Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Сибирский Государственный технологический
университет»
Факультет лесоинженерный
Кафедра лесной таксации, лесоустройства и геодезии
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ЛЕСОВОЗНОЙ АВТОДОРОГИ VКАТЕГОРИИ В УСЛОВИЯХ ТАЙСКОГО ЛЕСНИЧЕСТВА
Пояснительная записка
(ТЛГ.250401.072 ПЗ)
Руководитель:
______________
(подпись)
__________________________
(оценка, дата)
Разработал:
Студент группы 11-01
(подпись) __________________________
(дата)
Красноярск
Реферат
Назначение работы — приобретение навыков и самостоятельного решения вопросов организации топографических работ при изыскании и проектировании автомобильных дорог. Конечным результатом выполняемой работы является продольный профиль, который дает наиболее полную характеристику дороги, и как технический документ необходим для проектирования, строительства и эксплуатации дорог. При составлении и проектировании плана и продольного профиля трассы руководствуются нормативами, разработанными Гипролестрансом.
В состав курсовой работы входит:
Обработка журнала геометрического нивелирования.
Составление продольного профиля трассы лесовозной дороги.
Проектирование на профиле автомобильной дороги V категории.
Вычисление уклонов и отметок по бровке дорожного полотна.
Вычисление рабочих отметок.
Расчет расстояний до нулевых работ.
Проектирование вертикальной кривой и вычисление дорожных
закруглений.
Вычисление азимутов и румбов направлений нивелирования хода.
Составление ведомости углов поворота прямых и кривых, плана трассы.
В данной курсовой работе по инженерной геодезии содержится: пояснительная записка объемом Н страниц напечатанного текста, графическая часть в виде продольного профиля трассы, детальная разбивка закругления и план трассы по румбам и длинам. Кроме того прилагается «Журнал нивелирования трассы». Было использовано методических указания, учебник, таблицы для разбивки кривых на автомобильных дорогах и конспект лекций.
Ключевые слова — азимут, выемка, земляные работы, нивелирование, невязка насыпь, нулевые работы, невязка, отметка профиль, пикет, план, прямая вставка, репер, рейка, румб, ситуации, уклон, абрис.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………………...4
1 Особенности геодезического обслуживания при строительстве автомобильных дорог……………………………………………………………..5
1.1 Исходная техническая документация………………………………………..6
1.2 Приемы и способы производства разбивочных работ……………………..8
1.3 Приборы и принадлежности для производства работ……………………...8
2. Полевые работы……………………………………………………………….13
3 Обработка журнала геометрического нивелирования………………………16
4 Построение профиля…………………………………………………………..20
5 Проектирование на профиле лесовозной дороги……………………………22
5.1 Вычисление уклонов и проектных отметок по бровке полотна ……… ..24
5.2 Вычисление рабочих отметок………………………………………………26
5.3 Расчёт расстояния до точек нулевых работ……………….……………… 26
5.4 Проектирование вертикальных кривых пикетажных обозначений……… 28
4.5 Разбивка главных точек кривой…… ………………………………… .28
5.6 Составление ведомости прямых и кривых. план трассы………………… 31
5.7 Вычисление азимутов и румбов направлений участков автодороги.......34
4.8 Указания к оформлению профиля……………...........................................34
6 Детальная разбивка закруглений.....................................................................35
Заключение……………………………………………………………………… 38
Библиографический список …..…………………………………………….....39
Приложение А Продольный профиль лесовозной автомобильной
дороги
Приложение А План трассы по румбам и длинам
Приложение Б Детальная разбивка закругления
Введение.
Геодезия, как наука, возникла еще в глубокой древности, когда появилась необходимость землеизмерения и изучения земной поверхности для хозяйственных нужд. В Древнем Египте еще в 18 в. до н.э. существовало руководство по решению арифметических и геометрических задач, связанных с землеизмерением и определением площадей земельных участков. Геодезия развивалась в тесной связи с задачами составления планов и карт земной поверхности. Планами и картами отдельных местностей и даже больших стран также пользовались в глубокой древности. Имеются сведения, что в Китае уже около 10 в. до н.э. существовало особое учреждение для топография, съёмок страны. В 7 в. до н.э. в Вавилоне и Ассирии на глиняных дощечках составлялись общегеографические и специальные карты, на которых давались сведения также и экономического характера.
Слово Геодезия произошло от греческого geo — земля и desio — разделяю — наука. Можно дать более полное определение; геодезия — наука, занимающаяся определением фигуры и размеров Земли, изображением земной поверхности на планах и картах и точными измерениями на местности при осуществлении различных инженерных мероприятий.
Название “геодезия” (“землеразделение”) указывают на те первоначальные практические задачи, которые обусловили возникновение этой науки, но уже не характеризует современного многостороннего содержания геодезии и не раскрывает сущности ее научных проблем и практических задач, связанных с разнообразными потребностями человеческой деятельности.
Методы геодезии уже на ранней ступени её развития получили применение при решении различных инженерных задач. В б в. до н.э. существовали такие инженерные сооружения, как канал между Нилом и Красным морем, оросительные системы в долине Нила и т. д. Эти сооружения не могли быть осуществлены без соответствующих геодезических измерений, явившихся началом инженерной геодезия.
В 6 в. до Рождества Христова появились предположения о шарообразности Земли, а в 4 в. до н.э. были высказаны и некоторые из известных нам доказательств, что Земля имеет форму шара. В это время геодезия получила своё современное название и стала выделяться в самостоятельную науку о методах измерения на земной поверхности и определения размеров земного шара. Знание размеров Земли было необходимо для составления географических карт, в которых нуждались торговля, мореплавание, военное дело и вообще развивающаяся хозяйственная и культурная жизнь народов.
Первое в истории науки определение размеров Земли, как шара, было произведено в Древнем Египте греч. учёным Эратосфеном в 3 в. до н.э. Оно было основано на правильном геометрическом методе, который получил название градусных измерений. В связи с постановкой и решением задачи определения вида и размеров Земли, как планеты, геодезия вступила в тесный контакт с астрономией, возникшей задолго до этого из практической необходимости измерения времени и предсказания смены времён года. Астрономы и математики еще во 2 в. до н.э. установили понятия о географической широте и долготе места, разработали первые картографические проекции, ввели сетку меридианов и параллелей на картах, предложили первые методы определения взаимного положения точек земной поверхности из астрономических наблюдений и тем самым создали один из методов картографических работ.
1 Особенности геодезического обслуживания при строительстве автомобильных дорог
Прежде чем запроектировать и осуществить строительство лесовозной автомобильной дороги, тщательно изучают природные, экономические и другие условия района и местоположение объекта.
Процесс получения и изучения данных, необходимых для проектирования, строительства и эксплуатации сооружения, называют изысканиями.
При проектировании лесовозной автомобильной дороги выполняют следующие виды изысканий: топографо-геодезические, инженерно-геологические, почвенные, геоботанические, гидротехнические и специальные.
Геодезические разбивочные и контрольные работы заключаются в обозначении и закреплении на местности через определенный интервал проектного положения точек, определяющих контуры сооружаемой дороги в плане и профиле. С целью обозначения дороги в трех проекциях – в плане, продольном и поперечном профилях – применяют различного типа разбивочные знаки: колья, свайки, вешки-визирки, откосники и др.
Разбивочными знаками закрепляют:
— оси земляного полотна, искусственных сооружений, водоотводов, пересечений, примыканий и переездов;
— проекции бровок земляного полотна;
— границы заложения откосов насыпей, выемок и водоотводных сооружений;
— направления образующих откосов;
— контуры резервов;
— высотные отметки насыпей, выемок, водоотводных сооружений и резервов.
Геодезические разбивочные и контрольные работы производят в соответствии с поэтапной последовательностью строительных процессов; они включают следующие периоды:
— подготовительный период включает сгущение геодезических пунктов для закрепления трассы в плане, установку нивелирных реперов и определение их абсолютных отметок. Эти работы производятся одновременно с детальной разбивкой земляного полотна в плане и по высоте. Работы подготовительного периода выполняют до начала производства земляных работ.
