1. Состав работ при трассировании линейных сооружений.

Полевое трассирование линейных сооружений включает следующие основные работы:

- составление проекта;

- рекогносцировка и перенесение проекта трассы в натуру;

- измерение и отложение углов;

- линейные измерения с разбивкой пикетажа;

- разбивка НК, КК и СК и снесение пикетов с линии тангенсов на кривую;

- закрепление точек на местности;

- продольное техническое нивелирование по закреплённым точкам;

- съёмка полосы местности вдоль трассы;

- камеральная обработка полевых материалов с построением плана трассы, продольного и поперечного профилей.

1.Составление проекта.

Камеральное трассирование выполняют в основном на стадии предварительных изысканий. При этом используют топографические карты М 1:25 000 или 1:50 000, фотосхемы, цифровую модель местности.

В равнинной местности применяют способ попыток. М/у заданными точками намечают на карте кратчайшую трассу, по которой составляют продольный профиль трассы и наносят проектную линию. На основании анализа про­дольного профиля выявляют места, в которых трассу целесообразно сдвинуть вправо или влево, чтоб проектные отметки были ближе к фактическим отметкам местности. Эти места вновь трасируют и составляют улучшенный проект трассы.

В горных районах используют способ предельного уклона (способ нахождения на карте в заданном направлении линии предельного уклона). Для этого определяют величину заложения а для предельного допу­стимого уклона i_пр по формуле:

а=h/i_пред.*1/М,

где h-высота сечения рельефа,

i_пр.- заданный предельный уклон, зависит от категории трассы,

М-знаменатель масштаба карты.

Затем на карте раствором циркуля а в заданном направлении находят линию, по которой уклон будет равен i_пр. Для этого установив одну ножку циркуля на исходную точку, подсекают ближайшую горизонталь. Затем ножка циркуля переставляется в полученную на горизонтали точку и тем же раствором подсекают следующую горизонталь.

В тех местах, где расстояние м/у горизонталями больше а, т.е. где i меньше i_пр, трассу намечают по кратчайшему расстоянию в заданном на­правлении, обходя лишь контурные препятствия. При этом, что­б удлинение трассы было минимальным, углы поворота трассы д.б. не более 15-25°.

После нахождения линии нулевых работ трассу спрямляют, отмечая углы поворота. Трассу спрямляют так. Чтобы спрямлённая линия прошла вблизи линии нулевых работ.

После того как намечены углы поворота трассы их измеряют транспортиром и, соблюдая нормативные требования, задают радиусы КК и вычисляют остальные элементы КК. Затем на карте по трассе разбивают пикетаж циркулем или измерителем.

Пикетаж трассы – это система обозначения и закрепления точек трассы.

Пикет трассы – это точка трассы предназначенная для закрепления заданного интервала.

При разбивке пикетажа вычисляют пикетаж начала и конца КК с контролем и наносят их на карту путём отложения соответствующих отрезков от ближайших закреплённых пикетов, либо откладывают Т от ВУ в соответствующую сторону.

На трассе так же и намечают положение характерных рельефных плюсовых точек, точек изменения продольного уклона местности.

2. Рекогносцировка и перенесение проекта трассы в натуру.

Основой для полевого трассирования служат материалы каме­рального трассирования. Проект трассы разрабатывается и составляется специалистами соответствующей отросли. После составления проекта его выносят в натуру или на местность. Вынос выполняется по данным геодезической привязки вершин углов поворота трассы к ближайшим пунктам геодезической сети или ближайшим чётким контурам местности.

В поле трассирование начинают с рекогносцировки местности в результате которой устанавливают общие условия прохождения трассы и наличие вблизи трассы ОГС. В процессе рекогносцировки или в след за ней выполняется и закрепление на местности ВУ поворота трассы, м/у смежными вершинами углов поворота д.б. прямая видимость. При больших расстояниях м/у смежными вершинами закрепляют в створе дополнительные вершины. ВУ поворота трассы обычно закрепляют деревянными столбами с гвоздиками.

3. Измерение и отложение углов.

После закрепления на местности ВУ, НКК и ККК на этих точках техническим теодолитом типа Т30 измеряют углы поворота хода, обычно правые. Углы измеряются полным приёмом по вешкам установленным в вершинах углов поворота. По измеренным углам поворота хода вычисляют углы поворота трассы

Угол поворота трассы φ – угол м/у продолжением предыдущего направления трассы и последующим направлением.

Угол поворота трассы вычисляют по формулам:

- при повороте трассы вправо φ = 180 – β_прав

- при повороте трассы влево φ = β_прав – 180

Трасса в плане д.б. обязательно привязана к опорным пунктам в начале и конце, а при длинной трассе ещё и в промежутке.

