Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Геодезические разбивочные работы

..pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11 Mб
Скачать

ограничиться двумя треугольниками погрешностей abc и аса (рис. 47).

Искомая точка получается как средневесовое из намеченных точек С и С" двух треугольников погрешностей.

§ 30. Способ микротриангуляции

Этот способ применяется в том случае, когда способом прямой однократной засечки не достигается заданная точность, нет допол­ нительных направлений и имеется возможность установить инстру­ мент в предварительно вынесенной точке С прямой засечкой.

 

В треугольнике

АВС0

тщательно из­

 

меряют

три

угла

а,

ß и у

(рис. 48).

 

После уравновешивания измеренных углов

 

вычисляют

координаты

точки

С (ХСа

 

и 0 ), определяют поправки

 

о* и

 

из решения обратной задачи между про­

 

ектными координатами Хс,

Yc

 

и вычи­

 

сленными. Пользуясь поправками ох

и о^,

 

точку С переносят в натуру

способом

 

редуцирования. Координаты точки С0

 

вычисляют в системе

координат

пунктов

 

геодезической основы А и В.

 

 

АВС0

Рис. 48

Измерение углов в треугольнике

в каждый угол равна

должно

быть равноточным.

Поправка

одной трети

угловой невязки с обратным

знаком. Затем вычисляют координаты точки. С0 по известным формулам Юнга

Хс« = X/

(XB-XA)ctga+(YB-YA)

 

_

(V.92)

c t g a + c t g ß

 

 

 

 

Yc0=Yy

• (YB-YA)ctga

+

(XA-XB)

 

c t g a + c t g ß

 

 

 

 

 

Следует помнить, что после фиксации точки С0 способом прямой угловой засечки все углы измеряются заново с необходимой точ­ ностью.

В практике инженерно-геодезических разбивочных работ в на­ чальной стадии положение точки С может быть получено предвари­ тельно из разбивки любым способом. По мере возведения сооружения, когда появляется возможность (условия) установки инструмента на частично возведенном инженерном сооружении, осуществляют уточ­ нение выполненных разбивочных работ способом микротриангу­ ляции.

При проектировании метода микротриангуляции следует учиты­ вать, чтобы в период геодезических измерений по направлениям АС и ВС была прямая видимость. Углы при засекаемой точке должны быть в пределах от 60 до 120°. Если стороны микротриангуляции

144

небольшие, то элементы центрировок и редукций будут пренебрегаемыми величинами.

Точность угловых измерений зависит от требуемой точности по­

влияния погрешностей угловых измерений и конструкции засечки будет

Ос=

ä r r j / f K

+ n

(V.93)

р

sm V

ß и у

стандарт ос из-за

ложения точки С. При измеренных углах а,

или

Полный стандарт положения точки С с учетом погрешностей из­ мерения базиса и его ориентирования относительно вершины А составляет

 

 

0c^^à±±f_^

p"2

+

( ^ y b

. +

4

p"2

j , ,

 

(v.95)

 

 

и

3 sm2 Y

 

V с )

 

 

 

 

 

где

a, Ъ, с — стороны треугольника, -у- — относительная

погреш­

ность определения длины базиса

разбивки, о"с — стандарт

ориенти­

рования базиса

разбивки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Без учета погрешностей исходных данных

 

 

 

 

 

 

 

^

"

+

У

4

-

 

 

 

(V.96)

 

 

 

u

 

3 sin2

у

2

 

 

 

4

'

 

Анализ

этой

формулы показывает,

что

минимальное

значение

ос

имеет

при

у = 103°40'

и a

 

= ß =

38°10'.

Если у = 90°,

то

Сравнение способов прямой засечки и микротриангуляции пока­ зывает, что способ микротриангуляции в случае у ^ 50° уменьшает величинуос примерно в полтора раза. При 70° <<у -<1600 их точ­ ность примерно одинаковая.

При заданной величине ос с учетом размеров и формы треуголь­ ника допустимая погрешность измерения углов определяется по формуле

/ 3 .

(V.98)

Если точка микротриангуляции определяется с трех направле­ ний АС, ВС и DC, то можно рассматривать два полных треугольника микротриангуляции ABC и BCD, в каждом из которых можно рассчи­ тать ап И О „ . Тогда стандарт положения точки способом микротриангуляции будет

<

ѵ - 9 9 )

10 заказ 2181

145

при

 

 

 

 

°c =

fë.

