Полевая учебная практика по инженерной геодезии: Учебное пособие

Федеральное агентство по образованию Восточно-Сибирский государственный технологический университет

Д.Ш.Дамдинова

ПОЛЕВАЯ УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ

Учебное пособие Рекомендовано Дальневосточным региональным учебнометодическим центром в качестве учебного пособия для студентов направлении 550100, 563500 «Строительство» вузов региона.

Улан-Удэ Издательство ВСГТУ 2005

УДК 528.21.5(075.8)

1. Цель и задачи практики

ББК 26.12Я73 Д 16

Рецензенты:

д-р.техн.наук, профессор, зав.кафедрой «Изыскания, проектирование, постройка железных дорог и управление недвижимостью» Иркутского государственного университета путей сообщения В.А.Подвербный; инженер-геодезист, директор ОАО «Бурятагропромпроект» Б.Б.Батоев

Дамдинова Д.Ш. Д 16

Полевая учебная практика по Инженерной геодезии: Учебное пособие-Улан-Удэ: Издательство ВСГТУ, 2005.

2. Организация полевой учебной практики

ISBN 5-89230-210-5 Учебное пособие разработано для студентов строительных специальностей и преподавателей-руководителей учебной геодезической практики. В нем содержится: программа, состав и объем работ на учебной геодезической практике; порядок выполнения полевых и камеральных работ; образцы оформления и заполнения полевых журналов, ведомостей и графического построения геодезических материалов. Приведены подробные конкретные указания по решению инженерно-геодезических задач, по перенесению проектов строительства в натуру и т.д.

ISBN 5-89230-210-5

Учебная геодезическая практика является продолжением теоретического курса, лабораторных, расчетно-графических, самостоятельных работ по курсу «Инженерная геодезия» в полевых условиях. Цель учебной геодезической практики ознакомление с безопасной организацией и последовательностью выполнения инженерно-геодезических изысканий для строительства; приобретение студентами практического навыка работы с приборами, инструментами; овладение современной методикой и методами геодезических измерений в соответствии требуемой точности, производимых при изысканиях, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений. В результате прохождения практики студенты должны уметь производить топографо-геодезические работы на малых участках и решать простейшие инженерно-геодезические задачи, часто применяемые при выносе проектов в натуру (разбивке), обслуживании строительно-монтажных работ и эксплуатации разного рода инженерных сооружений, а также проводить необходимые расчетно-графические работы и оценку точности выполненных измерений.

© ВСГТУ, 2005

2. 1. Общие положения Учебная дисциплина «Инженерная геодезия» по ГОС ВПО относится к циклу дисциплин ОПД, и учебная геодезическая практика обязательна для всех студентов строительных специальностей направления 653500 строительство с квалификацией – инженер, а также направления 550100 строительство с квалификацией – бакалавр техники и технологии. Практика проводится на

специальном полигоне (на острове Богородский), имеющем необходимую и достаточную геодезическую сеть (прил. 1). Руководство практикой возлагается на заведующего кафедрой. Для прохождения практики студенты учебной группы формируются (по их инициативе) в бригады, состоящие, как правило, из 5–7 человек. Руководство бригадами осуществляется в основном преподавателями кафедры или (в отдельных случаях) опытными производственниками (не более 4–5 бригад на одного преподавателя или одна академическая группа). Организация работ, распределение участков между бригадами, оказание помощи бригадам в методике и технике выполнения инженерно-геодезических измерений, повседневный контроль работы за выполнением и соблюдением правил безопасности, воспитание дисциплинированности, добросовестности, потребности бережного отношения к приборам и инструментам, а также к чистоте и аккуратности – эти функции возлагаются на преподавателя. Каждая бригада для учебной практики получает в геокамере кафедры комплект дорогостоящих геодезических приборов и инструментов. Получение инструментов оформляется распиской за подписью бригадира и заведующего геокамерой. Бригадир составляет опись полученных инструментов с их номерами. За период прохождения практики передача инструментов другому лицу категорически запрещается. На утерянное или испорченное имущество и инструменты составляется акт за подписью виновного, бригадира, заведующего геокамерой кафедры. Материальную ответственность за утерю и поломку геодезических приборов и оборудования, методических пособий, хозяйственного инвентаря несет бригада в целом.

Основным и обязательным условием успешного прохождения учебной геодезической практики студентом является: – во время занятий на учебном полигоне находиться на рабочем месте, принимать активное участие при выполнении работ по программе практики и не отлучаться с практики без разрешения преподавателя; – беречь геодезические инструменты, строго выполнять правила обращения с ними (прил. 2); – строго выполнять правила техники безопасности, соблюдать правила поведения и распорядок дня, установленный на полигоне; – принимать активное участие в проводимых мероприятиях, поддерживать чистоту на территории полигона. Студенты, по той или иной причине считаются не прошедшие практику и не получившие зачета по ней, задолжниками. До получения приборов и инструментов студенты должны ознакомиться: – с условиями трудового распорядка во время практики; – с техникой безопасности при производстве геодезических работ. Результаты проведения инструктажа по технике безопасности фиксируются в специальном журнале. Студенты, не прошедшие вводного инструктажа, к прохождению практики не допускаются. 2. 2. Организация практики Перед началом полевых работ студенты внимательно изучают правила обращения с геодезическими приборами (прил. 2). В каждой бригаде один из студентов назначается бригадиром, в задачу которого входит:

– получение необходимых для работы бригады геодезических инструментов, материалов и обеспечение их правильного использования и хранения; – поддержание учебной и производственной дисциплины в бригаде; – организация работы бригады, равномерное распределение обязанностей между членами бригады при выполнении всех полевых и камеральных работ; – ведение рабочего дневника бригады и учет выхода членов бригады на работу. Бригадир обязан немедленно докладывать руководителю практики о несчастных случаях и заболеваниях студентов бригады. Каждой бригаде отводится участок местности по возможности с разнообразной ситуацией и рельефом для самостоятельного выполнения всех видов геодезических работ, предусмотренных программой и в установленные для них сроки (табл. 1), с соблюдением требований СНиП 11-0296 «Инженерные изыскания для строительства», СП 11-0297 «Инженерно-геодезические изыскания для строительства». Обязательным условием является выполнение каждым студентом всех процессов и видов работ. Все расчетно-графические действия проводят как одновременно с полевыми измерениями (записи в журналах, ведение абриса и пикетажного журнала и т. д.), так и по их завершении (вычисление координат и отметок, составление планов, профилей и т. д.). До выполнения соответствующего вида работ студенты должны ознакомиться с содержанием этой работы в целом, подробно изучить технику и методику ее выполнения по настоящему методическому пособию или любым учебникам и учебным пособиям из списка

предложенной литературы при изучении дисциплины «Инженерная геодезия». Все записи в полевых журналах необходимо производить шариковыми ручками или черным карандашом, так как первичная геодезическая документация носит характер юридических записей. Исправление цифр, подчистка и прочее в полевых журналах не допускаются. Неверно записанные результаты (числа) следует зачеркнуть одной чертой, а правильные записать на новом месте, как правило, выше с пометкой «бис», что значит «повторные». Страницы каждого журнала должны быть пронумерованы. Переписывание полевых документов не допускается. В случае обнаружения в полевых измерениях ошибок, превышающих допуски, установленные инструкцией, их немедленно переизмеряют. Все полевые и камеральные материалы по каждому виду работ подписывают выполнившие их студенты с указанием даты исполнения. Результаты контрольных измерений, выполненных преподавателем, наносят на соответствующие чертежи красной тушью. Графическое оформление работ должно выполняться тщательно и в полном соответствии с образцами работ (прил. 4–14). По окончании работ каждая бригада предъявляет преподавателю сброшюрованный в общей папке отчет со всеми необходимыми материалами (полевые материалы в подлинниках), которые указаны по каждому виду работ с приложением описи, справки о сдаче инструментов, табеля посещаемости и пояснительной записки. Зачет по практике дифференцирован, т. е. оценка выставляется за знание всех видов работ, качество полевых измерений, записей, точность работы (величина невязок), тщательность выполнения вычислительных и графических работ, а также с учетом участия студентов в процессе

геодезической практики во всех видах работ, дисциплинированности, отношения к труду, инструментам и окружающей среде. 2. 3. Материальное обеспечение бригады 1. Теодолит 2Т30. 2. Нивелир Н3. 3. Штативы для нивелира и теодолита. 4. Рейки нивелирные двухсторонние складные. 5. Лента мерная стальная двадцатиметровая с комплектом шпилек. 6. Эккер. 7. Эклиметр. 8. Топор. 9. Угломерные, нивелирные журналы. 10. Журнал тахеометрической съемки. 11. Ведомость вычисления координат. 12. Таблицы для разбивки кривых. 13. Настоящее методическое пособие. 14. Дневник учебной практики. 15. Аптечка для оказания первой медицинской помощи (комплект на одну группу). Каждая бригада должна иметь на геодезической практике: 1) бумагу белую чертежную формата А1; 2) бумагу миллиметровую 60х100 см; 3) тетрадь черновых записей и расчетов; 4) чертежные инструменты: линейку, угольники, транспортир, циркуль измеритель, ручки разного цвета; 5) простой мягкий карандаш для записей в полевых журналах; 6) инженерный калькулятор. 2. 4. Объем, продолжительность и виды работ

На проведение полевой геодезической практики учебным планом отведено 4 недели, при шестичасовом рабочем дне и пятидневной неделе (20 дней). Последовательность и продолжительность отдельных видов работ на бригаду определяются календарным графиком (табл. 1). Таблица 1 Объем, продолжительность практики по видам работ

№ 1 1

2

Вид работ 2 Изучение студентами и проверка преподавателем знаний правил техники безопасности на полевых геодезических работах. Получение комплекта инструментов Выполнение проверок и пробных измерений углов, расстояний, превышений

4х 3х недельная недельная Ед.изм. программа программа объем ч/д объем ч/д 3 4 5 6 7 0,5 0,5

0,5

0,5

1,0

1,0

3

4

5 6

7

Создание планового обоснования: а) основной полигон б) диагональный ход в) привязка к пунктам гос. сети Создание высотного обоснования: а) основной полигон б) диагональный ход в) привязка к пунктам гос. сети Тахеометрическая съемка Геодезические работы при изысканиях сооружений линейного типа: - трассирование - углов поворота - поперечников Нивелирование поверхностей по квадратам (10х10 м)

точка

8 6–8

1,5 5–6

0,5

2–3

0,5

0,5

1–2

0,5 1–2

0,5

точка 6–8

га

1,0 5–6

2–3

0,5

1–2

0,5 1–2

2–3

2

2

4

1,5

1,5 3

Решение типовых зад. инженерногеодезических задач Геодезические ось разбивочные работы Сдача комплектов инструментов Камеральное оформление отчета по практике Сдача работ, зачет ИТОГО:

2

2

0,5

1

0,5

0,5

2,5

1

0,5 20

0,5 15

При составлении календарного плана в продолжительность выполнения видов работ (человека/дней), обработка результатов измерений включены в объем, кроме графических оформлений документов, которые невозможны при полевых условиях. 3. Указания к выполнению отдельных видов работ 3. 1. Получение инструментов, выполнение поверок и пробных измерений

км уг. поп га

1,5 2 2 1

1,0 2 2 1,5 1

1,5

В день начала практики студенты знакомятся с календарным планом, условиями трудового распорядка предстоящей практики, правилами обращения с геодезическими приборами, и проводится инструктаж по технике безопасности ведения полевых инженерногеодезических изысканий преподавателямируководителями и медицинскими работниками университетской поликлиники в форме лекций. Результаты

