Первые железные дороги. 21 страница
В горных условиях на участках труднодоступных скальных прижимов и крутых косогоров при большой относительной разности высот и в не очень залесенной местности эффективна стереофототеодолитная съемка фототеодолитом (комбинация специального фотоаппарата с теодолитом). Она выполняется со стоянок магистрального хода или с базиса, разбиваемого вдоль снимаемого прижима (косогора) и опирающегося на магистральный ход. Последующая обработка стереофотоснимков на стереоизмерительных приборах позволяет определить координаты любой точки местности, высотные отметки и получить стереоскопическую модель местности или топографический план. Результаты тахеометрической съемки (реечные точки) наносят на планшеты, где уже изображен магистральный ход. По отметкам реечных точек на планшетах вычерчивают горизонтали, наносят элементы ситуации по данным пикетажных журналов и по полученным крупномасштабным планам выполняют камерально трассирование одного или нескольких вариантов с подвариантами. После сравнения вариантов, рассмотрения и утверждения выбранного варианта его трассу укладывают затем на местности и закрепляют соответствующими геодезическими знаками для последующей передачи заказчику и строителям. Вынос и закрепление трассы на местности. Для выноса на местность трассы, проложенной на планшетах, производят расчет плана с вычислением координат вершин углов поворота трассы и привязкой к пунктам государственной (опорной) геодезической сети. Основой для полевой разбивки трассы являются закрепленные на местности стоянки магистрального хода. Наметив на планшете исходную точку трассы (как правило, вершину угла поворота), фиксируют ее положение на плане относительно ближайшей стоянки магистрального хода: определяют угол и расстояние, которое нужно отложить на местности, чтобы получить исходную точку уже в натуре. Одновременно вычисляют угол, определяющий положение первого прямолинейного отрезка трассы, конец которого становится вершиной следующего угла поворота, и т. д. Эти данные позволяют осуществить прокладку окончательной трассы в поле. Периодические привязки трассы к стоянкам магистрального хода образуют замкнутый полигон (магистральный ход — привязка — трасса — привязка — магистральный ход), что позволяет увязывать координаты этого полигона. В процессе прокладки трассы ведется пикетаж, который включает в себя промер линии, фиксирование пикетов, всех точек, характерных по рельефу (плюсовые точки), вершин углов поворота. В пикетажном журнале (рис. 8.4) в масштабе 1:2000 зарисовывают с необходимыми промерами ситуацию местности на расстоянии 100 м в каждую сторону от оси трассы, пересечения всех коммуникаций, водотоков, угодья, по которым проходит трасса, с описанием их характеристик, реперы с указанием их номера, расстояния до трассы, типа и материала. Отмечают также населенные пункты с указанием их местоположения относительно трассы. В пикетажном журнале фиксируют главные точки кривых. гкт 27.05.9Эг. Начало работы 8 ч. Тихо. Безоблачно Рис. 8.4. Страница пикетажного журнала Разбивку кривых по окончательной трассе осуществляют, как правило, с использованием специальных таблиц, в пояснениях к которым указан порядок и примеры пользования ими. Наиболее простым способом разбивки кривых, обеспечивающим достаточную точность, является разбивка методом прямоугольных координат. При этом точки оси пути выносят от тангенсов под прямым углом на величину смещений, определяемых по таблицам. В стесненных условиях, когда разбивка кривых методом прямоугольных координат затруднена, например, в застроенной местности, мо жет быть применен способ разбивки кривых засечками теодолитом, установленным в точке начала (конца) кривой. Высоты точек при прокладке окончательной трассы на местности определяют двойным геометрическим нивелированием по оси пути с разбитыми кривыми. Первым нивелиром устанавливают отметки всех точек трассы, вторым осуществляют контроль по связующим точкам. Нивелирование участков трассы должно начинаться и заканчиваться на реперах или марках государственной или ведомственной сети. Камеральную обработку