Геодезическое спровождение строительства

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО

 ОБРАЗОВАНИЮ  РФ

 

 

 

УГЛТУ

 

 

 

Кафедра: транспорта и дорожного строительства

Курсовая работа по: «Инженерной  геодезии»

 

 

 

 

 

Выполнил:

  

Факультет:

Заочный

Специальность:

250401

Шифр:

  

Проверил:

  

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2008

    1. Выбор направления и ориентирование трассы.

На топографической  карте намечаются точки (НТ) – начало трассы проектируемой автодороги. От начала трассы наносят ось автодороги протяженностью 2 км.

Необходимо наметить не менее 2-х поворотов в любые  стороны от общего направления трассы. Места расположения вершин углов поворота (ВУП) следует выбирать так, чтобы они разбивали трассу примерно на равные части.

Затем измеряют транспортиром  дирекционный угол первого прямолинейного участка трассы (из НТ) – горизонтальный угол, измеряемый от положительного направления оси Х по ходу часовой стрелки до первого прямолинейного отрезка трассы между НТ м УП1:

нач = 44°00'

Углы поворота трассы – горизонтальные углы между продолжением предыдущего направления и следующим  направлением – измеряют также транспортиром.

Первый угол поворота

1 левый = 46°00'

Второй угол поворота

2 левый = 34°00'

Дирекционные углы ( i ) последующих прямолинейных участков трассы вычисляются с использованием дирекционных углов предыдущих участков ( i) и углов поворота трассы по формулам:

i =

i- 1  +
левый

i =
i- 1  -
левый

Дирекционные углы последующих  направлений равны:

дирекционный угол 2 линии ВУ1 –ВУ2:

                                2 = нач - 1 левый =44°00' - 46°00'=358°00'

 

 

Дирекционный угол кон линии ВУ2 – КТ (конечный)

кон = 
2 -
2 лев =358°00'-34°00'=324°00'

 

По дирекционным углам  всех прямолинейных участков трассы вычисляют их румбы. Румб ( r ) – это  горизонтальный острый угол, отсчитываемый  от ближайшего направления оси Х  до ориентируемого направления

Связь между дирекционными  углами и румбами направлений

Четверть

Дирекционный  угол, a, град

Румб,

r, град

Номер

Название

1

СВ

0-90°

r = a

2

ЮВ

90-180°

r = 180° - a

3

ЮЗ

180-270°

r = a - 180°

4

СЗ

270-360°

r = 360° - a


 

В моем примере:

нач =44°00'

  r нач = 44°00'

2  =358°00'

  r 2   =2°00'

кон =324°00'

  r   кон =36°00'

Значения измеренных и вычисленных углов записываются в ведомость прямых и кривых

2. Определение основных элементов  круговых кривых.

Курсовая работа предусматривает  выполнение закруглений на поворотах трассы с помощью круговых кривых (КК), т. е. кривых постоянных радиусов (R).

Основными элементами круговых кривых являются:

Т- тангенс, расстояние от вершины  угла (ВУ) поворота, до начала НКК или  конца ККК круговой кривой, м;

К – кривая, длина круговой кривой от НКК до ККК, м;

Б – биссектриса, расстояние от ВУ до точки «середина круговой кривой» (СКК) по биссектрисе горизонтального  угла между прямыми смежными участками трассы, м;

Д – домер, величина, показывающая, на сколько длина двух тангенсов (2Т) больше длины кривой (К), м;

Размеры основных элементов круговой кривой зависят от величины радиуса ( R ) круговой кривой и угла поворота ( ).

В моем примере для  первого закругления с углом  поворота 1 левый = 46°00'  выбран радиус 300 м,  а для второго закругления с углом поворота 2 левый = 34°00' выбран радиус 400 м.

Основные элементы круговой кривой определяются по таблицам или рассчитываются по формулам:

Т =  R tg /(

/2);

К = П R

/180°;

Б = R (1/ cos

/2 – 1);

Д = 2Т – К.

Если основные элементы кривых определялись по таблицам, то правильность определения указанных элементов проверяют по формуле:

Д= 2Т – К.

В моем примере основные элементы круговых кривых имеют следующие  значения:

Первое закругление:

Второе закругление:

  • 1 левый = 46°00', 300 м.
  • 2 левый = 34°00',  400 м.

