Ответы на вопросы по специальной части курса, решение задач по обработке результатов геометрического нивелирования, геодезическое обеспе

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА  РФ

ФГБОУ ВПО

«Ивановская Государственная  сельскохозяйственная академия имени академика Д.К.Беляева» 
 
 
 
 
 
 
 

Кафедра землеустройства 
 

Расчетно-пояснительная  записка к контрольной  работе №2

«Ответы на вопросы по специальной части курса, решение задач по обработке результатов геометрического нивелирования, геодезическое обеспечение проектирования и разбивки оси автомобильной дороги»

по дисциплине:

Геодезия 
 
 
 

Руководитель:

доцент                                                                ___________(А.Н. Мялик) 

Исполнитель:

студент 3 курса 

Заочного факультета

отделения Землеустройство

шифр 6-10-042                                                   ___________(А.В. Выговский) 
 
 

Иваново, 2012

    ЗАДАНИЕ 1.

    ОТВЕТЫ  НА ВОПРОСЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ЧАСТИ КУРСА.

    Тема 12.

    Вопрос  №2. Назовите требования к масштабам и высоте сечения рельефа топографических съемок населенных пунктов.

     Выбор масштабов и высот сечения  рельефа топографических съемок населенного пункта производится в  соответствии с Основными положениями, утвержденными Главным управлением геодезии и картографии при Совете Министров СССР 29 мая 1978 года и военно-топографическим управлением генерального штаба Вооруженных сил СССР 20 июня 1978 года (последняя редакция июль 2011 года).

     Основные  положения предполагают создание топографических карт и планов (цифровых планов) населенных пунктов масштабов 1:10000, 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 для топографического обеспечения:

     а) разработки проектов планировки;

     б) разработки проектов застройки;

     в) эксплуатации объектов коммунального  хозяйства, проведения различных инженерных мероприятий и решения других инженерных задач;

     использование топографических карт и планов:

     а) для получения семантической (смысловой, содержательной) информации о топографических условиях местности;

     б) для получения метрической информации;

     в) для решения обзорных и графических  задач и графического изображения проектных решений;

     выполнение  топографических съемок:

     а) на всей территории населенного пункта в процессе картографирования;

     б) отдельных участков в составе  инженерно-геодезических изысканий  и исполнительных съемок.

     Топографические съемки территории населенного пункта выполняются не более двух раз: одна съемка обеспечивает одновременное или последовательное составление топографических планов и карт в масштабах 1:2000 - 1:10000, другая - 1:500 и 1:1000. Во всех случаях, где это возможно и экономически целесообразно, топографические карты и планы составляются с использованием топографических планов более крупных масштабов.

     Выбору  масштабов и высот сечения  рельефа топографических съемок отдельных участков предшествует определение:

• назначения топографических карт или планов;
• характера существующей застройки;
• характера рельефа;
• технико-экономических перспектив дальнейшего использования картографируемой территории.

     Масштаб топографической съемки устанавливается  в зависимости от масштаба топографического плана или карты, создаваемых по результатам съемки, и типа картографируемой территории. Топографические карты и планы на территории населенных пунктов в зависимости от этапов разработки проектов планировки и застройки создаются в масштабах:

     а) для крупнейших городов 1:500, 1:2000, 1:5000 и 1:10000;

     б) для крупных, больших и средних  городов 1:500, 1:1000, 1:2000 и 1:5000;

     в) для остальных населенных пунктов 1:500, 1:1000, 1:2000 и, в случае необходимости, 1:5000.

     При съемках отдельных участков для  определенных целей масштаб топографической карты или плана устанавливается по назначению согласно табл. 1.

