И составление профиля трассы

В журнале нивелирования (см. таблицу 6.1) для каждой станции вычисляют среднее значение превышения как среднее арифметическое из превышений, полученных по черным и красным сторонам реек. Например, для первой станции

h_ср = [ – 1285 + ( – 1283)]/2 = −1284 мм.

Средние превышения записывают в графы 8 или 9 в зависимости от знака. Если среднее превышение оканчивается на 0,5 мм, то результат округляют до 1 мм к ближайшей четной цифре. Например: h_ср = 1984,5 = 1984 мм; h_ср = 2113,5 = 2114 мм.

На каждой странице журнала выполняют постраничный контроль, проверяя равенство:

(ΣЗ –ΣП)/2 = Σ(+h)_ср + Σ(–h)_ср = Σh_ср.

Например, в таблице 6.1

(ΣЗ – ΣП)/2 = −2676; Σh_ср = −2676.

За счет ошибок округлений допускаются расхождения в равенстве постраничного контроля в пределах 1–2 мм.

Если нивелирование трассы привязано к реперам, то вычисляют невязку в превышениях по формуле

f_h = Σh_ср – ( Н_кон− Н_нач),

где Н_нач и Н_кон – отметки начального и конечного реперов;

f_h – невязка (должна быть меньше ±50 мм√L).

Например, если L = 2 км, то f_{h доп} = ±50 мм = ±70 мм.

Невязку распределяют с противоположным знаком поровну, на средние превышения хода, округляя до 1 мм, при этом сумма поправок должна равняться невязке с обратным знаком. Поправки в превышениях записывают в журнал нивелирования (над средними превышениями). Далее по высотам (отметкам) реперов трассы и уравненным превышениям (средние превышения с учетом поправок) вычисляют высоты всех связующих точек трассы по правилу: высота последующей точки Н_посл равна высоте предыдущей Н_пред плюс уравненное уравнение h между ними:

Н_посл = Н_пред + h.

Высоты плюсовых (промежуточных) точек и точек на поперечниках вычисляют через горизонт нивелира. Горизонт нивелира ГН равен высоте точки плюс отсчет по черной стороне рейки на этой точке, например, на второй станции (см. таблицу 6.1) горизонт нивелира

ГН = Н_пк0 + З; ГН = 58,385 + 1,134 = 59,519 м.

Высоты промежуточных точек +20 и +60 получены как горизонт нивелира на второй станции минус отсчет по рейке на этих точках:

Н₊₂₀ = 59,519 − 0,944 = 58,575 м; Н₊₆₀ = 59,519 − 0,712 = 58,807 м.

Аналогично через горизонт нивелира вычисляют высоты точек поперечника на пикете 3 (см. таблицу 6.2).

После обработки журнала нивелирования приступают к составлению профилей трассы. Профили дорог составляют в масштабах: горизонтальном – 1: 10000, вертикальном – 1: 200. При составлении профилей следует руководствоваться установленными образцами, на которых показана принятая сетка профиля для записи необходимых для проектирования данных (рисунок 6.20).

Масштабы: горизонтальный 1:10000

вертикальный 1:200

Рисунок 6.20 – Продольный профиль трассы

Продольный профиль составляют в такой последовательности:

1 На миллиметровой бумаге вычерчивают сетку профиля. Заполняют графы «Пикеты» и «Километры». Каждый десятый пикет подписывают полным номером, а остальные – только последней цифрой 1, …, 9.

2 Заполняют графы «Расстояния», «Отметки земли» и «Ординаты». В графах «Расстояния» и «Ординаты» проводят вертикальные линии на пикетах и плюсовых точках и в графе «Расстояния» отмечают расстояния между смежными ординатами, контролируя их сумму. В графу «Отметки земли» выписывают высоты точек из журнала нивелирования с округлением до 1 см.

3 Расписывают вертикальный масштаб от линии условного горизонта (верхняя линия сетки профиля) и по отметкам земли делают наколку профиля. Расстояние между линией профиля и линией условного горизонта должно быть не менее 6 см.

4 По данным пикетажного журнала заполняют графу «Ситуация», где у оси трассы, нанесенной в виде прямой линии, указывают ситуацию дорожной полосы.

5 В графе «План линии» показывают прямые и кривые участки трассы и их числовые характеристики. При угле поворота трассы вправо условное обозначение кривой показывают в виде дуги 5 мм вверх от осевой линии, а при левом повороте – вниз. Внутри дуг записывают основные элементы кривых: φ, R, Т, К. Начало и конец кривой отмечают перпендикулярами от осевой линии до линии пикетов. На перпендикулярах записывают расстояния от начала и конца кривой до ближайших пикетов. Для прямолинейных участков показывают их длины и дирекционные углы или азимуты. Длины прямых участков трассы получают как разность пикетажных значенийначала последующей кривой и конца предыдущей кривой и записывают над осевой линией. Дирекционные углы вычисляют по правилу: дирекционный угол последующей прямой равен дирекционному углу предыдущей плюс правый угол поворота или минус левый. Их значения записывают под прямой линией.

6 В соответствии с заданными техническими условиями при достижении минимального объема выемок и насыпей, баланса земляных работ путем последовательных проб наносят проектную (красную) линию. Проектные отметки точек перелома проектной линии определяют графически. По ним с точностью до 0,0001 вычисляют уклоны (частное от деления превышений на горизонтальные длины линий) и выписывают в соответствующую графу сетки профиля. После этого вычисляют проектные отметки всех пикетов и плюсовых точек по следующему правилу: проектная отметка последующей точки равна проектной отметке предыдущей плюс произведение уклона линии на горизонтальное расстояние между точками.

7 Вычисляют рабочие отметки как разность между проектными отметками и отметками земли. Рабочие отметки насыпей выписывают на профиле над проектной линией, а рабочие отметки выемок – под проектной линией.

8 Аналитически рассчитывают положение точек нулевых работ (точки пересечения линии земли с проектной линией):

Х = a d/(a + b),

где Х – расстояние от точки нулевых работ до точки с рабочей отметкой a;

a и b – рабочие отметки ближайших пикетов или плюсовых точек, меж-

ду которыми находится точка нулевых работ;

d – горизонтальное расстояние между рабочими отметками

Профиль вычерчивают и оформляют в соответствии с образцом (см. рисунок 6.20). Проектные данные на нем показывают красным цветом, точки нулевых работ и расстояния до них – синим, все остальное оформление делают черным цветом.

Поперечные профили составляют на миллиметровой бумаге в масштабах: горизонтальный – 1:1000, вертикальный – 1:100 (рисунок 6.21).

Горизонтальные расстояния до точек перегиба профиля на поперечнике откладывают вправо и влево от осевой точки трассы, на которой производилась разбивка поперечника. Высоты точек поперечника откладывают по вертикали от принятого условного горизонта в соответствующем масштабе.

6.12 Составление плана трассы. Ведомость углов поворота,

Прямых и кривых

План трассы – это проекция трассы на горизонтальную плоскость. Составляют план трассы в масштабах 1:5000 или 1:10000 по координатам вер-

шин углов поворота, а при небольшой длине трассы – по дирекционным углам (румбам) и длинам линий. Трассу наносят красным цветом. На плане трассы указывают положение пикетных и километровых точек, главных точек круговых и переходных кривых. В условных знаках наносят ситуацию полосы местности. Пример оформления плана трассы показан на рисунке 6.22.

Рисунок 6.22 – План трассы

К плану трассы прилагают “Ведомость углов поворота, прямых и кривых” (таблица 6.3).

Заполнение граф “Ведомости” в с 1-й по 11-ю производится выписыванием соответствующих данных из угломерного и пикетажного журналов. Из таблицы 1.3 следует, что трасса начинается на ПК0, имеет два угла поворота и заканчивается на ПК20. В графе 14 вычисляют дирекционные углы по формуле α_посл = α_пред ± φ, где знак (+) берут для правых углов поворота, а знак (– ) – для левых углов поворота.

Данные в графе 12 представляют собой длины прямых участков трассы (П), вычисляемые как разность пикетажного положения начала следующей кривой и конца предыдущей.

Для вычисления начального прямолинейного участка трассы берут разность пикетажа начала первой кривой и начала трассы. Длина последней прямой получается как разность пикетажа конца трассы и конца последней кривой. Для вычисления расстояний между вершинами углов поворота (ВУП) в графе 13 надо брать разности пикетажа первого угла поворота и начала трассы, каждого следующего угла поворота и предыдущего, конца трассы и последнего угла поворота. Начиная с отрезка, следующего за первым углом поворота, нужно к полученным разностям прибавлять домер предыдущей кривой, поскольку на местности он отложен, а в счет пикетажа не вошел.

Таблица 6.3 – Ведомость углов поворотов, прямых и кривых

Углы

Кривые

Прямые

Точка трассы

Местоположение

Углы поворота

прав.

лев.

R

T

K

Б

Д

НК

КК

П

ВУП

α

Н.Т. ВУП № 1 ВУП № 2 КТ

ПК0 ПК4+20,00 ПК14+35,0 ПК20

И т о г о

Σφпр

Σφлев

ΣТ

ΣК

ΣД

ΣП

ΣВУП

Контроль: Σφпр – Σφлев = αкон – αнач.

2ΣТ = ΣК + ΣД; ΣП + ΣК = L; ΣВУП – ΣД = L.

