МУ_ПРОФИЛЬ ТРАССЫ КУРС.ПРОЕКТ
.pdfПРОФИЛЬ ДОРОЖНОЙ ТРАССЫ
Методические указания
ВВЕДЕНИЕ
Продольный профиль местности по оси линейного инженерного сооружения получают по результатам технического нивелирования, проводимого в процессе полевого трассирования.
Нивелированию трассы предшествуют работы по рекогносцировке трассы, разбивке пикетажа и поперечных профилей, разбивке главных точек кривых и выносу пикетов с касательных на кривые, привязке трассы
кпунктам геодезической основы.
Вкамеральных условиях составляют проект линейного сооружения, в данном случае - автомобильной дороги.
Цель расчётно-графической работы - научить студентов производить камеральную обработку результатов полевых измерений, выполненных при трассировании, и дать навыки проектирования автомобильной дороги.
По результатам выполнения данной расчётно-графической работы необходимо представить: а) ж урнал нивелирования трассы,, б) расчёт пикетажных обозначений главных точек горизонтальных круговых
кривых, в) ведомость прямых и кривых, г) продольный профиль дорожной
трассы. |
" |
1. ОБРАБОТКА Ж У Р Н А Л А |
Н И В Е Л И Р О В А Н И Я |
В бланк журнала нивелирования (табл.1) из одноимённого журнала (прил.1) выписывают результаты нивелирования трассы автомобильной дороги. Номер варианта журнала нивелирования и пикетаж ной книжки соответствует последней цифре порядкового номера студента в ж урнале учёта работы студентов по геодезии. Отметки реперов 1 и 2 и азимут
начального направления трассы автомобильной дороги могут быть записа ны в графе «Примечание» журнала нивелирования. Если в графе «Приме чание» не записаны отметки реперов 1 и 2, то их выбирают из прил. 2 по первой букве фамилии и номеру варианта и записывают в соответст
вующие графы журнала нивелирования.
В процессе разбивки пикетажа по оси будущей дороги на местности деревянными кольями закрепляют пикеты, расстояние междугкоторыми 100 метров; в местах перелома рельефа устанавливают плюсовые точки (плюсовки).
При нивелировании трассы выбирают связующие и промеж уточные точки. Связующие точки являются общими для двух соседних нивелирных
станций. Они служат для передачи отметок по нивелируемой трассе. На выбор связующих точек оказывает влияние рельеф местности и предельно допустимая длина визирного луча нивелира. Связующими точками могут быть как пикеты, так и плюсовки. Если между двумя соседними связую щими точками перепад высот превышает длину стандартной нивелирной
3
рейки (в нашем случае 3000 мм), то с одной станции невозможно взять отсчёты по рейкам, установленным в этих точках. В таких случаях используют дополнительные связующие Х-точки, расстояния до которых
не измеряют. |
' |
Действия |
на станции технического нивелирования выполняют в |
такой последовательности. Нивелир устанавливают посередине между свя зующими точками, На колья, забитые в связующих точках, ставят отвесно нивелирные рейки. Визируют на заднюю рейку и берут отсчёт ач по чёр
ной стороне с точностью до 1 мм. Визируют на переднюю рейку и берут отсчёты Ьч и Ьк по чёрной и красной сторонам. Снова визируют на зад нюю рейку и берут отсчёт ак по красной стороне. Полученные отсчёты
записывают в графы 3 и 4 журнала нивелирования (табл.1). В этих графах 3 и 4 верхнее число - отсчёт по чёрной стороне, а нижнее число - отсчёт по красной стороне нивелирной рейки, установленной на связующей точке.
Сразу же, не убирая нивелира, вычисляют превышения по чёрной и крас ной сторонам реек и сравнивают их между собой (смотри пункт 1.1). Если между связующими точками есть промеж уточные точки, то, не изменяя
положения нивелира, заднюю рейку поочерёдно ставят на промежуточные точки и берут, отсчёты только по чёрной стороне, записывая их в графу 5
журнала нивелирования.