Т = 127,34

Т = 122,29

К = 240,85

К = 237,36

Д =  13,83

Д = 7,22

Б = 21,91

Б = 18,28

Контроль:

Контроль:

2Т – К = Д.

2Т – К = Д.

(2*127,34) – 240,85= 13,83

(2* 122,29 ) – 237,36 = 7,22


 

Все вычисления выполняются с точностью ± 0,01 м.

3. Разбивка пикетов  (ПК), определение пикетажных положений  точек, длин прямых вставок  и расстояний между вершинами  углов поворота.

Разбивка пикетов (ПК) заключается в последовательном откладывании стометровых отрезков вдоль оси трассы в горизонтальном положении с учетом масштаба карты. Так как проектирование автодороги осуществляется по карте М 1:10000, то стометровому отрезку местности будет соответствовать отрезок плана длиной в 1 см.

Счет пикетов ведут  от точки НТ (начало трассы) принимая ее за ПК0. Конец первого сантиметрового отрезка обозначают ПК1 , второго участка ПК2 и т. д. При такой нумерации номеров ПК будет соответствовать числу сотен метров от НТ до данного ПК. Таким образом, расстояние от точки НТ до ПК1 будет равно 100 м, до ПК2 – 200 м. Пикетажное выражение ПК1 и 2 будет иметь вид ПК1 + 00 и ПК2 + 00.

При разбивке пикетов  также отмечают точками характерные  места трассы, не совпадающие с  пикетами: перегибы поверхности земли, места расположения поперечников и  вершин углов поворота, начало и конец закруглений и т.п. В этих точках, называемых плюсовыми, пишут номер предыдущего пикета и расстояние от него до плюсовой точки (6 +60). Таким образом, устанавливают пикетажное положение всех плюсовых точек, вершин углов поворотов и главных точек кривых.

Разбивка пикетов ведется  по створу прямолинейных участков трассы поэтапно: от НТ до ВУП 1, от ВУП 1 до ВУП 2 и т.д.

Так как длина двух тангенсов больше длины кривой на величину домера, то правильное пикетажное положение любой точки трассы на прямолинейных участках за вершинами углов поворота можно получить только при вычитании из пикетажного значения вершины угла поворота.

Практически величина домера откладывается за вершиной угла поворота в створе следующего прямолинейного участка трассы. Дальнейшая разбивка пикетов от конца домерного отрезка до вершины следующего угла поворота выполняется обычными измерениями. За вершиной следующего угла поворота откладывается величина соответствующего ему домера, а за ним – недостающее расстояние до следующего пикета.

При разбивке пикетов  на трассе у точки НТ на карте  подписывают ПК0, накладывают линейку  нулем в эту точку, направляют ее по линии ВУП1 и делают на карте  отметки через 1 см, подписывая их последовательно  ПК1, ПК2 и т. д. до ВУП1 = ПК6 +60 м.

Далее от ВУП1 линии ВУП2 откладывают величину Д 1 =13,83 м, от конца домерного отрезка откладывают 20 м (2 мм), недостающие до полного пикетного расстояния, и подписывают ПК9. Передвигают нуль линейки в т. ПК9 и от нее от линии ВУП1- ВУП2 делают на карте метки через 1 см, подписывая их последовательно ПК7, ПК8 и т. д. вплоть до ВУП2 = ПК14 + 40.

От ВУП2 по линии до КТ откладывают величину домера Д 2 =7,22 , от нее по линии до КТ через 1 см делают на карте метки, подписывая их последовательно ПК15, ПК16 и т. д. до конечного ПК20 (КТ).

Далее выполняется расчет пикетажного положения главных  точек круговых кривых на каждом повороте с использованием основных элементов  круговых кривых:

НКК = ВУП – Т

ККК = НКК + К

СК = НК + К/2

        Контроль: ККК=ВУП+Т-Д

СК= КК- К/2

ВУП1   =  ПК  6           +60

ВУП2   =  ПК  114            +40

-Т 1                                -172,34

-Т 2        =                      -122,29

НКК 1   =  ПК  5            +32,66

НКК 2    =  ПК  13           +17,71

+К 1      =   2           +40,85

+К 2      =          2           +37,36

ККК 1     =   ПК  7          +73,51

ККК 2     =   ПК  15          +55,07

Контроль:

Контроль:

ВУП 1   =  ПК 6          +60

ВУП2   =  ПК  14            +40

+Т 1                                 +127,34

+Т 2        =                       +122,29

ПК7          +87,34

ПК  15          +62,29

-Д 1       =                           13,83

-Д 2          -7,22

ККК 1      =   ПК 7          +73,51

ККК 2         =    ПК  15          +55,07

НКК 1    =  ПК  5           +32,66

НКК 2     =     ПК  13          +17,71

+К/2      =                       +120,425

+К/2       =                        +118,68

СКК 1     =   ПК6            +53,08

СКК 2     =      ПК  14         +36,39

Контроль:

Контроль:

ККК 1      =   ПК  7          +73,51

ККК 2         =    ПК  15          +55,07

-К/2       =                      -120,425

-К/2       =                   -118,68

СКК      =   ПК6           + 58,08

СКК 2     =      ПК  14         +36,39


 

По результатам расчетов главные точки кривых находят и закрепляют на трассе.

Точки НКК и ККК  находят по их пикетажному положению. Например НКК 1  = ПК5 +32,66 можно найти, отложив от ПК5 отрезок 32,66 м..

Для определения точки  ККК 1 =ПК7 +73,51 от ПК7 вдоль трассы откладываем расстояние 73,51 м.

 

Середину кривой СКК  находят, разделив при помощи транспортира угол НКК –ВУП – ККК пополам  и отложив на его биссектрисе  от вершины угла поворота величину соответствующей биссектрисы Б.

Прямые вставки Р  вычисляют по следующим выражениям:

Р  1 = ВУП 1 –Т 1 = НК 1 ;

Р  2 = НКК 2- ККК 1;

Р  3 =КТ  - ККК 2.

Р  1 = 532,66 ;

Р  2 = 544,2 ;

Р  3 = 444,93.

  • Р =                                              1521,78

Расстояние между вершинами  углов поворота S будут определятся по формулам:

S 1 = Р 1 + Т 1 = ВУП 1;

S 2 = Т 1 + Р 2 +Т2 = ВУП 2 – ВУП 1 +Д 1;

S 3 = Т 2 +Р 3 = КТ – ВУП 2 + Д 2.

S 1 = 660 м.

S 2 = 793,83 м

S 3 =567,22 м

  • S = 2021,05м.

Для контроля вычислений длины трассы используют формулы:

КТ = L тр =  Р + К;

или

КТ = L тр =  S - Д;

где L тр  - длина трассы, равная 2000 м;

  • Р – сумма прямых вставок между смежными закруглениями, м;

     S – Сумма расстояний между вершинами углов поворота трассы, м;

     К - Сумма длин кривых, м;

     Д – сумма домеров закруглений, м;

     КТ = L тр =  1579,375 +420,625=2000,00 м.

     КТ = L тр =  2013, 139 м -13,139 = 2000,00 м.

4. Вынос пикетов на  кривую. Детальная разбивка кривой.

Перед нивелированием трассы или перед  определением высот точек трассы по карте все пикеты, оказавшиеся  при их разбивке на тангенсах, переносят на круговую кривую. Вынос пикетов на кривую обычно выполняется способом прямоугольных координат. За ось Х системы координат принимают направление тангенсов, за ось У – направление радиусов закруглений, начало координат – в точках НКК и ККК.

До пикета, который необходимо вынести  на кривую, определяют расстояние от НКК  или от ККК по кривой в зависимости  от того, где находится пикет –  перед ВУП или за ней. Для кривой такой длины («К») вычисляют соответствующий ей центральный угол «y».

y/К = 360 /2 П R = /К;  y = «к» / R *180 / П = «к» / К* ;

где «к» - длина кривой от НКК до выносимого пикета, м;

К – длина всей круговой кривой от НКК до ККК, м;

- угол поворота, град;

R – радиус закругления, м;

Затем по формулам:

Х = R sin y; Y = R (1 – cos y)

Вычисляют прямоугольные  координаты пикета для выноса его  на кривую.

На местности по этим координатам от НКК до ККК на тангенсах  откладывают абсциссы Х, перпендикулярно к ним ординаты У.

