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

Инженерная геодезия

.pdf
Скачиваний:
186
Добавлен:
29.03.2015
Размер:
3.9 Mб
Скачать

2.3. Указания к выполнению работы

Математическая обработка результатов нивелирования делится на предварительные (обработка полевых журналов) и окончательные вычисления. При окончательных вычислениях оценивается точность результатов нивелирования, уравниваются результаты измерений и вычисляются отметки пикетов и плюсовых точек.

Для примера всех вычислений исходные данные и результаты математической обработки приведены табл. 4. Угол поворота правый на пикете 3+15 φ = 43°26', радиус кривой R = 150 м, начальное направление r = ЮЗ 62°15'. Пикетаж приведен на рис. 7.

2.3.1. Вычисление превышений между связующими точками

Превышения вычисляются по формулам

hч = Зч Пч; hкр = Зкр Пкр,

где hч и hкр – превышения, определяемые по черной и красной сторонам рейки, мм;

Зч и Зкр – отсчеты по черной и красной сторонам задней рейки; Пч иПкр – отсчеты по черной и краснойсторонам передней рейки. Если hч hкр ≤ ±5 мм, то вычисляются средние превышения

hср = 0,5 (hч + hкр).

Средние превышения вычисляются до целых миллиметров, т.е. принеобходимости результат округляется по правилу округления.

Превышения h и средние превышения hср записывают в графы 6; 7; 8 и 9 табл. 4 с соответствующим знаком.

Для примера приведены исходные данные в табл. 4. Все вычисления в примере относятся к результатам данной таблицы.

Пример вычисления превышений

– превышение между пикетами пк0–пк1:

hч = Зч Пч = 09112132 = −1221; hкр = Зкр Пкр =5595 6815 = −1220;

hср = 0,5 (hч + hкр )= 0,5 ((1221) +(1220))= −1220.

31

32

Таблица 4

Ведомость геометрического нивелирования (пример)

 

 

Отсчеты по рейке

Превышения

Средние

 

 

Номер

Номер

превышения

Горизонт

 

 

 

 

 

 

Отметки

станции

пикета

Задний

Перед-

Проме-

+

+

инструмента

 

 

ний

жу-

 

 

 

 

 

точный

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

пк0–пк1

0911

2132

 

 

1221

 

–2

 

167,284

 

 

5595

6815

 

 

1220

 

1220

 

 

2

пк1–x1

1544

2568

 

 

1024

 

–2

 

166,062

 

 

6227

7250

 

 

1023

 

1024

 

 

3

x1–пк2

1567

1481

 

86

 

–2

 

 

165,036

 

 

6251

6164

 

87

 

86

 

 

 

4

пк2–пк3

2134

1511

 

623

 

–3

 

167,254

165,120

 

 

6816

6195

 

621

 

622

 

 

 

 

+45

 

 

2283

 

 

 

 

 

164,971

 

10Л

 

 

2178

 

 

 

 

 

 

 

25Л

 

 

2328

 

 

 

 

 

 

 

12П

 

 

1284

 

 

 

 

 

 

 

25П

 

 

1058

 

 

 

 

 

 

5

пк3–x2

0660

2382

 

 

1722

 

–3

 

165,739

 

 

5346

7065

 

 

1719

 

1720

 

 

6

x2–пк4

1529

1613

 

 

84

 

–3

 

164,016

 

 

6212

6295

 

 

83

 

84

 

 

Контроль

44792

51471

 

1417

8096

708

4048

 

 

 

 

– 6679

 

– 6679

– 3340

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание

табл. 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отсчеты по рейке

Превышения

Средние

 

 

 

Номер

Номер

превышения

Горизонт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отметки

станции

пикета

Задний

Перед-

Проме-

+

 

+

 

инструмента

 

 

 

ний

жу-

 

 

 

 

 

 

 

 

точный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

 

7

8

 

9

10

 

11

7

пк4–пк5

2132

0612

 

1520

 

 

–2

 

 

166,061

 

163,929

 

 

6817

5295

 

1522

 

 

1521

 

 

 

 

 

 

+63

 

 

1499

 

 

 

 

 

 

 

 

164,562

8

пк5–пк6

2745

1296

 

1449

 

 

–2

 

 

168,193

 

165,448

 

 

7429

5978

 

1451

 

 

1450

 

 

 

 

 

 

+37

 

 

2582

 

 

 

 

 

 

 

 

165,611

 

+75

 

 

1876

 

 

 

 

 

 

 

 

166,317

9

пк6–пк7

2548

1494

 

1054

 

 

–2

 

 

 

 

166,896

 

 

7232

6177

 

1055

 

 

1054

 

 

 

 

 

 

пк7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

167,948

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контроль

28903

20852

 

8051

 

0

4025

 

0

 

 

 

 

 

8051

 

8051

 

4025

 

 

 

 

33

Рис. 7. Пикетаж трассы

Превышение между пикетом 1 и «иксовой» точкой х1: hч = Зч Пч =1544 2568 = −1024;

hкр = Зкр Пкр = 6227 7250 = −1023;

hср = 0,5 (hч + hкр )= 0,5 ((1024) +(1023))= −1024.

