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
Министерство образования Российской Федерации
Сибирская государсвенная геодезическая академия
ИНСТИТУТ ГЕОДЕЗИИ И МЕНЕДЖМЕНТА
КАФЕДРА ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
РЕФЕРАТ
По дисциплине: Геодезическое обеспечение информационных систем
На тему : Геодезическое обеспечение при строительстве мостов
Выполнил: Проверил:
Студент группы ИС-5 _____________________________________
Заочного факультета _____________________________________
Бейгул М.В. _____________________________________
НОВОСИБИРСК
2000 год.
Мосты представляют собой сложные искуственные инженерные сооружния , возводимые в местах пересечения дорог,водотоков и тех мест,где нельзя обойтись без моста.Несмотря на различное назначение , техпологию строительства, отличия в строении и характере назначения и даже разные названия , все они имеют одинаковое предназначение - транспортное. После того ,как определено месторасположение , согласовано различными государственными инстанциями (архитектурными,экологическими и др) начинаются основные геодезические работы. К основным геодезическим работам,обеспечивающим строительство мостов,относится:
Для оценки участка предполагаемого строительства комплексно проводят основные изыскания: — инженерно-геодези ческие, инженерно-геологические и гидрогеологические; гидромете орологические, климатологические, метеорологические, почвенно-геоботанические и др. Основные изыскания выполняют в первую очередь на всех типах сооружений.
Инженерно-геодезические изыскания позволяют получить инфо рмацию о рельефе и ситуации местности и служат основой не только для проектирования, но и для проведения других видов изысканий и обследований. В процессе инженерно-геодезических изысканий выполняют работы по созданию геодезического обосно вания и топографической съемке в разных масштабах на участке строительства, производят трассирование линейных сооружений, геодезическую привязку геологических выработок, гидрологических створов, точек геофизической разведки и многие другие работы.
Инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания дают возможность получить представление о геологическом строении местности, физико-геологических явлениях, прочности грунтов, со ставе и характере подземных вод и т. п. Эти сведения позволяют сделать правильную оценку условий строительства сооружения.
Гидрометеорологические изыскания дают сведения о водном режиме рек и водоемов, основные характеристики климата района. В процессе гидрометеорологических изысканий определяют харак тер изменения уровней, уклоны, изучают направление и скорости течений, вычисляют расходы воды, производят промеры глубин ведут учет наносов и т. д.
К инженерным изысканиям для строительства также относятся:
геотехнический контроль, оценка опасности и риска от природных и техногенных процессов; обоснование мероприятий по инженерной защите территорий; локальный мониторинг компонентов окружа ющей среды, научные исследования в процессе инженерных изыска ний, авторский надзор за использованием изыскательской продук ции; кадастровые и другие сопутствующие работы и исследования в процессе строительства, эксплуатации и ликвидации объектов.
Содержание и объемы инженерных изысканий определяются типом, видом и размерами проектируемого сооружения, местными условиями и степенью их изученности, а также стадией проектиро вания. Различные виды сооружений, технология строительства ко торых имеет много общего и изыскания для которых проводятся по схожей схеме
Порядок, методика и точность инженерных изысканий устанав-1ваются в основном в строительных нормах, например СНиП 11-02-96 и СНиП 11-04-97.
На следующем этапе , непосредственно при строительстве моста основные геодезические работы - это: разбивка центров и осей опор , разбивка пролетных строений , контроль размеров поставляемых с завода монтажных элементов , разбивка и контроль за возведением всех частей сооружения , разбивка вспомогательных и временных сооружений (зданий,дорог , причалов и др.) , исполнительная съемка построенных объектов , наблюдения за деформациями.
Геодезические и разбивочные работы, обеспечивающие проект ное положение и размеры как всего сооружения, так и отдельных его частей, ведутся в течение всего периода строительства моста. При этом восстанавливают на местности и выверяют геодезическую плановую и высотную основы, а также переносят на местность (разбивают) ось моста, оси опор, подходов, струенаправляющих дамб и т. д.; систематически контролируют возведение отдельных частей сооружения, обеспечивая проектное их положение; проверя ют размеры и форму прибывающих с заводов монтажных элемен тов; на строительной площадке ведут разбивочные работы по вспо могательным производственным сооружениям и бытовым зданиям,. подъездным дорогам, причалам и т. п.