— строительный период включает систематический геодезический контроль за правильностью положения сооружаемого земляного полотна относительно оси сооружения, за соответствием его геометрических форм проектным параметрам. Кроме того, осуществляется разбивка и контроль продольного профиля при производстве планировочных работ, а также работ, связанных с сооружением дорожных оснований и покрытий.
1.1 Исходная техническая документация
После выполнения изысканий строительная организация в присутствии заказчика производит полевую приемку вынесенной и закрепленной геодезическими знаками на местности трассы лесовозной автомобильной дороги. Приемо-передача закрепленной трассы оформляется специальным актом за подписью представителей изыскателей, строителей и заказчика.
Строительная организация в качестве приложения к акту принимает:
— продольный профиль трассы;
— ведомость реперов;
— журнал выносок с указанием закрепленных пикетов;
— схему закрепления трассы.
Плановая и высотная опорная геодезическая сеть сооружаемой дороги создается в изыскательский период. Вынесенная на местности трасса со всеми сопутствующими точками ее закрепления является опорной геодезической сетью и служит основой для выполнения последующих разбивочных работ.
Строительная организация принимает от изыскателей следующие элементы закрепления с их выносками:
— пикетаж трассы (в том числе плюсовые точки);
— створные точки на длинных прямых;
— вершины углов поворота;
— главные и промежуточные точки переходных и круговых кривых;
— оси искусственных сооружений;
— полосу отвода.
На пикетах, плюсовых и главных точках кривых трассу закрепляют при помощи кольев и сторожков. Для закрепления выносных точек используют бетонные свайки, деревянные столбы и колья. В скальных грунтах выноски отмечают краской или пересечением высеченных в скале канавок.
Пикетаж трассы выносят и закрепляют за границей полосы отвода с целью сохранения выносных точек на период строительства дороги. Пикетные и плюсовые точки выносят при помощи теодолита перпендикулярно к оси в виде створов из двух или четырех точек.
В зависимости от топографических условий местности и мест притрассовой разработки грунта, выноски устанавливают либо в одну сторону (правую или левую), либо в обе стороны от оси дороги. При этом расстояние от оси до ближайшей точки принимают постоянным в пределах 30 – 50 м. Обычно на четных пикетах выноски устанавливают из сваек или столбов, а на нечетных – из кольев.
В пересеченной и горной местности выносными кольями закрепляют места нулевых работ и верх выемок глубиной более 10 м, при этом точки закрепления устанавливают в сторону водоотводных канав с нагорной стороны.
На длинных прямых, как правило, в местах установки теодолита, ставят створные вехи на расстояниях друг от друга 0,5-1 км с условием обеспечения видимости смежных вех. На коротких прямых — вехи ставят в вершинах углов поворота или на продолжениях тангенсов. Закрепление створных вех осуществляют аналогично предыдущему – при помощи выносок из деревянных столбов и сваек.
В вершинах углов поворота устанавливают столб с гвоздем для отвеса и указатель с надписью на его лицевой стороне, обращенной к вершине угла. Столб в вершине угла поворота окапывают канавой и обсыпают земляным холмиком. Вершину угла поворота закрепляют четырьмя выносными столбами или свайками, расположенными либо в створе биссектрисы, либо по продолжению линий тангенсов. Расстояние между выносными точками и вершиной угла поворота принимают не менее 20 м.
Главные точки кривых – начало переходной кривой НПК и ее конец КПК – закрепляют выносками из двух или четырех столбов или кольев по перпендикуляру к линиям соответствующих тангенсов. Середину круговой кривой CКК закрепляют по линии биссектрисы с промером расстояния до первой выносной точки внутреннего угла либо угловой засечкой с ближайших выносных точек закрепления пикетажа по кривой.
Оси искусственных сооружений на прямолинейных участках закрепляют выносками из сваек и столбов по линии, перпендикулярной к трассе.
Полосу отвода закрепляют межевыми знаками, бетонными свайками, затесами на деревьях, подлежащих рубке, пнями и т.д. Этими знаками пользуются как разбивочными при расчистке полосы отвода.
В качестве высотного обоснования используют пункты государственной нивелирной сети, расположенные вблизи зоны производства работ, и временные реперы (столбы, массивные местные предметы). На последних должно быть точно обозначено гвоздем или краской место постановки рейки. Реперы устанавливают вблизи зоны производства земляных работ и полосы отвода в пересеченной местности через 1 км, а в равнинной – через 2 км. Кроме того, реперы закладывают на площадках комплексов эксплуатационных зданий, вблизи искусственных сооружений и у точек нулевых работ. На переходах через реки реперы устанавливают на обоих берегах.
В качестве рабочих реперов используют оголовки сваек и столбов выносных точек, пни деревьев твердых пород, выступы скал и т. д. Общее количество рабочих реперов должно быть 3-5 на 1 км трассы.
1.2 Приемы и способы производства разбивочных работ
Работу по изысканию трассы и производству разбивочных работ лесовозной дороги выполняют в следующей последовательности:
1) получение и поверка приборов;
2) рекогносцировка трассы;
3) линейные измерения, разбивка пикетажа, измерение углов поворота, разбивка главных точек кривой;
4) нивелирование по пикетажу;
5) обработка журнала технического нивелирования;
6) построение профиля;
7) проектирование на профиле;
8) составление ведомости прямых и кривых. План трассы.
1.3 Приборы и принадлежности для производства работ
теодолит,
эклиметр,
стальная рулетка 50 м, 75 м или 100 м,
нивелир,
две нивелирные рейки,
вешки и колышки,
топор,
таблицы: универсальные; для разбивки кривых,
ведомости: пикетажная книжка; журнал нивелирования; журнал для разбивки кривых, микрокалькулятор.
Теодолит
При производстве разбивочных работ измерение и отложение горизонтальных и вертикальных углов производят при помощи технических теодолитов, обеспечивающими точность отсчета не менее 30״.
Для того, чтобы обеспечить необходимую точность измерения углов, теодолит должен удовлетворять ряду физических, механических и геометрических условий.
При приемке к работе теодолита детальным осмотром устанавливается наличие всех его частей, их исправность и пригодность для измерений.
Поле зрения зрительной трубы должно быть чистым. Вращение кольца фокусирующей линзы должно происходить плавно, без усилий, фокусирующая линза не должна иметь колебаний и при движении не должна давать смещение креста с точки, на которую он наведен.
Поверки теодолитов:
Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения прибора.
Для этой поверки лимб устанавливают в горизонтальное положение. Затем поворачивают алидаду на 180о; если пузырек уровня останется на середине, то условие поверки считается соблюденным. Если же пузырек уровня отойдет от середины больше чем на одно деление, значит, условие не соблюдено и надо исправить обнаруженную неперпендикулярность осей, т.е. произвести юстировку. Для этого подсчитывают, на какое количество делений уровня отклонился пузырек. Ошибку в размере половины делений устраняют исправительными винтами уровня с помощью специальной шпильки. Поверку и юстировку повторяют несколько раз до полного устранения ошибки.
Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси теодолита. (Поверка коллимационной ошибки).