материалов полевых работ ведут, как правило, в конце каждого рабочего дня. При этом подсчитывают координаты вершин углов поворота трассы и привязкой к магистральному ходу проверяют правильность линейных и угловых измерений, вычисляют и увязывают отметки пикетов и всех плюсовых точек по результатам продольного нивелирования, вычерчивают линию земли продольного профиля трассы и наносят проектную линию. Если полученный продольный профиль проектируемой линии удовлетворяет всем техническим и экономическим требованиям, то на следующий день осуществляют дальнейшую прокладку трассы. В случае, если полученное решение не удовлетворяет предъявляемым к профилю требованиям и необходимо смешение трассы на местности, приходится сразу же камерально рассчитать и перетрассировать по планам неудачный участок, после чего произвести его перебивку в поле. Закрепление трассы на местности должно обеспечить долговременное сохранение установленных знаков с тем, чтобы в процессе строительства и при сдаче дороги в эксплуатацию можно было инструментально проверить соответствие выполненных строительных работ проекту. Угол поворота трассы (магистрального хода) закрепляют "точкой" (колышком), забиваемой в уровень с землей, и угловым столбом, устанавливаемым с внешней стороны угла поворота по направлению продолжения биссектрисы на расстоянии 6070 см от угловой "точки" (рис. 8.5). В лесу в качестве угловых столбов могут быть использованы удобно расположенные пни деревьев. Рис. 8.5. Закрепление угла поворота: а план; 6 разрез по биссектрисе; в вид углового столба спереди; 1 трасса; 2 биссектриса угла поворота, 3 угловая "точка"; 4 угловой столб (на рис. 8.58.9 размеры в сантиметрах) Створными столбами (рис. 8.6) закрепляют ось трассы на прямых большой протяженности, а также переходы рек, путепроводы и тоннельные пересечения. В пределах прямых створные столбы устанавливают не реже чем через 1000 м. В обжитых и безлесных районах рекомендуется применять бетонные столбы. Пикеты и плюсы закрепляют по оси трассы "точками" и сторожками (рис. 8.7), дублируя пикеты на тангенсах угла поворота. Сторожок забивают на расстоянии 15—20 см от "точки" вперед по ходу пикетажа, надпись на сторожке обращают в сторону точки. Кривые закрепляют "точками" через 20 м, а кривые малых радиусов — через 10 м. Закрепляют также начало и конец переходных кривых и середину круговой кривой. 15-20 см Рис. 8.6. Створный столб Временные реперы устанавливают вне границ будущих земляных работ через 2 км, а также вблизи переходов через крупные водотоки. Временным репером обычно служит просмоленный или обожженный на костре деревянный столб с крестообразной перекладиной в нижней части, который закапывают в землю ниже глубины промерзания (рис. 8.8,а). В лесистой местности, и особенно в районах вечной мерзлоты, в качестве временных реперов вместо столбов лучше использовать крепкие пни срубленных деревьев, соответственно оформив верхнюю часть пня (рис. 8.8,6). Направление а) J - 2-3 I 15-20 б.1 7, У/Ж 5-7 7ЖЖ Ш Рис. 8.7. Пикетная (плюсовая) "точка" и сторожок: /// /// /// /// ////>////w Рис. 8.8. Временный репер: а - деревянный столб, б - пень свежесруб- ленного дерева пикетажа а — план, 6 — разрез по трассе, в — вид сторожка спереди, 7 — "точка"; 2 — сторожок; 3 — место затески Рис. 8.10. Закрепление оси пути на кривой: / — трасса; 2 — выносные столбы; 3 — биссектриса угла поворота; 4 — угловой столб; 5 — выносные колья; 6 - "точка" и сторожок (размеры в метрах) S) а) VW Ш 10см 6~7см VW ш _Lv Рис. 8.9. Выносные столбы (а) и колья (б) Если в районе изысканий отсутствуют постоянные нивелирные знаки, то при окончательной разбивке трассы кроме временных реперов устанавливают постоянные реперы не реже чем через 50 км. Их размещают в пунктах расположения крупных станций, больших мостов, тоннелей в соответствии с требованиями, предъявляемыми инструкциями к постоянным опорным знакам для нивелирования III и IV классов. При восстановлении линии под строительство осуществляют предпо- строечное закрепление трассы выносками осевых точек. Выносные столбы и колья (рис. 8.9) размещают на таком расстоянии