Тахеометрическая съемка.

Тахеометрическая съемка является, самым распространенным видом наземных топографических съемок, применяемых при инженерных изысканиях объектов строительства. Высокая производительность тахеометрических съемок обеспечивается тем, что все измерения, необходимые для определения пространственных координат характерных точек местности, выполняются комплексно с использованием одного геодезического прибора - теодолита тахеометра.

Для составления топографических планов участков местности со слабовыраженным рельефом необходима повышенная точность топографической съемки. В таких случаях может быть применен метод геометрического нивелирования, который строят способами:

Способ поперечников к магистральному ходу.

Способ параллельных линий

Способ полигонов

Способ квадратов

Тахеометрическая съемка используется при создании топографических планов небольших территорий в масштабе 1:500 – 1:5000, сечением 0,5м. Тахеометрическая съемка была проведена участке общей площадью 3га. В ходе съемки были определены плановое и высотное положение точек местности относительно пунктов съемочного обоснования. Были измерены горизонтальные углы методом приемов при ориентировании с одной станции на другую, измерены вертикальные углы и расстояния до измеряемой точки дальномером, где расстояния не превышали 100 метров. Все отсчеты взяты при круге левом. Всего было заснято 118точек. Работа выполнялась при одной установки рейки, что ускорило выполнение съемки. При измерении вертикального угла теодолит наводился на рейку на отметку ноль. В ходе измерений велись абрисы тахеометрической съемки точек 1-3, 3-5,5-9 и «Журнал тахеометрической съемки».

Вертикальные углы вычислены по формуле:

где .

По вычисленным углам наклона и дальномерным расстоянием Д определены превышения h и горизонтальные проложения d по формулам:

Высоты пикетов вычислены по формулам:

Расстояния между пикетами не превышают 20м, а расстояние от инструмента до пикета не превышает 100м.

МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНА ТАХЕОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ.

Результатом любой топографической съемки является топографический план снимаемого участка местности, способ создания которого зависит от метода съемки. При тахеометрической съемке план создается камеральным путем на основании результатов полевых измерений полярных координат и отметок снимаемых точек, кроки и абрисов.

Составление топографических планов по результатам тахеометрической съемки выполняли в полевых условиях после обработки журналов и оно включило в себя следующие виды работ:

1. Построение координатной сетки;

2. Нанесение съемочных пунктов и точек тахеометрических ходов по координатам;

3. Накладка реечных точек по данным тахеометрического журнала и кроки.

Построение плана мы начинали с разбивки координатной сетки, которую разбиваем при помощи линейки Дробышева с погрешностью 0,1 мм. Затем по вычисленным координатным пунктам теодолитного хода нанесли эти пункты на план с погрешностью не более 0,2 мм (контроль). Для контроля измерили горизонтальные проложения между пунктами теодолитного хода. Допустимые расхождения с вычисленными значениями не должно превышать 0,2 мм.

После этого при помощи транспортира отложили горизонтальные углы с данной станции на все пикеты и по полученным направлениям отожили горизонтальные проложения на все съемочные пикеты. У каждого пикета подписали его номер, затем при помощи абриса на плане вычертилт ситуацию: изображение, все элементы местности. При этом зависимость пикетов стирали и подписывали их отметки.

Затем при помощи отметок съемочных пикетов провели горизонтали, то есть изобразили рельеф местности. При сложном рельефе могут применяться следующие способы интерполяции:

1. Способ построения вспомогательных профилей;

2. Способ определения следов горизонталей с помощью кальки.

После чего вычертили контрольные измерения выборочно на некоторые пикеты. При этом погрешность элементов на плане не должна превышать 0,2 мм. В случаях необходимости на плане производили соответствующие поправки и только потом план оформили тушью в соответствии с условными знаками.

В результате производства тахеометрической съемки наша бригада создала следующий материал:

1. Оригинал плана;

2. Журнал;

3. Ведомости координат (сгущения съемочной сети);

4. Формуляр;

5. Выкопировка сводок по рамкам;

6. Пояснительная записка.

Нивелирование поверхности по квадратам.

Нивелирование площади поверхности производят для детального изображения рельефа участка местности, на котором предполагается создание каких – либо инженерных сооружений. В зависимости от характера рельефа и ситуации местности, а также от размеров площади нивелируемой поверхности применяются следующие способы нивелирования:

1. По квадратам;

2. Параллельных линий;

3 Полигонов

4. Полярный.

