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

Янченко Е.А. МУ_Геодезия_120700

.pdf
Скачиваний:
137
Добавлен:
13.03.2016
Размер:
1.77 Mб
Скачать

0

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НОВОЧЕРКАССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕЛИОРАТИВНАЯ АКАДЕМИЯ»

Кафедра геодезии

ГЕОДЕЗИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ:

ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ НИВЕЛИРОВАНИЯ ТРАССЫ; НИВЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ПО КВАДРАТАМ

(ДЛЯ СТУДЕНТОВ 1 КУРСА ОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ)

Новочеркасск

2014

1

УДК528

Г 355

Методические указания составлены доц. Янченко Е.А., асс. Солодовник А.И.

Методические указания рассмотрены на заседании кафедры геодезии (протокол №8 от 23.01.2014 г.).

Рецензенты:

Кириченко А.В. – док.с.-х. наук, профессор кафедры геодезии ФГБОУ ВПО НГМА ШеметС.Ф. – канд. с.-х. наук,доцент кафедры почвоведения и орошаемого земледелия ФГБОУ ВПО НГМА

Геодезия [Текст]: метод.указания к выполнению заданий по

Г355 темам лабораторных занятий студ. 1 курса очн. обуч. напрвл. 120700.62 – Землеустройство и кадастры / Сост.: Е.А. Янченко, А.И. Солодовник; Новочеркасск.гос. мелиор. акад., каф. геодезии. – Новочеркасск, 2014.- 39 с.

Вметодических указаниях даны общие положения по проведению технического нивелирования. Рассмотрены краткие сведения об организации и проведении полевых работ. Приведены примеры построений по результатам измерений. Приведены расчѐты элементов закругления трассы.

Рассматриваются общие положения по обработке материалов нивелирования поверхности по квадратам, приведѐн алгоритм обработки данных полевых измерений.

Для проверки полученных знаний приводятся вопросы для самокон-

троля.

Рекомендованы для студентов 1 курса очного обучения направления 120700.62 «Землеустройство и кадастры».

Ключевые слова: геодезия, нивелирование, привязка, превышение, отметка (высота) точки, горизонталь, профиль.

2

с.

Содержание

Введение……………………………………………………………………… 3

1ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ НИВЕЛИРОВАНИЯ ТРАССЫ………... 4

1.1Цель и задачи работы, исходные данные……………………………….. 4

1.2Общие положения………………………………………………………... 4

1.3Продольное нивелирование. Краткие сведения об организации и проведении полевых работ………………………………………………….. 5

1.4

Работа на станции и заполнение журнала нивелирования……………

11

1.5

Обработка журнала нивелирования…………………………………….

12

1.6

Построение продольного и поперечного профилей……………………

16

2 НИВЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ПО КВАДРАТАМ…………….

23

2.1Цель и задачи работы, исходные данные………………………………. 23

2.2Общие положения……………………………………………………….. 23

2.3Краткие сведения об организации и проведении полевых работ…….. 23

2.4Обработка результатов измерений………………………………………. 24

2.5Построение плана нивелирования поверхности по квадратам……….. 27

2.6 Решение задач по плану с горизонталями………………………………

31

Литература…………………………………………………………………..

35

Приложение 1 "Условные знаки "…………………………………………

37

3

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания по геодезии подготовлены в соответствии с типовой программой на основании Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования 2009 года по направлению подготовки120700.62 «Землеустройство и кадастры».

Методические указания предназначены для выполнения лабораторных занятий по теме: «Обработка материалов нивелирования трассы»; «Нивелированияповерхности по квадратам».

Знание высот точек земной поверхности необходимо при решении научных задач геодезии, связанных с изучением вертикальных движений земной коры, для высотного обоснования топографических съѐмок, изображения рельефа местности на планах или картах, решения различных инженерных задач при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений и т.п.

В методических указаниях подробно описано выполнение заданий на одном из примеров: камеральная обработка материалов нивелирования трассы и поверхности, построение продольного и поперечного профилей, решение задач по плану с горизонталями.

