Лекции по геодезии

Подождите немного. Документ загружается.

Основы геодезии

n–1

испр

Контролем правильности служит получение в конце отметки конечного репера.

Для вычисления отметок промежуточных точек находят ГИ на тех станциях, где есть

промежуточные отсчеты: ГИ=Н

–З

=Н

+П

, Н

– отметки задней и передней связующих точек

, П

– отсчет на заднюю или переднюю точки по черной шкале рейки.

Отметки промежуточных точек получают вычитанием отсчетов по черной стороне

рейки, установленной на соответствующей промежуточной точке, из отметки ГИ, с точностью

до 1 мм:

пром

= ГИ – с

с – промежуточный отсчет по черной шкале рейке.

II. Построение продольного профиля по оси трассы

Профиль обычно строят на миллиметровке. Горизонтальный масштаб выбирают в

зависимости от рельефа местности и длины трассы, вертикальный – в 10 раз крупнее. Линию

условного горизонта на профиле выбирают таким образом, чтобы линия профиля

расположилась над ней на расстоянии 10 см. Отметка линии условного горизонта обычно

кратно 10 м. Черным цветом в начале строят сетку профиля, под ней подписывают масштаб

горизонтальный и вертикальный, над ней название чертежа.

Заполняют графу «Расстояния». Для этого в горизонтальном масштабе профиля

откладывают расстояния между пикетами и проводят вертикальные линии через получившиеся

точки. Аналогично в этой графе отличают плюсовые точки, в полученных промежутках

подписывают расстояния между соседними точками профиля.

В графе «Пикеты» при помощи условных знаков изображают пикеты и подписывают их

номера.

В графу «Фактические отметки» из журнала нивелирования выписывают отметки

пикетов и «плюсовых» точек, округляя до 0.01 м.

В соответствии с вертикальным масштабом профиля оцифровывают шкалу высот. От

линии условного горизонта вверх восстанавливают перпендикуляры до выписанных

фактических отметок точек и полученные точки соединяют между собой прямыми линиями,

изображают фактическую линию профиля черным цветом.

В графе «План трассы» по середине проводят прямую, условно изображают ось трассы;

стрелками отмечают направления поворотов. В горизонтальном масштабе профиля при

помощи условных знаков изображают прилегающие к трассе ситуации, данные берут из

пикетажного журнала.

Проектирование по оси трассы

В графе «План прямых и кривых линий» от начала трассы до начала первой кривой

проводят прямую линию, между началом первой кривой и концом первой кривой при помощи

условного знака изображают круговую кривую, вогнутостью в сторону поворота. От конца

первой кривой до НК проводят прямую и повторяют действия.

Внутри условного знака выписывают элементы круговой кривой (все красным цветом).

Из НК и КК восстанавливают перпендикуляры до верха графы, слева и справа от них

подписывают расстояния до ближайших пикетов. Данные берут из пикетажного журнала.

Над прямолинейными участками выписывают их дирекционные углы (ДУ) или румбы

(r), под ними – длины этих участков (d).

Если проектные уклоны заданы в техническом задании, то в начале заполняют графу

«Проектные уклоны». В начале в точках изменения уклона проводят вертикальные линии.

Уклоны изображают прямыми линиям:

Отрицательный Положительный Нулевой

Основы геодезии

Над прямыми подписывают величины уклонов в тысячных (‰), под ними длины этих

участков. Вдоль вертикальных линий подписывают расстояния до ближайших пикетов.

Если проектные уклоны задаются, то задается и начальная проектная отметка.

Остальные проектные отметки находят по формуле:

n–1

+id

n–1

– предыдущая проектная отметка

i – проектный уклон

d – расстояние между определяемыми точками

Проектные отметки вычисляют для всех точек профиля и заносят в соответствующую

графу.

По вычисленным проектным отметкам строят проектную (красную) линию профиля.

Если проектные уклоны не задаются, то на профиль наносят проектные линии

произвольно, с учетом следующих условий: площади насыпи и выемки должны быть примерно

одинаковы, и между наклонными участками обязательно должен быть горизонтальный длиною

не менее 100 м. В этом случае вычисляют проектные уклоны по формуле:





, Н

– отметки конечной и начальной точек.

d – расстояние между этими точки

Проектные отметки линии с постоянным уклоном, определяются графическим путем на

профиле.

Графы «Проектные отметки» и «Проектные уклоны» заполняются аналогично тому

как описано выше.

Зону насыпи на профиле окрашивают красным цветом, а выемку желтым.

Для каждой точки профиля вычисляют рабочие отметки: Н

раб

=Н

факт

–Н

пр

Рабочие отметки бывают положительными или отрицательными: знак «+» показывает,

что в данном месте будет выполнятся выемка грунта, а «–» насыпь.

Абсолютное значение Н

раб

показывает высоту насыпи или глубину выемки в данной

точке.

Рабочие отметки выписывают на профиль красным цветом, если проектируется насыпь,

рабочие отметки пишут над проектной линией, а если выемка – под ней.

В тех местах, где фактические и проектные линии профиля пересекаются, рабочие

отметки равны нулю (точки нулевых работ). Они также выписывают на профиль красным

цветом.

Из точек нулевых работ вниз до линии условного горизонта опускают перпендикуляры

синего цвета. Над линией условного горизонта слева и справа от перпендикуляров

подписывают расстояния от точек нулевых работ до ближайших рабочих отметок (синим

цветом), вычисленные по формулам (округленные до 0.01 м):













=d – контроль

Отметка точек нулевых работа вычисляется по формуле проектной отметки и

выписывается синим цветом вдоль синего перпендикуляра.

Основы геодезии

Построение поперечных профилей

Поперечный профиль строят одинаковом горизонтальном и вертикальном масштабах,

обычно равном вертикальному масштабу продольного профиля.

Сетка поперченного профиля повторяет сетку продольного профиля, но обычно

заполняется только две графы: «Расстояния» и «Фактические отметки».

Поперечный профиль используется для детального подсчета объемов земляных работ.

Для этого на поперечник наносят проектное полотно дороги и вычисляют площади насыпи

(выемки) на данном пикете.

Составление плана участка по результатам

нивелирования площади.

Вертикальная планировка участка

В некоторых случаях крупномасштабные планы местности с небольшой высотой

сечения рельефа строят по данным нивелирования площадки.

В зависимости от размеров и форм участков нивелирной площади может выполняться

разными способами: проложение магистрального хода с поперечниками или нивелирование по

сетке квадратов.

Магистральный ход с поперченным прокладыванием на участках вытянутой формы, для

этого не местности разбивают поперек через постоянные промежутки нужной длины также как

в нивелировании по трассе.

Нивелирование выполняется способом «из середины», привязывая магистральный ход к

реперам высотной сети. При этом точки магистрального хода нивелируют как связующие, а

остальные – как промежуточные.

Для съемки контуров используют способ перпендикуляров.

Нивелирование по сетке квадратов выполняется в

зависимости от размеров участка и сложности рельефа

следующими способами:

1. На больших участках с длинами сторон квадратов

более 100 м нивелирование выполняют с установлением прибора

внутри каждого квадрата.

Отдельные точки привязывают

к реперу, все вершины

нивелируют как связующие.

2. При длинах сторон

квадратов менее 100 м нивелирование выполняют с

нескольких стоянок, причем между соседними станциями

должно быть не менее двух связующих точек.

3. Для маленьких квадратов при довольно

сложном рельефе местности нивелирование всего участка

может выполнятся из одной стоянки прибора. Прибор может

быть установлен как внутри участка, так и за его границей.

Нивелирование может выполняться как по двум сторонам реек, так и только по черной,

но при двух ГИ.

Отметки вычисляют через ГИ.

Съемка контуров местности производиться способом перпендикуляров и створов.

Основы геодезии

Составление плана участка

На лист бумаги в выбранном масштабе наносится сетка квадратов, выписываются

отметки, методом интерполирования изображают горизонтали, с абрисов переносят контуры

местности и оформляют надписи.

Вертикальная планировка участка

– это преобразование естественных форм рельефа в проектную форму.

Выполняется на строительной площадке перед, а иногда после строительства

сооружений.

Вертикальная планировка выполняется перемещением масс грунта на площадке

(насыпь, выемка). Обычно подсчитываются объемы земляных работ, для этого на

миллиметровке составляют чертеж, называемый «Картограммой земляных работ».

Картограмма составляется в том же масштабе, что и план участка. Возле вершин квадратов со

своими знаками выписывают рабочие отметки. На сторонах квадратов, с противоположными

по знакам рабочими отметками, располагают точки нулевых работ.

Вычисляют расстояние от рабочих отметок до точек нулевых работы по формулам:













=d – контроль.

Точки нулевых работ соединяют прямыми и получают так называемую линию нулевых

работ – это след пересечения фактической и проектной поверхности рельефа, она разделяет

участки на зоны насыпи и выемки грунта.

Подсчет объема земляных работ производиться следующим образом:

V=S

осн

·H

ср.раб

осн

– площадь основания фигуры (квадрата или треугольника).