Качество возводимых искусственных сооружений на всех эта пах строительства в значительной мере зависит от хорошей органи зации и выполнения полного комплекса геодезических, разбивоч-ных и контрольно-измерительных работ. На строительстве малых и средних мостов и геодезические и разбивочные работы обычно выполняет производитель работ или инженер производственно-технического отдела, а при возведении больших и особенно внеклас сных мостов — специальная геодезическая группа в составе произ водственно-технического отдела строительства. Особо ответственные работы по созданию мостовой триангуляционной сети обычно пере дают специализированным геодезическим организациям.
Геодезическая служба на строительстве нужна в течение всего периода сооружения моста, начиная с подготовительных работ и кончая сдачей в постоянную эксплуатацию. Используемые геодези ческие инструменты, мерные ленты, рулетки должны находиться в исправном состоянии и систематически подвергаться контрольным проверкам.
Проектная организация, выполнявшая изыскания и проектиро вание мостового перехода или дороги, до начала работ передает строителям по акту в присутствии заказчика материалы закрепле ния оси трассы моста и подходов к нему, продольный профиль пе рехода, данные об осях регуляционных сооружений, а также сведе ния о положении и типах центров, закрепляющих продольную ось моста, о грунтовых реперах и стенных марках. Для больших и вне классных мостов передаются пункты триангуляции или полигоно-метрии. К акту должны быть приложены: детальный план перехода с нанесенными осями сооружений, схема расположения всех цент ров геодезической основы мостового перехода, выписка из каталога координат и высотных отметок геодезической основы.
Генеральный разбнвочный план с приложенной к нему поясни тельной запиской должен содержать: исходные данные, метод и точ ность измерения базисов и углов, фактические и допустимые невяз ки и метод, положенный в основу предварительных разбивочных работ при изысканиях и закреплении мостового перехода.
В передаваемых строителям материалах закрепления оси трас сы мостового перехода и реперной сети должна быть указана при вязка к центрам и маркам государственной плановой и высотной геодезической основы . Положение закрепительных центров про дольной оси моста даются в пикетаже трассы, а высотные отмет ки— в системе отметок, принятых в проекте строящейся дороги. Пе редаваемые материалы по геодезическим знакам (центрам и репе рам) и масштабам плана должны удовлетворять установленным требованиям (табл1).
|
Сооружение |
Масштаб плана |
Расстоя ние между горизон талями по высоте, м |
Количество центров оси моста и харак тер их закрепления |
Количество реперов или марок и харак тер их закрепления |
|
Мост длиной от 100 до 300 м |
1 : 2000 |
0,5 |
Не менее двух на каждом берегу; капитальными центрами |
По одному репе ру на каждом бе регу; закрепление постоянное |
|
Мост дли ной свы ше 300 м |
1 : 5000 |
1,0 |
Не менее двух на каждом берегу; капитальными центрами |
По два репера на каждом берегу закрепление посто янное |
При геодезическом обеспечении строительства мостовых и тон нельных переходов наиболее широко применяются нивелиры Н-3 , Н-05 применяемые при строительстве мостовых переходов , для построения высотных сетей , производства разбивочных работ , исследования деформации опор и строений и также передачи отметок на опоры . применяются также теодолиты 2Т2, 2Т5 и их модификации. На стадии инженерно-геодезиче ских изысканий и при производстве некоторых разбивочных ра бот используют теодолиты 2ТЗО. При необходимости выполнения высокоточных угловых измерений, например, при построении раз бивочных сетей на мостах длиной более 1 км, используют теодолит Т1. В настоящее время во многих странах (США, Швейцария, ФРГ, Япония, Швеция, ГДР и др.) разработаны и серийно выпускаются автоматические электронные тахеометры с микро-ЭВМ и системой геодезических вычислительных программ. Через пульт управления этими приборами можно ввести следующие величины:
поправки за атмосферные условия, отметку высоты точки стояния прибора, вертикальный и горизонтальный углы, а также информа цию, включающую кодовые числа — номера точек стояния и ви зирования, топографические предметы и т. п. определяют горизонтальные расстояния и превышения с учетом кривизны Земли. Информация индицируется дисплее
В тахеометре при измерении расстояний автоматически регулируется интенсивность сигнала, возможна работа в режиме слежения, установка отсчета по горизонтальному кругу на нуль или на заданное направление. В приборе предусмотрено введение информации во внешнюю память, для чего он оборудован регистри рующим устройством и блоком обработки и передачи информации.
