Комплекс геодезических работ при строительстве автодороги

Точка перелома продольного профиля является вершиной угла (ВУ) вертикальной кривой.На кривой выделяют главные точки: начало (НВК), вершину (ВВК), середину (СВК) и конец (КВК) вертикальной кривой.Элементы и главные точки вертикальной круговой кривой изображены на рисунке 2.Рисунок 2 - Элементы и главные точки вертикальной круговой кривойПри i1=-i2 середина и вершина кривой совпадают, если смежные уклоны i1 и i2 имеют противоположные знаки, то, чем больше разности их абсолютных величин, тем дальше отстоят друг от друга середина и вершина вертикальной кривой. При одинаковом знаке уклонов i1 и i2 вершина кривой находится вне проектируемой вертикальной кривой.Элементы вертикальных кривых: длину кривой Кв, тангенс Тв, биссектрису Бв, ординаты промежуточных точек У находят в зависимости от значений смежных уклонов i1 и i2 по следующим формулам:Где Х - расстояние от НВК или КВК до промежуточной точки, м.Радиус вертикальной кривой подбирают таким, чтобы тангенс вертикальной кривой был приблизительно в 2 раза короче длины меньшего из двух смежных участков трассы, между которыми вписывают вертикальную кривую.Для подбора радиуса пользуются выражением:При этом полученное значение округляют (до 1000 м при Rв>2000 м).Первую вертикальную кривую необходимо запроектировать между первым и вторым участком трассы, поскольку:|i1 –i2|=|-0,029 –0,016| = 0,045 = 45 0/00Первый участок короче второго (218<246). Поделив длину первого участка на два, получают предварительное значение тангенса, равное 109 м. Далее по приведенным выше формулам находят RВ1, и вычисляют длину кривой, тангенса и биссектрисы ВУ:мПосле округления принимаем RВ1=5000 м.КВ1=5000 ·0,045 = 226 м.ТВ1=226/2 = 113 м.БВ1=1132 / 2 · 5000 = 1,28 мАналогичным образом определяют элементы для других вертикальных кривых.Пикетажные значения (т.е. расстояния от ПК) начала вертикальной кривой и конца вертикальной кривой определяются по формулам:ПК НВК=ПКВУ - ТВПК КВК = ПК НВК + КВПикетажное значение СВК совпадает с пикетажным значением ВУ, поэтому вычислять его не требуется.Т.к. на тех участках, где проектируют вертикальные кривые уклоны имеют противоположные знаки, то необходимо вычислить пикетажное значение вершины вертикальной кривой (точки с максимальной или минимальной отметкой).ПК ВВК = ПКВУ + 0,5 ∙ (l1-l2),где величины l1=Rв·ǀi1ǀ, l2=Rв·ǀi2ǀ представляют собой отрезки, соответственно от НВК до ВВК и от ВВК до КВК.Так, для первой вертикальной кривой:Результаты вычислений элементов вертикальных кривых и пикетажные значения главных точек вертикальных кривых заносят в табл. 3.Таблица 3 –Элементы вертикальных кривых и пикетажные значения главных точекПервая криваяПК ВУ|i1 - i2|Rв мТв мКв мБв мПК НВКПК ВВКПК КВК2+460,04550001132261,281+332+793+59Вторая криваяПК ВУ|i1 - i2|Rв мТв мКв мБв мПК НВКПК ВВКПК КВК60,0364000721440,655+286+725+96В графу профиля «Уклон и вертикальная кривая» вносятся изменения и дополнения.Вертикальными линиями отмечают положение начала и конца вертикальной кривой, числами (для первой кривой - 95 м и 5 м) указывают расстояния от точек до предыдущих пикетов. Между вертикальными линиями, в зависимости от вида кривой, изображают условный знак вертикальной кривой и подписывают значения радиуса и длины кривой. Положение ВВК показывают вертикальной стрелкой с указанием расстояния от предыдущего пикета.Длины двух соседних участков из-за наличия вертикальной кривой уменьшают на величину тангенса.Так, длина первого участка стала равной: 200 - 105 = 95 м. Пикетажное значение НВК, ПК 0+95 также показывает длину первого участка.