Отметки высот опорных точек реперов (мм)
Таблица 10.
| № варианта | R5 | R6 |
Задача № 4. Составьте профиль продольного технического нивелирования трассы.
Обработка журнала нивелирования (см. пример 9).
Условия:
· расстояние между пикетами 100 м;
· при нивелировании применялась пара (комплект) двухсторонних реек, т.е. отсчёты нижней пятки на красной стороне равен 4787 мм;
· нивелирование выполняли способом из середины;
· отсчёты брали при одном горизонте прибора по чёрной и красной стороне реек;
· в начале и конце трассы в 300 метрах сделана высотная привязка к опорным точкам с известными отметками высот – репером R5 и R6.
Перепишите из таблицы 9 в нивелирный журнал данные полевых наблюдений, полученные в процессе проложения хода технического нивелирования при изыскании трассы лесохозяйственной дороги. Проконтролировать правильность измерений и вычислить отметки точек трассы. Отметки высот опорных точек реперов возьмите из таблицы 10 по варианту.
Составление профиля:
на миллиметровой бумаге формата А4 составьте продольный профиль по отметкам высот связующих и промежуточных точек обработанного Вами журнала нивелирования в масштабе 1:2000 для горизонтальных проложений, 1:200 для высот точек. Пример оформления смотрите на рис. 9, где изображён профиль участка дороги.
Задача №5. Составьте проект будущей трассы.
На профиле местности (см. рис.9) проведите проектную (красную) линию таким образом, чтобы объёмы работ срезаемой земли приблизительно были бы равны объёмам насыпаемой земли (см. пример 10).
Проведите проектную линию с уклоном 0,01 (0,010) на профиле, составленном в задаче 4. Проектную отметку у нулевого пикета возьмите на 3000 мм выше, чем отметка земли в задаче 4, т.е.
Нпр= Но+ 3,00 м
Вычислите для остальных связующих и промежуточных точек проектные и рабочие отметки, а так же расстояния до точек нулевых работ и проектные отметки точек нулевых работ. Расчёты запишите в контрольной работе, а результаты на профиле участка дороги. Проектные отметки запишите в соответствующую графу сетки профиля. В графе «проектные уклоны» проведите диагональ, показывающую направление уклона, запишите уклон и горизонтальное проложение, на которое уклон действует. Рабочие отметки запишите выше проектной линии там, где надо насыпать, и ниже – там, где надо срезать. Расстояния до точек нулевых работ запишите в целых метрах по обе стороны от ординаты этой точки, проведённой штриховой линией.
Задача №4. Составление профиля продольного нивелирования трассы.
Для проектирования лесовозных дорог необходимо изображение вертикального разреза местности, т.е. профиль. Такой чертёж получают в результате нивелирования.
Нивелирование – это определение превышения между соседними точками. В зависимости от метода определения превышения различают нивелирование: геометрическое, тригонометрическое, физическое, механическое и фотограмметрическое.
При геометрическом нивелировании используют нивелир и рейки. Горизонтальным лучом визирования нивелира, установленным между точками, берут отсчёты по стоящим на точках рейкам: по задней «а», по передней «b». Разность отсчётов даёт превышение между точками, то есть
h = a - b.
При тригонометрическом нивелировании используют теодолит. Наклонным лучом визирования теодолита измеряют угол наклона линии местности к горизонту – ν. Измеряют длину линии местности – D. Превышение вычисляют по формуле тригонометрии, т.е. h = D × sinν.
При физическом нивелировании используют разность атмосферного давления на разных высотах или свойство жидкости занимать в сообщающихся сосудах одинаковую высоту. При механическом нивелировании профиль местности вычерчивает нивелир-автомат, перемещаемый по поверхности. Его устройство основано на действии отвеса-маятника. При фотограмметрическом нивелировании превышения определяют путём измерений на стереопарах аэрофотоснимков.
Продольное техническое нивелирование трассы осуществляют с помощью нивелира (об устройстве и поверках нивелира и реек читайте в учебнике). В период полевых работ вначале подготавливают трассу: закрепляют кольями, производят горизонтальную съёмку, разбивают пикетаж и круговые кривые на поворотах, выполняют съёмку ситуации. Для контроля результатов измерений используют опорные точки с известной высотой – реперы. Более подробно эти работы описаны в учебнике.
Пример 9. Обработка журнала нивелирования.
Условия:
a) расстояния между пикетами 100 м;
b) использованы одинаковые рейки, т.е. отсчёты нижней пятки на красной стороне у обоих 4787 мм;
c) нивелирование производили способом из середины;
d) отсчёты брали при одном горизонте прибора по чёрной и красной сторонам реек;
e) в начале и конце трассы в 200 м сделаны высотная привязка к опорным точкам с известными отметками высот – реперам R3 и R4.
1. Вычисление превышений.
Превышения между связующими точками вычисляем дважды, как разность задних и передних отсчётов по чёрной и красной сторонам реек с допустимым расхождением до 4-х мм (h выч. = З-П).
