Инженерно-геодезические изыскания для строительства линейных сооружений

1.Математическая обработка полевых измерений

1.1 Расчет основных элементов горизонтальных круговых кривых.

Основными элементами круговой кривой являются:

1. Угол поворота φ – угловая величина отклонения трассы от

первоначального направления. 2. Радиус кривой R, определяющий кривизну сопряжения в плане.

3. Тангенс Т – расстояние от вершины угла поворота ВУ до точек

начала кривой НК или конца кривой КК. T=R·tq(φ /2)

4. Длина кривой К – длина дуги между началом и концом кривой. К=φπR/180º

5. Домер Д – линейная разность между суммой двух тангенсов и

длиной кривой. Д=2Т–К

6. Биссектриса Б – расстояние по биссектрисе внутреннего угла

от вершины угла поворота до точки середины кривой СК. Б=R[1/соs(φ /2) – 1]

Рис.1

1.2 Расчет пикетажных значений главных точек кривых.

Главными точками круговой кривой являются точки начала кривой НК, ее середина СК и конец кривой КК. Пикетажные значения главных точек кривых вычисляются по формулам:

 

НК = ВУ–Т

КК=НК+ К

СК=НК+ К/2

Для контроля вычислений пикетажные значения СК и КК находятся дополнительно по формулам:

КК=ВУ+ Т–Д

CК=ВУ–Д/2.

Пикетажные значения главных точек кривых, полученные по основной формуле, заносятся в ведомость прямых и кривых.

 

1.3Ведомость прямых и кривых.

Зная румб начального направления, пикетажные значения вершин углов поворота и точек начала и конца обеих кривых, название (правый и левый) и величину углов поворота, составляют ведомость прямых и кривых, которая необходима для контроля всех вычислений, связанных с положением трассы в плане. Кроме того, она является основным документом для разбивки трассы на местности.

Результаты вычислений в табл.

 

2.Нивелирование трассы

При нивелировании из середины в точках А и В устанавливают отвесно нивелирные рейки, а нивелир устанавливают между этими точками (на одинаковом расстоянии от них), не обязательно в створе линии. Точку постановки нивелира называют станцией. При нивелировании используют обычно двухсторонние рейки, на черно-белой стороне рейки отсчеты начинаются с нуля, а на красно-белой стороне – с произвольного отсчета, значение которого больше, чем максимальный отсчет по черно-белой стороне. Начальный отсчет по красно-белой стороне называют пяткой рейки, и его значение используется при контроле снятия отсчетов на станции. Если при нивелировании используются односторонние рейки, то на станции нивелирование выполняют дважды при разных высотах инструмента.

Превышение h на станции вычисляют по формуле:

h=a-b

где а- отсчет по задней рейке;b-отсчет по передней рейке.

При нивелировании по двухсторонним рейкам на станции получают два превышения:

h_ч=a_ч-b_ч

h_к=a_к-b_к

Контроль:

-контроль снятия отсчетов производится по пяткам реек:

Пятка_a=a_к-a_ч

Пятка_b=b_к-b_ч

-контроль нивелирования производится по формуле:

|h_ч|-|h_к| ≤ 5мм

Если условие выполняется, то на станции вычисляют среднее превышение:

h_ср = (h_ч+h_к) / 2

Вычисление отметок связующих точек производится по формуле:

H_i=H_i-1+h_i-1;i

H_Rp1=101.618м

H_Rp2=108.128м

Контроль: получение отметки Rp2.

Если имеются промежуточные точки, то для этих станций вычисляют горизонт инструмента:

ГИ=H_з+b_ч или ГИ=H_п+a_ч

Где H_з-отметка задней точки; b_ч- отсчет по черной стороне на заднюю точку; H_п-отметка передней точки; a_ч-отсчет по черной стороне на переднюю точку.

Отметку i промежуточной точки вычисляют по формуле:

H_пром(i)=ГИ-О_пром(i)

Где О_пром(i)-отсчет на i-ю промежуточную точку, взятый по черной стороне рейки.

Результаты вычислений приведены в табл.4

Полученные данные заносим в «Журнал нивелирования трассы»(табл.5).

3.Вычисление проектных отметок.

Проектные отметки считаются по формуле:

H_{проект.i}=H_{прокт.i-1}+ i*d, где i-уклон трассы, d-горизонтальное проложение между точками.

H_пр.0=ПК0+1=101.41

H_пр.1=H_пр.0 +(-0,0095)*100= 100.46

H_пр.2=H_пр.0 +(-0,0095)*200=99.51

H_пр.3=ПК3+1.5=98.54

H_пр.3+10=H_пр.0 +(-0,0095)*310=98.47

H_пр.4+60=H_пр.4 +(0,023)*60=99.85

H_пр.5=H_пр.4 +(0,023)*100=100.77

H_пр.6=H_пр.5 +(0,023)*100=103.07

H_пр.7=ПК7-1=105.48

H_пр.8=H_пр.7 +(0,0074)*100=106.22

H_пр.9=H_пр.8 +(0,0074)*100=106.96

В точке ПК3+10 i=0, следовательно все точки на этом участке будут иметь одинаковые отметки =ПК3+10.

Результаты вычислений приведены в продольном профиле трассы.

 

Планировка участка под горизонтальную плоскость.

На местности подлежащей планировке было выполнено нивелирование по квадратам. Для этого на участке были закреплены вершины квадратов со стороной 40м. Сетку квадратов разбивают с использованием теодолита и рулетки. Нивелирование узлов сетки производят с одновременным проложением привязочного хода к реперам. Если на участке имеется только один репер, то прокладывают замкнутый ход.

1.Обработка журнала нивелирования.

