Составление профиля автодороги по материалам
Полевого трассирования
Методические указания
по выполнению расчетно-графической работы
по дисциплине «Прикладная геодезия» для студентов 3 курса профиля «Городской кадастр».
Москва 2013
Методические указания по выполнению лабораторной работы «Составление профиля автодороги по материалам полевого трассирования» одобрены на заседании кафедры геодезии и геоинформатики и рекомендованы к печати.
Протокол №__________ от ________________ 2013 г.
Рекомендованы к печати Учебно-методическим советом
факультета «Городской кадастр».
Протокол №__________ от ________________ 2013 г.
Автор: проф. А.Г. Юнусов.
Рецензент: проф. А.К. Зайцев
Общие сведения.
По материалам изысканий разрабатывается несколько вариантов трассы (камеральное трассирование). Утвержденный вариант трассы выносится на местность и закрепляется на ней (полевое трассирование). Для этой цели по оси сооружения прокладывают теодолитный ход. Углы поворота трассы закрепляют на местности и конечные точки хода привязывают к пунктам геодезического обоснования.
Рис. 1. Страница пикетажной книжки
По сторонам теодолитного хода выполняют разбивку пикетажа и поперечников, одновременно производят съемку контуров ситуации, прилегающей к оси трассы. Данные съемки заносят в пикетажный журнал, изготовленный на миллиметровой бумаге (рис. 1), что позволяет графические построения в полевых условиях выполнять без измерителя и масштабной линейки. Ось сооружения показывают в пикетажном журнале посередине страницы прямой линией. Углы поворота на оси трассы показывают условно стрелками.
По материалам полевого трассирования составляют «План трассы автодороги» (рис. 2).
Рис. 2. План трассы автодороги
Одновременно с разбивкой пикетажа на углах поворота выполняют разбивку главных точек кривых: начала (НК), конца (КК) и середины каждой кривой (СК). С этой целью сразу после измерения угла поворота трассы выполняют расчет их пикетажных наименований.
Исходными для расчета являются: полученное пикетажное наименование вершины угла поворота трассы, проектный радиус кривой R и измеренный угол поворота φ.
Согласно пикетажному журналу (рис. 1) для первой кривой этими величинами являются: угол поворота № 1 на ПК 1+ 42,80, R = 250 м и φ =34о27'.
По значениям R и φ определяют значение тангенса Т, кривой К, биссектрисы Б и домера Д.
По значениям Т, К, Д и Б производят расчет пикетажных наименований начала (НК) и конца (КК) кривой. Этот расчет выполняют в пикетажном журнале (рис. 1).
Одновременно с закреплением трассы на местности выполняют нивелирование всех её закрепленных точек, включая поперечники, а так же характерных точек рельефа (плюсовые точки). Эта работа завершается графическим оформлением — составлением продольного профиля трассы (черный профиль).
Для придания профилю лучшей наглядности вертикальный масштаб для нанесения высот точек принимают, как правило, в 10 раз крупнее, чем горизонтальный.
Масштабы для построения профилей выбирают в зависимости от характера рельефа местности и целей, для которых они предназначаются. Обычно профили дорожных трасс строят в масштабах 1:5000 и 1:500 или 1:2000 и 1:200. Профили поперечников для высот и для горизонтальных расстояний составляют, как правило, в одном масштабе и размещают их в соответствующем месте над продольным профилем.
Расчеты, связанные с нанесением на профиль трассы дороги проектной линии (красный профиль), включают расчет уклонов, проектных и рабочих отметок, точек нулевых работ, объемы земляных работ.
Содержание задания и исходные данные
По данным журнала нивелирования (приложение 1) и пикетажного журнала (рис. 1) составить на миллиметровой бумаге профиль части трассы дороги с поперечниками и нанести проектную линию (ось дороги).
Масштабы принять: горизонтальный – 1:2000, вертикальный –1:200, а на поперечниках – горизонтальный и вертикальный 1:500.
Привязка трассы для передачи высот выполнена к Реп. 1 (рельс), расположенному в северо-западной части поселка „Воронок" на выгоне, и Реп. 2 (столб деревянный), расположенному у въезда на территорию СНТ «Первомайский». Привязка реперов к оси трассы приведена в пикетажном журнале.