Вращением диоптрийного кольца (на оправе окуляра) добиваются четкого изображения сетки нитей. Затем трубу наводят на какую-либо точку вблизи горизонта. При визировании на точку вертикальный круг может находиться или слева, или справа по отношению к наблюдателю. Поэтому различают наблюдения, выполненные при «круге право» — КП, и наблюдения, выполненные при «круге лево» — КЛ. Для получения четкого изображения наблюдаемой точки пользуются кремальерой. Затем на замеченную точку наводят центр сетки нитей трубы теодолита с помощью наводящего винта алидады и берут отсчет по лимбу горизонтального круга при положении КП. Переводят трубу через зенит. Наводят зрительную трубу на ту же точку и берут отсчет, но уже в положении КЛ. Разность между отсчетами дает угол, соответствующий двойной коллимационной ошибке. Если она превышает двойную величину средней квадратической ошибки измерения угла одним приемом, равную 1' для теодолита 2Т30П, то положение визирной оси нужно исправить. Величина коллимационной ошибки вычисляется по формуле:
С = 0,5(КЛ – КП + 180о) (1)
Затем определяется отсчет:
КПо = КП – С (2)
На этот отсчет устанавливается алидада. Одновременно центр сетки нитей сдвинется с наблюдаемой точки. Наводить на эту точку центр сетки нитей надо ее исправительными винтами. Исправление производят следующим образом. Ослабив вертикальные винты, вращением горизонтальных винтов перемещают сетку нитей до тех пор, пока ее центр не совпадет с наблюдаемой точкой. В процессе исправления рекомендуется сначала несколько ослабить противоположный винт, а затем ввинтить нужный, чтобы сетка нитей была устойчиво закреплена. После устранения коллимационной ошибки поверку прибора надо повторить.
Вертикальная нить сетки должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси теодолита.
Наводится вертикальная нить сетки на четко видимую, удаленную точку. Вращая трубу микрометренным (наводящим) винтом вертикального круга теодолита, наблюдают прохождение вертикальной нити через точку. Если вертикальная нить и точка в ходе вращения трубы взаимно отклоняются, юстировку выполняют путем поворота окулярной части зрительной трубы с сеткой на требуемый угол. После данной операции требуется повторить определение коллимационной ошибки.
Горизонтальная и вертикальная оси теодолита должны быть взаимно перпендикулярны.
Установив теодолит на 10-20 метров от стены здания, нужно навести сетку нитей зрительной трубы на хорошо видимую, высоко расположенную точку. Закрепить алидаду зрительную трубу наклонить примерно до горизонтального положения, отметить на стене точку, в которую проецируется центр сетки нитей. Затем, ослабив закрепительные винты зрительной трубы и алидады, трубу перевести через зенит. Далее следует навести сетку нитей на ту же высокую точку и снова наклонить трубу до горизонтального положения. Если центр сетки нитей совпадает с меткой на стене или отклонится не более чем на две ширины бисектора сетки, то условие выполнено. Устранение значения неперпендикулярности осей теодолита более допустимого выполняется в специализированной мастерской.
При горизонтальном положении зрительной трубы отсчет по вертикальному кругу должен быть равен нулю.
Место нуля (МО) вертикального круга теодолита наблюдают при обоих положениях вертикального круга (КП и КЛ) на три точки местности и вычисляют МО по формуле:
МО = 0,5(КП + КЛ) (3)
Колебания МО при наблюдении на разные точки не должны превышать двойной средней квадратической ошибки измерения вертикального угла одним приемом, или 1'. Приведения МО к нулю можно выполнить следующим способом. Зрительную трубу наводящим винтом устанавливают на отсчет, равный вычисленному углу наклона по формуле:
ν = 0,5(КЛ — КП). (4)
После этого вертикальными юстировочными винтами сетки нитей совмещают изображение наблюдаемой точки с горизонтальным штрихом сетки нитей. Для контроля выполненных действий нужно вновь определить значение МО.
Эклиметр
Эклиметр – прибор, предназначенный для измерения вертикальных углов. Для эклиметра выполняется только одна поверка. Поверку эклиметра производят двукратным измерением вертикального угла одной и той же линии местности в прямом и обратном направлениях. Если оба результата одинаковы с противоположными знаками, то эклиметр верен. При разных результатах нужно переместить груз. Для измерения вертикального угла визируют на наблюдаемую точку, находящуюся на высоте прибора (эклиметра), и нажатием кнопки тормоза освобождают градусное кольцо. После того, как кольцо перестанет качаться, против нити предметного диоптра отсчитывают величину угла наклона. Точность измерения вертикального угла при помощи эклиметра составляет ±20' — 30'.
Нивелиры и нивелирные рейки
При производстве изыскательских и разбивочных работ сооружаемой дороги используют главным образом геометрическое нивелирование нивелирами Н-3, Н-3К, Н-10.
Нивелиры должны удовлетворять следующим требованиям: становой и подъемные винты, а также зажимной, наводящий и элевационный винты должны плавно вращаться в гнездах и не быть погнутыми.
Труба нивелира должна свободно и плавно вращаться вокруг вертикальной оси, уровень должен быть прочно соединен с прибором, а его винты быть исправными. Зрительное поле трубы должно быть чистым с резко видимой сеткой нитей, изображения должны быть четкими, ясными, правильными и не иметь радужного ореола. Диафрагма с сеткой нитей должна быть прочно закреплена исправительными винтами.
При наведении на резкость изображение рейки не должно перемещаться в вертикальной плоскости, окулярная трубочка должна плавно вращаться в окулярном колене.
Наблюдателю в поле зрения трубы одновременно видны рейка и концы половинок пузырька уровня. В коробке уровня со стороны окуляра имеются четыре исправительных винта, закрытые подвижной пластинкой. Зрительная труба имеет внутреннюю фокусировку, которая производится кремальерным винтом.
Для точной установки визирной оси в горизонтальное положение нивелир снабжен элевационным винтом. Установка визирной оси в горизонтальное положение элевационным винтом производится перед каждым отсчетом по рейке.
При техническом нивелировании применяют цельные, раздвижные и складные рейки длиной 3-4 м. Складные рейки получили наибольшее распространение вследствие их портативности при транспортировке. Как правило, рейки изготавливают двухсторонними с окраской оцифровки и делений в черный (рабочая сторона) и красный (контрольная сторона) цвета. Надпись делений возрастает от нижнего конца (пятки) рейки. Оцифровку наносят в перевернутом виде для того, чтобы в поле зрения трубы изображения цифр были прямыми. По черной стороне рейки нуль делений совмещают с пяткой рейки, по красной — с пяткой рейки совмещают отсчет 4685 или 4785.
Отсчеты по рейке производят при пузырьке уровня, приведенном на середину, по средней горизонтальной нити. Отсчеты выражают в мм.
Поверки нивелиров с цилиндрическими уровнями Н-3, Н-10
Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.
Для поверки приводят подъемными винтами пузырек круглого уровня в центр кружка и поворачивают верхнюю часть нивелира вокруг его оси на 1800.
Если пузырек останется в центре, то условие выполнено. Если нет, то исправительными винтами при уровне перемещают пузырек к центру на половину его отклонения. Поверку повторяют несколько раз.
После поверки и юстировки круглого уровня с его помощью, перед последующими поверками, устанавливают ось вращения нивелира в отвесное положение, устанавливая подъемными винтами пузырек уровня на середину в нуль-пункт.
Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна к оси вращения нивелира.
Для выполнения этого условия наводят горизонтальную нить сетки на точку и наводящим винтом вращают трубу в стороны. Если точка наблюдения остается на нити сетки, то условие выполнено. Если нет, то ослабляют крепежные винты окулярной части зрительной трубы и после поворота сетки за счет люфта в отверстиях винтов, удерживающих оправу сетки в корпусе трубы, добиваются соблюдения условия поверки.
Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси трубы.
Поверка выполняется двойным нивелированием одного и того же участка линии. При двойном нивелировании по способу вперед выбирают на местности две точки, отстоящие друг от друга примерно на 50 м. В одной точке ставят нивелир, а в другой – рейку, как показано на рисунке 1.
Измерив высоту прибора ί1, и приведя пузырек цилиндрического уровня элевационным винтом на середину ампулы, берут первый отсчет по рейке b1, затем меняют местами нивелир и рейку. В новом положении вновь измеряют высоту прибора ί2 и, приведя пузырек уровня на середину (на контакт изображения), делают по рейке второй отсчет b2.