Далее вычисляют угловую невязку и сравнивают её с допустимой:

f_β = Σβ_изм – Σβ_теор

Σβ_теор = α_к – α_н +180*(n+1) - для левых углов;

Σβ_теор = α_н – α_к +180*(n+1) - для правых углов

f_βдоп = 1’√n

4. Линейные измерения с разбивкой пикетажа.

Либо параллельно с угловыми измерениями, либо вслед угловым выполняют линейные измерения. Они бывают двух видов:

- измерения расстояний между закреплёнными вершинами углов поворота трассы. Эти измерения выполняются в одном направлении. Этот вид выполняется лентами, рулетками, светодальномером или электронным тахеометром. В совокупности с угловыми измерениями этот вид работ используется для вычисления координат вершин углов.

- второй вид линейных измерений выполняется при разбивке пикетажа трассы (не грубее 1/1000). На местности начиная от НТ (ПК 0) точно по оси трассы по теодолиту откладывают 100-метровые отрезки в горизонтальной плоскости и концы этих отрезков закрепляют пикетами. Двумя кольями: колом-точкой и колом-сторожком. Кол-точка забивается вровень с землёй, а на сторожке подписывается название точки. Подпись на сторожке обращена к началу трассы.

Подобным образом на местности закрепляются все пикеты, НКК, ККК, СКК, рельефные плюсовые точки, точки поперечников. Рельефные плюсовые точки привязываются к пикетам промерами с округлением расстояний до метра.

П икетаж удобно разбивать рулетками. В том числе и лазерными. Наклон местности не учитывается, если угол наклона не превышает 2°. При углах наклона больше 2 градусов на местности либо откладывают отрезки больше 100м на величину поправки за уклон, либо используют способ ватерпасовки.

По новому направлению трассы (после ВУ) поступают следующим образом: по линии тангенса от ВУ откладывают величину домера и временно закрепляют эту точку. Потом откладывают оставшееся расстояние не достающее до ста и окончательно закрепляют точку (ПК ВУ 5 + 68,15 → откладывает Д + 31,85).

Помимо указанных точек на всех пикетах и других некоторых точках разбивают поперечники перпендикулярно оси трассы теодолитом или экером на 20-25 м влево и вправо от оси.

В пикетажном журнале фиксируются все пикеты, НКК, ККК, СКК, рельефные плюсовые точки, точки поперечников. Кроме этого там фиксируются плюсовые ситуационные точки (пересечения с дорогами, реками и т.д.), расстояния до них измеряют от пикетов с точностью до см. На местности эти точки не фиксируются.

5. Разбивка НК, КК и СК и снесение пикетов с линии тангенсов на кривую.

Н а углах поворота трассы производят вставки круговые и переходные кри­вые. В качестве круговых кривых применяют дуги окружностей с постоянными радиусами. В качестве переходных кривых используют кривые переменного радиуса.

Основные элементы КК трассы:

• φ – угол поворота трассы - измеряется в натуре;

• R — радиус кривой, заданный в зависимости от условий местности и категории дороги;

• АВ = ВD = Т — тангенс кривой – это отрезок прямой, соединяющей вершину угла поворота с началом или концом кривой.

Он вычисля­емая по формуле Т = R*tg(φ/2);

• ACD = К — круговая кривая – это часть оси трассы проектируемого сооружения, представляющая собой дугу окружности.

Длинна КК определяется по формуле К = πRφ/180;

• СВ = Б - бис­сектриса кривой – это отрезок прямой, соединяющей вершину угла поворота трассы с серединой кривой.

Длина биссектрисы вычисляется по формуле Б = R (sec φ/2 -1);

• Д = 2Т-К – домер – разница между двумя тангенсами и кривой.

Точки НКК, СКК и ККК на­зывают главными. Сначала по измеренному значению угла поворота φ и принятому радиусу R из таблиц круговых кривых выбирают элементы кри­вой: Т, К, Б и домер Д. Затем по уже определённому пикетажному значению ВУ рассчитывают пикетажные значения главных точек кривой и, найдя их на местности, закрепляют.

Пикеты расположены на линиях тангенсов, переносят на кривую методом прямоугольных координат. Этот метод заключается в следующем: первая половина кривой разбивается от НКК, а вторая от ККК. Направления тангенсов в сторону ВУ принимаются за ось х, а направления радиусов за ось у. Разбивка кривой осуществляется с интервалом К метров, который вычисляется как разность пикетного значения выносимой точки и пикетажа НКК или ККК. Этому интервалу соответствует центральный угол, равный Θ = (180*К)/(πR). Далее вычисляются значения координат х и у по формулам: х = R*sinΘ и у = R(1-cosΘ).