1) вычисляется пятка рейки для каждой связующей точки:

Пятка= а_кр-а_черн

Где а_кр-отсчет по красной рейке; а_черн-отсчет по черной рейке

2) Вычисляются превышения на каждой станции:

h₁=З_кр-П_кр; h₂=З_чер-П_чер

где З_кр,З_чер-отсчеты на заднюю рейку; П_ко,П_чер-отсчеты на переднюю рейку.

3)Вычисляется среднее превышение на станции:

h_ср=(h₁-h₂)/2

4)Вычисляется практическая невязка хода:

fh_ср=∑h_ср-∑h_теор, где ∑h_теор=H_к-H_н

Полученная невязка должна удовлетворять требованию:

fh_пр≤fh_доп, где fh_доп=±10мм*√n

5)если fh_пр≤fh_доп, то полученную невязку распределяют поровну с обратным знаком на все средние превышения, затем вычисляют исправленые превышения.

Контроль: ∑h_исп=∑h_теор

6) вычисляются отметки всех связующих точек:

H_j+1=H_j+h_испр

Контролем правильности вычислений служит точное получение отметки репера,расположенного в конце хода.

7)Вычисляют отметки горизонта инструмента для каждой станции, имеющей промежуточные точки:

ГИ=H_з+З_черн; ГИ=H_п+П_черн

Где ГИ-горизонт инструмента; H_п ,H_з-отметки задней и передней точек на станции; З_чер- отсчеты на заднюю рейку по черной стороне; П_чер-отсчеты на переднюю рейку по черной стороне.

8)Вычисляют отметки промежуточных точек(узлов сетки):

H_i=ГИ-О_i, где O_i-отсчеты по рейке в узлах сетки квадратов

2.Построение высотного плана участка.

По результатам нивелирования площадки строят высотный план в масштабе 1:500 с высотой сечения рельефа 0.5м. На листе бумаги строят сетку квадратов в масштабе 1:500, в узлы сетки вписывают отметки из журнала. Горизонтали строят методом интерполяции между соседними отметками на каждой стороне квадрата.

3.Вычисление проектной и рабочих отметок

Планировка участка под горизонтальную плоскость проводится при условии нулевого баланса земляных масс. Проектная отметка горизонтальной плоскости вычисляется по формуле:

H_пр= (∑H₁+2∑H₂+3∑H ₃ +4∑H₄)/4*n, где H₁,H₂, H₃, H₄-отмтки земли узлов сетки, принадлежащие одновременно 1,2,3,4 квадратам; n-число квадратов.

Одному квадрату принадлежат узлы 11,15,41,45; двум: 12,13,14,21,25,31,35,42,43,44; четырем:22,23,24,32,33,34.

Для того, чтобы поверхность земли преобразовать в горизонтальную плоскость, необходимо произвести земляные работы по срезке грунта на возвышенных участках и подсыпке грунта на пониженных участках. Для того чтобы знать величины срезки или подсыпки для каждого узла, вычисляют рабочие отметки:

h_раб.=H_прокт.- H_земли

На схеме участка с рабочими отметками намечается линия нулевых работ(граница между насыпью и выемкой), проходящая через стороны, концы которых имеют рабочие отметки противоположных знаков. Линия нулевых работ будет проходить между вершинами 13 и 14, 14 и 24, 24 и 25, 24 и 34, 34 и 33, 33 и 43, 32 и 42,31 и 41.

Плановое положение точки нулевых работ на сторонах квадрата определяют по формулам:

X₀=|a|*d/(|a|+|b|)

Y₀=|b|*d/(|a|+|b|)

Где a,b-рабочие отметки на концах стороны квадрата; d-длина стороны;

X₀-расстояние от точки А до точки нулевых работ в метрах; Y₀-расстояние в метрах от точки нулевых работ до точки B.

 

4.Составление картограммы земляных масс.

Вычисляют объемы земляных работ.

Объемы для каждой фигуры вычисляются по формуле:

V_i=S_i*h_раб.ср,

где h_раб.ср=∑h_раб/m,

где m-число вершин фигуры.

Контроль при вычислении объемов работ выполняют по формуле:

(V_в-V_н/ V_в+V_н)* 100% ≤ 3%

 

 

Заключение.

Исходные данные для привязки строящегося объекта на местности приводятся в проектной документации. В состав документации входят: генеральный план застройки участка и разбивочный план, на которых указывается привязка осей проектируемого здания или сооружения к знакам геодезической основы, закрепленным на местности или к постоянным предметам. Оси ориентируют, т.е подписывают наименование продольных и поперечных осей. На разбивочном плане указывают расстояния между осями и другую числовую информацию для проведения разбивочных работ. При возведении нескольких объектов для упрощения привязки их на местности пользуются строительной геодезической сеткой, которая представляет собой систему квадратов или прямоугольников. Геодезические пункты строительной сетки закрепляют на местности деревянными столбами, рельсовыми или другими знаками с накрененной точкой для центрирования теодолита и установки нивелирных реек. В качестве геодезических пунктов используют так же реперы и марки, закрепленные на существующих зданиях. Все геодезические работы на стройке называют текущим геодезическим обслуживанием строительства. Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что геодезические работы на стройках являются основополагающей частью строительного процесса. С которыми довольно подробно мы ознакомились в ходе выполнения курсовой работы.

Список использованной литературы.

1. Синютина Т.П., Миколишина Л.Ю., Котова Т.В., Инженерные изыскания для строительства: методические указания для студентов.-Омск:Изд-во СибАДИ,2009

2. Федотов Г.А.-Инженерная геодезия(Учебник)- М., «Высшая школа», 2004

3. Инженерная геодезия. Под ред. П.С.Закатова.М.,1976