Построение продольного профиля трассы
Для построения берут лист миллиметровой бумаги 65 х 30 см. Сначала профиль составляют в карандаше, выполняя все необходимые построения тонкими линиями; закончив составление, профиль оформляют в туши. На рис.11 приведен образец части профиля, составленного для одного из вариантов.
Построение выполняют в такой последовательности:
1. В нижней левой части листа заготавливают сетку (разграфку) профиля со следующими сверху вниз горизонтальными графами (рис.11):
1) План трассы . . . . . . . . . . . . . ширина графы 20 мм
2) Уклоны (в тысячных) . . . . . . » » 10 мм
3) Проектные отметки . . . . . . » » 15 мм
4) Фактические отметки . . . . . . » » 15 мм
5) Расстояния . . . . . . . . . . . . . . . » » 10 мм
6) План прямых и кривых . . . . . » » 30 мм
Верхняя линия профильной сетки называется линией условного горизонта – УГ. Ее следует вычертить на утолщенной (жирной) горизонтальной линии миллиметровой бумаги: начало линии условного горизонта располагают на одной из утолщенных вертикальных линий миллиметровки.
2. По данным пикетажного и нивелирного журнала заполняют графу расстояний, откладывая в ней горизонтальные расстояния в масштабе 1:2000. Плановое положение всех пикетов и плюсовых точек фиксируют в этой графе вертикальными отрезками (перегородками). Вертикальные отрезки, обозначающие пикеты, в масштабе 1:2000 проводятся через каждые 5 см и должны попасть на утолщенные вертикальные линии миллиметровки. Под нижней линией графы расстояний, называемой линией пикетажа, подписывают номера пикетов. Пикетажные значения плюсовых точек не подписывают, но между вертикальными отрезками в графе 5 записывают горизонтальные расстояния между каждыми двумя соседними точками профиля (см. отрезок ПК1-ПК2 на рис.11). Если между соседними пикетами плюсовых точек нет, то в графе расстояний записывают 100 .
3. Заполняют графу фактических отметок, выписывая из нивелирного журнала отметки пронивелированных точек поверхности земли. Фактические отметки при записи их на профиле округляют до сотых долей метра.
Рис.11 Образец оформления части продольного профиля
4. По фактическим отметкам земли строят черную линию профиля, откладывая высоты точек в масштабе 1:200 вверх от линии условного горизонта. Все пронивелированные точки строят на перпендикулярах к линии условного горизонта, откладывая от этой линии в масштабе 1:200 соответствующие разности фактических отметок и отметки линии условного горизонта.
5. Графы 1 и 6 заполняют по данным пикетажного журнала. В графе 1, посередине ее, проводят ось дороги, условно развернутую в прямую линию, и в масштабе 1:2000 строят план полосы местности, прилегающей к трассе. Вместо изображения условных знаков угодий обычно пишут соответствующие названия: «луг», «выгон» и т. п. Короткими стрелками показывают направление основных скатов местности и углы поворота трассы дороги.
6. Рассчитанные для обеих кривых пикетажные значения НК и КК откладывают в масштабе 1:2000 на линии пикетажа. В графе 6 начало и конец каждой кривой отмечают перпендикулярами, опущенными от этой линии на среднюю линию графы 6, изображающую ось дороги. Вдоль перпендикуляра записывают расстояния от начала или конца кривой до ближайшего заднего и переднего пикетов. Кривые условно обозначают скобами, обращенными при поворотах трассы вправо – выпуклостью вверх, а при поворотах ее влево – выпуклостью вниз. Под каждой кривой записывают значения всех шести ее элементов. Над серединой каждой прямой вставки трассы выписывают ее длину, а под ней – ее румб.
Для изображения километрового указателя (на ПК0) от линии пикетажа
опускают перпендикуляр длиной 17 мм, на конце которого вычерчивают
окружность диаметром 5 мм и ее правую половину заливают тушью.