Детальная разбивка кривой заключается в определении координат и в закреплении по ним ряда точек, расположенных на равных наибольших расстояниях друг от друга на закруглениях. Чем больше радиус закругления, тем больше эти участки кривой. Основная цель разбивки – детально обозначить закругления на местности. Разбивку обычно ведут от НКК и от ККК до ее середины.

Расчеты по детальной  разбивке кривой выполняются по тем  же формулам, по той же методике, что  и вынос пикетов на кривую. Поэтому  их обычно совмещают, а результаты представляют в единой ведомости.

Детальная разбивка приведена в табл.

5. Определение высот  точек трассы по карте.

Высота каждого пикета снимается  с карты именно в той точке, где расположен соответствующий  пикет на трассе.

За плюсовые точки условно приняты  точки пересечения трассы с горизонталями. Поэтому высотами плюсовых точек будут являться высоты соответствующих горизонталей, которые также фиксируются в ведомости высот.

Перед определением высот  точек определяют высоту сечения  рельефа на карте т. е. находят, сколько  метров по высоте между соседними  горизонталями. Для этого на карте  находят две подписанные горизонтали  и считают количество интервалов между ними. Например, на два интервала между подписанными горизонталями приходится 175 м – 170 м = 5 метров по высоте. Следовательно, высота сечения рельефа на карте равна

 h = 175-170   =2, 5 м.

              2

Подписанные на картах высоты отдельных горизонталей и точек  в совокупности с бергштрихами позволяют быстро и правильно представить рельеф местности и по горизонтали определить высоты любых точек. Точность вычислений высот ±0,1 м.

 

 

 

 

 

 Ведомость высот пикетов и плюсовых точек на трассе

ПК

+

Н, м

ПК

+

Н, м

ПК0

00

170,0

ПК13

00

168,44

ПК1

00

170,0

 

 

70

170

 

70

170,0

ПК14

00

170,23

ПК2

00

170,0

ПК15

00

171,25

ПК3

00

172, 5

  

60

172,5

 

90

172,5

ПК16

00

173,33

ПК4

00

173

 

 

80

175

 

40

175

ПК17

00

175,55

 

80

175

 

 

70

177,5

ПК5

00

176,25

ПК 18

00

178,75

 

20

177,5

  

30

180

 

50

180

ПК 19

00

180,3

 

80

177,5

  

30

180

ПК6

00

177,9

ПК20

00

177,81

 

40

177,5

      
 

60

180

      
 

90

177,5

      

ПК7

00

179,5

      
 

20

175

     
 

60

175

     

ПК8

00

174,1

 

 		    

ПК9

00

175

      

ПК10

00

175

 

 		    

 

 

60

175

      

ПК11

00

172,5

      

 

 

60

167,5

      
 

90

167,05

      

ПК12

00

167,05

      

 

6. Составление продольных  и поперечных профилей

Продольный профиль  вычерчивают на миллиметровой бумаге размером 300х700 мм. Отступив от краев листа 5 мм, проводят внешнюю рамку.

У левой линии рамки  вычерчивают профильную сетку. Масштабы продольного профиля: М гор. 1:5000 (в 1 см – 50 м), М верт. 1:500 (в 1 см – 5 м).

1. В строке ПИКЕТЫ  расставляют номера пикетов (0, 1, 2 … 20). Между пикетами – 100 м (в масштабе – 2 см).

одновременно в строке РАССТОЯНИЕ вертикальными линиями отмечают в масштабе плюсовые точки, высоты которых определены. Например, нужно нанести точки ПК0 +30 и ПК1 +00 и подписывают полученный интервал 30. Затем от него же откладывают 100 и подписывают интервал как ПК1. Сумма расстояний между плюсовыми точками в пределах одного пикета должна равняться 100 м (30 +70 = 100).

2. Заполняют нижнюю  строку профиля ПРЯМЫЕ И КРИВЫЕ  В ПЛАНЕ и УКАЗАТЕЛЬ КМ. Здесь,  строго на своих местах в  привязке к пикетам в соответствии  с ведомостью прямых и кривых  показывают протяженность (длину) и ориентировку (румбы) прямых участков трассы, а также расположение и главные элементы кривых на закруглениях. Круговые кривые изображают дугами.

