Геодезическая разбивочная сеть является плановой и высотной основой разбивочных и контрольно-измерительных работ на всех стадиях строительства моста.
Пункты разбивочной сети располагают на берегах реки и островах, в местах, удобных для выполнения разбивочных работ и контрольных измерений. Два пункта сети помещают на оси моста – в ее начале и конце. Координаты пунктов плановой разбивочной сети определяют в местной системе координат. На прямолинейных мостах чаще всего ось х направляют по оси моста. Наиболее распространенная схема мостовой разбивочной сети показана на рис. 1, а.
Пункты сети закрепляют на местности надежными знаками. Конструкция знака представлена на рис. 1,б.
Рис. 1 Разбивочная сеть:
а – схема; б – устройство пункта:
1 – стальная пластина толщиной 10 мм с отверстием d = 16,5 мм;
2 – труба d = 160 мм; 3 – щебень или крупнозернистый песок;
4 – бетон; 5 – репер.
В разбивочной сети измеряют по возможности все углы и расстояния. Измерения выполняют электронными тахеометрами не менее чем тремя приемами. Углы измеряют со средней квадратической погрешностью 2"-5", а расстояния – 2-3 мм. Средние квадратические погрешности определения координат пунктов не должны превышать 6 мм.
Обработку измерений выполняют на компьютерах, используя стандартные программы, обеспечивающие уравнивание выполненных измерений и вычисление координат пунктов сети и оценок их точности.
Пункты высотной сети закрепляют на местности реперами. При строительстве сложного моста устраивают по два репера на каждом берегу. Часто репер высотной сети совмещают с центром пункта плановой сети. Так, на пункте, изображенном на рис. 17.1, б, репером 5 служит приваренный к трубе штырь (уголок или арматурный стержень).
Реперы связывают между собою ходами геометрического нивелирования III или IV класса в единую высотную сеть. Средние квадратические погрешности отметок относительно репера, принятого за исходный, не должны превышать у постоянных реперов – 3 мм, у временных – 5 мм. Высотную сеть моста связывают с государственной нивелирной сетью.
При строительстве опор на каждой опоре устраивают временный репер, который ходами нивелирования привязывают к постоянным реперам.
7. Геодезические работы
при строительстве опор моста
На каждом этапе строительства опоры моста – при возведении шпунтового ограждения, свайного основания, ростверка, тела опоры, ригеля, подферменных площадок – выполняют разбивочные работы по выносу в натуру осей и основных точек данного элемента.
Вынос точек в проектное положение выполняют с помощью засечек или откладывая проектные расстояния по оси моста. При этом часто применяют прием, называемый методом редуцирования.
Метод редуцирования включает два этапа. На первом этапе вынос точки в проектное положение выполняют приближенно. Приближенную точку временно закрепляют и определяют ее координаты.
На втором этапе вычисляют элементы редукции, то есть элементы вектора, соединяющего приближенную точку с проектной. Отложив эти элементы, находят окончательное, проектное положение точки.
Например, для вынесения на строящуюся опору ее центра O с координатами xO, yO в любом, удобном для измерений месте намечают приближенную точку P (рис. 2). В зависимости от условий точка P может быть выбрана как вблизи центра опоры, так и за ее пределами, например, на шпунтовом ограждении. С помощью геодезических измерений определяют координаты xP, yP точки P. Вычисляют разности координат:
Для определения положения центра опоры O надо от точки P в направлении оси моста отложить отрезок Δ x и перпендикулярно ему, в направлении оси опоры, – отрезок Δ y (см. рис. 2).
На практике чаще всего, установив теодолит (тахеометр) в точке P и зная угол γ, ориентируют зрительную трубу параллельно оси моста и на теле опоры или шпунтовом ограждении отмечают точки 1 и 2. Отложив от этих точек отрезки Δ y, фиксируют положение оси моста. Повернув зрительную трубу на 90°, отмечают точки 3 и 4 и, отложив отрезки Δ x, фиксируют положение оси опоры.
Рис. 2 Вынос точки методом редуцирования:
O – центр опоры; P – приближенная точка;
x – ось моста; y – ось опоры;
1 – шпунтовое ограждение; 2 – ростверк; 3 – тело опоры;
МТ3 – пункт разбивочной сети; γ и β – углы ориентирования отрезков Δ x и d относительно направления на пункт МТ3.
Для определения положения центра опоры О возможен и такой прием. По координатам точек P, O и МТ3 вычисляют угол β и расстояние d. Отложив от направления на пункт МТ3 угол β, а затем расстояние d, находят положение точки O.
Необходимые для реализации метода редуцирования координаты приближенной точки P обычно определяют с помощью засечек.
Прямая угловая засечка. Для определения координат точки P 2 на пунктах разбивочной сети 1 и 2 (рис. 17.3,а), координаты которых x 1, y 1, x 2, y 2 известны, измеряют углы β 1 и β 2. Искомые координаты вычисляют по формулам, приведенным в ч. I, п. 6.5.
Среднюю квадратическую погрешность определения положения точки прямой угловой засечкой вычисляют по формуле
где mβ – средняя квадратическая погрешность измерения угла, выраженная в секундах;
– число секунд в одном радиане.
Рис. 3 Определение координат точек засечками:
а – прямая угловая и полярная засечки;
б – обратная угловая засечка.
Полярная засечка. Для определения координат точки Р 1 (см. рис. 3, а) на пункте 1 измеряют угол β и расстояние d. Координаты точки Р 1 вычисляют по формулам:
где дирекционный угол
Точность определения положения полярной засечкой оценивают средней квадратической погрешностью, вычисляемой по формуле
где md – средняя квадратическая погрешность измерения расстояния.
Обратная угловая засечка. В точке Р (рис. 3, б) измеряют горизонтальные углы β 1 и β 2 между направлениями на пункты разбивочной сети 1, 2, 3. Координаты точки Р можно вычислить по формулам, приведенным в ч. I, п. 6.5 или по формулам:
Среднюю квадратическую погрешность определения положения точки обратной угловой засечкой вычисляют по формуле:
Комбинированные засечки. Кроме названных видов засечек, применяют и иные засечки с другими комбинациями угловых и линейных измерений.
Для определения координат точки достаточно измерить два элемента (угла или расстояния), как это и выполняется в каждой засечке. Но для обнаружения возможных грубых ошибок при измерениях и повышения точности определения координат одной засечкой не ограничиваются и измеряют избыточное число углов и расстояний. Совместную обработку таких измерений выполняют методом наименьших квадратов, обеспечивающим вычисление координат с минимальными средними квадратическими погрешностями. Существуют программы для таких вычислений, ими, в частности, оснащены современные электронные тахеометры.