7. Примерно в 1,5 см над линией профиля показывают положение реперов. Для этого проводят вертикальные отрезки длиной около 2 см, вдоль которых – слева и справа – записывают прямоугольные координаты репера относительно трассы. На горизонтальной черте сверху указывают номер репера и его отметку.
8. Заглавную и прочие надписи на профиле выполняют в соответствии с образцом (см. рис.11). Литература: Федотов, Г.А. Инженерная геодезия [стр. 366-370].
Построение поперечного сечения трассы
Поперечное сечение располагают правее продольного. Оба его масштаба – и горизонтальный, и вертикальный – принимают одинаковыми (1:200). Сетку поперечника можно разбить на продолжении граф продольного профиля.
1. Для поперечного сечения подготавливают и заполняют только две графы: фактических отметок и расстояний.
Следует помнить, что все горизонтальные расстояния в поперечнике указываются от оси трассируемого сооружения. На поперечном сечение их следует откладывать вправо и влево от вертикального отрезка, обозначающего в графе расстояний положение ПК 2. Последний подписывают симметрично относительно этого отрезка под нижней линией графы расстояний. Расстояния между соседними точками поперечного сечения записывают в графе 5.
2. По фактическим отметкам строют линия поперечного сечения. Отметку его линии условного горизонта берут ту же, что и на продольном профиле.
3. Над поперечным сечением подписывают его название «Поперечное сечение на ПК 2», под чертежом указывают масштабы его построения.
Нанесение на продольный профиль проектной линии
Проектную (красную) линию наносят в соответствии с заданием (исходные данные п. 3). Все необходимые расчеты производят в «Тетради для контрольных работ № 2».
1. Заполняют графу 2 уклонов, прочерчивая в ней в местах переломов (изменений уклона) проектной линии вертикальные перегородки. У каждой перегородки, слева и справа вдоль нее, вертикально записывают расстояния в метрах на местности от места данного изменения уклона до ближайших заднего и переднего пикетов. Если это изменение происходит на пикете, то с обеих сторон пишут нули.
Внутри каждого узкого прямоугольника, на которые будет разбита графа уклонов, проводят диагональ: из верхнего левого угла в нижний правый, если уклон отрицательный (линия идет на понижение), или из нижнего левого в верхний правый, если уклон положительный. На горизонтальных отрезках трассы посередине графы проводят горизонтальную черту. Над диагональю или горизонтальной чертой указывают значение проектного уклона в тысячных, а под ней длину заложения в метрах, на которое этот уклон распространяется.
2. Вычисляют проектные (красные) отметки точек ПК 0, ПК 1+80, ПК 4 и ПК 5, в которых запроектированы переломы проектной линии. В начале трассы на ПК 0, на котором запроектирована насыпь высотой 0,50 м, записывают проектную отметку, равную фактической отметке ПК 0 плюс 0,50 м. Отметки остальных точек вычисляют по формуле
Нn = Нn-1+id,
где Нn - определяемая проектная отметка; Нn-1 - известная проектная отметка предыдущей точки; i - проектный уклон; d - горизонтальное расстояние (заложение) между точками, в которой определяется отметка и предыдущей.
Вычисленные проектные отметки округляют до сотых долей метра, после чего записывают в графу 3 проектных отметок.
3. По вычисленным проектным отметкам точек переломов проектную (красную) линию наносят на профиль.
4. Вычисляют проектные отметки всех остальных пикетов и плюсовых точек профиля (по той же формуле, что и в п. 2). Во избежание лишних ошибок в вычислениях рекомендуется за предыдущую точку с отметкой Нn-1 всегда брать начало данного элемента проектной линии, учитывая расстояние от этой начальной точки до точки, отметка которой вычисляется. Вычисленные отметки записываются в графу 3.
Чтобы убедиться в правильности расчетов и графических построений, целесообразно все вычисленные проектные отметки использовать для контроля построения проектного профиля трассы. Очевидно, что если и вычисления, и построения выполнены верно, то точки ПК 1, ПК 1+44, ПК 2, ПК 2+56, ПК 2+70, ПК 2+91, ПК 3, построенные по их проектным отметкам, должны точно попасть на проектную линию, проведенную раньше.
