Журнал нивелирования

Рис. 5.1 Схема нивелирования площадки по квадратам:

---- - границы нивелирования по станциям; - репер;

- связующая точка; ∆ - станция нивелирования

5.2. Обработка журнала нивелирования

Последовательность выполнения работы:

1. Вычисляется пятка рейки для каждой связующей точки.

Пятка = О_кр - О_чер, (5.1)

где О_кр - отсчет по красной стороне рейки; О_чер - отсчет по черной стороне рейки.

Вычисленное значение пятки рейки не должно отличаться от фактического значения пятки более чем на 5 мм.

2. Вычисляются превышения на каждой станции:

h₁ = З_кр - П_кр, (5.2)

h₂ = З_чер - П_чер, (5.3)

где З_кр, З_чер - отсчеты на заднюю рейку соответственно по красной и по черной сторонам рейки; П_кр, П_чер - отсчеты на переднюю рейку соответственно по красной и по черной ее сторонам.

Разность (h₁ - h₂) должна быть не более 5 мм (по абсолютному значению).

3. Вычисляется среднее превышение h_ср на станции.

h_ср = (h₁ + h₂) / 2. (5.4)

4. После вычисления средних превышений на всех станциях хода вычисляется практическая невязка хода.

, (5.5)

где - сумма средних превышений по ходу;

, (5.6)

где Н_к, Н_н - отметки конечного и начального реперов хода.

Так как в рассматриваемом примере ход замкнутый, то Н_к = Н_н и , поэтому .

Полученная невязка должна удовлетворять требованию

, (5.7)

, (5.8)

где п - число станций.

5. Если , то в нивелирном ходе грубых ошибок нет и полученную невязку можно распределить поровну с обратным знаком на все средние превышения, т.е. вычислить поправки δ_h к средним превышениям. Поправка вычисляется в целых миллиметрах:

, (5.9)

Сумма поправок должна быть равна невязке с обратным знаком:

. (5.10)

6. Вычисляются исправленные превышения.

h_ucnp = h_cр+ δ_h. (5.11)

Контроль правильности вычислений: .

7. Вычисляются отметки всех связующих точек.

. (5.12)

Контролем правильности вычислений служит точное получение отметки репера, расположенного в конце хода.

8. Вычисляют отметки горизонта инструмента для каждой станции, имеющей промежуточные точки:

ГИ = Н₃ + З_чер или ГИ = Н_п + П_чер, (5.13)

где ГИ - горизонт инструмента; Н_п, Н_з - отметки передней и задней точек на станции; З_чер - отсчеты на заднюю рейку по черной стороне рейки; П_чер - отсчеты на переднюю рейку по черной стороне рейки.

9. Вычисляют отметки промежуточных точек (узлов сетки) H_i,

H_i = ГИ - О_i, (5.14)

где О_i - отсчеты по рейке в узлах сетки квадратов (см. табл. 5.1 гр. 5).

5.3. Построение высотного плана участка

По результатам нивелирования площадки строят высотный план в масштабе 1:500 с высотой сечения рельефа 0,5 м. На листе бумаги строят сетку квадратов в масштабе 1:500, в узлы сетки вписывают отметки из журнала с округлением до 0,01 м.

Рис.5.2. Высотный план М 1:500

Сплошные горизонтали проведены через 0,5 м

Горизонтали строят путем интерполяции между соседними отметками на каждой стороне квадрата. На рис. 5.2 приведен пример построения высотного плана участка для варианта N = 0 и с нивелированием 15 точки.

5.4. Исходные данные для проектирования участка под

наклонную плоскость

1. Уклон площадки i₀ вычисляется по формуле

i₀ = 0,002 + N_з ∙ 0,0002, (5.15)

где N_з – две последние цифры номера зачетки студента.

2. Дирекционный угол направления уклона α₀ вычисляем по формуле

α₀ = 25° + N_з°∙ 3 (5.16)

4. Размер стороны квадрата d принимаем 40 м.

5. Условно примем значения координат для юго-западного угла сетки квадратов х₄₁ = 0; у₄₁ =0 и отметим, что значения х возрастают с юга на север, а значения у - с запада на восток.

6. Проектирование участка под наклонную плоскость выполняем для высотного плана, полученного по результатам обработки журнала нивелирования (табл.3.)

