Расчет основных элементов кривой
А.А. Невзорова
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К выполнению расчетно-графической работы
По дисциплине «ИНЖНЕРНАЯ ГЕДЕЗИЯ»
На тему «Геодезические работы при изыскании
И проектировании автомобильных дорог»
для студентов строительных специальностей
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению расчетно-графической работы
по дисциплине «Инженерная геодезия»
на тему «Геодезические работы при изыскании и проектировании
автомобильных дорог»
для студентов строительных специальностей
Ижевск
Издание ИжГТУ
УДК 528.49
А.А. Невзорова
Геодезические работы при изыскании и проектировании автомобильных дорог. Методические указания для студентов специальности 290300, 290700, 290800, 291300.- Ижевск. ИжГТУ, 1999-24 с.
Печатается по решению методического совета факультета
протокол № 6 от «23» декабря 1998г.
Методические указания предназначены для выполнения расчетно-графической работы студентами строительных специальностей по обработке материалов изыскания и проектирования линейных сооружений. В методических указаниях рассмотрены вопросы полевых и камеральных работ при изыскании и проектировании автомобильных дорог. Рассмотрен пример расчета круговых кривых, обработки журнала технического нивелирования, построения профиля и пример нанесения проектной оси автомобильной дороги на основе технического задания.
Методические указания могут быт полезны студентам дневного и заочного отделения.
Введение
Строительство линейных сооружений сопровождается на всех стадиях большим объемом геодезических работ. На первой стадии – изыскания, инженерно- геодезических работы, - являясь частью комплекса инженерных изысканий, призваны дать проектировщикам топографическую информацию о местности.
Состав основных геодезических работ на этой стадии представлен на рис.1. Следует только иметь виду, что здесь совершенно не отражены инженерно- геодезические работы, связанные с изысканиями мостовых переходов, придорожных сооружений, развязок с существующими дорогами. Такого рода изыскания выполняются по отдельным программам.
На второй стадии - проектирование, - основная задача состоит в нанесении на профиль и план проектной оси сооружения. Процесс этот очень ответственный, так как от этого зависят экономические показатели проекта и будущая эксплуатационная надежность сооружения.
На третьей стадии – строительство – геодезические работы призваны обеспечить положение на местности в плане и по высоте оси запроектированного сооружения, а также обеспечить его геометрические параметры.
Расчетно-графическая работа базируется на материалах, полученных при изыскании автомобильной дороги. Изыскания других видов линейных сооружений (каналов, трубопроводов, линий связи и электропередач и т.д.) имеют свои особенности, но общая схема работ остается той же, что рассмотрена в данной разработке.
Основными пособиями для выполнения данной расчетно-графической работы являются учебники [1], [2], [3] и конспект лекций. Работа выполняется самостоятельно. Возникающие вопросы разрешают с преподавателем на консультации.
Основная цель работы будет достигнута, если у студента представление об основных этапах строительства линейных сооружений и технологии выполнения каждого из этих этапов. А это выясняется в процессе защиты работы. Подготовиться к ней вам помогут вопросы, приведенные в конце разработки.
Задание
По данным пикетажной книжки и журнала технического нивелирования составить профиль трассы дороги и нанести проектную линию.
1. Рассчитать основные элементы кривой
2. Обработать журнал технического нивелирования.
3. Построить профиль трассы в масштабах:
горизонтальный –1: 2000;
вертикальный –1: 200;
поперечный –1: 500(горизонтальный и вертикальный).
4. Нанести проектную линию.
5. Вычислить красные и рабочие отметки.
6. Определить расстояния до точек нулевых работ и их отметки.
7. Показать на поперечниках поперечный профиль проектируемой дороги.
8. Оформить профиль тушью.
Рис. 1 Перечень основных геодезических работ при изысканиях линейных сооружений.
Геодезические работы при изысканиях дорог.
Состав полевых работ.
Основной задачей инженерно- геодезических изысканий линейных сооружений является определение на местности положения оси по высоте. Основными итоговыми документами являются продольные и поперечные профили по оси сооружения.
К полевым работам приступают после тщательного изучения местности по имеющимся топографическим картам, на которых прорабатываются все возможные варианты трассы, а также экономические, технические и экологические параметры каждого варианта. После выбора наиболее оптимального варианта и согласования его со всеми заинтересованными организациями и землепользователями переносят положение оси трассы на местность. С этой целью по данным привязки к местным предметам находят сначала положение на местности вершин углов поворота (ВУ) и закрепляют их столбами.