Нивелир переносят на следующую станцию, передняя рейка стано вится задней, а бывшую заднюю рейку переносят на следующую связую щую точку, следовательно, она становится передней рейкой.
Отметки (высоты) связующих точек вычисляют через превышения, промеж уточных - через отметку горизонта прибора. При обработке
журнала нивелирования следует помнить, что отсчёты по рейке выра жают в миллиметрах, причём отсчёты по чёрной стороне рейки всегда меньше 3000 мм. Отметки горизонта прибора и отметки точек вычис
ляют в метрах.
1.1. В ы ч и с л е н и е п р е в ы ш е н и й
Журнал нивелирования обрабатывают в следующем порядке. Вычисляют превышения передних связующих точек над задними
связующими точками по формулам: |
|
|
|||
где h4 , h K- |
Ач |
ач |
Ьч , |
Ак ак |
Ьк , |
превышения, вычисленные по отсчётам, взятым по чёрной и красной |
|||||
ач ,а к - |
сторонам реек; |
|
|
|
|
отсчёты по чёрной и красной сторонам задней рейки; |
|||||
Ьч ,ЬК- |
отсчёты по чёрной и красной сторонам передней рейки. |
||||
Разность | А, — |
| |
должна быть меньше |
5 мм. Если это условие |
||
соблюдается, то вычисляют среднее превышение по формуле Аср = (Ач + Ак) / 2 .
4
Вычисленные превышения h4 , hK , /гср в зависимости от их знаков
записывают в графы 6, 7, 8, 9 журнала |
нивелирования в строку, соот |
|||||||
ветствующую задней связующей точке. |
|
|
|
|
||||
В нашем примере превышения точки |
ПКО наЗ Рп1 по отсчётам, взятым |
|||||||
по чёрной и красной сторонам реек |
(табл. 1), получились слеЗующие: |
|||||||
А, = 2895 - 0605 = + 2290 мм ; |
h, |
= 7681 - 5389 |
= + 2292 мм ; |
|||||
Л, - |
Лк = I+ 2 мм! < 5 мм; Лср |
= (+2290 |
мм + 2292 |
м м )/2 = + 2291 мм. |
||||
Лср = + 2291 мм записывают в графу 8 без знака |
|
• |
||||||
Если среднее превышение не целое число, то его округляют до |
||||||||
целого миллиметра в сторону чётного числа. Например, |
среЗнее превышение |
|||||||
ПКЗ наЗ ПК2 |
Лср =((- 987 мм) + ( - |
990 |
мм)) |
/ |
2 = - 988,5 |
мм. После округле |
||
ния Лср= - |
988 мм. Это число записывают в графу 9 без знака |
|||||||
1.2. П о с т р а н и ч н ы й |
и о б щ и й |
к о н т р о л ь |
||||||
Для проверки выполненных вычислений в конце каждой страницы |
||||||||
журнала |
нивелирования (табл. 1) надо подсчитать суммы чисел в графах |
|||||||
3, 4, 6, 7, |
8, |
9. Если имеет место равенство |
|
|
|
|||
|
|
1 ( 3 ) - 1 ( 4 ) |
1(6) - 1 ( 7 ) |
I(g ) |
^ |
|
||
то вычисление превышений на данной странице журнала нивелирования выполнено правильно. Последний результат в этом выражении может отличаться от двух первых на 0,5...3 мм из-за округлений при вычислениях.
В конце нивелирного хода производят общий контроль. Для этого надо сложить итоговые суммы чисел в графах 3, 4, 6, 7, 8, 9, взятые со всех страниц журнала нивелирования. Если приведённое выше равенство соблюдается, то вычисление превышений по всему нивелирному ходу выполнено верно.