(V.lOO)

Если точка С определена способом микротриангуляции из п

пунктов опорной

сети, то

 

 

 

0 С = — /

°

(V.101)

 

р ' У 2 ( п - 1 )

'

где о? — стандарт

уравновешенного

угла, а0 — средняя длина сто­

роны микротриангуляции.

 

 

Пример. Определить полный стандарт выноса центра опоры

моста на ее фундамент способом микротриангуляции,

если а = Ъ =

— 400 м, с = 500

м. Угол при засекаемой точке у =

80°. Стандарт

измерения угла аа = 10".

 

 

Относительная погрешность измерения базиса-^- =

150000'а с т а н '

дарт направления базиса о"с = 3".

Тогда по формуле (Ѵ.95) найдем, что

аЬ = 495 + 7 + 36 = 538, 0 С = 23,2 мм.

 

 

При разбивке

с двух

таких

базисов по формуле

(V.100) ос

=

= 16,5 мм. Если

точка

будет

выноситься из четырех

пунктов при

среднем расстоянии до нее а0 = 400

м, по формуле (V.101) получим

 

 

0с =

8,2

мм.

 

 

§ 31. Способ проектного полигона

Способом проектного полигона выполняется разбивка вытяну­ тых линейных подземных и надземных сооружений, например тон­ нелей, а также каналов, дорог, трасс ЛЭП, газопроводов и других сооружений на закрытых участках (лес) или на открытых участках, но при слабом развитии исходных геодезических пунктов и отсут­ ствии твердых контуров.

Этот способ часто называют способом полигонометрии. Он заклю­ чается в последовательном применении полярного способа опреде­ ления положения точек сооружения. Разбиваемые точки сооруже­ ния включаются в полигонометрический или теодолитный ход, про­ кладываемый от пункта геодезической основы. Хода могут быть висячими или разомкнутыми. При разомкнутом ходе использование полярного метода разбивки приводит к образованию невязки в по­ лигоне, величина и направление которой определяются на местности.

Уравновешивание проектного полигона в натуре сводится к пе­ ремещению его пунктов параллельно невязке fs и пропорционально длине по направлению, обратному направлению невязки (рис. 49).

146

Перемещение на величину Ô, подсчитывается по формуле

і

 

ô < = ~ w 2 s < -

( У Л 0 2 )

В случае разомкнутого хода контроль разбивочных работ осу­ ществляется путем повторных измерений горизонтальных углов и длин линий s. Практика подсказывает, что рационально, с точки зрения точности и затрат времени на про­ изводство полевых и камеральных работ, О проектные полигоны делать вытянутыми, прямолинейными с примерно равными сторонами.

Точность определения вершин проект­ ного полигона обусловлена погрешностями измерения углов и отложения сторон, погрешностями исходных данных и кон­ струкцией хода (изломанность полигона, длина сторон и число вершин). Стандарт положения конечной точки вытянутого висячего полигона с примерно равными сторонами относительно начальной точки составляет

 

а» = и* [s]

+

W И 2

+ - j j

[s]2 ^ Ц ^ - ,

 

 

 

 

 

 

 

(V.103)

где

и —коэффициенты

случайного

и

систематического

влияния

линейных

измерений,

[s] — периметр

полигона,

ор — стандарт

 

построения

горизонталь­

ных углов, п — число сторон

проектного

полигона.

 

 

 

 

 

 

При

расчете

ожидаемой

погрешности положения конечной

точки проектного полигона коэффициент р, выбирают в зависимости от мерного прибора, которым переносят в натуру длины линий.

Коэффициент % считают равным 1/40 р.

Величину стандарта угловых измерений aß принимают в зави­ симости от применяемой методики построения углов и инструментов.

Определяют стандарт продольного at и поперечного аи

сдвига

конечной точки висячего

хода

 

 

Ö?==M-2 [S] +

A , 2 [ S ] 2 ,

(V.104)

0 "

pa l b J

3

(V.105)

 

10*

 

 

147

Для ломаного хода стандарт положения конечной точки хода вычисляют по формуле

oc

= ^[s]

+ X^ + ^lDln+1],

(V.106)

где L — длина замыкающей

хода; Dit п+г — расстояние от точки і

хода до конечной точки хода.