/>
Рисунок 1 – Определение параллельности визирной оси
и оси цилиндрического уровня нивелира
Если визирная ось не параллельна оси уровня, то вместо правильного отсчета b1' и b2' были прочитаны отсчеты b1 и b2, содержащие ошибку x. Ошибка, вызванная не параллельностью визирной оси и оси цилиндрического уровня, вычисляется по формуле:
/>(5)
Ошибка x не должна превышать ± 4 мм. Найдя погрешность x, вычисляют верный отсчет по формуле b2' = b2 — x и, действуя элевационным винтом прибора, наводят перекрестие нитей сетки на этот отсчет. При этом пузырек цилиндрического уровня уходит с контакта. Далее, действуя вертикальными исправительными винтами уровня, устанавливают пузырек уровня на середину ампулы (на контакт). Поверку повторяют до устранения погрешности.
Перед юстировкой этой поверки у самоустанавливающихся нивелиров, например у Н3К, необходимо убедиться в работе оптического компенсатора. Для этого на рейке намечают отсчет и слегка нажимают рукой на штатив, нарушив нивелирование прибора. Если после колебаний перекрестие сетки нитей установится на прежнем отсчете, то юстировку поверки осуществляют также, как и нивелиров с уровнем на трубе – установкой горизонтальной нити сетки на отсчет, соответствующий горизонтальному положению визирной оси.
Полевые работы.
Полевое трассирование ведут на стадии рабочего проектирование для поиска местных улучшений трассы, ее окончательного перенесения на местности. Основой для полевого трассирования служат материалы камерального трассирования. Проект трассы, разработанный в камеральных условиях, выносят в натуру ( на местность) по данным привязкам углов поворота к пунктам геодезической основы или ближайшим контурам местности. Предпочтение отдают выносу точек трассы от пунктов геодезической основы как более надежному и точному.
В поле начинают с нахождения необходимых геодезических или контурных точек, от которых производят соответствующие угловые и линейные построения для определения положения исходных точек трассы, в том числе и начальной. На точках трассы, найденных на местности, устанавливают вехи и обследуют намеченные направления, в частности, переходы через водотоки и овраги, пересечения существующих магистралей и другие сложные места. Иногда приходится несколько смещать провешенную линию и передвигать вершины углов поворота, чтобы удобнее разместить элементы плана и профиля трассы и обеспечить минимальный объем строительных работ.
Окончательно выбранное положение вершин углов поворота закрепляют на местности деревянными или железобетонными столбами и составляют абрис привязки этих точек к местным предметам. Между закрепленными вершинами углов ВУ (рис.1) поворота трассы прокладывают теодолитных ход, измеряя по ходу углы β1, β2, и т.д. и длины сторон L1, L2, и т.д. Углы поворота φ1 трассы определяют как дополнение правого угла до 1800. При повороте линии вправо φп=1800 — β; при повороте влево φл=β-1800. углы измеряют одним приемом со средней квадратической погрешностью 0,5/.
/>
Рисунок 1. Измерение горизонтальных углов на трассе.
Для контроля угловых измерений одновременно по буссоли измеряют прямые и обратные магнитные азимуты сторон трассы. На длинных прямых участках в пределах непосредственной видимости через 500-800 метров устанавливают створные точки (дополнительные углы), которые дают отложением угла 1800при двух кругах теодолита. Угол хода на створной точке также измеряют одним приемом. Он не должен отличаться от 1800более чем 1/. В противном случае створную точку перемещают на местности. Расстояние между вершинами углов поворота и створными точками измеряют мерной лентой, рулеткой или дальномерами с предельной относительной погрешностью 1/1000….1/2000. на участках трассы с наклоном более 20непосредственно измеренные длины вводя поправки за наклон со знаком (+). по результатам измерений углов и линий и данным плановым привязке трассы пунктам геодезической основы вычисляют координаты вершин углов поворота.
При полевом трассировании разбивают пикетаж трассы. Начальная точка трассы служит нулевым пикетом. Ее фиксируют, как все пикеты и плюсовые точки. С помощью кола диаметром 30мм, длиной 150мм, которые забивают почти вровень с землей. Рядом с колом на расстоянии 200 мм по направления хода забивают сторожок – кол длинной 300….500 мм. На сторожке пишут номер пикета, так чтобы надпись была обращена назад по ходу к точке пикета. Пикет окапывают канавкой.
Для разбивки пикетажа каждую линию трассы провешивают с помощью теодолита. Разбивку пикетажа ведут с применением стальной лентой или рулетки. Пикеты разбивают через 100 метров для более детального отражения профиля дополнительно фиксируют плюсовые точки. Для того, чтобы избежать измерения углов наклона и введение поправок за наклон, на наклонных участках ведут разбивку пикетажа, укладывая ленту горизонтально и проектируя отвесом на землю приподнятый конец мерного прибора.
Часто вместо измерения угла наклона и введения поправки горизонтальное проложение, равное 100.00 м, между пикетами определяют способом ватерпасовки (рисунок 2).
/>
Рисунок 2. Ветерпасовка.
В этом случае при измерении отрезка линии ленту располагают горизонтально на глаз, а ее приподнятый конец над землей проектируют отвесом. Перед началом работы члены бригады распределяют между собой обязанности на пикетажиста, двух мерщиков и подносчика. Пикетажист ведет пикетажный журнал и отвечает за выполнение всех видов работ на данном участке. Два мерщика (передний и задний) производят измерение линий как по трассе, так и при съемке ситуации. Подносчик забивает и подписывает колышки со сторожками. Разбивку пикетажа начинают с ПК0. задний мерщик закрепляет шпилькой штрих начала ленты с ПК0 и устанавливает переднего мерщика в створе линии. Шпилька, вдетая в вырез конца ленты, когда она вытянута, должна закрывать собой вершину угла поворота. В таком положении конец ленты закрепляется. Если в пределах данной ленты надо обозначить промежуточную точку, то в этой точке забивают колышек со сторожком и делают соответствующую надпись. Съемку ситуации производят по обе стороны от оси трассы. Ширину полосы съемки устанавливает преподаватель. По завершению съемки, ленту перемещают вперед и укладывают в створе линии второй раз и т.д. при уложении в створе линии 5-й ленты задний мерщик передает переднему пять шпилек, а вместо закрепленной передним мерщиком шпильки забивают ПК1 с соответствующей надписью на сторожке. Пикетажист все данные по закреплению промежуточных точек, пикетов и съемки ситуации своевременно заносит в пикетажный журнал (рисунок 3). Уложив ленту, в пределах которой находится вершина угла поворота, и определив его пикетажное проложение, разбивку пикетажа приостанавливают и приступают к определению и закреплению на местности главных точек кривой.
/>
Рисунок 3. Пикетажный журнал
3.Обработка журнала геометрического нивелирования--PAGE_BREAK--
.
Рассмотрим обработку журнала геометрического нивелирования трассы, проложенной от Rp 59 до Rр 60. Нивелирование выполнено нивелиром Н-3 двухсторонними рейками (разность между отсчётами по красной и черной сторонами рейки равна -321мм и -321мм, среднее превышение -321мм). Во избежании ошибок в журнале, на каждой странице подсчитываются разности отчёта по обеим сторонам рейки. Все разности должны отличатся друг от друга не более чем на 5 мм. После проверки полевых данных вычисляют превышения между связующими точками.
Превышения между связующими точками определяются как разности между задними и передними отсчётами по красной и черной стороне рейки в отдельности. Если отсчёт по задней рейке больше, чем отсчёт по передней, то превышение будет положительным, и наоборот.
Превышение Rp 59 над ПК0:
hКРАСН. = 6069-6390 = -321 (по красной стороне рейки); (2.1)
hЧЕРН. =1386 –1707 = -321 (по черной стороне рейки). (2.2)
Превышение ПК0 над ПК2:
hКРАСН. = 4703-7678 = -2975;
hЧЕРН. =20-2993 = -2973.
