Інструкційна картка № 5 для проведення навчальної практики «нівелювання» з дисципліни «геодезія»

Робоче місце: геодезичний полігон

Тривалість занять: 6 год

Тема заняття: Поздовжнє нівелювання траси з розбивкою кривої

Мета роботи: здійснити розбивку пiкетiв по осi траси, вимiряти кут повороту траси i визначити елементи кривої, винести і i закрiпити елементи кривої на мiсцевостi, винести пiкетти на криву, скласти пiкетажну книжку.

Матеріально-технічне оснащення: інструкційно-технологічні карти, довідкова література, нівелір, штатив, рейка, висок, рулетка 50 м, журнал технічного нівелювання, олівець

Правила безпеки:

1. Працювати тільки справним інструментом.

2. Виконувати всі вимоги пожежної безпеки.

3. Утримувати робоче місце в належному санітарному стані.

ЗМІСТ ТА ВКАЗІВКИ ДЛЯ ВИКОНАННЯ ЗАВДАННЯ

4. Складання пiкетажної книжки.

2.3.7 Нiвелювання траси з прив’язкою до пунктiв геодезичної мережi. Ведення журналу технiчного нівелювання.

4. Складання пікетажної книжки.

Одночасно з розмічуванням пікетажу ведеться пікетажний журнал. У пікетажному журналі на осі траси показують всі пікети і плюсові точки, кути повороту, поперечники.

Межі угідь і ситуацію знімають за допомогою екера та рулетки способом перпендикулярів на віддалі 20-50 м по обидва боки від осі траси. Запис ведеться знизу вверх, щоб права і ліва сторони журналу відповідали правому і лівому бокам траси.

На рис. 2.16 показана сторінка пікетажної книжки. Посередині сторінок пікетажної книжки викреслюють пряму, яка зображає вісь траси.

Сторінка починається з ПК0; у плюсовій точці ПК2+40 розмічений поперечник (ліворуч). Цифри, показані на рисунку без знака "+", відносяться до знімання ситуації і не пов'язані з характерними точками рельєфу. На ПК2 траса повертає праворуч. Кут повороту показують стрілкою та підписують: кут 1 - в чисельнику, а величина кута Θ= 18°11' - в знаменнику (на рис. 2.16 не показано). У цих місцях книжки виписують також елементи кривих: Θ , R, Т, К, Б, Д. Зауважимо, що вісь траси далі не повертає, а зображається прямою лінією всередині сторінки. У бік повертання траси вказує тільки стрілка.

Пікетажну книжку викреслюють на міліметровому папері у масштабі 1:1000. Проте масштаб можна змінити залежно від ситуації. На рівній місцевості з однорідною ситуацією застосовують дрібніший масштаб, у місцях зі складною ситуацією та рельєфом переходять до більшого.

Пікетаж розмінують по дотичних до кривої лініях (тангенсах), а під час будівництва лінійної споруди відстані обчислюють по кривій. Як відомо, довжина двох тангенсів 2Т більша за довжину кривої К на величину доміру, тобто Д =2Т - К. Отже, під час розмічування пікетажу потрібно враховувати величину доміру. Тому після повороту траси від вершини кута повороту відкладають величину доміру і вважають, що ця точка має те саме пікетажне значення, що й вершина кута повороту траси.

Положення головних точок кривої у пiкетному найменуваннi визначають за такою схемою:

ВКП – Т = ПК

ПК + К = КК

ПК + ½ = СК

Контроль: ВКП+ Т – Д =КК.

Далі продовжують розмічувати пікетаж звичайним способом.

Наведемо приклад. Нехай пікетажне значення точки В - вершини кута повороту траси (ВК) - ПК6+62.80 м, тобто на віддалі 662,80 м від початку траси. Кут повороту траси становить Θ = 44°14', а радіус повороту кривої R = 220 м. Тоді, згідно з формулами:

; ;;,(2.12)

Т = 89,41 м, К = 169,84 м, Б= 17,47 м , Д = 8,98 м.

Віднімаючи від значення вершини кута повороту ВК значення тангенса, отримаємо точку А - початок колової кривої (ПК). Додаючи до значення ПК довжину кривої К=169,84 м, знайдемо положення кінця колової кривої (КК) - точку С. Цей розрахунок виконано по кривій. Розрахунки ведуть за такою схемою

ВК = ПК6 + 62,80 м

- Т = 89.41 м

ПК = ПК 5 + 73,39 м

+К = 169.84 м

КК = ПК 7 + 43,23 м

Положення кінця колової кривої (КК) можна для контролю розрахувати і вздовж ламаної кривої. Для цього до пікетного значення вершини кута повороту траси (ВК) треба додати значення тангенса Т, а від отриманої суми відняти значення доміру Д

ВК = ПК6 + 62,80 м

+ Т = 89.41 м

…….ПК 7 + 52,21 м

-Д 8,98 м

КК = ПК 7 + 43,23 м

Отже, щоб визначити положення пікету ПК8, потрібно від кінця колової кривої КК (точка С) відкласти за ходом траси віддаль 100 - 43,23 = 56,77 м і забити кілок з позначкою ПК8 на сторожку.

4. Нiвелювання траси з прив’язкою до пунктiв геодезичної мережi.

Нівелювання траси між зв'язувальними точками виконують способом із середини. Нерівність плеч (віддалей від нівеліра до рейки) допускається 10 м. Нівелір може бути встановлений не в створі, тобто не на осі траси.

Зазвичай висоти початкової та кінцевої точок траси вже відомі, тому достатньо визначити перевищення між початковою та іншими точками, щоб знайти висоти усіх точок.

Рис. 2.17. Робота на станції нівелювання. Зв’язувальні та проміжні точки нівелювання.

Нехай нівелір встановлено посередині між пікетами ПКО та ПК1, на яких встановлено рейки (див.рис. 2.17). Знайдемо перевищення між цими точками.

Нівелювання на станції, якщо працюють нівеліром з циліндричним рівнем, виконують у такій послідовності:

1. За допомогою підіймальних гвинтів і сферичного рівня добиваються, щоб вісь обертання нівеліра була приблизно прямовисною.

2. Наводять зорову трубу на задню рейку, встановлену на пікеті ПКО. Елеваційним гвинтом переміщують бульбашку циліндричного рівня у нуль-пункт, тобто зображення кінців бульбашки циліндричного рівня, які видно в полі зору зорової труби, приводять в контакт. Після цього середньою горизонтальною ниткою сітки ниток відлічують чорну шкалу рейки (відлік а₁).

3. Наводять зорову трубу на передню рейку, розміщену на пікеті ПК1 і встановивши за допомогою елеваційного гвинта бульбашку циліндричного рівня в нуль-пункт, відлічують середньою горизонтальною ниткою сітки ниток чорну шкалу передньої рейки (відлік в₁).

Після цього повертають рейки червоними шкалами до нівеліра.

4. Труба наведена на передню рейку. Уточнюють положення бульбашки циліндричного рівня в нуль-пункті. Відлічують червону шкалу рейки в_2.

5. Трубу наводять на задню рейку. Виконують дії, вказані в пункті 2. Відлічують червону шкалу задньої рейки а₂.

Під час роботи нівелірами з компенсатором достатньо привести нівелір приблизно в робочий стан за допомогою сферичного рівня. Потім спрацьовує компенсатор. Послідовність відлічування шкал рейок не змінюється.

Усі чотири відліки записують у журнал (табл. 2.2).

У журналі числові значення відліків задньої і передньої рейок пронумеровані (1), (2), (3), (4). Номери відліків відповідають послідовності відлічування ( 1 , 2 - чорних шкал, 3, 4 - червоних шкал рейок).

6. Обчислюють перевищення за відліками чорних та червоних шкал як h₁=а₁-в₁ і h₂=а₂-в₂. Числові значення перевищень h₁ та h₂ відповідно +1288 та +1285.