ср.раб

– средняя рабочая отметка, находящаяся как среднее арифметическое рабочих

отметок находящихся в вершинах фигуры.

Если квадрат не пересекает линию нулевых работ, то площадь его основания

умножается на среднюю отметку.

Если квадрат пересекает линию нулевых работ, то его делят на треугольники и

определяют объемы для каждого треугольника.

Все фигуры на картограмме нумеруют и под номером выписывают их объемы. Все

вычисления сводят в ведомость подсчета объемов земляных работ.

В зависимости от проектируемой поверхности проектные отметки могут вычисляться по

разным формулам:

1. Если проектируется горизонтальная площадка с учетом равенства объемов насыпи и

выемки грунта (нулевой баланс земляных работ), то проектная отметка вычисляется по

формуле:

ПР

HHHH

IVIIIIII

432

 



n – число квадратов

I, II, III, IV

– отметки, принадлежащие соответственно одному, двум, трем или четырем

квадратов.

2. Если проектируется наклонная площадка с каким–то проектным уклоном, проектные

отметки вычисляют по формуле:

n–1

пр

– проектный уклон

Основы геодезии

Если проектируется нулевой баланс земляных работ, то разность между насыпью и

выемкой грунта не должна превышать 2% от общего объема земляных работ:

%100







 

Разбивочные работы

Задачей разбивочных работ является определение положения на местности проектных

точек, линий плоскостей. Сводятся разбивочные работы к откладыванию на местности углов и

длин линий. После закрепления проектных элементов на местности осуществляется контроль

путем измерения всех величин. Перед началом разбивочных работ выполняют геодезическую

подготовку проекта разбивочных работ, т.е. определяют те элементы, которые будут

откладывать на местности.

Геодезическая подготовка данных осуществляется следующими способами:

1. Графически, т.е. все необходимые элементы (углы, расстояния, координаты,

отметки) определяют графически по плану, точность зависит от масштаба.

2. Графо–аналитически – в этом случае часть данных определяется с плана

графически (например координаты), а остальные данные вычисляются при помощи обратной

геодезической задачи (вычисляют откладываемые расстояния и дирекционные углы; по

разности дирекционных углов вычисляют откладываемые горизонтальные углы).

3. Аналитический – все необходимые данные вычисляют (самый точный способ).

Вынос проектных элементов осуществляется от пунктов геодезических сетей (опорные,

съемочные, сгущения). Геодезическая подготовка завершается составлением разбивочной

схемы, на которой изображаются пункты ГС, элементы которые будут выносить на местность,

а также данные угловых и линейных измерений, которые будут выполняться на местности.

Кроме того, могут быть указаны размеры сооружений, отметки и т.п.

Способы разбивочных работ

1. Способ перпендикуляров применяется в тех случаях, когда геодезической

основой является строительная (эксплуатационная) сетка.

2. Способ полярных координат.

3. Прямая угловая засечка.

Основы геодезии

4. Обратная угловая засечка. На местности определяется приближенное положение

точки А = А', устанавливают над ней теодолит и измеряют углы β

и β

. Вычисляют координаты

точки А':

+Δх

=У

+Δу



11 tg

ktgk











Δу=Δх tgα







=(x

–x

)ctg β

– (y

–y

)

=(y

–y

)ctg β

– (x

–x

)

=(x

–x

)ctg β

– (y

–y

)

=(y

–y

)ctg β

– (x

–x

)

Вычисляют разность координат точек А и А'. По этим значениям вычисляют угловое (θ)

и линейное (l) смещение точки А' в А.

5. Способ линейной засечки

6. Способ пересечения створов. Применяется в тех случаях когда выносимые точки

часто уничтожаются.

Основы геодезии

Геодезические работы на строительной площадке

горного предприятия

Работа сводиться к следующим этапам:

1. Работы по созданию генерального плана площадки: этот этап состоит из развития

опорной геодезической сети, съемки строительной площадки, составление топографического

плана, на основе которого разрабатывается генеральный план промплощадки горного

предприятия.

Генеральный план – это план в масштабе 1:500–1:2000, на котором указаны все

проектируемые здания, сооружения, проезды с указанием их назначения. Генеральные планы

сложных объектов дополняют специальными чертежами, на которых отмечают геодезические

пункты, координаты и отметки важнейших точек проекта, найденных в результате

аналитической геодезической подготовки.

2. Перенесение проекта в натуру, что включает в себя геодезическую подготовку

работы по перенесению проекта на местность, детальную разбивку сооружений для

выполнения строительных работ.

3. Геодезическое обслуживание строительства сооружений.