Число (£ (8) - Х(9)), полученное в результате общего контроля, явля ется суммой средних превышений £/гср, т.е. измеренным превышением конечной точки нивелирного хода над начальной точкой (в нашем случае
Рп2 наЗ Рп1.
|
1.3. В ы ч и с л е н и е н е в я з к и в п р е в ы ш е н и я х . |
|
|
У в я з к а п р е в ы ш е н и й . |
|
|
Невязку в превышениях / вычисляют по формуле |
|
где |
/ь = 1 А Р- № - я н ) , |
|
, # н - отметки конечной и начальной точек нивелирного хода, |
|
|
|
выраженные в миллиметрах. |
|
|
Невязка/, считается допустимой, если она не превышает предельной |
|
величины/, пред, определяемой по формуле |
|
|
где |
/ п р е д = ± 5 0 - J Z , |
„ |
50 - средняя квадратическая ошибка определения превышения на |
||
|
1 км двойного хода, мм; |
|
|
L - длина нивелирного хода, км. |
|
5
: В нашем примере Нк = /%п2 = 59,658 |
м; |
Нц = |
НР„: = 54,271 м; L = 0,8 км |
||
(см. табл. 1). Вычисляем- f h и / Нпред: |
|
|
|
||
. /н = (* 5369) - (59658 - 54271) = |
♦ |
5369 - |
5387= -1 8 мм; |
||
" * |
Лпред = ± 50 д/0^8 = ± 4 5 мм. |
||||
Невязка Эопустима, так |
как |./ь I < 1Лпред I- |
|
|||
Невязки fh |
я fh пред |
записывают на последней странице журнала |
|||
нивелирования |
в графу “Примечание”. |
|
|
|
|
Если |/h | < / h „рея |, то невязку /ь |
распределяют с обратным знаком |
||||
поровну в виде поправок 8/г, в средние превышения, т.е.
5fy= (-/ь)/и-
где и - число станций в нивелирном ходе, равное числу средних превышений.
|
|
|
Таблица 1 |
|
Журнал нивелирования |
1 |
|
С т у Э е н тка П аноВ а Т.П. |
С Ф - 2 - 6 |
И У 2 00 6 го З а |
изЗаиия У че б н ы й прим ер |
Н о |
Н о |
м е р |
м е р |
с т а н |
ТОЧКИ |
ци и
1 2
Я7 1
1
П К 0
2
*4 0
3 . *72
П К \
4
X 1
5 *65
П К г
6
пк г
7
П К 4
8
*50
Итого
По с т р а н и ч н ы й
ко н т р о л ь
О т с ч ё т п о р е й к е , м м |
П р е в ы ш е |
С р е д н е е п р е в ы |
|||||
н и е , м м |
ш е н и е , м м |
||||||
|
|
|
|||||
з а д |
п е р е д п р о м е |
|
|
|
|
||
н и й |
н и й |
ж у т о ч |
+ |
- |
+ |
- |
|
|
|
н ы й |
|||||
|
|
|
|
|
|||
a |
Ъ |
с |
|
|
|
|
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
1 -я с т р а н и ц а |
|
|
|||
2895 |
- |
|
2290 |
|
*1 |
|
|
7681 |
- |
|
2292 |
|
2291 |
|
|
0700 |
0605 |
|
|
1815 |
|
*1 |
|
548 4 |
5389 |
|
|
1815 |
|
1815 |
|
0494 |
2515 |
|
|
1820 |
|
+1 |
|
5279 |
7299 |
|
|
1824 |
|
1822 |
|
- |
- |
2632 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
--
2946 |
2314 |
2743 |
*1 |
7729 |
7103 |
2743 |
2743 |
2886 |
0203 |
0344 |
*1 |
7668 |
498 6 |
0342 |
0343 |
--
0242
- |
- |
|
|
|
|
0976 |
2542 |
|
0987 |
|
*1 |
5760 |
7326 |
|
0990 |
|
0988 |
1077 |
1963 |
|
0845 |
|
*1 |
5862 |
6750 |
|
0845 |
|
0845 |
1347 |
1922 |
|
1527 |
|
*1 |
6133 |
6707 |
|
1528 |
|
1528 |
- |
2874 |
|
|
|
|
- |
7661 |
|
|
|
|
64917 |
68159 |
- |
10754 13996 |
5377 |
6998 |
-1621 |
|
-1621 |
|
-1621 |
|
Г о р и |
О т м е т |
з о н т |
ка |
п р и |
т о ч к и |
б о р а |
|
Н г п , м |
Н , м |
10 |
11 |
|
54,271 |
|
56,563 |
55,243 |
54,749 |
|
52,611 |
|
52,928 |
58,558 |
"55,672 |
|
58,316 |
|
56,016 |
|
. 55,029 |
|
54,185 |
52,658
--
--
6
Окончание табл. 1
Журнал нивелирования
Н о |
Н о |
м е р |
м е р |
с т а н |
ТОЧКИ |
ци и
1 2
+50
/7/Г 5
9
+35
+60
10
П К 6
11
Х 2
12
П К 7
13
П К 8
14
Рп 2
Ит о г о
Вс е го
По с т р а н и ч н ы й
ко н т р о л ь
Общ ий
ко н т р о л ь
О т с ч ё т п о р е й к е , м м |
П р е в ы ш е С р е д н е е п р е в ы |
||||||
н и е , м м |
ш е н и е , м м |
||||||
|
|
|
|||||
з а д |
п е р е д |
п р о м е |
|
|
|
|
|
н и й |
н и й |
ж у т о ч |
|
|
|
|
|
а |
|
н ы й |
+ |
- |
+ |
- |
|
|
с |
|
|
|
|
||
|
Ъ |
|
|
|
|
|
|
3 |
4 |
- 5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
2 -я с т р а н и ц а |
|
|
|
||
2796 |
- |
|
1112 |
|
+1 |
|
|
7585 |
- |
|
1115 |
|
1114 |
|
|
- |
- |
2052 |
|
|
|
|
|
- |
- |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
- |
- |
0274 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
--
2801 |
1684 |
2269 |
+1 |
7586 |
6470 |
2270 |
2270 |
2867 |
0532 |
2370 |
+2 |
7654 |
5316 |
2372 |
2371 |
1870 |
0497 |
0867 |
+2 |
6655 |
5282 |
0869 |
0868 |
0612 |
1003 |
1668 |
+2 |
5399 |
5786 |
1666 |
1667 |
2591 |
2280 |
2036 |
+2 |
7374 |
7065 |
2033 |
2034 |
-0555
-5341
55790 |
41811 |
|
- |
17313 |
3334 |
8657 |
1667 |
120707 |
109970 |
|
- |
28067 |
17330 |
14034 |
8665 |
+ 6 9 8 9 ,5 |
|
- |
+ 6 9 8 9 ,5 |
+ 6 99 0 |
|||
+ 5 3 6 8 ,5 |
' |
- |
+ 5 3 6 8 ,5 |
+53 69 |
|||
Г о р и |
О т м е т |
з о н т |
ка |
п р и |
т о ч к и |
б о р а |
|
А / т , м |
Н , м |
10 |
11 |
55,454 |
52,658 |
|
53,402 |
|
55,180 |
53,773
56,044
58,417
59,287
57,622
59,658
■- -
--
'+ _ '
-
--
Поправки должны быть выражены в целых миллиметрах. В нашем
примере fh = -18 мм, п = 14. По величине 5/г, = +18 мм /14 ~ +1,3 мм'-опреЭеляют,
что значения попрабок могут быть |
+1 мм и +2 мм, причём |
число |
поправок |
||
+1 мм больше, чем число попрабок +2 |
мм |
(8/ij = 1,3 мм ближе к 1 мм). |
МетоЗом |
||
поЗбора опреЗелено, что 6 первые Эесять превышений наЭо |
ббести |
поправки |
|||
по +1 мм, в остальные четыре - |
по +2 мм. Сумма поправок обязательно. Эолж- |
||||
на равняться невязке с противоположным знаком, т е. |
|
|
|||
|
S<% ,= -/h . |
|
|
||
В привезённом примере |
10 (+1) |
+ |
4-(+2) = +18 мм. Поправки |
выписы |
|
вают в графы 8 или 9 над средними превышениями (табл. 1). Исправленное
превышение h\ испр вычисляют по формуле |