7. Контроль роботи на станції.

Виконують два контролі:

1. Перевищення h₁ та h₂ повинні відрізнятися не більше ніж на 5 мм.

2. Різниці п'яток рейок (позначених у журналі цифрою (5) і (6) можуть відрізнятися не більше ніж на 5 мм.

3. Знаходять середнє значення hcep = . hcep =1286,5 мм.

Якщо два контролі виконано, то робота на станції закінчена, і переходять на наступну станцію. Передня рейка залишається на ПК1; нівелір переносять вперед, на станцію II; задня рейку переносять вперед по ходу траси і вона стає передньою відносно нівеліра (див.рис. 2.17, станція II).

Таблиця 2.2 Журнал технічного нівелювання

№ стан- цій	Номери пікетів, плюсових точок	Відліки рейок, мм			Перевищення, мм			Горизонт приладу ГП	Висоти Н, м
		Зад-ньої, а,	Перед- ньої, ві	Про-міжної, сі	Обчислені	Середні	Врівно-важені
І	ПК0 ПК1	1191(1) 6595(4) 4684(5)	0623(2) 5310(3) 4687(6)		+1288(7) +1285(8)	+0,5 +1286,5(9)	+1287		215,230 216,517
ІІ	ПК1 +30 ПК2	1437 6122 4685	1626 6310 4684	2310	-189 -188	+0,5 -0188,5	-0188	217,954	215,517 215,644 216,456

На станції II спостереження виконують так само, як і на станції І, і знаходять середнє перевищення між ПК1 та ПК2. Однак на всьому відрізку траси є характерні точки рельєфу, у яких змінюється кут нахилу поверхні. Їх між пікетами може бути декілька. Потрібно також визначити висоти цих плюсових точок. Для цього, закінчивши роботу на станції II (так само, як і на станції 1), задню рейку встановлюють на точку +30 м. Спостерігач відлічує нівеліром лише чорну шкалу рейки (відлік с = 2310). Потім висоту цієї точки визначають через горизонт приладу ГП.

ГП на станції II дорівнює сумі висоти пікету 1 Н_ПК1 і відліку а чорної шкали задньої рейки, тобто ГП = 216,517+ 1,437 = 217,954 м.

Тоді висота Н₊₃₀ = ГП -с = 217,954 -2,310=215,644 м.

Рейку на пікеті ПК1 відлічують чотири рази: два зі станції І (попередньої) та два зі станції II (наступної). Тому такі точки називаються зв'язувальними. У таких точках як ПК1 + 30, рейка відлічується лише один раз і тільки за чорною шкалою. Такі точки називаються проміжними.

Отже, під час розмічування пікетажу є пікети і плюсові точки, а під час нівелювання зв'язувальні та проміжні точки. Зв'язувальними точками необов'язково мають бути пікети. Пікети також можуть бути проміжними точками, а плюсові - зв'язувальними. Нагадаємо, що оптимальна віддаль від нівеліра до рейки - 100 м. Інструкція [9] допускає, якщо зображення поділок рейки "спокійні", то довжина плеч може буги збільшена до 150 м. Тому для частини траси на рис. 2.17 можна виконати нівелювання з однієї станції (рис. 2.18).

На рис.2.18 показана одна станція. Однак, якщо продовжувати прокладати нівелірний хід, то точка ПК2 стане зв'язувальною.

На рис. 2.18 ПК1 і плюсова точка ПК1+30 є проміжними.

Такий варіант нівелювання з довгими плечами економічно вигідніший, оскільки трасу можна пронівелювати меншою кількістю станцій і за коротший час.

Оскільки допускаються довжини плеч 150 м, можна запропонувати ще кращий варіант нівелювання. Якщо за ПК2 є плюсова точка (наприклад, ПК2+20), то можна передню рейку поставити на цю точку, нівелір перенести трохи вперед. Тоді зв'язувальною буде плюсова точка ПК2+20. Проміжними точками стануть ПК1, ПК1+30, ПК2. Але довгі плечі можуть бути тільки на

рівнинній місцевості. В горбистій місцевості, а тим більше в гірській, нівелювати довгими плечами неможливо.

Припустимо, що між сусідніми пікетами, розташованими на одному схилі, перевищення більше за 3 м. Знайти перевищення між ПКЗ та ПК4 з однієї станції неможливо: промінь нівеліра на задню рейку проходить вище від рейки; промінь на передню рейку впирається в землю (рис.2.19 а).

Оскільки схил має однаковий кут нахилу, то плюсових точок між пікетами не потрібно. Тоді приблизно посередині між пікетами забивають кілок. Оскільки віддаль від ПКЗ до цієї точки не вимірюється і, відповідно, невідома, то цю точку називають іксовою точкою.

Рис. 2.18. Нівелювання ділянки траси завдовжки 200 м з однієї станції.

Виконують нівелювання, як видно з рис. 2.19б, з двох станцій. В гірських умовах інколи таких іксових точок між двома сусідніми пікетами може бути декілька. їх нумерують х₁ х₂, х₃,... Іксові точки завжди є тільки зв'язувальними. І, навпаки, характерні точки рельєфу на поперечниках бувають тільки проміжними.

Рис.2.19 Нівелювання іксових точок

Нехай на місцевості (рис.2.20) недалеко від почаку траси (точка О) є пункти тріангуляції А та В. Дирекційний кут ВА α_{В, А} відомий. Тоді для прив'язки початку траси до пунктів геодезичної основи достатньо виміряти теодолітом два кути β₁ та β₂ і за допомогою стрічки або електронного тахеометра віддаль d₁. Дирекційний кут лінії AO α_АО можна знайти за формулою α_АО =α_ВА+ β₁-180°. Шуканий дирекційний кут α_ОС обчислюють за формулою

α_ОС= α_АО+ β₂-180°. (2.13)

Рис. 2.20. Прив’язка початку траси до пунктів геодезичної основи

Аналогічно визначають дирекційний кут кінцевої лінії траси. Але повинні бути відомі не тільки дирекційні кути лінії траси, але й планове та висотне положення усіх точок траси.

Вісь споруди в плані визначають за допомогою теодолітного ходу, що прокладають між початковою та кінцевою точками траси.

Висотне положення усіх точок траси знаходять методом технічного нівелювання.

Завдання для самостійної роботи: дооформити звіт, дати письмові відповіді на питання, зробити висновок по роботі

Після виконання завдання студент повинен:

Знати:

• як розбиваються пікети по осі траси;

• порядок вимірювання кута повороту траси і визначення елементів кривої;

• порядок нівелювання траси;

• порядок прив’язки траси до пунктів геодезичної мережі;

• що таке пікетажна книжка і порядок її складання.

Вміти:

• розбивати пікети;

• вимірювати кут повороту;

• виносити i закрiплювати елементи кривої на мiсцевостi;

• проводити нівелювання траси;

• здійснювати прив’язку до пунктів геодезичної мережі;

• складати пікетажну книжку та вести журнал технічного нівелювання.

Література:

1. Г.О Порицький, Б.І. Новак, Л.П.Рафальська. Геодезія. – Київ, 2007

2.Абрамович М.Ф., Славський Я.Е., Гринюк М.Я. Геодезія. – Львів, 1996

3. В.Ващенко, В.Літинський, С.Перій. Геодезичні прилади та приладдя. Львів Євросвіт, 2006.

4. А.Л. Островський, О.І. Мороз, З.Р. Тартачинська, І.Ф. Гарасимчук. Геодезія, топографія. – Львів, 2011.

Викладач ______________ Яців М.В.

Розглянуто на засіданні циклової комісії фундаментальних і професійно-орієнтованих дисциплін

Протокол № _____від «___»_________2012р.

Голова комісії _________________І.М. Блауцяк