от оси трассы, чтобы они не были снесены во время производства земляных работ. На прямых участках ось пути закрепляют на четных пикетах так называемыми створными столбами, размещаемыми преимущественно с нагорной стороны в створе, перпендикулярном оси трассы. В пределах кривой закрепляют Рис. 8.11. Схема закрепления вершины угла: а — при большом угле поворота, б — при малом угле поворота (размеры в метрах) вершину угла поворота, начало и конец переходных кривых, а также четные пикеты (рис. 8.10). Если вершина угла поворота находится на близком расстоянии от земляного полотна и угловой столб может оказаться в зоне строительных работ, то точку вершины угла закрепляют двумя пересекающимися створами из четырех выносных столбов, располагаемых на продолжениях прямых участков трассы (рис. 8.11, а). При малых углах поворота закрепление целесообразно осуществлять створами, удобно ориентированными на местности (рис. 8.11, б). Угол между такими створами принимают близким к 90°. Этот угол, а также углы между створными линиями и прямыми участками трассы, измеряют теодолитом. Схемы закрепления трассы заносят в специальный полевой журнал, по материалам которого составляется план-схема закрепления трассы, передаваемая заказчику в составе рабочей документации. Привязка трассы к пунктам государственной геодезической сети. При инженерных изысканиях для линейного строительства магистральные ходы съемочной геодезической сети привязывают в планово-высотном отношении к пунктам государственной или опорной геодезической сети (триангуляции или полигонометрии) не реже чем через 30 км. Магистральный ход или трассу привязывают к опорным пунктам способом засечек этих пунктов или прокладкой к ним геодезических ходов. Иногда привязочный ход заменяется построением цепи треугольников (малая триангуляция). Точность геодезических измерений по привязочно- му ходу должна быть не менее точности измерений по магистральному ходу или трассе. К постоянным нивелирным знакам привязку выполняют проложением нивелирного хода по башмакам от ближайшего репера на трассе к постоянному нивелирному знаку. Привязку окончательной трассы к геодезическим пунктам можно осуществлять аналогично привязке магистральных ходов также используя глобальные спутниковые системы. 8.3. Топографо-геодезические работы на изысканиях при реконструкции существующих железных дорог Изыскательские работы для усиления (реконструкции) железнодорожной линии, в том числе для строительства дополнительных главных путей, как и изыскания новых линий, подразделяются на подготовительные, полевые и камеральные. Основной упор делается на тщательное обследование положения и состояния существующего пути, искусственных сооружений и прочих устройств. При этом для линий большой протяженности широко применяются аэрофотосъемочные работы, по результатам которых получают достаточно точные фотопланы. Съемочное обоснование. Полевые топографо-геодезические работы на изысканиях при реконструкции железных дорог и проектировании дополнительных главных путей включают пикетаж, продольное нивелирование, съемку поперечных профилей, плана линии и путевого развития раздельных пунктов. В качестве съемочного обоснования топографо-геодезических работ используют ось существующего пути и точки магистрального хода, укладываемого вдоль существующего земляного полотна. На раздельных пунктах в междупутье разбивают съемочный базис. Временные реперы устанавливают не реже чем через 2 км, используя для этого опоры мостов, оголовки водопропускных труб, цоколи фундаментов капитальных сооружений. Пункты (точки) съемочной геодезической сети закрепляют, как правило, металлическими штырями (газовые трубы, арматурные стержни) диаметром 20-25 мм длиной не менее 50 см, забиваемыми вровень с землей, желательно с последующим простейшим бетонированием. В последние годы на железных дорогах создается постоянное планово- высотное обоснование — реперные сети. Эти опорные геодезические сети развивают с применением спутниковых навигационных систем (GPS) и электронной тахеометрии в трехмерной системе координат. При изысканиях для проектирования