Этапы решения задачи 1
1. Уравнивание углов.
2. Вычисление дирекционных углов и румбов.
3. Вычисление и уравнивание приращений координат.
4. Вычисление координат точек хода.
5. Построение плана теодолитного хода в масштабе 1 : 500.
6. Вычисление разбивочных элементов плановой привязки здания.
Решение задачи:
1. Уравнивание углов.
Подсчитываем сумму внутренних углов теодолитного хода .
Теоретическая сумма углов в многоугольнике находится по формуле
где - количество углов многоугольника.
В нашем случае теоретическая сумма углов равна
.
Разность практической суммы углов и теоретической суммы даёт ошибку измерения углов , которая называется угловой невязкой
.
Далее необходимо сравнить полученную невязку с допустимым значением
.
Получаем, что , т.е. . Следовательно углы измерены с необходимой точностью.
Угловую невязку необходимо распределить между измеренными углами с противоположными знаками, в первую очередь в углы с десятыми долями минут, а при наличии целых минут – в углы, заключенные между наиболее короткими сторонами.
Исходные данные и исправленные углы записывают в ведомость координат (приложение 1).
2. Вычисление дирекционных углов и румбов.
По исходному дирекционному углу вычисляем дирекционные углы последующих направлений по формулам
Для контроля высчитываем .
В нашем примере дирекционные углы равны
Контроль
Вычисленные дирекционные углы вносят в ведомость координат теодолитного хода (приложение 1).
Далее полученные дирекционные углы переводим в румбы:
лежит в 1 четверти | |||
лежит во 2 четверти | |||
лежит в 3 четверти | |||
лежит в 4 четверти |
3. Вычисление и уравнивание приращений координат.
По румбам и горизонтальным проложениям линий вычисляем приращения координат:
Вычисление приращений координат производится с помощью калькулятора или таблиц Брадиса с точностью до 4 знаков после запятой, а при записи в ведомость координат до 0,01 м.
Вычисляем приращения координат для нашего примера (приложение 1).
Примечание: при вычислении косинусов и синусов углов необходимо минуты и секунды перевести в доли градуса. В 1 содержится 60 , значит 24 будут равны 0,4 (24 : 60 = 0,4 ).
Также необходимо обращать внимание на знаки приращений координат, которые зависят от направления румба
СВ | + | + |
ЮВ | - | + |
ЮЗ | - | - |
СЗ | + | - |
Аналогично находим остальные приращения координат.
Далее подсчитываем алгебраическую сумму приращений координат
Теоретическая сумма приращений должна быть равна нулю.
Разница практики и теории даёт линейные невязки по осям X и Y.
Далее вычисляем абсолютную линейную невязку:
Вычисляем относительную линейную невязку и сравниваем её с допустимой величиной ( )
- периметр теодолитного хода, т.е. сумма всех расстояний.
:
Значит, условие выполняется.
Линейные невязки распределяем с обратным знаком в вычисленные приращения:
, поправку -0,01 вносим в в большее расстояние между опорными точками (в примере в .
, поправки по +0,01 вводим в наиболее длинные стороны.
После введения поправок заносим полученные данные в ведомость координат (приложение 1).
Далее приступаем к вычислению координат опорных точек:
В нашем примере:
Для контроля вычисляем координаты начальной точки
Аналогично производятся вычисления координат точек по .
Полученные координаты записываем в ведомость координат (приложение 1).
Пользуясь значениями вычисленных координат наносим опорные точки на план в масштабе 1 : 500. Для этого необходимо на чертежной или миллиметровой бумаге формата А4 вычертить координатную сетку квадратов размерами см и произвести оцифровку координат по осям и .
Полученные на плане точки необходимо соединить прямыми линиями и указать значения румбов и горизонтальных проложений сторон теодолитного хода (приложение 2).
Примечание:
1). Координатная сетка должна быть нанесена тонкими линиями зеленого цвета.
2). Точки соединить линиями толщиной 1-2 мм тушью или в карандаше.
3). Диаметр точек теодолитного хода в масштабе 1 : 500 должен быть не более 2 мм.
