Продольное нивелирование

При проектировании и строительстве подъездных и железнодорожных шоссейных дорог и других сооружений, требующих нивелирования узкой длинной полосы земли, выполняется продольное нивелирование.

При продольном нивелировании земной поверхности выполняются полевые и камеральные работы.

В полевые работы входят:

1) рекогносцировка инженерного сооружения согласно имеющемуся проекту;

2) разбивка оси трассы будущего инженерного сооружения, в которое входят:

– провешивание трассы,

– измерение углов поворотов,

– разбивка пикетажа и кривых в главныхточках закруглений;

3) нивелирование трассы и поперечников;

Камеральные работы состоят из обработки результатов нивелирования и составления профиля.

На составленном продольном профиле и поперечниках, согласно заданным техническим условиям, проектируют инженерное сооружение.

4.3.2.1.Рекогносцировка и разбивка оси трассы

Задача рекогносцировки узкой полосы земли заключается в осмотре местности, сравнении существующих контуров с имеющимися на карте, выборе мест для будущих нивелирных реперов. Результаты рекогносцировки должны дать полное представление о территории, на которой будет построено то или иное инженерное сооружение.

Перед производством полевых работ на карту наносят проект оси дорожного сооружения и выполняют линейные и угловые измерения, необходимые для перенесения в натуру оси дорожного сооружения. На рис. 46в масштабе 1:10000 представлен проект подъездного железнодорожного пути к шахте № 11.

Рис. 46 План-проект подъездного пути

Для перенесения этого проекта в натуру необходимо выполнить геодезическую подготовку, т. е. определить:

1) расстояние аb по главной магистрали от километрового столба А до точки В– примыкания подъездного железнодорожного пути;

2) расстояние ВС от точки примыкания В до точки С поворота оси;

3) расстояние СD от точки С до конечной точки D дорожного пути.

Расстояния на карте измеряют при помощи поперечного масштаба, а углы β₁ и β₂ поворота оси в точках B, С и дирекционные углы оси измеряют транспортиром.

По измеренным на карте дирекционным углам вычисляют магнитные азимуты соответствующих линий:

А_М = α – δ + γ,

где α – дирекционный угол, измеренный на карте;

δ – склонение магнитной стрелки;

γ – сближение меридианов.

Углы δ и γ приводятся на карте за рамками планшета.

Разбивка в натуре оси инженерного сооружения начинается с определения на местности начальной точки В примыкания подъездного пути, для чего от километрового столба А или пункта главной линии отмеряют стальной лентой проектное расстояние АВ в направлении оси основной магистрали (рис. 46).

Точку В в натуре закрепляют деревянным временным колышком, устанавливают над ней теодолит и откладывают проектный угол β₁. Затем, грубо проверив буссолью теодолита по магнитному азимуту правильность направления на пункт С, провешивают теодолитом это направление. Отложив от точки В проектное расстояние ВС, забивают второй временный колышек в точкеС, переносят на нее теодолит и откладывают угол β₂, поверяя направление на точку буссолью. Затем откладывают стальной лентой расстояние CD и закрепляют конечную точку D временным колышком.

Если расстояние между точкой D и проектными сооружениями, к которым прокладывается дорога, не превышает расхождений, заданных техническими условиями, то поворотные точки B,С, D считаются окончательными и в этих точках устанавливаются деревянные столбики. До разбивки пикетажа на столбиках подписей не делают. После закрепления трассы на местности производят разбивку пикетажа, поперечников и главных точек кривых закруглений. Разбивку пикетажа начинают с нулевого пикета, установленного в начальной точке, например у километрового столба А. Пикеты устанавливают через каждые100 м .

В характерных местах рельефа между пикетами забивают плюсовые точки.

В точках поворота трассы на ранее установленных столбиках подписывают: номер предыдущего пикета, расстояние от него и величину угла поворота, который повторно измеряют теодолитом.

При разбивке пикетажа ведется пикетажная книжка (рис. 47), в которую заносят результаты съемки по обе стороны от оси на расстоянии 20 – 30 м в зависимости от характера инженерного сооружения.

Рис. 47. Страница пикетажной книжки

Съемка ведется методом ординат, за ось Х принимается ось трассы. Перпендикуляры опускаются на ось Х из характерных точек контуров при помощи двузеркального эккера, длина их измеряется рулеткой. Для удобства ведения абриса в заданном масштабе пикетажная книжка делается из миллиметровой бумаги.

Одновременно с пикетажем разбивают поперечные профили (поперечники), перпендикулярные к оси трассы. Длина поперечников от 20 до 50 м, а расстояния между ними берутся такие, чтобы поверхность земли между соседними поперечниками имела одинаковый скат. Характерные точки поперечников закрепляются. Разбивка поперечников производится рулеткой.

4.3.2.2.Разбивка кривой закругления

При изменении направления линии по трассе (см. рис. 46) в точках В и С ось дорожного сооружения должна проходить по кривой, называемой закруглением. Разбивка кривой заключается в закреплении на местности при разбивке пикетажа главных точек закругления: НК, СК и КК, т. е. начало, середина и конец кривой соответственно. Для этого необходимо рассчитать элементы кривой закругления: Т = AB – тангенс, К = ADC – кривую, Б = BD – биссектрису и Д = 2T – K – домер.

	На рис. 48 из прямоугольного треугольника ОАВ следует, что Т = 2R·tg . Из соотношения длина кривой . Биссектриса Б=OB – OD= .
Рис. 48. Элементы кривой закругления

Пример расчета главных точек закругления

Исходные данные: вершина угла ВУ = ПК2 + 40 (это означает, что точка В на рис. 48 находится на расстоянии 40м от ПК2 к ПК3), R = 150 м, j = 37°20¢.

Решение: Т = 150×tg = 50,67 м;

;

;

Д = 2×50,67 - 97,74 = 3,60 м;

На рис. 48 видно, что НК = ВУ – Т, КК = НК +К.

Контрольная формула: КК = ВУ + Т – Д

НК = ПК2 + 40 - 50,67 = ПК1 + 89,33;

КК = ПК1 + 89,33 + 97,74 = ПК2 + 87,07.

Контроль: КК = ПК2 + 40 + 50,67 - 3,60 = ПК2 + 87,07.

Так как счет расстояний ведется по кривой, а измерения производятся по касательным, а не по кривой К < 2Т, то пикеты, расположенные за кривой, выносят вперед на величину домера Д.

Отметив на местности начало НК и конец КК кривой, продолжают разбивку пикетов по прямой. Через каждые 1000 м устанавливают реперы в стороне от трассы на таком расстоянии, чтобы он не мог быть поврежден при постройке инженерного сооружения. Нивелирные реперы – это деревянные глубоко закопанные столбы или бетонные монолиты, абсолютные отметки которых получают в результате геометрического нивелирования.

В начале нивелирного хода и на промплощадке устанавливают бетонные реперы, которые в дальнейшем используются для высотного обоснования различных геодезических работ.

4.3.2.3. Нивелирование трассы и поперечников

Нивелирование выполняется методом "из середины". Результаты инструментальных измерений записываются в журнал. Отсчеты по рейкам, установленным на пикетах, берутся по черной и красной сторонам рейки, а по рейкам, установленным на плюсовых точках и на поперечниках, – по черной стороне рейки.

Пример заполнения журнала нивелирования приводится в табл. 2.

Таблица 2