5. Вычисляют отметку точки ПК 1+80, которая нивелированием на местности не определяется. Для этого вычисляют уклон ската местности на участке от ПК 1+44 до ПК 2:
i = h/d,
где h – разность фактических отметок, ближайших к ПК 1+80 передней и задней точек профиля, т.е. ПК 2 и плюсовой точки ПК 1+44; d - горизонтальное расстояние между этими точками.
По вычисленному уклону ската и по горизонтальному расстоянию от точки ПК 1+80 до ближайшей задней точки профиля и находят искомую отметку. Найденную расчетным путем отметку точки ПК 1+80 записывают в скобках в графу 4 профиля.
3. На каждом пикете и плюсовой точке профиля вычисляют рабочие отметки (высоты насыпей или глубину выемок) как разность проектной и фактической отметок. На выемках рабочие отметки записывают под красной линией (см. рис. 11), а на насыпях - над ней. Над точками пересечений черной линии профиля с проектной, называемыми точками нулевых работ (или переходными), записывают рабочие отметки 0,00.
4. Из точки нулевых работ опускают перпендикуляр (ординату) на линию условного горизонта и вычисляют горизонтальные расстояния до этой точки от ближайших пикетов или плюсовых точек профиля (рис. 12). Вычисления выполняют по формулам:
в которых x и y – горизонтальные расстояния до точки нулевых работ от ближайших к ней соответственно задней и передней точек (пикетных или плюсовых) профиля; a и b – рабочие отметки на этих же, задней и передней, точках профиля, между которыми находится точка нулевых работ; d – горизонтальное расстояние между теми же ближайшими к точке нулевых работ точками профиля.
Рис. 12. К вычислению расстояний до точки нулевых работ.
Вычисления расстояний x и y контролируются соблюдением равенства x+y=d.
Отметку Н точки нулевых работ вычисляют по формуле для нахождения проектных отметок и, округлив ее до сотых долей метра, записывают вдоль ординаты, опущенной из точки нулевых работ на линию условного горизонта профиля. Слева и справа от этой ординаты над линией условного горизонта записывают расстояния x и y до точки нулевых работ от ближайшей задней и передней точек профиля (см. рис. 11).
Оформление профилей. Все надписи и построения аккуратно выполняют тушью тонкими линиями.
К р а с н о й т у ш ь ю оформляют проектную линию и все рабочие отметки (кроме нулевых), ось дороги в графе I, все линии и цифры в графе уклонов, разделительную линию между графами 2 и 3, проектные отметки, все линии и надписи в графе 6 (кроме номеров пикетов).
С и н е й т у ш ь ю показывают перпендикуляры из точек нулевых работ на линию условного горизонта, рабочие отметки 0,00, синие отметки (высоты) точек нулевых работ, горизонтальные расстояния x и у, а также линию пикетажа (нижнюю линию графы 5).
Все остальные линии, надписи и цифры выполняют черной тушью.
Насыпи окрашивают к а р м и н о м (красной краской), выемки – г у м м и г у т о м (желтой краской).
На рецензирование представляются:
1) ответы на контрольные вопросы;
2) решения задач на вычисление отметки точки через превышение и через горизонт инструмента;
3) пикетажный журнал;
4) журнал геометрического нивелирования;
5) продольный и поперечный профили трассы дороги.
Контрольная работа 3
Работа состоит из двух заданий, выполняемых в тетради.
Задание 1. Ответы на контрольные вопросы.
Студенты составляют ответы на три вопроса из приведенного ниже списка вопросов и задач. Номер вопроса или задачи определяют последней цифрой учебного шифра студента.
Пример: Шифр 08 В 025 – отвечают на вопросы № 5, 15, 25.
Шифр 08 В 230 – вопросы № 10, 20, 30.