Далее на плане теодолитного хода накладываем контур здания размерами м (например параллельно стороне 2-3), два угла которого привязываем к опорным точкам ближайшей стороны теодолитного хода полярным способом (угол В к точке 2, угол С – к точке 3).
Для плановой привязки углов здания к опорным точкам необходимо решить 2 обратные геодезические задачи и вычислить разбивочные элементы β и d.
2 – В:
По плану в масштабе 1 : 500 измеряем координаты и , а координаты точки 2 берем из ведомости координат:
3 – C:
Получаем разбивочные элементы:
Приложения к задаче 1:
1). Ведомость координат замкнутого теодолитного хода – приложение 1.
2). План по координатам с плановой привязкой здания в масштабе 1 : 500 – приложение 2.
Задача 2. Вертикальная планировка строительного участка с составлением картограммы земляных работ, подсчетом объемов земляных масс и вертикальная привязка здания на плане с горизонталями.
[Литература: Л-1 (9-3); Л-2 (§96, 97); Л-3 (§43, 44, 55-59); Л-4 (§26)].
По плану вертикальной планировки составить:
1). Картограмму земляных работ и произвести подсчёт объемов земляных масс с вычисление баланса земляных работ в %.
2). План участка в горизонталях с вертикальной привязкой здания.
Исходные данные:
1. Схема нивелирования по квадратам (стороны квадрата м).
2. Отметка репера равна № варианта учащегося (задаёт преподаватель).
3. Продольный уклон планировки – 0,02, поперечный уклон – 0,01.
4. Высота сечения рельефа на плане в горизонталях равна 0,25 м.
Этапы решения задачи 2:
1. Вычисление черных, проектной и рабочих отметок.
2. Составление картограммы земляных работ.
3. Вычисление объемов земляных масс с подсчетом баланса земляных работ.
4. Составление плана участка в горизонталях.
5. Вертикальная привязка здания к строительной площадке.
Решение задачи:
1. Вычертить на миллиметровой бумаге размером см схему нивелирования в произвольном масштабе (по исходным данным) и картосхему из 6 квадратов в масштабе 1 : 500 (квадрат ). Пронумеровать вершины квадратов слева направо и сверху вниз от 1 до 12 (см. приложение №3).
2. Используя отметку репера, отсчёт a по рейке над репером и отсчёты по рейке, устанавливаемой над каждой вершиной, вычислить черные отметки (отметки земли) через горизонт прибора.
Рассмотрим этот процесс на примере (см. приложение №3).
Полученные отметки вершин квадратов с 1 по 12 округлить до сотых и вписать на картосхему (приложение 3).
3. Вычислить проектную отметку (красную отметку) горизонтальной плоскости площадки по формуле:
где – черные отметки, входящие в один квадрат, - черные отметки, входящие в два квадрата, - черные отметки, входящие в четыре квадрата, - число всех квадратов.
В нашем примере:
Проектную отметку вписать на картосхему над черными отметками красным цветом в каждой вершине (приложение 3).
4. Вычислить рабочие отметки для каждой вершины квадратов:
В примере:
,
,
Если знак рабочей отметки «+», то это насыпь, если «-», то это выемка. Рабочие отметки вписываются под черными отметками в каждой вершине.
Рабочие отметки необходимо вписать синим цветом под черными отметками в каждой вершине (приложение 3).
5. Определить местоположение точек нулевых работ.
Указанные точки определяются на сторонах квадратов, имеющих противоположные знаки рабочих отметок. Расстояние до точек нулевых работ вычисляется по формуле
где - длина стороны квадрата (в примере 20 м), - рабочая отметка вершины квадрата, от которой определяется , - рабочая отметка другой вершины данной стороны квадрата.
Значения рабочих отметок в формуле берутся без учета знаков (+/-), т.е. по модулю.
Рассмотрим стороны 10 – 6, 6 – 7:
,
Полученные значения расстояний откладывают в масштабе на соответствующих сторонах квадратов на картограмме, после чего точки соединяют под линейку прямыми линиями. Эти линии называются линиями нулевых работ (границами между насыпями и выемками). Полученные фигуры нумеруют слева направо и сверху вниз. Площади фигур оформляют условными знаками или в цвете (розовый фон – насыпь, желтый – выемка).