реконструкции существующих железных дорог следует использовать имеющуюся реперную сеть. Пикетаж. При реконструкции железных дорог сохраняют существующий пикетаж по данным продольного профиля последней паспортизации. Линию промеряют по оси пути стальной 20-метровой лентой, а на участках, оборудованных автоблокировкой, — изолированными лентами (30- или 50-метровой рулеткой). Разбивку пикетажа выполняют двойным промером с обязательным контролем и увязкой с пикетажным значением постоянных сооружений (оси искусственных сооружений, пассажирские здания). Погрешность в измерениях не должна превышать 1/2000 протяженности хода. Пикеты и плюсовые точки отмечают белой масляной краской на внутренней стороне шейки левого по ходу километража рельса. Плюсовыми точками отмечают: оси искусственных сооружений; оси пересечения дорог, линий электропередач, линий связи; реперы; центры стрелочных переводов; светофоры, семафоры, предельные столбики и др. Одновременно с разбивкой пикетажа ведут глазомерную съемку ситуации, при которой в пикетажном журнале зарисовывают объекты, расположенные за пределами земляного полотна. Расстояния от оси пути до них, а также размеры и конфигурацию этих объектов определяют на глаз или с помощью рулетки или мерной ленты. Для съемки кривых участков пути их разбивают на 20-метровые отрезки. При малых радиусах кривых (300 м и менее) отрезки принимают длиной 10 м. Начало разбивки кривых производят не менее чем за 50 м до видимого отклонения пути от прямолинейного направления (кажущегося начала кривой). На таком же расстоянии после кажущегося конца кривой уже на прямолинейном участке заканчивают разбивку. При наличии между смежными кривыми прямой вставки короче 150 м разбивку ведут непрерывно. При наличии электронных и электронно-оптических тахеометров или светодальномеров разбивку пикетажа можно заменить координированием точек на оси пути методом полярных координат с точек магистрального хода. В местах, где участок реконструируемой линии или дополнительный главный путь проектируют на обходах, пикетаж ведут самостоятельно по существующему пути и по новой трассе. Продольное нивелирование. Для составления продольного профиля существующего пути выполняют продольное нивелирование по головке одного (правого или левого) рельса. На кривых участках пути нивелирование ведут по внутреннему рельсу. Продольное нивелирование основывается на марках и реперах государственной нивелирной сети в районе данной линии. Если реперы государственной сети встречаются не реже чем через 20—25 км, допускается одиночное нивелирование с применением двусторонних реек. Отметки берут по пикетам и плюсовым точкам, отмеченным на шейке рельса. Если реперы государственной нивелирной сети размещены реже, то нивелирование ведут двойным ходом по всем пикетам и плюсовым точкам. При этом связующие точки для обоих нивелиров должны быть общими и все реперы включают в число связующих точек. Невязки нивелирных ходов по существующей железной дороге допускают в пределах ± 50-/Z, мм, где L — длина хода в одном направлении, км. Известен опыт использования глобальной спутниковой системы для съемки профиля существующего железнодорожного пути. Приемник спутниковых сигналов размещался на платформе, двигавшейся со скоростью до 50 км/ч. Электромагнитное поле расположенных над путем проводов не нанесло ущерба точности измерений [32]. Съемка поперечных профилей. Поперечные профили существующей железной дороги снимают с помощью мерной ленты, нивелира, тахеометра- автомата и других геодезических инструментов. Съемку выполняют на всех пикетах и в характерных точках (плюсах), к числу которых относят: переходы из насыпи в выемку (нулевые места); переломы линии земли на продольном профиле; наибольшие высоты насыпей и глубины выемок; начало и конец уширения земляного полотна на подходах к раздельным пунктам; оси водопропускных труб, мостов и задние грани устоев мостов; оси переездов; характерные точки водоотводных канав, резервов, кавальеров. На насыпях (выемках) высотой (глубиной) более 4 м добавляют по одному поперечному профилю между пикетами. Кроме того, назначают дополнительные