Дуга, обращенная выпуклостью  вверх, означает поворот трассы вправо, а выпуклостью вниз – поворот трассы влево. Над или под этими дугами записывают значения основных элементов соответствующей круговой кривой: радиус закругления, угол поворота, длина тангенса и кривой.

Точки начала и конца  каждой кривой соединяют вертикальными  линиями с графой РАССТОЯНИЕ и на этих линиях записывают расстояние от обоих ближайших пикетов до точек начала и конца данной круговой кривой. Ниже плана трассы проставляют километровые указатели через каждые 10 пикетов.

3. Развернутый план  дороги. Посередине этой строки проводят условную прямую линию, представляющую трассу. Полосу по 50 м в обе стороны, вдоль трассы заполняют топографической ситуацией  с карты.

4. В строку ОТМЕТКА  ЗЕМЛИ выписывают высоты пикетов  и плюсовых точек из ведомости  высот.

5. По высотам точек  в масштабе 1:500 строят продольный профиль с таким расчетом, чтобы для наглядности самая низкая точка профиля была выше верхней линии профильной сетки примерно на 4-7 см. Для этого на ПК0 строят шкалу и на ней подписывают высоты, кратные 10 м, начиная от верхней горизонтальной линии профильной сетки, принимаемый за условный горизонт. Например, если минимальная высота Н ПК0 = 165,0 м, то условный горизонт равен: 165,0 м – 5 см * 5м = 140 м. От линии условного горизонта откладывают вверх по ординатам отрезки, равные разности между высотой наносимой на профиль точки и высотой условного горизонта.

Полученные точки соединяют  между собой ломанной линией. Остальные  графы профиля заполняют данными  из раздела «Проектирование по профилю».

 

7. Проектирование по  продольному профилю выполняют  с целью выравнивания, т. е. сглаживания фактического профиля земной поверхности вдоль трассы для повышения эксплуатационных характеристик проектируемой дороги. Суть проектирования заключается в нанесении проектной лини на фактический профиль и в расчете параметров этой проектной линии, которая будет представлять высотное положение оси будущей дороги.

Линию проектного профиля  строят на фактическом продольном профиле, руководствуясь техническими условиями  на проектирование и строительство  соответствующих сооружений.

Проектный профиль есть ломаная линия, состоящая из отрезков прямых заданной длины и уклонов.

Начало и конец каждой проектной линии целесообразно  намечать на пикетах или в плюсовых точках, имеющих фактические высоты.

Сопряжения проектных участков профиля, т. е. конец предыдущего участка и начало следующего участка образуют переломы проектного профиля. Параметрами проектного профиля являются:

d – длина каждого участка проектной линии, имеющего данный постоянный уклон, м;

Н пр – проектная высота начала и конца участка, а также других точек на протяжении участка, м;

i – проектный уклон участка;

h р – рабочие отметки на всех точках трассы, м;

 h о – точки нулевых работ по трассе.

 

После нанесения проектных  линий места перелома проектного профиля отмечают в строке ПРОЕКТНЫЕ УКЛОНЫ вертикальными прямыми, делящими эту графу на прямоугольники. Внутри прямоугольников, в соответствии с направлением уклона каждого участка проектного профиля, проводят диагонали вверх или вниз, показывающие подъем или спуск на профиле. Если уклон равен нулю, то посередине прямоугольника проводят горизонтальную линию. Над каждой диагональю записывают величину уклона i , выраженную в промилях, а под ней – длину проектного участка в метрах.

Проектная высота начала первого участка Н нач может быть принята равной фактической высоте данной точки (НТ, ПК0), либо может быть определена по шкале высот.

Проектная высота конца  первого участка для определения  уклона также принимается равной фактической высоте данной точки (Н  кон), а затем перевычесляется, уточняется по определенному значению уклона этого участка.

Проектный уклон участка  вычисляется по формуле:

I = (H кон – Н нач)/d/

Уклон I вычисляется до 0,0001, округляется до 0, 001 и по округленному его значению вычисляется проектная высота конца участка:

Н кон = Н нач + id.

Проектная высота начала следующего участка принимается  равной проектной высоте конца предыдущего  участка.

Высоты промежуточных  точек на протяжении данного участка  вычисляются по аналогичной формуле:

Н n = H n-1 +i d n,

где d n – расстояние между предыдущей точкой данного проектного участка и следующей, м.