Превышение ПК2 над Х1:
hКРАСН. = 7172-4980=2192
hЧЕРН. =2486-296= 2190
Превышение Х1 над ПК5:
hКРАСН. = 5050-7232 = -2182
hЧЕРН. =364-2548= -2184
Затем находят среднее превышение как среднеарифметическое значение из двух превышений:
Hcред1= ((-321)+(-321))/2 = -321 (2.3)
Hcред2=((-2975)+(-2973))/2=-2974
Hcред3= (2192+2190)/2=2191
Hcред4= ((-2182)+(-2184))=-2183
Положительные превышения записывают в графу превышений со знаком (+), отрицательные – со знаком (-). После вычисления средних превышений на странице осуществляют постраничный контроль. Внизу на каждой странице журнала записывают:
суммы задних и передних отсчётов;
суммы превышений по красным и черным сторонам рейки;
суммы средних превышений между связующими точками.
По этим суммам находят три одинаковых превышения для данной страницы:
/>(2.4)
/>(2.5)
/>; (2.6)
Для примера рассмотрим постраничный контроль 1ой страницы.
h1=(27250-33824)/2=-3287;
h2=(4382+10936)/2=-3287
h3= 2191+5471=-3287.
Для правильного выполнения постраничного контроля каждая страница журнала должна начинаться задней связующей точкой и кончаться передней. Постраничный контроль не может служить полевым контролем нивелирования, он только подтверждает правильность арифметических вычислений. После того, как постраничный контроль выполнен, приступают к невязки хода. Если нивелированный ход проложен между двумя твердыми точками, то алгебраическая сумма превышений теоретически должна быть равна разности отметок конечного и начального реперов хода:
∑ hтеор = 57036– 55000=2036.
Расхождение между измеренной суммой превышений и теоретической дает величину фактической невязки fфакт. Фактическую и допустимую высотную невязку определяют по формулам:
fhфакт.=Σhсред – (HRp30-HRp29);
/>
fhфакт.= 2036 – (57036 – 55000)=0;
Далее считают отметки связующих точек по формуле:
Hn=Hn-1 + Hисп;
где Hn – вычисляемая отметка;
Hn-1 – отметка предыдущей точки;
hиспр – исправленное превышение между этими точками.
Вычислив отметки всех связующих точек, приступают к вычислению отметок промежуточных точек, для чего определяют горизонт прибора для тех станций, на которых находятся промежуточные точки и поперечники
Горизонт прибора вычисляют по формуле
ГП = НЗАД. + а2, (2.7)
где ГП – горизонт прибора;
НЗАД. – отметка задней связующей точки;
а2 – черный отсчёт, прочитанный на задней рейке.
Отметка горизонта прибора на II-ой станции равна:
ГП1 = 54679+20=54699
ГП2=51705+2993=54698
ГПср=(54699+54698)/2=54698
Отметка горизонта прибора на III-ой станции равна:
ГП1 = 51705+2486=54191
ГП2=553896+296=54192
ГПср=(54191+54192)/2=54191
Отметка горизонта прибора на IV-ой станции равна:
ГП1 = 53896+364=54260
ГП2=51713+2548=54261
ГПср=(54260+54261)/2=54261
Для контроля ГП вычисляют второй раз по отметке передней связующей точки.
ГП = НПЕР. + В2; (2.8)
ГП=51705+2993=54698
Следовательно, ГПср=54698.
Отметка промежуточной точки и точек поперечника рычага горизонту прибора минус отсчёт на промежуточную точку
НПРОМ. = ГП — аПРОМ. (2.9)
Отметка промежуточной точки ПК1
Нпром1=54698-1411=53287.
Отметка промежуточной точки +40
Нпром=54191-2137=52034.
Отметка промежуточной точки ПК3
Нпром=54191-1382=52809
Отметка промежуточной точки +60
Нпром=54260-223=54037
Отметка промежуточной точки ПК4
Нпром=54260-2437=51823
Вычислением отметок всех точек трассы (пикетов, плюсовых точек и точек поперечников) заканчивается обработка журнала.
/>
Рисунок 4. Уровенная поверхность.
4 Построение профиля.
Нивелирование трассы, как и всякая съёмочная работа, завершается графическим оформлением – составлением продольного профиля.
Продольный профиль дороги – это проекция вертикального разреза пути по его оси на развёрнутую плоскость.
Продольный профиль является самой полной технической характеристикой дороги и как технический документ необходим при проектировании, строительстве и эксплуатации дорог.
Профиль трассы составляют по данным журнала нивелирования и пикетажной книжки на миллиметровой бумаге, на которой графически построения выполняют без измерителя и масштабной линейки. Для придания профилю лучшей наглядности вертикальные расстояния (отметки) наносят в более крупном масштабе, обычно в десять раз крупнее, чем горизонтальные.
Для автомобильных дорог приняты масштабы: горизонтальный 1:5000, вертикальный – 1:500.
В сложных условиях могут быть увеличены с сохранением их соотношения.
Профили, выполненные тушью или скопированные на кальку, обрезают так, чтобы высота их была равна 283 мм, длину листа обрезают в зависимости от длины трассы. Построение профиля начинают с проведения линии условного горизонта на миллиметровой бумаге, отступив снизу 16 – 17 см.
Под линией условного горизонта делают разграфку сетки профиля для записи необходимых данных (вычертить согласно рисунка 2). На нижней линии графы расстояний в принятом для горизонтальных расстояний масштабе слева направо наносят пикеты и плюсы. Номера пикетов записывают на 1 – 2 мм ниже этой линии против границ пикетов. Полные номера пикетов пишут на целых десятках, а между десятками – только последнюю цифру их номера.
В графе расстояний против пикетов и плюсовых точек проводят вертикальные линии (ориентиры). Между линиями плюсовых точек и пикетов записывают расстояния, сумма которых в пределах одного пикета составляет 100 м. Если между пикетами плюсовых точек нет, то расстояние между ними 100 м не записывают.
В графу «Отметка земли» из журнала нивелирования против каждой ординаты выписывают черной тушью отметки поверхности земли с округлением до сотых долей метра.
После вычерчивания и заполнения вышеперечисленных граф приступают к построению профиля. Для этого от линии условного горизонта против ординат графы расстояния восстанавливают перпендикуляры, на которых в вертикальном масштабе откладывают профильные отметки (разность между абсолютной отметкой точки и отметкой условного горизонта) пикетов и плюсовых точек. Ординаты точек профиля не должны выходить за пределы чертежа, для чего линии условного горизонта придают такую отметку, при которой ординаты профиля получились бы высотой 4 – 10 см. Концы вертикальных отрезков соединяют прямыми линиями.
Ниже линии условного плана дороги точно на каждом десятом пикете наносят километровые знаки, которые на профиле проводят от линии пикетов в виде прямой линии длиной 1.5 см с кружком на конце (диаметр 0.5 см), правую половину которого заливают тушью.
В графе «Ситуация» проводят условную ось дороги, и по обе стороны от неё показывают ситуацию местности по данным пикетажной книжки с соблюдением масштаба.
Вверху трассы показывают привязку к реперам, отметки реперов, их номера и положение относительно оси трассы.
Поперечные профили чертят для тех точек трассы, от которых они построены на местности. Масштабы одинаковы для горизонтальных и вертикальных расстояний и равны вертикальному масштабу продольного профиля (рис.5 ).
/>
Рис.5 поперечный профиль.
5.Проектирование на профиле лесовозной дороги.
Проектирование и строительство автомобильных лесовозных дорог выполняют по нормативам проектирования, разработанным Гидролестрансом, приведённым в инструкции по проектированию лесозаготовительных предприятий (ИПЗЛП-82). Проектирование плана и продольного профиля производят из условия наименьшего ограничения скорости, обеспечения безопасности движения, удобства водоотвода, и наилучшей защиты дороги от снежных заносов.
