Введение

Железные дороги занимают огромное место в жизни России. Появившись в 1837 году, с первой линии Царское Село – Санкт-Петербург, железные дороги стали главным видом грузового и пассажирского транспорта.

Целью данной дипломной работы является изучение возможности применения спутниковых систем GPS/GLONASS в комплексе с электронными тахеометрами для целей геодезического обеспечения строительства линейных объектов и рациональность использования новых спутниковых технологий и электронной тахеометрии в геодезических работах, подтвердить или опровергнуть рациональность применения спутниковых систем в комплексе с электронными тахеометрами в геодезических работах, являющихся неотъемлемой частью технологического процесса строительного производства.

В процессе работы проведено исследование работ, выполненных для геодезического обеспечения строительства железнодорожной линии Кызыл– Курагино, составлен проект геодезического обоснования, созданного с применением спутниковых технологий в комплексе с электронными тахеометрами и сравнительный анализ экономической эффективности проведения геодезических работ традиционными методами и с применением спутниковых технологий.

В первой главе раскрывается роль и содержание геодезических работ при строительстве, дается краткий исторический обзор развития инженерно-геодезического обеспечения строительных технологий, состав и объемы инженерно-геодезических изысканий, раскрывается сущность трассирования линейных объектов.

Во второй главе приводится порядок ведения работ по геодезическому обеспечению строительства железной дороги Кызыл-Курагино, описываются исторические предпосылки развития железных дорог в России, дается краткая характеристика железных дорог России, раскрывается стратегия для строительства железной дороги Кызыл-Курагино, а так же роль геодезического мониторинга строительных объектов и окружающей застройки.

Третья глава включает в себя вопросы экономики и безопасности жизнедеятельности. Описываются расчет сметной стоимости безопасность жизнедеятельности на рабочем месте, правила безопасности при проведении полевых работ, общие требования безопасности при проведении камеральных работ, пожарная безопасность и электроопасность.

1 РОЛЬ и содержание геодезических работ при строительстве линейных объектов

1.1 Краткий исторический обзор развития инженерно-геодезического обеспечения строительных технологий.

Истоки геодезических знаний теряются в глубокой древности. Это подтверждают многочисленные археологические раскопки. Уже за несколько тысячелетий до нашей эры производились сложные строительные работы, например, постройка храмов, дворцов и надгробных памятников в Египте, что было возможным лишь при достаточно хорошо разработанных методах измерений. За 6000 тысяч лет до нашей эры был построен канал, соединивший реку Нил с Красным морем. В Древнем Египте (4000-3000 лет до н.э.) были созданы большие оборонительные сооружения и ирригационные системы, строились грандиозные пирамиды. Так, пирамида Хуфу имеет высоту 137,2 метра, а длину стороны основания – 227,5 метра. Следует упомянуть о сооружении деревянного моста через Нил уже за 2500 лет до нашей эры.

Известно, что более чем за 3 тысяч лет до нашей эры в Китае уже существовала целая оросительная система в долине Чэнду. Там же строится большое количество дворцов, высотных пагод и храмов, сложных оборонительных сооружений (Великая Китайская стена), арочных каменных мостов. В Индии в то же время существовали города с правильной планировкой. История свидетельствует, что в Вавилонии была создана сложная ирригационная система, построена система регулирования разливов рек Тигра и Евфрата. За 2150 лет до н.э. под Евфратом был построен тоннель длиной 900 метров, причем предварительно река была отведена в другое русло. Интересен тот факт, что уже тогда существовали законы, направленные на жесткое обеспечение надежности возводимых сооружений (Кодекс законов Хаммурапи).[25]

В Греции и Древнем Риме геодезические работы получили теоретическое обоснование и составили начало геодезии как науки. В это время велась активная разработка новых методов и технологий строительства, при этом первоочередное значение отводилось геодезии (геометрии) как предопределяющей надежность, долговечность и качество строительства в ходе производства работ и эксплуатации. Так, в своей работе "Десять книг об архитектуре" Витрувий (вторая половина I века до н. э.) описывает строительную технологию того времени, рекомендует необходимые инструменты и методы для контроля точности и качества в ходе работ.

