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
Тема: Составление профиля трассы
ВВЕДЕНИЕ
Продольное нивелирование выполняется для решения различных инженерных задач, связанных с проектированием и строительством железных и автомобильных дорог, каналов, водопроводов, теплосетей, линий связи и электропередачи и т.д.
В состав работ по продольному нивелированию входят:
1. Рекогносцировка трассы.
2. Разбивка проектируемого сооружения (провешивание прямолинейных участков, измерение углов поворотов, разбивка пикетов, поперечников и кривых закруглений).
3. Нивелирование трассы и поперечников.
4. Обработка результатов нивелирования.
5. Составление профиля.
6. Проектирование инженерного сооружения.
В результате проведения этой работы студент должен:
- овладеть навыками по камеральной обработке данных продольного нивелирования;
- составить черный профиль трассы;
- произвести проектирование оси сооружения.
Каждый студент получает индивидуальное задание, которое выполняется им самостоятельно.
Отчет по лабораторной работе оформляется на листах формата А4 (пикетажный журнал, журнал продольного нивелирования трассы) и листе миллиметровой бумаги формата А3 (профиль продольного нивелирования трассы), который складывается по формату А4.
1. СОСТАВ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1.1. Подготовка исходных данных
На участке трассы от ПКО до ПК5 (пикетажный журнал на рис. 1) было произведено техническое нивелирование с привязкой к реперам государственной опорной сети № 3 и № 4 (табл. 1).
По данным нивелирования необходимо построить черный профиль трассы и проектную (красную) линию с уклоном +0,007. Красную отметку ПКО принять на 0,45 м ниже черной отметки этого пикета.
Перед выполнением задания студент устанавливает свои исходные данные по шифру зачетной книжки.
1. Отметка репера № 3 определяется как десятичное число, составленное из всех цифр и разделенное запятой после третьей цифры шифра.
Например, если номер зачетной книжки 795346, то отметка репера № 3 составит 795,346 м.
2. Отметка репера № 4 получается из отметки репера № 3 с добавлением 4 м. Например, если отметка репера 37 составляет 795,346 м, то отметка репера № 4 будет равна 795,346 + 4,000 = 799,346 м.
3. Радиус закругления R и угол поворота трассы задаются преподавателем индивидуально или выбираются из табл. 2 по порядковому номеру студента в журнале группы.
Для порядковых номеров более 10 необходимо использовать различные сочетания углов и радиусов поворота. Например, для порядкового номера 12 следует взять φ =30º30' и R=110 м, для порядкового номера 21
φ =38º40', а R=100м, для 11-го варианта φ =30º30', а R=115м и т. д.
1.2. Последовательность графических построений и расчетов
Выполнение графических построений и расчетов начинается с зарисовки пикетажного журнала (рис. 1), затем подготавливается формуляр журнала продольного нивелирования трассы и заполняются графы 1-5 числами, приведенными в табл. 1.
Графа 1 - номер станции, станция - это место установки нивелира.
Графа 2 - номер точки, на которую устанавливалась рейка и по рейке брался отсчет в мм.
Графа 3 - отсчеты по рейке (первый - по черной стороне рейки, второй - по красной), установленной на связующей точке и находящейся сзади исполнителя.
Рис. 1. Пикетажный журнал
Таблица 1
Журнал продольного нивелирования трассы
|
№ стан-ций |
№ точки |
Отсчеты по рейке, мм |
Превышение, мм |
Сред- нее превышение, мм |
Гори- зонт инструмента, м |
Отмет- ки, м |
||
|
задней |
перед-ней |
проме-жуточ-ной |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
1 |
RP3 ПКО |
2105 6458 4353 |
0751 5102 4351 |
|||||
|
2 |
ПКО ПК1 |
0432 4784 4352 |
1045 5399 4354 |
|||||
|
3 |
ПК1 +65,6 Л+20 П+20 ПК2 |
2633 6985 4352 |
0909 5265 4356 |
2466 2823 1754 |
||||
|
4 |
ПК2 ПК3 |
2314 6667 4353 |
1499 5850 4351 |
|||||
|
5 |
ПК3 +30,2 ПК4 |
0795 5148 4353 |
1699 6050 4351 |
2023 |
||||
|
6 |
ПК4 ПК5 |
2895 7249 4354 |
0949 5301 4352 |
|||||
|
7 |
ПК5 RP4 |
1525 5878 4353 |
1856 6207 4351 |
|||||
Таблица 2
Варианты индивидуальных заданий для расчета кривых закруглений
|
Порядковый номер |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Угол поворота φ |
30º30' |
38º40' |
42º20' |
28º50' |
40º35' |
33º45' |
28º35' |
35º40' |
44º10' |
32º15' |
|
Радиус поворота R, м |
100 |
110 |
120 |
130 |
140 |
150 |
145 |
135 |
125 |
115 |
Графа 4 - отсчеты (первый по черной стороне рейки, второй - по красной) по рейке, установленной на связующей точке и находящейся впереди наблюдателя.