Нивелирование данной площадки выполнено с четырех станций

Рассмотрим методику камеральной обработки материалов нивелированияплощади поверхности по квадратам.

Размер площади 20х20 м, состоящей из шестнадцати квадратов. Нивелирование этой площади выполнено с одной станций методом геометрического нивелирования.

Нивелир устанавливаем в любую точку, расположенную внутри площадки. За точку съемочного обоснования принимается точка с известной абсолютной отметкой. Нивелирование на току съемочного обоснования и вершины квадратов производим с одной станции, методом геометрического нивелирования (отсчеты снимаются только по черной стороне рейки). Отсчеты, произведенные по рейке, записываются на схеме сети квадратов. По полученным результатам вычисляют горизонт инструмента по формуле:

ГИ = Н16 + b16,

Где Н16 – абсолютная отметка точки 16; b16 – отсчет по рейке в точке 16.

Затем через горизонт инструмента вычисляются абсолютные отметки точек вершин квадратов:

Hi = ГИ - Сi,

Где Hi –абсолютная отметка вершины квадрата; Сi – отсчет по рейке для соответствующей вершины.

Полученные отметки записываем на схеме сети квадратов к соответствующим вершинам.

Построение сетки квадратов выполняем при помощи теодолита и ленты. Для этой цели по границе участка строим прямоугольник, на сторонах которого закрепляем вершины квадрата через заданные интервалы.

Основной квадрат разбивают на заполняющие со сторонами 20 м. Вершины основного квадрата закрепляют колышками со сторожками, а заполняющие – колышками без сторожков.

По данным нивелирования площади поверхности способом квадратов составляем план площадки в горизонталях в масштабе 1:500 с сечением рельефа через 0,25 м.

Последовательность выполнения заключается в следующем:

1. На листе чертежной бумаги формата А2 в масштабе 1:500 вычерчиваем сетку квадратов со сторонами 20 м, подписываем номера горизонтальных и вертикальных линий и выписываем отсчеты по черной стороне рейке.

2. В масштабе 1:500 составляем план, подписываем вычисленные отметки у вершин квадратов и строим горизонтали поверхности земли с сечением через 0,25 м при помощи палетки или миллиметровки. Каждую четвертую горизонталь утолщаем (0,2 мм) и подписываем в разрыве, основания цифр направлены в сторону понижения рельефа.

Проектирование горизонтальной и наклонной площадок .

Под вертикальной планировкой подразумевается преобразование естественного рельефа при строительстве в горизонтальную или наклонную площадки путем выполнения земляных работ по специальному проекту вертикальной планировки.

Для проектирования горизонтальной площадки вычисляют проектные (красные) отметки по формуле:

где наименьшая из черных отметок вершин, округленная до 1м,

- сумма условных отметок вершин, принадлежащих только одному квадрату,

- сумма условных отметок вершин, общих для двух смежных квадратов,

- сумма условных отметок вершин, общих для четырех смежных квадратов,

n- число квадратов.

Пользуясь величиной Н и значением отметок вершин квадратов Н вычисляем рабочие отметки h по формуле:

h = Н – H.

Отрицательная рабочая отметка указывает на насыпь грунта в данной точке, а положительная – на выемку. Рабочие отметки подписываются красной тушью под отметками поверхности земли и с помощью их строят линию нулевых рабочих отметок, называемую линией нулевых работ. Точки нулевых рабочих отметок можно определить графоаналитическим или графическим способами.

Для определения линии нулевых работ (линии пересечения проектной плоскости с топографической поверхностью участка) находят положение точек нулевых работ на тех сторонах квадратов, вершины которых имеют рабочие отметки с противоположным знаком.

Положение точек нулевых работ на сторонах квадратов определяется величиной отметки L по формуле:

или

где и -абсолютные значения рабочих отметок двух соседних вершин квадратов;

а- длина стороны квадрата, равная 20 м.

Графоаналитический способ заключается в вычислении расстояний х до точек нулевых рабочих отметок (нулевых работ), а затем в графическом определении на плане по х положения искомой точки на стороне квадрата или его диагонали.

Графический способ состоит в определении положения точки нулевых работ путем графических построений. Получив таким образом ряд нулевых работ, соединяют их плавной пунктирной линией красного цвета, которая будет являться линией нулевых работ. Она разделяет площадку на участки выемки и насыпи. Участок насыпи показывают штриховкой.

