ВОПРОС. Как распределяются невязки fх и fу в приращения координат?

1. Пропорционально приращениям координат (п8.3.24)..

2. Пропорционально длинам сторон (п. 8.3.25).

Ответ 8.3.24. Ответ неправильный. Приращения координат по DX и DУ соглас­но формулам зависят от дирекционных углов и длин сторон, поэтому по значениям приращений невязки fх и fу не должны разбрасываться.

Ответ 8.3.25. Ответ правильный. Приращения координат являются проекциями длины линии сторон на координатные оси, поэтому невязки должны разбрасываться по длине сторон. При измерении длинной стороны может быть
допущена большая погрешность, чем короткой потому и поправка должна быть введена большая в длинную сторон.

Далее записывают исправ­ленные приращения координат с учетом введенной поправки, в последующих графах - вычисленные координаты X и У точек теодолитного хода, которые определяются по формулам:

X_п = Х _п-1 ± DX_испр.

У_п = У _п-1 ± DУ_испр.,

исходя из известных координат начальной точки хода:

X_п, У_п - определяемые координаты,

Х _п-1, У _п-1 - известные координаты.

Глава 9. Высотное съемочное обоснование

9.1. Привязка высотного съемочного обоснования.

9.1.1. Пункты высотного съемочного обоснования должны быть привяза­ны к знакам государственной геодезической сети. Точность работ по привязке должна соответствовать точности создания самого высотного съемочного обоснования.

При составлении проекта высотного съемочного обоснования в проектируемые ходы целесообразно включить пункты государственной ни­велирной сети.

Если пункты высотного обоснования расположены вблизи репера государственной геодезической сети, то отметку в этом случае переда­ют непосредственно с одной установки инструмента; если расстояние значительное, то к ходам высотного съемочного обоснования проклады­вают привязочные ходы.

Если привязочные ходы образуют замкнутые поли­гоны или опираются на пункты нивелирования высшего класса, то ниве­лирование производится в одном направлении. Если привязочный ход опи­рается только на одни пункт, то он нивелируется в прямом и обратном направлении или дважды в одном направлении двумя нивелирами.

9.2. Виды нивелирования.

9.2.1. Изыскания и постройка инженерных сооружений сопровождается определением высот точек земной поверхности, так и самих сооружений.

Вспомним, что абсолютной высотой точек называются расстояния точек земной поверхности по отвесным линиям до уровенной поверхности (по­верхности геоида или сфероида, которые на значительном расстоянии совпадают). Численным выражением высоты точки служит ее отметка.

9.2.2. Нивелированием называется совокупность действий на местнос­ти, в результате которых получают отметки точек поверхности. Разность высот двух точек на земной поверхности или превышением h одной точки В над другой точкой А (рис. 3.23) может определятся различными методами и инструментами.

Рис. 3.23. Последовательное нивелирование

9.2.3. При геометрическом нивелировании превышения точек определяются горизонтальным лучом визирования с помощью нивелира (рис. 3.24).

Рис. 3.24. Схемы геометрического нивелирования:

а – нивелирование из середины, б – нивелирование вперед

9.2.4. Тригонометрическое нивелирование ведется наклонным лучом. Теодолитом определяется угол наклона местности и расстояние между двумя точками (рис.3.25).

9.2.5. Физическое нивелирование разделяется на барометрическое, гидростатическое и аэронивелирование.

Барометрическое нивелирование основано на определении разности атмосферного давления, которое меняется в зависимости от высоты точек местности. Нивелирование производится барометрами.

Гидростатическое нивелирование основано на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находится на оди­наковом уровне.

Рис. 3.25. Схема тригонометрического нивелирования

Аэронивелирование производится с самолета при помощи радиовысо­томера и статоскопа, позволяющих определить высоту самолета над по­верхностью и изменение его высоты в полете. Совместное использование этих данных определяет превышения между точками поверхности Земли.

9.2.6. При решении многих инженерных задах находит применение механическое нивелирование, выполняемое особыми приборами нивелирами-автоматами (установленными на машинах иди велосипедах), вычерчивающими профиль проходимого пути.

9.2.7. С развитием аэрофотосъемки и наземной стереофотограмметрической съемки превышения между точками местности определяют фотограмметрическими измерениями по аэроснимкам или стереоснимкам местности.

9.3. Устройство нивелира и peeк , поверки,

9.3.1. Нивелир - геодезический прибор, позволяющий получить горизон­тальную линию визирования. Главными частями нивелира являются: зри­тельная труба и цилиндрический уровень, который служит для приведения визирной оси трубы в горизонтальное положение.