Графа 5 - отсчеты по черной стороне рейки, установленной между пикетами на промежуточных точках.
Графа 6. В этой графе записываются превышения между связующими точками. Превышения вычисляются как разность между отсчетом на точках, находящихся сзади и впереди исполнителя.
Так как отсчеты берутся по черной и красной сторонам реек, то в графе 6 будет два значения превышения между связующими точками.
Графа 7. Среднее превышение находится как среднее арифметическое значение из двух превышений, полученных в графе 6, при условии, что разность этих превышений не превышает 5 мм. Если эта разность превышает 5 мм, то следует найти ошибку в записи чисел.
Правильность вычислений превышений и средних превышений контролируется следующим образом. Подсчитываются суммы отсчетов отдельно в третьей, четвертой графах (3 и 4 ) и алгебраические суммы в шестой и седьмой графах (6 и 7 ) .
При отсутствии ошибок в вычислениях должно соблюдаться равенство (пример на обработку журнала продольного нивелирования в табл. 3):
Затем вычисляется невязка по формуле :
,
где h = Σ7 - алгебраическая сумма средних превышений (графа 7 табл. 1);
HRp3 и HRp4 - отметки реперов № 3 и № 4.
Полученную фактическую невязку сравнивают с допустимой, вычисленной по формуле
,
где L - длина нивелирного хода в км.
Таблица 3
Пример обработки результатов продольного нивелирования
|
№ станции |
№ точки |
Отсчеты по рейке, мм |
Превы- шение, мм |
Сред- нее превышение, мм |
Гори- зонт инстру-мента, м |
Отмет- ки, м |
||
|
задней |
передней |
проме-жуточ-ной |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
1 |
R07 ПКО |
2216 6569 |
0862 5213 |
+1354 +1356 |
2 +1355 |
122,477 123,830 |
||
|
2 |
ПКО +42 +64 Л+20 П+20 ПК1 |
0543 4895 |
1156 5510 |
2577 1448 2934 1865 |
613 615 |
2 614 |
124,373 |
123,830 121,796 122,925 121,439 122,508 123,214 |
|
3 |
ПК1 +20 +50 +80 ПК2 |
0806 5157 |
1810 6164 |
2134 0986 0722 |
1004 1007 |
1,5 1005,5 |
124,020 |
123,214 121,886 123,034 123,298 122,207 |
|
4 |
ПК2 RP8 |
1657 6010 |
1454 5806 |
+203 +204 |
1,5 +203,5 |
122,207 122,409 |
||
|
=27853 |
= 27975 |
=122 |
= 61 |
= 0,061 (122,409 122,477) = +0,007м = + 7 мм
Если , то приступают к увязке нивелирного хода, которая заключается в равномерном распределении невязки fh на все превышения. Поправкам придается знак, обратный знаку невязки.
В графе 7 над средними превышениями красным цветом подписываются величины поправок.
После того как превышения увязаны, приступают к вычислению отметок связующих точек, т.е. пикетов ПК0, ПК1, ПК2, ПК3, ПК4, ПК5, по формуле
,
где Hn+1 - вычисляемая отметка;
hn - отметка предыдущей точки (пикета);
hn- (n+1) - увязанное превышение между n и (n+1) точками (пикетами).
После вычисления отметок пикетов (графа 9 табл. 1) приступают к вычислению горизонтов инструмента для тех станций, на которых имеются промежуточные точки и поперечники. В табл. 1 такими станциями являются №3 и №5.
Горизонт инструмента вычисляют по формуле
,
где Hn - отметка пикета, установленного сзади исполнителя;
- отсчет по черной стороне рейки, установленной на заднем пикете.
Отметку промежуточной точки находят по формуле
,
где Опр - отсчет по рейке, установленной на промежуточной точке.
Построение продольного и поперечного профилей трассы выполняют следующим образом. На листе миллиметровой бумаги проводят линию условного горизонта и подписывают её. Ниже этой линии размещают профильную сетку (рис. 2).
Профили следует построить в масштабах: продольный горизонтальный 1:2000, продольный вертикальный 1:200, поперечный (горизонтальный и вертикальный) 1:500.
В разделе профильной сетки "Расстояния" в масштабе 1:2000 размечают все пикеты, промежуточные точки и записывают расстояния между промежуточными точками.
Против каждого пикета и промежуточной точки выписывают из журнала нивелирования их отметки в раздел сетки "Черные отметки". Отметки округляют до сотых долей метра (рис. 2).
По середине раздела сетки "План полосы отвода" красной тушью проводят прямую линию, которая является выпрямленной осью трассы.