Работы по созданию опорной сети

Опорные сети на строительной площадке создаются методом триангуляции,

полигонометрии первого и четвертого разрядов, и нивелированием третьего и четвертого

классов.

Опорные сети могут также создаваться с использованием спутниковых систем.

В качестве исходных пунктов для опорной сети служат пункты ГГС (опорные и сети

сгущения). Плотность плановой опорной сети должна быть не менее четырех пунктов на 1 км

для застроенной территории и одного пункта на 1 км

на незастроенной территории.

Плотность высотной сети не менее одного репера на 10–15 км

для съемок в масштабе

1:5000 и не менее одного репера на 5–7 км

при съемках в масштабе 1:2000 и крупнее. Для

ориентирования и центрирования подземных сетей в качестве исходных пунктов используют

триангуляцию и полигонометрию не ниже первого разряда. Пункты опорной сети на

поверхности должны располагаться не далее 300 м от устьев стволов. Подходные пункты и не

менее двух смежных с ними пунктов должны быть закреплены постоянными центрами.

Съемка строительной площадки

Производиться в масштабе 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500, в соответствии с требованиями

инструкции по топографической съемке.

Съемка производиться различными способами: теодолитная, тахеометрическая,

фототопографическая, стереофототопографическая.

На планах отражают все предметы местности – рельеф и объекты связанные с горными

разработками (провалы, воронки, отвалы горных пород, устья горных выработок, скважин,

тектонические нарушения, выход горных пород и полезных ископаемых на поверхность).

На планы наносят границы горных и земельных отводов.

Создание строительной сетки

Строительная сетка служит основой для разбивочных работ, монтажа технологического

оборудования, производство исполнительных съемок. Особенностью является расположения

пунктов, образующих сеть квадратов или прямоугольник, стороны которых параллельны осям

проектируемых сооружений. Т.о. строительная сетка представляет собой закрепленную на

местности систему прямоугольных координат, облегчающую привязку осей сооружения и

разбивочной работы. Точную конфигурацию и расположение пунктов проектируют заранее.

При этом расположение пунктов проектируют таким образом, чтобы обеспечить сохранность

Основы геодезии

максимального числа пунктов в процессе строительных работ. Длина стороны квадрата сетки

обычно от 100 до 400 м для строящихся сооружений и 10–20 м для монтажа оборудования.

Для строительной сетки используют условную систему прямоугольных координат,

которые выбирают так, чтобы значение абсцисс координат х и у для пунктов были

положительными.

Требование к точности определяют из назначения сетки. В большинстве случаев

погрешность положения пунктов должна быть примерно равна 1:10000, углы с погрешностью

примерно 20 сек.

Вынос пунктов производиться в несколько

этапов.

В начале от пунктов ГГС выносят исходные

направления АВ и АС. От вынесенного исходного

направления выполняют детальную разбивку пунктов

осевым способом или способом редуцирования. При

осевом способе вдоль осей АВ и АС откладывают в

створе по теодолиту отрезки равные длинам сторон

квадратов (при помощи рулетки). В конечных точках

строят прямые углы и продолжают разбивку по

периметру. По створам между закрепленными пунктами закрепляют пункты внутри сетки.

Этот способ применяется на небольших площадках.

При способе редуцирования пункты сетки располагают

на площадке примерно и закрепляют их временными знаками.

Определяют их точные координаты, проложив между ними

полигонометрический ход. Затем выполняют редуцирование.

Для этого путем решения обратной геодезической задачи

вычисляют линейные и угловые элементы редуцирования. Эти

элементы откладывают от временных знаков и закрепляют

постоянными.

Для контроля промеряют длины сторон и диагонали

квадрата.

По пунктам строительной сетки прокладывают нивелирование 3,4–классов.

Элементы геодезических разбивочных работ

Построение на местности проектного горизонтального угла

Построение проектного угла. Построение на местности горизонтальных углов заданной

величины может быть выполнено теодолитом двумя способами:

1. с точностью, равной точности теодолита;

2. с точностью, превышающей точность теодолита (способ

повышенной точности).

1-й способ. Проектный угол В дважды откладывают от исходного

направления с помощью теодолита при КЛ и КП, отмечая на местности

точки С

и С

. Вследствие приборных погрешностей эти точки обычно

не совпадают. Разделив расстояние С

пополам, закрепляют на

местности точку С. Отложенный угол ABC = β будет отличаться от

проектного его значения не более чем на величину точности теодолита.

2-й способ. С помощью теодолита откладывают на местности при одном положении

трубы значение угла и закрепляют полученное направление точкой С

. Затем 2—3 полными

приемами или повторениями измеряют угол ВАС

и получают его значение β

изм

с повышенной

точностью.