■ |
||||
h |
испр |
= h- |
cp |
+ 8/z |
• |
Г1\ |
r l l |
|
|||
7
' |
~..й11)СПр-=(+2291 мм) + (+1 мм) = +2292 |
мм= +2,292 м; |
|
|||||
|
|
^2испр |
= ( - 1 8 1 5 |
мм) + .(+1 мм) = - 1 8 1 4 |
мм= - 1 ,8 1 4 |
м; |
|
|
|
|
испр |
=(-1822 |
мм) + (+1 мм) = -1821 мм= -1,821 м, итак |
далее. |
|||
, |
|
' |
1.4. В ы ч и с л е н и е о т м е т о к |
т о ч е к |
|
|||
- |
0+ |
|
|
|
■ |
" |
|
|
|
По отм етке начальной точки и увязанным превышениям последова |
|||||||
тельно вычисляют отметки связующих точек: |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Я ,*] ~ Н \+ /2испр , |
|
|
|
|
где |
#j+i - вычисляемая отметка передней связующей точки; |
|
||||||
|
Н, |
- отметка задней связующей точки; |
|
|
|
|
||
|
/гИспр - исправленное среднее превышение между этими точками. |
|||||||
|
В рассматриваемом примере послеЭовательно Вычисляем отметки свя |
|||||||
зующих |
точек ПКО, ПК0+40, ПК1, X t |
|
|
|
|
|||
|
|
|
H m = H M + hi Hcnp = 54,271 м + |
(+2,292 м) = |
56,563 м |
|
||
|
|
Япко.и = Япко + А2 испр = 56,563 м + (—1,814 м) = |
54,749 м; |
|||||
|
. |
|
ЯГiK= Дпкодо h3 испр = 54,749 м +.(—1,821 м) = 52,928 м; |
|
||||
|
|
|
Я*, = ЯПК1 + /ц испр = 52,928 м + (+2,744 м) = 55,672 м. |
|
||||
|
Полученные значения записывают в графу 11 журнала |
нивелирова |
||||||
ния. |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
Для проверки правильности вычисления отметок связующих точек на |
|||||||
каждой странице журнала нивелирования в графе “ Примечание” надо вы полнить следующий контроль: разность отметок конечной и начальной
связующих точек должна равняться алгебраической сумме увязанных пре вышений. Например, Зля первой страницы журнала нивелирования (табл. 1)
ЯПК/,.5о-Я рп, = 52,658 м - 54,271 м =-1,613 м; 1 ^ испр =-1,613 м. Вычисленную отметку конечной связующей точки на первой страни
це журнала нивелирования переносят в первую строку второй страницы, отметку конечной связующей точки на второй странице журнала нивели рования переносят в первую строку третьей страницы и так далее. На
последней странице журнала нивелирования должна быть получена
заданная отметка Рп2, что является окончательным контролем правиль ности вычисления отметок связующих точек.
О тметки промеж уточных точек вычисляют через отметку горизонта прибора ( Я ш ) на данной станции, который выражают в метрах:
. |
. |
Я щ - |
На + ач , |
где Н а - отметка задней связующей точки на данной станции, м; |
|||
|
ач - отсчёт по чёрной стороне задней рейки, м. |
||
|
Для вычисления отм еток промежуточных точек используют формулу |
||
где |
|
Япром |
Я г п С , |
Япр0Мотметка промежуточной точки, м; |
|||
с- отсчёт по рейке, установленной На промежуточной точке, м.