Слева и справа линии наносят ситуацию черной тушью согласно пикетажной книжке (рис. 2).
В разделе профильной сетки "План прямых и кривых" красным цветом показывают прямые участки трассы и участки, которые проходят по закруглениям. Начало "НК" и конец "КК" кривой привязывают к ближайшим пикетам.
По заданным радиусу кривой R и величине угла поворота φ рассчитывают T (тангенс) К (длину кривой), Б (биссектрису), Д (домер):
,
,
,
Д = 2Т К,
где = 3,1416.
Вычисленные значения Т, К, Б и Д заносят в пикетажный журнал.
НК и КК рассчитывают по формулам:
НК = ВУ(вершина угла) Т,
КК = НК + К.
Контрольная формула: КК = ВУ + Т Д.
Пример расчета. Исходные данные: вершина угла фиксируется колышком, расположенным на расстоянии 40 м от пикета №2, т. е.
ВУ = ПК2 + 40, R = 150 м, = 3720.
Решение: Т = 150tg = 50,67 м;
;
Д = 250,67 97,74 = 3,60 м;
НК = ВУ – Т = ПК2 + 40 50,67 = ПК1 + 89,33;
КК = НК + К = ПК1 + 89,33 + 97,74 = ПК2 + 87,07.
Контроль: КК = ВУ + Т – Д = ПК2 + 40 + 50,67 3,60 = ПК2 + 87,07.
От верхней линии профильной сетки против пикетных и промежуточных точек в вертикальном масштабе 1:200 проводят ординаты высотой, равной разности между черными отметками и отметкой верхней линии сетки. Условная отметка верхней линии сетки выбирается с таким расчетом, чтобы между самой низкой точкой профиля и линией сетки было не менее 8-10 см.
Концы проведенных ординат соединяют и получают черный профиль. Ординаты и профиль вычерчивают черной тушью.
1.3. Проектирование красного профиля
После построения черного профиля следует приступить к нанесению проектной (красной) линии.
В разделе профильной сетки "Уклоны" в виде диагонали красного цвета показывается направление уклона. Над диагональю записывается красной тушью величина проектного уклона, равного +0,007.
Под диагональю записывается горизонтальное расстояние, на которое распространяется красный уклон.
Отметки пикетов проектной линии вычисляются по формуле
,
где Hn+1 – красная отметка последующей точки;
Hn - красная отметка предыдущей точки;
i – уклон линии;
d – горизонтальное расстояние между последующей и предыдущей точками.
Например, красная отметка плюсовой точки ПК1 + 22,9 будет равна
Н = 138,27 + 0,007122,9 = 139,13 м,
а отметка плюсовой точки ПК2 + 40,0 составит
Н = 138,27 + 0,007240,0 = 139,95 м.
В разделе сетки "Красные отметки" красной тушью выписываются вычисленные по приведенной выше формуле красные отметки.
Вычисляются рабочие отметки по формуле
НР = НК НЧ ,
где НР, НК и НЧ - рабочая, красная и черная отметки точки соответственно.
Рабочие отметки точки на профиле записываются красной тушью. При этом отрицательные рабочие отметки показываются под проектной линией, а положительные - над ней (рис. 2).
Вычисляются синие отметки Н0, т. е. отметки точек нулевых работ, которые находят по формуле для определения отметок пикетов проектной линии. Расстояние d в этой формуле между точкой 1 с рабочей отметкой HP1 и точкой нулевых работ рассчитывают по следующей зависимости:
где S горизонтальное расстояние между точками 1 и 2;
HP2 рабочая отметка точки 2;
На рис. 3 видно, что точка 1 имеет рабочую отметку 1,38 м, а точка 2 – 1,51 м, тогда расстояние между точкой 1 и точкой нулевых работ составит
d = 40,0 = 19,2 м;
Н0 = 138,27 + 0,007219,2 = 139,80 м.
Из точки нулевых работ опускается перпендикуляр на сетку в виде синей пунктирной линии, и синим цветом подписываются расстояние 19,2 м и отметка 139,80 м.
На рис. 2 буквами ч (черный), к (красный) и с (синий) показано каким цветом необходимо оформлять профиль продольного нивелирования.
Библиографический список
1. Инженерная геодезия: Учеб. для вузов / Е. Б. Клюшин, М. И. Киселев, Д. Ш. Михелев, В.Д. Фельдман; Под ред. Д.Ш. Михелева. – 2-е изд. испр. – М.: Высш. шк., 2004
2. Инженерная геодезия. Учебник под редакцией С.И. Матвеева. М.: Недра. 2008
3. Федоров Г.А Инженерная геодезия: Учебник – М.: Высшая школа, 2002
4. Баканова В. В. Практикум по геодезии.- М.: Недра, 1983.
5. Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500. - М.: ФПГУ "Картгеоцентр", 2005. - 287 с.: ил.