Широкое распространение в этот период получает строительство самых различных объектов: жилых и общественных зданий, инженерных сооружений. Создаются произведения архитектуры, пользующиеся мировой известностью. Назовем лишь некоторые из них: маяк в гавани г. Александрии выстой 130 метров; акведуки длиной до 1000 метров и высотой до 50 метров; дорога с каменным покрытием длиной 45 км и шириной 8,5 метра. В поперечном сечении дорога имела сложный профиль. Из общественных зданий заслуживает внимания гигантский амфитеатр Колизей длиной 187,5 м, шириной 156,7 и высотой 46,6 м, вмещавший до 90 тысяч человек; огромных размеров стадион на Марсовом поле; дворец Флавиев на Палабине; арка Тита. Сюда же отнесем и Пантеон, который выполнен в виде цилиндрического кольца диаметром 53,5 м и выстой 21,7 м из бетона в кирпичной опалубке. На поясе кольца, имевшего толщину 6,7 м, был возведен купол. Портик Пантеона пролетом 30 м и глубиной 14 м был перекрыт стержнями таврового сечения, державшихся на 16 монолитных колоннах высотой 14 м и диаметром 2,5 м каждая. Из храмов Акрополя представляет интерес Парфенон. Длина его составляет 70 м, ширина 31 м и высота 17,5 м, ни одна из колонн Парфенона не поставлена вертикально. Наклон каждой колонны меняется в зависимости от места, занимаемого колонной в плане. Отметим строительство выдающихся (по тому времени) деревянных мостов: одного через реку Дунай общей протяженностью 1070 метров, II в. до нашей эры и другого – через реку Рейн, 500 м в длину и 12 м в ширину, построенного за 10 дней в I в. до н.э.

После того, как в VI-IV веках до н.э. Пифагором (570 – 490 гг. до н. э.) и Аристотелем (384 до н. э. – 322 до н. э.) были высказаны предположения о шарообразности Земли, перед геодезией встала научная задача по определению радиуса Земли. Первая попытка определить размеры радиуса Земли была сделана в III в. до н.э. Эратосфеном (276 год до н. э. – 194 год до н. э.) путем непосредственного измерения дуги меридиана и определения разности широт конечных точек этой дуги. В то же время в Греции были созданы географические карты, учитывающие шарообразность Земли; первые научные основания получила картография. Создается система единиц мер длины. Отметим, что в 827 году арабские ученые непосредственно измерили длину дуги меридиана в 10 на широте 350 (к западу от реки Тигр), и получили результат 111,8 км, близкий к современным данным (110,9 км).

Сохранились сведения о геодезических работах, выполненных в России. Так, в 1792 г. вблизи Тамани был обнаружен камень, на котором древнерусскими буквами высечена надпись: "В лето 6576 Глеб князь мерил морем по льду от Тмутараканя до Корчева 14 тысяч сажен". Этот камень свидетельствует, что в Древней Руси в 1068 году уже проводились геодезические работы, в результате которых было определено расстояние через Керченский пролив между городами Тамань и Керчь. Еще в XI веке в России путем измерений на местности устанавливались границы земельных участков, о чем говорится в "Русской правде".

В период царствования Ивана IV Грозного (1530-1584) производилось составление карт. Около 1570 г. появилась одна из первых карт Московского государства под названием "Большой чертеж". В 1667 г. П. Годуновым (г. рожд. неизв. – ум. 1670) составлен "Чертеж Сибирской земли", который является первой русской печатной картой. В 1696 г. производились работы по съемке р. Дон, что свидетельствует о начале гидрографических работ в европейской части России. В 1715 г. были начаты первые геодезические работы в азиатской части России, а в 1721 г. была составлена первая в России инструкция по топографическим съемкам.[29]

В 1701 г. в Москве была создана первая в России астрономическая обсерватория и первая школа "математических и навигационных наук". В ХVI веке начинается постепенное возрождение науки и культуры, которое сказалось на дальнейшем развитии геодезии. Достижения математики, физики привели к изобретению в начале XVII столетия зрительной трубы. В 1620 году был изобретен верньер. Все это привело к существенному усовершенствованию геодезических инструментов. Одновременно голландский ученый Снеллиус применил метод триангуляции, позволивший определять с высокой точностью значительные расстояния на местности.

