Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ»
(ФГБОУ ВПО «СГУГиТ»)
Институт геодезии и менеджмента
Кафедра инженерной геодезии и
маркшейдерского дела
Практическая работа №2
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ДАННЫХ
ДЛЯ ПЕРЕНЕСЕНИЯ ТРАССЫ
ТОННЕЛЯ МЕТРОПОЛИТЕНА В НАТУРУ
Выполнил: Проверил:
Ст.гр. ПГ-51 Чешева И. Н.
Коровайцев М. А.
Новосибирск 2015г.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Ознакомиться с комплексом инженерно-геодезических работ, а также аналитических расчетов, которые выполняются при подготовке данных, необходимых для выноса трассы тоннеля в натуру.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:
1. Вычислить элементы круговой кривой (Т, К) и длину неправильного пикета.
2. От заданного пикетажного значения начала круговой кривой левого тоннеля (НКК лев), вычислить пикетаж точки ККК по разбивочной оси левого тоннеля, а также НКК и ККК правого тоннеля.
3. Вычислить координаты пикетов, расположенных на прямых участках разбивочной оси, и координаты характерных точек трассы (НКК, ВУ, ККК) левого и правого тоннеля с контролем вычисления координат 16-го пикета.
4. Вычислить координаты пикетов, расположенных на криволинейном участке разбивочной оси тоннеля, двумя способами:
а) через центральные углы;
б) по стягивающим хордам.
5. Вычислить координаты начал переходных кривых.
6. Вычислить пикетажное значение начал и концов переходных кривых.
7. Вычислить координаты концов переходных кривых по оси пути тоннеля двумя способами:
а) через центр круговой кривой;
б) через абсциссу и ординату конца переходной кривой.
8. Вычислить координаты концов переходных кривых по оси тоннеля через центр круговой кривой.
9. Вычислить длину круговой кривой по оси тоннеля.
10. Вычислить координаты пикетов, расположенных на оси тоннеля, двумя способами:
а) через центральные углы;
б) по стягивающим хордам.
11. Вычислить координаты концов секущих для разбивки в натуре оси тоннеля при условии, что максимальная величина стрелки прогиба в них не превышает 100 мм.
12. Выполнить контрольные вычисления на ПЭВМ по программе tonnel.
13. По полученным координатам построить фрагмент геометрической схемы участка тоннеля в масштабе 1 : 2 000.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
1.Схема
трассы тоннеля (представлена на рис 1).
Рис 1 Схема трассы тоннеля
2. Угол поворота трассы Q=13º40'40,4" .
3. Радиус круговой кривой R = 800 м.
4. Элементы переходной кривой L = 37,500 м; C = 30 000 м2.
5. Расстояние между осями путей D = 25,400 м.
6. Средняя скорость движения поезда V = 75 км/час.
7. Координаты ПК11лев: x = 5 051,784 м; y = 14 537,921 м.
8. Исходный дирекционный угол лев(ПК1-ВУ) = 109º 02' 25,2" .
9. Пикетажное значение начала круговой кривой левого тоннеля
НККлев = ПК12 + 83,121 м.
10. Максимальное отклонение кривой от середины секущей в0 = 0,1 м.
11. Высота центра вагона над головками рельсов в = 1,850 м.
12. Ширина железнодорожной колеи а = 1,524 м.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:
1.Вычисление элементов круговой кривой и длины неправильного пикета.
Длина линии тангенса вычисляется по формуле:
Т = R*tgQ/2 = 95,946 м. (1)
Длина круговой кривой находится по формуле:
K = R*Q/ρ = 190,979 м. (2)
Поправка в длину неправильного пикета вычисляется по формуле:
А = 2*D*tgQ/2 = 6,093 м. (3)
Длина неправильного пикета ПК13 – ПК14 Кнп левого тоннеля, в соответствии с рис 1, находится как разность Кнп = 100,000 – a
Кнп = 100,000 – 6,093 = 93,907 м.
2.Определение пикетажа основных точек трассы по разбивочным осям левого и правого тоннеля.
Последовательность вычисления следующая:
-вычисление пикетажного значения конца круговой кривой левого пути
НККлев(1283,121)+К(190,979)+А(6,093)= ПК ККК л.п.(1480,193);
-вычисление пикетажного значения начала круговой кривой правого пути:
НККлев(1283,121)+(А(6,093)/2)= ПК НКК п.п.(1286,167);
-вычисление пикетажного значения конца круговой кривой правого пути:
ПК НКК п.п.(1286,167)+ К(190,979)= ПК ККК п.п.(1477,147)
-контроль произведенных вычислений
ПК ККК п.п.(1477,147)+ (А(6,093)/2)= ПК ККК л.п.( 1480,193)
Примечание. Точности производства расчетов следующие:
1) для линейных измерений – 1,0 мм;
2) для угловых измерений – 0,1.
Сравнивая контрольное значение пикетажного значения конца круговой кривой с ранее вычисленным, ПК ККК л.п. = 1480,193 = 1480,193
убеждаемся в правильности выполненных расчетов.
3. Вычисление координат пикетов, расположенных на прямых участках разбивочных осей, и координат характерных точек круговых кривых (НКК, ВУ, ККК) левого и правого тоннеля с контролем вычисления координат пикета 16.