Таблица 1

 
МАСШТАБЫ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ И ПЛАНОВ

------------------------------------------------------------+--------------

¦   Наименование проектов или отдельных проектных  решений   ¦Масштаб карты¦

¦                                                           ¦  или плана  ¦

¦                                                           ¦             ¦

+-----------------------------------------------------------+-------------+

¦ТЭО развития крупнейшего города                            ¦1:10000      ¦

¦Генеральный  план крупнейшего города                        ¦1:10000      ¦

¦Проекты  размещения строительства первой очереди  крупнейшего¦1:10000      ¦

¦города                                                     ¦             ¦

¦Схемы  размещения проектируемых жилых  или промышленных     ¦1:10000      ¦

¦районов  в системе крупнейшего города                       ¦             ¦

¦Проекты  планировки сложных узлов пригородной  зоны          ¦1:10000      ¦

¦Обзорные планы инженерных сооружений значительной          ¦1:10000      ¦

¦протяженности, инженерных мероприятий и др.                ¦             ¦

¦Генеральный  план крупного, большого, среднего города       ¦1:5000       ¦

¦Проекты  размещения строительства первой очереди  крупного,  ¦1:5000       ¦

¦большого, среднего города                                  ¦             ¦

¦Проекты  планировки промышленных районов с  территорией,     ¦1:5000       ¦

¦превышающей 1000 га                                        ¦             ¦

¦Проекты  наиболее сложных транспортных развязок             ¦1:5000       ¦

¦при разработке генерального плана крупнейшего  города       ¦             ¦

¦Схемы  размещения проектируемых жилых  или промышленных      ¦1:5000       ¦

¦районов  в системе крупного, среднего и  малого города       ¦             ¦

¦Проекты  наиболее сложных узлов при решении планировки      ¦1:5000       ¦

¦пригородной  зоны                                           ¦             ¦

¦Обзорные планы проектов инженерных сооружений, инженерных  ¦1:5000       ¦

¦мероприятий  и др.                                          ¦             ¦

¦Генеральный  план малого города, поселка городского типа    ¦1:2000       ¦

¦и сельского  населенного пункта                             ¦             ¦

¦Проект детальной  планировки и эскизы застройки             ¦1:2000       ¦

¦Проект планировки городских промышленных районов           ¦1:2000       ¦

¦Проекты  наиболее сложных транспортных развязок в городах   ¦1:2000       ¦

¦на стадии разработки генерального плана                    ¦             ¦

¦Технические  проекты и рабочие чертежи застройки            ¦1:1000       ¦

¦на незастроенной  территории или территории с одноэтажной   ¦             ¦

¦застройкой                                                 ¦             ¦

¦Технические  проекты и рабочие чертежи  застройки            ¦1:500        ¦

¦на территории с многоэтажной застройкой                    ¦             ¦

------------------------------------------------------------+-------------- 

     Тип картографируемой территории определяется характером существующей застройки и перспективами дальнейшего ее использования. Типы территории имеют следующие характеристики:

     I тип - территории с многоэтажной  застройкой, территория крупнейшего города;

     II тип - территории с одноэтажной  застройкой и незастроенная территория.

     Масштаб топографической съемки населенного пункта устанавливается согласно табл. 2.

Таблица 2

 
 
МАСШТАБЫ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ  СЪЕМКИ

------------------+--------------------------------------------------------

¦  Масштаб  плана  ¦        Масштабы съемок в зависимости от типов         ¦

¦    или карты    ¦              картографируемой территории              ¦

¦                 +-------------------------+-----------------------------+

¦                 ¦          тип I          ¦            тип II           ¦

+-----------------+-------------------------+-----------------------------+

¦1:500            ¦1:500                    ¦-                            ¦

¦1:1000           ¦-                        ¦1:1000                       ¦

¦1:2000           ¦1:2000                   ¦-                            ¦

¦1:5000           ¦Картосоставление         ¦1:5000                       ¦

¦1:10000          ¦Картосоставление, обновление или  топографическая съемка¦

------------------+--------------------------------------------------------

Примечания:

1. При  необходимости разрешается для рабочих чертежей застройки на территории типа II планы масштаба 1:1000 увеличивать до масштаба 1:500 и для составления проекта детальной планировки на территории типа II планы масштаба 1:5000 увеличивать до масштаба 1:2000.

2. Для  проектов или отдельных проектных решений, предусмотренных в табл. 1, разрешается сначала выполнять топографическую съемку масштаба 1:2000 или 1:5000 и в дальнейшем топографическую съемку масштаба 1:500 или 1:1000. 

Специализированные  топографические съемки в населенных пунктах для решения конкретных задач выполняются по требованиям, согласованным с Главным управлением геодезии и картографии при Совете Министров СССР.

Во всех случаях технология картосоставительских и издательских работ должна соответствовать тому масштабу, в котором топографический план (карта) составляется и издается.

Высота  сечения рельефа устанавливается  в зависимости от масштаба топографического плана или карты и максимального доминирующего угла наклона местности согласно табл. 3.

Примечание. Максимальный доминирующий угол определяется следующим образом. На имеющихся топографических картах или планах определяют не менее 100 углов наклона местности, равномерно распределенных на картографируемой территории, и составляют ряд распределения углов по величине. Максимальному доминирующему углу наклона соответствует значение угла в ряду на границе, отсекающей 10% наибольших углов наклона.