Современные нивелиры можно разделить на три типа:

1. Нивелиры с цилиндрическими уровнями.

2. Нивелиры с самоустанавливающейся линией визирования

3. Нивелиры с наклонным лучом визирования.

9.3.2. Рассмотрим устройство нивелира Н-3 (рис.3.26), который получил в нас­тоящее время самое широкое распространение в инженерно-строительных работах.

Рис. 3.26. Нивелир Н-3:

а — внешний вид; б — оптическая схема;

1, 4, 5, 9, 11 — винты; 2 — подставка, 3, 7 — уровни;

6 —зрительная труба; 8—визир; 10—установочная

прижимная пластина; 12 — объектив; 13 — фокусирующая линза;

14 — сетка нитей; 15 -окуляр;16... 19, 21 — призмы и линзы;

20 — зеркало; 22 — уровень

Нивелир Н-3 (рис. 3.26, а) состоит из верхней части, несущей зри­тельную трубу 6 с цилиндрическим 7 и круглым 3 уровнями, основанием, наводящим 11, элевационным 4 и закрепительными 9 винтами и нижней, представлщей собой подставку, с тремя подъемными винтами 1 и прижимной пластиной 10.

Зрительная труба представляет собой телескопическую систему (рис.3.26, б), состоящую из объектива 12, фокусирующей линзы 13, сетки нитей 14 и окуляра 15. Лучи, идущие от концов пузырька уровня 22, отражаются от скошенных граней призм 21, направля­ются в расположенную сбоку прямоугольную призму 19, идут в призму 18, затем через линзу 17 и призму 16 попадают в окуляр зрительной трубы нивелира. Пузырек уровня освещается светом, передаваемым в трубу зеркалом 20. Пузырек цилиндрического уровня приводится в нулевое положение элевационным винтом 4.

Цилиндрический уровень 7, расположенный в корпусе слева от зрительной трубы, служит для точного приведения визирной оси прибора в горизонтальное положение. Для грубого приведе­ния вертикальной оси прибора в отвесное положение служит круг­лый уровень 3. Пузырек круглого уровня приводится в нулевое положение подъемными винтами 1 подставки 2. Зрительную тру­бу 6 наводят на рейку винтами 1 подставки 2. Зрительную трубу 6 наводят на рейку по визиру 8 винтом 11 при закрепленном вин­те 9. Резкость изображения нивелирной рейки достигается враще­нием винта 5 фокусирующей линзы.

Нивелир крепится к штативу прижимной пластиной 10, кото­рая в своей центральной части имеет втулку с резьбой под стано­вой винт штатива.

ВОПРОС. Как Вы усвоили устройство нивелира H-3?

Для этого напишите номера, которыми обозначены на рис.3.26 отдельные части прибора. Сверьте их с приведенными ниже и найдите правильный вариант:

1-й 2-й 3-й

(п.9.3.3) (п.9.3.4) (п.9.3.5)

Элевационный винт 12 13 4

Бинт наводки на резкость 12 14 5

Закрепительный винт трубы 11 14 9

Цилиндрический уровень 16 10 7

Подъемные винты 14 12 1

Круглый уровень 9 11 3

Зрительная труба 9 11 6

Ответ 9.3.3. 1-й вариант. Вы плохо усвоили назначение винтов прибора.

Действительно основными частями прибора являются зрительная труба и цилиндрический уровень. Но, чтобы установить трубу так, чтобы визирный луч занимал горизонтальное положение (а это основное условие геомет­рического нивелирования), необходимы подъемные и. элевационный винты. Подъемными винтами 1 и круглым уровнем 3 мы устанавливаем ось вращения нивелира в вертикальное положение, а элевационным винтом 4 осуществляем доводку цилиндрического уровня и самой зрительной трубы до такого положения, когда визирная ось займет горизонтальное положе­ние. Только тогда и производят отсчет по рейке. Закрепительный винт 9 служит для закрепления прибора при наведении на рейку, а наводящим винтом 11 можно при необходимости повернуть нивелир вокруг вертикальной оси вращения на небольшой угол.

Например, рей­ка оказалась не в середине поля зрения трубы, а сбоку. Тогда враще­нием наводящего винта 11 перемещаем изображение рейки в центр поля зрения трубы. Чтобы получить резкое изображение рейки используют винт наводки на резкость 5, который перемещает фокусирующую линзу в трубе.