Измеряют углы поворота φ (рис.2) и длины линий между вершинами углов поворота. Далее по всей длине трассы производят разбивку пикетажа (отрезки длинной по 100 м.) от начальной точки трассы (ПК 0) до конечной точки трассы (КТ).
Рис. 2. Схема трассы
От нулевого пикета вдоль трассы отмеряют мерной лентой горизонтальное положение 100 метров. Если углы наклона местности превышают 30, то в пикетное расстояние вводят поправку за наклон со знаком плюс. Пикеты на местности закрепляют кольями, забитыми вровень с землей, а рядом с ним забивают еще один,- сторожок. На его грани, обращенной в сторону младшего пикета, пишут номер пикета. Кроме того, кольями закрепляют характерные точки перегиба рельефа по оси трассы (плюсовые точки). Пикетажное наименование такой точки состоит из номера предыдущего пикета и расстояния от него до данной точки. Например, ПК 0+68.
При разбивке пикетажа ведут пикетажный журнал. В нем ось трассы показывают прямой линией, прочерченной посередине длинной стороны листа, независимо от угла поворота. В пикетажном журнале отмечают все пересечения оси трассы с существующими контурами местности, а также результаты инструментальной съемки местности в полосе шириной не менее 20 м по обе стороны оси трассы.
В вершине каждого угла поворота в направлении поворота ставится стрелка. Рядом слева подписываются номер угла, а справа плюсовое расстояние от последнего пикета и величину угла поворота. Еще правее в колонке записывают выбранный радиус и все элементы круговой кривой. Около стрелки пишут румб нового направления.
Попутно с разбивкой пикетажа вдоль трассы в характерных местах рельефа с крутыми поперечными скатами разбивают поперечники по линиям, перпендикулярным к оси трассы. Точки поперечников намечают не далее 20 метров от оси трассы.
Углы поворота трассы φ (рис.2) измеряют теодолитом при двух положениях круга. При этом углом поворота трассы считают угол отклонения ее от прямого положения. После измерения угла выполняют расчет основных элементов круговой и разбивку круговой на местности, после чего продолжают разбивать пикетаж.
После разбивки пикетажа по всей трассе приступают к нивелированию. В рассматриваемом случае нивелирование выполнялось нивелиром Н-3 по двухсторонним рейка, способом из середины. Отсчеты на промежуточные точки производились только по черной стороне рейки.
Расчет основных элементов кривой.
При изменении трасы е прямые участки сопрягаются круговыми кривыми. Радиус кривой зависит от класса дороги и задается техническим предписанием. Чтобы отыскать на местности начало кривой (НК), середину кривой (СК) и конец кривой (КК) (рис.3) по измеренному углу поворота φ и радиусу закругления R по формулам (1-4) сначала вычисляют ее элементы: тангенс (Т), кривую (К), биссектрису (Б) и домер (Д) (рис.3). Их можно определить с помощью калькулятора или по специальным таблицам [4].
, (1)
, (2)
, (3)
, (4)
При выполнении работы угол поворота трассы и радиус круговой кривой задает преподаватель. Вычисления выполняют по формулам 1-4 в пикетажном журнале. Пример вычисления основных элементов для кривой №1 приведен в пикетажном журнале (приложение 2)
Рис. 3 Круговые кривые на ВУ 1 и ВУ2.
Затем вычисляют пикетажное наименование главных точек кривой:
ПК НК = ПК ВУ-Т;
ПК КК = ПК НК + К;
Контроль: ПК КК = ПК ВУ+ Т- Д;
При разбивке пикетажа пикеты, оказавшиеся на тангенсах, выносят на кривую методом прямоугольных координат, принимают точку НК и КК в зависимости о того, к какой из них ближе находится пикет. За ось абсцисс (Х) принимают линию тангенса по направлению к вершине угла, а за ось (Y)- линию, перпендикулярную оси абсцисс (рис. 4)прямоугольные координаты пикета выбирают или из таблиц [4] или вычисляют по формулам
Рис.4 Геометрическая схема вычисления прямоугольных координат пикетов для пересечения их на кривую.
Величину угла γ, в свою очередь, определяют по формуле
(7)
где S- расстояние от начала или конца кривой до данного пикета.
Все расчеты для кривой №2 выполняют в пикетажной книжке, как это сделано для кривой №1.