МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра проектування доріг

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО

ВИКОНАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ

“ІНЖЕНЕРНА ГЕОДЕЗІЯ І АЕРОГЕОДЕЗІЯ”. Спецкурс.

для студентів спеціальності 7.092105

“Автомобільні дороги та аеродроми

Затверджено

на засіданні навчально -

методичної ради університету

Протокол № від “ ” 2009 р.

перший проректор,

професор М. О. Білякович

Київ НТУ 2009

Методичні вказівки до виконання КУРСОВОЇ РОБОТИ “Інженерна геодезія і аерогеодезія” для студентів спеціальності 7.092105 “Автомобільні дороги та аеродроми

/ Укладачі: К. С. Демчишина, С.К. Омельчук, Соловйова Н.П., Хом’як А.Я.

Курсова робота

Інженерно-геодезичні роботи під час вишукувань і проектування автомобільних доріг і трасування автомобільних доріг по матеріалах аерофотозйомки.

Навчальним планом передбачено для студентів зі спеціальності 7.092105 «Автомобільні дороги та аеродроми» виконання курсової роботи з інженерної геодезії і аерогеодезії.

Курсова робота

1. Склад і об’єм курсової роботи.

Курсова робота складається з двох розділів:

1. Інженерно-геодезичні роботи під час вишукувань і проектування автомобільних доріг.

2. Трасування автомобільних доріг по матеріалах аерофотозйомки.

Кожен розділ має бути поданий в повному обсязі у відповідності з завданням і результатами розв’язання усіх питань, що входить до даного розділу.

Курсова робота розробляється на основі індивідуальних завдань для кожного розділу.

РОЗДІЛ І. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧНІ РОБОТИ ПІД ЧАС ВИШУКУВАНЬ АВТОМОБІЛЬНИХ ДОРІГ.

Перед початком виконання курсової роботи студент має досконало проробити теоретичний матеріал по темі, звернувши особливу увагу на такі питання.

1. Розбивка траси автомобільної дороги.

Траса та її елементи. Позначення, провішування, вимір ліній і кутів уздовж траси. Розбивка і розрахунок пікетажу. Розстановка і закріплення вершин кутів повороту, пікетів і плюсових точок траси. Розбивка і закріплення поперечних профілів уздовж траси. Зйомка притрасової смуги. Пікетажний журнал. Основні елементи кругової кривої. Призначення і основні елементи перехідних і клотоїдних кривих. Розрахунок пікетажних значень початку і кінця кривих.

Часткова розбивка заокруглень. Винесення пікетів на криву. Відомість кутів повороту, прямих і кривих. Складання плану траси.

Література:[1], розділ 8, [2],глава 7, [3]. §105-115, [4], розділ 11,

2. Нівелювання траси.

Геометричне нівелювання траси. Сполучні, проміжні та іксові точки. Прив’язка траси до реперів нівелірної мережі. Порядок /технологія/ і контроль роботи на станції. Особливості нівелювання зв’язуючих і проміжних точок. Журнал нівелювання. Посторінковий контроль обчислення журналу нівелювання. Способи контролю нівелювання траси. Точність нівелювання. Складання поздовжнього і поперечного профілів траси.

Література: [ 3], §116-122, [2]- глава 7, [1], розділ 9, 10.

3. Вказівки до вивчення теми.

Розглянуті в даній темі інженерно-геодезичні роботи безпосередньо пов’язані з вишукуванням, проектуванням і будівництвом автомобільних доріг. При вивченні теми необхідно з’ясувати , що являє собою автомобільна дорога та її основні елементи.

Особливу увагу треба звернути на роботи, пов’язані з підготовкою до нівелювання, тобто розстановку і закріплення вершин кутів поворотів, пікетів і плюсових точок траси, розрахунок пікетажних позначень головних точок заокруглень, визначення положення характерних точок на кривій, виніс пікетів на криву; розбивка і закріплення поперечних профілів; ведення пікетажного журналу.

При вивченні теми «Геометричне нівелювання траси» треба з’ясувати поняття «сполучні» і «проміжні» точки, яка різниця в методах нівелювання цих точок, а також звернути увагу, в яких випадках вибирають іксові точки і як їх нівелюють.

Роботи по камеральній обробці результатів трасування освоюють студенти в процесі курсової роботи.

До початку курсової роботи, студент має в письмовій формі дати відповідь на три-чотири запитання для самостійної роботи (вказані викладачем).

Запитання і задачі для самостійної роботи.

1. Що таке автомобільна дорога?

2. Що ви розумієте під терміном траса автомобільної дороги?

3. Яке призначення штучних дорожніх споруд – мостів й шляхопроводів, естакад, труб, акведуків, тунелів, галереї, підпірних стінок.

4. Якими бувають дорожні заокруглення?

5. Яку криву називають круговою? Покажіть на малюнку елементи кругової кривої? Які точки кругової кривої називають головними? Наведіть формули для визначення елементів кругової кривої.

6. Два прямолінійні напрями траси сполучаються між собою за допомогою кругової кривої. Обчислити елементи цієї кривої, якщо виміряний кут, що лежить на вершині праворуч по ходу, дорівнює β=134°30′, а радіус кривої R=100 м.

7. Яку документацію ведуть при розбивці пікетажу? Який зміст пікетажного журналу?