Ответ 9.3.4. Вы плохо усвоили назначение винтов нивелира и расположение и назначение уровней, вернитесь к п.9.3.2. и прочитайте вновь, обра­щаясь к рис.3.26. Это Вам поможет разобраться в вопросе. Затем найдите правильный вариант.

Ответ 9.3.5. Вы правильно разобрали устройство и назначение отдельных час­тей нивелира. Особенностью нивелира H-3 является наличие элевационного винта. Обратите внимание на его роль при установке луча в гори­зонтальное положение.

9.3.6. Геометрическое условие, которому должны удовлетворять нивели­ры, следующее: визирная ось трубы и ось цилиндрического уровня должны быть параллельны между собой. Целью поверок является достижения этого условия. У нивелира H-3 их три:

1-я поверка: Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения инструмента.

Устанавливают пузырек круглого уровня на середину с помощью подъемных винтов. Затем поворачивают уровень на 180°. При отклонении пузырька от середины исправительными винтами уровня перемещают пузы­рек на половину дуги отклонения.

2-я поверка: Горизонтальная нить сетки нитей должна быть гори­зонтальна.

Для поверки приводят ось вращения нивелира в вертикальное по­ложение и наводят трубу на нить отвеса. При соблюдении условия верти­кальная нить сетки нитей совпадает с нитью отвеса. Чтобы убедиться в горизонтальности горизонтальной нити наводят пересечение сетки нитей на какую-либо точку, затем наводящим винтом поворачивают трубу и смотрят, сходит ли наблюдаемая точка с горизонтальной нити. Исправление производится поворотом сетки нитей в плоскости перпенди­кулярной визирной оси. Однако сетка нитей у нивелира H-3 не имеет исправительных винтов, так как завод-изготовитель гарантирует непод­вижность сетки. Но это не освобождает производителя работ выполнять эту поверку.

3-я поверка: Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси трубы.

Это главное условие проверяют двойным нивелированием одной и той же линии местности. На горизонтальном участке выбирают линию дли­ной около 50м. и закрепляют ее колышками (рис.3.27).

Рис.3.27. Способ двойного нивелирования

На одном конце линии устанавливают нивелир так, чтобы окуляр был над колышком, при­водят ось цилиндрического уровня в горизонтальное соложение и изме­ряют высоту прибора i₁ с точностью ± 1мм. Берут отсчет a₁ по рейке, установленной вертикально на другом конце линии. Затем меняют места­ми нивелир и рейку и измеряют тем же порядком высоту прибора i₂ и а₂. Если визирная ось не параллельна оси цилиндрического уровня, то по рейке сделан отсчет a₁ на отрезок х, отличный от отсчета горизон­тальным лучом.

Тогда превышение h = i₁ - (a₁ – х) и при втором положении нивелира h = (а₂ – х) - i₂.

Приравнивая эти равенства, получим

х = (a₁ + а₂) /2 – (i₁ + i₂) /2 (9.3.1).

и отсчет а₂, свободный от влияния ошибки за непараллельность будет равен: а₂= а₂ – х ( 9.3.2)

Горизонтальную нить сетки нитей устанавливают на отсчет а₂ элевационным винтом. При этом концы пузырька разойдутся в поле зрения трубы и, следовательно, пузырек сойдет с середины. Исправительными винтами уровня выводят пузырек на середину или что, то же самое совмещают изоб­ражение концов пузырька.

ВОПРОС. Как Вы усвоили поверки нивелира H-3? Какая поверка поверяет главное условие нивелира?

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения прибора (п. 9.3.7).

2. Горизонтальная нить сетки нитей должна быть горизонтальна (п. 9.3.8).

3. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси трубы (п. 9.3.9).

Ответ 9.3.7. Неправильно. Для того, чтобы правильно ответить на поставленный вопрос Вы должны четко пред-ставлять основное условие геометрического нивелирования. Для этого вернитесь к п. 9.3.1. и уяснив это, снова выберите ответ.

Ответ 9.3.8. Неправильно. Основное условие геометрического нивелирования изложено в 9.2.3. Обратите внимание на части прибора, о которых идет речь. Затеи снова вернитесь к вопросу и выберите правильный ответ.

Ответ 9.3.9. Правильно. Действительно, горизонтальность визирного луча ус­танавливается с помощью цилиндрического уровня. Следовательно, чтобы установить визирную ось гори-зонтально, нужно горизонтально установить ось цилиндрического уровня. Значит, эти оси должны быть параллельны.