Высотное положение точек устанавливается посредством создания нивелирных сетей, состоящих из отдельных линий – нивелирных ходов; превышение по нивелирному ходу определяется как сумма превышений на станциях (между отдельными точками внутри хода); при этом превышение на станции получается как разность отсчетов на заднюю и переднюю нивелирные рейки.

4

1ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ НИВЕЛИРОВАНИЯ ТРАССЫ

1.1 Цель и задачи работы, исходные данные

Цель задания:Освоение студентами методики камеральной обработки материалов, полученных при продольном нивелировании.

Для выполнения задания необходимо:

1.В журнале технического нивелирования вычислить отметки пронивелированных точек и провести контроль вычислений. Дополнить пикетажный журнал расчѐтами по закруглению трассы.

2.На основании данных обработанного журнала построить продольный и поперечный профили и выполнить проектирование по профилю.

Исходными данными являются: журнал технического нивелирования, отметки начального и конечного реперов, данные для расчѐта закругления трассы.

1.2Общие положения

Для изыскания, проектирования и строительства дорог, оросительных и осушительных каналов, водохранилищ, трубопроводов и т.п., производят ин- женерно-техническое нивелирование.

Нивелированием называется совокупность измерений на местности, в результате которых определяют превышения между точками местности с последующим вычислением их высот относительно принятой исходной поверхности. Знание высот точек земной поверхности необходимо при решении научных задач геодезии, связанных с изучением вертикальных движений земной коры, для высотного обоснования топографических съѐмок, изображения рельефа местности на планах или картах, решения различных инженерных задач при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений и т.п.

Если высоты точек вычислены относительно основной уровенной поверхности (уровня Балтийского моря), их называют абсолютными высотами. Если они вычислены относительно другой, условно взятой поверхности,

их называют относительными.

При строительстве объекта, занимающего узкую длинную полосу, нивелируют ось будущего сооружения. Такое нивелирование называю продоль-

ным.

В ходы инженерно-технического нивелирования обязательно включают пункты государственной высотной опоры (опорные пункты).Опорные пункты (реперы, марки) – это точки, жѐстко закреплѐнные на местности, отметки которых известны.

5

1.3Продольное нивелирование. Краткие сведения об организации и проведении полевых работ

1.3.1 Разбивка и закрепление трассы продольного нивелирования

Нивелирование трассы включает следующие этапы работ:

-получение задания;

-рекогносцировка трассы;

-разбивка пикетажа;

-нивелирование трассы;

-увязка превышений и вычисление отметок точек;

-составление профиля трассы и проектирование.

После получения задания на производство нивелировок подбирают необходимый плановый и высотный материал. По планам (картам) проектируют наиболее вероятные направления нивелирования, из них за основу предварительно выбирают одно.

Для привязки хода технического нивелирования к пунктам государственной высотной опоры заранее устанавливают наличие реперов в районе производства работ (для технического нивелирования могут служить сети IV класса).

Рекогносцировку трассы выполняют на местности для уточнения намеченного направления, выбора углов поворота трассы (из расчета технической и экономической выгоды при проведении строительства).

Разбивка пикетажа заключается в том, что по оси трассы отмеряют отрезки, горизонтальные проложения которых равны 100 м. Эти отрезки называют пикетами (ПК), (рисунок 1).

Рисунок 1 – Выбор и обозначение пикетов и плюсовых точек

Конец каждого пикета, (обозначенного на местности деревянным колышком), называют пикетной точкой. При нивелировании на эти колья ставят рейки для получения отметок поверхности земли на этих точках. Пикетные точки являются общими для двух соседних станций и служат для передачи отметок по трассе, поэтому их так же называют связующими точками.

6

Начало трассы обозначают ПК 0, поэтому номер каждого пикета определяет число сотен метров трассы от еѐ начала.