На одной станции может быть несколько промеж уточных точек.
В этом случае для вычисления их отметок используют одно и то же зна чение отметки горизонта прибора. В нашем примере на ЭеВятой станции,
8
расположенной |
между связующими точками ПК4-+50 и ПК5+60 , имеем следую |
||
щие исходные данные (см. табл. 1): |
|
|
|
Д ж 4.5о = 52,658 м; Дц<1,*50 = 2,796 м; сПК5 = 2,052 м; сПК5,з5 = 0,274 м. |
|||
Тогда |
Н гп ~ 52,658 м + |
2,796 м |
= 55,454 м; |
|
ЯПК5 = 55,454 м - |
2,052 м = 53,402 м; |
|
|
ЯпК5.з5 = 55,454 м - 0,274 |
м = 55,180 м. |
|
2. П О С ТРО ЕН И Е ПРО ДО ЛЬ НО ГО |
П Р О Ф И Л Я М ЕС ТН О С ТИ |
||
Продольный профиль вычерчивают на миллиметровой бумаге. При построении профиля применяют масштабы: горизонтальный 1:5000, вертикальный 1500. Работы по построению профиля начинают с разграфки сетки профиля согласно ГОСТ 21.511-83 (рис. 1).
В учебных целях для сокращения объёмов чертёжной работы и для уменьшения габаритов профиля по вертикали разрешается делать некоторые отступления от названного ГОСТа, т.е. можно исключить графы « Тип местности по увлажнению», « Тип поперечного профиля», данные об
укреплении, уклонах, длинах и отметках левого и правого кюветов. В дан ной расчётно-графической работе вертикальные кривые не надо проекти ровать, поэтому название графы « Уклон и вертикальная кривая» следует заменить на « Уклон/Расстояние» (рис. 2).
В соответствии с ГОСТ 2.303-68 сплошной линией толщиной 0,5 мм вычерчивают ось дороги в графе «Развёрнутый план дороги», прямые и
кривые в плане, проектную линию, линии ординат от точек перелома проектной линии. Остальные линии проводят сплошной тонкой (толщина линии 0,1 мм). Для облегчения восприятия чертежа все проектные данные вычерчивают красным цветом (смотри цветной рисунок на с.22,23).
По данным журнала нивелирования (табл. 1) заполняют графу «Расстояние». Расстояния откладывают в горизонтальном масштабе
1=5000, фиксируя пикеты и плюсовые точки вертикальными отрезками. При нанесении пикетов точку ПК0 помещают на утолщённую вертикаль
ную сантиметровую линию |
миллиметровой бумаги, тогда и все остальные |
пикеты попадут на такие же |
линии. Если между пикетами нет плюсовых |
точек, то расстояние 100 м |
не пишут. При наличии плюсовых точек |
указывают расстояние от предыдущего пикета до плюсовой точки и от плюсовой точки до следующего пикета либо расстояние между соседними плюсовыми точками. Номера пикетов записывают под нижней линией графы «Расстояние».
Точность построений на миллиметровой бумаге составляет 0,5 мм, что в горизонтальном масштабе 1;5000 соответствует 2,5 м на местности.
Например, между ПК0 и ПК1 находятся точки +40 и +72. От ПК0 о т - к/юдыбают 8,0 мм и 14,5 мм, прободят ординаты (Вертикальные линии) и
записыбают три расстояния: 40 м - |
от ПК0 до точки +40; 32 |
м - от точки |
|
+40 до точки +72; 28 м - |
от точки |
+72 до ПК1 (рис. 2). |
|
Контроль проводят |
суммированием расстояний: 40+32+28 |
= 100 м. |
|
9
10
П Р О Ф И Л Ь Д О Р О Ж Н О Й Т Р А С С Ы
Рис 2