Исходные данные:
1. Высота Реп. 1 Нреп. 1 =…
2. Высота Реп. 2 Нреп. 2 =…
3. Угол поворота № 2 влево …
4. Радиус кривой № 2 R2 =…
5. Румб первой прямой вставки:…
Варианты исходных данных приведены в приложении 2.
Указания и порядок выполнения задания
1. Обработка журнала нивелирования.
При геометрическом нивелировании закрепленные точки трассы могут быть связующими, либо промежуточными.
1.1. Вычислить в журнале нивелирования (прилож. 1) для каждой станции два значения превышения по отсчетам, взятым по черным и красным сторонам реек на связующих точках, и записать их.
1.2. Произвести контроль нивелирования на каждой станции; расхождение между двумя значениями превышения не должно быть более 5 мм. Записать среднее значение превышения.
1.3. По мере заполнения каждой страницы журнала производить постраничный контроль вычислений:
∑Оз – ∑Оп = ∑h = 2∑hср.,
где Оз и Оп – отсчеты соответственно по задней и передней рейкам, h – превышение.
1.4. Записать исходные высоты реп. 1 и реп. 2 в графу 11 журнала нивелирования в соответствующие строки станций 1 и 12.
1.5. Подсчитать сумму средних значений превышений ±∑һср. по всему нивелирному ходу и записать ее в конце журнала с соответствующим знаком.
1.6. Под этой практической суммой превышений записать теоретическую, полученную как разность высот реп. 2 и реп. 1, т.е.
±∑һтеор.= Н Реп.2 – Н Реп.1.
1.7. Вычислить невязку в сумме превышений по правилу: практическая сумма превышений минус теоретическая их сумма, т.е.
f һ = ∑һпр. – ∑һтеор.
1.8. Под полученной невязкой записать допустимую, вычисленную по формуле
доп. f һ= 50 
где L — длина нивелирного хода в километрах.
1.9. Если полученная невязка не превышает допустимую, то в каждое среднее превышение следует внести округленную до целого миллиметра поправку равную υ = –(f һ/n), где n – количество превышений.
Поправки записать к соответствующим средним превышениям в графе 8.
1.10. Выполнить контроль вычисления поправок: сумма поправок должна быть равна невязке с противоположным знаком.
1.11. Вычислить исправленные превышения
һ ср. испр. = һср.+ υ.
1.12. Выполнить контроль вычисления һ ср. испр.:
∑ һ ср. испр. = ∑ һтеор.
1.13. Вычислить высоты всех связующих точек трассы Нпослед. = Нпредыдущ. + һ ср.исправл..
Высоты записать последовательно в графе 11 в соответствующие строки.
1.14. Контролем правильности вычислений высот является сходимость вычисленной высоты Реп. 2 с записанной исходной высотой.
1.15. Вычислить высоты промежуточных точек методом горизонта прибора (ГП) в следующем порядке:
• вычислить высоту ГП для станции, на которой имеются промежуточные точки, по правилу: горизонт прибора равен высоте связующей точки плюс отсчет по черной стороне рейки (Осв.т.) на этой же точке
ГП = Н св. т. + Осв.т..
Значение горизонта прибора записать в графу 10;
• высоту каждой промежуточной точки на данной станции вычислить независимо по формуле:
Нпром. = ГП – Опр.,
где Опр.– отсчет по рейке на этой промежуточной точке (отсчеты по рейке на всех промежуточных точках трассы берутся только по черной стороне рейки).
Высоты промежуточных точек записать в графу 11 в соответствующих строках.
Если на станции несколько промежуточных точек, то высоты всех точек вычисляют через один и тот же горизонт прибора станции.
Составление профиля трассы дороги
2.1. На листе миллиметровой бумаги размером 35×45см производят разграфку «профильной сетки» согласно рис. 3. Затем выбирают значение высоты для линии условного горизонта.