При проектировании на профиле лесовозной дороги II категории в соответствии с техническими указаниями по проектированию лесовозной дороги лесозаготовительной промышленности и её предприятий соблюдают следующие условия:
1.Минимум земельных работ.
2.Для уменьшения лишних заносов дороги проектируют преимущественно в невысокой насыпи (0,3 – 1.0 м).
3.Величина наибольшего подъёма в грузовом направлении должно быть не более 20%. Уклоны проектной линии не могут быть больше значений, установленных техническими условиями проектирования; направлении на магистралях V категории при рельефе равнинном и пересеченном, соответственно равными 40 и 60 %;
Переломы проектной линии продольного профиля при алгебраической разнице уклонов 20 % и более сопрягают вертикальными кривыми на магистралях IV, А, IV, Б и V категорий.
4.Проектирование горизонтальных площадок в выемках не рекомендуется, так как они затрудняют водоотвод.
5.Высота земляных работ (высота насыпи и глубина выемки) допускается не более 3м (в вертикальном масштабе не более 6м).
6.На переломах проектных линий профиля, если алгебраическая разность уклонов более 15 см, вставляют вертикальные кривые.
После получения продольного профиля естественной поверхности земли на оси дороги на него наносят проектную линию, представляющую собой новую профильную линию, соответствующую положению будущей лесовозной дороги.
Различают два основных вида проектной линии: обёртывающую и секущую. Обёртывающая линия назначается по возможности параллельно поверхности земли и ближе к ней и широко применяется в равнинной местности, так как обеспечивает небольшие объёмы земляных работ при возведении земляного полотна. В пересечённом рельефе местности обёртывающая проектная линия будет иметь большое количество переломов при наличии крутых подъёмов и спусков, что вызовет снижение скорости автопоездов, перерасход. В этом случае может быть использована секущая проектная линия, при которой предусматривается срезка холмов или гряд (с устройством выемок) с использованием полученного грунта для отсыпки насыпей в прилежащих понижениях местности.
Нанесение проектной линии начинают с установления фиксированных высотных отметок (заданных отметок на контрольных точках) в местах пересечения существующих дорог, линий электропередач, отметок, проезжей части моментов и полотна дорог над горизонтами высоких вод в затапливаемых районах и т.п. После этого, пользуясь нормами проектирования (ИПЛЗП-82), в зависимости от почвенно-грунтовых и гидрологических условий местности, устанавливают для различных участков дороги минимально-необходимое возвышение земляного полотна относительно поверхности земли, оптимальная высота полотна 0.7 – 0.9 м. В местах, заносимых снегом, проектную линию наносят с отметками насыпи не меньше 0.5 м. Выемок по возможности избегают, проектируя их лишь при пересечении резко выраженных водоразделов, на спусках в пойму водотоков и в горной местности.
Назначая проектную линию, избегают частых и резких её переломов со сменой подъёмов и спусков, однако, нецелесообразно и искусственное введение очень длинных элементов, что приводит к излишним земляным работам. Наименьшее расстояние между двумя переломами профиля, называемое шагом проектирования, не должно быть менее 50 м.
Проектируемая лесовозная дорога располагается в равнинной местности, поэтому преимущественно используют обёртывающую проектную линию, полотно автодороги устраивают в невысокой насыпи (0.3 – 1.0 м). Исходя из этого, проектная отметка начальной точки (ПК0) линии первого уклона принимается больше отметки земли этой точки не менее чем на 0.3 м. При построении проектной линии для упрощения последующих расчётов совмещают её точки перелома с пикетами или плюсовыми точками.
От начальной точки проектной линии находят и отмечают пунктиром положение её первого участка, т.е. линии одного уклона, проходящей выше поверхности земли на 0.3 – 1.0 м. При этом уклон намечаемой проектной линии должен быть не более руководящего. Для этого определяют проектную отметку конечной точки линии первого уклона, которая равна отметке земли этой точки плюс высота насыпи.
5.1
Вычисление уклонов и проектных отметок по бровке полотна.
По разности проектных отметок конечной и начальной точек линии одного уклона вычисляют уклон
/>, (4.1)
где НК – проектная отметка конечной точки;
НН – проектная отметка начальной точки;
d – горизонтальное расстояние между этими точками.
i0-2=(5250-5500)/200= -12.5%o
i2-4=(5200-5250)/200= -2.5%o
i4-6=(5150-5200)/200=-2.5%o
i6-10=(5150-5150)/400=0%o
i10-12=(5400-5150)/200=1.25%o
i12-14=(5800-5400)/200=20%o
i14-17=(6100-5800)/300=1%o
i17-20=(5700-6100)/300=-13.3%o
Если окажется, что вычисленный уклон больше значения уклона, установленного нормами проектирования ИПЛЗП-82 (больше 40 %), то положение линии смещается в сторону уменьшения уклона, или увеличения расстояния между концами линии. (Когда по условиям местности нельзя или невыгодно применять обёртывающую проектировку, то намечают секущую проектную линию).
Вычисленный уклон заносят в графу «Уклоны» сетки профиля, в которой участки профиля с одинаковыми уклонами ограничиваются ординатами. В построенных прямоугольниках условно диагоналями показывают направление уклонов, а горизонтальные участки дороги изображают горизонтальными линиями посередине. Над линией пишут величину уклона в целых тысячных долях, под линией — горизонтальное расстояние.
Проектные отметки для каждой пикетной и плюсовой точки, кроме начальной, определяют теоретически по формуле:
Нn = Hn-1 + id, (4.2)
где i – проектный уклон;
d – расстояние между точками.
Отметка любой точки проектной линии уклона равна отметке предыдущей точки этой линии плюс произведение уклона на горизонтальное расстояние между этими точками.
Вычисление проектных отметок производят последовательно, начиная со второй точки, и заканчивают вычислением отметки конечной точки для линии одного уклона. Проектные отметки выписывают в соответствующую графу с точностью до сотых долей метра. Последняя точка линии первого уклона будет начальной для следующего.
Пример:
Угол проектируют от ПК0 до ПК 1. Проектная отметка исходной точки ПК0 известна, вычисляем проектную отметку ПК 1 конечной точки линии первого уклона, которая, как отмечалось, равна отметке земли этой точки плюс высота насыпи
НПР ПК 1 = НПК 1 + насыпь; (4.3)
НПР ПК 0 =54,68+ 0,32 = 55,00.
НПР ПК 1=53.29+0.46=53.75
НПР ПК 2=51.71+0.79=52.50
НПР ПК 2+40=49.57+2.83=52.4
НПР ПК 3=50.32+1.93=52.25
НПР ПК 3+60=54.04+(-1.93)=52.1
НПР ПК 4=51.82+0.18=52
По вычисленному уклону определяют проектные отметки всех пикетных и плюсовых пронивелированных точек на этом участке трассы и вписывают их в графу проектных отметок.
НПК1 = 55,00 — 0,0125 *100 = 53,75
НПК2+40 = 52,50-0.0025 *40 =52.4.
НПК3=52.4-0.0025*60=52.25
НПК3+60=52.25-.0025*60=52.1
Вычисление уклона последующей линии производят после расчёта проектных отметок предыдущей линии. При этом за начальную отметку принимают вычисленную аналитическим способом отметку конечной точки линии предыдущего уклона.
5.2
Вычисление рабочих отметок.
Величина земляных работ при постройке автодороги характеризуется рабочими отметками. Они определяются разностью проектных и фактических отметок точек профиля.
hРАБ = НПР – НФАКТ. (4.4)
Положительная рабочая отметка выражает высоту насыпи, отрицательная – глубину выемки. Рабочие отметки выписывают около проектной линии: положительные – над проектной линией (насыпью); отрицательные – под проектной линией (выемка в разрывах ординат).
Пример:
hраб0 = 55,00-54,68 = 0,32;
hраб1 = 53,75-53,29 = 0,46;
hраб2=52,50-51,71= 0,79;
hраб2+40=52.4-49.57=2.83
hраб3=52.25-50.32=1.93
hраб3+60=52.1-54.04=-1.94
hраб4=52.00-51.82=0.18
В такой последовательности высчитываются все рабочие отметки земли.