Все результаты вычислений занесены в табл. 4 в соответствующую графу.

2.3.2. Постраничный контроль

Затем на каждой странице производят постраничный контроль, т.е. контрольные вычисления с целью выявления возможных погрешностей, допущенных в процессе вычислений превышений.

Данный контроль выполняется для каждой страницы отдельно. Для контроля вычисления превышений суммируются числа по столбцам (3); (4); (6); (7); (8); (9) для каждой страни-

цы. Если вычисления превышений и средних превышений выполнены без ошибок, то выполняется равенство

(3)(4)= (6)(7)2 (8)(9) .

За счет округления величина 2 (8)(9) может отличаться от разности (6)(7) не более чем на 4–5 мм. Расхождения объ-

ясняются возможными отклонениями вследствие округлений при выведении среднего.

34

Если постраничный контроль не выполняется, то необходимо пересчитать превышения h, средние превышения hср и суммы по столбцам 3; 4; 6; 7; 8 и 9.

Пример вычисления постраничного контроля

Суммы по столбцам:

– на странице 1 (см. табл. 4)

(3)= 44 792;

(4)=51 471;

(6)=1417;

(7)=8096;

(8)= 708;

(9)= 4048.

Вычисляются разности

 

 

44 792 51 471 =1417 8096 2 (708 40 485).

Контроль:

6679 = −6679 2(3340);

– на странице 2 (см. табл. 4)

 

(3)= 28 903;

(4)= 20 852;

(6)=8051;

(7)= 0;

(8)= 4025;

(9)= 0.

Вычисляются разности

 

 

28 903 20 852 =80510 2(4025 0).

Контроль:

+8051 = +8051 2(+4025).

Контроль получился.

Окончательные вычисления начинаются с оценки точности результатов нивелирования путем определения величины невязки хода fh.

35

2.3.3. Вычисление высотной невязки нивелирного хода

Невязка (расхождение) между суммой полученных из нивелирования превышений и теоретической суммой превышений допускается не больше определенной величины, устанавливаемой техническими условиями на производство данного вида работ. Если невязка хода окажется больше допустимой, измерения в нивелирном ходе переделывают.

Невязка fh разомкнутого нивелирного хода вычисляется по формуле

fh = hср (Нк Нн ),

где hср – сумма средних превышений по всему ходу, мм;

Hк и Hн – отметки конечной и начальной точек хода (подставляются в мм). В примере это отметки пикетов пк0 и пк7. В задании

Hн = НRp19 и Hк =HRp20.

хода fh

 

Вычисленная невязка

сравнивается с допустимой

fh доп :

 

 

fh

= ±50

L,

доп

 

где L – длина трассы, км.

Вычисленная допустимая невязка получается в мм. Сравниваются невязки вычисленная и допустимая. Если вы-

численная невязка больше допустимой (f h > f h доп ), то тщательно проверяют вычисления, записи и знаки чисел. Если вычисленная невязка fh меньше или равна допустимой (f h f h доп ), то высотная

невязка fh распределяется поровну на каждое среднее превышение с противоположным знаком.

Поправка в превышения вычисляется по формуле

δh = − fmh ,

где m – число средних превышений.

36

Поправки округляются до целых миллиметров и подписываются над средними превышениями (см. табл. 4).

Контроль вычисления и распределения поправок: сумма поправок должна равняться невязке с противоположным знаком, т.е.

δh = −(f h ).

Пример вычисления высотной невязки

Высотная невязка хода

f h = −3340 + 4025 (167948 167284)= +21 мм.

Допустимая невязка хода (в примере длина хода 700 м)

f h доп =50

L =50 0,7 = ±41,8 мм.

Сравниваются невязки

f h f h доп , т.е. +2141,8. Условие

выполняется, поэтому вычисленная невязка (+21 мм) распределяется. Поправка записывается с противоположным знаком над средним превышением (см. табл. 4).

Сумма поправок

δh = −2 2 2 3 3 3 2 2 2 = −21.

Сумма поправок равна невязке с противоположным знаком. Контроль получился.

Обратите внимание: одни поправки 2 мм, а другие 3 мм, т.е. нет дробных чисел.

2.3.4. Вычисление отметок связующих точек

Отметки связующих точек нивелирного хода вычисляются по формуле

H n+1 = H n +(hср +δh ),

где Нn+1 – отметка последующей точки, м; Нn – отметка предыдущей точки, м; hср – среднее превышение;

δh – поправкав среднее превышение.

