Тема 3.2. Нивелирование трассы.

Лабораторная работа № 14.

Количество часов: 2.

Оборудование и инструменты:

1. Нивелир.

       2. Нивелирные рейки.

3. Чертежные принадлежности.

4. Калькулятор.

Ход работы:

1. Обработать журнал продольного нивелирования.

 

Решение:

Обработку журнала начинают с вычисления превышений, для чего из заднего отсчета по рейке вычисляют передний.

h_чер. = З_чер. – П_чер.

h_кр. = З_кр. – П_кр.

Если h превышение положительное, означает, что передняя точка находится выше, чем задняя и наоборот. Расхождение между превышениями не должно превышать ± 5 мм. Из двух превышений находим среднее.

h_ср. =

После заполнения графы средние превышения, вычисляют постраничный контроль, для чего суммируют все задние отсчеты, передние вычисленных превышений и среднеарифметических превышений.

Между ними должно соблюдаться следующее равенство:

Σ задних отсчетов – Σ передних отсчетов = Σ h_выч.

Для определения невязки в нивелирном ходе пользуются формулой:

∆h_а = Σh_cр. – Σh_теор. = Σh_cр. – (Н_{ПК к} - Н_{ПК н});

где Σh_cр. – сумма средних превышений;

Н_{ПК к} – отметка пикета конца трассы;

Н_{ПК н} – отметка пикета начала трассы.

Определяем допустимую невязку разомкнутого нивелирного хода (допустимая невязка зависит от точности и класса нивелирного хода).

∆h_доп. = ,

где L – длина нивелирного хода в км.

Если абсолютная невязка допустима, ее распределяют поровну на каждую станцию и с обратным знаком (избавляемся от десятых долей миллиметров).

Алгебраическая сумма исправленных превышений должна равняться теоретическому значению или разности между отметкой репера конечного и отметкой репера начального.

В графе «Отметки» по исправленным превышениям и отметкам нулевого пикета вычисляем отметки остальных пикетов по формуле

Н_пос. = Н_пред. + h_испр..

Контроль: В конце вычислений должны получить отметку последнего пикета.

Отметки промежуточных точек находим через горизонт инструмента (рисунок № 28).

Отметки промежуточных точек находим через горизонт инструмента по формуле

Н_пром. = ГИ – С,

где Н_пром. – отметка промежуточной точки;

ГИ – горизонт инструмента;

С – отсчет по рейке на промежуточной точке.

Горизонт инструмента определяется по второму отсчету на рейке (а₂) и отметке точки, на которой стоит рейка (Н).

ГИ = Н + а₂

Рис. 28. Определение отметок промежуточных точек через горизонт инструмента

 

       Пример обработки журнала технического нивелирования IV класса (Таблица № 20).

1. Вычисляем превышение между точками

h_чер. = З_чер. – П_чер. = 0238 – 2846 = -2608 мм

h_кр. = З_кр. – П_кр. = 0182 – 2794 = -2612 мм

h_ср. =

2. Выполняем постраничный контроль:

Σ з. о. = 11414 мм

Σ п. о. = 19084 мм

Σ h_выч. = -7670 мм

Σ h_ср. = -3835 мм

 

Контроль

Σ з. о. – Σ п. о. = Σ h_выч. = 11414 -19084 = -7670 мм

3. Определяем невязку разомкнутого нивелирного хода:

∆h_а = Σh_cр. – Σh_теор. = Σh_cр. – (Н_{ПК 6} - Н_{ПК 0}) = -3835 – (53460 – 57300) = -3835 + 3840 = +5 мм

∆h_доп. =

Вывод: невязка допустима, т. к. +5 мм < ±15 мм.

4. Определяем отметки связующих точек

Н_{ПК 0} = 57300

Н_{ПК 1} = Н_{ПК 0} + h_ср. = 57300 – 2610 = 54690 и т. д.

  5. Определяем горизонт инструмента для промежуточных точек

Н_{ПК 2 + 20} = ГИ – П = 53632 – 1166 = 52466 мм

 

Таблица № 19

Отметки пикетов.

	НПК 0	НПК 6
I вариант	57300	53460
II вариант	88952	85125
III вариант	54280	50440
IV вариант	56300	52460
V вариант	56270	52430
VI вариант	57170	53330
VII вариант	57280	53440
VIII вариант	56280	52439

 

Таблица № 20

Лабораторная работа № 15.

Тема. Нивелирование трассы.

Количество часов: 2.

Оборудование и инструменты:

1. Нивелир.

       2. Нивелирные рейки.

3. Чертежные принадлежности.

4. Калькулятор.

5. Миллиметровая бумага.

Ход работы:

1. Составить профиль продольного нивелирования участка дороги.

2. Провести проектную линию участка дороги.

 

Решение:

1. По данным журнала нивелирования составить продольный профиль участка дороги в масштабах: горизонтальный 1: 2500 и вертикальный 1: 100.

Продольный профиль составляется на миллиметровой бумаге, по отметкам точек, расстояние между связующими точками 100 метров.

           Порядок составления профиля следующий:

1) Начертить сетку профиля и заполнить в ней графы: ситуации по оси трассы, отметки земли, расстояние, пикеты. Отметки земли округлить до 0,01 метра.

2) По отметкам земли, согласно вертикальному масштабу, нанести на профиле точки перелома местности. Для удобства нанесение отметок на профиле оперируют условным горизонтом.

Пример: Масштаб вертикальный 1: 100, наименьшая отметка 44,25 м, условный горизонт можно взять 42-43 метра. Провести проектную линию с уклоном - 5‰ от нулевого пикета. Проектная, фиксированная отметка пикета нулевого находится на 3000 мм ниже, чем отметка земли.

Работа по проектированию на профиле состоит из вычисления проектных отметок, рабочих отметок и расстояния до точки нулевых земляных работ.

При проектировании на продольный профиль красным цветом наносят проектную линию, представляющую профиль будущей дороги.

Требования, предъявляемые к проектной линии:

- объем земляных работ должен быть минимальный;

- уклон дороги должен соответствовать техническим условиям.

Уклон дороги вычисляется по формуле:

,

где  - проектная отметка конца трассы;

 - проектная отметка начала трассы;

ℓ - длина трассы в метрах.

       Проектные отметки вычисляются по следующей формуле:

;

= + i × ℓ,

где - предыдущая проектная отметка;

i – уклон трассы;

ℓ - расстояние между пикетами.

       Разность между красными и черными отметками одних и тех же точек называется рабочими отметками.

h_р = Н^п – Н^з,

где Н^п – проектная отметка точки;

Н^з – отметка земли точки.

Положительные рабочие отметки записываются над проектной линией, отрицательные – под проектной линией; или положительные рабочие отметки – это выемка, отрицательные – насыпь.

Точка пересечения проектной линии с поверхностью земли называют точкой нулевых земляных работ, т. е. h_р = 0, т. е. выемка переходит в насыпь или наоборот. Для точки нулевых земляных работ рассчитывается величина Х и У по горизонтальному масштабу или по формуле.

На профиле красным цветом указывается ось трассы, прямые и кривые, проектные и рабочие отметки, уклон трассы.

Все остальные величины чертятся черным цветом. Над профилем указывается его название, а в правом нижнем углу фамилии лиц, выполняющих эту работу (рисунок № 29).

Пример:

Условный горизонт для нашего варианта выбирается исходя из следующего:

- самая низкая отметка земли 51 м, самая высокая – 57 м, масштаб вертикальный 1: 100, т. е. условный горизонт берем 50 метров.

Проектный уклон: твердая фиксированная точка начала трассы находится на 3000 мм ниже, чем отметка земли, т. е. 57,3 – 3 м = 54, 3 м.

К твердым фиксированным точкам относятся:

- места примыкания к другим дорогам;

- высоты мостов;

- уровень населенных пунктов и т. д.

С использованием отметок таких точек уклон проектной линии вычисляют по формуле:

,

где  - проектная отметка конца трассы;

 - проектная отметка начала трассы;

S – расстояние между точками конца и начала трассы.

По уклону и по проектной отметке начала трассы вычисляют последующие проектные отметки.

Пример:

 =

= + i × ℓ = 54,3 – 0,005 × 100 = 53,8

= + i × ℓ = 53,3 – 0,005 × 20 = 53,2 и т. д.

       Рабочие отметки:

h = Н^п – Н^з,

где Н^п –отметка проектная;

Н^з – отметка земли.

H_ПК1 = 54,3 – 57,3 = -3 м.

Положительные рабочие отметки записываются над проектной линией, а отрицательные под проектной линией.

 Отметку точки нулевых земляных работ находим по формуле

= + i × ℓ.

Отметки проектные, рабочие и нулевых земляных работ можно определить и по масштабу профиля.

 

 

Рис. 29

РАЗДЕЛ IV.

ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА