Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования.
"Петербургский государственный университет путей сообщения министерства путей сообщения Российской Федерации"
(ПГУПС)
Кафедра "Инженерная геодезия"
Контрольная работа
По дисциплине "Инженерная геодезия"
Техническое нивелирование железнодорожной трассы
Выполнил: студент III курса,
Шифр 08 - СЖДц - 602
Бобров Евгений Викторович
Проверил:
Санкт - Петербург 2010.
Задание:
В журнале нивелирования вычислить превышения, используя отсчёты по чёрным и красным сторонам реек, вычислить средние превышения и отметки связующих точек, выполнить постраничный контроль.
Определить невязку нивелирного хода и уровнять его. Вычислить отметки горизонта инструмента для станций, имеющих промежуточные точки и по ним найти отметки этих точек.
Вычислить элементы железнодорожной кривой и пикетажные значения главных её точек.
Построить продольный профиль оси железнодорожной трассы, используя отметки земли из журнала нивелирования. Нанести на него проектную линию, вычислить проектные отметки бровки земляного полотна и рабочие отметки. Нанести на продольный профиль железнодорожную кривую и подписать её численные характеристики.
Нарисовать схему железнодорожной кривой.
Исходные данные:
Из таблицы 2.1 по первой букве фамилии и последней цифре шифра выбираем индивидуальные исходные данные (Бобров Е.В.08-СЖДц-602):
Отметки начального и конечного реперов НРп16=22,775м., НРп37=24,387м.
Номера начального и конечного пикетов трассы ПКнач=ПК1, ПКкон=ПК11;
Угол поворота трассы У = 12°26′ поворот влево;
Радиус кривой R =1200 м.;
Длина переходной кривой l = 120 м.;
Пикетажное положение вершины угла поворота ПКву = 6 + 15, 20;
Дирекционный угол начального направления трассы αнач = 48°05′;
Поперечник на ПК16.
Журнал технического нивелирования
Номера станций Номера точек Отсчёты по рейкам, мм. Превышения, мм. Средние превышения, мм. Отметки горизонта инструмента, м. Отметки, м. Примечания Задние Передние Проме-жуточные+
-
+
-
Вычис-ленные Уравнен-ные 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 Рп16ПК1 05865369 20056790 14191421 1420 22,775+321,355 22,77521,358 Рп16ПК1 2 ПК1ПК2 06525432 27887572 21362140 2138 +619,217 19,223 ПК1ПК2 3 ПК2ПК3 05155298 28787661 23632363 2363 +916,854 16,863 ПК2ПК3 4 ПК3ПК4 09515735 27267507 17751772 1774 +1215,081 15,092 ПК3ПК4 5 ПК4+75ПК5 17496532 14366219 0518 313313 313 16,841 +1515,384 16,32315,408 ПК4+75ПК5 6 ПК5ПК6 27607543 05735355 21872188 2188 +1817,581 17,599 ПК5ПК6 Постраничный контроль 43122 53510 5001 15389 2501 7695 17,581 - 22,775 = - 5, 194 -5194 -5194 -51941 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7
ПК6
+65
ПК7
2653
7436
1011
5796
28901642
1640
1641 20,252+21
19,222
17,599
17,362
19,243
ПК6
ПК7
8ПК7
+40
ПК8
2780
7562
0390
5171
06322390
2391
2391 22,023+24
21,613
21,391
21,637
ПК7
ПК8
9ПК8
ПК9
2688
7469
0743
5526
1945
1943
1944+27
23,557
23,584ПК8
ПК9
10ПК9
+60
ПК10
1693
6477
1320
6103
2704373
374
374 25,277+30
23,930
22,573
23,961
ПК9
+60
ПК10
11ПК10
ПК11
1935
6717
1403
6185
532
532
532+33
23,462
24,496ПК10
ПК11
12ПК11
Рп37
1775
6558
1886
6670
111
112
112+36
24,351
24,387ПК11
Рп37
Постраничный контроль 55743 42204 13762 223 6881 11224,351-19,222
=
Постраничный контроль 6770 6770 6770 6770 Общий контроль 98865 95714 18763 15612 9382 780622,775-24,351 =
1,576
Общий контроль 1576 1576 1576Обработка журнала технического нивелирования трассы
Вычисление превышений между связующими точками [6], [7]:
hч = aч - bч; hкр = aкр - bкр,
где ач, акр - отсчёты по чёрной и красной сторонам задней рейки;
bч, bкр - отсчёты по чёрной и красной сторонам передней рейки.
