Геодезические работы при изысканиях трассы
Трасса— это пространственная линия на местности, представляющая плановое и высотное положение основной оси проектируемого или строящегося линейного сооружения. Дорожные трассы состоят из прямолинейных и криволинейных участков и в плане, и в вертикальном разрезе. В плане между прямолинейными участками располагаются криволинейные участки трассы постоянного или переменного радиуса R (рис. 15, а).
Рис.15. Схема дорожной трассы: а — план; б — привязка к геодезическим пунктам; в — элементы круговой кривой
Точки НК1 и КК1 - это начало и конец первого криволинейного участка. Угол поворота трассы θ измеряется между продолжением предыдущего прямого в плане участка трассы и направлением последующего. Теодолитом измеряют правый по ходу угол β1 (рис. 15,б), а углы поворота трассы влево θл или вправо θп вычисляют по формулам
(1)
Криволинейный участок трассы постоянного радиуса называется круговой кривой. Угол поворота θ и радиус R (рис. 15, в) служат исходными аргументами для вычисления основных элементов круговой кривой — тангенса, кривой, домера и биссектрисы.
Тангенс Т представляет собой длины касательных АВ и ВС:
(2)
Кривая К выражает длину дуги АМС. Из пропорциональных соотношений К/2πR = θ/360° находим
(3)
Биссектриса Б измеряется отрезком ВМ:
(4)
Домер Д круговой кривой равен разности:
(5)
При определении прямоугольных координат точек круговой кривой за ось абсцисс примем линию тангенса АВ (рис. 16, а), за начало координат — точку А (начальную точку кривой К). Прямоугольные координаты точки k1, лежащей на круговой кривой, найдем из прямоугольного треугольника Оаk1:
(6)
(7)
где угол φ соответствует длине дуги l = Аk1. Он вычисляется по формулам
(8)
Для точек k2,k3, ..., kn, расположенных на круговой кривой через равные отрезки дуги I, прямоугольные координаты вычисляются по формулам (6) и (7) при переменных 2φ, Зφ и т.д. до середины кривой. На рис. 15, б приведены значения х и у для радиуса R = 500 при ℓ = 20 м.
Проект планового положения трассы переносят с карты, плана или материалов аэрофотосъемки на местность относительно ближайших геодезических пунктов и четких предметов местности, используя расстояния, измеренные по плану. При этом на местности закрепляют вершины углов поворота и ряд точек створа через 500—1000 м. Трассу обозначают вехами, которые устанавливают при помощи теодолита. В каждой вершине кроме угла поворота измеряют магнитный азимут прямого и обратного направления примыкающих сторон трассы. Расстояния между вершинами углов поворота могут измеряться светодальномерами, оптическими дальномерами или стальными лентами (рулетками) с относительной погрешностью 1/1000 — 1/2000. Для получения этих расстояний в горизонтальном положении при углах наклона ν ≥ 2° измеренные отрезки
Рис.16. Детальная разбивка круговой кривой различными способами:
а, б — прямоугольных координат (б — таблица); в — углов и хорд; г — продолженных хорд
удлиняют на величину поправки ΔDν за наклон.
На трассе производятся пикетажные работы. Под пикетом, с одной стороны, понимают горизонтальный отрезок трассы длиной 100 м, а с другой — колышек, закрепляющий на трассе пикетное расстояние. Пикетаж разбивают при помощи ленты ЛЗ-20 в комплекте с шестью шпильками. Пикетные колышки вбивают почти вровень с поверхностью земли и от них на расстоянии 5— 10 см ставят сторожки, на которых подписывают номера пикетов
Рис. 17. Схема пикетных точек и нивелирование точек трассы
ПКО, ПК1, т.е. расстояния в сотнях метров от начальной точки трассы ПКО. На наклонных участках местности ленту удерживают горизонтально или же удлиняют пикеты на величину поправки Д1)у. Кроме того, обозначают места заметных перегибов рельефа с указанием их расстояния от ближайшего предыдущего пикетного колышка, например ПК1+32, такие точки называют плюсовыми (рис.17).
На косогорах, а в некоторых случаях и на горизонтальной местности, в обе стороны от трассы разбивают поперечники длиной по 25—50 м (например, поперечник на точке ПК2+40 обозначен точками П22 и П35, поскольку они расположены справа по ходу трассы на расстоянии 22 и 35 м от нее).
Наряду с разбивкой пикетажа ведут съемку притрассовой полосы местности преимущественно способом перпендикуляров, если расстояние до 20—25 м, и глазомерно при необходимости съемки ситуации в более широкой полосе.
В пикетажном журнале (заполняется снизу вверх) отмечают пикетные и плюсовые точки, пересекаемые трассой, и близлежащие контуры ситуации, числовые данные их съемки (рис. 18).
Рис.18. Схема пикетажного журнала Рис. 19. Разбивка пикетов на круговой кривой
При несложной ситуации масштаб зарисовок может быть близким к 1:2000, при усложнении ситуации его укрупняют.
На участке, где предусматривается круговая кривая, пикетажные измерения трассы производятся по прямым через вершины углов поворота. На каждом повороте обозначают главные точки круговой кривой и исправляют пикетаж, так как длина трассы должна быть определена через ее кривые участки.