Внизу таблицы “Ведомость углов поворота, прямых и кривых” производят контроль всех вычислений по формулам, приведенным под таблицей:

1) разность правых и левых углов поворота должна равняться разности

конечного и начального дирекционных углов линий трассы:

Σφ_пр – Σφ_лев = α_кон – α_нач;

2) сумма всех кривых плюс сумма всех домеров должна равняться удвоенной сумме тангенсов с допуском 0,01–0,02 м за счет ошибок округления:

ΣК + ΣД = 2ΣТ;

3) сумма прямых участков трассы (ΣП) плюс сумма кривых участков

(ΣК) должна равняться общей длине трассы (L):

ΣП + ΣК = L;

4) сумма расстояний между вершинами углов поворота (ΣВУП) минус

сумма домеров должна быть равна общей длине трассы:

ΣВУП – ΣД = L.

Ведомость углов поворота, прямых и кривых наносится на свободном месте листа плана трассы.

Гидрометрические работы

Гидрометрические работы производят для определения некоторых характеристик рек и других водных препятствий, которые пересекают трассу.

К характеристикам реки относят: поперечный профиль (профиль живого сечения) реки по оси трассы; скорость течения воды в реке; уклон реки и расход воды в районе мостового перехода. Эти данные необходимы для проектирования, строительства и эксплуатации искусственных сооружений через реку, таких как мосты, тоннели, трубы, дамбы и т. д.

Различают следующие виды гидрометрических работ:

а) съемка поперечного сечения реки промерами глубин через 5–10 м;

б) определение скорости течения реки при помощи гидрометрической вертушки или поплавков;

в) определение уклона реки в районе мостового перехода;

г) расчет расхода воды в реке.

Съемка поперечного сечения реки. Створ оси трассы через реку закрепляют на берегах колышками, на которых записывают их пикетажное значение. При ширине реки более 20 м рекомендуется перебросить трехмиллиметровый трос, размеченный через 5–10 м. Затем при помощи наметки или вехи с лодки промеряют через установленные интервалы глубину реки, записывают отсчеты на схематический чертеж (рисунок 6.23). Одновременно нивелируют урез воды в реке на линии створа и горизонт высоких вод, который определяют по местным признакам или из опроса жителей.

Далее вычисляют отметку уреза воды, вычитая из которой измеренные глубины, получают отметки дна реки. После выполнения работы составляют профиль поперечного сечения реки (на миллиметровой бумаге) в масштабах: горизонтальном – 1:1000 и вертикальном – 1:100 (рисунок 6.24).

Рисунок 6.23 – Оформление чертежа промеров глубин

Рисунок 6.24 – Профиль живого сечения реки

Определение скорости течения реки. Скорость течения воды в реке может быть определена при помощи вертушки или поплавков. При пользовании поплавками на берегу вдоль реки измеряют базис в 50–100 м длиной, на концах которого устанавливают при помощи четырех вех два перпендикулярных базису створа. Выше по течению от первого створа в реку забрасывают поплавок и фиксируют время пересечения им первого, а затем второго створов. Расстояние между створами определяют по плану и, зная время прохождения поплавка от первого до второго створов, вычисляют скорость движения поплавка. Среднее из 3–4 значений на разном удалении от берега принимают за скорость течения реки (рисунок 6.25).

Определение расхода воды в реке. Расходом воды в реке называется количество воды, проходящее через поперечное (живое) сечение реки в одну секунду. Расход воды

Q = P_ср.v,

где Q – средний расход воды в реке, м³/с;

v – средняя скорость течения реки, м/с;

Р_ср. – средняя площадь поперечного (живого) сечения реки, определяемая как произведение средней глубины реки на ее ширину.

Например, на рисунке 6.23 средняя глубина реки, вычисляемая как среднее арифметическое из глубин реки, равна 2,57 м, а ширина реки – 170 м. Тогда

Р_ср = 2,57 м · 170 м = 437,6 м². Расход воды в реке Q = 1,2 м/с · 437,6 м² =

= 525 м³/с.

49,815

R

р. Сож

№ 2

R

50,231

50,020

№ 4

R

ПК4

ПК3

ПК2

ПК1

ПК1

ПК2

ПК3

ПК4

№ 3

Нивелирование реки. Рекунивелируют для получения ее продольного уклона. Вдоль реки, на 200 - 400м вверх и вниз по течению, от оси трассы разбивают пикетаж и дважды его нивелируют. Затем на оси трассы и на концах хода у края воды одновременно забивают колышки до уровня торцов с поверхностью воды и одновременным нивелированием привязывают урезы воды к соответствующим пикетам хода. По данным нивелирования вычисляют отметки поверхности воды вточках привязки. Уклон реки вычисляют как частное от деления разности отметок урезов воды на расстояния между этими точками для двух участков реки вверх и вниз по течению от оси трассы, а затем получают среднее значение (рисунок 6.26).

СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИЯ