Работа № 2. Обработка результатов геометрического нивелирования. Построение продольного профиля.

Работа № 2. Обработка результатов геометрического нивелирования. Построение продольного профиля.

 

По оси трассы проложен разомкнутый нивелирный ход, отметки начального (Н_ПК0) и последнего (Н_ПК11) пикетов задаются. Расстояние между пикетами 100 м. Превышение между пикетами определялось методом геометрического нивелирования. Нивелирование выполнялось нивелиром Н3 из середины с использованием двусторонних реек. Трасса имеет два угла поворота. Вершина угла ВУ, угол поворота θ (j), радиус поворота R указываются в задании (файл «Нивелирование и отметки»).

Нивелирование по оси трассы называется продольным.

Необходимо:

1.Вычислить превышения, средние превышения, невязку хода, допустимую невязку, отметки связующих и промежуточных точек. Выполнить контроль на всех этапах вычислений.

2.По вычисленным отметкам построить продольный профиль на миллиметровой бумаге формат А3. Масштаб построения профиля горизонтальный 1:5000; вертикальный 1:200.

3.Составить проект с учетом следующих условий:

-уклон проектной линии в диапазоне 0,002-0,009;

-объемы работ (выемка и насыпь) примерно равны и минимальны;

-сохранить естественный уклон земной поверхности.

4.Вычислить уклон проектной линии, отметки проектной линии на пикетах и плюсовых точках, рабочие отметки, точки нулевых работ.

5.Вычислить элементы круговой кривой и пикетажные значения главных точек кривой.

 

Исходные данные выдаются каждому студенту индивидуально.

 

Для примера результаты измерений по оси трассы приведены в «Ведомости геометрического нивелирования» (табл. 1). В примере трасса имеет один угол поворота с вершиной угла на пк 4+33, угол поворота равен j = 43°26¢, радиус кривой R = 150 м. Начальное направление ориентировано r = юз:62°15¢.

 

Пример исходных данных Таблица 1

Ведомость геометрического нивелирования (для примера)

№№ станций	№№ пикетов	Отсчеты по рейке	Превышения	Средние превышения
Задний	Передний	Промежуточный	+	–	+	–
	пк0-
	пк1
	пк1-
	х1
	х1-
	пк2
	пк2-
	пк3
	+45
	10Л
	25Л
	12П
	пк3-
	х2
	х2-
	пк4
	пк4-
	пк5
	+63
	пк5-
	пк6
	+37
	+75
	пк6-
	х3
	х3-
	х4
	х4-
	пк7
Контроль

Отметки пикетов Н _пк0 = 167,284; Н _пк7 = 172,031.

Указания к выполнению работы

Вычисление отметок пикетов и плюсовых точек выполняются в специальной «Ведомости геометрического нивелирования» (табл. 2) в следующей последовательности.

Вычисление превышений

Превышения вычисляются по формулам:

,

где h _ч, h _кр – превышения, определяемые по черной и красной сторонам рейки, мм;

З_ч и З_кр – отсчеты по черной и красной сторонам задней рейки;

П_ч и П_кр – отсчеты по черной и красной сторонам передней рейки.

Если мм, то вычисляются средние превышения .

Средние превышения вычисляются до целых миллиметров.

Превышения h и средние превышения h _срзаписывают в графы 6, 7, 8 и 9 табл. 5 с соответствующим знаком.

Пример вычисления превышений:

Превышение между пикетами пк0-пк1:

;

;

.

между пикетом 1 и «иксовой» точкой х1:

;

;

.

Постраничный контроль

Данный контроль выполняется для каждой страницы отдельно. Его цель проконтролировать вычисления превышений.

Для контроля вычисления превышений суммируются числа по столбцам å(3); å(4); å(6); å(7); å(8); å(9) для каждой страницы. Если вычисления превышений и средних превышений выполнены без ошибок, то выполняется равенство:

.

За счет округления разность может отличаться от разности не более чем 4 – 5 мм.

Если постраничный контроль не выполняется, то необходимо пересчитать превышения h, средние превышения h _ср и суммы по столбцам 3, 4, 6, 7, 8 и 9.

Пример вычисления постраничного контроля:

Суммы по столбцам равны:

на странице 1

.

Вычисляются разности:

.

Контроль:

.

На странице 2

.

Вычисляются разности:

.

Контроль:

.

Контроль получился

Таблица 2

Вычисление элементов кривой

Для построения профиля необходимо вычислить элементы кривой: Т – тангенс, К – кривая, Д – домер, Б – биссектриса.

Элементы кривой вычисляются по формулам:

Тангенс ; Кривая ;

Домер ; Биссектриса ,

где R – радиус кривой, м; j – угол поворота трассы.

Пример вычисления элементов кривой.

В примере вершина угла поворота пк 4 + 33, угол поворота j = 43° 26¢ и радиус кривой R = 150 м.

Тангенс м;

Кривая м;

Домер м;

Биссектриса м.

Рис 7. Сетка профиля

 

Профиль располагается выше сетки профиля. При его построении это необходимо учесть. Общий вид профиля приведен на рис. 9.

 

Построение профиля начинается с графы «Расстояния». В этой графе указываются пикетные и плюсовые точки. С учетом горизонтального масштаба строятся полные пикеты по 100 м. В графе они отмечаются вертикальными линиями. Если между пикетами есть плюсовые точки, они также наносятся в эту графу и подписываются расстояния между ними (рис. 8).

 

Рис. 8. Заполнение графы «Расстояния» и «Пикеты»

 

В примере, между пикетами 5 и 6 расположены две плюсовые точки: +37 и +75. Расстояния подписываются 37 и 38 (75 – 37 = 38 м) и 25 (100 – 75 м). Сумма отрезков 37 + 38 + 25 = 100 м (Рис.8).

Затем заполняется графа «Пикеты». В этой графе подписываются пикеты около вертикальных линий, начиная с пикета 0 (пк0) (рис. 8).

Графа «Развернутый план трассы» заполняется по данным пикетажа (пикетажной книжки). По середине графы проводится ось дороги условно развернутая в прямую линию. Вдоль линии наносится план местности, прилегающий к трассе и все объекты, которые находятся в полосе 25 м влево и вправо от оси трассы, показываются границы между угодьями и строения. В точках, соответствующих вершинам углов поворота показывается направление поворота трассы (вправо или влево). Вместо условных знаков допускается писать соответствующее название: «луг», «лес» и т. д. (рис. 10).

 

 

Рис. 10. Заполнение графы «Развернутый план трассы»

 

Графа «Прямые и кривые в плане» заполняется по результатам вычисления пикетажных значений главных точек кривых (Рис.11). В графе проводится прямая линия на расстоянии 10 мм от нижней границы. По пикетажному значению точки «Начало кривой» она наносится на профиль с учетом горизонтального масштаба на линии пикетажа. От линии пикетажа опускается перпендикуляр на ось дороги, которая проводится вдоль графы. До точки «Начало кривой» трасса показывается прямой линией. Аналогично показывается точка «Конец кривой». От нее трасса так же показывается прямой. Между точками «Начало кривой» и «Конец кривой» ось дороги прерывается и кривая показывается скобой. Если поворот правый, то скоба направлена вверх, если поворот левый, то скоба обращена вниз.

 

Рис. 11. Заполнение графы «Прямые и кривые в плане»

 

Вдоль перпендикуляров от пикетажной линии до оси дороги у точек «Начало кривой» и «Конец кривой» подписываются расстояния от заднего пикета до точки (73,26) и от точки до переднего пикета (26,74).

Внутри кривой выписываются угол поворота трассы , радиус R, тангенс Т, кривая К, домер Д, биссектриса Б.

Над серединой каждой прямой вставки записывают ее длину, а под ней дирекционный угол или румб. Начальное направление трассы выдается в задании. После поворота трассы направление меняется. Ориентирующий угол вычисляется по формулам зависимости дирекционного угла и румба.

Вычисление рабочих отметок

Рабочие отметки обозначают объемы насыпи (знак плюс) или выемки (знак минус) на каждом пикете или плюсовой точке и вычисляются по формуле:

r = Н _кр – Н _ч,

где r – рабочая отметка на пикете или плюсовой точке, м; Н _кр – проектная отметка на пикете или плюсовой точке, м; Н _ч – отметка земли на том же пикете или плюсовой точке, м.

Рабочие отметки со знаком «плюс» подписываются над проектной линией, со знаком «минус» – под проектной линией.

Пример вычисления рабочих отметок.

Рабочие отметки на пикетах и плюсовых точках:

Пк0: r =166,80 – 167,28 = – 0,48;

Пк1: r = 167,40 – 167,20 = 0,20;

Пк2: r = 168,00 – 167,24 = 0,76;

Пк2+45: r = 168,54 – 168,74 = –0,20;

Пк3: r = 169,20 – 168,96 = 0,24;

Пк4: r = 170,40 – 170,96 = –0,56;

Пк4+63: r = 171,16 – 171,39 = –0,23;

Пк5: r = 171,60- 171,78 = –0,18;

Пк5+37: r = 172,04 – 171,94 = 0,10;

Пк5+75: r =172,50 – 172,65 = –0,15;

Пк6: r = 172,80 – 173,23 = –0,43;

Пк7: r = 174,00 – 172,03 = 1,97.

Точки нулевых работ

На интервалах, где у рабочих отметок меняется знак, находятся точки нулевых работ. До этих точек вычисляются расстояния от заднего пикета и до переднего пикета по формулам:

l ₁ = r ₁ d /(r ₁+ r ₂); l ₂ = r ₂ d /(r ₁+ r ₂);

Контроль: l ₁ + l ₂ = d

где l ₁ – расстояние от заднего пикета до точки нулевых работ, м; l ₂ – расстояние от точки нулевых работ до переднего пикета, м; r ₁ и r ₂ – рабочие отметки на заднем и переднем пикетах, м d – расстояние между пикетами, м.

В формулах рабочие отметки подставляются без учета знака.

Пример.

Смена знаков у рабочих отметок наблюдается на интервале пк2 и пк2+45.

Тогда расстояние от пикета до точки нулевых работ вычисляется по формуле:

l₁ = r₁ d /(r₁+r₂) = 0,76 ´ 45 (0,76+0,20) = 35,6 м;

l₂ = r₂ d /(r₁+r₂)= 0,20 ´ 45 (0,75+0,20) = 9,4 м;

Контроль: 35,6 + 9,4 = 45 м.

На интервале между пк2+45 и пк3 так же наблюдается смена знаков у рабочих отметок и расстояния равны:

l₁ = r₁ d /(r₁+r₂)= 0,20 ´ 55(0,20 + 0,24) = 25,0;

l₂ = r₂ d /(r₁+r₂)= 0,24 ´ 55(0,20+0,24) = 30,0;

Контроль: 25,0 +30,0 =55,0 м.

Значения l₁, l₂ и отметка точки нулевых работ выписываются на профиль над линией условного горизонта.

Оформление профиля

Окончательное оформление профиля выполняется в цвете капилярными ручками.

Все проектные данные (проектная линия, рабочие отметки, уклоны, проектные отметки, линия в графе «Прямые и кривые») выполняются красным цветом.

Точки нулевых работ и относящиеся к ним расстояния выполняются синим цветом.

Все остальные элементы продольного профиля и поперечники выполняются черным цветом.

Площадь насыпи показывается желтым цветом, а выемки – красным. Можно карандашом.

 

Работа № 2. Обработка результатов геометрического нивелирования. Построение продольного профиля.

 

По оси трассы проложен разомкнутый нивелирный ход, отметки начального (Н_ПК0) и последнего (Н_ПК11) пикетов задаются. Расстояние между пикетами 100 м. Превышение между пикетами определялось методом геометрического нивелирования. Нивелирование выполнялось нивелиром Н3 из середины с использованием двусторонних реек. Трасса имеет два угла поворота. Вершина угла ВУ, угол поворота θ (j), радиус поворота R указываются в задании (файл «Нивелирование и отметки»).

Нивелирование по оси трассы называется продольным.

Необходимо:

1.Вычислить превышения, средние превышения, невязку хода, допустимую невязку, отметки связующих и промежуточных точек. Выполнить контроль на всех этапах вычислений.

2.По вычисленным отметкам построить продольный профиль на миллиметровой бумаге формат А3. Масштаб построения профиля горизонтальный 1:5000; вертикальный 1:200.

3.Составить проект с учетом следующих условий:

-уклон проектной линии в диапазоне 0,002-0,009;

-объемы работ (выемка и насыпь) примерно равны и минимальны;

-сохранить естественный уклон земной поверхности.

4.Вычислить уклон проектной линии, отметки проектной линии на пикетах и плюсовых точках, рабочие отметки, точки нулевых работ.

5.Вычислить элементы круговой кривой и пикетажные значения главных точек кривой.

 

Исходные данные выдаются каждому студенту индивидуально.

 

Для примера результаты измерений по оси трассы приведены в «Ведомости геометрического нивелирования» (табл. 1). В примере трасса имеет один угол поворота с вершиной угла на пк 4+33, угол поворота равен j = 43°26¢, радиус кривой R = 150 м. Начальное направление ориентировано r = юз:62°15¢.

 

Пример исходных данных Таблица 1

Ведомость геометрического нивелирования (для примера)

№№ станций	№№ пикетов	Отсчеты по рейке	Превышения	Средние превышения
Задний	Передний	Промежуточный	+	–	+	–
	пк0-
	пк1
	пк1-
	х1
	х1-
	пк2
	пк2-
	пк3
	+45
	10Л
	25Л
	12П
	пк3-
	х2
	х2-
	пк4
	пк4-
	пк5
	+63
	пк5-
	пк6
	+37
	+75
	пк6-
	х3
	х3-
	х4
	х4-
	пк7
Контроль

Отметки пикетов Н _пк0 = 167,284; Н _пк7 = 172,031.