Кроме них, на характерных местах трассы (перегибы поверхности земли, урезы воды, пересечения различных коммуникаций и т.п.), закрепляют и плюсовые точки (промежуточные). Расстояния до плюсовых точек считают от заднего (пройденного) пикета. Например: ПК1+23,4 м означает, что эта точка расположена на расстоянии 23,4 м от ПК 1(рисунок 1).

Одновременно с разбивкой пикетажа на косогорных участках разбивают поперечники длиной 20–50 м в обе стороны от оси трассы. Например: ПК4+25пр; ПК4+25лев.). Поперечники разбивают под прямым углом к оси трассы с помощью теодолита. Точки на поперечниках закрепляют так же, как и пикеты, а на сторожках подписывают расстояние от оси трассы с пометкой «право» или «лево» относительно расположения точки от оси трассы.

Съѐмку дорожной полосы при разбивке пикетажа производят способом прямоугольных координат (перпендикуляров) в обе стороны от оси трассы на 20–50 метров. Снимают контуры угодий, пересекающие трассу дороги, линии связи, электропередач и т. п.

По оси трассы будущего сооружения измеряют и закрепляют углы поворота трассы.

Вершины углов поворота трассы обозначают ВУ 1, ВУ 2 и т.д.

1.3.2 Расчѐт закругления трассы

Ось будущего сооружения (канала или дороги) должна идти не по ломаной линии, а по плавным закруглениям, поэтому в местах поворота трассу ведут по кривым (обычно дугам окружностей).

Точки касания прямых линий оси трассы с кривой называют началом кривой (НК) и концом кривой (КК). Точку пе-

ресечения кривой с биссектрисой угла (Б) на-

зывают серединой кривой (СК). Эти точки на-

зывают главными точками кривой (рисунок

2).

Для нахождения этих точек необходимо знать следующие элементы:

- угол поворота трассы ( ) - угол от-

клонения трассы от предыдущего направления, (его вычисляют как дополнение угла поворота хода до 180О).

-радиус (R) вписываемой круговой кривой - определяется СНиП (строительными нормами и правилами) в зависимости от характера сооружения, местности и угла поворота.

Рисунок 2 – Элементы закругления трассы

7

Пример: R = 100 м; φ = 60035'.

Тангенс:

Т = R tg

 

 

 

=100 tg

60035'

= 58,42м;

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длина кривой:

К =

 

 

 

π R =

60035'

 

3,14 100 = 105,74м;

°

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

180

 

 

 

 

 

180

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Биссектриса:

Б = R sec

 

 

1

=100

 

 

 

 

1

 

 

1 =15,81м

;

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

60 35'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Домер:

Д = 2Т – К = 2 .

 

58,42 – 105,74 = 11,10 м.

После этого определяют пикетаж главных точек кривых с контролем:

 

 

 

Контроль:

 

ВУ1

ПК2+27,65

 

ВУ

ПК2+27,65

 

-58,42

 

+58,42

НК

ПК1+69,23

 

 

ПК2+86,07

+105,74

 

-11,10

КК

ПК2+74,97

 

КК

ПК2+74,97

По углу поворота трассы ( ) и радиусу кривой (R) определяют остальные элементы:

-длину касательной (Т) - тангенс;

-длину кривой (К) от НК до КК;

-биссектрису (Б)от ВУ до СК;

-домер (Д)– разность между суммой двух тангенсов и длиной кривой, т.к. кривая короче заменяемой ломаной.

Кривую на местности разбивают в следующем порядке. Используя мерную ленту, от ВУ в обе стороны откладывают величину Т и закрепляют точки НК и КК (с указанием их пикетажа).

Для нахождения местоположения середины кривой (СК), угол, в который вписана кривая, делят пополам и по полученному направлению от ВУ откладывают длину биссектрисы Б.

После поворота оси трассы, счѐт расстояний ведут не по ломаной (через ВУ), а по дуге принятой кривой, т.е. дальнейший счѐт пикетажа ведут от вычисленного значения пикета КК, которое будет меньше первоначального значения (по ломаной) на величину Д.