1.0586 - 2005 = - 1419
2.5369 - 6790 = - 1421
3.0652 - 2788 = - 2136
4.5432 - 7572 = - 2140
5.0515 - 2878 = - 2363
6.5298 - 7661 = - 2363
7.0951 - 2726 = - 1775
8.5735 - 7507 = - 1772
9.1749 - 1436 = 0313
10.6532 - 6219 = 0313
11.2760 - 0573 = 2187
12.7543 - 5355 = 2188
13.2653 - 1011 = 1642
14.7436 - 5796 = 1640
15.2780 - 0390 = 2390
16.7562 - 5171 = 2391
17.2688 - 0743 = 1945
18.7469 - 5526 = 1943
19.1693 - 1320 = 0373
20.6477 - 6103 = 0374
21.1935 - 1403 = 0532
22.6717 - 6185 = 0532
23.1775 - 1886 = - 0111
24.6558 - 6670 = - 0112
Из превышений hч и hкр вычисляем средние превышения hср [8], [9]:
hср= (hч + hкр) /2
1. (-1419 + (-1421)) /2 = - 1420
2. (-2136 + (-2140)) /2 = - 2138
3. (-2363 + (-2363)) /2 = - 2363
4. (-1775 + (-1772)) /2 = - 1774
5. (0313 +0313) /2 = 0313
6. (2187 +2188) /2 = 2188
7. (1642 +1640) /2 = 1641
8. (2390 +2391) /2 = 2391
9. (1642 +1640) /2 = 1641
10. (1945 +1943) /2 = 1944
11. (373 +374) /2 = 374
12. (-111 + (-112)) /2 = - 112
Вычисляем последовательно отметки связующих точек [11]:
Hi = Hi-1 + hср,
где Hi - отметка последующей связующей точки;
Hi-1 - отметка предыдущей связующей точки;
hср - среднее превышение между связующими точками, м.
1.22,775 + (-1,420) = 21,355
2.21,355 + (-2,138) = 19,217
3.19,217 + (-2,363) = 16,854
4.16,854 + (-1,774) = 15,080
5.15,080 + 0,313 = 15,393
6.15,393 + 2,188 = 17,581
7.17,581 + 1,641 = 19,222
8.19,222 + 2,391 = 21,613
9.21,613 + 1,944 = 23,557
10.23,557 + 0,374 = 23,931
11.23,931 + 0,532 = 24,463
12.24,463 + (-0,112) = 24,351
Приступаем к постраничному контролю вычислений, используя формулу:
(∑а - ∑b) /2 = ∑h/2 ∑hср = Нк - Нн,
где ∑а - сумма всех задних отсчётов [3];
∑b - сумма всех передних отсчётов [4];
∑h - алгебраическая сумма вычисленных превышений [6], [7];
∑hср - сумма всех средних превышений [8], [9];
Нк, Нн, - отметки конечной и начальной точек на данной странице журнала [11]. Первая страница:
(43122 - 53510) /2 = (5001 - (-15389)) /2 ≡ 2501 + (-7695) = 17,581 - 22,775 = - 5194 мм = - 5194 мм - 5194 мм = - 5, 194 м;
Вторая страница:
(55743 - 42204) /2 = (13762 + (-223)) /2 6882 + (-112) = 24,351 - 17,581 = 6770 мм = 6770 мм 6770 мм = 6,770 м;
Определяем невязку нивелирного хода:
fh = HРп кон выч - HРп кон исх,
где HРп кон выч - отметка конечного репера, полученная из вычислений;
HРп кон исх - исходная отметка этого репера [12] (из исходных данных);
fh = ∑hср - (HРп кон исх - HРп нач исх),
где ∑hср - сумма средних превышений по всему ходу,
HРп нач исх - исходная отметка начального репера.
fh = ∑hср - (HРп кон исх - HРп нач исх) = 1,576 - (24,387 - 22,775)
= - 0,036,HРп кон выч = HРп кон исх + fh = - 0,036 + 24,387 = 24,351 м
Сравниваем фактическую невязку нивелирного хода с допустимой невязкой, мм, │fh│ ≤ fh доп = 50√L, где L - длина хода км.
│fh│ = │-36мм│ < fh доп = 50√1 = 50мм,
Вычисляем поправки в отметки связующих точек:
δHi = - (fh/n),
где n - число станций в нивелирном ходе,
i - порядковый номер станции.
δH1 (ПК1) = - (-36/12) ·1 = +3 мм; δH2 (ПК2) = - (-36/12) ·2 = +6 мм;
δH3 (ПК3) = - (-36/12) ·3 = +9 мм; δH4 (ПК4) = - (-36/12) ·4 = +12 мм;
δH5 (ПК5) = - (-36/12) ·5 = +15 мм; δH6 (ПК6) = - (-36/12) ·6 = +18 мм;
δH7 (ПК7) = - (-36/12) ·7 = +21 мм; δH8 (ПК8) = - (-36/12) ·8 = +24 мм;
δH9 (ПК9) = - (-36/12) ·9 = +27 мм; δH10 (ПК10) = - (-36/12) ·10 = +30 мм;
δH11 (ПК11) = - (-36/12) ·11 = +33 мм;
δH12 (ПК12) = - (-36/12) ·12 = +36 мм.
Уравненные отметки точек:
Hiурав = Hiвыч + δHi
НПК1уравн = 21,355 + 0,003 = 21,358 м;
НПК2уравн = 19,217 + 0,006 = 19,223 м;
НПК3уравн = 16,854 + 0,009 = 16,863 м;
НПК4уравн = 15,081 + 0,012 = 15,092 м;
НПК5уравн = 15,384 + 0,015 = 15,408 м;
НПК6уравн = 17,581 + 0,018 = 17,599 м;
НПК7уравн = 19,222 + 0,021 = 19,243 м;
НПК8уравн = 21,613 + 0,024 = 21,637 м;
НПК9уравн = 23,557 + 0,027 = 23,584 м;
НПК10уравн = 23,931 + 0,030 = 23,961 м;
НПК11уравн = 24,463 + 0,033 = 24,496 м;
НПК12уравн = 24,351 + 0,036 = 24,387 м;
Вычисляем отметки горизонта инструмента для всех станций, где есть промежуточные точки:
HГИ = Hiуравн + аiч
И для контроля:
HГИ = Hi+1уравн + bi+1ч,
где Hiуравн, Hi+1уравн - уравненные отметки соответственно задней и передней точек на данной станции,
аiч, bi+1ч - отсчёты на заднюю и переднюю точки по чёрным сторонам реек.
Результаты записываем в журнал [10].
Отметки промежуточных точек:
Hi = HГИ - Сi,
где Сi - отсчёт по рейке на промежуточной точке.
№5.HГИ = H4уравн + а4 ч = 15,092 + 1,749 = 16,841 м.
Контроль: HГИ = H5уравн + b5ч = 15,408 + 1,436 = 16,844 м.
Отметка промежуточной точки ПК4 + 75
HПК4+75 = HГИ - СПК4+75 = 16,841 - 0,518 = 16,323 м.
№7.HГИ = H6уравн + а6 ч = 17,599 + 2,653 = 20,252 м.
Контроль: HГИ = H7уравн + b7ч = 19,243 + 1,011 = 20,254 м.
Отметка промежуточной точки ПК6 + 65
HПК6+65 = HГИ - СПК6+65 = 20,252 - 2,890 = 17,362 м.
№8.HГИ = H7уравн + а7 ч = 19,243 + 2,780 = 22,023 м.
Контроль: HГИ = H8уравн + b8ч = 21,637 + 0,390 = 22,027 м.
Отметка промежуточной точки ПК7 + 40
HПК7+40 = HГИ - СПК7+40 = 22,023 - 0,632 = 21,391 м.
№10.HГИ = H9уравн + а9 ч = 23,584 + 1,693 = 25,277 м.
Контроль: HГИ = H10уравн + b10ч = 23,961 + 1,320 = 25,281 м.