Зная величину проектного угла β

, находят разность

Основы геодезии

∆β = β

пр

— β

изм

Измерив расстояние AC

= d, вычисляют л и н е й н о е смещение











Величину р откладывают по перпендикуляру к линии АС

и за-

крепляют точку С. Полученный угол ВАС для контроля измеряют тем же

числом приемов, что и угол ВАС

Построение линии проектной длины. Для построения на местности проектной линии

от исходной точки в заданном направлении следует отложить расстояние D, горизонтальное

проложение d которого равно проектному. Поэтому в проектное расстояние вводят поправки за

наклон местности, температуру измерений и компарирование,

т. е. D=d+∆

+∆

где D

— наклонная длина проектной линии.

Поправка за наклон линии всегда вводится со знаком «плюс». Если на плане по

горизонталям либо нивелированием на местности определено превышение концов линии h, то

поправка за наклон определится по формуле



Поправка за температуру

∆

=αD

(t—t

где α — коэффициент линейного расширения материала мерного, прибора (для стали

α=0,000012); t, t

-соответственно, температура мерного прибора при измерениях и при

компарировании.

Поправка за компарирование



где l — длина мерного прибора;

∆l

— поправка за компарирование на длину мерного прибора.

Следует помнить, что при откладывании проектной длины на местности все поправки

имеют знаки, обратные знакам поправок при измерениях длин.

Для разбивки линий с точностью 1:2000—1:3000 применяют стальные мерные ленты,

1:3000—1:10000 — шкаловые ленты и рулетки, 1:10000—1:50000 — инварные ленты и

проволоки или светодальномеры.

Вынесение на местность точки с проектной отметкой. Эта задача является

наиболее распространенной при высотных разбивках и

осуществляется с помощью нивелира и рейки.

Пусть требуется в точке В местности забить

колышек таким образом, чтобы его торец был на

проектной отметке H

ПР

. Нивелир устанавливают

посредине между репером Rp и точкой В. По рейке,

установленной на репере, берут отсчет а и вычисляют

горизонт прибора

ГП=Н

Основы геодезии

Затем вычисляют искомый отсчет b по рейке, установленной в точке В,

b = ГП-Н

ПР

Тогда, наблюдая в нивелир за рейкой в точке В, забивают колышек до тех пор, пока отсчет по

рейке не станет равным искомому отсчету b.

Для контроля правильности вынесения проектной отметки измерения повторяют. При

этом точность нивелирования должна соответствовать точности выполняемых разбивок.

Построение линии с проектным уклоном. Решение данной задачи может быть

выполнено с помощью нивелира или теодолита.

Пусть из точки А в направлении АВ

требуется разбить линию длиной d с заданным

уклоном i

ПР

Отложив на местности проектное

расстояние d, отмечают колышком точку В и

вычисляют ее проектную отметку

ПР

Между точками А и В устанавливают

нивелир и, взяв отсчет по рейке на точке А,

находят горизонт прибора

ГП=Н

+а

Затем вычисляют отсчет по рейке, который должен соответствовать проектному

положению торца колышка в точке В,

b=ГП-H

= Н

+а-H

и выносят отметку точки В. Линия, соединяющая торцы колышков в точках А и В, и будет

линией с заданным уклоном.

При разбивке на местности линий со

значительными уклонами i

или углами наклона υ

ПР

используют теодолит. Для этого в точке А устанавливают

теодолит, измеряют его высоту i

пр

и отмечают ее на рейке.

От точки А откладывают наклонное расстояние

D=d/cosυ

ПР

и отмечают полученную точку В колышком.

Заранее определив МО вертикального круга,

вычисляют отсчет при КЛ или КП, соответствующий

проектному углу наклона υ

ПР

, и устанавливают на

вертикальном круге теодолита. Затем на колышек в точке

В ставят рейку и колышек забивают до тех пор, пока отсчет по рейке не станет равным высоте

теодолита i

При больших длинах линий с заданным уклоном в створе линии разбивают ряд

промежуточных точек. Для точного определения по высоте положения промежуточных точек

используют нивелир.

Нивелир устанавливают в точке А так,

чтобы один из подъемных винтов подставки

был расположен но направлению АВ. Изме-

ряют высоту прибора i и вращением

подъемного винта устанавливают средний

горизонтальный штрих сетки нитей на

отсчет, равный i, по рейке в точке В.

Последовательно перенося рейку в

промежуточные точки 1 и 2, забивают в них колышки так, чтобы отсчеты по рейке в этих

точках равнялись высоте прибора i.