5.3 Расчёт расстояния до точек нулевых работ.
Точки пересечения проектной линии с линией земли называются точками нулевых работ, т.к. в этих точках заканчивается выемка и начинается насыпь, и наоборот. Чтобы обозначить точки нулевых работ на трассе, необходимо знать расстояние от ближайших точек профиля до точки нулевых работ (рис. 6), на котором представлена точка нулевых работ 0, расположенная между точками ПК2+46 и ПКЗ профиля; h1 и h2 – абсолютные значения рабочих отметок; d – горизонтальное расстояние между точками.
/>
Рис.6 расстояние до точек нулевых работ.
На основании подобия треугольников с вершиной 0 имеем
/>, откуда />; />. (4.8)
От точки нулевых работ к линии условного горизонта восстанавливают перпендикуляры, около которых справа и слева выписывают расстояния Х и (К – Х).Расстояние до нулевых точек вычисляют с точностью до десятых долей метра и выписывают в нижней части перпендикуляров. Контролем вычисления служит равенство суммы вычисленных расстояний фактическому расстоянию между точками.
Отметку нулевой точки вычисляют по формулам:
H0=Hпрпред+h10; (4.9)
H=Hпрпосл-h2; (4.10)
h01= i · x; (4.11)
h02= i · (d-x); (4.12)
где Hпрпред – проектная отметка предыдущей точки;
Hпрпосл – проектная отметка последующей точки;
h01= превышение между нулевой точкой и предыдущей
точки;
h02= превышение между нулевой точкой и последующей
точкой;
i – проектный уклон;
/>
X4-5=0,18/(0,18+0,04)*100=81,8
d-x=100-81.8=18.2
x6-7=1.07/(1.07+0.2)*100=84.3
d-x=100-84.3=15.7
x7-8=0.2\(0.2+0.8)*100=20
d-x=100-20=80
xПК10+30-ПК11-=0.29/(0.29+0.18)*70=43.2
d-x=70-43.2=12.8
x4-5=0/(0+0.57)*100=0
d-x=100-0=100
xПК16+70-ПК17=1.34/(1.34+1.47)*30=14.3
d-x=30-14.3=15.7
x8-9=1.27/(1.27+0.85)*100=59.91
d-x=100-59.91=40.09
xПК19-ПК19+60=0.85/(0.85+0.09)*60=54.26
d-x=60-54.26=5.74
5.4 Проектирование вертикальных кривых.
На переломах проектной линии профиля в случае, если алгебраическая разность проектных уклонов более 15о/оо, в соответствии с ИПЛЗП-82, производят проектирование вертикальных кривых, обеспечивающих плавность движения транспорта и видимость дороги. Вертикальные кривые могут быть выпуклыми и вогнутыми. В нашем случае их нет, т.к. сумма всех уклонов составляет около 11,7, о/оо .
5.5 Разбивка главных точек кривой.
Главные точки кривой: начало кривой (НК), конец кривой (КК) и середина кривой (СК) определяются элементами круговой кривой. Элементы круговой кривой – тангенс (Т), кривую (К), биссектрису (Б) и домер (Д) – вычисляют по специальным таблицам. Исходными данными для вычисления элементов круговой кривой является угол поворота трассы () и радиус круговой кривой (R) (рисунок 7).
/>
Рисунок 7 – План участка дороги:
а) развёрнутый, б) условный
Расстояние от вершин угла поворота до начала или конца кривой называется дорожным тангенсом, его величину определяют по формуле
/>. (4.13)
Расстояние от начала до конца кривой по дуге называется длиной этой кривой, которую определяют по формуле
/>. (4.14)
Расстояние от вершин угла поворота до середины кривой к центру поворота называется биссектрисой, определяют по формуле Б = (Sec/2-1).
Разница в длине хода по тангенсам и по кривой называется домером
Д = 2Т – К. (4.15)
Угол поворота вычисляют по измеренному горизонтальному углу теодолитного хода. Величину радиуса бригада принимает самостоятельно. При выборе величины радиуса надо помнить, что между концом данной кривой и началом следующей должна быть прямая вставка длиной не менее 20 метров.
Пример. Измеренный угол теодолитного хода = 1000. Угол поворота трассы будет пр = 1800 — = 180000’ – 1000= 800. Радиус круговой кривой принимаем равным 200 м R = 200 м. По таблицам для разбивки кривых находим значения элементов кривой: Т =253,66м; К = 496,84 м; Б = 31,67м; Д = 10,48 м.
В пикетажный журнал слева от угла поворота записывают величину угла и элементы кривой, а справа – вычисление пикетажного наименования главных точек кривой.
На местности точки начала и конца кривой определяют рулеткой, откладывая от вершины угла поворота в створе предыдущего и последующего направления линии трассы значение тангенса. Эти точки закрепляют колышками со сторожками, на которых подписывают их пикетажное наименование. Середину кривой определяют при помощи теодолита, установленного в вершине угла поворота. На лимбе горизонтального круга откладывают отсчёт, равный ½ измеренного угла. Вращением лимба визируют на ПК0. Вращением алидады при закреплённом лимбе совмещают нуль лимба с нулём верньера. В створе нового направления, отложив рулеткой значение биссектрисы, находят точку середины кривой. Эту точку, как и предыдущие, закрепляют колышком со сторожком и подписывают её пикетажное наименование. Закрепив на местности главные точки кривой, приступают к разбивке пикетажа по новому направлению. Но так как на углах поворота измерение линий ведется по тангенсам, а действительная длина трассы считается по кривой, то при разбивке пикетажа необходимо учитывать домер. Для этого от вершины угла поворота в створе нового направления откладывают величину домера. В этой точке закрепляют шпильку. Разбивку пикетажа до следующего угла поворота производят от этой шпильки.
Пикеты, находящиеся на тангенсах, выносятся на кривую способом прямоугольных координат. Для этого нужно знать радиус закругления R и Х – расстояние от выносимой точки (пикета или плюсовой точки) до начала кривой. Разбивку кривой ведут от начала и конца кривой к середине. Координаты X и Y берут по радиусу из таблицы кривых Н.Ф. Федорова, где место абсциссы X даётся как разность K-X. В этом случае по тангенсу откладывают длину кривой (K 2K 3K и т.д.) отмеряют назад соответствующие значения K-X. В найденных точках (концах абсцисс) восстанавливают перпендикуляры и откладывают по ним ординаты (Y1, Y2,… Yn), получая точки кривых.
Таким же способом выносят пикеты с линии тангенса на кривую. Длина K определяется как разность пикетажных значений выносимого пикета и начала или (конца) кривой. По таблицам для заданного радиуса по длине кривой определяют K-X и Y, по которым и выносят пикет на кривую, закрепляют «сторожком» с надписью, соответствующей выносимому пикету или плюсу (рисунок 8).
/>
Рисунок 8 – Способ прямоугольных координат
5.6 Составление ведомости прямых и кривых. План трассы.
Результаты измерений и вычислений, полученных при проложении на местности трассы, сводятся в ведомость прямых и кривых, которая служит для контроля вычислений, связанных с проектированием трассы(рисунок 9).
/>
Рисунок 9 – План трассы по румбам и длинам
В приложении Б в колонке 1 записывают номера углов поворота через строчку, на первое место ставят начало трассы (ПК0), на последнее – её конец. Из журнала нивелирования выписывают величины углов поворота трассы и их пикетажное положение (колонки 2, 3, 4), а также радиусы закруглений (колонка 5).
Элементы кривой (колонки 6, 7, 8, 9) заполняют, пользуясь таблицами для разбивки кривых, входами в которые являются величина угла поворота () и радиус закругления (R).
Положение начала и конца кривой записывают в колонки 10, 11.