инструктажа фиксируются в специальном журнале. Формируются бригады и выдаются инструменты. Полученные из геокамеры инструменты, приборы и принадлежности должны быть внимательно осмотрены членами бригады, т. е. необходимо провести внешний осмотр и проверить комплектность, маркировку (товарный знак завода-изготовителя, шифр и порядковый номер инструмента, год выпуска), а также покрытия на деталях инструментов на них не должно быть отслоений, выколок и других дефектов. Во время осмотра рекомендуется руководствоваться правилами обращения с геодезическими инструментами (прил. 2). Об обнаруженных дефектах в инструментах, приборах бригадир сообщает заведующему геокамерой для исправления или замены. Неправильное взаимное расположение геометрических элементов прибора – одна из основных причин появления дополнительных инструментальных погрешностей, которые обнаружить и исключить из результатов полевых наблюдений практически весьма трудно, а часто и невозможно. Поэтому результаты каждой поверки сравнивают с определенным допуском, указанным в инструкции по производству работ или заводском описании прибора, в случае превышения этого допуска осуществляют юстировку прибора, т. е. производят соответствующее исправление положения его геометрических элементов. Поверки и юстировку приборов производят непосредственно перед началом полевых работ, а для контроля – периодически во время работы или после их окончания. Следует особо отметить, что от качества выполнения исследований, поверок и юстировки прибора зависит успешное выполнение объемов, предусмотренных программой практики. Основные геометрические элементы теодолита (рис. 1):

– вертикальная ось вращения инструмента ZZ'; – горизонтальная ось вращения зрительной трубы HH'; – визирная ось зрительной трубы VV'; – ось установочного цилиндрического уровня LL' при алидаде горизонтального круга; – сетка нитей зрительной трубы; – ось цилиндрического уровня L1L1' при алидаде вертикального круга; – вертикальная ось оптического отвеса при подставке или алидаде теодолита. В момент измерения горизонтального или вертикального угла взаимное расположение геометрических элементов прибора должно соответствовать следующим условиям: 1) ось установочного цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга LL' должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита ZZ' (поверка уровня при горизонтальном круге); 2) визирная ось зрительной трубы VV' должна быть перпендикулярна оси вращения трубы HH' (поверка коллимационной ошибки); 3) ось вращения трубы HH' должна быть перпендикулярна оси вращения прибора ZZ' (поверка наклона оси вращения зрительной трубы); 4) горизонтальная (вертикальная) нить сетки зрительной трубы должна находиться в горизонтальной (вертикальной) плоскости (поверка правильности установки сетки нитей); 5) ось L1L1' уровня при алидаде вертикального круга, приведенного в нуль-пункт, должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы VV', установленной на отчет 00 по вертикальному кругу (поверка места нуля вертикального круга);

6) вертикальная ось оптического отвеса и точка подвеса нитяного отвеса должна совпадать с осью вращения прибора ZZ' (поверка отвеса теодолита).

Рис. 1. Геометрические элементы теодолита Рассмотрим методы выполнения перечисленных поверок теодолита. Поверка уровня при горизонтальном круге теодолита. Тщательная поверка и юстировка установочного уровня угломерного прибора повышают точность угловых измерений, поскольку погрешности из-за отклонения оси вращения теодолита от нормали в данной точке не исключаются в среднем из отчетов, взятых при двух положениях круга. Отметим два наиболее известных и практически применяемых в строительной практике способа выполнения этой поверки (рис. 2). Первый способ. Для приведения пузырька в нуль-пункт производят поворот алидады на 1800 и определяют величину n отклонения

пузырька от нуль-пункта в делениях ампулы. Затем исправляют положение оси уровня при помощи исправительного винта, передвигая его на половину величины отклонения пузырька, т. е. на 0.5 n. Окончательно в нуль-пункт пузырек приводят подъемными винтами.

Рис. 2. Установка уровня относительно подъемных винтов при поверке

Рис. 3. Последовательность установки уровня при поверке вторым способом

Этот способ обеспечивает юстировку уровня в пределах принятого допуска (одного деления ампулы) с предварительным приведением оси вращения теодолита в отвесное положение уже с первого приема. Рассмотренный способ целесообразно применять при поверках не сильно разъюстированных уровней с делениями на ампуле, так как в противном случае установить с одного приема величину отклонения пузырька от нуль-пункта затруднительно. Второй способ. Поверку уровня этим способом целесообразно проводить при юстировке не имеющих делений на ампуле или сильно разъюстированных уровней, так как величина отклонения пузырька при этом не определяется. Поверка производится следующим образом. Установив уровень параллельно одной из сторон

подставки, например, 1–2 (рис. 3. положение 1), и, действуя винтами 1 и 2. приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Повернув алидаду на 600 и расположив уровень по направлению винтов 2 и 3 (положение 2), приводят винтом 3 пузырек уровня на середину. Вращая алидаду, устанавливают уровень по направлению винтов 1 и 3 (положение 3). Если при этом положении пузырек уровня сместится, его отклонение устраняют исправительными винтами уровня. При юстировке пузырек приводят в нуль-пункт только исправительным винтом уровня, каждый раз перемещая его на полную дугу отклонения, что позволяет сократить время поверки. Поверка перпендикулярности визирной оси к оси вращения трубы. Установив с помощью уровня ось вращения прибора в отвесное положение, наводят центр сетки нитей на удаленную четкую цель, расположенную примерно на одной высоте с теодолитом, берут отсчеты по горизонтальному кругу. Затем, освободив алидаду и переведя трубу через зенит, наводят перекрестие сетки нитей на ту же цель и снова берут отсчеты по лимбу. Значение коллимационной ошибки вычисляют по формуле: П ± 1800 c = Л, 2 где Л , П – средние отсчеты по лимбу соответственно при круге влево и круге вправо. У теодолитов технической точности предельное значение коллимационной ошибки равно: сдоп = 2t , где t – точность отчетного устройства теодолита. При c > cдоп следует вычислить отсчет Л 0 по лимбу, свободный от коллимационной ошибки c , по формуле:

П ± 1800 . 2 Затем наводящим винтом алидады устанавливают на лимбе отсчет, равный округленному в пределах точности отсчитывания значению Л 0 . При этом центр сетки нитей трубы сместится с изображения точки,, так как визирная ось повернется на угол c . Действуя боковыми исправительными винтами сетки нитей, находящимися под предохранительным колпачком со стороны окуляра трубы, совмещают центр сетки нитей с изображением точки. По окончании юстировки поверку повторяют, чтобы убедиться, что после исправления коллимационная ошибка не превышает установленного допуска. Описанный способ применяется для теодолитов с двухсторонним отсчетом. Определение и исправление коллимационной ошибки у приборов с односторонним отсчетным устройством выполняют следующим образом. После установки и приведения оси вращения теодолита в отвесное положение наводят трубу на удаленную точку, расположенную на высоте горизонта инструмента, и берут отсчет Л1 . Освободив лимб и повернув теодолит вокруг оси примерно на 1800. вращением алидады снова наводят трубу на точку и берут отчет Л 2 по лимбу. После этого переводят трубу через зенит, действуя аналогично описанному выше тексту, наводят визирную ось трубы на точку и берут отсчеты П1, П 2 . Величину коллимационной ошибки вычисляют по формуле: П2 − Л 2±1800 0 с = П1 − Л1 ± 180 − 4 Если значение коллимационной ошибки с превышает установленный для данного прибора допуск, ошибку устраняют. Для этого наводящим винтом алидады Л0 = Л +

[

(

)] [

(

)]

устанавливают на горизонтальном круге отсчет П0 , свободный от влияния коллимационной ошибки с , вычисленной по формуле: П0 = П 2 − с . При этом центр сетки нитей сойдет с изображения точки. С помощью боковых исправительных винтов сетки нитей перемещают ее так, чтобы центр сетки совпал с изображением точки. Поверка перпендикулярности оси вращения трубы к вертикальной оси теодолита. Первый способ. Для выполнения этой поверки после тщательной установки вертикальной оси теодолита в отвесное положение вращением алидады последовательно наводят визирную ось трубы на четкую высоко расположенную точку (под углом не менее 12–150 к горизонту), берут отсчеты по горизонтальному кругу и вычисляют средние отсчеты П и Л . Величину наклона оси вращения трубы i можно подсчитать по формуле: i = 0.5 Л − П ± 1800 ctgν , где i – наклон оси трубы в угловой мере; П, Л – соответственно средние отсчеты по горизонтальному кругу при КП и КЛ ; ν – угол наклона визирной оси трубы при наведении на точку. Второй способ. Поверка наклона оси вращения трубы этим способом заключается в том, что при двух положениях круга КП и КЛ наводят на высоко расположенную точку, например на стене здания (точку М на рис. 4), а затем поворотом трубы в вертикальной плоскости дважды проецируют центр сетки нитей на горизонтальную рейку, установленную у стены, примерно, на высоту горизонта и перпендикулярно линии визирования.

[

(

)]

Угол наклона визирной оси при наведении на точку М должен быть не менее 12 – 150. а расстояние от теодолита до точки 30 – 40 м. Берут отсчеты а1 и а2 при КП и КЛ положению центра сетки нитей относительно делений неподвижной рейки.

Рис. 4. Определение наклона оси вращения трубы на рейке Угол наклона оси вращения трубы можно вычислить по формуле: 100(a1 + a2 )ctgν , i= S где а1 , а2 – отсчеты по рейке, мм; S – расстояние от теодолита до рейки, м; ν – угол наклона визирной оси трубы при наведении на точку М. Если величина угла наклона оси вращения трубы i превышает допуск, указанный в заводском описании прибора, то исправление может быть выполнено в специальной мастерской. Поверка правильности установки сетки нитей зрительной трубы. Правильность установки сетки нитей трубы может быть проверена после приведения оси

вращения теодолита в отвесное положение с помощью отъюстированного уровня при алидаде. При поверке горизонтальную нить сетки у левого или правого края поля зрения трубы наводят на четкую точку. Вращая наводящий винт алидады, изображение точки перемещают к другому краю поля зрения. Если изображение точки сместится с горизонтальной нити, сетка установлена неверно. Вертикальность биссектора (вертикальной нити) сетки можно проверить, совмещая его с изображением нити отвеса. Погрешность установки сетки нитей зрительной трубы δ можно определить по рейке. Наведя зрительную трубу правым краем поля зрения на неподвижную вертикальную рейку, установленную на расстоянии S от теодолита, равном 30 – 40 м, берут отсчеты N1 (рис. 5) по положению средней горизонтальной нити сетки относительно делений рейки. Затем, вращая алидаду, смещают изображение рейки в противоположный край поля зрения и берут отсчет N 2 .

Рис. 5. Определение погрешности установки сетки нитей зрительной трубы

Значение δ равно: 200( N1 − N 2 ) δ= , Sβ где N1 , N 2 – отсчеты по рейкам, мм; S – расстояние от теодолита до рейки, м; β – поле зрения трубы в радианной мере. Наклон сетки нитей устраняется исправительными винтами сетки нитей. Поверка места нуля МО вертикального круга. Место нуля вертикального круга исправного теодолита – постоянная величина. Поэтому практически вычисленные значения МО из нескольких определений у одного и того же теодолита не должны отличаться более чем на удвоенную точность отсчитывания по вертикальному кругу. При небольших колебаниях места нуля следует прежде проверить, жестко ли прикреплен уровень при алидаде вертикального круга, нет ли трения между алидадой и лимбом, и по возможности устранить эти неисправности. Если после этого расхождения МО будут все-таки недопустимыми, теодолит необходимо направить в специальную мастерскую. Значение МО вертикального круга определяют визированием на удаленную четкую цель при двух положениях теодолита и снятием соответственно показаний по вертикальному кругу КЛ и КП , предварительно проверив положение пузырька уровня при алидаде горизонтального круга, и в случае смещения выводят его в среднее положение подъемными винтами. Значение МО вычисляют по формуле: МО = 0,5(КЛ + КП ) , где КЛ , КП – отсчеты по вертикальному кругу, взятые соответствен при круге влево и круге вправо.