проложенного

Для разомкнутого

полигонометрического хода,

между двумя твердыми пунктами, с наименьшей точностью опре­ деляется точка в середине хода. Считают, что стандарт положения этой точки равен половине стандарта положения конечного пункта

до уравновешивания.

 

 

 

 

 

Если вычисления произведены

по

неуравненным

углам,

то

ob = ^

[s] + № + _р

2f tlI -Zn )+ -l .t lMi i ] '+ рb2 . D>n+1, i +

(V.107)

где L — длина

замыкающей

хода,

Dn+ltl

— расстояние

между

ко­

нечной точкой хода (точкой с номером n + 1) и точкой хода с но­

мером г, оа — стандарт исходного дирекционного угла, о( к _н ) — стандарт положения конечного исходного пункта относительно на­ чального.

При вычислениях по предварительно уравненным углам вели­

чина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ol = iL*ls] + WL* + ^

lDl,t]

+ ^-(Dl1

+ Dl,lt,1)

+ ^_B,

(V.108)

где D0 1

— расстояние

от центра тяжести хода до начальной точки;

D0i п+1

расстояние

от

 

центра

тяжести хода

до

 

конечной

точки;

D0t

— расстояние

от

центра тяжести

хода до

точки

с номером і.

Для полигонометрических ходов вытянутой формы с примерно

равными

сторонами формулы

вычисления

стандарта

ос

будут:

 

а) при вычислении

по неуравненным

углам

 

 

 

 

 

 

ab = }i2L +

+ -^- L*kt

+ ~

I? + öfK_H) ;

 

(V. 109)

б) жрн вычислении

по предварительно уравненным углам

 

 

ol = ^L

 

+ KL* + ^L4

+ ^

^

+ оІ^.

 

(V.110)

В этих формулах к1

и к составляют,

 

 

 

 

 

 

для

п ^

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для

п <

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

_ 2"

2

+ Зга+1

7 _ г е 2 +

3га+1

,

 

 

 

 

 

/С,

 

 

 

И К —

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

12«

 

 

 

 

 

где п — число сторон полигонометрического хода.

118

Часто в полигонометрическом ходе стандарт периметра хода раскладывают на продольную погрешность, направленную вдоль замыкающей хода, и поперечную, направленную по перпендикуляру к продольной (рис. 50).

При этом средняя вели-

%

чина

продольной

погреш­

ности

равна

 

 

 

-3

(V.111)

 

 

12

 

 

апоперечной

*= ц"£+Я,2 2Л (V.112)

Их легко определить гра­ фически. Для этого на чер­ теже в мелком масштабе на­ носят полигонометрический ход, а в крупном масштабе параллельно осям координат откладывают невязки хода f

и/у, а по ним находят /8 =x

=М. С конечной точки С опускают перпендикуляр на замыкающую полигонометри-

ческого

хода.

Величина

Рис.

50

перпендикуляра

— попереч­

от основания

перпендикуляра

ная невязка t, а

часть замыкающей

до

конца

полигонометрического

хода — продольная невязка.

При

этом

 

 

 

 

 

 

 

t2 + u* = Px

 

(V.113)

Рис. 51

Аналитически величины t и и определяют по формулам

t

/ г [ Д Х ] + / у [ Д У ]

(V.114)

 

 

и =

/ У [ Д Х ] - / Х [ Д У ]

(V.115)

 

При разбивочных работах ход считается достаточно вытянутым, если направления сторон хода отклоняются от замыкающей не более

149

чем на 8° и вершины отклоняются в обе стороны от замыкающей хода. Если условия разбивки требуют создания углов поворота, то необходимо наблюдать контрольные диагонали (рис. 51).

§32. Разбивка точек сооружений методом редуцирования

Впредыдущих параграфах рассмотрены различные способы разбивки инженерных сооружений в предположении, что построен­ ный угол и отложенное расстояние точно соответствуют проектным величинам.

Однако на практике это соответствие не соблюдается из-за того, что однократно построенные углы и расстояния обладают погрешно­ стями, чаще всего систематического характера. Поэтому при точной и высокоточной разбивке точек сооружения применяют метод реду­ цирования, основанный на смещении (редукции) приближенной точки в проектное положение по разности проектных и измеренных (фактических) координат проектной точки, т. е. по величинам

Rx =

— Хр ;

BY =

Yl-Yp;

 

 

R = VW+R\;

 

 

 

(V.116)

 

 

 

RY

 

 

 

 

 

 

aR = arc tg -5— ,

 

 

 

 

 

 

 

Rx

 

 

 

р , Yv

где

Xp, Y' — проектные координаты разбиваемой точки; Х

измеренные координаты приближенной точки, полученные с необ­

ходимой точностью из многократных наблюдений; R,

Rx,

Ry —

общая редукция и ее проекции на оси координат; aR

— дирекцион-

ный угол

общей редукции.