При вычислениях трасса рассматривается как полигонометрический
ход с углами поворота 180° в точках, совпадающих с пикетами (ПК12, НКК, ККК, ПК15). На участке круговой кривой в ход включается вершина угла поворота.
Дирекционный угол первого прямого участка трассы от ПК11 до вершины угла ВУ является исходным и задаѐтся в задании равным 109º02'25,2".
Дирекционные углы последующих прямых участков трассы вычисляются через левые углы поворота по формуле:
αi+1 = αi + βлев – 180. (4)
Расстояния определяются по пикетажным значениям. Отрезки между ПК11 и ПК12, а также между ПК15 и ПК16 равны, в соответствии с понятием пикетажа, 100 м.
Расстояние между ПК12 и НКК определяется как разность пикетажных значений точек НКК левого тоннеля и ПК12, то есть
ПК12 – НКК= 83,121.
Соответственно расстояние между пикетом 15 и ККК левого тоннеля вычисляется как разность
ПК15-ККК= 19,807
Отрезки между НКК и ВУ, а также между ВУ и ККК, согласно разделу 1, равны элементу круговой кривой – тангенсу (Т), значение которого для контрольного примера равно Т = 95,946
м. Все расчеты производятся в табл. 1 и 2.
Таблица 1 Вычисление координат основных точек трассы левого тоннеля
|
Наименование точек |
Углы поворота |
Дирекционные углы |
Расстояния,м |
Приращения, м |
Координаты, м |
||||||
|
∆X |
∆Y |
X |
Y |
||||||||
|
ПК11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5051,784 |
14537,921 |
|
|
|
|
|
109 |
2 |
25,2 |
100 |
-32,623 |
94,529 |
|
|
|
ПК12 |
180 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
5019,161 |
14632,450 |
|
|
|
|
|
109 |
2 |
25,2 |
83,121 |
-27,117 |
78,573 |
|
|
|
НКК |
180 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
4992,044 |
14711,023 |
|
|
|
|
|
109 |
2 |
25,2 |
95,946 |
-31,301 |
90,696 |
|
|
|
ВУ |
166 |
19 |
19,6 |
|
|
|
|
|
|
4960,743 |
14801,720 |
|
|
|
|
|
95 |
21 |
44,8 |
95,946 |
-8,967 |
95,526 |
|
|
|
ККК |
180 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
4951,776 |
14897,246 |
|
|
|
|
|
95 |
21 |
44,8 |
19,807 |
-1,851 |
19,720 |
|
|
|
ПК15 |
180 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
4949,925 |
14916,966 |
|
|
|
|
|
95 |
21 |
44,8 |
100 |
-9,346 |
99,562 |
|
|
|
ПК16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4940,580 |
15016,528 |
Таблица 2 Вычисление координат основных точек трассы правого тоннеля
|
Наименование точек |
Углы поворота |
Дирекционные углы |
Расстояния,м |
Приращения, м |
Координаты, м |
||||||
|
∆X |
∆Y |
X |
Y |
||||||||
|
ПК10лев |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
109 |
2 |
25,2 |
|
|
|
|
|
|
ПК11лев |
270 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
5051,784 |
14537,921 |
|
|
|
|
|
109 |
2 |
25,2 |
25,400 |
-24,010 |
-8,286 |
|
|
|
ПК11прав |
90 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
5027,774 |
14529,635 |
|
|
|
|
|
109 |
2 |
25,2 |
100,000 |
-32,623 |
94,529 |
|
|
|
ПК12прав |
180 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
4995,151 |
14624,164 |
|
|
|
|
|
109 |
2 |
25,2 |
86,167 |
-28,111 |
81,453 |
|
|
|
НККправ |
180 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
4967,040 |
14705,617 |
|
|
|
|
|
109 |
2 |
25,2 |
95,946 |
-31,301 |
90,696 |
|
|
|
ВУправ |
166 |
19 |
19,6 |
|
|
|
|
|
|
4935,739 |
14796,313 |
|
|
|
|
|
95 |
21 |
44,8 |
95,946 |
-8,967 |
95,526 |
|
|
|
КККправ |
180 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
4926,773 |
14891,839 |
|
|
|
|
|
95 |
21 |
44,8 |
22,853 |
-2,136 |
22,753 |
|
|
|
ПК15прав |
180 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
4924,637 |
14914,593 |
|
|
|
|
|
95 |
21 |
44,8 |
100 |
-9,346 |
99,562 |
|
|
|
ПК16прав |
90 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
4915,291 |
15014,155 |
|
|
|
|
|
5 |
21 |
44,8 |
25,400 |
25,289 |
2,374 |
|
|
|
ПК16лев |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4940,580 |
15016,529 |
Сопоставление результатов вычислений координат пикета 16 приведено в табл. 3.
Таблица 3 Итоговая таблица вычислений
|
Наименование точек |
По левой разбивочной оси,м |
По правой разбивочной оси,м |
Разность координат,м |
|||
|
X |
Y |
X |
Y |
∆X |
∆Y |
|
|
ПК16 |
4940,580 |
15016,528 |
4940,580 |
15016,529 |
0,0003 |
0,000 |