Если величина места нуля МО превышает допуск, указанный в заводском описании прибора, равный обычно удвоенной точности отчетного устройства вертикального круга, то для удобства дальнейших вычислений вертикальных углов осуществляют приведение МО к значению, близкому 00. Для этого исправленное показание, вычисляемое по формулам: КЛ испр = КЛ − МО (или КПиспр = КП − МО ), устанавливают на соответствующих

кругах, далее исправительными винтами сетки нитей перемещают до совмещения ее перекрестия с изображением наблюдаемой точки. При юстировке МО необходимо следить за положением пузырька уровня. Проверка положения точки подвеса нитяного отвеса. После тщательного нивелирования теодолита определяют и фиксируют тонкими нитями положение коллимационной плоскости зрительной трубы на деревянных кольях, забитых в землю в двух взаимно перпендикулярных направлениях на расстоянии 2 – 3 м от теодолита. Затем, подвесив нитяной отвес под крючок при подставке или на вилку при становом винте и отрегулировав его высоту, проверяют положение острого конца отвеса относительно точки пересечения ранее натянутых на колья нитей. Отклонение нитяного отвеса от точки пересечения нитей не должно превышать 1 – 2 мм. Погрешность центрирования теодолита выверенным нитяным отвесом составляет 1 – 2 мм, но при ветре может быть 3 – 5 мм и более. Геометрические элементы нивелира: – ось вращения нивелира; – визирная ось трубы; – ось цилиндрического уровня; – ось установочного сферического (круглого) уровня.

На каждой станции при нивелировании должны обеспечиваться следующие требования к взаимному расположению геометрических элементов нивелира: 1) параллельность оси установочного (круглого) или цилиндрического уровня соответственно вертикальной оси вращения нивелира и оси горизонтальной плоскости; 2) перпендикулярность средней горизонтальной нити сетки зрительной трубы к оси вращения нивелира; 3) параллельность проекций на горизонтальную плоскость визирной оси трубы и оси цилиндрического уровня; 4) параллельность проекции оси цилиндрического уровня на отвесную плоскость, проходящую через линию визирования, и визирной оси зрительной трубы. У нивелиров с элевационным винтом эту поверку производят для выверки установочных уровней или определения нуль-пункта (отсчета) на головке элевационного винта. Поверку осуществляют способом, изложенным ранее при поверке уровня при горизонтальном круге теодолита. Исправляют положение оси уровня, смещая элевационным винтом его пузырек на половину отклонения от нуль-пункта. Поверку повторяют несколько раз, добиваясь, чтобы при любом положении нивелира пузырек уровня отклонялся от нуль-пункта не более чем на 1 – 2 деления. Бригада производит поверки приборов на участке, указанном преподавателем. Поверки приборов выполняются членами бригады, до овладения каждым студентом всех приемов поверок. Результаты поверок записываются в особую тетрадь, которая по окончании практики сдается бригадой вместе с другими материалами практики. Ниже приводится образец оформления, выполнения поверок приборов (табл. 2).

Таблица 2 Полевые поверки инструментов Условие Порядок выполнения Порядок поверки поверки исправления 1 2 3 Теодолит № Поверка №1: Нивелир № Поверка №1: По завершении поверок и юстировки выполняются пробные измерения: вешение и измерение линий, установка теодолита, нивелира в рабочее положение, производство отсчетов по рейкам, горизонтальному и вертикальному кругам. 3. 2. Плановое съемочное обоснование

Для создания планового съемочного обоснования на выделенном бригаде участке прокладывают основной (в виде замкнутого полигона) теодолитный ход. При этом выполняются следующие виды работ: – рекогносцировка участка местности; – закрепление точек; – измерение горизонтальных углов; – измерение длины сторон; – привязка основного теодолитного хода к пунктам опорной геодезической сети; – обработка результатов измерений. Рекогносцировка (осмотр) участка местности служит для окончательного выбора и закрепления на местности вершин теодолитного хода, определения варианта привязки к пунктам и сторонам опорной геодезической сети. Точки теодолитного хода выбирают с таким расчетом, чтобы с них было удобно выполнять угловые и

линейные измерения, а также производить съемочные работы. Между смежными вершинами углов поворота должна быть хорошая взаимная видимость (длина стороны не менее 80 – 100 м). Диагональный ход необходимо проложить внутри полигона (между точками основного полигона) через 2 – 3 стороны и предназначен для сгущения точек съемочного обоснования. Вершины теодолитного хода закрепляют колышками, забиваемыми вровень с землей. Запрещается устанавливать (закреплять) точки теодолитного хода на проезжей части дорог или на дорожках для пешеходов. Для облегчения отыскания точки на незастроенных территориях ее окапывают канавкой различной формы и устанавливают сторожки высотой 20 – 30 см, на которых надписывается порядковый номер точки и бригады. В конце практики, после приемки руководителем полевой части работ, все колышки необходимо вынуть из земли. Измерение горизонтальных углов. После установки теодолита в рабочее положение (над точкой) приступают к измерению углов поворота (например, правых по ходу). Измерение углов производят теодолитом 2Т30 (или равноточным ему) методами приемов или круговых приемов одним полным приемом (при двух положениях вертикального круга), с перестановкой лимба на угол около 900. Расхождения между значениями угла, полученные из полуприемов, не должны превышать одной минуты (в противном случае измерение выполняют заново). В качестве визирных целей используют рейки, а при коротких расстояниях – шпильки. Для ослабления влияния погрешностей измерения углов необходимо тщательно центрировать инструмент над точкой (нитяным отвесом), центр сетки нитей трубы наводить на основание вешки

(рейки, шпильки), чтобы визирный луч проходил через центр колышка или середину вешки. Образец заполнения журнала угловых измерений и вычислений на точке дан в таблице 3. Таблица 3 № вершины

№ наблюдаемой точки

Отсчет по горизонтальному кругу (град., мин)

1

КП 1

2150 31.'0

КП 3

1080 11.'5

Значение угла из полуприемов (град., мин)

Среднее значение угла (град., мин)

Схема расположения точек

1070 19.'5 1070 19.'8

2 КЛ 1

270 42.'0

КЛ 3

2800 22.'0

1070 20.'0

Измерение длины сторон. Для непосредственного измерения сторон теодолитного хода используются стальная мерная лента длиной 20 м и комплект шпилек или рулетка. Перед началом и в процессе работ мерные приборы периодически компарируют, т. е. определяют их фактическую длину путем сравнения с эталоном. Компарирование мерных приборов в полевых условиях производят на базисах длиной около 120 м. После многократных измерений длины компаратора рабочим мерным прибором определяют поправку за компарирование. Каждая сторона измеряется дважды: в прямом и обратном направлениях. Точность отсчета по ленте – не грубее 1 см. Расхождения между двумя измерениями не должны превышать 5 см на 100 м, или разность прямого и обратного измерения, отнесенная к средней длине линии, не должна быть более 1:2000. в противном случае линию необходимо измерить заново. В процессе измерения мерный прибор укладывают в створе измеряемой линии по теодолиту (инструментально) и

придают ей одинаковое натяжение. При длинах более 100 м их предварительно провешивают, т. е. устанавливают в створе ряд дополнительных вех. Длину измеряемой линии вычисляют по формуле: (1) Д = l ⋅n + r , где l – длина мерного прибора; n – число уложений; r – величина остатка. Для определения координат точек съемочного обоснования и составления планов необходима горизонтальная проекция каждой линии, т. е. на каждом пролете надо определять углы наклона линии к горизонту эклиметром. Привязка к пунктам опорной геодезической сети. Привязка теодолитных ходов к пунктам и сторонам опорной геодезической сети имеет назначение передачи прямоугольных координат на одну или несколько точек теодолитного хода. С этой целью измеряют «примычные» углы на пунктах опорной геодезической сети и на вершине теодолитного хода, а также расстояние между опорной (твердой) точкой и точкой теодолитного хода. Точность измерения углов и линий такая же, как и при проложении основного теодолитного хода. Обработка результатов измерений. Проверяют во «вторую руку» журналы измерений. Вычисляют средние значения углов поворота и длину сторон. Составляют рабочую схему, где показываются все исходные и планового обоснования точки с их номерами в произвольном масштабе. Около каждой вершины углов из журнала выписывают средние значение соответствующего угла, против середины сторон записывают соответствующие горизонтальные проложения линий. Образец схемы планового обоснования дан в приложении 4. Рабочая схема служит наглядным материалом для

заполнения «Ведомости вычисления координат вершин теодолитного хода». По этой схеме производят подсчеты полученной угловой невязки по формулам: – для замкнутого полигона: (2) f β = ∑ β − 180(n − 2 ) , – или разомкнутого хода (диагонального): f β = ∑ β [180n − (α к − α н )] ,

(3)

где

n – число вершин хода; β – измеренные углы (правые по ходу); б к – дирекционный угол конечной твердой стороны; бн – дирекционный угол, начальной твердой стороны. Полученную угловую невязку сравнивают с допустимой невязкой, подсчитываемой по формуле (4) f β доп . = ± 1' n ,

где

n – количество измеренных углов. Если фактическая невязка окажется больше допустимой, то углы полигона или диагонального хода следует измерить вновь. При допустимой угловой невязке приступают к увязке углов и вычислению координат вершин полигона, диагонального хода в ведомости, образец которой показан в приложении 5. При вычислении координат точек теодолитного хода рекомендуется учитывать следующие моменты: 1. За исходное направление принимается дирекционный угол направления между пунктами опорной геодезической сети, а в качестве исходных координат – координаты пункта опорной геодезической сети. Координаты даны в каталоге (прил. 1). 2. Измеренные горизонтальные углы выписывают в ведомость с точностью до десятых долей минуты, а горизонтальные проложения линий – до сотых долей метра.

3. Допустимая угловая невязка распределяется поровну на каждый измеренный угол со знаком, обратным знаку невязки. 4. Сумма увязанных углов должна быть равна ∑ в теор . 5. Дирекционные углы сторон теодолитного хода можно вычислять как для углов вправо по ходу лежащих, так и для углов влево по ходу лежащих, применяя для этого соответственно формулы: (5) α n = α n −1 ± 1800 − β испр – для правых по ходу углов,

α n = α n −1 ± β испр − 1800 – для левых по ходу углов

(6)

6. Вычисленные дирекционные углы, румбы округляют до десятых долей минуты. 7. В среднее значение измеренной стороны вводится поправка: – за компарирование, если длина мерного прибора отличается от эталона более чем на 1:10000; – за температуру, в тех случаях, когда разность температуры воздуха при компарировании лент и измерении линий превышает 80; – за наклон линии к горизонту (если угол наклона более 1.50), которая может быть вычислена по формулам: (7) н ДД н = -2 Д sin 2 , 2 или: (8) h2 , ДД h = 2Д где h – превышение конечных точек измеряемой стороны. 8. Приращения координат находят, применяя известные формулы: ∆х = d cos α = ± d cos r , (9) ∆у = d sin α = ± d sin r.