поперечники для съемок деформированных мест земляного полотна и на участках с особыми геологическими условиями. Разбивку поперечных профилей осуществляют перпендикулярно к оси пути с помощью эккера, в кривых — перпендикулярно к хорде, середина которой находится на соответствующем пикете или плюсе. Обычно поперечные профили снимают по обе стороны существующего пути. Профили, назначенные для съемки резервов, кавальеров и водоотводных канав, можно снимать в одну сторону от оси пути. Границы съемки поперечных профилей назначают с таким расчетом, чтобы последняя точка на поперечнике отстояла не ближе 5 м от полевой бровки резерва, кавальера или канавы, но не менее 20 м от подошвы насыпи или бровки выемки со стороны проектируемого дополнительного пути. За ось поперечного профиля принимают ось существующего пути. От нее ведут промеры до снимаемых точек. Снимают последовательно: бровку балластной призмы, подошву балластной призмы, бровку земляного полотна, точку перелома откоса насыпи или выемки, подошву насыпи, полевую бровку выемки, бровку и дно резерва и водоотводной канавы, подошву и верх кавальера, а также характерные точки по рельефу земли. При пересечении поперечным профилем воздушной линии связи фиксируют место этого пересечения и высоту подвеса проводов. В условиях интенсивного движения поездов при съемке поперечных профилей тахеометрами инструмент устанавливают над бровкой земляного полотна, отметку которой определяют нивелированием от головки рельса. Расстояния измеряют с точностью 0,1 м, а отметки определяют с точностью до 0,01 м. В условиях равнинного рельефа, когда с одной стоянки нивелира можно определить отметки на нескольких поперечных профилях, расстояния по поперечникам промеряют горизонтально натянутой мерной лентой. Наряду со съемкой поперечных профилей выполняют работы по обследованию балластной призмы. На поперечниках по оси пути закладывают неглубокие шурфы ("закопушки"), а на обочинах делают расчистки, углубляемые в грунт основной площадки земляного полотна на 0,2—0,5 м ниже подошвы балластного слоя. Таким образом определяют толщину и степень загрязненности балластного слоя на данном поперечнике. По результатам продольного нивелирования и съемки поперечных профилей составляют утрированный продольный профиль (см. гл. 7). Съемка плана линии. План существующей линии на прямых участках пути определяется точками, устанавливаемыми при разбивке пикетажа по оси пути. На кривых участках нужна дополнительная съемка, которая позволяет определить параметры кривых, их геометрическое очертание и получить исходные данные для расчета кривых. Съемку кривых в практике проектирования реконструкции существующих железных дорог и проектирования дополнительных главных путей обычно выполняют теодолитом по способу И.В. Гоникберга, описанному в гл. 7 (см. рис. 7.22 и 7.23). Начало и конец съемки кривой устанавливают так, как это рассмотрено ранее при описании пикетажа в пределах кривых. На линиях с интенсивным движением поездов способ И.В. Гоникберга используют, применяя съемку кривой теодолитом от базиса. Базисный теодолитный ход прокладывают по обочине земляного полотна, обычно со стороны, противоположной проектируемому дополнительному главному пути (рис. 8.12). Стоянки теодолита, располагаемые, как правило, на пикетах, выносят на обочину земляного полотна при постоянном расстоянии 2,7—2,8 м от оси существующего пути по направлению радиуса в данной точке (перпендикулярно касательной). Стоянки инструмента закрепляют забитыми в землю бетонными столбиками, металлическими трубами или штырями. Стрелы для съемки кривой в этом случае измеряют от головки рельса до базиса. Чтобы получить стрелы прогиба от больших хорд до дуги, из расстояний от головки рельса до базиса (величины /2, /ъ... на рис. 8.12) вычитают стрелу, измеренную в точке стоянки инструмента (величину Уо). Съемка кривых возможна также по материалам аэрофотосъемки, используя плановые крупномасштабные аэроснимки и универсальные сте- реофотограмметрические приборы или специальный прибор для съемки кривых аэрофотометодами - ПСКА. Процесс обработки материалов