Электронные тахеометры последних моделей могут работать в режиме слежения, т. е. непрерывного определения положения перемещающегося отражателя при непрерывном визировании. В этом случае на индикацию периодически выдаются новые значе ния горизонтального направления и расстояния. Использование таких приборов особенно перспективно на разбивке русловых опор при выведении плавсредств в проектное положение. Предусмотрен выход данных на накопители (запоминающие устройства) или устройства для обработки информации.
Эти приборы непосредст венно в поле по данным измерений дают возможность определять пространственное положение съемочных пунктов методом свобод ного выбора точек стояния. Благодаря ряду специальных функций» таких как автоматическое вычисление полярных координат, ко ординат х и у, а также разбивочным данным с индикацией элемен тов редукций, можно эффективно использовать данные приборы для разбивочных работ в строительстве.Помимо вышеуказаных применяются также отдельные светодальномеры ,
Следует отметить, что программы для обработки сетей и оценки их точности на ЭВМ составлены по наиболее общим алгоритмам, и они могут с равным успехом быть использованы при анализе точности сети любого вида — триангуляции, линейно-угловой, полигонометрии, трилатерации. Конечно, подобные вычисления могут быть выполнены и вручную, при помощи настольных вычис лительных средств, однако при современной оснащенности элек тронной вычислительной техникой это было бы нецелесообразно.
При разных уровнях и высотной исполнительной съемке, когда требуется полу чить информацию о большом числе точек в сложных условиях, возможно применение лазерных универсальных приборов. Эти при боры позволяют задавать в пространстве последовательно верти кальную и горизонтальную плоскости.прибор располагают на опоре и ориентируют вертикальную лазер ную плоскость по линии, параллельной оси моста. Отсчеты по рейке берут по следу лазерной плоскости, при расстоянии 100—150 м ширина светового штриха составляет, 15—20 мм, а он хорошо виден в пасмурную погоду. Применение вертикальной развертки лазерного луча обеспечивает одновре менно и съемку верхних и нижних поясов.
Высотное положение точек получают относительно горизон тальной лазерной плоскости. Для уменьшения инструментальных ошибок и повышения точности нивелирования установку лазерной плоскости в горизонтальное положение следует выполнять по от счетам на рейках, установленных на реперах с известными отмет ками, имеющимися на опорах. Благодаря такому способу можно съемку выполнять в разных местах пролетного строения с исполь зованием нескольких реек.
Изменение температуры воздуха и особенно неодинаковый сол нечный нагрев металлических конструкций значительно изменяют отметки высот узловых точек и искажают общую картину про дольного профиля. Поэтому нивелировать пролетное строение же лательно вечером или в пасмурную погоду, когда температурные изменения всех элементов конструкций можно считать равномер ными. В этих условиях очевидны преимущества лазерного прибора, позволяющего выполнять наблюдения в темное время суток.
Экспериментальные исследования точности исполнительной съемки лазерными приборами показали, что погрешность опреде ления планово-высотного положения элементов конструкций при расстояниях до 150 м составляет 2—4 мм и зависит в основном от влияния метеорологических факторов внешней среды.Также
перспективно применение фотоэлектронных устройств для ре гистрации положения лазерной плоскости при исполнительной съемке, так как обеспечивает повышение точности и частично авто матизирует процесс измерений. Так, в Чехословакии при строительстве железнодорожного моста применялась лазерно-телевизионная си стема (Lastelmodt) для исполнительной съемки пролетных строе ний. Эта система состоит из лазера, неподвижной марки для ори ентирования луча, подвижной марки и дисплея для автоматиче ской регистрации положения луча на марке. Контроль положения конструкций осуществлялся при помощи подвижной марки от носительно лазерного луча, ориентированного по направлению оси моста с заданным уклоном. По исследованиям (на расстоянии до 340 м) точность регистрации положения лазерного луча соста вила 1—5 мм
Наряду с основным, строгим способом оценки точности проекта сети, ориентированным на использование ЭВМ, существуют и при ближенные способы, позволяющие, сравнивая различные варианты построения сети, особенно в полевых условиях, оперативно при нимать достаточно обоснованные решения. Такие приближенные способы уже не являются универсальными, а ориентированы на конкретные виды сетей.