6. По составленной картограмме земляных работ подсчитывают объем насыпей и выемок грунтов для каждой фигуры по формуле , где - средняя рабочая отметка данной фигуры (м), - площадь данной фигуры (
7. Определение средних рабочих отметок .
Фигура №9:
Фигура №1:
Фигура №8:
Подсчитывают все 10 средних рабочих отметок и вписывают их в таблицу подсчета объемов земляных масс.
Примечание: фигуру 3 из-за своей малой величины можно отбросить, а фигуру 2 считать четырехугольником.
8. Вычисляют площади фигур.
Т.к. один квадрат 20×20 м, то . В нашем примере фигуры 1,2 и 10 будут иметь площадь .
игура №4 – трапеция: . Поэтому площадь фигуры №5 будет равна , т.к. фигуры 4 и 5 вместе составляют квадрат ( ).
Фигура №8 – треугольник: . Значит .
Подсчитав площади всех фигур, их значения заносят в таблицу подсчета объемов земляных масс.
Примечание:
Площади элементарных фигур:
1). Треугольник -
2). Трапеция –
3). Квадрат –
9. Перемножаем и площади фигур и получаем объемы насыпи и выемки.
№ фигур | Средняя раб. отм. | Площади фигур, м2 | Объемы, м3 | |
Выемка (-) | Насыпь (+) | |||
-0,49 | ||||
-0,43 | ||||
-0,30 | ||||
+0,05 | 2,5 | |||
-0,11 | 70,5 | 7,8 | ||
+0,36 | 329,5 | 118,6 | ||
-0,11 | 6,8 | |||
+0,32 | 108,2 | |||
+0,59 | ||||
Примечание: фигура №3 исключена из подсчётов из-за своей малости.
Подсчитываем баланс земляных работ:
10. Составляется план участка местности в горизонталях.
- на миллиметровую бумагу наносят сетку квадратов в масштабе 1 : 500.
- наносят на план горизонтали с высотой сечения рельефа 0,25 м.
Использую аналитический способ, определяют расстояния от вершин квадратов до точек, где пройдут горизонтали при заданном сечении рельефа.
Сторона квадрата 1 – 5: разность отметок 1 и 5 точек составляет 0,76 м (158,76 – 150,00), которое приходится на длину линии 1 – 5 на плане равную 40 мм. Если идти от 5й точки к 1й, то кратными сечению будут отметки точек 150,25, 150,50, 150,75 м. Решаем пропорцию и находим расстояние на стороне квадрата через каждые 0,25 м.
Отсюда .
Таким образом, отложив по линии 1 – 5 три расстояния по 13 мм, мы получим выходы горизонталей 150,25, 150,50 и 150,75 м.
Проинтерполировав по всем сторонам квадратов, соединяют одноименные отметки, нанося тем самым горизонтали на план.
11. Оформляют план в горизонталях. Горизонтали проводятся коричневым цветом.
12. Произвести вертикальную планировку здания к строительной площадке.
Для этого необходимо:
1). Нанести на план в горизонталях здание размерами м в масштабе 1 : 500 примерно в середине участка.
2). Определить черные отметки углов здания по горизонталям.
В нашем примере: , , , .
3). Определить диагональ здания (АС или BD) с наибольшим перепадом высот:
А – С: 150,16 – 149,97 = 0,19 м
B – D: 150,44 – 149,65 = 0,79 м.
Выбираем диагональ BD и вычисляем отметку планировки
Определяем условное превышение между этими точками (B и D):
где - условное превышение по диагонали BD, - длина здания (равна 36 м), - ширина здания (равна 12 м), - продольный уклон (равен 0,01), - поперечный уклон (0,01).
4). Вычислить красные (проектные) отметки углов здания.
Начинаем с более высокой отметки по диагонали BD:
Затем переходим к противоположной точке диагонали
Отметку угла А определяем по найденной отметке :
Отметку угла С находим по отметке :
5). На плане в горизонталях в углах здания записываем над чертой красным цветом проектные отметки, под чертой – черные отметки (см. приложение 4).
Приложения к задаче 2:
1). Картограмма земляных работ – приложение 3.
2). План вертикальной привязки здания к строительной площадке – приложение 4.