В первой половине XVII века в России проводятся работы по созданию опорной геодезической сети методом триангуляции. Здесь следует отметить триангуляционный ряд по меридиану от Ледовитого океана до устья Дуная. В результате работ К.И. Теннера (1783 – 1860) и В.Я. Струве (1793 – 1864) измерена дуга меридиана около 25 °20'. Ввиду огромной роли, которую В.Я. Струве сыграл как научный руководитель всех измерений и последующих вычислений, в настоящее время дуга носит название «Геодезическая дуга Струве» (ГДС) или «Дуга Струве».

В XIX веке техника геодезических измерений становится более совершенной. Появились инструменты с высокоточными отсчетными приспособлениями, был изобретен базисный прибор для высокоточных измерений расстояний. Появляется прибор для измерения расстояния подвесными проволоками. Точность результатов геодезических измерений значительно повысилась.

В 1839 г. была построена Пулковская обсерватория, роль которой в развитии астрономии и геодезии в России и мире очень велика.

В 1874 г Д.И. Менделеевым (1834 – 1907) был изобретен и модернизирован дифференциальный барометр, прототип которого довольно долгое время применялся при барометрическом нивелировании. Отечественными геодезистами был разработан метод нивелирования, вошедший в историю под названием русского способа нивелирования и применявшийся во многих странах.

С появлением новых конструкционных материалов (сталь, бетон, пластмасса и т.д.) и изменением производственных возможностей происходят революционные для своего времени преобразования в конструировании, что в свою очередь вызывает коренные изменения в технологии изготовления и возведения. Все это вызывает острую необходимость в разработке и внедрении новых прогрессивных геодезических методов обеспечения строительных технологий с целью упрощения и максимального обеспечения современных, непрерывно возрастающих требований к строительному производству.

В ХХ веке бурное развитие получают строительство и геодезия во всем цивилизованном мире. В связи с развитием науки, техники, технологи и современных методов строительства многоэтажных, сложных, сборных, уникальных энергетических сооружений потребовалось выделение в отдельную область инженерной геодезии, обеспечивающей все этапы проектирования, строительства и эксплуатации объекта.[27,28]

В начале ХХ века были построены крупнейшие предприятия, о которых мы до сих пор говорим с уважением: Магнитогорский металлургический комбинат, Азовсталь, Кузнецкий металлургический завод, химический комбинат в г. Кемерово, Горьковский автозавод и целый ряд других крупных предприятий.

В 1918 г. в Москве на Шаболовке смонтирована радиобашня В.Г.Шухова(1853 – 1939), общая высота которой достигла 160 метров при диаметре основания 42 метра. В это же время ведется строительство радиомачт, опор, ангаров, мостов, ГЭС и т.п.

В 30-е годы вводятся как обязательные для применения в строительстве технические условия и нормы проектирования и возведения сооружений, разработанные Институтом норм и стандартов строительной промышленности.

В 40-е годы проводятся активные исследования в области атомной энергетики. Для изучения природы атома были построены уникальные сооружения – синхрофазотроны. Точность монтажа элементов данных объектов доходит до десятых и сотых долей миллиметра. Это стало возможным также с использованием высокоточных методов инженерной геодезии.

С развитием авиастроения и космической индустрии роль и место геодезии существенно расширились. Для многогранного, многоцелевого исследования неосвоенных территорий используются высокоэффективные фотограмметрические методы. Были созданы перспективные методы, использующие современные лазерные, квантовые, электронные приборы.

С появлением компьютерного оснащения инженерная геодезия переходит к принципиально новым способам решения проблемы обеспечения требуемой точности.

В заключение изложения истории развития геодезии необходимо отметить обязательность ее применения при планировании, производстве строительных работ и эксплуатации объекта недвижимости, что является показателем уровня культуры строительства и страны в целом.