8. Розрахуйте пікетажні значення головних точок кругової кривої, якщо пікетажне значення вершини кута повороту ПК7+94,25, кут повороту траси 30°, радіус кривої 200 м.

9. Пікетажне значення вершини кута повороту дорівнює ПК 5+86,34. Вписана кругова крива. Обчислити пікетажне значення середини кривої, якщо домір кругової кривої Д=2,40 м.

10. Як визначають положення головних точок кривої на місцевості?

11. Як винести пікет на криву? Наведіть формулу і опишіть методику польових робіт.

12. Обчисліть дирекційний кут наступної лінії траси , якщо дирекційний кут попередньої лінії траси =248°30′, а лівий кут повороту =48°25′.

13. Які точки траси при геометричному нівелюванні називаються сполучними і проміжними? Що таке плюсові точки ? Які точки називаються іксовими? Відповіді проілюструйте малюнками.

14. Опишіть порядок нівелювання траси на станції, якщо між сполучними точками існують дві проміжні точки. В чому полягає контроль нівелювання на станції при роботі двобічними рейками?

15. Як обчислюють відмітки сполучних і проміжних точок?

16. Для чого виконується посторінковий контроль у журналі нівелювання? Напишіть рівняння, які повинні виконуватися при посторінковому контролі.

17. Нівелірний хід траси автомобільної дороги протяжністю 810 м. прив’язаний до реперів державної нівелірної мережі. Розрахуйте максимально допустиму нев’язку .

18. За якими точками будують поздовжній профіль траси? Які документи використовують для побудови поздовжнього профілю? В яких масштабах складають профілі автомобільних доріг?

Курсова робота складається з пояснювальної записки (на аркушах формату А-4) та креслень, які підшиваються разом з пояснювальною запискою. В пояснювальній записці висвітлюються використані методики, розрахункові формули, виконуються необхідні розрахунки у потрібних одиницях вимірювання із відповідним пояснювальним супроводом, а також посилання на літературні джерела по тексту.

Таблиці, графіки і відомості в пояснювальній записці нумеруються і надписуються.

Нумерація аркушів – наскрізна: від титульного до останнього аркуша (за винятком креслень). Номер аркуша пояснювальної записки проставляють в стандартному штампі біля кожної лінії рамки.

Графік, що займає весь аркуш записки, потрібно розміщувати по тексту і нумерувати як аркуш. На всіх кресленнях в правому нижньому куті викреслити та заповнити типовий штамп університету.

До складу першого розділу входить обробка матеріалів польових вишукувань трас автомобільних доріг. Робота вміщує дві задачі складання плану траси /задача 1/ і побудова профілів геометричного нівелювання траси / задача 2 /.

Для побудови плану траси необхідно скласти пікетажний журнал і відомість кутів повороту, прямих і кривих, обчислити координати кутів повороту траси.

Для побудови профілів траси необхідно спочатку виконати обробку журналу нівелювання.

Матеріали що мають бути представлені в курсовій роботі.

1. Пікетажний журнал, виконаний на міліметровому папері олівцем

2. Відомість кутів повороту, прямих і кривих, заповнена чорнилами

3. Відомість обчислення координат кутів повороту траси, заповнена чорнилами.

4. План траси у масштабі 1:2000 – тушшю.

5. Опрацьований журнал нівелювання – олівцем

6. Поздовжній профіль траси в масштабах: горизонтальний 1:2000 вертикальний 1:200 – тушшю.

7. Поперечний профіль в горизонтальному і вертикальному масштабах 1:200 – тушшю.

Крім того, для кожної задачі додається пояснення, де коротко вказується: мета завдання, спосіб його виконання основні етапи обчислень / з наведенням прикладів /.

Вказівки до виконання завдання.

На рис. 1.1 схематично наведена траса / ПТ-кут1-Кут2-КТ /, опорні пункти /А, В, С і Д/ геодезичної мережі, до яких прив’язуються траса, виміряні кути β і довжина лінії d. Вихідні данні зведені у табл. 1.1.

Варіанти вихідних даних (індивідуальні завдання) студенти отримують у викладача.

Положення опорних /твердих/ пунктів задається координатами Х, У. Кути β, що лежать праворуч за ходом , виміряні з точністю до 0,5′, тобто 30. Пікетажні положення вершин кутів повороту траси визначенні з точністю до 0,01 м.

Студент виконує завдання згідно з номером варіанта, який відповідає порядковому номеру його прізвища в журналі академічної групи.

При виконанні завдання обчислення і графічні дії рекомендується виконувати в такій послідовності.

Завдання 1.1 Складання пікетажного журналу.

Пікетажний журнал виготовляється з міліметрового паперу розміром 12х18 см. і ведеться у масштабі 1:2000, який витримується приблизно. Залежно від складності ситуації масштаб може змінюватися.

Ситуація переноситься до журналу з рис. 1.2, а всі інші дані, пов’язані з розрахунком заокруглень, заносяться до журналу після їх обчислень.

У журналі показується схема прив’язки траси до геодезичної мережі.

Рис.1.1 Загальна схема плану траси.

Таблиця 1.1

Вихідні дані трасування автомобільної дороги

Найме- нування точки	Виміряний кут /правий по ходу/ β		Дирекцій ний кут		Координати, м				Довжина лінії d, м	Пікетажне положення вершин	Радіус заокруглення R, м
	°	′	°	′	±	Χ	±	У
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
А
			7	24
В	218	18			-	212,11	+	78,45
									280,42
ПТ	121	22,5								ПК0+00,00
Кут 1	139	28								ПК1+31,65	150
Кут 2	218	15								ПК4+89,33	200
КТ	269	36								ПК5+98,15
									264,34
С	123	47,5			+	511,42	+	161,34
			356	35
Д

Нреп.1= 82,747 Нреп.2=79,469

Рис. 1.2

Рис. 1.2

Завдання 1.2. Розрахунок елементів заокруглень і пікетажних позначень початку і кінця кривих.

При вимірах по трасі визначалися кути β, що лежать праворуч за ходом , тому для розрахунку заокруглень необхідно насамперед обчислити кути повороту траси або ′, тобто кути, утворені продовженням попереднього напряму з новим напрямом траси.

Залежно від напряму повороту траси /праворуч або ліворуч/ кути повороту згідно з рис. 1 обчислюється за формулами:

= 180° - β; ′ = β - 180°

де – правий кут повороту;

′ - лівий кут повороту;

β – виміряні кути, які лежать праворуч за ходом.

За кутом повороту і заданим радіусом обчислюють інші елементи кривої: 1) довжина дотичної АВ=ВС=Т /тангенс/; 2) довжина кривої АМС=К; 3) бісектриса ВМ=Б; 4) домір Д=2Т-К /рис. 1.3/

Рис. 1.3 Елементи кругової кривої

Елементи кривої обчислюються за формулами:

або визначають за спеціальними таблицями: /Ганьшина В.М. і Хренова Л.С., Мітіна М.А., Важиєвського та ін/, правила користування якими вказані в поясненнях до них.

Обчисливши елементи кривої, визначають пікетажні значення початку і кінця кривої

Кут ПК1+31,65 ПК ПК0+76,27

Т 55,38 К 1+06,11

ПК ПК0+76,27 КК ПК1+82,38

Для контролю, положення кінця кривої можна одержати другий раз, якщо до пікетажного значення вершини кута додати довжину тангенса і з одержаної суми відняти домір, тобто

Кут ПК1+31,65

55,38

∑ ПК1+87,03

Д 4,65

КК ПК1+82,38

Розбіжність між обчисленими значеннями /основним і контрольним/ пікетажного позначення кінця кривої допускається до двох одиниць в останній значущій цифрі, тобто 0,02 м. Приклад розрахунку початку і кінця кривої наведений в [3,§111, с. 203]

Радіуси заокруглення і пікетажні позначення вершин кутів даються в завданні для кожного варіанта.

Записи обчислення елементів кривих і обчислення пікетажних позначень початку та кінця кривих оформлюються на полях пікетажного журналу, поруч з позначенням відповідної вершини кута.

Завдання 1.3. Відомість кутів повороту, прямих і кривих.

Складається у відповідності із зразком, наведеним у табл. 1.2

У графу 3 дані переносяться з табл. 1.1 «вихідні дані» з графи 11 «Пікетажне положення вершин». Графи 4-12 заповнюються з пікетажного журналу. Величини прямих вставок /графа 13/, згідно з рис. 1.4, одержують як різницю пікетажних позначень початку наступної кривої і кінця попередньої кривої, тобто

Р1 = ПК ПКр1;

Р2 = ПК ПКр2- ПК КК1;

Р3 = ПК КТр – ПК КК2.

де Р1, Р2, Р3 – пряма вставка відповідно між початком траси і початком першої кривої, між кінцем першої і початком другої кривої, між кінцем другої кривої і кінцем траси; ПК ПКр1, ПК ПКр2 – пікетажні позначення початку кривої відповідно першої і другої; ПК КТр - пікетажне положення кінця траси.

Рис.1.4. Схема прямих вставок і заокруглень по трасі.

Відстань між вершинами кутів S /графа 14/ обчислюється як різниця пікетажних позначень наступної і попередньої вершин плюс домір попередньої кривої. Для нашого прикладу згідно з рис. 1.4 маємо

S1=ПК ВК1

S2 = ПК ВК2 – ПК ВК1 + Д1

S3 = ПК Ктр. – ПК ВК2 + Д2.

де S1, S2, S3 – відстані відповідно між початком траси і вершиною кута 1, відстань між вершинами кута 2 і кута 1, відстань між кінцем траси і вершиною кута 2; ПКВК1, ПКВК2 – пікетажне позначення вершини кута відповідно першої і другої кривих.

Перед заповненням графи 15 і 16 необхідно спочатку обчислити дирекційні кути ліній сторін у відповідності обчислення координат кутів повороту траси. /табл. 1.3/

Із відомості виписати дирекційний кут сторони ПК0 - Кут 1, а потім послідовно обчислити дирекційні кути всіх інших ліній сторін за правилом: «дирекційний кут наступної лінії дорівнює дирекційному куту попередньої лінії плюс правий або мінус лівий кут повороту траси», тобто виписується із відомості координат.

Обчислені таким чином дирекційні кути можуть дещо відрізнятися від дирекційних кутів , обчислених у відомості обчислення координат, за рахунок введення поправок у виміряні кути при їх ув’язці.

Завдання 1.4. Прив’язка траси, обчислення координат кутів повороту траси.

Траса прив’язується до пунктів опорної геодезичної мережі,

Вихідні дані для прив’язки і обчислення координат кутів траси в завданні для кожного варіанта є: виміряні кути β /що лежать по ходу праворуч/, координати початкової /В/ і кінцевої /С/ точок теодолітного ходу, дирекційні кути початкової /АВ/ і кінцевої /СД/ ліній сторін ходу і прив’язочні довжини ліній сторін d1 і d5 (див рис. 1.1)

Відстані по трасі між вершинами кутів виписуються із відомості кутів повороту, прямих і кривих /графа 14/.

Обчислення ведуться у відомості обчислення координат /див. таб. 1.3/ в такій послідовності.

Заповнення відомості обчислення координат вихідними даними.

У відомості обчислення координат , згідно з заданим варіантом, виписуються найменування точок /графа1/, виміряні кути /графи 2 і 3/, дирекційні кути початкової і кінцевої сторін ходу /графи 7 і 8/, довжини усіх ліній ходу / графа 9/ і координати початкової і кінцевої точок ходу /графи 18-21/.

При заповненні відомості кути і координати точок треба записувати в той рядок, в який записано найменування вершини кута, всі інші величини /дирекційні кути, довжини сторін, прирости/, які віднесені до сторін повинні розташовуватися в рядках між вершинами кутів.

Визначення кутової нев’язки і ув’язка кутів.

Кутова нев’язка ходу визначається як різниця між сумою виміряних кутів ∑βпр. та їх теоретичною сумою ∑βт, тобто

= ∑βпр. - ∑βт

Теоретична сума кутів визначається за формулою:

∑βт =

де - дирекційний кут відповідно початкової і кінцевої сторони; - кількість кутів ходу, включаючи і примкнуті.

Якщо початковий дирекційний кут менше кінцевого дирекційного кута, то до значення додають 360°, і віднімають . Потім визначається допустима, тобто гранична кутова нев’язка ходу:

Якщо кутова нев’язка ходу виявиться допустимою, то її треба розподілити із зворотнім знаком порівну на всі кути ходу, що звичайно і робиться.

Щоб уникнути появи дрібних часток мінути, в чому нема необхідності при даній точності робіт, кутова нев’язка розподіляється так, щоб після введення поправок, виправлені кути мали б тільки цілі мінути. Для цього слід ввести поправки в першу чергу в ті кути, які мають дрібні частки мінути /округлюючи їх до цілих мінут/, а частку нев’язки, що залишилася після цього, ввести по одній мінуті в кути які утворені більш короткими сторонами.

Поправка не повинна перевищувати точність знімання відліку з теодоліта, тобто 1′.

Виправлені кути обчислюються як виміряні плюс поправка, і записуються в графи 5 і 6 відомості обчислення координат

(табл. 1.3). Сума виправлених кутів ходу повинна дорівнювати теоретичній.

Обчислення дирекційних кутів сторін.

За вихідним дирекційним кутом початкової лінії сторони і виправленими кутами ходу обчислюють дирекційні кути усіх інших ліній сторін ходу.

,

тобто дирекційний кут наступної лінії дорівнює дирекційному куту попередньої лінії плюс 180° і мінус правий кут, що міститься між цими лініями. І так послідовно обчислюються всі дирекційні кути.

Контролем обчислень служить одержання дирекційного кута кінцевого жорсткого напряму .

Якщо у процесі обчислень сума дирекційного кута і 180° виявиться менше кута, що віднімається, то до цієї суми треба додати 360°, а потім вже віднімати правий кут. Якщо обчислений дирекцій- ний кут буде більше 360°, від нього треба відняти 360°.

Стосовно табл. 1.3 і рис 1.1 обчислення дирекційних кутів проведено за такою схемою:

1) 7°24′ ( ) 2) 329° 06′ ( ) 3) 27° 43′ ( )

180° 180° 180° 

187°24′ 509° 06′ 207° 43′

360° 121° 23′ (кут2 ПКО) 139° 28′ (кут1)

547° 24′ 387° 43′ 68° 15′ ( )

218°18′ (кут п.в.) 360° 

329° 06′ ( ) 27° 43′ ( )

4) 68° 15′ ( ) 5) 30° 00′ ( ) 6) контроль

180° 180° 300° 23′ ( )

248° 15′ 210° 00′ 180° 

218° 15′ ( Кут 2 ) 360° 480° 23′

30° 00′ ( ) 570° 00′ 123° 48′ (кут п.с.)

269° 37′ (кут Ктр.) 356° 35′ ( )

300° 23′ ( )

тобто дирекційні кути обчислені правильно.

Обчислення приростів координат.

За дирекційними кутами  і горизонтальними відстанями ліній d обчислюють прирости координат.

Знаки приростів координат залежать від дирекційного кута і встановлюються з табл. 1.4

Таблиця 1.4

Дирекційний кут	Знак приросту координат
	∆X	∆У
від 0° до 90°	+	+
від 90° - 180°	−	+
від 180° - 270°	−	−
від 270° - 360°	+	−

Прирости координат можна також обчислювати з допомогою спеціальних «Таблиць приростів координат». Правила користування таблицями вказані в поясненнях до них.

Обчислені прирости координат при записуванні в координатну відомість /графи 10-13/ слід округлити до сантиметрів /два знаки після коми/.

Визначення лінійної не’вязки теодолітного ходу і ув’язка приростів координат.

Лінійні не’вязки в приростах координат підраховуються за формулами:

,

де - не’вязки в прирости координат, - алгебраїчні суми приростів ; - координати відповідно початкової точки /пункт В/ і кінцевої точки ходу /пункт С/.

Абсолютна лінійна нев’язка теодолітного ходу

Відносна нев’язка в периметрі ходу дорівнюватиме , де Р – довжина ходу. Відносну нев’язку подають дробом з одиницею у чисельнику, тобто

де - число, одержане при діленні довжини ходу на абсолютну нев’язку.

Граничне значення допустимої відносної не’вязки для траси береться 1:1000. Якщо виявиться, що одержана відносна нев’язка в периметрі ходу допустима, то робиться ув’язка приростів.

Нев’язки в приростах координат розподіляються на всі обчислені прирости координат пропорційно довжинам ліній сторін ходу . Поправки в обчисленні прирости вводять із знаком протилежним знаку не’вязки, тобто

де - довжина сторони ходу.

Поправки округляють до сантиметрів. Сума поправок повинна дорівнювати нев’язці по ∆X і ∆У. Підписуються поправки в графах 11 і 13 над обчисленими приростами координат над останньою цифрою(см). У графи 14-17 ,табл.. 3, виписуються виправлені прирости. Алгебраїчна сума виправлених приростів повинна дорівнювати , тобто різниці координат кінцевої і початкової точок /див. графи 14-17 табл. 1.3/

Обчислення координат вершин теодолітного ходу.

Координати вершин теодолітного ходу обчислюються за формулами:

,

тобто координата наступної точки дорівнює координаті попередньої точки плюс відповідний виправлений приріст. При цьому треба брати алгебраїчну суму координати і відповідного приросту. Виконуючи послідовно обчислення, одержують координати кінцевої точки ходу, що буде контролем обчислень.

Приклад обчислень наведеній в табл. 1.3.

Завдання 1.5. Складання плану траси.

За даними відомості обчислення координат, відомості кутів повороту прямих і кривих і пікетажного журналу складається план траси /рис. 1.5/ у масштабі 1:2000.

На білому креслярському папері /ватман або напівватман розміром приблизно 60 х 60 см. будується координатна сітка із сторонами квадратів, рівними 10 см., за допомогою лінійки Дробишева або вивіряної міліметрової лінійки і циркуля – вимірювача.

Кількість квадратів сітки необхідно розрахувати з урахуванням координат вершин траси /максимальних і мінімальних/ і заданого масштабу плану з тим, щоб уся траса розмістилася симетрично відносно рамки плану.

Координати жорстких пунктів В і С /пунктів прив’язки / не враховують. Сторона квадрата 10 см. у масштабі 1:2000 відповідає 200 м. на місцевості, тому кількість квадратів по осях Х і У визначають за залежностями.

При розрахунках значень з відомості координат достатньо брати тільки цілу частину, тобто цілі метри.

План траси Рис.1.5

Рис.1.5

Результат від ділення округлюються в більшу сторону до цілого числа. В нашому прикладі, згідно з табл. 3.

тобто вздовж осі Х має бути два квадрати, а вздовж осі У – три квадрати. Таким чином, уся траса розміститься у прямокутнику 20х30 см. Для того, щоб показати прив’язку траси до жорстких пунктів всередині плану, можна взяти кількість квадратів уздовж осі Х або осі У на один більше, тобто 3х3 або 2х4 квадратів. Розмір аркуша в цьому випадку може бути або 40х40 см., або 30х50 см. /по 5 см. залишають для поза рамкового оформлення/.

Сітка квадратів із сторонами 100 мм. і діагоналями 141,4 мм. креслять гостро відточеним твердим олівцем Т або 2Т за вивіряною лінійкою. При побудові на олівець сильно не натискати, щоб не залишалися борозни /поглиблення/ на папері. Побудовану сітку необхідно перевірити, вимірюючи сторони /100 мм/ і діагоналі квадрата /141,4 мм./ вимірювачем і масштабною лінійкою. Відхилення не повинно перевищувати ± 0,2 мм.

Горизонтальні і вертикальні лінії координатної сітки підписують значеннями абсцис і ординат, кратними М:10, де М – знаменник чисельного масштабу. Так, для масштабу 1:2000 сторона квадрата повинна бути кратна 200 м. і лінії координатної сітки можуть мати значення: - 600, - 400, - 200, +200, + 400, + 600. і т. д.

Рамку /зовнішній квадрат або прямокутник/ креслять чорною тушшю суцільною лінією 0,1-0,2 мм. Місця перетину квадратів /координатних ліній/ креслять зеленою тушшю у вигляді хрестоподібних перетинів. Довжина штриха 6 мм. /по 3 мм. у кожному напрямі/.

Відступивши від рамки 12,8 мм., креслять чорною тушшю зовнішню рамку плану товщиною лінії 1,2 мм.

Між внутрішньою і зовнішньою рамками підписують чорною тушшю значення абсцис і ординат лінії сітки квадратів, що відповідають координатам траси. /див. рис. 5/

Точки траси ПТ, кут 1, кут 2, КТ наносять на план за координатами /див. табл.. 3. графи 18-21/ від найближчих сторін сітки квадратів, відкладаючи не повні значення абсцис і ординат, а тільки значення різниць координат точки і відповідної лінії координатної сітки. Положення кожної точки на плані будують трьома відкладеннями. Спочатку за значеннями координат і за їх знаками визначають квадрат, в якому повинна знаходитись точка, потім визначають різницю абсциси точки і найближчої молодшої горизонтальної лінії координатної сітки і цю різницю відкладають по вертикальних сторонах позначеного квадрата від горизонтальної лінії координатної сітки.

Поєднавши відповідні наколи, знайдемо лінію на якій знаходиться точка. На цій лінії, відклавши від найближчої вертикальної лінії координатної сітки різницю ординати точки і даної лінії, одержимо положення точки на плані.

Наприклад, щоб побудувати на плані масштабу 1:2000 із стороною квадрата відповідній 200 м. точку з координатами Х=+279,13, У = +532,22 треба відкласти 79,13 /279,13 – 200 = 79,13/ і 132,22 м. /532,22 - 400 = 132,22/. Відрізок 79,13 відкладають по сторонах квадрата угору від горизонтальної лінії координатної сітки з абсцисою +200 і, знайшовши таким чином лінію, на якій знаходиться точка, відкладають на ній праворуч відрізок 132.22 м. від вертикальної лінії з ординатою +400.

Одержавши на плані точки ПТ і Кут1, поєднують їх тонкою лінією і контролюють правильність нанесення точок шляхом порівняння напряму одержаної лінії з дирекційним кутом цієї лінії /див. табл.3, графи 7, 8/ та її довжиною /там же графа 9/. Розходження не повинно перевищувати 0,2 мм. Побудова усіх наступних точок контролюється аналогічно по лініях: Кут 1- Кут2 і Кут 2 – КТ.

Розбивка кривих і пікетажу по трасі виконується за даними відомості кутів повороту, прямих і кривих /див.таб. 1.2/

Відклавши в заданому масштабі від вершини кута повороту у попередньому і новому напрямах траси значення тангенса /Т/ і бісектриси /Б/, одержимо на плані позначення головних точок кривої /ПК, КК, СК/. Заданим радіусом через три точки /ПК, СК, КК/ вписуємо криві.

Користуючись пікетажними позначенням початку і кінця кривих, позначають на трасі всі пікети. Положення пікетів визначають від кінця попередньої кривої і контролюють по пікетажному положенню початку наступної кривої. Наприклад, згідно з табл.1.2 пікетажне положення кінця першої кривої КК=ПК1 + 82,38. відстань від кінця кривої до наступного пікету /ПК2/ дорівнює 200 – 182.38 = 17,62 м. Відклавши цю відстань у масштабі плану від точки КК, у напрямі до вершини кута 2, одержимо положення точки ПК2. Далі, відкладаючи від точки ПК2 відрізки, відповідні 100 м. /пікет/, одержують положення точок ПК3 і ПК4. Для контролю відстань між точкою ПК4 і точкою початку кривої 2 згідно з її пікетажним позначенням /ПК4+19,96/ має дорівнювати 19,96 м. Аналогічно розбивається пікетаж між кінцем другої кривої і кінцем траси. Пікети, які попадають на дотичну, необхідно винести на криву. Таке винесення виконують у прямокутних координатах Х і У, які залежать від відстані k.

де

 -- центральний кут, що спирається на дугу k (відстань по кривій від пікета до головної точки кривої).

Відстань /рис.1.6/ по кривій від найближчої головної точки / ПКр або КК/ до ПК визначають: k =ПК-Поч.К або /КК-ПК/. У нашому прикладі /див. рис. 1.6/ ПК1 знаходиться ближче до головної точки Поч. К, тому k =ПК-Поч.К =100 м.-76,27 м. =23,73 м.

З таблиць для винесення точок на криву для радіуса 150 м. і відстані k =23,73 м. знаходять х=23,63 м. і у=1,87 м. На плані від Поч.К по тангенсу відкладають у масштабі плану х=23,63 м. В одержаній точці відбудовують перпендикуляр у напрямі до кривої, на якому відкладають у масштабі плану ординату у=1,87 м.

Пікети позначаються рисками 1 мм., проведеними перпендикулярно до осі траси, і підписуються своїми номерами. Пікетажні позначення початку і кінця кожної кривої позначаються, як показано на рис. 1.5, тобто підписуються уздовж напряму радіусів кривих, проведених пунктиром з точок початку і кінця кожної кривої.

Рис. 1.6 Винесення пікетів на криву.

Використовуючи дані пікетажного журналу /див. рис.1.2/, з обох сторін траси наносять ситуацію, яка знімається при прокладанні траси. Числові записи зйомки ситуації, взяті у пікетажному журналі, на креслення плану не виписуються. Ситуація наноситься шириною 50 м. у кожну сторону і викреслюється загальноприйнятими умовними знаками.

Поблизу початку і кінця траси показуються схеми прив’язки траси до пунктів опорної геодезичної мережі. Напрями ліній на схемі прив’язки повинні відповідати значенням їх дирекційних кутів.