Рабочие отметки на всех точках вычисляют как разницу  между проектными и фактическими высотами земной поверхности в тех  же точках:

H р = H пр – H ф.

Положительные величины рабочих отметок означают высоту насыпи, их пишут над проектной линией, отрицательные – глубины выемки, их пишут под проектной линией.

Точкой нулевых работ  называется точка пересечения проектной  линии профиля с фактической, т. е. с земной поверхностью. В этой точке рабочая отметка равна нулю, т. к. в ней находится граница между выемкой и подсыпкой грунта.

Горизонтальное расстояние от точки нулевых работ до ближайшего пикета или плюсовой точки определяется из подобия треугольников

х/а = (d – х)/ в;   х = ad / ( а+в);

где:

а и в – рабочие  отметки в точках;

d – расстояние между этими точками;

х – расстояние от точки  нулевых работ до ближайшей предыдущей точки профиля.

На профиле точки  нулевых работ отмечаются пунктирными  ординатами, проведенными от этой линии подписывают расстояния от точки нулевых работ до соседних точек профиля.

На представленном продольном профиле трассы проектный ее профиль  состоит из 4-х участков:

1).

2).

3).

4).

Согласно формуле, проектный  уклон первого участка трассы определяется из выражения:

I 1 = (Н пк____ - Н пк ___) / d пк_______ =  (___________) / _____= 0

 Соответственно на профиле заполняется строка ПРОЕКТНЫЕ УКЛОНЫ: посередине строки проводят горизонтальную линию от начала до конца первого участка проектирования, выше этой линии подписывается численное значение проектного уклона («0»), а ниже – расстояние _____.

Проектные высоты точек, расположенных на профиле между  началом и концом проектного участка, вычисляются из выражения Н n = H n-1 +i d n, проектная высота следующей точки равна проектной высоте предыдущей точки плюс произведение уклона линии на горизонтальное приложение между ними (d n).

На первом участке  проектирования проектная высота ПК ___________ м. Проектный уклон линии i = 0. Следовательно, проектная высота следующей точки профиля:

Н пк_________ = Н пк ____+i d = ______________________

Т.е. на участке с нулевым  уклоном проектные высоты всех точек равны между собой.

Вычисление рабочих  отметок в каждой точке профиля  по формуле:

Hр = Н пр – Н ф

Расчетные параметры  второго проектного участка трассы определяются в той же последовательности и по тем же формулам, что и  для первого участка.

Для вычисления проектного уклона второго участка (П_____+____+ПК___) проектная высота его начала принимается  равной проектной высоте конца первого  участка, т. е.

Н пр ПК   +   = _______= Н пр нач

За проектную высоту конца второго участка (ПК     ) предварительно принимается фактическая высота:

Н ф пк  = ______________= Н пр кон 

Рассчитывается проектный  уклон второго участка:

i 2 = (Н ф  пк   - Н пр ПК      )/ d пр 9 – пк       =

Округляем этот уклон  до тысячных, т. е. i = __________ по нему вычисляем проектную высоту конца второго участка (ПК   ):

Н пр ПК    = Н пр ПК       +_______*_______ = ____________= __________ м.

Это значение высоты и  принимается за проектную высоту конца второго проектного участка  (ПК   ).

По аналогии с этим осуществляется определение уклона и проектной высоты конца любого следующего участка. На третьем проектном участке моего профиля:

 

i 3 = (Н ф  пк       - Н пр     ПК      )/ d пр       –      пк          =

 

Округлен уклон до тысячных: i = _________= _____‰

По нему вычисляем проектную высоту конца третьего участка (ПК   ):

Н ф пк     = Н ф пк   +id   = _____________________________=  _______ м.

Положение точки нулевых  работ на третьем проектном участке  трассы по аналогии с формулой Н кон = Н нач + id, определится из подобия треугольников с общей вершиной в т. 0 и с основаниями ______________________.

______________________________________________________

______________________________________________________

Эти расстояния от точки  нулевых работ (____________________________

___________________________________________________________________________________________), подписывается с обеих сторон от ординаты, проведенной из точки нулевых работ к линии условного горизонта.

Геодезическое спровождение строительства 📙 Курсовая → 🆔 60122

Геодезическое спровождение строительства 📙 Курсовая → 🆔 60122

Геодезическое спровождение строительства