Затем выполняется снесение пикетов с линии тангенсов на кривую. Устанавливают теодолит в точке НКК, ориентируют на вершину угла и по створу визирного луча откладывают соответствующие расстояния х, и временно закрепляют полученную точку. Затем из этих точек строим прямой угол по направлению от Т и откладывает соответствующие значения координаты у

6. Закрепление точек на местности (описано в пункте три).

7. Продольное техническое нивелирование по закреплённым точкам.

Для составления продольного и поперечного профилей трассы и определения отметок закреплённых точек трассы, производят техническое нивелирование. Нивелирование обязательно привязывают в начале и конце, а так же в середине при длинных трассах, к реперам государственного нивелирования. Нивелирование выполняют техническими нивелирами с уровнем или компенсатором по двухсторонним или односторонним рейкам с см делениями. Нивелирование по ходу обычно ведут методом из середины для связующих точек, устанавливая равенство плеч «на глаз» до 10 м, и методом «вперёд» - для промежуточных. Расстояние до связующих точек принимают равным 100 ... 150м.

При нивелировании по трассе нивелируют связующие (реперы, пикеты) и промежуточные (все остальные) точки. Связующие точки при двух сторонних рейках нивелируют по 2м сторонам одним горизонтом, при односторонних рейках – при 2 горизонтах. Промежуточные точки нивелируют по одной рейке по ЧС при одном горизонте.

Программа наблюдения на станции:

• 2стороние рейки ЧС ЗР → ЧС ПР → КС ПР → КС ЗР → отчёты по ЧС ЗР на промежуточных точках;

• 1стороние рейки ЧС ЗР 1 гор → ЧС ПР 1 гор → ЧС ЗР 2 гор → ЧС ПР 2 гор → отчёты по ЧС ЗР на промежуточных точках.

Результаты записываются в журнал технического нивелирования.

После окончания нивелирования прямо в журнале выполняется обработка:

1. если число станций чётное (ΣЗ – ΣП)/2 = Σh_Ч,К = Σh_СР

если число станций нечётное (ΣЗ – ΣП)/2 = Σh_СР + 50 мм

2. Σh_ИЗМ = Σh_СР

Σh_ТЕОР = Н_К – Н_Н

f_h = Σh_ИЗМ - Σh_ТЕОР

f_hдоп = 50 мм √L км

если невязка удовлетворяет допуску, то её распределяют пропорционально количеству станций в связующих превышениях.

υ_h = - f_h*n_i/Σn_i

Вычисленные поправки округляются до мм-ов и подписываются над соответсвующими средними превышениями прямо в журнале. Сумма поправок = невязке с обратным знаком. Затем в журнале по исправленным превышениям вычисляют отметки связующих точек:

H_i+1 = H_i + h_испр

Отметки промежуточных точек вычисляют через горизонт инструмента на станции

ГИ = отметка задней связующей точки на станции Н_З + отчёт по ЧС рейки на задней связующей точке а_З

H_пром = ГИ – отчёт по ЧС на данной промежуточной точке b

8. Съемка полосы местности вдоль трассы.

Одновременно с разбивкой пикетажа производится съёмка полосы местности по обеим сторонам трассы. Ширина зависит от характера сооружения. В любом случае, в полосе шириной 20-25 м с каждой стороны трассы, съёмка производится инструментально, а далее до 100 м в каждую сторону либо полуинструментально, либо на глаз.

Основой для съёмки служат закреплённые точки трассы, обычно пикеты. К ним привязывается ситуация. Чаще всего съёмка выполняется способом перпендикуляров или линейных засечек.

9. Камеральная обработка полевых материалов с построением плана трассы, продольного и поперечного профилей.

По окончании полевых работ материалы трассирования обрабатывают: проверяют полевые журналы, уравнивают нивелирные и теодолитные ходы, вычисляют отметки и координаты точек трас­сы, составляют планы, продольный и поперечные профили участ­ков дороги.

Продольный профиль трассы является одним из основных документов при проектировании линейного сооружения. Профиль составляется по данным нивелирного и пикетажного журналов. Его составляют на миллиметровке, вертикальный М обычно задают в 10 раз крупнее горизонтального.

На профиль наносится целый ряд различных характеристик (уклон участка трассы и его длина; фактические и проектные отметки пикетов и других точек; расстояния м/у точками в метрах). Большинство из них помещается в специальных графах, которые все вместе называются сеткой профиля.