После вычисления рабочих отметок и построения линии нулевых работ подсчитываем объемы земляных работ.

Для подсчета объемов земляных работ составляем картограмму земляных работ, на которую выписываем отметки поверхности земли, проектные и рабочие отметки всех вершин квадратов. Положительный знак h рабочей отметки указывает на необходимость выемки грунта в этой точке. А отрицательный знак – на подсыпку. Линия нулевых работ является границей между площадью насыпи и выемки.

В полных квадратах, не пересекаемых линией нулевых работ, объем земляных работ подсчитываем по формуле (для выемки или насыпи):

где объем земляных масс в квадрате,

а- сторона квадрата,

рабочие отметки вершин квадрата.

Объем работ в квадратах, пересекаемых линией нулевых работ, вычисляется по формулам:

где объем земляных масс выемки,

объем земляных масс насыпи,

сумма рабочих отметок выемки,

сумма рабочих отметок насыпи.

Вычисление объемов земляных работ оформляем в таблицу, суммируя объемы выемок и насыпи, находим расхождения между ними и относительную погрешность расчета

где V= допустимая погрешность 3%, т.е. V%

ТРАССИРОВАНИЕ АВТОДОРОГИ

Трассирование линий – проложение продольной оси линейного сооружения.

Трассой называют ось линейного сооружения.

Основные элементы трассы:

1. План трассы;

2. Профиль трассы.

План трасы – проекция оси линейного сооружения на горизонтальную плоскость.

Профиль трассы – вертикальное сечение местности на проектируемой оси линейного сооружения.

При вычерчивании плана трассы необходимо учесть следующие приемы проектирования:

1. Трасса должна проходить по кротчайшему расстоянию между точками НТ и КТ;

2. Уклоны оси трассы, нарушения ландшафта местности должны быть минимальными;

3. При пересечении рек и железных дорог нужно использовать существующие мосты и железные переезды.

Рассмотрим пример проектирования трассы на примере автодороги.

Проектирование трассы осуществляется в два этапа:

1. Камеральное трассирование: проектирование первоначально выполняют на топографическом плане или карте.

При проектировании трассы должны учитываться следующие требования:

1. Трасса должна проходить между точками начала трассы и конца ее;

2. Должны соблюдаться предельно допустимые уклоны.

В связи с тем, что на местности имеются какие – либо препятствия (инженерные сооружения, природные препятствия) приходится проектировать трассу, обходя ломаную линию. Обычно при камеральном трассировании намечают несколько углов трассы.

2.Полевое трассирование - перенос запроектированной трассы на местность с уточнением ее изменения и закрепление в натуре.

Трасса определяется на местности положением её главных точек:

1) начало и конец кривой (НК и КК)

2) вершин углов поворота (ВУ)

3) середина кривой (СК)

4) точки пересечения с осями сооружений

Эти точки на местности закрепляются знаками. Тип знака зависит от необходимого срока сохранности их на местности. Створные точки закрепляют вехами.

Перенос трассы с карты на местность производится либо по координатам ее главных точек, либо по данным привязки трассы к предметам местности.

Координаты точек и элементы привязки определяют по карте графическим путем. Поэтому точность переноса на местность главных точек в основном определяется масштабом карты. После перенесения точек трассы на местность, прокладывают теодолитные или полигонометрические ходы, в которые включают все упомянутые точки. В процессе этих работ между углами поворота производят «вешанье» и измерения линий, измеряют горизонтальные углы, разбивают пикетаж с отметками плюсовых точек и поперечников. При разбивке пикетажа линии измеряют мерной лентой (линией) в одном направлении, сверяя значения по нитяному дальномеру. Пикеты закрепляют деревянными кольями. Рядом устанавливают «сторожок» и делают окопку.

Начало трассы обозначают ПК0. Номер следующего пикетажа означает число сотен метров трассы от ее начала. Характерно точке рельефа отмечают плюсовые точки, на которых указывают расстояния до ближайших пикетов, например ПК5+68.

При разбивке пикетов на наклонных участках в измеренные расстояния вводят поправки за наклон.

Разбивка вблизи углов поворота имеет свою специфику. Пикетаж невозможно разбить по кривой. Кривые могут быть постоянного радиуса или с переменным.

По измеренному значению угла j и принятому R вычисляют:

1. тангенс (T),

2. длину кривой (К),

3. биссектрису (Б),

4. домер (Д),

НК = ВУ – Т

КК = НК + К

СК = НК + К/2

Контроль: КК = ВУ–Д+Т, СК = КК – К/2

Построение профиля трассы автодороги.