Отметка промежуточной точки ПК7 + 40
HПК9+60 = HГИ - СПК9+60 = 25,277 - 2,704 = 22,573 м.
Расчёт железнодорожной кривой
Элементы круговой и переходной кривой рассчитывают по формулам:
T = R∙tg (У/2)
К = π∙R∙У˚/180˚
Б = R (sec (У/2) - 1)
Д = 2Т - К
m = ½ l (1 - l2/120R2)
p = l2/24R (1 - l2/112R2)
Tp = p∙tg (У/2)
Бр = р∙sec (У/2)
Др = 2Тр - 2 (0,5l - m)
Ведомость расчёта кривой (кривая (поворот влево))
Исходные данные:
Угол поворота трассы У = 12°26′ поворот влево;
Радиус кривой R =1200 м.;
Длина переходной кривой l = 120 м.;
Пикетажное положение вершины угла поворота ПКВУ = 6+15, 20
Элементы кривых:
Круговой:
Т = 1200∙tg (12°26′/2) = 130,71 м,
K = 3.14∙1200∙12,4333°/180° = 260,40 м,
Д = 2∙130.71 - 260,4 = 1,02м,
Б = 1200 (sec (12°26′/2) - 1) = 7,098 м;
Переходной:
m= ½120· (1-1202/ (120·12002)) =60м, (сдвижка начала кривой по оси абсцисс)
Тр = p·tg (У/2) = 0,5·tg (12°26′/2) = 0,054 м,
Бр = p·sec (У/2) = 0,5·sec (12°26′/2) = 0,50 м,
Др = 2Тр - 2 (0,5l - m) = 2·0,054 - 2· (0,5·120 - 60) = 0,108 м;
Сдвижка по оси ординат Тс:
p = 1202/ (24·1200) · (1 - 1202/ (112·12002)) = 0,50 м
*Полученные значения элементов кривой совпадают со значениями из таблиц для разбивки кривых на железных дорогах [Д.И. Власова, В.Н. Логинова (стр. 191)].
Суммированные значения Тс, Кс, Дс, Бс:
Тангенс суммированный:
Тс = Т + Тр + m = 130,71 + 0,054 + 60 = 190,764 м
Длина железнодорожной кривой:
Кс = К + l = 260,40 + 120 = 380,4 м
Домер суммированный:
Дс = Д + Др = 1,02 + 0,108 = 1,128 м
Биссектриса суммированная:
Бс = Б + Бр = 7,098 + 0,50 = 7,598 м
Контроль:
2Тс - Кс = Дс; 2·190,764 - 380,40 = 1,128 м
Вычисление пикетажного положения главных точек кривой:
ВУ ПК6 + 15, 20-Тс
1 90,764 НК 4 + 24,436+Кс
3 80,40 КК 8 + 04,836 НК 4 + 24,436+Кс/2
1 90, 20 СК 6 + 14,636Вычисление пикетажа. Контроль:
ВУ ПК6 + 15, 20+Тс
1 90,764 8 05,964-Дс
1,128 КК 4 + 23,308 ВУ ПК6 + 15, 20-Дс/2
0,564 СК 6 + 14,636Вычисление пикетажа:
ПКнк = ПКву - Тс = 615,20 - 190,764 = 424,436 м
ПКкк = ПКнк + Кс = 424,436 + 380,40 = 804,836 м
ПКск = ПКнк + Кс/2 = 424,436 +190,20 = 614,636 м
Контроль:
ПКнк = ПКву + Тс = 615,20 + 190,764 = 805,964 м
ПКкк = ПКнк - Дс = 424,436 - 1,128 = 423,308 м
ПКск = ВУ + Дс/2 = 615,20 - 0,564 = 614,636 м
Вычисление уклонов каждого участка проектной линии:
i = h/d,
где h - превышение между конечными точками этого участка, отсчитываемое по шкале высот; d - длина участка проектной линии.
iI = hI/dI = 3м/300м = - 0,01 = - 10 ‰, iII = hII/dII = 0м/300м = 0 ‰,
iIII = hIII/dIII = 4,8м/400м = 0,012 = +12 ‰;
Проектные отметки бровки земляного полотна для всех пикетов и плюсовых точек трассы.