Вісь траси, номери пікетів і вершини кутів, пікетажні позначення початку і кінця кривих, дотичні /тангенси/ і відрізки радіусів оформлюються червоною тушшю. Вершини кутів креслять кружечками діаметром 1,5 мм, всі інші – у відповідності із загальноприйнятими умовними знаками. Угорі над зовнішньою рамкою шрифтом №10 підписують заголовок: «План траси». Унизу під зовнішньою рамкою підписують масштаб: 1:2000. У правому нижньому кутку студент вказує свою групу, прізвище, ініціали, шрифт і дату.

Завдання 1.6. Нівелювання траси і обробка журналу нівелювання.

Нівелювання траси має за мету визначити відмітки всіх пікетів і плюсових точок для проектування траси автомобільної дороги.

За умовами завдання нівелірний хід траси опирається на дві тверді точки /Репер №1 і Репер №2/ з відомими відмітками. Нівелювання виконується нівеліром Н3 і двосторонніми триметровими рейками. Нівелювались усі сполучні і проміжні точки. Результати польових вимірів наведені в табл. 1.5.

Приступаючи до обробки журналу нівелювання, необхідно в зошиті розграфити три сторінки за прикладом, наведеним в табл. 1.5. М’яким, гостро відточеним олівцем перенести із вказаної таблиці дані польових вимірів /графи1-5/. В журналі нівелювання записи на кожній сторінці треба робити так, щоб не розривати станції. Кожна сторінка повинна починатися попередньою задньою сполучною точкою і закінчуватися відліком на наступну передню сполучну точку. Такий запис забезпечує виконання посторінкового контролю. В кінці кожної сторінки мінімум два рядки мають бути залишені для контрольних обчислень. Відліки по рейці записують у журнал в міліметрах.

Перевищення сполучних точок обчислюють самостійно по кожній стороні рейок і записують в графи 6 або 7 залежно від знаку перевищення. Вони обчислюються як різниця між попереднім (заднім) і наступним (переднім) відліками.

h=а-в

Табл. 1.5

де h – перевищення передньої точки над задньою: а, в – відліки відповідно по задній і передній рейкам.

Якщо попередній відлік менше наступного, то перевищення виходить із знаком мінус. Розходження між перевищеннями, обчисленими окремо по червоній і чорній сторонах рейок, не повинно перевищувати по абсолютній величині ±4 мм. Середні значення перевищень записують в графи 8 або 9 з округленням до міліметра. При округленні середнього перевищення, що має значення 0,5 мм., слід додержуватися правила парної цифри, тобто якщо обчислені значення перевищень по чорній і червоній сторонах рейок різнилися на непарне число міліметрів /1 мм. або 3 мм./, тобто hсер. буде кратне 0,5 мм.

Наприклад: hчор.=1944 мм., hчерв.=1945 мм.

тоді ,

тобто в графу середнє перевищення треба записати округлене значення 1944 мм. Якщо hсер.=1945,5 мм., то округлене значення повинно бути 1946 мм., тобто число, що вміщує 0,5 мм. округлюється до парної цифри.

Унизу кожної сторінки виконується посторінковий контроль правильності обчислень, тобто підсумовуються дані окремо по графам 3, 4, 6, 7 /див. таб. 1.5./ На кожній сторінці має додержуватися рівність:

1)

2)

тобто сума всіх задніх відліків мінус сума передніх відліків повинна дорівнювати алгебраїчній сумі обчислених перевищень /по графам 6 і 7/. Потім підраховується арифметична сума середніх перевищень /графи 8, 9/ Алгебраїчна сума середніх перевищень повинна дорівнювати сумі обчислених перевищень, тобто

При цьому може статися незначне розходження /1-2 мм./, внаслідок округлення середніх перевищень до міліметра.

У кінці журналу підраховується загальне перевищення по всьому ходу, як алгебраїчна сума усіх середніх значень перевищень по сторінках. 3)

Нев’язка нівелірного ходу визначається за формулою:

де - алгебраїчна сума усіх середніх перевищень по ходу;

- відмітка початкового і кінцевого реперів.

Підрахунок нев’язки виконується в кінці журналу.

Гранична допустима нев’язка ходу визначається за формулою технічного нівелювання.

де - довжина нівелірного ходу, км.

Якщо одержана нев’язка не перевищує допустиму, тобто то її розподіляють із зворотнім знаком порівну між перевищеннями сполучних точок /станціями/. Поправки записуються над середніми значеннями перевищень /див. табл. 1.5/. Поправки повинні бути кратними цілим міліметрам. Якщо нев’язка менше числа станції, то її розподіляють через станцію, або пропускають стільки станцій, на скільки менше нев’язка. Наприклад, якщо станцій 10, а нев’язка , то її розподіляють на вісім станцій /по -1 мм/, а два перевищення не матимуть поправок.

Якщо станцій 10, а нев’язка ., то на шість перевищень дають поправку +2 мм., а на будь-які чотири по +1 мм. Сума поправок має дорівнювати одержаній нев’язці із зворотнім знаком.

По виправлених середніх перевищеннях обчислюються відмітки зв’язуючих точок ходу.

тобто відмітка наступної точки дорівнює відмітці попередньої точки плюс відповідне виправлене перевищення.

Визначення відміток сполучних точок ведеться від відмітки початкового репера. Відмітки виражають у метрах до третього десяткового знаку /граф. 13/ і записують у журнал. В результаті послідовного обчислення відміток сполучних точок по трасі треба одержати значення відмітки репера 2, наведене у вихідних даних.