Проектные отметки начала и конца кривой вычисляют по формуле:Нкон=Ннач + idТак, используя новые значения длин участков, для первой кривой:Ннвк = НПК1+33 = Нпк1 - 0,029 ∙ 33 = 41,62 - 0,01895 = 40,66 мНквк = НПК3+59 = Нпк3 - 0,016 ∙ 59 = 38,61 + 0,01659 = 39,20 мДля остальных точек вертикальной кривой (пикетов и плюсовых точек) находят общие абсциссы Х, представляющие собой для точек, лежащих в пределах от НВК до ВУ, разности пикетажных обозначений точки и НВК, а для точек, лежащих в пределах от ВУ до КВК, разности пикетажных обозначений КВК и точки.Затем вычислил ординату Y по формуле:Для выпуклой кривой проектные отметки точек уменьшают на соответствующие ординаты Y, для вогнутой кривой - увеличивают. Проектную отметку на ВУ уменьшается или увеличивается на величину биссектрисы вертикальной кривой.В моём варианте на первой кривой оказались 4 точек:ПК 2, ПК 2+46 (ВУ), ПК 2+79 (ВВК), ПК 3,Для точки ПК 2 вычисляют абсциссу:ХПК2=ПК2 – ПК1+33 = 77 м и ординату:YПК2 = 772 /2 5000 = 0,59 мДля точки ПК 2+46 (ВУ) ордината равна биссектрисе кривой, т.е.YПК2 = Бв1 = 1,28 мДля точки ПК2+79 (ВВК) вычисляют абсциссу: ХПК2+79=ПК3+59 – ПК2+79 = 80 м и ординату:YПК2+79 = 802 /2 4000 = 0,64 мДля точки ПК3 вычисляют абсциссу: ХПК3 = ПК3+59 – ПК3 = 59 м и ординату:YПК3 = 592 /2 4000 = 0,35 м.Первая кривая вогнутая, поэтому проектные отметки увеличиваем на значения соответствующих ординат:НПК 2 = 38,72+0,59= 39,31 мНПК2+46 = 37,39+1,28= 38,67 мНПК 3 = 38,28+0,35= 38,61 мПроектная отметка вершины вертикальной кривой (ПК 2+79) ранее не вычислялась. Поэтому предварительно необходимо подсчитать проектную отметку ВВК без учета вертикальной кривой:НПК 2+79 = 39,20 - 0,016 80 = 37,92 ма затем - окончательную отметку:НПК 2+79 = 37,92+0,64= 38,56 мРезультаты расчетов оформляют в виде таблицы 5, а также заносят в графу «Отметка бровки земляного полотна», исправив ранее полученные значения.Таблица 4 – Отметки точек на вертикальных кривыхТочкаXYHHВпервая криваяНВК ПК1+330040,6640,66ПК2770,5938,7239,31ВУ ПК2+461131,2837,3938,67ВВК ПК2+79800,6437,9238,56ПК3590,3538,2638,61ПК3+590039,2039,20вторая криваяНВК ПК5+280042,1042,10ВВК ПК5+96680,5743,2642,69ВУ ПК6720,6543,3342,68КВК ПК6+720041,8241,82Вычисленные отметки с учетом вертикального масштаба наносят на профиль и проводят через эти точки кривую. От точки НВК, ВВК и КВК до верхней горизонтальной линии сетки профиля проводят вертикальные линии.Для определения рабочих отметок в точках начала, вершины и конца вертикальной кривой предварительно вычислил отметки земли. Для этого необходимо найти уклоны участков фактической поверхности земли, на которые попадают точки НВК, ВВК и КВК, используя формулу:При этом результат i не округляется.Затем, зная пикетажное обозначение точки НВК, ВВК и КВК находят отметку земли.Для первой кривой НВК находятся между ПК1 и ПК2.тогда: НЗЕМ НВК = 42,06 +(- 0,0351) 33 = 40,90 мДля точки ВВК:.НЗЕМ ВВК=36,49 +0,0188 33=37,11 мДля точки КВК:НЗЕМ ВВК= 37,51+0,0265 · 59=38,70 мПолученные отметки записывают в графу «Отметка земли», заключая их в скобки.Затем вычисляют рабочие отметки, наносят их на профиль, исправляя и дополняя ранее полученные значения.Для первой кривой:hПК 1+33 = 40,66 – 40,90 = -0,44 мhПК 2+79 = 39,31 – 38,55 = 0,76 мhПК 3+59 = 39,20 -38,70= 0,5 мАналогично выполняются вычисления главных точек других вертикальных кривых.В точках пересечения проектной линии с линией земли рабочая отметка равна нулю. Поэтому эти точки называются точками нулевых работ. Расстояние от пикетов или плюсовых точек до точки нулевых работ определяют, решая подобные треугольники (рис.6) по формулам:где h1, h2 - рабочие отметки левой и правой точек на профиле,между которыми находятся точки нулевых работ, м;d - горизонтальное расстояние между этими точками, м.