ВОПРОС. Как Вы усвоили методику проведения поверки нивелира H-3, которая поверяет условие параллельности оси круглого уровня оси вра­щения прибора?

Чтобы провести поверку параллельности оси круглого уровня оси вращения прибора необходимо: привести инструмент в горизонтальное положение для чего подъемными винтами вывести пузырек уровня на сере­дину, затем:

1. Повернуть горизонтальный уровень на 180° и посмотреть отклонился ли пузырек от середины. Если отклонился, то исправительными винтами уровня пере­мещают пузырек на половину дуги отклонения (п. 9.3.10).

2. Повернуть трубу на 90° и посмотреть отклонился ли пузырек от середины. Половину дуги отклонения вывести исправительными винтами пузырька (п.9.3.11).

Ответ 9.3.10. Если Вы припомните как производится поверка цилиндрического уровня у теодолита, то увидите, что методика поверок везде одинакова Вы правильно ответили на вопрос.

Переходите к п.9.3.12.

Ответ 9.3.11. Поскольку методика проведения поверок всех типов уровней в геодезических инструментах одинакова, то вспомните, как эта поверка делается в теодолите.

Повернув уровень на 90° Вы лишь повернете уровень по направлению третьего подъемного винта подставки. Уясните себе разницу, а затем выберите прави­льный ответ. Обратите внимание на угол поворота уровня при проведении поверки и приведения инструмента в горизонтальное положение.

9.3.12. В последнее время стали находить применение нивелиры с са­моустанавливающейся линией визирования, к ним относятся нивелиры НСМ-2, К0НИ-007 и др.

Нивелир НСМ-2 создан на базе нивелира H-3. В инструменте цилин­дрический уровень с элевационным винтом заменен специальным устройст­вом - линзовым компенсатором, установленным в объективной части тру­бы, позволяющий получать изображение точки рейки на горизонтальной нити, при наклоне зрительной трубы нивелира до ± 8°.

Предварительная установка нивелира производится при помощи двух уровней, установленных под прямым углом к друг другу. Отсчеты по рей­ке можно брать, не обращая внимания на пузырьки уровней, так как пра­вильность установки и исправность компенсатора производится по качеству изображения.

При наклоне зрительной трубы более 8° изображение становится неудовлетворительным.

9.3.13. Нивелирные рейки представляют собой деревянные брусья, на лицевой стороне которых нанесены сантиметровые деления. Рейки имеют длину 3 и 4 метра, ширину 8-10 см, толщину 2-3 см. У раздвижных реек деления нанесены с одной стороны, у двухсторонних - с двух сторон. Нижнее основание вейки называ-ется "пяткой" и совмещается с нулем, яв­ляющимся началом счета делений.

На рейках подписывают дециметровые деления в перевернутом виде. На одной стороне двухсторонних реек деле­ния нанесены черной краской (черная сторона рейки), на другой – красной (красная сторона). Черная сторона имеет сантиметровые деления, счет делений начинается с нуля, красная сторона может иметь также сан­тиметровые деления, но начало счета начинается не с нуля, а с какого-то произвольного числа, например с 4687. Перед началом работы рейки поверяют: деления рейки должны быть одинаковыми и соответствовать их номинальной длине. Это производится с помощью контрольного метра или выверенной стальной рулетки с миллиметровыми делениями.

Случайная ошибка дециметрового делениями не должна превышать ±1 мм, а всей длины рейки - ± 2 мм.

9.3.14. Отсчеты по рейке берут сверху вниз по горизонтальной нити сетки нитей нивелира, причем в поле зрения трубы они возрастают сверху вниз; вначале отсчитывают метры и дециметры, затем сантиметры и на глаз миллиметры. На рис. 3.28 отсчет будет равен 1843.

Рис. 3.28 . Поле зрения трубы нивелира

9.4. Геометрическое нивелирование

9.4.1. Посмотрите на рис.3.24, где показаны точки А и В местности, между которыми нужно определить превышение h.

Если в точках А и В установить вертикальные рейки с сантиметровыми делениями, а между ними установить прибор и сделать отсчеты по рейкам, то превышение между точками А и В будет равно разности отсчетов, т.е. h = а - в

ВОПРОС. При каком условии может быть верным такое равенство?

1. Когда визирная ось параллельна поверхности Земли (п.9.4.2).

2. Когда визирная ось параллельна уровенной поверхности (п.9.4.3).

3. Когда визирная oсь горизонтальна (п.9.4.4).