37

Отметка исходной точки Hпк0 нивелирного хода в рассматриваемом примере задается в условной системе высот. Отметки остальных точек вычисляются относительно исходной.

Контроль вычисления отметок связующих точек: вычисленная отметка конечной точки Hк совпадает с заданным значением.

Пример вычисления отметок связующих точек

H1 = H 0 +(hср +δh )=167 284 +(1220 2)=166 062 мм= 166,062 м; H x1 = H 1 +(hср +δh )=166 062 +(1024 2)=165 036 = 165,036 м; H 2 = H x1 +(hср +δh )=165 036 +(86 2)=165120 = 165,120 м;

H 3 = H 2 +(hср +δh )=165120 +(622 3)=165 739 =165,739 м; H x2 = H 3 +(hср +δh )=165 739 +(1720 3)=164 016 =164,016 м; H 4 = H x2 +(hср +δh )=164 016 +(84 3)=163932 =163,929 м;

H 5 = H 4 +(hср +δh )=163929 +(15212)=165 448 =165,448 м; H 6 = H 5 +(hср +δh )=165 448 +(1450 2)=166 896 =166,896 м;

H 7 = H 6 +(hср +δh )=166 896 +(1054 2)=167 947 =167,948 м.

Контроль вычисления отметок связующих точек получился. Вычисленная отметка записывается в строку, где номер пикета

повторяется. Это важно, так как облегчает чтение и работу с отметками при построении профиля (см. табл. 4).

2.3.5. Вычисление отметок промежуточных точек

Отметки промежуточных точек вычисляются через горизонт инструмента (ГИ), определяемый по формуле

ГИ = Нзадн. пк +ачерн,

где Нзадн. пк – отметка заднего пикета на станции, мм; ачерн – отсчет по черной стороне рейки на заднем пикете, мм.

38

Отметка промежуточной точки вычисляется по формуле

H пр = ГИс,

где с– отсчет по черной сторонерейкина промежуточной точке, мм.

Пример вычисления отметок промежуточных точек

На станции4 задней точкой является пикет2, пикет 3 – передний. Берется отметка заднего пикета 165,120 и к ней прибавляется задний отсчет по черной стороне рейки 2134. При вычислении отметка задней точки записывается в миллиметрах, а затем результат

переводится в метры:

ГИ = Нпк2 +ачерн =165120 +2134 =167 254 мм =167,254 м.

Отметка плюсовой точки +45 вычисляется по формуле

H +45 = ГИ2283 =167 254 2283 =164 971 =164,971.

Отметки точек на поперечнике вычисляются также через горизонт инструмента ГИ:

H 10Л = ГИ2178 =167 254 2178 =165 076 =165,076; H 25Л = ГИ2328 =167 254 2328 =164 926 =164,926; H12П = ГИ1284 =167 254 1284 =165 970 =165,970; H 25П = ГИ1058 =167 254 1058 =166196 =166,196.

Отметки плюсовых точек 37 и 75 между пикетами пк5 и пк6 вычисляются по формулам

ГИ = Нпк5 +ачерн =165 448 +2745 =168193 =168,193; H +37 = ГИ2582 =1681932582 =165 611 =165,611; H +75 = ГИ1876 =1681931876 =166 317 =166,317.

Результаты вычислений записываются в соответствующую строку граф 10 и 11 табл. 4.

39

2.3.6. Вычисление элементов кривой

Для построения профиля необходимо вычислить элементы кривой: Т – тангенс, К – кривая, Д – домер, Б – биссектриса.

Элементы кривой вычисляются по следующим формулам:

Т = R tg

φ

;

К = R

φ

;

2

360

 

 

 

1

 

Д = К;

 

Б= R

 

R,

 

cos0,5φ

 

 

 

 

 

 

где R – радиус кривой, м;

ϕ – угол поворота трассы.

Пример вычисления элементов кривой

Впримере угол поворота ϕ = 43°26, радиус кривой R = 150 м.

Т= R tg φ2 =150tg 432o26=59,74 м;

К= R 360φ = 2 3,14 150 43360o26=113,65 м;

Д= К = 2 59,74 113,65 =5,83 м;

Б = R

 

1

1

=150

1

1

=11,46 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos0,5φ

 

cos0,5 43o26

 

 

2.3.7. Вычисление пикетажного значения главных точек кривой

Главные точки кривой – это начало кривой (НК), середина кривой (СК) и конец кривой (КК). Пикетажное значение показывает расстояние от начала трассы (НТ) до соответствующей точки.

Вычисление пикетажного значения главных точек кривой выполняется по следующим формулам:

пкНК = пкВУ – Т; пкКК = пкНК + К; пкСК = пкНК + 0,5К.

40