При строительстве мостового перехода на местности определя ют и закрепляют положение центров мостовых опор и других элементов моста, а также производят детальную разбивку при возведении опор и монтаже пролетных строений.
Для этих целей строят специальную геодезическую разбивочную сеть, обеспечивающую выполнение разбивочных работ на всех ста диях строительства мостового перехода. Кроме того, рационально расположенная и надежно закрепленная разбивочная сеть может служить основой и для наблюдений за деформациями моста в про цессе его строительства и эксплуатации.
В зависимости от способа разбивки центров опор и условий местности плановую разбивочную сеть создают следующими методами :
При возможности разбивки опор по створу светодальномером в качестве основы могут служить исходные пункты, за крепляющие ось мостового перехода. Эти пункты закрепляют еще в период изысканий.
Разбивка осей опор
При разбивке осей опор малых и средних сооружений центры опор переносят на местность непосредственным измерением рас стояний между знаками (см. пункты А и В на рис.1, а), закреп ляющими ось сооружения, и центрами опор, привязанными в проек те к пикетажу дороги.
Если по местным условиям не удается расположить вспомогательный мостик на оси перехода, то его устраивают в стороне, пробивая дублирующую вспомогательную ось (рис.1, б), на которую пере носят исходные пункты А и В. Вспомогательную ось желательно располагать параллельно основной оси. Если оси не параллельны» то угол между ними учитывают при переносе центров и осей опор дублирующих на основную. Зимой разбивку осей ведут со льда по вмороженному в лед дощатому настилу. Линейные измерения выполняют компарированными шкаловой лентой или стальной рулеткой. Натяжение ленты или рулетки регу лируют динамометром или постоянным усилием опытного рабочего. Измеряя расстояния, инструмент (ленту, рулетку) располагают го ризонтально; при уклонах местности более 3—5°, когда горизон тальное расположение измерительного инструмента затруднитель но, вносят соответствующие поправки в длины линий. Поверхность земли предварительно планируют, срезая бугры, вырубая кустар ник и т. п. На крутых склонах рекомендуется устраивать ступенча тые мостики и переносить расстояние с одного уровня на другой при помощи отвеса. В измеренную длину нужно вводить соответ ствующие поправки на компарирование измерительных инструмен тов и на разность температур при измерении и контрольной их про верке. Одним инструментом измеряют в прямом и обратном направ лениях, а двумя—в одном направлении.
Разбивка осей опор больших мостов.
При построй ке крупных сооружений на широких и глубоких реках в теплое вре мя года невозможно непосредственными измерениями определить расстояние между исходными пунктами и разбить оси опор. В этом случае прибегают к параллактическому или триангуляционному способам. С этой целью создают на берегах геодезическую опорную сеть, представляющую собой в плане систему треугольников или че тырехугольников (рис. 4.2), измеренных с высокой точностью по своим линейным и угловым размерам. Разбивки выполняют, привя зываясь к пунктам геодезической опорной сети, имеющей коорди наты в абсолютной или условной системе.
В триангуляционную сеть включают не менее двух исходных то чек, закрепляющих ось моста и расположенных на каждом бере гу. Основой триангуляционной сети служат базисы, которые реко мендуется разбивать на ровном месте, свободном от застроек и до пускающем точное измерение и беспрепятственное визирование. Конечные точки базисов нужно размещать на незатопляемых ме стах и прочно закреплять. Разбивку центров опор выполняют угло выми засечками не менее чем из двух точек базиса с пересечением засечек в створе оси моста. Для повышения точности разбивки углы в треугольниках между направлением засечек и осью моста должны быть не менее 25° и не более 150°.
Расстояния между конечными точками моста и между центра ми опор,определенные с помощью триангуляции, рекомендуется при возможности проверять непосредственными промерами.
Если трасса расположена по круговой кривой, ось моста при нимают вдоль кривой, а продольные оси опор—по направлению радиусов кривой. Точки пересечения продольных осей опор с осью моста будут центрами опор. Поперечная ось каждой опоры обра зуется касательной к кривой, проведенной в точке центра опоры.