рис.3 Схема для расчёта точек нулевых работДля первой точки:Полученные значения и округляются до целых метров и выписываются на профиле левее и правее вертикальных линий, проведенных пунктиром из точек нулевых работ до верхней горизонтальной линии сетки профиля. (При вычислении расстояний х1 и х2 кривизной проектной линии мы пренебрегаем).2.2. Построение профиля поперечника трассыЖурналы выравнивания обрабатываются таким же образом, как и журналы выравнивания траектории, с постраничным контролем расчетов высоты и отметок контрольных точек. (Таблица 4).Контрольной отметкой для вычисления отметок точек участка является отметка пикета, разделяющая участок (PC12 в моей версии). Значение отметки Bp12 берется из обработанного журнала технического нивелирования (Bp12 = 51,92 м) и заносится в журнал поперечного нивелирования.Используя данные журнала поперечного выравнивания, на миллиметровом листе бумаги размером 297х290 мм рисуется профиль поперечного сечения в горизонтальном и вертикальном масштабах 1:500.Для этого в нижней части листа нужно нарисовать столбец "расстояния" шириной 1 см и вертикальную координатную линию, соответствующую оси штакетной дорожки, вдоль которой вырезается участок. В нижней части вертикальной координатной линии, под линией в графе "расстояния", указан номер пикета поперечной линии. В столбце "Расстояние" от вертикальных координат, обозначающих ось маршрута, координаты, соответствующие точкам четного участка, переносятся влево и вправо путем масштабирования расстояния от бревен четного участка до этих точек. Расстояние между соседними координатами, т.е. между соседними точками, введенное в том же столбце в метрах.Отметки соответствующих координат в столбце "Расстояние" округлены до 1/100 метров от точек нивелирования в соответствии с записями нивелировочной съемки диаметра.В верхнюю колонку "Расчетные отметки и уклоны" шириной в см введите данные из колонки "Отметки на границе слоя почвы". Ширина слоя почвы составляет 10 м, а поперечный уклон - 30 0/00. В центре этого поля проводится вертикальная линия (ось маршрута), от которой вправо и влево откладываются координаты в масштабе 1:500, проводится диагональная линия, указывающая направление поперечного наклона слоя почвы, а над ней горизонтальная расстояние (5 м). В поле "Проектные отметки" вводятся проектные отметки границ дорожного полотна из 12 штучных пикетов, участки которых разделены. Расчетная отметка оси дороги вычисляется и заносится в график для оси дороги:NPC 14 = 43,44 + 0,035 = 43,59 м.Из верхней строки столбца "Отметка проекта", которая принята за начальный горизонт, проведите перпендикулярную линию (координаты) вверх от начального горизонта (10-й экватор) напротив всех точек на графике.Отложенные точки соединяются прямыми линиями для получения фактической линии земной поверхности в поперечном сечении. Затем нанесите проектные отметки обочин и точки на оси дороги и соедините точки прямой линией.Затем вычислите фактическую высоту земной поверхности в точке, расположенной на расстоянии 5 м от оси дороги, и введите ее в круглых скобках в поле "Высота земной поверхности".НЗЕМВЛЕВО =44,17 + ( 41,27 – 44,17 )/165 = 43,26 м ;НЗЕМВПРАВО =44,17 + ( 46,83 – 44,17 )/215 = 44,80 м ;Таблица 5 – Журнал нивелирования поперечникаНомер станцииНомер точкиОтчеты по рейкам, ммПревышение передних точек над задними, ммСред. превышение, ммОтметки горизонта инструмента Нги, мОтметки точек, мзадниепередниепромежуточные+-+-1.Левая часть поперечника1ПК 142122666266743,9644,17304Л+16269341,27Л+372878266841,5029722Л+3727025232524,541,50336Л+502793252638,972862Контроль∑112211505-10383-5191,52.