H′i = H′i-1 + i + d,
где H′i - проектная отметка последующей точки трассы;
H′i - 1 - проектная отметка предыдущей точки трассы;
i - уклон; d - горизонтальное расстояние между точками.
H′ПК1 = 21,00 м; H′ПК4 = H′ПК1 + i·d = 21,00 - 0,01·300 = 18,00 м;
H′ПК7 = 18,00 м; H′ПК11 = H′ПК7 + i·d = 18,00 + 0,012·400 = 22,80 м;
H′ПК2 = H′ПК1 + i·d = 21,00 - 0,01·100 = 20,00 м;
H′ПК3 = H′ПК2 + i·d = 20,00 - 0,01·100 = 19,00 м;
H′ПК4 = H′ПК2 + i·d = 19,00 - 0,01·100 = 18,00 м; => H′ПК5,6,7 = 18,00 м;
H′ПК6+65 = H′ПК6 + i·d = 18,00 + 0,012·65 = 18,78 м;
H′ПК7+40 = H′ПК7 + i·d = 18,00 + 0,012·40 = 18,48 м
H′ПК8 = H′ПК7 + i·d = 18,00 + 0,012·100 = 19,20 м, или
H′ПК8 = H′ПК7+65 + i·d = 18,78 + 0,012·35 = 19,20 м;
H′ПК9 = H′ПК8 + i·d = 19,20 + 0,012·100 = 20,40 м;
H′ПК9+60 = H′ПК8 + i·d = 21,60 + 0,012·60 = 22,32 м;
H′ПК10 = H′ПК9 + i·d = 20,40 + 0,012·100 = 21,60 м;
H′ПК11 = H′ПК10 + i·d = 20,60 + 0,012·100 = 22,80 м;
Общий контроль:
Н'кон - Н'нач = ∑ i∙d = ∑ h = 22,80 - 21,00 = - 0,01∙300 + 0∙300 + 0,012∙400
1,8 м = 1,8 м
Рабочие отметки (высоты насыпей и глубины выемок):
НРi = Н'I - Hi,
где Н'I, Hi - проектная отметка и отметка земли в данной точке.
НПК1 = 21,00 - 21,36 = - 0,64 м;
НПК2 = 20,00 - 19,22 = 0,78 м;
НПК3 = 19,00 - 16,86 = 2,14 м;
НПК4 = 18,00 - 15,92 = 2,08 м;
НПК4+75 = 18,00 - 16,32 = 1,68 м;
НПК5 = 18,00 - 15,41 = 2,59 м;
НПК6 = 18,00 - 17,60 = 0,40 м;
НПК6+65 = 18,78 - 17,36 = 1,42 м;
НПК7 = 18,00 - 19,24 = - 1,24 м;
НПК7+40 = 18,48 - 21,39 = - 2,91 м;
НПК8 = 19,20 - 21,64 = - 2,44 м;
НПК9 = 20,40 - 23,58 = - 3,18 м;
НПК9+60 = 22,32 - 22,57 = - 0,25 м;
НПК10 = 21,60 - 23,96 = - 2,36 м;
НПК11 = 22,80 - 24,50 = - 1,7 м;
Вычисление и контроль элементов участка трассы и профиля.
Направление α Контроль Углы поворотаУправ
Улев
αн
48°05′ -±У1
-12°26′ - 12°26′αпр
35°39′ -±У2
-αк
35°39′ -∑Управ = - ∑Улев = 12°26′αк - αн = - 12°26′∑Управ - ∑Улев = - 12°26′
Проверка общей длины трассы.
Длины участков трассы, м прямых кривых площадок уклонов 424,436 380,4 300 300 195,164 400∑пр = 619,60
∑кр =380,4
∑пл =300
∑укл =700
∑пр + ∑кр = 1000,00 м∑пл + ∑укл = 1000,00 м
Длина участка трассы: Sобщ = ПКкон - ПКнач = 1000,00 м
Проверка разности проектных отметок
Длина уклонов
d, м
Уклоны
i, ‰
Превышения
h, м
Отметки
Н, м
+
-
+
-
300 0,01 3,00 400 0,012 4,80Нк=22,80
Нн=21,00
∑ (+h) =4,80 ∑ (-h) =3,00Нк - Нн= =1,80
∑h = 1,80