Після обчислення відміток усіх сполучних точок обчислюють відмітки усіх проміжних точок /плюсових, поперечників/. Відмітки проміжних точок визначають по горизонту інструмента. Для цього на кожній станції, де є проміжні точки, обчислюється горизонт інструмента.

де - відмітка задньої сполучної точки; - відлік по рейці на сполучну точку по чорній стороні рейки.

Таким чином, горизонт інструмента дорівнює відмітці задньої сполучної точки плюс відлік на цю точку по чорній стороні рейки /оскільки відліки на проміжних точках беруться тільки по чорній стороні рейки /.

Відмітка проміжної точки:

де в – відліки по рейці на проміжній точці.

Таким чином, відмітка проміжної точки дорівнює горизонту інструмента цієї станції мінус відлік по рейці на проміжній точці.

У табл. 1.5 наведений приклад визначення відміток проміжних точок на станціях 4 і 8.

Завдання 1.7. Складання поздовжнього і поперечного профілів.

За даними журналу нівелювання і пікетажного журналу на міліметровому папері розміром 29 см. по висоті /довжина залежить від протяжності траси/ складають поздовжній і поперечний профілі.

Зразок поздовжнього профілю із зазначенням ширини граф та їх заповнення наведені в підручнику, а також на рис. 1.7.

Поздовжній профіль складають у масштабах:

горизонтальний – 1:2000 /20 м в 1 см/;

вертикальний – 1:200 /2 м в 1 см/

поперечний профіль у масштабах: горизонтальний і вертикальний – 1:200.

Складання поздовжнього профілю.

За даними журналу нівелювання заповнюють графу відстаней /рис. 1.7/. В ній проводять ординати, що відокремлюють окремі точки /пікети і плюсові точки/. Між цими ординатами виписують відстані між сусідніми точками в цілих метрах. Якщо між пікетами плюсових точок нема, то відстань 100 м. не виписують. Під нижньою рискою графи відстаней, напроти ординат, які позначають пікети /в 2 -3 мм/ записують номери пікетів, причому позначення номера опускається. Найменування плюсових точок не наводять, а відстань їх до пікетів визначають з графи відстаней.

У графі відміток землі по осі дороги /фактичні відмітки, графа 10/ напроти кожної ординати в графі відстаней виписують з журналу нівелювання /графа 12/ відповідні відмітки з округленням їх до сотих часток метра. По фактичних відмітках будується лінія профілю.

Рис. 1.7 Повздовжній та поперечний профіль

Відмітки точок відкладають від лінії умовного горизонту, за яку береться верхня лінія сітки профілю або одна з потовщених ліній міліметрівки, значення якої для масштабу 1:2000 доцільно прийняти кратним 2 м. Відмітку лінії умовного горизонту на профілі слід вибрати так, щоб лінія профілю проходила над верхньою лінією сітки на висоті 6-10 см. Вибравши відмітку умовного горизонту , наносять точки профілю у заданому масштабі. Одержані таким чином точки послідовно з’єднують прямими лініями, що дає лінію профілю. Після наведення лінії профілю проводять ординати від кожної точки до верхньої лінії сітки профілю.

Живий переріз ріки будують по відмітках урізу води на обох берегах і відмітці точки дна ріки.

Графу 1 /розгорнутий план траси/ заповнюють за даними пікетажного журналу. Посередині графи 1 червоним кольором проводять пряму /0,5-0,6 мм/, яка являє собою випрямлену вісь дороги. По обох сторонах чорною тушшю наносять ситуацію. Замість умовних знаків угідь звичайно вводять відповідні назви: «ліс», «луки», «город» і т.д.

Графу 12 /пікети, криві, кілометри/ заповнюють за даними пікетажного журналу і відомості кутів повороту, прямих і кривих /червоним кольором/.

Початок і кінець кожної кривої відмічають перпендикуляром, проведеним від лінії пікетажу до середньої графи 12, яка позначає вісь дороги. Уздовж перпендикулярів надписують відстані початку і кінця кривих до найближчих молодших пікетів /з лівої сторони перпендикулярної лінії/. Криві умовно позначають дугами. Дуга униз позначає поворот траси уліво, а дуга уверх – поворот траси управо. Для кожної кривої наводять номер кута, кут повороту і радіус. Для сусідніх кривих записують довжину прямої вставки., під нею наводять її румб, виписані з відомості кутів повороту, прямих і кривих. Прямі вставки, криві і всі цифрові дані графи 12 записують червоним кольором, окрім номерів пікетів.

На відстані близько 1,5 см. над лінією профілю позначають репери у відповідності з їх відстанями відносно пікетів. Біля репера проставляють його номер, відмітку і прямокутні координати відносно молодшого пікету (Рис. 1.7).

Правіше поздовжнього профілю траси будують поперечний профіль. В розграфці поперечного профілю показують дві графи – фактичні відмітки і горизонтальні відстані. Ширина граф така сама, як і для поздовжнього профілю. Графи горизонтальних відстаней і фактичних відміток заповнюють за даними журналу нівелювання, за якими будують профільну лінію поперечника. Унизу під нижньою лінією указують положення пікету або плюсової точки, на яких розбитий поперечник.