1-я станция: h(R3 - 0) = 1114 – 1742 = - 628
h(R3 - 0) = 5901 – 6531 = - 630 hср.(R3 - 0)= - 629 мм
2-я станция: h(0-1) =1248 –226 = + 1022
h(0-1) = 6035 – 5011 = + 1024
hср.(0-1)= + 1023 мм
3 –я станция: h(1-2) = 230 – 2838 = - 2608
h(1 -2) = 5017 – 7629 = - 2612 hср.(1-2) = - 2610 мм
4-я станция: h(2-R4) = 1721 – 1617 = + 104
h(2-R4) = 6508 – 6408 = + 100 hср.(2-R4) = + 102 мм
2. Постраничный контроль вычисления превышений.
Для контроля полевых расчётов подсчитываем на каждой странице итоговые суммы.
Сумма задних отсчётов -ΣЗ = 27774
Сумма передних отсчётов -ΣП = 32002
Сумма вычисленных превышений -Σh выч. = - 4228
Сумма средних превышений -Σh ср. = - 2114
Разность между суммой задних и суммой передних отсчётов должна равняться сумме вычисленных превышений.
ΣЗ – ΣП = Σh выч. 27774 – 22002 = - 4228
Половина суммы вычисленных превышений должна равняться сумме средних превышений.
Σh выч./ 2 = Σh ср. - 4228 / 2 = - 2114
Условия проверки соблюдены, значит расчёты превышений выполнены верно (в противном случае надо искать ошибку в расчётах превышений)..
3. Вычисление невязки в превышениях.
Если нивелирный ход опирается на точки с известными отметками высот, то невязку в превышениях вычисляем по формуле:
F h = Σh ср. – (Нк - Нн), где: Σh ср. – сумма средних превышений;
Нк – высота конечного репера;
Нн – высота начального репера.
F h = (-2114) – (21399 - 23533) = (-2114) – (-2134) = + 20 мм
Величину допустимой невязки определяем по формуле:
F h доп. = ± 50 ÖL мм: где L – длина хода в километрах.
F h доп. = ± 50 Ö0,4 = ±32 мм.
Наша невязка допустима, т.к. 20 мм меньше 32 мм. Продолжаем расчёты.
4. Вычисление исправленных превышений.
Так как невязка в превышениях допустима, распределяем её поровну на все превышения с обратным знаком. 20 мм / 4 – 5 мм, т.е. по 5 мм с минусом. Сумма исправленных превышений должна быть равна разности высот крайних точек (реперов).
Σh исп. = - 2134 = 21399 – 23533
5. Вычисление высот связующих точек.
Высоты связующих точек вычисляем через превышения.
Н0 = 23533 – 634 = 22899
Н1 = 22899 + 1018 = 23917
Н2 = 23917 – 2615 = 21302
Н4 = 21302 + 97 = 21399
Совпадение рассчитанной высоты последней точки с её исходной величиной указывает на правильность расчётов высот связующих точек
6. Вычисление высот промежуточных точек.
Высоты промежуточных (плюсовых) точек вычисляем через горизонт прибора. Для получения горизонта прибора на станции к высоте заднего пикета станции прибавляем отсчёт по чёрной стороне рейки на этой точке. ГП 3-й станции = 23917 + 230 = 24147.
Для получения высоты промежуточной точки от горизонта прибора отнимаем отсчёт по чёрной стороне рейки на промежуточной точке.
Н 1 + 40 = 24147 – 2121 = 22026
Профиль продольного технического нивелирования трассы составляют на миллиметровой бумаге по вычисленным отметкам высот связующих и промежуточных точек. Для большей наглядности изломов рельефа вертикальный масштаб берут в 10 раз крупнее горизонтального. При составлении профиля автомобильных лесовозных дорог рекомендуют применять вертикальный масштаб 1:500, горизонтальный 1:5000. Высоты откладывают не от нуля, а от условного горизонта с таким расчётом, чтобы была нанесена точка с наименьшей высотой и ещё осталось свободным сантиметра 3-4 для надписей. Реперы на профиле не показывают. Они нужны для контроля измерения превышений и передачи высот на связующие точки. Пример смотрите на рисунке 9, где изображён профиль участка дороги по данным журнала нивелирования (таблица 15)
Журнал нивелирования.
Таблица 15
| № станции | № пикета | Отсчёты по рейке | Превышения | Горизонт прибора | Отметка высоты | |||||
| задний | передний | промежуточ. | вычисленное | среднее | поправка | исправленное | ||||
| З | П | С | h выч. | h ср. | h исп. | ГП | Н | |||
| R3 | ||||||||||
| -628 | ||||||||||
| -629 | -5 | -634 | ||||||||
| -630 | ||||||||||
| +1022 | ||||||||||
| +1023 | -5 | +1018 | ||||||||
| +1024 | ||||||||||
| -2608 | ||||||||||
| +40 | -2610 | -5 | ||||||||
| -2612 | ||||||||||
| +104 | ||||||||||
| R4 | +102 | -5 | +97 | |||||||
| +100 | ||||||||||
| Сумма | -4228 | -2114 | -20 | -2134 | ||||||