Постарайтесь найти неправильный ответ и объяснить, почему два ос­тальных правильные.

Ответ 9.4.2. Если визирная ось будет установлена параллельно по­верхности Земли, то отсчет «а» по рейке на заднюю точку будет всегда равен отсчету «в» на переднюю точку и превышение h будет всегда равно нулю и отметка т. В будет равна отметке точки А. А разве в дейст­вительности это так? Следовательно «а» не должно равняться в общем случае или (как исключение паи может равняться «в»). Вы верно нашли неправильный ответ. Постарайтесь объяснить остальные два.

Ответ 9.4.3. Когда визирная ось параллельна уровенной поверхности, это равенство справедливо. Но вот в чем вопрос. Визирный луч - это прямая линия, а уровенная поверхность - это поверхность океана в спокойном состоянии, продолженная под материками, и, следовательно, не прямая. Почему же при этом равенство остается справедливым? (Прямая не может быть параллельна кривой?) Почему?

Ответ 9.4.4. Если визирная ось прибора горизонтальна, то равенство тоже справедливо, так как на небольшом отрезке условную уровенную поверх­ность, проведенную через т. А можно принять за прямую горизонтальную линию. Переходите к п.9.4.5.

9.4.5. Метод определения превышений, когда инструмент стоит в сере­дине (рис.3.24) называется нивелированием из середины. В этом случае превышение между точками А и В равно h = а – в или, превышение одной точки над другой равно отсчету назад минус отс­чет вперед.

Если а > в превышение положительно, при а<в превышение отрицательно.

ВОПРОС. А можно ли определить превышение между точками А и В, если инструмент поставить не в середине, а над какой-нибудь точкой А или В непосредственно?

1. Нет, нельзя (п. 9.4.6).

2. Да, можно (п. 9.4.7). Свой ответ проверьте.

Ответ 9.4.6. Главным условием нивелирования является горизонтальность ви­зирного луча. Если изменить положение инструмента относительно точек съемки А или В, то горизонтально луч можно установить и в таком случае. Вернитесь к п. 9.4.5 начертите чертеж, установив инструмент надт. А. Посмотрите, что у Вас получиться.

Ответ 9.4.7. При установке прибора над т. А, основное условие геометричес­кого нивелирования (горизонтальность визирного луча) не изменится.

В этом случае Вы не сможете только взять отсчет в т. А по рейке. Но его можно получить иным способом, а именно: измерить рулеткой высоту прибора i . Тогда превышение h = i – в, т.е. превышение равно высоте инструмента минус взгляд вперед. Этот метод нивелирова­ния называется нивелирование вперед.

Ответ 9.4.8. Посмотрите на рис. 3.23. Зная превышение между двумя точками А и В местности, можно получить отметку последующей точки В, если известка отметка предыдущей т. А, т.е.

Нв = На + h (9.4.1)

Отметка явялется числовым выражением высоты точки. Если счет высот ведут от уровенной поверхности, проходящей через нуль Кронштадского футштока, мысленно продолженной под материком, то полу­чают абсолютные высоты точек А и В и их абсолютные отметки. Если счет высот ведут от какой-либо другой условной поверхности, их называют условными, а отметки - относительными.

9.4.9. Подставим в формулу (9.4.1) значение превышения при нивелировании из середины и при нивелировании вперед. Получим:

Нв = На + а – в (9.4..2)

Hв = На + i – в (9.4.3)

Выражение На + а и Нв + i (9.4.4.) определяет высоту визирного луча над уровенной поверхностью или условным горизонтом и называется горизонтом инструмента ГИ.

ВОПРОС. А можно ли получить отметку последующей точки Hв, если знать ГИ и отсчет на рейке на т. В местности?

1. Да, можно (п. 9.4.10).

2. Нет, нельзя (п. 9.4.11).

Выберите правильный ответ. Сравните свой ответ с приведенными ниже.

Ответ 9.4.10. Да, можно. Это видно из формулы Нв = На + а - в. Найдите в ней значение ГИ и получите ответ Нв = ГИ - в.

Ответ 9.4.11. Вы неверно выбрали ответ. Посмотрите внимательно на формулы (9.4.1) и (9.4.4). Найдите в ней значение ГИ. Тогда Вам будет очевидна Ваша ошибка. Выберите снова правильный ответ.

9.4.12. Если разность двух точек определяется в результате одной постановки инструмента (одной станции) между нивелируемыми точками, то такое нивелирование называется простым. Весьма часто для определе­ния превышения между двумя точками необходимо сделать несколько стан­ций, т.е. проложить нивелирный ход. Такое нивелирование называется сложным. При сложном нивелировании, точки, общие для двух смежных станций, называются связующими, а остальные - промежуточными. При слож­ном нивелировании линию нивелирования разбивают на части так, чтобы каждый отрезок можно было нивелировать с одной установки инструмента (рис.3.29). Устанавливая последовательно нивелир и рейки и делая соот­ветствующие отсчеты а_i - назад и в_i — вперед, можно подучить превышение

h₀ = (a₁- в₁)+ (a₂ – в₂) + . . . + (а_i – в_i),

где h₀ - превышение конечной точки В над начальной А,

или h₀ =å а - å в.

Определив h_о, можно найти отметку точки В:

Н_в = Н_а + h₀ = Н_а + å а - å в.

Рис.3.29. Схема сложного нивелирования

Следовательно, при сложном нивелировании из середины общее превышение равно сумме превышений или сумме задних отсчетов минус сумма передних.

9.4.13. Сложное нивелирование может проводиться с различ-ными целями. Если в задачу входит только передача высоты с начальной точки на ко­нечную без определения отметок промежуточных точек, то положение промежуточных точек не закрепляется на местности и такое нивелирова­ние называется нивелированием с потерянными точками.

9.4.14. Если нивелирование проводится с целью получения профиля местности, который используется для решения различных технических задач, в частности, при проектировании и строительстве транспортных магистралей, линий электропередач, связи и т.п., то промежуточные точки, разбиваемые на местности через 100 м, (рис. 3.29) называемые пи­кетами (т. А, А₁, А₂, А₃) и точки, характерные в перегибах профиля рельефа (т.С), называемые плюсовыми, закрепляются на местности с целью определения их положения и отметок, а нивелирование называется инженерно-техническим.

9.4.15. Сложное нивелирование может проводится между двумя пункта­ми, закрепленными на местности с известными абсолютными отметками - реперами. В этом случае говорят, что прокладывают нивелирный ход между реперами. Нивелирные хода могут быть замкнутыми, подобно тео­долитным, могут быть вытянутыми и опираться на один твердый пункт (репер) в начале или конце. В последнем случае длина нивелирного хо­да строго ограничивается, и для надежного контроля нивелирование такого хода выполняется дважды - в прямом и обратном направлениях.

9.4.16. При нивелировании крутых, скатов, когда невозможно взять счеты по рейке, установленные на заднем и переднем пикетах с одной стоянки инструмента (рис.3.29), устанавливают дополнительные Х-е точки, и пикет нивелируют с двух станций. Отметки Х-вых точек не определяют. При нивелировании очень крутых склонов вместо нивелира применяют ва­терпас, который представляет собой брус с цилиндрическим уровнем. Схема ватерпасовки приведена на рис. 3.30, по которой без труда можно понять методику ее проведения.

Рис. 3.30. Схема ватерпасовки

9.5. Инженерно-техническое нивелирование.

9.5.1. Работы по инженерно-техническому нивелированию трассы имеют целью получение продольного профиля местности и поперечников, по ко­торым проектируют инженерное сооружение, и состоят из полевых и каме­ральных работ.

К полевым работам относятся:

1. Рекогносцировка трассы на местности,

2. Разбивка оси трассы и поперечников, измерение углов поворота, разбивка пикетажа и нивелирование магистрали и поперечников.

В камеральные работы входят:

1. Обработка журналов продольного нивелирования;

2. Составление профиля трассы и поперечников;

3. Проектирование по профилю инженерного сооружения по заданным техническим условиям.

9.5.2. В задачу рекогносцировки входит: знакомство с местностью, где предстоит работа, выбор мест будущих нивелирных реперов, осмотр переходов через овраги, ручьи, заболоченные места и т.д.

9.5.3. Разбивка оси инженерного сооружения производится согласно проекту трассы, намеченному на карте (рис. 3.31). Для перенесения проекта в натуру необходимо произвести:

1. Измерение расстояний на карте по существующей трассе от километрового столба до начала запроектированной трассы - т. А;

2. От начала запроектированной трассы т. А - до поворота трассы т. С;

3. От точки поворота трассы т. С до конечной точки дорожного соору­жения - В.

Рис.3.31 Схема разбивки сети инженерного сооружения

ВОПРОС. Как измерить расстояние по карте?

Расстояние по карте измеряют, пользуясь:

1. Измерителем и линейным масштабом (п. 9.5.4.).

2. Измерителем и поперечным масштабом (п. 9.5.5.).

3. Измерителем и линейкой с миллиметровыми делениями (п. 9.5.6).

Выберите из предложенных правильный ответ и проверьте его.

Ответ 9.5.4. Вам необходимо определить длину будущего сооружения по кар­те так, чтобы его длина соответствовала действительной длине трассы на местности. Следовательно, по карте необходимо измерить расстояние возможно точнее, т.е. с графической точностью. Можно ли это сделать, пользуясь линейным масштабом? Очевидно, нет. Посмотрите раздел о масш­табах (п. 3.2.1), а затем выберите правильный ответ.

Ответ 9.5.5. Действительно, пользуясь поперечным масштабом, можно опреде­лить расстояние по карте с наибольшей (графической) точностью. Вы правильно выбрали ответ. Переходите к п.9.5.7.

Ответ 9.5.6. На карте необходимо измерить расстояние с наибольшей точнос­тью. Линейка позволит определить расстояние с точностью до 0,5 мм. другие приборы позволяют измерить расстояние с точностью до 0,1 мм, т.е. с графической точностью. Посмотрите п.3.2.1, а затем выберите ответ.

9.5.7. Кроме расстояний для перенесения проекта в натуру необходимо измерить на карте угол примыкания будущей трассы к существующей, углы поворота оси и дирекционные углы оси трассы. Измерение углов по карте производится транспортиром.

9.5.8. Разбивка в натуре оси инженерного сооружения начинается с определения на местности начальной точки А (рис. 3.31), для чего от километрового столба "а" или пункта главной магистрали отмеряют стальной лентой проектное расстояние аА по направлению оси существую­щей трассы. Точку А закрепляют деревянным колышком, устанавливают на ней теодолит, откладывают проектный примычный угол аАС и провешивают направление на точку С. Отложив от т. А проектное расстояние АС, за­бивают второй колышек, переносят в нее теодолит и им откладывают угол поворота трассы в т. С. Затем отмеряют расстояние СВ и закрепля­ют конечную точку временным колышком. Если расстояние между т. В и проектным сооружением, к которому подводилась магистраль, не превы­шает расхождений, заданных техническими условиями, то закрепленные временно дочки С и В трассы окончательно закрепляют деревянными стол­биками.

9.5.9. После закрепления трассы на местности производят разбивку пикетажа, поперечников и главных точек закруглений, а иногда детальную разбивку закруглений.

Разбивку пикетажа начинают с нулевого пикета, установленного в начальной точке. Пикеты разбивают через 100 м и закрепляют на мест­ности двумя колышками: «сторожок» забивают на расстоянии 3-4 см. от точки и на нем надписывают номер пикета. В характерных местах переги­ба рельефа между пикетами забивают плюсовые точки, которые обозначают одним «сторожком», на котором указывают расстояние от предыдущего пикета. Так же закрепляют на местности точки поперечников, которые разбивают перпендикулярно по трассе через каждые 20 м. Их подписывают по расстоянию от оси трассы вправо ( - ) или влево ( + ). Дли­на поперечников от 20 до 60 м. в точках поворота трассы надписывают: номер предыдущего пикета плюс расстояние от него до точки поворота и величину угла поворота, который измеряют повторно теодолитом, разбив­ку пикетажа выполняют выверенной 20м лентой.

9.5.10. При разбивке пикетажа, ведут пикетажную книжку (рис. 3.32), в которую заносят ось сооружения с пикетами, плюсовыми точками и поперечниками, а также результаты съемки ситуации по обе стороны от оси на расстоянии 20-25 м. В пикетажной книжке всегда указывают прямолинейное направление трассы, даже если на местности трасса имеет поворот. Лишь в точках поворота, показывается стрелками направление поворота оси и величину угла поворота. Для удобства пикетажную книжку изготовляют из миллиметровой бумаги.

Рис. 3.32. Пикетажная книжка

ВОПРОС. Как Вы думаете, как лучше снять ситуацию, используя из­вестные методы съемки подробностей? (См. п 10.2)

1. Методом угловых засечек (п. 9.5.11).

2. Полярным методом (п. 9.5.12).

3. Методом прямоугольных координат и линейных засечек (п. 9.5.13).

Выберите ответ и проверьте его.