5.5. Определение координат центра тяжести участка

Найдем координаты центра тяжести участка по формулам:

; (5.17)

, (5.18)

где х_i и y_i - координаты центра тяжести отдельного квадрата; п - число квадратов.

Рассмотрим вычисление координат центра тяжести на примере, приведенном на рис 5.3., N=0.

Для примера, изображенного на рис. 5.3 координаты центра тяжести будут равны:

Рис. 5.3. Отметки земли.

5.6. Определение проектных уклонов по осям

Зная направление уклона α₀ и его значение i₀, можно вычислить значения уклонов по осям X и Y (i_x и i_y).

i_x = i₀ ∙ cosα₀; (5.19)

i_у = i₀ ∙ sinα₀. (5.20)

Рис. 5.4. Направление уклона участка с координатами

центра тяжести (М 1:1000)

Для примера, приведенного на рис 5.3. (i₀ = 0,02, α₀ = 155°) получим:

i_x = 0,02 ∙ cos155° = -0,018; i_у = 0,02 ∙ sin155° = + 0,008.

Покажем на рис. 5.4. положение центра тяжести участка и направление действия уклона.

5.7. Вычисление проектной отметки центра тяжести участка

при условии нулевого баланса земляных масс

Отметка центра тяжести участка вычисляется по формуле (5.21)

(5.21)

где H₁, Н₂ ,Н₃, H₄ - отметки земли узлов сетки, принадлежащие одновременно 1, 2, 3, 4 квадратам.

Для примера на рис. 5.3 эти величины имеют значения:

= 642,30 м; = 772,19 м;

= 129,15 м; = 388,52 м.

.

5.8. Вычисление проектных отметок узлов сетки

Зная координаты центра тяжести участка и его проектную отметку, вычисляем проектную отметку ближайшей по координатам к центру тяжести вершины квадрата Н_Б.

В нашем примере (рис.5.3.) такой вершиной является 22-я точка.

Вершина 22 имеет координаты: х = 80, у = 40.

Отметку этой вершины найдем по формуле

(5.22)

Проектные отметки остальных вершин квадратов вычисляем по формуле

, (5.23)

где х_ij, у_ij - координаты вершины, для которой определяется проектная отметка H_ij.

Для рассматриваемого варианта проектные отметки узлов будут следующими:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Вычисленные величины заносим на схему участка в соответствующие вершины (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Проектные отметки участка с уклоном:

i₀ = 0,02, α₀ = 155^o (М 1:1000)

5.9. Вычисление рабочих отметок

Имея проектные отметки каждой вершины и их отметки земли, вычисляем рабочие отметки по формуле (5.24) и заносим их на рис. 5.6.

. (5.24)

Рис. 5.6. Рабочие отметки и линия нулевых работ (М 1:1000)

5.10. Определение планового положения линии нулевых работ

Плановое положение точки нулевых работ на сторонах квадрата определяют по формулам:

, (5.25)

, (5.26)

Контролем служит равенство

х₀ + у₀ = d, (5.27)

где а, в - рабочие отметки на концах стороны квадрата; d - длина стороны квадрата; х₀ - расстояние от точки А до точки нулевых работ в метрах; у₀ -расстояние в метрах от точки нулевых работ до точки В.

По формулам (5.25) и (5.26) находим плановое положение линии нулевых работ и показываем ее на рис. 5.6.

x₁ = 5,52; y₁ = 34,48; x₂ = 13,70; y₂ =26,30;

x₃ = 34,24; y₃ = 5,76; x₄ =5,10; y₄ =34,90;

x₅ = 10,86; y₅ = 29,14; x₆ = 19,18; y₆ = 20,82;

x₇ = 22,38; y₇ =17,62; x₈ = 18,24; y₈ = 21,76.

5.11. Составление картограммы земляных масс

По результатам рис. 5.6 вычисляем объемы земляных работ. Объемы для каждой фигуры V_i вычисляют по формуле

, (5.28)

где S - площадь фигуры; h_paб.cp.i - средние рабочие отметки.

, (5.29)

где m - число вершин фигуры.

5.12. Составление таблицы объемов земляных работ

Вычисление объемов земляных работ производится по формуле (5.28). Данные расчетов сводим в таблицу (в табл.3. приведены результаты расчетов для примера, приведенного на рис.5.6)

Таблица 5.2

Баланс земляных масс вычисляется по формуле:

.