Контрольные вопросы
1. Напишите и проанализируйте формулы для вычисления отметок точек при геометрическом нивелировании способами «из середины» и «вперёд».
2. Перечислите основные типы нивелиров, их обозначения, характеристики и области применения.
3. Напишите формулы для определения превышений тригонометрическим нивелированием по расстояниям, измеренным землемерной лентой и нитяным дальномером.
4. Каковы состав и последовательность работ при инженерно-геодезических изысканиях сооружений линейного типа? Дайте определения терминам «пикетаж трассы» и «пикет».
5. Какие точки трассы называют связующими и промежуточными? Как их нивелируют и как вычисляют отметки этих точек?
6. Как на топографическом плане проводят трассирование трубопровода? Рассчитайте заложение, соответствующее проектному уклону 25‰, если масштаб плана 1:2000, высота сечения рельефа 1м.
7. Назовите источники погрешностей при геометрическом нивелировании и их устранение.
8. Назовите основные методы нивелирования и область их применения.
9. Как выполняется поверка главного геометрического условия нивелира Н-3?
10. В чём заключается отличие замкнутого нивелирного хода от хода, проложенного между двумя исходными точками, и от висячего хода? Как нивелируют висячий ход в целях его контроля?
11. Как определяются высотные невязки замкнутых, разомкнутых (между исходными реперами) и висячих нивелирных ходов?
12. Какими способами можно передать отметку на точку нивелирного хода от репера (марки)?
13. Какая существует в России классификация геометрического нивелирования?
14. Какими приборами производят нивелирование III и IV классов, какие используются при этом рейки?
15. Опишите приведение нивелира в рабочее положение.
16. Как производится работа на станции при нивелировании III класса?
17. Что такое «пикетная точка», «плюсовая точка»? Когда возникает необходимость использовать «иксовую точку»?
18. Назначение пикетажной книжки (журнала).
19. Как уравнивают превышения в замкнутом нивелирном ходе?
20. Какова последовательность нивелирования на станции по пикетажу трассы? Как контролируют отсчёты по рейкам?
21. Найдите среднюю квадратическую ошибку определения превышения геометрическим нивелированием «из середины», если ошибка взятия отсчётов по рейкам 2 мм.
22. Найдите среднюю квадратическую ошибку определения превышения геометрическим нивелированием «вперёд», если ошибка измерения высоты прибора 5 мм, а ошибка взятия отсчёта по рейке 2 мм.
23. Что такое уклон линии и по какой формуле он определяется? Как его выразить в % и в ‰? Как показывают уклоны на профиле?
24. Какие способы применяют для определения площадей на картах, планах и профилях? Какова их точность?
25. Вычислить ошибку в определении превышения при нивелировании «вперёд», если непараллельность визирной оси и оси цилиндрического уровня нивелира составляет 15", а расстояние от прибора до рейки равно 75 м.
26. При нивелировании «из середины» расстояние от прибора до задней рейки равно 60,3 м, а до передней – 58,2 м. Вычислить ошибку в определении превышения, если непараллельность визирной оси и оси цилиндрического уровня нивелира составляет 20".
27. При поверке главного геометрического условия нивелира Н-3 получена величина «х» в линейной мере 4,5 мм на 70 м длины. Вычислить угол «i» между визирной осью и осью цилиндрического уровня нивелира.
28. Вычислить поправку за кривизну Земли и рефракцию при нивелировании «вперёд», если расстояние от прибора до рейки равно 150 м.
29. При проектировании продольного профиля известны проектные отметки: Нпк0= 73,88 м и Нпк4=70,28 м. Вычислить проектную отметку точки ПК2+40, если на участке ПК0-ПК4 проектная линия имеет постоянный уклон.
30. Известны прямоугольные координаты трёх точек трассы: начало трассы НТ, вершины угла поворота ВУП и конца трассы КТ:
Хнт=300 Хвуп=350 Хкт=450
Yнт=200 Yвуп=300 Yкт=350
Вычислить угол поворота трассы. Привести рисунок.