съемки состоит в определении по снимкам углов поворота хорд, стягивающих равновеликие 20-метровые отрезки кривой. При механизированной съемке железнодорожных кривых используют стрелографы, устанавливаемые на путеизмерительных вагонах или путерих- товочных машинах. Стрелограф ведет непрерывную запись стрел изгиба на бумажную или магнитную ленту, что облегчает обработку на персональных компьютерах данных съемки. В камеральный период завершают обработку полевых материалов, начатую в экспедиционных условиях, дорабатывают топографические планы, выполняют на ЭВМ расчет плана существующего пути и его проектного положения, составляют поперечные профили, трассируют участки обходов, передают в специализированные отделы материалы изысканий, необходимые для проектных работ. [1] Литосфера - верхняя твердая оболочка земного шара. -22- [2] У электровозов и большинства современных тепловозов все оси движущие и поэтому сцепная масса равна расчетной массе Ра1 = Р. [3] Тр МИИТ Вып 182 -М Транспорт, 1965 С 64-104 ' Вестник ВНИИЖТ, 1969, № 3 С 34-36 Вестник ВНИИЖТ, 1987, № 1 С 32-35. -39- [5] Согласно ПТР в грузовых поездах на спусках до 20%о тормозная сила локомотива и его масса не принимаются в расчет. [6] В расчетах кривых тангенсом, в отличие от тригонометрических функции, называют расстояние от вершины угла поворота до начала или конца кривои, а доме- ром — разность между суммой двух тангенсов и длиной кривой [7] Формула (3.28) аналогична формуле (3.18), учитывая что при разгоне vH = 0, vK= vp. При равномерном движении поезда на руководящем подъеме /к — w„ = /р, а с учетом ускоренного движения поезда при разгоне от vH = 0 разность /к — и>0 увеличена на 10%. [9] Л/н где Л/, и Д/2 — алгебраические разности уклонов по концам данного элемента (Д/,, Д/2 < Д/„). [10] Звездочкой помечают главы СНиП, пересмотренные впоследствии [11] Понятие вероятности превышения уровня см. в гл.5. - 103 - [12] Способ трассировки железных дорог. Авторское свидет. № 1028759 СССР / И.И. Кантор. - Опубл. в Бюлл. изобретений, 1983, № 26. ' Журнал "Железнодорожный транспорт", 1993, № 2. С. 43—46. -111 - [14] Журнал "Транспортное строительство", 1977, № 5 С 46—48, Журнал "Метро- строй" (Москва), 1979, № 8 С 20-22, Вестник ВНИИЖТ, 1981, № 6 С 23-27 [15] К железнодорожным путям на застроенной территории относят железные дороги, располагаемые на территории городских и сельских поселений, промышленных, агропромышленных предприятий, электростанций, портов и на других застроенных территориях. [16] Труды МИИТа. Вып. 47. - М.' Трансжелдориздат, 1936. С. 106-132. [17] Этот проект до настоящего времени не реализован (см. [57]). -129- [18] Проект металлических гофрированных труб предусматривает трубы диаметром 1,5; 2,0 и 3,0 м. В практике железнодорожного строительства применяют трубы отверстием 1,5 м. [19] Отверстие сооружения - наибольшая ширина его сечения в свету (значение b на рис. 5.1, 6 и 5.3, а, б). При трапецеидальном подмостовом сечении отверстие моста считают в расчетном уровне воды. [20] От латинского aquaeductus (aqua — вода, duco — веду). - 184- [21] Метод утрированного плана излагается в учебнике А.В. Горинова, И.И. Кантора, А.П. Кондратченко, И.В. Турбина "Изыскания и проектирование железных дорог", т. II (1979) и в Справочном и методическом руководстве "Проектирование вторых путей". [22] См. Автоматизированное проектирование реконструкции плана и продольного профиля железных дорог: Учебное пособие / Под ред. В.А. Бучкина. М.: МИИТ, 1994. [23] При написании гл. 8 автором учтены рекомендации профессора Г С Бронштейна и инженера В. Г. Пичугина, которым выражается глубокая благодарность [24] Гидрометрические работы заключаются в непосредственном измерении водного потока определяют скорости и направление течения, уклоны реки при различных уровнях воды Морфометрические работы состоят в установлении качественных соотношений между морфометрическими и гидравлическими характеристиками водотока определяют коэффициенты шероховатости русл и пойм реки, форму и размер живого сечения, собирают данные о ледовом режиме и дрДата добавления: 2016-05-25; просмотров: 1157;