Знаки приращений зависят от значения угла α или от названий румбов (табл. 4). Вычисленные приращения координат выписывают в ведомость с точностью до сотых долей метра. 9. Подсчитывают сумму приращений координат для каждой оси, определяют невязки f x и f y f x = ∑ ∆x ;

f y = ∑ ∆y – для замкнутого хода

f x = ∑ ∆x − ( xK − xH )   – для разомкнутого хода f y = ∑ ∆y − ( yK − yH )

Пределы значений дирекционных углов

Название румбов

00-900 900-1800 1800-2700 2700-3600

СВ ЮВ ЮЗ СЗ

(10) (11)

Таблица 4 Знаки приращений координат ∆y ∆x + + + + -

10. Абсолютная невязка теодолитного хода определяется по формуле: (12) f =± f2+ f2 абс

x

y

Уравнивание приращений координат производится в том случае, если отношение абсолютной невязки к сумме длин сторон хода (относительная невязка) не превышает величины, равной 1: 2000. В противном случае производятся повторные вычисления и полевые измерения. 11. Поправки к приращениям координат вводятся пропорционально длине измеренной стороны и записываются в ведомость до 0.01 м.

12. По исправленным приращениям координат и координатам исходных точек вычисляют координаты всех точек теодолитного хода. 3. 3. Высотное съемочное обоснование

С целью определения высот точек съемочного обоснования производится техническое нивелирование следующими способами: – по точкам основного полигона – геометрическим; – по точкам диагонального хода – тригонометрическим. В состав работ по созданию высотного съемочного обоснования входит: – измерение превышений между точками съемочного обоснования; – привязка к пунктам высотной опорной геодезической сети; – обработка результатов измерений. Измерение превышений. Геометрическое нивелирование точек съемочного обоснования производится отдельными ходами, системами ходов и замкнутыми полигонами между марками и реперами нивелирования I, II, III, IV. В исключительных случаях допускаются «висячие» ходы, прокладываемые в прямом и обратном направлениях. Геометрическое нивелирование производится техническим нивелиром, установленным между точками и нивелирными рейками. Превышения измеряют при одном горизонте нивелира, если работа выполняется по двум сторонам реек, и при двух горизонтах, если работа ведется по односторонней рейке. Отсчеты производятся по рейкам, установленным на вбитые в землю колышки (точки съемочного обоснования). В том случае, если превышение между вершинами теодолитного хода невозможно определить с одной

станции, выбирают «связующие» (иксовые) точки и производят последовательное нивелирование через них. Последовательность работы на станции следующая: – визируют на заднюю рейку и берут отсчет: пузырек цилиндрического уровня в момент отсчитывания должен находиться в «нуль-пункте», отсчитывают по черной стороне рейки и записывают их в журнал; – идентично отсчитывают по черной стороне передней рейки; – отсчет по красной стороне передней рейки; – отсчет по красной стороне задней рейки. Образец заполнения нивелирного журнала и вычисление превышения на станции показан в таблице 5. В скобках указана последовательность записей. Таблица 5 Образец заполнения нивелирного журнала № станции

1

№ нивелируемых точек Репер №8616 Х1

Х1 2

6

Отчеты по рейке задн. передн. 1011 (1) 5697 (4) 4686

Превышения (м)

Средние (м)

Отметки (м) 153.317

0810 (2) 5496 (3) 4688

+0.201 +0.199

+1 +0.200

+2.112 +2.114

+1 2.113

2622 7309 4687 0510 5295 4685

155.632

и т. д.

При выполнении геометрического нивелирования должны соблюдаться следующие требования:

– расхождение между значениями превышений, полученными на станции, не должно быть более 5 мм; – расстояния от нивелира до реек должны быть по возможности равными (не более 10 м) и не превышать 150 м; – невязка хода или полигона не должна превышать величины ± 50 L ( мм) , где L – длина хода или полигона, выраженная в километрах. Когда число станций при нивелировании превышает 25 на 1 км. хода, указанная невязка не должна превышать величины ± 10 n мм, где n – число станций в ходе или полигоне. Определение превышений тригонометрическим нивелированием производится измерением теодолитом вертикальных углов одним полным приемом (при двух положениях вертикального круга) в прямом и обратном направлении. Исходными пунктами для тригонометрического нивелирования служат точки основного полигона, высоты которых определены из геометрического нивелирования. Тригонометрическое нивелирование по сторонам диагонального хода выполняется, как правило, одновременно с измерением горизонтальных углов. Колебание «места нуля» МО на станции не должно превышать 1. Высоту визирной цели (определяют по рейке, установленной на точке) и теодолита (над центром знака) измеряют с точностью до 0.01 м. Вычисление превышений выполняют по формуле: h = dtgν + J − l (13) где ν – угол наклона; J – высота прибора; l – высота рейки (вехи) от ее основания до точки, на которую визируют;

d – горизонтальное проложение. Если визирование производили на высоту прибора, т. е. при J = l , то превышение равно: h = dtgν ' . На каждой стороне диагонального хода превышение определяют дважды – в прямом и обратном направлении. Расхождения между прямым и обратным превышениями или между превышениями, определенными при наведении на разные высоты визирной цели, для одной и той же линии не должны быть более 0.04 S см, где S – длина линии, выраженная в сотнях метров. Допустимая невязка по высоте хода тригонометрического нивелирования не должна превышать величины 0.04 S n м, где S – средняя длина линии, выраженная в сотнях метров, n – число линий в ходе. Привязка к пунктам высотной опорной геодезической сети имеет целью передачи абсолютных отметок на точки съемочного обоснования. Для этого прокладывают нивелирный ход к реперу, отметка которого известна (см. каталог, прил. 1). Обработка результатов геометрического нивелирования начинается с проверки полевого журнала. Вначале подсчитывают полусуммы отcчетов по черной и красной сторонам, для задней и передней реек, затем определяют разность найденных значений и сравнивают ее с суммой средних превышений на данной странице (постраничный контроль). Составляют рабочую схему высотного обоснования по аналогии с рабочей схемой планового обоснования, на которой показывают: средние превышения, знак среднего превышения и направление. По рабочей схеме подсчитывают сумму превышений и вычисляют невязки по формулам:

n

f h = ∑ h – для замкнутого хода,

(14)

f h = ∑ h − (H к − H н ) – для разомкнутого хода,

(15)

1

n

1

опирающегося на точки с известными высотами Подсчитывают допустимые невязки для нивелирных ходов, выполненных методом геометрического нивелирования по формулам: (16) f h доп = ±50 L ( мм) или f h доп = ±10 n ( мм) , где L – длина хода (полигона), выраженная в километрах; n – число станций в ходе. Для тригонометрического нивелирования допустимая невязка определяется по формуле: (17) f h доп = ±0,04S n где

S – средняя длина стороны, выраженная в сотнях метров; n – число сторон в ходе. При допустимых невязках их распределяют поровну на все превышения, после чего вычисляют отметки вершин полигона по формуле: (18) H n = H n −1 + hиспр .

В таблице 6 показан пример ведомости вычисления отметок вершин хода или полигона. Для примера: ∑ hпр = 8.524 , ∑ hтеор = 8.548 , f h = −0.024 мм, f h доп = ±10 9 = ±30 мм, и поправка составляет +3 мм.

Таблица 6 № Превышения вершин измеренные Поправки, ϑ и точек + Репер

Превышения Отметки, исправленные H + -

159.211

№8628 +0.003

0.385

0.388 159.599

7 0.218

+0.003

0.215

3.210

+0.003

3.207

159.384

6

156.177

5 и т. д.

В результате произведенных работ по съемочному плановому и высотному обоснованию должны быть представлены: – схема планово-высотного съемочного обоснования; – кроки точек съемочного обоснования (не менее 3 на бригаду); – журналы измерения углов и линий; – журналы технического нивелирования; – ведомости уравнивания и вычисления координат и высот точек; – каталог координат и высот точек; – пояснительная записка. 3. 4. Тахеометрическая съемка

Тахеометрическую съемку местности выполняют при создании планов небольших участков крупных масштабов на незастроенных территориях и производят с точек основного и диагонального теодолитных ходов. Съемка контуров ситуации и рельефа местности выполняется способом полярных координат. В качестве ориентирной линии принимается одна из сторон теодолитного хода. От этой стороны измеряют полярные углы одним полуприемом, а расстояния до реечных точек измеряют по дальномеру. Работу на станции ведут в следующей последовательности: 1. Устанавливают теодолит в рабочее положение.

2. Измеряют высоту прибора j (с точностью до 0.01 м) и отмечают ее на рейке. 3. Значение место нуля вертикального круга определяют визированием на удаленную, видимую цель при двух положениях круга и снимают соответственно показания КЛ и КП по вертикальному кругу: (19) КЛ + КП – для теодолита типа 2Т30 МО = 2 Определяют МО по трем точкам, колебания не должны превышать одной минуты. 4. Ориентируют лимб по какой-либо стороне теодолитного хода, для чего совмещают нули лимба и алидады и при закрепленной алидаде визируют на твердую точку, закрепляют лимб. Открепив алидаду, можно измерить полярный угол на любую реечную точку. 5. Последовательно визируют на реечные точки и берут отсчеты: по нитяному дальномеру (до 0.1 м), по вертикальному (с точностью до одной минуты) и горизонтальному (с точностью до 5 минут) кругам. Измерения выполняют при левом (одном) положении круга. Результаты наблюдений записывают в тахеометрический журнал, образец которого показан в приложении 7. 6. Одновременно с пикетажным журналом составляют кроки на каждой станции. Кроки – это схематический чертеж, составляемый от руки в произвольном масштабе, на нем показывают точки хода, с которых производится съемка, все пикеты, ситуация, обозначенная пояснительными надписями или условными знаками, а также характерные места рельефа (тальвеги, водоразделы, перегибы, направления скатов и др. (прил. 6). 7. По окончании работы на станции проверяют ориентировку на начальную точку. Расхождение с начальным отсчетом не должно превышать двух минут.

Высотные реечные точки, по возможности, располагают равномерно по всей территории снимаемой местности с расстояниями между ними не более 20 м при масштабе съемки 1:500. Кроме этого, реечные точки устанавливаются обязательно на всех характерных точках рельефа. Расстояние от прибора до высотных точек не должно превышать 120 м, а до контурных – 80 м. Реечные точки нумеруются арабскими цифрами, их номера записывают последовательно от первой до последней станции. Нумерация реечных точек в тахеометрическом журнале и на кроки должна совпадать. В целях контроля и во избежание пропусков («окон») при съемке с каждой станции определяют несколько пикетов, расположенных в полосе перекрытия съемки с других станций. Обработка результатов тахеометрической съемки: 1) проверка вычисления МО ; 2) вычисление углов наклона со станции на реечные точки определяют по одной из этих из формул: (20) ν = КЛ − МО , ν = МО− КП, н = 0.05(КЛ-КП ) ; 3) вычисление превышений со станции на реечные точки производится по формуле: (21) h = 0.5 Д sin 2ν + J − λ , где Д – количество сантиметровых делений рейки между дальномерными штрихами сетки нитей (коэффициент дальномера К = 100); ν – угол наклона измеренной линии; J – высота инструмента; – высота визирования. Если при измерении углы наклона визировать на высоту прибора, то J = λ и h = 0.5 Д sin 2νh' ; 4) вычисление отметок реечных точек по формуле:

(22) H i = H ст + hi , где H ст – отметка станции; hi – превышение на реечную точку. Отметки реечных точек вычисляют с точностью до 0.01 м. 5) вычисление значения горизонтального проложения линии: S = Д ' cos 2 α = Д '− Д ' sin 2 α где Д' – длина, определенная по дальномеру в метрах. Графическое оформление материалов топографической съемки. План тахеометрической съемки составляют в масштабах 1:1000 или 1:1500 с высотой сечения рельефа 0.5 или 1.0 м в зависимости от условий и рельефа местности. Масштаб плана и высоту сечения рельефа устанавливает преподаватель. В приложении 8 показан образец плана тахеометрической съемки. Составление плана выполняют в следующей последовательности: – линейкой Дробышева разбивают координатную сетку и подписывают ее; – с помощью поперечного масштаба и циркуляизмерителя наносят на план по координатам вершины основного и диагонального хода. Правильность нанесения точек проверяют по горизонтальным углам и по горизонтальным расстояниям. Записывают на плане номера вершин и их отметки (до 0.01 м); – наносят на план реечные точки по горизонтальным углам и горизонтальным проложениям линий. Рядом с каждой точкой (справа) записывают в числителе ее номер, а в знаменателе – отметку, округленную до 0.01 м; – проводят на плане горизонтали, производя графическую интерполяцию, по направлениям, указанным в кроки;

– вычерчивание и оформление топографического плана выполняются в соответствии с «Условными знаками для топографических планов в масштабах 1:5000; 1:2000; 1:1000; 1:500». Топографический план вычерчивается тушью. По завершении работ по топографической съемке (тахеометрической) каждая бригада представляет: 1) журнал тахеометрической съемки; 2) кроки, составленные на станциях; 3) план участка местности карандашом в масштабе 1:500. с сечением рельефа горизонталями через 0.5 м; 4) пояснительную записку. 3. 5. Геодезические работы при изысканиях сооружений линейного типа.