Ответ 9.5.11. Метод угловых засечек применяется при съемке ситуации, расположенной на значительном расстоянии от опорной стороны. При съемке используется теодолит для определения величины угла между опорной стороной и направлением на снимаемую точку контура. При
составлении пикетажной книжки ситуация снимается влево и вправо от оси трассы на 20м. Использовать при съемке теодолит нецелесообразно. Просмотрите п. 10.2 какой метод съемки подробностей лучше всего использовать, когда контуры расположены вблизи трас­сы? Вернитесь к вопросам и выберите новый ответ.

9.5.12. При использовании полярного метода необходимо знать полярные координаты точке, т.е полярный угол r и радиус-вектор r. Полярный угол определяется теодолитом, что неудобно и малопроизводительно при съемке узкой полосы вдоль трассы.

Посмотрите п. 10.2, а затем выберите другой ответ.

9.5.13. Методы прямоугольных координат и линейных засечек приме­няется при съемке контуров, удаленных от опорной стороны на расстояние не более 20м. Так как при составлении пикетажной книжки снимается именно узкая полоса, то эти способы лучше всего отвечают поставленной задаче. При съемке можно использовать эккер и рулет­ку.

Ваш выбор правилен, переходите к п.9.5.14.

9.5.14. При изменении направления трассы с АС на СВ (рис.3.33) ось магистрали располагается по сопрягающей оба направления кри­вой, называемой закруглением.

Рис 3.33. Главные точки закругления

Предварительная разбивка кривой заключается в закреплении на местности главных точек кривой - начало НК, середины СК и конец кривой КК. Элементами закругления являются: длина касательных АМ = АМ₁ = Т (тангенсы), кривая МЕМ₁ = К, биссектриса АЕ = Б и домер Д=2Т-К, которые определяются по углу j = 180 - γ (γ - измеренный угол поворота трассы) и радиусу кривой R, заданному техническими нормативами для проектирования дорог. Элементы кривой определяются по формулам:

АВ = ВС = R tg j /2

К =p j R / 180°

Б = ВО – ДО = R cosj /2 - R = R cosj /2 (1- R cosj /2 )

Д = 2Т-К

9.5.15. При разбивке пикетажа необходимо вставить кривую в пи­кетаж. Это вызвано тем, что счет расстояний ведется по кривой, а измерение производят по касательным. Вначале определяют пикетаж­ное наименование вершины угла ВУ, после чего находят пикетажное наименование НК и КК по формулам:

НК =ВУ - Т, КК = НК + К

Для контроля вторично определяют пикетажное наименование КК по одной из формул: КК = НК + 2Т – Д, КК = ВУ + Т - Д

ВОПРОС. Как определить пикетажное наименование главных точек кривой, если j =32°20 , R = 300м, ВУ = ПК11+42,38? (рис. 3.34).

Рис.3.34. К определению главных точек кривой

Ниже приведено 2 ответа: Попытайтесь найти правильное решение, для чего необходимо провести вычисления по указанным выше формулам или специальным таблицам для разбивки кривых, где определяем элементы кривой:

Т = 86,97, К = 169,30 м, Д = 4,64 м, Б = 12,35 м.

1. ВУ ПК11 + 42,38 (п.9.5.16) 2. .ВУ ПК11 + 42,38 (п.9.5.17)

+Т 0 + 86,97 -Т 0 + 86,97

КК ПК12 + 29,35 НК ПК10 + 55,41

-К I 69,30 +К I 69,30

НК ПК 10 + 60,65 KK ПК12 + 24,71

Ответ 9.5.16. Вы невнимательно прочли п. 9.5.15. Сначала всегда находят НК, а к НК прибавляют длину кривой К, так как счет расстояний ведут по кривой, а не по тангенсам. Поэтому Ваше решение неверно. Посчитайте снова, а по второму варианту проверьте правильность вычислений.

Ответ 9.5.17. Ваше решение верно. Всегда сначала определяют пикетажное наименование НК. Можно проверить вычисления, пользуясь другими формулами.

Контроль: НК ПК10 + 55,41

+ 2Т 1 + 73,94

ПК12 + 29,35

-Д 4,64

КК ПК12 + 24,71

Это является подтверждением правильности Ваших вычислений.

9.5.18. Главные точки кривой разбивают на местности в следую-­
щем порядке: начало кривой НК получают отложив от пикета 10 вы­численное пикетажное расстояние (55,41), точку закрепляют колышком со сторожком с надписью НК. С помощью теодолита откладывают угол 180°-γ, на полученном направлении отмеряют

Б =12,85. Затем разбивают пикетаж по направлению поворота, учиты