чертой ведомости выписываются суммы правых и левых  углов поворота, а также суммывеличин тангенсов Т, длин кривых К, домеров Д, прямых вставок Р, расстоянии между вершинами углов поворота трассы S и прове­ряются равенства:

(разность дирекционпых углов конечного и начально­го направлений);

(длина трассы).

В табл. 2 приведен пример оформления ведомости прямых и кривых.

 

ОБРАБОТКА ЖУРНАЛА НИВЕЛИРОВАНИЯ ТРАССЫ

В табл. 3 приведен пример обработки журнала технического нивели­рования в виде одной страницы. Аналогично каждым студентом должен быть обработан полевой журнал в соответствии с заданием в приложении (табл. 5). При этом отметки опорных реперов задаются студентам по вари­антам, но результаты полевых измерений при нивелировании трассы - об­щие для всех (табл. 5 в Приложении).

Отметки опорных реперовв начале и в конце хода выписываются в соответствии с вариантом в последнюю графу журнала (графа 11) напро­тив названия реперов Рп10 и Рп11.

Обработка журнала выполняется в следующей последовательности.

1. На всех станциях, то есть для всех постановок нивелира вычисля­ют превышениямежду связующимиточками. Связующие точки - пикеты, закрепляемые па местности через 100 м, а также Х-точки, являющиеся пере­ходными па крутых участках. Превышения определяются как разность меж­ду отсчетами на заднюю (3) и переднюю связующие точки (П): h = 3-П.

Превышения вычисляются дважды - по черной стороне рейки и по красной контрольной. В таблице 5 в графах 3 и 4 отсчеты по черной сторо­не рейки записаны первыми, под ними - отсчеты по красной стороне. Вычисленные превышения записывают в графу 6 с округлением до четно­гоцелого числа. Если разность между превышением, полученным по чер­ной стороне (hч), и превышением, полученным по красной стороне (hк), не превышает 5 мм, вычисляют среднее превышение в графу 7

h_cp = (hч + hк)/2.

Превышения вычисляют после контроля по «пятке» рейкина каж­дой станции. «Пятка» рейки - это отсчет по красной стороне рейки в ее ос­новании. Для вычисления «пятки» рейки из отсчета по красной стороне рейки вычитают отсчет по черной стороне. Эти разности, полученные для задней и передней точек, не должны отличаться более чем на 4 мм. Вычис­ленная «пятка» записывается под отсчетом по красной стороне.

2. Выполняется постраничный контроль - контрольные вычисле­ния на каждой странице журнала. Разность сумм отсчетов па задние и пе­редние точки на данной странице должна равняться сумме всех превыше­ний и двойной сумме средних превышений на странице

Расхождения не должны превышать 1 мм. В противном случае сле­дует проверить все вычисления на данной странице журнала.

3. Определяется невязка в превышенияхкак разность между суммой всех средних превышений по нивелирному ходу и разностью отметок опорных реперов

Вычисленная невязка сравнивается с допустимой невязкойв пре­вышениях, которую она не должна превышать. Для технического нивели­рования, которое применяется при нивелировании трассы автодороги, ре­комендуется формула

где L - длина всего нивелирного хода в км, которую устанавливают по формуле

L = Lтр + Lпр,нт + Lпр,кт ,

где Lтр =1,9 км - длина трассы;

Lпр,нт =0,035 км - длина привязочного хода от Рп 10 до начала трассы (ПК0);

Lпр,кт = 0.155 км - длина привязочного хода от конца трассы до Рп 11,

Если фактическая невязка в превышениях меньше допустимой, определяются поправкив каждое среднее превышение.

Если фактическая невязка больше допустимой, то необходимо про­верить правильность вычислений.

Поправки  в средние превышения определяют по формуле

где п - количество средних превышений по всему нивелирному ходу (количество постановок нивелира).

При распределении поправок (графа 8) их следует округлять до мм. Сумма поправок в превышения должна равняться фактической невязке с обратным знаком.

Расчет невязки приводится в конце последней страницы журнала нивелирования.

Таблица 3

Журнал технического нивелирования (пример обработки)

 

№ ст.	Название и № точки	Отсчеты по рейке, мм			Превыше-ния, мм	Средние прев., мм	Поправ-ки, мм	Исправл.прев., мм	Гори-зонт инст-та, м	Отметки, м
		Задний	Пере-дний	Промеж.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Рп 5	0262	0323		-61					50,250
	ПК0	5046	5105		-59	-60	+3	-57		50,193
		4784	4782
2	ПК0	1066	2726		-1660
	ПК1	5849	7508		-1659	-1660	+3	-1657		48,536
		4783	4782
3	ПК1	0387	0971		-584
	ПК2	5170	5753		-583	-584	+3	-581		47,955
		4783	4782
4	ПК2	0853	2453		-1600
	ПК3	5635	7239		-1604	-1602	+4	-1598		46,357
		4782	4786
5	ПК3	2105	1070		+1035				48,462
	ПК4	6888	5852		+1036	+1036	+4	+1040		47,397
		4783	4782
	ПК3+50			1135						47,327
6	ПК4	2398	0728		+1670
	ПК5	7184	5511		+1673	+1672	+4	+1676		49,073
		4786	4783
7	ПК5	2670	0663		+2007
	Рп 7	7453	5444		+2009	+2008	+4	+2012		51,085
		4783	4781
Постр.	контроль:	∑ З =	∑ П =		∑ h =	∑ hср =
		52966	51346		+1620	+810
Расчет невязки:		∑ hср = 810 мм; НРп7 – НРп5 = 835 мм; fh = -25 мм; fhдоп = ±50√L = 50√(0,5+0,045+0,15)=42 мм;

4. Вычисляются исправленные превышенияс учетом поправок (графа 9) и отметки связующих точек(графа 11) путем суммирования

отметки предыдущей связующей точки и исправленного превышения ме­жду данной парой связующих точек Нпосл = Нпред + hиспр.

Окончательным контролем расчета отметок связующих точек явля­ется совпадениевычисленной отметки конечного репера сего фактиче­ской известной отметкой.

5. Вычисляются отметки промежуточных точек, к которым от­носятся все характерные, плюсовые точки и точки на поперечниках. В данном задании к промежуточным точкам отнесены точки уреза воды, плюсовые точки, точки поперечников, точки начала, конца и середины кривых. Отсчеты, снятые на этих точках только по черной стороне, поме­щены в графу промежуточных отсчетов (графа 5).

Отметки промежуточных точек вычисляются через горизонт прибора (ГП). Горизонт прибора определяется для станций, с которых наблюдались промежуточные точки путем суммирования отметки связующей (чаще всего, задней) точки и отсчета по черной стороне рейки на этой точке

ГП = Нсвяз + апром.

Отметки промежуточных точек вычисляют как разности между горизонтом прибора и отсчетами на промежуточных точках и записывают в графу 11 в соответствующие строки Нпром = ГП – апром.

---

Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 461; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!