1.3.3 Детальная разбивка кривой

Разбить кривую детально – это значит отметить еѐ на местности рядом колышков, забитых через определенные расстояния S по кривой. На местно-

 

 

 

8

 

 

 

сти только по трѐм главным точкам кривую тщательно построить невозмож-

но. Для этой цели производят еѐ детальную разбивку при помощи дополни-

тельных точек. Один из способов наиболее точный и чаще применяющийся –

это способ координат. Если линию тангенса (рисунок3)примем за ось X, а

перпендикулярную к ней линию за ось Y, то для некоторой точки А получим

еѐ координаты Xа; Yа.

 

 

 

 

 

 

 

 

По принятому радиусу Rипо за-

 

yb

 

 

данной длине дуги ОА=АВ=а оп-

 

 

B

 

ределяют величину угла φ:

 

 

 

 

=

1800

 

 

 

 

 

а

ya

A

xb

R

 

 

πR

 

 

 

 

 

Из рисунка видно, что

 

 

 

 

 

xa

R

 

Ха = R·sinφ;Уа = R( 1― cоs φ)

 

 

 

Xв = R sin2φ;Yв= R(1― cоs2 φ)

 

 

φ

 

 

 

 

 

 

0 НК

 

 

 

 

 

 

 

 

По этим же аргументам из таблиц

Рисунок 3 – Разбивка кривой

для разбивки кривых находят

способом координат

координаты любой точки кривой

 

 

 

 

 

 

 

 

от еѐ начала.

На местности вдоль касательной от начала кривой откладывают x1 ,x2 и

т.д. На перпендикулярах

в этих точках

откладывают

в

сторону кривой

y1,y2…и т.д. Получают точки кривой, которые закрепляют кольями (рисунок

4). Таким же образом находят точки кривой от еѐ конца.

 

 

Ниже, на примере рассмотрим расчѐт и разбивку кривой с помощью

координат. Радиус и величину угла принимаем равными:R=150м,φ=750. Да-

лее в табличной форме при помощи приведенных выше

формул выполняем

расчѐт координат(таблица1).

 

 

 

Таблица1-Расчѐт координат для разбивки кривой

 

Угол

Координаты (м)

Номера

поворо-

 

 

точек

та(φ)

Х

У

 

 

 

 

1

150

38,82

5,11

2

300

75,00

21,00

3

450

106,07

45,00

4

600

129,90

75,00

5

750

144,89

112,50

При помощи рассчитанных координат на рисунке 4 показываем разбивку кривой способом координат.

При разбивке кривой способом продолженных хорд полевая работа выполняется так:

Первая точка К1 (рисунок 5), лежащая на расстоянии S от точки НК(КК), определяется по способу прямоугольных координат или получается

 

 

9

 

 

 

линейной засечкой при помощи равнобедренного треугольника с боковыми

сторонами, равными S, и основанием d/2 (крайнее перемещение).

х

 

у5

 

 

КК ПК 2 +74,97

 

 

у4

 

5

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

у3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

R

R

х5

у2

2

 

 

х4

 

R

 

 

 

 

 

 

х3

у1

 

R

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

φ5

 

 

 

 

 

х2

 

 

 

 

φ4

 

 

 

 

 

 

 

R

 

φ3

 

х1

 

 

 

φ2

 

0

 

 

 

φ1

 

 

НК ПК 1 +69,23

 

 

у

Рисунок4 – Разбивка кривой по рассчитанным значениям координат

 

 

x3

 

 

x2

φ

 

x1

Уг. 1

 

 

y3

y2

КК

y1

 

 

 

 

С

 

 

В d

S

d

 

 

 

 

S

S

К3

 

 

 

 

К2

 

 

y

S

 

 

 

 

 

x

К1

 

S

Рисунок5 – Детальная разбивка кривой способомпродолженных хорд