Для построения профиля трассы приняли горизонтальный масштаб 1:2000, а вертикальный – 1:200. Построение профиля трассы осуществляли следующим образом:

1. Произвели разграфку профильной сетки;

2. В графе «Расстояния» откложили в масштабе 1:2000 пикеты и плюсовые точки. Если между пикетами нет плюсовых точек, то расстояние 100 м не писали. При наличии плюсовых точек указывали расстояние от пикета до плюсовой точки или между плюсовыми точками. Сумма расстояний между плюсовыми точками всегда должна быть равна 100 м. Необходимость нанесения плюсовых точек определяли по рельефу на плане трассы. Если между соседними пикетами имелись характерные перегибы рельефа местности, то в этих местах намечали плюсовые точки, если же уклон местности был равномерный – то плюсовые точки отсутствовали.

3. Затем мы подписывали номера пикетов под графой «Расстояния» в строке «Пикеты».

4. Над пикетами и плюсовыми точками в графе «Отметки земли» выписали до сотых долей метра отметки пикетов и плюсовых точек, которые определяли по топографическому плану.

5. От верхней линии профильной сетки (линии условного горизонта) в масштабе 1:2000 на перпендикулярах к ней откладывали фактические отметки пикетов и плюсовых точек. Отметку линии условного горизонта выбирали с таким учетом, чтобы точка профиля, имеющая наименьшую отметку отстояла от этой линии на 6 – 8 см.

Точки, полученные в результате построения, соединили между собой прямыми линиями и получили таким образом профиль местности. От точек профиля до линии горизонта провели ординаты черным цветом.

Проектирование трассы автодороги

Проектирование трассы автодороги осуществляли в следующем порядке:

1. Заполнили строку «План трассы». Посередине строки провели красным цветом линию – ось трассы и, пользуясь топографическим планом, построили контуры местности. Вместо условных знаков записали название контуров.

2. Заполнили строку «План прямых и кривых». Посередине строки провели красным цветом ось трассы. Начало и конец кривой отметили перпендикулярами, проведенными от линии пикетов до линии развернутого плана трассы. Расстояние между этими линиями = 1,5 см. На перпендикулярах записали расстояния от начала и конца кривой до ближайших пикетов.

3. Нанесли проектную линию красным цветом с учетом соблюдения земляных работ (равенства объема насыпей объему выемки) при минимальном их объеме и соблюдения уклонов на отдельных участках проектной линии, не превышающих допустимых пределов. Проектная линия состоит из нескольких участков с различными уклонами. Начальной проектной отметкой может быть: отметка точки примыкания трассы к существующим или проектным сооружениям, например, существующая автомобильная дорога.

В графе «Проектные уклоны» в местах изменения уклонов провели ординаты, разделяющие один участок проектной линии от другого, на

ПК – 3 +74 и ПК – 5 +50. На каждом участке внутри графы чертой показали условно знак уклона – горизонтальная черта означает нулевой уклон, а проведенные диагонали первых двух участков – отрицательные уклоны.

Над чертой, посередине, написали величину уклона (в целых тысячных долях – промилях), а под ней – расстояние, на котором действует данный уклон.

Уклоны округляли до двух значащих цифр. В графе «Проектные отметки» записали проектные отметки всех пикетов и плюсовых точек.

Сначала вычислили проектную отметку конца участка по формуле:

H n = H n+1 + I a;

Где H n - отметка последующей точки; H n+1 – отметка предыдущей точки;

I – проектный уклон; d – горизонтальное расстояние между точками.

4. Вычислили рабочие отметки (высоты насыпей или глубины выемок) на каждом пикете и плюсовой точке как разность между соответствующими проектными и фактическими отметками.

5. Провели ординаты от точек пересечения проектной линии с линией профиля местности (от точек нулевых работ) до линии условного горизонта и вычислили горизонтальные расстояния от их точек до ближайшего пикета или плюсовой точки.

После округления их до сотой доли метра выписали под линией условного горизонта справа и слева от ординаты (синим цветом). Затем вычислили проектную отметку нулевых работ по формуле:

H N = H ПК – 1 проек. + x I;

Где H ПК – 1 проек. – проектная отметка заднего пикета; х – расстояние от заднего пикета до точки нулевых работ; I –проектный уклон.