В состав работ по изысканию трасс входит: выбор направления, вешение и закрепление прямых участков трассы; разбивка пикетажа, поперечников и «плюсовых» точек и ведение «пикетажного журнала»; производство угловых и линейных измерений; разбивка основных точек кривой; планово-высотная привязка трассы; нивелирование трассы; обработка результатов измерений и графическое оформление. В ходе рекогносцировки решаются вопросы планового и высотного положения трассы на местности, отвечающей всем требованиям технических условий, требующей наименьших затрат на ее строительство и эксплуатацию, и типы закрепления углов поворота на местности. Вершины углов поворота трассы (и прямых участков) закрепляются деревянными столбиками диаметром 20 – 25 см, на которых делается затес в сторону кривой, где указывается номер угла поворота и другие данные. По трассе через каждые 100 м разбивается пикетаж, (один пикет). Кроме пикетных точек, отмечаются в натуре «плюсовые» точки: рельефные – характерные перегибы

рельефа местности и контурные – пересекаемые трассой сооружения, водотоки, границы угодий и т. д.. Пикеты и «плюсовые» точки закрепляют деревянными колышками, забиваемыми вровень с землей. Около колышков забивают сторожки, на которых надписывают номера пикетов или «плюсовых» точек. В местах характерного изменения рельефа, перпендикулярно к трассе в обе стороны от оси, разбивают поперечники, обозначая на них точки перегибов рельефа (по 20 м в обе стороны). Одновременно с разбивкой пикетажа ведут пикетажный журнал, куда примерно в масштабе плана трассы заносят ось линией по середине страницы, подписывают номера пикетов и поперечников, расстояния плюсовых точек, направления углов поворота (стрелкой), сведения о встречающихся грунтах, данные элементов кривой с контролем (напротив соответствующего угла поворота) и зарисовывают ситуацию местности. Пикетажный журнал обычно ведется на миллиметровой бумаге в виде блокнота размером 20х10 см. Запись производится простым карандашом снизу вверх, чтобы правая и левая стороны страницы соответствовали правой и левой сторонам трассы по ходу пикетажа. Образец пикетажного журнала дан в приложении 9. Определение расстояний между вершинами углов поворота, разбивки пикетажа и поперечников выполняют мерной лентой, рулеткой с относительной ошибкой не грубее 1:2000. При углах наклона больше 1.50 вводят поправку наклон в измеряемую линию, со знаком «плюс», так как расстояние между пикетами должно равняться 100 м в горизонтальном проложении. Расстояния до «плюсовых» точек могут быть определены с точностью до 1 дм.

Углы на вершинах поворота трассы измеряют одним полным приемом со средней квадратической ошибкой mβ = 0.5' ' . Значение углов поворота трассы определяется как 0

дополнение до 180 : ϕпр = 1800 − βизм при повороте линии вправо

(23)

ϕ лев = βизм − 1800 при повороте линии влево

Результаты измерения углов записываются в журнал по образцу таблицы 3. Разбивка основных точек кривой. В местах поворота трассы для обеспечения плавного перехода движущегося транспорта с одного направления на другое производят вставки кривых больших радиусов (круговые кривые). Разбивку основных точек кривой выполняют одновременно с разбивкой пикетажа. К основным точкам кривой относятся: ее начало – НК , конец – КК и середина – СК . Определение на местности этих точек производится следующим образом. По углу поворота ϕ и заданному преподавателем радиусу кривой R из таблиц для разбивки круговых кривых выбирают значения главных элементов кривой: « T » – тангенс, « K » – длину кривой, « Б » – биссектрису и « Д » – домер, или могут быть определены по формулам: T = Rtg

ϕ 2

ϕ

; K=R

πϕ 180°

;

− 1) ; Д = 2T − K . 2 Расчет пикетажных значений главных точек кривой выполняют, пользуясь выражениями (для примера приняты следующие значения элементов кривой ВУ = пк 2 + 30.0 ; Т = 34.99 ; К = 67.31 ; Д = 2.66 ): контроль: Б = R(sec

пк ВУ пк 2+ -Т пк НК пк 1+ +К пк КК = пк 2+

30.00 34.99 95.01 67.31 62.32

пк ВУ +Т

пк 2+

пк 2+ -Д пк КК = пк 2+

30.00 34.99 64.99 2.66 62.33

(24)

Начало кривой НК в натуре находят путем откладывания от ближайшего закрепленного пикета расстояния, вычисленного по пикетажному значению. Эту же точку можно получить, если отложить от вершины угла ВУ в обратном направлении величину тангенса ( Т , рис. 6).

Рис. 6 От вершины угла по новому направлению откладывают величину домера Д = 2.66 м. Считается, что эта точка имеет тот же пикетаж, что и вершина угла, т. е. пк 2 + 30.00 . Дальнейшая разбивка пикетажа выполняется в обычном порядке. Конец кривой КК находят в натуре путем откладывания от пк 2 по направлению к пк 3 расстояния

63.32 м. Эту же точку можно найти, если отложить от вершины угла ВУ по новому направлению величину тангенса. Для нахождения на местности точки СК угол β = 1800 − ϕ делят пополам и по этому направлению откладывают длину биссектрисы Б . Значения всех элементов кривой округляют до 0.01 м. Съемка ситуации узкой полосы местности вдоль трассы выполняется любым из способов: прямоугольных координат, полярным, засечек и др., целесообразным в данных конкретных условиях. Съемка производится инструментально в пределах 20 м вправо и влево от трассы, а за пределами 20 м – глазомерно. Плановую и высотную привязку трассы осуществляют путем проложения теодолитных, нивелирных ходов от начального и конечного пикетов трассы к ближайшим пунктам опорной геодезической сети или к точкам планово-высотного съемочного обоснования. Нивелирование трассы производят геометрическим нивелированием способом «из середины». Порядок работы на станции такой же, что и при создании «высотного съемочного обоснования». Закончив нивелирование пикетных (связующих) точек, приступают к нивелированию промежуточных точек, для чего последовательно устанавливают рейку на все «плюсовые» точки. Отсчеты на промежуточных точках берут только по черной стороне рейки и записывают их в нивелирный журнал в графе «промежуточные». После этого переходят с нивелиром на следующую станцию. Обработка результатов измерений выполняется с соблюдением требований, указанных в п. 3 «Высотное съемочное обоснование», а именно, подсчитав превышения между пикетными (связующими) точками на станции, вычисляют среднее значение и их сумму, сравнивают с

допустимой невязкой, если

f доп < f получ , то необходимо

повторить измерения. Ход уравнивают, распределив полученную невязку поровну на каждую станцию, и вычисляют отметки пикетных (связующих) точек. Отметки промежуточных точек находят через отметку горизонта инструмента ГИ по формуле: ГИ = Н Т + а; Н пром = ГИ − в , где

Н Т – отметка точки; а – отчет по рейке, установленной на точке с известной отметкой; Н пром – отметка промежуточной точки;

В – отчет по рейке, установленной на промежуточной точке. Графическое оформление работ включает: 1. Построение продольного профиля трассы в масштабах: горизонтальном – 1:2000. вертикальном – 1:200. 2. Построение поперечных профилей трассы в масштабах: горизонтальном и вертикальном – 1:200. 3. Составление проекта оси будущего сооружения с учетом предельного уклона для данного сооружения и частного баланса земляных работ. После построения на профиле черных отметок пикетных и плюсовых точек приступают к вычислению красных отметок этих точек по формуле: (25) Н k = Н k −1 + h = H k −1 + id , где Н k −1 – отметка исходной точки (красная); Н k – красная отметка любой точки, находящейся на линии данного уклона; d – горизонтальное проложение между начальной и определяемой точками;

i – проектный уклон; h – превышение. Проектную линию вычерчивают на профиле красным цветом. Вычисляют рабочие отметки как разность черных и проектных (красных) отметок. Рабочие отметки насыпей записывают сверху проектной линии, а отметки выемок – снизу. Вычисляют горизонтальное расстояние x до ближайшего пикета или «плюсовой» точки от точки нулевых работ: (26) a⋅d x= , a+b где d – горизонтальное расстояние между смежными точками; a и b – рабочие отметки точек, между которыми располагается точка нулевых работ. По расстоянию x вычисляют отметку точки нулевых работ по формуле (25). В результате завершения работ по изысканиям для сооружения линейного типа каждая бригада представляет: 1) пикетажную книжку; 2) журнал геометрического нивелирования; 3) полевые и вычислительные материалы по планововысотной привязке начала и конца трассы к пунктам геодезической сети; 4) продольный и поперечный профили, вычерченные карандашом, с нанесением элементов кривых, длины прямых вставок. Образец составления профиля дан в приложении 10. 3. 6. Нивелирование поверхности

Нивелирование поверхности выполняется с целью получения топографического плана местности с

относительно равнинным рельефом, поэтому высота сечения рельефа на таких планах принимается 0.25 или 0.5 м. В состав работы по нивелированию поверхности входит: – построение на местности опоры в виде сетки квадратов; – съемка ситуации в масштабе 1:500; – нивелирование вершин квадратов; – высотная привязка; – обработка результатов измерений и графические работы. Построение на местности сетки квадратов. Каждая бригада производит нивелирование поверхности на площади примерно 80х100 м. Для нивелирования поверхности на местности разбивается сетка квадратов со сторонами 10х10 м. Построение сетки квадратов выполняют при помощи теодолита и стальной ленты. Вначале строят внешний прямоугольник или квадрат. Для этого выбирают начальную точку (ее можно совместить с вершиной теодолитного хода), устанавливают над ней теодолит; ориентируют теодолит по какому-либо направлению (можно выбрать направление одной из сторон теодолитного хода); строят прямой угол, на сторонах которого закрепляют вершины основного прямоугольника. При измерении сторон основного прямоугольника через каждые 10 м закрепляют вершины заполняющих квадратов. Аналогичные измерения и построения выполняют на остальных вершинах основного прямоугольника. Вершины заполняющих квадратов прямоугольника находят на пересечении створов, проходящих через соответствующие точки противоположных сторон внешнего прямоугольника.