Правая часть поперечника3ПК 1428862659265844,1746,832969П+2122726573124П+2129232620262146,832847П+50303262149,45226Контроль∑116251068105575278,5После этого вычисляют рабочие отметки и вписывают их у проектных линий на бровке земляного полотна и оси дороги, положительные - на 1 см выше проектной линии отрицательные - на 1 см ниже проектной линии.Для бровки:hРАБ = 43,44 – 43,26 = 0,18 мhРАБ = 43,59 – 44,17 = -0,58 мhРАБ = 43,44 – 44,80 = -1,36 мЗаключениеРеализация любого проекта начинается с ряда инженерных изысканий, таких как геодезия, геология и экологические исследования. Геодезия играет здесь важную роль. Данные топографической съемки содержат информацию о рельефе и его особенностях. Эти данные являются основой для общего планирования строительной площадки. Без геодезических данных невозможно отразить проект здания на местности. Список использованных источников литературы1. 50 лет советской геодезии и картографии. - М.: Недра, 2019. - 482 с.2. Геодезия / А.Г. Юнусов и др. - М.: Академический проект, Гаудеамус, 2018. - 416 с.3. Геодезия / Е.Б. Клюшин и др. - М.: Академия, 2020. - 496 с.4. Геодезия и картография на современном этапе развития. 1919-1989. - М.: Недра, 2019. - 184 с.5. Геодезия и фотограмметрия в горном деле. - М.: Свердловский горный институт, 2020. - 559 с.6. Геодезия и фотограмметрия в горном деле. Выпуск 8. - Москва: Свердловский горный институт, 2020. - 803 с.7. Дэвис, Р.Э. Геодезия / Р.Э. Дэвис. - М.: Книга по запросу, 2019. - 561 с.8. Диц, О. Г. Геодезия / О.Г. Диц. - М.: Издательство геодезической литературы, 2019. - 332 с.9. Дитц О. Г. Геодезия для инженеров-гидротехников и строителей. Часть третья. Основные геодезические работы в гидротехнике и строительстве / О.Г. Диц. - М.: СИНТЕЗ, 2020. - 388 с.10. Знаменский, М.А. Беседы по геодезии с учителями / М.А. Знаменский. - М.: HER Media, 2020. - 416 с.11. Золотова, Е. В. Геодезия с основами кадастра / Е.В. Золотова, Р. Н. Скогорева. - М.: Академический проект, Трикста, 2020. - 416 с.12. Золотова, Е. В. Геодезия с основами кадастра. Учебное пособие / Е.В. Золотова, Р.Н. Скогорева. - М.: Академический проект, Трикста, 2018. - 416 с.13. Испания и Португалия. Справочная карта. - М.: Огни, 2018. - 669 с.14. Курошев, Г. Д. Геодезия и топография / Г.Д. Курошев, Л.Е. Смирнов. - М.: Академия, 2020. - 176 с.15. Курошев, Г. Д. Геодезия и топография / Г.Д. Курошев, Л.Е. Смирнов. - М.: Академия, 2020. - 176 с.16. Куштин, И. Ф. Геодезия / И.Ф. Куштин, В.И. Куштин. - М.: Феникс, 2018. - 912 с.17. Малый атлас мира. - М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 2018. - 148 с.18. Нестеренок, М. С. Геодезия / М.С. Нестеренок. - М.: Высшая школа, 2020. - 953 с.19. Павлов, Ф. Ф. Геодезия / Ф.Ф. Павлов, В.П. Машкевич, Б.Д. Федоров. - М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по угольной промышленности, 2018. - 292 с.20. Перфилов, В. Ф. Геодезия / В.Ф. Перфилов, Р. Н. Скогорева, Н.В. Усова. - М.: Наука, 2019. - 350 с.21. Поклад, Г. Г. Геодезия / Г.Г. Поклад, С.П. Гриднев. - М.: Академический проект, Парадигма, 2018. - 544 с.22. Поклад, Г. Г. Геодезия / Г.Г. Поклад, С.П. Гриднев. - М.: Академический проект, 2018. - 544 с.23. Степанов, Н. Н. Геодезия / Н.Н. Степанов. - М.: Гидрометеорологическое издательство, 2020. - 344 с.24. Усова, Н. В. Геодезия (для реставраторов) / Н.В. Усова. - М.: Архитектура-С, 2020. - 224 с.25. Финляндия. Справочная карта. - М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 2020. - 818 с.26. Ходоров, С. Н. Геодезия - это очень просто. Введение в специальность / С.Н. Ходоров. - М.: Инфра-Инжиниринг, 2019. - 646 с.27. Хренов, Л. С. Геодезия / Л.С. Хренов. - М.: Государственное лесохозяйственное издательство, 2020. - 511 с.28. Чекалин, С. И. Геодезия в маркшейдерском деле / С.И. Чекалин. - М.: Академический проект, Парадигма, 2018. - 544 с.