В зависимости от местных условий и размеров моста разбивка может быть проведена методом многоугольника от линии танген сов, от стягивающей хорды или полярным способом.
Разбивочную сеть создают в частной системе координат, за ось абсцисс которой принимают ось мостового перехода. Сеть представляет собой систему реперов, точность определения отметок которых относительно исходного репера характеризуется средней квадратической ошибкой 3 — 5 мм. Это требование вполне обеспечивается проложением ходов нивелирования III класса. На строительной площадке устанавливают густую сеть рабочих ре перов, от которых передают отметки на все возводимые мостовые сооружения.Координаты одного из пунктов, лежащих на этой оси, задают, исходя из условия положительности координат всех пунктов. Ошибка в определении положения пунктов разбивочной сети относительно исходного не должна превышать 10 мм. Пункты разбивочной сети закрепляют в геологически устойчивых местах, не затопляемых высокими паво дковыми водами.
На больших мостовых переходах, располагающихся в сложной широкой речной пойме, геодезическая разбивочная основа может строиться из сочетания линейно-угловых и полигонометрических сетей.
Высотную геодезическутю сеть на мостовом переходе создают еще в период изысканий, но по точности она обеспечивает выполне ние всех видов работ, в том числе и разбивочных. Для высотных разбивок возле оси моста устанавливают репе ры, абсолютные отметки которых определяют геометрическим ни велированием в той системе, в которой получены отметки точек трассы. Реперы нужно сохранять в неизменном положении до окончания строительных работ и сдачи сооружения в эксплуата цию. Отметки построенных репе ров надо определять с точностью С^20 YL, но не менее ±10 мм, (где С дано в мм, a L—расстоя ние нивелирования в км). Вспомо гательные реперы устанавливают с допускаемой ошибкой ниве лирования от исходных ре перов не более ±15 мм.
Точность геодезических работ. На строительстве мостов длиной до 100 м при определении расстояний между ис ходными пунктами, закрепляющими ось сооружения, и расстояний между осями опор допускается относительная ошибка не более 1:5000. На мостах длиной более 100 м точность измерения рас стояний между исходными пунктами, закрепляющими ось моста, и положения осей надфундаментной части опоры зависит от воз можного смещения на опорах пролетных строений и выражается формулой
где m — допустимая ошибка измерения, ом;
/пр — длина каждого пролета, см;
n— число пролетов на измеряемом участке моста;
k—коэффициент, зависящий от типа пролетных строений; для балочных про летных строений, когда может быть допущено смещение подферменных площадок на величину до ±5 см, а также для монолитных арочных и рамных железобетонных мостов коэффициент к =6 000, во всех других случаях, требующих более точного размещения, его принимают равным 10000.
Создавая мостовую триангуляционную сеть для мостов дли ной до 200 м, можно ограничиваться измерением одного базиса, а при большей длине моста должен быть второй (контрольный) базис. Длина базисов измеряется в 2 раза точнее, чем при непо средственном измерении мерным инструментом расстояний между исходными пунктами, закрепляющими ось .Допускаемая ошибка в разбивке осей фундаментов опор мо жет быть увеличена вдвое.
При монтаже пролетного строения в зависимости от его конст рукции и схемы монтажа (непосредственно в пролете, сборка на берегу и т. п.) геодезические работы обеспечивают детальную раз бивку мест установки пролета, периодическую выверку сборки про лета, его плановую и высотную установку, нивелирование профиля пролета (определение строительного подъема). По окончании мон тажа производят исполнительную съемку, в результате которой составляют план и профиль пролетного строения, продольный про филь пути.
По мере завершения постройки отдельных частей моста (опор,, пролетных строений и т. д.) проводят геодезические работы по опре делению геометрических размеров возведенных сооружений и объемов выполненных работ (исполнительные съемки и обмеры). В от дельных случаях на мостах, строящихся в сложных геологических условиях, производят по специальным программам геодезические наблюдения за деформацией построенных сооружений.
Каталог используемой литературы :
1. Геодезическое обеспечение при строительстве мостов
Под редакцией Коугия В.А.,Грузинов В.В. , Малковский О.Н., Петров В.Д.
2. Мосты и тоннели
Под редакцией Попов С.А. , Осипов В.О., Бобриков Б.В. Храпов В.Г. и др.