 

 

 

 

 

Направление смещения полученной точки в проектное положение

определяется знаком редукций Rx

и RY.

Смещение

точки

осуще­

ствляется

либо способом прямоугольных

координат

по

величинам

Rx

и Ry,

либо способом полярных координат по величинам aR и R.

вой

Редуцирование выполняется при помощи восковки, миллиметро­

бумаги, угольника, теодолита

и т. п. Выбор способа

зависит

от величины редукции. При больших смещениях точек редуцирова­ ние осуществляют полярным способом с применением теодолита. Нулевой диаметр лимба ориентируется по оси X—X при установке на нем отсчета, равного дирекционному углу линии, и наведении визирной оси трубы на ее конечную точку. Необходимо стремиться, чтобы редукции были минимальны, что обеспечивается возможно более точным перенесением в натуру предварительной точки на сооружении. Измеренные координаты этой точки можно получать по известным формулам геодезии, однако это требует громоздких вычислений и приводит к задержке строительно-монтажных работ.

150

Ниже рассматриваются простые дифференциальные формулы для определения редукций по разности измеренных и проектных элементов разбивки (расстояний и углов) применительно к различ­

ным

способам перенесения точек сооружений в натуру

[7].

В

формулах применены следующие обозначения:

точки от

s, s0

— измеренное и

проектное

расстояния разбиваемой

пункта геодезической

основы; ß,

ß° измеренный и проектный го­

ризонтальный угол; левым углам, отсчитываемым от опорной линии по ходу часовой стрелки, присваивается знак плюс, а правым, отсчитываемым против хода часовой стрелки, — знак минус; а, а0 — измеренный и проектный дирекционный угол направления с опор­

ного

на

разбиваемый

пункт; Р, Р° — фактическое

(измеренное)

и проектное положение разбиваемой точки; 1, 2, 3,

4 — пункты

опорной

геодезической

 

 

сети;

р — число

секунд

 

 

в радиане.

 

 

 

 

1. С п о с о б

п о л я р ­

 

 

н ы х

52).

к о о р д и н а т

 

 

(рис.

Этим

способом

 

 

разбивают

приближенно

 

 

точку

Р,

производят

из­

 

 

мерение

горизонтального

 

 

угла

ß и расстояния

s.

 

 

Вместо измерения горизон­

 

 

тального угла можно при­

 

 

менить гиротеодолит, опре­

Рис. 52

 

делить

дирекционный

 

 

 

угол «направления 1 — Р.

Дифференцируя известные формулы приращений координат по переменным s и а и заменяя дифференциалы ds и da поправками

 

 

As = s° s;

 

 

 

Да= Aß = a°-<x = ß f

t - ß ,

(V.117)

получим

выражения для

редукций

 

 

 

 

 

so sin ao

•Aß;

(V.118).

 

Д х - = Ascosa0 - ^ 5 1 * " 0

 

 

 

P

 

 

 

R у = As sin a0 so cos ao

Aß.

 

При

a0 О приходим

к

известному

простому

выражению

 

 

Rx

= As = s° — s;

 

 

 

 

 

Ä r = - ^ A ß ,

 

(V.119).

широко используемому в практике инженерно-геодезических работ. Метод можно использовать при восстановлении осей различных сооружений, контроле монтажа строительных конструкций, испол­

нительной съемке сооружений и т. п.