Нивелирование вершин квадратов производят с 3 – 4 станций. Для этого, в зависимости от условий рельефа, вся площадь прямоугольника распределяется на 3 – 4 участка; вершины квадратов на участке нивелируются с соответствующей станции. Для передачи отметок с одного участка на другой выбирают связующие вершины, которые нивелируют со смежных станций (обязательно по двум сторонам рейки). Все остальные вершины квадратов нивелируют по одной стороне рейки. Результаты нивелирования записывают непосредственно на схему квадратов около соответствующей вершины. На схеме аккуратно показывают, с какой станции нивелировались вершины квадратов и связующие вершины. Образец схемы нивелирования поверхности представлен в приложении 11. Полевым контролем правильности взятия отсчетов является равенство сумм накрест лежащих отсчетов, взятых на связующих вершинах квадрата с двух смежных станций. Расхождение между суммами накрест лежащих отсчетов не должно превышать 5 мм. При допустимых расхождениях переходят на другую станцию. Для получения абсолютных высот вершин квадратов производят высотную привязку к пункту опорной геодезической сети одной из вершин квадратов. При необходимости выполняют плановую привязку вершин основного прямоугольника. Вычислительная и графическая обработка результатов измерений. Обработка результатов нивелирования начинается с подсчета невязки замкнутого нивелирного хода. Порядок вычислений смотрите в пункте «Обработка результатов высотного съемочного обоснования».

Вычисление отметок вершин квадратов производят по горизонту инструмента ГИ . (27) ГИ = H Rp + a где

H1.2 = ГИ − в – отметка исходной точки;

(28)

H Rp ГИ – отметка горизонта инструмента; H1.2 – вершины квадрата; a – отсчет по рейке, установленной на точке с известной отметкой; в – отсчет по рейке, установленной в вершине квадрата. Вычисление отметок вершин квадратов производится в специальной ведомости, образец которой приведен в таблице 7. Таблица 7. Отметки Отметка вершин горизонта № точки Отсчет инструмента квадратов H i (вершины) по рейке H ГИ м м Репер № 1232 160.583 159.351 1.0 1433 159.150 1.1 1482 159.101 1.2 1548 159.035 и т. д.

План нивелирования поверхности участка с изображением рельефа горизонталями составляют на плане участка местности, выполненном ранее. На плане разбивают сетку квадратов, выписывают номера вершин и соответствующие им отметки, округляя до 0.01 м. Горизонтали проводят через 0.25 или 0.5 м, учитывая рельеф местности. Интерполяцию отметок

производят по всем сторонам квадратов и по одной из диагоналей (с большей разностью отметок). После этого план вычерчивается карандашом в соответствии с «Условными знаками для топографических планов масштабов 1:5000. 1:2000.1:1000. 1:500» (М.:, Недра, 1973). Проектирование горизонтальной строительной площадки производится под условием частного баланса земляных работ. Для этого вычисляют проектную (красную) отметку горизонтальной площадки по формуле: (29) h11 + 2∑ h12 + 3∑ h13 + 4∑ h14 ∑ Hk = H0 4n где H 0 – наименьшее из черных отметок (отметка поверхности земли), округленная до 0.01 м; h11 – сумма условных отметок вершин, в которых сходятся по две стороны квадрата; h12 – сумма условных отметок вершин, общих для двух квадратов; h13 и h14 – соответственно суммы условных отметок вершин, общих для трех и четырех смежных квадратов; n – число квадратов. Условные отметки вычисляют по формуле: (30) hусл = H ч − H 0 где

H ч – отметка поверхности земли «черная». Рабочую отметку определяют по формуле: (31) h = Hч − H к где H ч и H к – соответственно черная и красная отметки вершин. Высоту насыпи и выемки подсчитывают по формуле (31). Числовые значения рабочих отметок выписывают на картограмму земляных масс. Определяют положение линии

нулевых работ, – линии пересечения проектной поверхности с топографической. Для этого находят по формуле (26) положение точек нулевых работ для тех сторон квадратов, вершины которых имеют рабочие отметки с противоположными знаками. Объем земляных работ подсчитывают по формулам: а) для земляного тела, основанием которого является квадрат, (32) c2 V = ∑ hi ; 4 б) для земляного тела, основанием которого служит треугольник, (33) S V = ∑ hi 3 где c – сторона квадрата; S – площадь треугольника. Подсчет объема земляных работ ведется в специальной ведомости, образец которой показан в таблице 8. Таблица 8 Ведомость вычисления объемов земляных работ № фигуры

Площадь фигуры, м2

1 2 3 4 5 6 7 8

100.0 44.0 25.0 33.0 100.0 40.0 60.0 20.0 Р = 422

Объем земляных работ, м3 Выемка Насыпь «+» «–» 56.0 4.4 10.0 6.6 73.0 6.0 24.0 5.0

Средняя рабочая отметка, м + 0.56 – 0.10 – 0.40 – 0.20 – 0.73 + 0.15 + 0.40 + 0.25 м3

В

∑V − ∑V H

∑V

В

= 91.0

= + 3 .0

∑V

Н

= 94.0

Значения объемов выемки и насыпи показывают на картограмме земляных масс в границах соответствующих фигур. В результате завершения работ по нивелированию поверхности каждая бригада представляет: 1. Журнал нивелирования вершин квадратов. 2. Журналы полевых измерений по планово-высотной привязке и пунктам опорной геодезической сети. 3. План участка в масштабе 1:500 с сечением рельефа горизонталями через 0.25 м. 4. Схему вершин квадратов с нанесенными на ней черными и рабочими отметками (прил. 11). 5. Ведомость вычисления объемов земляных работ. 6. Вычисление проектной (красной) отметки горизонтальной площадки. 7. Картограммы земляных масс (прил. 12). 3. 7. Инженерно-геодезические задачи

Решение типовых инженерно-геодезических задач является составной частью геодезических работ по вынесению в натуру проекта сооружения или разбивки осей сооружения. Каждая бригада решает следующие наиболее распространенные задачи: 1. Построение на местности угла с заданной: а) с технической точностью, порядка – 1'; б) с повышенной точностью, порядка 10''. 2. Построение на местности проектного расстояния или линии заданной длины. 3. Вынесение на местность точки с заданной проектной отметкой. 4. Построение на местности линии и плоскости заданного уклона.

5. Передача отметки на дно котлована или высокую точку сооружения. 6. Определение высоты удаленного предмета. 7. Проверка вертикальности высотных сооружений. 8. Детальная разбивка круговых кривых. 1. Построение на местности угла с заданной: а) технической точностью. Для этого теодолит устанавливают в рабочее положение в вершине угла (в точке B отрезка BA ), совмещают нуль алидады горизонтального круга с нулем лимба и при закрепленной алидаде визируют на точку A , алидаду открепляют и поворачивают на отсчет, соответствующий заданному углу. По направлению визирной оси трубы на заданном расстоянии выставляют шпильку (вешку), перемещая её до совпадения с вертикальной нитью сетки в точке C1 . Переводят трубу через зенит и повторяют то же действие при другом положении вертикального круга. По направлению визирной оси устанавливают вторую шпильку в точке C2 . Расстояние между двумя точками, полученными при двух положениях вертикального круга, делят пополам и находят искомую точку C0 . Для контроля угол измеряется при двух положениях вертикального круга (рис. 7);

Рис. 7

Рис. 8

б) повышенной точностью. После построения угла с заданной величиной его измеряют несколькими приемами (не менее трех). Измеряют расстояние от вершины угла до точки C0 , вычисляют разность измеренного β изм. и проектного β пр : ∆β = β изм. − β пр . Вычисляют величину отрезка C1 C0 . на который надо переместить точку C в её проектное положение: (34) BC0 ⋅ ∆β ' ' C ' C0 = ρ'' ' ' где ρ = 206265' ' . Перемещая точку C0 перпендикулярно линии BC0 на длину отрезка C1C0 получают на местности заданный проектный угол β пр (рис. 8). Необходимая точность построения угла может быть вычислена по формуле: (35) m mβ = λ ρ ' ' , BC0 где BC0 – расстояние от вершины угла до точки C0 ; mλ – точность измерения перпендикуляра C0C1 . 2. Построение на местности проектного расстояния или линии заданной длины. Задачу выполняют в следующей последовательности: 1) от исходной точки 0 по направлению к точке B откладывают проектное горизонтальное расстояние и колышками закрепляют конечную и начальную точки отрезка (рис. 9); 2) повторно измеряют длину отрезка; 3) измеряют угол наклона с точки O до точки B или определяют превышение между этими точками;

4) вычисляют среднюю длину линии и поправки: за наклон, компарирование, температуру. Поправку за компарирование берут из ведомости обработки результатов компарирования. Поправка за наклон вычисляется по формулам (7) или (8). Поправку за температуру мерного прибора вычисляют по формуле: (36) ∆Lt = αL(t − t 0 ) где α – коэффициент линейного расширения стали, равный 0.000012; L – длина линии;

Рис. 9 5) подсчитывают суммарную поправку по формуле: (37) ∆L = ( L − Lср. ) + ∆Lν + ∆Lt + ∆Lк ;

6) переносят точку B по направлению OB на величину отрезка, равного ∆L . Линию промеряют в двух направлениях и вычисляют относительную погрешность. 3. Вынесение на местность точки с заданной проектной отметкой. Каждая бригада переносит на местность две-три заданные преподавателем проектные отметки. Задача выполняется следующим образом (рис. 10). Устанавливают нивелир примерно посередине между репером с отметкой Н Rp и выносимой точкой. По рейке, установленной на репере, берут отсчет a и вычисляют отметку горизонта инструмента ГИ :

ГИ = Н Rp + a .

(38)

Вычисляют отсчет в , который должен быть на рейке, установленной в точке с проектной отметкой Н пр : (39) в = ГИ − Н пр В точке С (искомой) ставят колышек выше проектной отметки и постепенно его забивают до тех пор, пока отсчет по рейке не будет равен вычисленному – в .

Рис. 10 4. Построение на местности линии и плоскости заданного уклона. С помощью нивелира. В точке C с отметкой H C устанавливают нивелир так, чтобы один из подъемных винтов расположился по направлению CA . От точки C в заданном направлении откладывают горизонтальное расстояние d (рис. 11).

Вычисляют формуле:

проектную

точки

A

по

H А = Н C + id , где Н C – отметка исходной точки C ; i – заданный уклон; d – расстояние от точки C до искомой точки A . Приемом, изложенным в предыдущей задаче, выносят на местность отметку точки A . Измеряют высоту J инструмента и вращением подъемного винта устанавливают среднюю горизонтальную нить сетки на отсчет, равный J , по рейке, расположенной в точке A . После этого в точках a1 , a2 и т. д. забивают колышки так, чтобы отсчеты по рейке, установленной на эти колышки, равнялись высоте инструмента. С помощью теодолита. Теодолит устанавливают в рабочее положение над точкой A (рис. 12). Зрительную трубу ставят в такое положение, чтобы отсчет по вертикальному кругу соответствовал заданному уклону (с учетом МО вертикального круга). После этого в точках a1 , a2 и т. д. забивают колышки так, чтобы визирная ось трубы проходила через метку высоты инструмента на вешке, устанавливаемой на колышках.

Рис. 12 Рис. 11

отметку

Ниже приводится таблица связи уклонов и углов наклона. Таблица 9 Уклон 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010

Угол наклона 00 06'52'' 0 13 45 0 20 38 0 27 30 0 34 23

Уклон 0.012 0.014 0.016 0.018 0.020

Угол наклона 00 41'15'' 0 48 08 0 55 00 1 01 53 1 08 46

Уклон 0.030 0.040 0.050 0.060 0.070

Угол наклона 10 43' 06'' 2 17 26 2 51 45 3 26 01 4 00 15

5. Передача отметки на дно котлована или высокую точку сооружения. Решением задачи предусматривается передача отметки с одного горизонта на другой, когда разность высот превышает длину рейки (рис. 13). В этом случае применяют стальные рулетки или ленты с подвешенным грузом. На краю котлована подвешивают рулетку с помощью кронштейна, внизу к рулетке прикрепляют груз. Рейки устанавливают на репере и колышке, забитом на дне котлована. Нивелирование выполняют, как правило, двумя нивелирами, один из которых устанавливают на дне котлована, а другой – на исходном горизонте. Отсчеты на рулетке берутся по нивелирам одновременно двумя наблюдателями. Рулетка во время снятия отсчетов должна быть неподвижна. Отметка точки на дне котлована вычисляется по формуле: (40) Н к = Н реп + а − (с − в ) − п

Рис. 13 6. Определение высоты удаленного сооружения. Для решения этой задачи необходимо вначале определить расстояние от центра прибора до центра сооружения, а затем найти высоту самого сооружения. С этой целью на местности разбивают (измеряют) базис в = AB . В точках A и B последовательно устанавливают теодолит и измеряют горизонтальные углы β 1 и β 2 – одним полным приемом. Одновременно с этим измеряют вертикальные углы в точке A – ν 1 и ν 2 , а в точке B – ν 11 и ν 12 , визируя верх и низ сооружения, высота которого определяется (рис. 14).

(44)  d  ∆h = h1 − h2 = ± 6 см ,  100  где d – расстояние в метрах от точек А и В до сооружения. Студенты решают данную задачу с использованием двух базисов. 7. Проверка вертикальности высотных сооружений. Задача может решаться в двух вариантах: а) центры верхней части сооружения (точка c ) и нижней части (точка к ) – четко обозначены. Рисунок к этому варианту дан на рисунке 15; б) центры верха и низа сооружения не имеют четкого обозначения (рис. 16). Рис. 14 Вертикальные углы ν рассматривают алгебраически, т. е. угол повышения сопровождают знаком плюс, а угол понижения – знаком минус. По измеренным горизонтальным углам β 1 и β 2 , а также базису вычисляют расстояния от инструмента до сооружения по формулам: (41) sin β 2 sin β d1 = в ; d2 = в . sin( β1 + β 2 ) sin( β1 + β 2 ) После этого вычисляют высоту сооружения по формулам: (42) h1 = d1 (tgν 1 + tgν 2 ) ; h2 = d 2 (tgν 11 + tgν 21 ) ; (43) h +h h= 1 2 . 2 Расхождение между h1 и h2 не должно превышать величины

Рис. 15 В первом варианте вертикальность сооружения проверяется теодолитом, установлены в точках А и Б во взаимно перпендикулярных направлениях, как это показано на рисунке 15. После приведения теодолита в

рабочее положение визируют на точку c и проецируют ее на нижнюю часть сооружения, отмечая проекцию точки со штрихом. Проектирование выполняют при двух положениях вертикального круга. Среднее положение проекции центра верха сооружения закрепляют штрихом или шпилькой. Измеряют расстояние λ между центром низа сооружения – точкой к и центром проекции – точкой c' . Расстояние λ измеряют с точностью до 0.001 м.

Рис. 16 Угловую величину крена можно подсчитать по формуле:

(45) λ ρ'' , h где h – высота сооружения; ρ ' ' = 206265' ' . При втором варианте проекции оси верхней и нижней частей сооружения находят следующим образом. Теодолит устанавливают в точке А , как это показано на рисунке 16. Измеряют двумя приемами горизонтальный угол α между правым и левым краями верха сооружения. При этом не изменяют установку зрительной трубы по высоте. Находят отсчет на горизонтальном круге и проектируют визирном лучом на низ сооружения, отмечают точку с1 – проекцию оси верха сооружения. Измеряют несколькими приемами горизонтальный угол β между правым и левым краями низа сооружения. Устанавливают на горизонтальном круге отсчет, соответствующий половинному значению измеренного горизонтального угла. По направлению визирного луча отмечают точку к – проекцию оси низа сооружения. Расстояние λ между точками с1 и к – линейная величина отклонения от вертикали. Угловую величину крена можно определить по формуле (45). Как и в первом варианте, работа должна выполняться в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. 8. Детальная разбивка круговых кривых. Детальная разбивка круговых кривых производится с целью определения на местности промежуточных точек А1 , А2 , А3 , … Аn , располагающихся на кривой К . В зависимости от местных условий детальную разбивку кривой выполняют способами: а) прямоугольных координат; б) продолженных хорд; в) полярных координат и углов.

ϕ'' =

По заданию преподавателя каждая бригада осуществляет детальную разбивку не менее чем двумя способами. Способ прямоугольных координат. За начало системы координат принимают точки НК и КК . Разбивку осуществляют с этих двух точек к середине кривой. За ось абсцисс Х принимают линии тангенсов, за ось ординат Y – перпендикуляры, опущенные с промежуточных точек А1 , А2 , А3 , … Аn , на линии тангенсов.

Значения прямоугольных координат можно определить по ист.: Н.А. Миткин «Таблицам для разбивки кривых на автомобильных дорогах». После нахождения прямоугольных координат для промежуточных точек приступают к определению местоположения этих точек на местности. Для этого от точек НК и КК лентой откладывают по линии тангенсов абсциссы точек Х 1 , Х 2 , Х 3 … и т. д. В полученных точках восстанавливают перпендикуляры и к линии тангенсов и лентой откладывают ординаты тех же точек Y1 , Y2 , Y3 …, и т. д. Полученные на местности точки закрепляют колышками. Рисунок к этому способу разбивки кривой см. на рисунке 17. Способ продолженных хорд. В этом способе основными параметрами являются величины крайнего Y0 и промежуточного Y перемещений и длина хорды S .

Рис. 17 Положение промежуточных точек определяют по значениям прямоугольных координат, вычисленных по формулам: ϕ Y1 = 2 R sin 2 ; X 1 = R sin ϕ ; 2 X 2 = R sin 2ϕ ;

X 3 = R sin 3ϕ ;

Y2 = 2 R sin 2 ϕ ; 3ϕ и т. д. Y3 = 2 R sin 2 2

(46)

Рис. 18

Значения Y0 и Y можно вычислить по формулам: S S2 (47) Y= ; , 2H R или определить по таблицам круговых кривых. Для наиболее распространенных значений радиусов и хорд ниже приводится таблица величин Y0 и Y (табл. 10). Разбивка круговых кривых производится по хордам длиной 5. 10. 20 м. Положение первой точки A1 определяется так же, как и в способе прямоугольных координат или линейной засечки, получаемой отрезками НК − A1 = S и A1 − X 1 = Y0 – крайнее перемещение. Полученную точку A1 закрепляют колышком. Для определения точки A2 на продолжении хорды HK – A1 от точки A1 лентой откладывают отрезок, равный длине хорды S . Из конечной точки этого отрезка смещают ленту на величину Y – промежуточного перемещения и т. д. (рис. 18). Способ продолженных хорд применяется на местности с ограниченной видимостью. Способ полярных координат или углов. При этом способе разбивки промежуточные точки A1 , A2 , A3 , … An получают путем построения углов (теодолитом) в точках HK или KK и откладывания отрезков, равных длине хорды. Y0 =

Рис. 19 Величина угла ϕ формуле: sin где

ϕ

2

может быть вычислена по =

(48)

S , 2R

S – длина хорды.

Таблица 10 Радиус R, м

Хорда S, м

Перемещение крайн. промежут. Y , м Y0 ,

1

2 5

м 3 0.25

10 5

Перемещение крайн. промежут. Y , м Y0 ,

Угол

Радиус R, м

Хорда S, м

4 0.50

5 5044’

1

2 10

м 3 0.29

4 0.57

5 3016’

1.00

2.00

20

1.15

2.29

6 33

0.21

0.42

11 29 4 46

10

0.25

0.50

2 52

20

1.00

2.00

5 44

α

50

Угол

α

175

60

200 10

0.84

1.67

9 34

5

0.17

0.33

3 49

75

10

0.20

0.40

2 18

20

0.80

1.60

4 35

красным цветом. На этом же листе показывают исходные данные, результаты измерений и вычислений.

10

0.17

0.33

1054’

3. 8. Геодезические разбивочные работы

20

0.67

1.33

3 49

10

0.14

0.29

1 38

20 10

0.57 0.12

1.14 0.25

3 16 1 26

20

0.50

1.00

2 52

250 10

0.67

1.33

7 38

10

0.50

1.00

5044’

100

300 20

2.00

4.00

10

0.40

0.80

11 29 4 35 350

20 10

1.60 0.33

3.20 0.66

9 10 3 49

20

1.33

2.66

7 38

400

Порядок работы при данном способе разбивки следующий. Устанавливают в точке НК теодолит, ориентируют его по точке ВУ (вершина угла), закрепляют лимб. Открепив алидаду, поворачивают ее на угол

ϕ

. Конец 2 мерной ленты совмещают с точкой НК , направляют ленту вдоль визирного луча и откладывают отрезок, равный длине хорды. Полученную точку А1 закрепляют колышком. Далее трубу устанавливают по отсчету, равному углу ϕ , совмещают начало мерной ленты с точкой А1 и отрезок ленты, равный длине хорды S , поворачивают до пересечения с линией визирования. Полученную точку А2 закрепляют колышком. Таким же образом получают и остальные точки кривой. В таблице 11 приводятся значения углов ϕ для различных R при длине хорды S = 10 м. Данный способ разбивки кривой см. на рисунке 13. Графическое оформление инженерно-геодезических задач. Каждая задача выполняется на отдельном листе чертежной бумаги формата А-4. в произвольном масштабе. Образец оформления см. в приложении 13. Все рисунки делаются карандашом с выделением различными цветами основных элементов задачи. Проектные данные наносят

Геодезические разбивочные работы, или перенесение в натуру главных осей зданий и сооружений, производятся от красных линий, от строительных сеток, от специально проложенных теодолитных ходов или от существующих капитальных зданий. По заданию преподавателя каждая бригада выполняет перенесение главных осей сооружения, используя способ полярных координат от точек ранее проложенного теодолитного хода. В способе полярных координат за исходные данные принимают: а) значения координат точек теодолитного хода; б) значения координат характерных точек сооружения (выдается преподавателем). Таблица 11 R=50 стрелка=0.251 Кривая Угол 10.01 5044’21’’ 20.02 11 28 42 30.03 17 13 03 40.05 22 57 24 50.06 28 41 45 60.01 34 26 06 70.08 40 10 27 80.09 45 54 48 R=150 стрелка=0.071 Кривая Угол 10.00 1054’37’’ 20.00 3 49 14 30.00 5 43 50 40.01 7 38 27 50.01 9 33 04 60.01 11 27 41 70.01 13 22 17 80.01 15 16 54

R=75 стрелка=0.167 Кривая Угол 10.01 3049’21’’ 20.01 7 38 42 30.02 11 28 04 40.03 15 17 25 50.04 19 06 46 60.04 22 56 07 70.05 26 45 28 80.08 30 34 50 R=175 стрелка 0.083 Кривая Угол 10.00 1038’14’’ 20.00 3 16 28 30.00 4 54 42 40.01 6 32 56 50.01 8 11 10 60.01 9 49 24 70.01 11 27 39 80.01 13 05 53

R=100 стрелка=0.125 Кривая Угол 10.00 2051’58’’ 20.01 5 43 55 30.01 8 35 53 40.02 11 27 50 50.02 14 19 48 60.03 17 11 45 70.03 20 03 43 80.03 22 55 40 R=200 стрелка=0.063 Кривая Угол 10.00 1025’57’’ 20.00 2 51 54 30.00 4 17 51 40.00 5 43 49 50.00 7 09 46 60.00 8 35 43 70.00 10 01 40 80.01 11 27 37

R=125 стрелка=0.100 Кривая Угол 10.00 2017’33’’ 20.00 4 35 06 30.01 6 52 38 40.01 9 10 11 50.01 11 27 44 60.01 13 45 17 70.02 16 02 50 80.02 18 20 22 R=250 стрелка=0.050 Кривая Угол 10.00 1008’46’’ 20.00 2 17 31 30.00 3 26 17 40.00 4 35 03 50.00 5 43 48 60.00 6 52 33 70.00 8 01 19 80.00 9 10 05

Для перенесения главных осей сооружения указанным способом необходимо определить горизонтальные углы между твердым направлением на определяемую точку местности. Кроме этого, определяют расстояние от точки теодолитного хода до искомой точки.

Рис. 20 С этой целью решают обратные геодезические задачи по формулам: ∆Y tgα (1− A) = 1 ∆Х 1 ; (49) ∆Y2 tgα (1− Б ) = ∆Х 2 ∆х1 = х А − x1  ∆у1 = у А − у1  , ∆х2 = х Б − х П  ∆у 2 = у Б − у П  ∆х1 ∆у1 ; ; d1 = d1 = cos α (1− A) sin α (1− А)

(50)

(51)

∆х2 ∆у 2 ; . d2 = sin α ( П − Б ) cos α ( П − Б ) Контролем правильности вычислений является сходимость значений расстояний, полученных по приращениям ∆x и ∆y . Углы β1 и β 2 можно определить по формулам: β1 = α (1− П ) − α (1− А) ; β 2 = α ( П − Б ) − α ( П −1) . (52) После этого в точках I и II устанавливают теодолит и строят на местности углы β1 и β 2 , по направлению визирной линии откладывают расстояния d1 и d 2 . Для контроля на местности измеряют расстояние А Б и сравнивают с проектным или с расстоянием, вычисленным по координатам точек А и Б . В результате выполнения разбивочных работ бригада представляет: а) разбивочный чертеж, вычерченный на чертежной бумаге формата А-4; б) ведомость решения обратных геодезических задач; в) результаты контрольных промеров. d2 =

3. 9. Подготовка приборов и материалов по геодезической практике к сдаче

После окончания полевых работ все приборы и принадлежности должны быть подготовлены к сдаче в геокамеру кафедры. Для этого необходимо все приборы тщательно очистить от грязи, влаги и ржавчины, а также укладочные ящики, мерные ленты и рулетки, наконечники штативов, вех и реек. Собранные и упакованные приборы сдаются заведующему лабораторией, после чего бригада получает справку о сдаче комплекта инструментов. Без наличия справки бригада не допускается к зачету.

Полевые и камеральные материалы по геодезической практике, указанные в соответствующих разделах настоящего пособия, представляются преподавателю. На представляемый материал составляется опись. Опись, табель посещений, составленный и подписанный бригадиром и преподавателем, справка о сдаче инструментов, материалы по практике подшиваются в папку. Образец оформления титульного листа см. в приложении 14.

Список рекомендуемой литературы

1. Клюшин Е.Б., Киселев М.И., Михелев Д.Ш. и др; Под ред. Михелева Д. Ш.. Инженерная геодезия. – М.: Высшая школа, 2000. 2. Кулешов Д.А, Стрельников Г.Е. Инженерная геодезия для строителей. – М.: Недра, 1990. 3. Нестеренок М.С. Инженерная геодезия. – Минск: Высшая школа, 1986. Р.Н. Геодезия с основами 4. Скогорева геоинформатики. – М.: Высшая школа, 1999. 5. Лукьянов В.Ф., Новак В.Е., Борисов Н.Н. и др. Лабораторный практикум по инженерной геодезии. – М.: Недра, 1990. Т.И. Геодезическое обеспечение 6. Хаметов проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений. – М.: АСВ, 2002. 7. СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. 8. СП 11-02-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства. 9. Дамдинова Д.Ш. Решение инженерных задач по топографическим картам и планам: Методическое указание для выполнения самостоятельной работы. Улан-Удэ, Издво ВСГТУ, 2002. Д.Ш. Инженерно-геодезические 10. Дамдинова расчеты при вертикальной планировке: Методическое указание для выполнения самостоятельной работы. УланУдэ, Изд-во ВСГТУ, 2002. Д.Ш. Безопасное производство 11. Дамдинова инженерно-геодезических работ на строительных площадках. Правила обращения с геодезическими приборами: Методическое указание к выполнению лабораторных работ. Улан-Удэ, Изд-во ВСГТУ, 2001.

Приложение 1 Схема пунктов геодезической основы учебного полигона

Приложение 2 Правила обращения с геодезическими приборами

Геодезические приборы требуют бережного и аккуратного обращения. Небрежность или неосторожность в обращении с приборами может привести к повреждению прибора и сделать его непригодными для работы. Качество работы инструментов и срок их службы зависит от аккуратности работы с ними и ухода. Поэтому при производстве полевых работ необходимо строго соблюдать следующие правила:

Каталог координат и высот закрепленных точек

1.Оберегать приборы от ударов и сотрясений. Перед тем, как вынуть прибор из укладочного ящика и перед укладкой его в ящик, следует изучить расположение частей в соответствующие гнезда, способы закрепления их зажимами, после чего не применяя излишних усилий вынуть прибор из ящика или уложить его на место. При укладке теодолита в металлический футляр предварительно совмещают все имеющие на приборе и футляре красные метки. 2.Прибор следует брать только за основные подставки. При установке на штатив немедленно закрепить прибор становым винтом. 3. Закрепительные винты отдельных деталей (алидады, лимба и др.) должны зажиматься без излишних усилий. 4.Запрещается прилагать большое усилие при вращении какой-либо части приборов, необходимо выяснить и устранить причину, вызывающую затруднения. В первую очередь убедитесь в том, что открепление соответствующие зажимные винты. 5.Винты вращают плавно, без особых усилий, чтобы не повредить резьбу.

6.При работе исправительными винтами необходимо соблюдать особую осторожность во избежание поломки и срыва резьбы в гнездах. 7.Инструменты следует оберегать от пыли и сырости, в случае дождя инструмент укладывают в упаковочный ящик, а при кратковременном дожде – защищают зонтом или чехлом. 8.Оптика должна строго предохраняться от повреждений. Не разрешается касаться линз пальцами, так как это больше загрязняет оптику, чем осевшая пыль. 9.Нельзя прислонять штатив с прикрепленным инструментом к стене, забору, дереву и т.д., а также класть на землю. 10.При переноске прибора с одной станции на другую штатив следует держать отвесно; трубу нужно опустить вниз и все закрепительные винты зажать. 11.К прибору нельзя допускать посторонних и запрещается его оставлять без присмотра. 12.После работы прибор надо протереть чистой мягкой материей. 13.При разматывании мерной лентой или рулетки к работе с ними не допускается образования петель. После работы ленту следует насухо протереть. 14.Рейки и вешки нельзя бросать на землю; нельзя так же применять их для переноски приборов. 15.При пользовании мерными лентами следует помнить, что они изготовлены хрупкой сталью и легко могут быть порваны. Поэтому, развертывая ленту, необходимо следить, чтобы не образовались кольца и петли; при их возникновении ленту расправляют, не растягивая, чтобы избежать поломки.

Приложение 3 Условие трудового распорядка во время работы на полигоне и техника безопасности при производстве геодезических работ Учебная геодезическая практика проходит на острове Богородском под открытым небом. Учебной частью университета начало рабочего дня установлено с 9 часов с двухчасовым обеденным перерывом. Продолжительность работы – 6 академических часов. Распоряжения и указания бригадира являются обязательными для каждого студента, проходящего практику. В целях правильной организации трудового дня, успешного освоения и выполнения видов работ, предусмотренных в программе, сохранения здоровья всех студентов запрещается: -опоздание и самовольный уход с работы; -распитие спиртных напитков; -работать в солнечную погоду без головного убора, ходить босиком; -ложиться на сырую землю; -пользоваться водоемами, попутным транспортом; -подниматься на площадку геодезических знаков; -работать под линией высокого напряжения, а также на проезжей части и автомобильных и железных дорогах. Необходимо соблюдать: -личную гигиену; -чистоту территории; -правило противопожарной безопасности. В общественных местах необходимо вести себя вежливо, дружелюбно, бережливо относиться к окружающей среде, не допускать порчи деревьев, кустарников, метеорологические условия умело сочетать для выполнения полевых и камеральных работ.

Приложение 4

Приложение 5

Образец ведомости вычисления координат

Схема планового съемочного обоснования

Приложение 6

Приложение 7

Образец тахеометрического журнала

Кроки тахеометрического журнала

Кроки составил студент В.Г. Петров, бригада №11

Приложение 8 Образец плана тахеометрической съемки

Приложение 9 Образец пикетажного журнала

Масштаб 1:500 В1сантиметре 5м Высота сечения рельефа 0,5м План ориентирован по дирекционному направлению План составил студент В.Г. Петров, бригада №11 Журнал составил студент В.Г. Петров, бригада №11

Приложение 11

Приложение 10

Схема нивелирования поверхности

Образец составления профиля 6/0

1/0

6/1

1/1

6/2

1/2

6/3

1/3

6/4

1/4

6/5

1/5

Условные обозначения: Наблюдения на «связующие» точки. Наблюдения на промежуточные точки. Профиль составил студент В.Г. Петров, бригада №11

Схему составил студент В.Г. Петров, бригада №11

Приложение 12 Картограмма земляных масс

Приложение 13 Решения инженерно-геодезических задач

Условные обозначения: Насыпь – желтым цветом. Выемка – красным цветом. Линия нулевых работ. Картограмму составил студент В.Г. Петров, бригада №11

Работу выполнила бригада №11

Приложение 14 Образец оформления титульного листа Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Восточно-Сибирский Государственный технологический университет Кафедра «Промышленное и гражданское строительство»

ОТЧЕТ ПО ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

Бригада № ___ гр. _______ Состав бригады:_________ _______________________ Проверил: ______________

Улан-Удэ 200_

Содержание 1. Цель и задачи практики 2. Организация полевой учебной практики 2. 1. Общие положения 2. 2. Организация практики 2. 3. Материальное обеспечение 2. 4. Объем, продолжительность и виды работ 3. Указания к выполнению отдельных видов работ 3. 1. Получение инструментов, выполнение поверок и пробных измерений 3. 2. Плановое съемочное обоснование 3. 3. Высотное съемочное обоснование 3. 4. Тахеометрическая съемка 3. 5. Геодезические работы при изысканиях сооружений линейного типа 3. 6. Нивелирование поверхности 3. 7. Инженерно-геодезические задачи 1. Построение на местности угла с заданной технической точностью 2. Построение на местности проектного расстояния или линии заданной длины 3. Вынесение на местность точки с заданной проектной отметкой 4. Построение на местности линии и плоскости заданного уклона 5. Передача отметки на дно котлована или высокую точку сооружения 6. Определение высоты удаленного сооружения 7. Проверка вертикальности высотных сооружений 8. Детальная разбивка круговых кривых 3. 8. Геодезические разбивочные работы 3. 9. Подготовка приборов и материалов по геодезической практике к сдаче Список рекомендуемой литературы

3

Приложение 1 Приложение 2 Приложение 3 Приложение 4 Приложение 5 Приложение 6 Приложение 7 Приложение 8 Приложение 9 Приложение 10 Приложение 11 Приложение 12 Приложение 13 Приложение 14

Подписано в печать 18.11.2005 г. Формат 60×84 1/16. Усл. п. л. 5,34, Уч.-изд.л. 5,0 Тираж 102. Заказ № 235. ________________________________________________________ Издательство ВСГТУ 670013 г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40 в

Ключевые слова:

Практика по геодезии Нивелирование Планово-высотное обоснование Инженерные задачи Трассирование Топографическая съемка