При достижении вершины угла поворота ВУ1 (рис. 19, а) землемерную ленту закрепляют шпильками 1 и 2 и отсчитывают пикетажное положение точки ВУ1, равное в нашем примере ПКЗ+51,35. При R = 500 м и θ = 37° 50' по формулам (2) -(5) или по специальным таблицам находят численные значения Т, К, Д и Б и записывают в пикетажный журнал (см. рис.18), причем криволинейный участок трассы условно показывают в журнале прямым, угол поворота обозначают стрелкой с указанием пикетного значения точки ВУ. Вычисляют пикетное положение точек НК и КК - начало и конец круговой кривой. Записи в пикетажном журнале ведутся по следующей схеме:
Точки НК и КК находят и закрепляют на трассе, либо зная длину тангенса Т относительно вершины угла, либо относительно ближайшего закрепленного пикета (на рис. 19, б точка НК ПК1+80 расположена в 20 м от ПК2). Середину кривой СК находят по длине биссектрисы Б, а ее пикетное значение вычисляют по формуле ПК СК = ПК НК + К/2 или по формуле ПК СК = ПК ВУ - Д/2 (в нашем примере получено ПК СК = ПКЗ+45,08).
После закрепления точек НК и СК и установки сторожков с соответствующими надписями исправляют пикетаж — ленту перемещают вперед на величину домера Д, переставив переднюю шпильку из точки 2 в точку 3 (см. рис.19, а). От точки 3 продолжают разбивать пикетаж, точку КК находят по ее рассчитанному пикетному значению ПК5+10,16.
Пикеты с тангенсов переносят на кривую способом прямоугольных координат. Например, для точки ПКЗ (см. рис. 19, б) криволинейное расстояние от начала кривой k3 = 300 — 180 = =120 м, прямоугольные координаты х3 и у3 этого пикета можно определить по формулам (6) и (7) или по специальным таблицам. В нашем примере R = 500 м и k = 120 м по таблице рис. 15, б находим х3 = 118,85 м, у3 = 14,33 м. Отметим, что абсцисса х3 расположена ближе к началу координат НК, чем точка ПКЗ, на отрезок К — х = 1,15 м. Обозначив колышком точку х3 получим основание перпендикуляра у3 направление которого задается экером, длина — рулеткой. Точка ПКЗ закрепляется колышком со сторожком. Пикет 4 переносится на кривую таким же образом, но за начало координат принимается точка КК.
Способы детальной разбивки круговой кривой. В период строительства линейного сооружения возникает необходимость подробного обозначения его оси колышками k1, k2,…,kn, вбитыми через равные отрезки дуги длиной в несколько метров. При детальной разбивке круговой кривой способом прямоугольных координат теодолит ставят над колышком НК (см. рис. 9.2, а) и зрительной трубой задают створ НК-ВУ, с помощью рулетки измеряют абсциссы х1, х2, ..., хn, определяемые по специальным таблицам или рассчитанные на калькуляторе. Из точек х1, х2 .... хn восстанавливают перпендикуляры длиной у1, у2, ..., уn и получают искомые точки k1 , k2, ..., kn. Вторую половину круговой кривой разбивают относительно тангенса КК-ВУ (см. рис. 15, а). Перпендикуляры задают экером или теодолитом.
При разбивке круговой кривой способом углов и хорд теодолит ставят над точкой НК (см. рис. 15, в) и относительно тангенса АВ задают угол φ. На стороне АL строят хорду b= Аk1. и вбивают колышек k1. Задают угол 2φ и на стороне АЕ находят точку k2, отстоящую от точки k1 на длину хорды b. Аналогично выносят точку k3 и продолжают разбивку до середины кривой, а вторую половину кривой разбивают в обратном направлении от конца кривой (КК).
Угол φ рассчитывается по равнобедренному треугольнику ОАk1 в котором высота
ОМ ׀AL, АЬ, ⁄ АОМ = φ = ⁄ ВАL, поэтому
(9)
При разбивке круговой кривой этим способом точность положения точек k1 быстро снижается за счет погрешностей фиксирования предыдущих точек.
Способ продолженных хорд используется в случае, если измерения проводятся в узкой полосе местности вдоль круговой кривой. От точки НК (см. рис.15, г) вдоль линии тангенса АВ выносят точку Е, отстоящую от точки А на заданном расстоянии b. Относительно точек Е и А линейной засечкой строят точку k1 в пересечении дуг радиусов d/2 и b. В створе Аk1 выносят точку L на расстояние b от точки k1. Относительно точек k1 и L в пересечении дуг радиусов d и b находят точку k2. По этой же схеме получают точки F и k3 и продолжают разбивку до середины кривой, а вторую половину разбивают от точки КК.
Длина отрезков Еk1 = d/2 и d находится из подобия равнобедренных треугольников Оk1k2 и Lk1k2, откуда d/b = b/R, следовательно,
(10)
Недостатки этого способа такие же, как и способа полярных координат.
Дата добавления: 2015-12-22; просмотров: 3534;