Значение высоты для линии условного горизонта на профиле обычно принимают равной целому числу метров с таким расчетом, чтобы ее значение было меньше высоты уреза воды в реке на 6-8 м, т.е. чтобы самая низкая точка профиля расположилась выше линии условного горизонта на 2 – 4 см.
2.2. Ниже линии условного горизонта делают разграфку остальной части сетки параллельными линиями для записи необходимых данных.
Размеры разрывов между линиями сетки в нижней части профиля показаны сантиметрами в кружках (на рис. 3 справа). В скобках справа указано, каким цветом вычерчиваются линии на профиле.
Размещение отдельных элементов профиля, надписей и порядок округления выписываемых на профиле величин выполнить в соответствии с рис. 3 и 4, на которых изображены основные части профиля автодорожной трассы.
2.3. В строке расстояний откладывают в масштабе 1:2000 пикеты и плюсовые точки. Если плюсовых точек между пикетами нет, то полное расстояние между пикетами (100 м) не пишется.
Под нижней линией этой строки (синей) выписать номера пикетов.
2.4. Над пикетами и плюсовыми точками в строке «Черные отметки» выписывают фактические («черные») отметки (полученные в результате нивелирования трассы высоты точек земли) с округлением до сантиметров.
По черным отметкам от линии условного горизонта откладываютвысоты
Рис. 3. Размещение отдельных элементов профиля и надписей
точек в принятом вертикальном масштабе и соединяют их вертикальными линиями с условным горизонтом.
2.5. Все нанесенные по черным отметкам точки соединяют последовательно прямыми линиями и получают линию профиля местности (черный профиль).
2.6. От точек пересечения линией профиля водотоков откладывают их глубины. Нанести на профиль точку русла по промеру глубины реки на ПК 3+39,0, равному 1,75 м (см. журнал нивелирования), и соединить эту точку с точками уреза воды. Следовательно, профиль живого сечения реки определяется высотами точек ПК 3 + 22,0; ПК 3 + 39,0 и ПК 3 + 46,0.
Провести линии горизонта меженных (летних) вод (ГМВ) и горизонта высоких вод (ГВВ) и выписать высоты этих горизонтов синим цветом (данные берутся из материалов гидрогеологических изысканий).
Площади поперечных сечений водотоков окрашивают синим цветом.
2.7. Построить профили поперечников над соответствующими точками про- дольного профиля, как указано на рис. 3.
2.8. Выше линии профиля показать привязки трассы к реперам, указав их номера, высоты и прямоугольные координаты относительно оси трассы (см. рис. 3).
2.9. По заданным значениям угла поворота и радиуса второй кривой вычислить ее элементы и сделать расчет пикетажных наименований начала и конца кривой непосредственно в пикетажном журнале подобно тому, как это сделано для первой кривой (рис. 1).
2.10. На плане прямых и кривых нанести точки начала и конца кривых.
От этих точек провести вертикальные линии вверх до линии пикетов, около которых написать расстояния начала и конца кривой до ближайших пикетов слева и справа. Точки начала и конца каждой кривой соединить условными дугами, проведя их при повороте трассы вправо выпуклостью вверх, при повороте трассы влево — выпуклостью вниз. Выписать элементы кривых около соответствующих дуг или внутри их.
Над серединой каждой прямой вставки (прямых участках трассы) написать ее длину, а под чертой — румб, вычисленный по заданному направлению первой прямой вставки. По известному румбу первой прямой вставки находят румбы остальных прямых вставок в зависимости от величины и направления угла поворота трассы (румб исходной линии трассы получают привязкой к пунктам имеющейся геодезической сети или определяют по буссоли).
2.11. Проконтролировать длину трассы непосредственно по записям на плане прямых и кривых: сумма длин прямых вставок и длин кривых должна быть равна 700 м — разности пикетажных наименований начала и конца участка трассы.
2.12. В строке «План трассы» по середине проводят ось трассы прямой линией красным цветом. В точках поворота трассы показывают стрелками направления поворотов. На плане вычерчивают ситуацию условными знаками, причем водные поверхности окрашивают синим цветом.
2.13. Расположение всех вычисленных данных показано на рис. 3.