151

2. С п о с о б п р я м о у г о л ь н ы х к о о р д и н а т (рис. 53). Измеряемые разбивочные элементы: абсцисса d, горизонтальный угол ß и ордината I. Допустим, что вспомогательная створная точка С отклонилась от направления опорной линии 1 2 на угол Да

и разбиваемая точка займет положение Р. Аналогично предыдущему

способу

можно вывести:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rx

= ( A d - /° ^ Ш . ) cos « о - ( M + d

 

sin a°;

 

 

 

RY

= (Ad - Z° A a

+ A ß ) sin a» +

(AZ + d -jS-) cos a°;

 

(V.120)

 

 

Aa = a ° - a ;

Aß = 90° + ß или Aß = 270° + ß;

 

 

 

 

 

 

 

A s - s ° - s ; AZ = Z°-Z,

 

 

 

 

 

 

 

 

где d,

d° — измеренная и проектная

абсцисса разбиваемой точки;

I, 1° — измеренная и проектная

ордината

разбиваемой

точки; если

разбиваемая точка лежит справа

от опорной линии 1—2, то

I при­

 

 

 

 

 

 

 

сваивается

знак

 

плюс,

если

 

 

 

 

 

 

 

слева,

то

минус;

 

ß — изме­

 

 

 

 

 

 

 

ренный горизонтальный угол

 

 

 

 

 

 

 

на вспомогательной точке С;

 

 

 

 

 

 

 

Aß — отклонение

 

угла

ß от

 

 

 

 

 

 

 

90 или

270°

соответственно

 

 

 

 

 

 

 

для

разбиваемой

 

точки, ле­

 

 

 

 

 

 

 

жащей слева и справа от

 

 

 

 

 

 

 

опорной линии 1

 

 

2; верхний

 

 

 

 

 

 

 

знак

(минус)

в

 

выражении

 

 

 

 

 

 

 

(V.120)

принимается

для ле­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вых углов и нижний (плюс) —

 

 

Рис. 53

 

 

 

 

для

правых;

Да — угол от­

точки С от створа опорной линии

 

 

клонения

вспомогательной

 

1—2; если точка С отклоняется

вправо, то Да имеет знак плюс,

 

если влево — минус.

 

 

 

 

Введя

обозначения

 

 

 

Aa+Aß

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ad-Z°

 

 

 

 

 

 

 

 

(V.121)

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AZ+d — = Z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

получим

 

 

1

 

n

^>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rx = tx

cos a0 12 sin

a8;

 

 

 

 

 

 

(V.122)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•ff y — h

sin a0

+ 1 a cos

ae.

 

 

 

 

 

 

 

 

152

Например, при

s0 = 80 м; = 20 м; Да = —45"; Aß = - 2 ' ;

а0 = 60°; Ad = 18

мм; Al = —12 мм получим

,1 = 1 8 _ 2 0 і _ _ т = 34,0мм;

*,= - 1 2 + 8 0 | , ~ 4

5 ) = -29,4 мм;

 

Вх

= 34,0-0,50 + 29,4-0,87 = 42,5 мм;

 

Я у

= 34,0-0,87-29,4-0,50=14,9 мм.

 

При а° = 0, что имеет место

при разбивке точек

от пунктов

строительной сетки, выражения

(V.122) принимают

вид:

 

Rx

= h;

(V.123)

 

RY

= h.

 

Если Да = 0, т. е. когда вспомогательная точка С находится в створе опорной линии, формулы (V.120) выразятся следующим образом:

RX=~- ( A d - Z ° y - ) c o s a ° - A Z s i n a ° ;

(V.124)

Ry = (Ad — Z°-^-)sina° + Al cos а0 .

 

При Aß = 0 выражение (V.124) принимает вид

 

RX

= A d cos а0 AI sin а0 ;

 

RY=

Adsma° + AZcosa°,

(V.125)

т. е. получены формулы, аналогичные выражению (V.118) для спо­

соба полярных координат, где поперечный сдвиг точки Al =S s —.

Метод можно применять для разбивки сооружений большой протяженности от параллельных осей, а также для редуцирования пунктов строительной сетки. Такой способ вычисления координат пунктов строительной сетки предложен В. Н. Ганыпиным и Л. С. Хреновым [20].

 

3. С п о с о б п р я м о й

у г л о в о й

з а с е ч к и .

Рабочие фор­

мулы для вычисления редукций имеют вид

 

 

 

 

 

= -г-

2 -г- Aßi,

 

(V.126)

 

 

RY

 

 

гдо

 

sin al

К )

 

 

sin «g

гУ

 

 

 

 

 

 

 

p «о - ,o ,

я2 -р—^ 5 —

ц-;

 

 

 

У?

(ЬЛ

-

РЛ5П?

 

 

 

e i = P

»1

"1

;

°2 — p — ^ — = - 7 5 - ;

(V.1Z7

 

 

 

 

*j

«S

 

153