Длина прямой вставки равна расстоянию между началом второй кривой и концом первой (колонка12).
Расстояние между вершинами углов S (колонка 13) вычисляют как разность пикетажного положения последующей и предыдущей вершин углов поворота плюс домер предыдущей кривой (колонка 9).Азимуты и румбы, колонка 14, 15.
План трассы составляют по данным пикетажной книжки и ведомости прямых и кривых. Трассу наносят по румбам и длинам сторон в масштабе или 1:5000 – для равнинной и холмистой местности и 1:2000 – для горной местности.
Номер угла поворота
Вершина углов поворота
Вершина углов поворота
Кривая
Длины прямой вставки
Прямая
Расстояние между углами
Азимут
А
Румб
r
L пр.
L лев.
Элементы кривой
Радиус R
Тангенс Т
Кривая
К
Биссектриса
До
мер
Д
Начало кривой
Конец кривой
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
ПК 0
396,34
650
1000
ЮВ800
1
ПК6+50,00
28028/
200
253,66
496,84
31,67
10,48
396,34
893,18
333,77
880,48
128028/
ЮВ51032/
2
ПК15+20,00
32040/
450
293,09
570,14
42,06
15,96
1226,95
1797,09
ПК20
202,91
464,04
95048/
ЮВ84012/
Ведомость углов поворотов, прямых и кривых:
5.7 Вычисление азимутов и румбов направлений
участков автодороги.
Азимуты последующих направлений вычисляют по формулам
А = Аn-1 + aПРАВ. (4.16)
А = Аn-1 — aЛЕВ., (4.17)
где А – азимут определяемого направления;
Аn-1 – азимут предыдущего направления;
aПРАВ. – угол поворота вправо;
aЛЕВ. – угол поворота влево.
Для нашего примера измеренный азимут начального направления трассы нивелирного хода А1 = 1000 r=ЮВ800, измеренный угол поворота трассы aПРАВ. = 28028/ и αлев = 32040/
А2=1000 +28028/ = 128028/ r=ЮВ 51030/ ;
продолжение
--PAGE_BREAK--А3=1280 28/-320 40/= 95048/ r= ЮВ 84012/ ;
5.8 Указания к оформлению профиля.
Для вычерчивания профиля тушью все линии и надписи выполняют черным цветом. Толщина линии сетки – 0.5 мм; плана и осевой линии графы ситуации – 0.8 мм; ординат, соответствующих пикетам – 0.4 мм; плюсам – 0.2 мм; проектной линии профиля – 0.6 мм; линии земли по оси дороги – 0.2 мм.
Цифры на профиле пишут высотой: километровые знаки и пикеты, кратные десяти – 3 мм; отметки фактические, проектные и рабочие, соответствующие пикетам – 3 мм; соответствующие плюсам – 2 мм; элементы прямых и кривых, румбы – 2 мм; прочие – 1.5 мм.
Отметки реперов выписывают на профиль с точностью до тысячных долей метра. Все остальные отметки округляют до сотых долей метра. Величины прямых и кривых, начало и конец кривых подписывают с точностью до десятых долей.
Расстояние между плюсами, длину уклонов, привязку реперов к оси дороги выписывают в целых метрах.
6. Детальная разбивка закруглений.
Для детальной разбивки закругления нужно получить на местности точки закругления столь часто, чтобы между двумя соседними точками можно было считать за прямую. В зависимости от величины радиуса круговой кривой при строительстве автомобильных дорог осуществляют детальную разбивку кривых с шагом 2, 5, 10 и 20 м. Величина дуги в зависимости от радиуса кривой в нашем случае следующая
R=200м К=8
Закругления на автомобильных дорогах устраиваются с переходными кривыми и без них. По нормам технических указаний переходные кривые на лесовозных автодорогах V категории должны устраиваться при радиусах горизонтальных кривых 250 м и менее.
Переходные кривые проектируются между прямыми участками дороги и круговой кривой для того, чтобы улучшить условия движения транспорту.
Наиболее точным способом разбивки закруглений является способ прямоугольных координат, где за начало координат принимается начало и конец закруглений кривой. За положительное направление оси Х принимается направление по тангенсу от начала и конца кривой в сторону вершины угла поворота. За положительное направление оси Y принимается направление, перпендикулярное тангенсу угла, направленное внутрь угла поворота.
Прежде чем приступить к детальной разбивке кривой, необходимо по известному углу поворота a и радиусу кривой R определить основные элементы круговой кривой Т, К, Д, Б и пикетажное наименование главных точек круговой кривой: НК, К, С, К и КК. После этого приступают к детальной разбивке круговой кривой, если величина радиуса закругления больше 250 м, или к разбивке кривой со вспомогательными переходными, если радиус меньше 250 м.
Порядок работы лучше всего рассмотреть на примере.
Пример:
Дано: R = 200.00 м;
a = 320 40/;
ВУП = ПК6+50,00.
По таблице 1 Н.А. Митина находим основные элементы круговой кривой:
Т =31,71;
К = 62,11;
Д =1,31;
Б = 3,96.
Затем определяем пикетажное положение главных точек кривой
ВУП ПК 6+50.00 НКК ПК 6+18,29
— Т 0+31.71 + К 0+62,11
НКК ПК 6+18,29 ККК ПК 6+80,4
НКК ПК 6+18,29 ККК ПК 6+80,40
-t0+24,99 +t 0+24,99
КПК ПК 5+93,30 КПК ПК 7+5,40
Контроль
ВУП ПК 6+50
+Т 0+31,72
ПК 6+81,72
-D 0+1,31
ККК ПК 6+80,4
Теперь можно приступить к детальной разбивке закругления. Из таблицы 1 находим, что расстояния между точками детальной разбивки при R = 200 м должны быть 8 м. Число точек детальной разбивки определится из формулы n = (T + t) м:
Для каждой из них найдём прямоугольные координаты X и Y из таблицы детальной разбивки закругления с переходными кривыми (таблица 2) и сведём их в новую таблицу 3.
Таблица 2 – Таблица детальной разбивки закругления с переходными кривыми
К
Х
Y
R=200
10
10
0,01
20
20
0,10
30
30
0,32
40
39,99
0,76
50
49,96
1,49
60
59,90
2,57
70
69,79
4,08
80
79,6
6,06
Отступив от нижнего края листа миллиметровой бумаги 3 см, проводим карандашом тонкую линию, на левом краю которой выбираем точку НПК.
Отложив от неё в масштабе 1: 500 длину (T + t), получаем точку ВУП. При ВУП строим транспортиром величину левого угла поворота трассы. На новом направлении также отмеряем (T + t), фиксируем третью главную точку закругления – КПК.
Для нахождения положения точки СКК прочерчиваем биссектрису угла между направлениями трассы и откладываем на ней (Б + ).
Затем, пользуясь таблицей 5, наносим на чертёж все точки детальной разбивки по их прямоугольным координатам X и Y.
Соединив главные точки закругления и точки детальной разбивки плавной кривой линией, получаем графическое изображение закругления.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проведения курсовой работы научился: обрабатывать журнал геометрического нивелирования. Так же на практике построил:
1) продольный профиль лесовозной дороги V категории в условиях Дементьевского лесничества,
2) детальную разбивку закруглений,
3) план трассы по румбам и длинам.
В целом был закреплён теоретический курс по предмету «Инженерная геодезия».
Литература.
1. Инструкция по проектированию лесозаготовительных предприятий – Ленинград 1984 – 186 с.
2. Митин Н.А. Таблица для разбивки кривых на автомобильных дорогах — М. Недра 1978 – 496 с.
3. Мачернис Н. А. Проектирование лесовозной автомобильной дороги и вертикальная планировка строй площади.
4. Методические указания для студентов специальности 2601 с. Красноярск СибГТУ 1980 – 36 с.
5. Основы инженерной геодезии: Учеб.-3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа; Издательский центр «Академия», 1999.-300 с.: ил.