Геодезические задачи

Основными элементами разбивочных работ при строительстве инженерных сооружений является построение проектных расстояний, вынесение в натуру проектных высот, а также линии и плоскости проектного уклона.

Задания по решению инженерно-геодезических задач выдаются бригаде преподавателем.

Построение проектного горизонтального угла β осуществляют от известного направления между пунктами разбивочной основы или от известной оси сооружения. Для этого устанавливают теодолит над вершиной переносимого в натуру угла, приводят его в рабочее положение и берут отсчет по горизонтальному кругу при одном из положений вертикального круга. К полученному отсчёту прибавляют проектный угол β и открепив алидаду, устанавливают вычисленный отсчёт. На некотором расстоянии от теодолита фиксируют в створе его визирной оси точку С₁ на местности.

Аналогичное построение выполняют при другом положении вертикального круга и получают точку С₂

В качестве искомого проектного угла принимают угол между исходным направлением и отмеченной на местности точкой С в середине между точками С₁ и С₂, полученными при двух полуприемах.

Рис. 7.1 Вынос проектного угла

Для контроля правильности построения проектного угла его измеряют одним полным приемом.

Если для построения проектного угла не требуется высокой точности, нередко используют способ совмещения нулей. Для этого на горизонтальном круге устанавливают отсчёт, равный 0º 00' и в этом положении закрепляют алидаду. Открепив лимб, ориентируют прибор на исходное направление и закрепляют лимб. Открепив алидаду, устанавливают отсчет по горизонтальному кругу, равный значению проектного угла β и отмечают точку на местности. Аналогичные действия повторяют при другом положении вертикального круга. За окончательное положение берут точку посередине между двумя построениями.

Для построения на местности угла с повышенной точностью используют способ приближений

В этом случае строят угол на местности одним из изложенных выше способов и затем измеряют его с заданной точностью (обычно способом повторений). Полученный результат β₁ как правило отличается от проектного значения β. Вычислив отклонение , вычисляют длину отрезка СС₁ , (где – отклонение угла в секундах; =206265'').

Отложив на местности отрезок СС₁ перпендикулярно к линии ВС₁ получают искомую точку С. В заключении повторяют контрольное измерение полученного угла с заданной точностью.

Отложение проектного расстояния в общем случае заключается в определении и закреплении на местности наклонного расстояния D, соответствующего проектному горизонтальному расстоянию d.

Перед работой мерный прибор должен быть прокомпарирован.

Вычисляется длина отрезка D, который нужно отложить на местности.

d – горизонтальное проектное расстояние.

– поправка за наклон местности:

,

если известно превышение h между начальной и конечной точками линии

– поправка за компарирование:

– имеет знак + если длина мерного прибора короче номинала N

– поправки за температуру:

– температурный коэффициент линейного удлинения мерного прибора (сталь = 0,0000125)

– температура при компарировании

- температура при выносе линии

V – угол наклона местности.

Требуемые для вычисления расстояния D угол наклона ν или превышение h определяют путем непосредственных геодезических измерений на местности или по материалам проекта.

Если допустимая относительная ошибка отложения проектной длины не превышает 1:2000, то при углах наклона до 1º поправку за наклон местности можно не вводить.

Вынос в натуру проектной высоты H_п обычно осуществляют геометрическим нивелированием. Положение точки в плане должно быть обозначено на местности и вблизи ее должен располагаться постоянный или временный репер (точка А) с известной высотой H_Rp. Установив нивелир приблизительно посередине между репером и соответствующей точкой, проектную высоту которой надо перенести на местность определяют ГИ:

,

где а – отсчет по черной стороне рейки, установленной на репере. Затем вычисляют отсчет по рейке на искомой точке В_1, соответствующей установке ее на проектной высоте.

Рис.7.2. Вынос в натуру проектной высоты

В месте вынесения проектной высоты устанавливают рейку, опуская её или поднимая таким образом, чтобы получить расчетный отсчет “b” Уровень пятки рейки при этом будет соответствовать проектной высоте . На этот уровень забивают кол, а рядом устанавливают сторожок. В местах срезок грунта (например, в выемках) выкапывают ямки соответствующей глубины, где и закрепляют точку на проектной высоте.

Для проверки правильности выноса проектной высоты выполняют повторное нивелирование.

Построение линий с проектным уклоном осуществляют при строительстве дорог, улиц, взлетно-посадочных полос и аэродромов, подземных коммуникаций и т.д.

Для выноса на местность линии заданного уклона при небольших превышениях используют нивелир, а при значительных превышениях – теодолит. При строительстве земляных сооружений чаще всего применяют визирку. Обычно это делают при вертикальной планировке, при строительстве земляного полотна автодорог, при укладке трубопровода подземных сетей.

Во всех этих случаях должны быть известны величина проектного уклона i, положение исходной точки А (рис.7.3), направление створа и длина линии d с разбивкой ее на участки (по указанию преподавателя).

При выносе линии с помощью теодолита поступают следующим образом (смотри рис. 7.3, в):

1. В точке А устанавливают теодолит и измеряют высоту инструмента «I».

2. Устанавливают микрометренным винтом зрительной трубы отсчет по вертикальному кругу (КЛ), соответствующий проектному уклону , например:

Задан проектный уклон i=11‰, по формуле находим значение угла наклона и вычисляем отсчет по вертикальному кругу, соответствующий этому углу наклона КЛ=

3. Рейку поднимают до уровня, соответствующего отсчёту, равному высоте инструмента «I». Под пятку забивают колышек.

Рис. 7.3. Схемы разбивки линии заданного уклона: а) нивелиром; б) наклонно

установленным нивелиром; в) теодолитом; г) с помощью визирок

При выносе линии с помощью нивелира (горизонтальным лучем визирования):

Проектную отметку Н_В конечной точки В вычисляют по формуле:

и выносят ее в натуру с помощью нивелира, как было сказано выше. При этом отметка горизонта нивелира определяется по формуле:

где а – отсчет по черной стороне рейки на исходной точке А. Отсчет по рейке на точке В определяют по формуле:

Отметку точки В фиксируют на местности верхним срезом кола, забиваемого на такую глубину, чтобы отсчет по рейке был равен "b" (см. рис. 7.3, а).

Промежуточные точки 1, 2, 3….к, выносят по их отстояниям d₁, d₂,d₃….d_k от начальной точки и вычисляют соответствующие отсчеты на рейках по формуле:

где b – отсчет по рейке в данной точке; а – отсчет по рейке в начальной точке, i – заданный уклон, d – расстояние от начальной точки до данной. Знак "плюс" берется при отрицательном уклоне, а знак "минус" – при положительном.

При выносе линии наклонным лучом визирования нивелира.

При малых уклонах ускорение работы достигается установкой нивелира в наклонное положение (рис. 7.3,б). Нивелир ставят как можно ближе к проектной линии так, чтобы два его подъемных винта располагались по направлению, ей параллельному. Действуя подъемными винтами, наклоняют нивелир, добиваясь, чтобы отсчеты по рейкам, установленным на кольях, закрепляющих концы проектной линии, были одинаковы. Устанавливают рейку в любой точке створа АВ и, поднимая или опуская ее, добиваются, чтобы отсчет был равен отсчету на конечных точках. Эту линию закрепляют кольями, забивая их на соответствующую глубину.

При выносе линии с помощью визирки.

При разбивке коротких линий, когда не требуется высокая точность, для выноса промежуточных точек 1, 2, 3… (рис. 7.3,г) пользуются визирками –вешками одинаковой длины с прибитыми вверху горизонтальными планками. Установив две визирки на кольях А и В на концах проектной линии заданного уклона, третью ходовую визирку ставят в точках 1, 2, 3…. Колья под ходовую визирку забивают по указаниям наблюдателя, находящегося перед точкой А или за точкой В, так, чтобы верх всех трех визирок оказался на одной прямой. Тогда и торцы забитых кольев будут расположены на прямой, имеющей проектный уклон. Точность такого метода 1–2 см.

Построение проектной плоскости АВСD осуществляют при планировке горизонтальных либо наклонных площадок следующим образом. Вначале выносят в натуру точки А,В,С и D, принадлежащие проектной плоскости и строят их проектные высоты. Нивелир устанавливают вблизи одной из точек (например, вблизи точки А), таким образом, чтобы два подъёмных винта располагались параллельно линии АВ, а третий винт – по направлению D.

Рис.7.4 Построение проектной плоскости.

Измеряют высоту прибора i и подъёмными винтами 1 и 2 наклоняют зрительную трубу так, чтобы отсчет по рейке В был равен «i». Установив затем рейку в точке D, вращением подъемного винта 3 устанавливают отсчёт по рейке, равный «i». Для контроля берут отсчет по рейке, установленной в точке С, который также должен быть равен «i». В необходимых точках планируемого участка устанавливают рейку и забивают колья таким образом, чтобы отсчеты по рейке были равны «i». Построение плоскости можно производить и с помощью теодолита.