Таблица 3

ВЫСОТА  СЕЧЕНИЯ РЕЛЬЕФА, М

---------------------------+-----------------------------------------------

¦ Характеристика рельефа и ¦            Масштаб планов и карт             ¦

¦максимальные доминирующие +------------+-------------+---------+---------+

¦       углы наклона       ¦   1:500,   ¦   1:2000    ¦ 1:5000  ¦ 1:10000 ¦

¦                          ¦   1:1000   ¦             ¦         ¦         ¦

+--------------------------+------------+-------------+---------+---------+

¦Равнинный  с углами наклона¦0,5         ¦0,5 (1,0 <*>)¦1,0 (0,5)¦1,0 (2,0)¦

¦до 2°                     ¦            ¦             ¦         ¦         ¦

¦Всхолмленный с углами     ¦0,5         ¦1,0          ¦2,0 (1,0)¦2,0 (2,5)¦

¦наклона  до 4°             ¦            ¦             ¦         ¦         ¦

¦Пересеченный с углами     ¦0,5         ¦2,0 (1,0)    ¦2,0 (5,0)¦5,0 (2,5)¦

¦наклона  до 6°             ¦            ¦             ¦         ¦         ¦

¦Горный и  предгорный       ¦1,0         ¦2,0          ¦5,0      ¦5,0      ¦

¦с углами наклона более 6° ¦            ¦             ¦         ¦         ¦

---------------------------+------------+-------------+---------+----------

      
Если на значительных по площади участках съемочной трапеции доминирующие углы наклона местности различаются на 2° и более, то разрешается при необходимости для изображения рельефа горизонталями применять два сечения.

     При съемке в масштабах 1:500 - 1:1000 спланированных территорий и участков с твердым  покрытием с максимальными доминирующими углами менее 2° допускается высота сечения рельефа 0,25 м.

     Полугоризонтали обязательно проводят на участках, где расстояние между основными горизонталями превышает 2,5 см на плане.

     При составлении топографических планов и карт с использованием планов и  материалов съемки более крупных  масштабов высота сечения рельефа может быть равна высоте сечения исходного топографического материала. При этом необходимо, чтобы заложение горизонталей, соответствующее максимальному доминирующему углу, было 2 мм и более. 
 

    Тема 14.

    Вопрос  №2. Как построить на местности проектный отрезок, горизонтальный угол.

     ПОСТРОЕНИЕ  ПРОЕКТНОГО угла

     Элементами  геодезических  разбивочных  работ принято считать проектные углы, отрезки, точки с проектными отметками, линии проектного уклона, которые необходимо построить для перенесения проекта планировки и застройки с плана на местность.

     Для построения проектного угла βпр от линии АВ (рис.1а) на местности приводят теодолит над точкой А в рабочее положение, закрепляют лимб, наводят зрительную трубу на точку В и берут отсчет βкл при КЛ. Затем к этому отсчету прибавляют значение проектного угла, если угол откладывают по ходу часовой стрелки (если против хода часовой стрелки - значение проектного угла вычитают). Вычисленный отсчет устанавливают на горизонтальном круге и на местности закрепляют точку Скл. Действия повторяют при КП и находят точку  Скп.  Полученный отрезок между точками делят пополам и получают точку С, которая соответствует значению проектного угла. Для контроля  построенный угол измеряют способом приемов.

а)                                                             б)

Рис.1.Схема  построения проектного угла с помощью  теодолита (а) и рулетки (б)

     Часто на строительных площадках выполняют  построение прямых углов (рис.1б) с помощью рулетки, используя известные свойства "египетского" треугольника с отношением сторон 3:4:5. Для этого от вершины А прямого угла по линии АВ откладывают отрезок кратный 3, например 6 м, и получают точку В. От точек А и В линейными засечками со сторонами соответственно 8 и 10 м получают точку С.

     ПОСТРОЕНИЕ  ПРОЕКТНОГО ОТРЕЗКА

     От  начальной точки А (рис. 2) в заданном направлении откладывают стальным мерным прибором расстояние, равное проектной длине dп  и временно фиксируют конечную точку В1. Процесс откладывания расстояния аналогичен его измерению. Определяют нивелированием  превышение  h  между точками  А и В1  и измеряют температуру t прибора (если измерить ее невозможно, измеряют температуру воздуха).

  

  Рисунок 2 - Схема построения проектного отрезка.

     Вычисляют поправки в длину линии:  за компарирование ddк, за температурное влияние ddt ,  за наклон линии ddh .  Вычисляют суммарную поправку по формуле:

     dd = ddк + ddt + ddh

     и вводят ее с обратным знаком в линию АВ1.  Если поправка  с минусом,  то линию АВ1  удлиняют на отрезок dd  и фиксируют точку В (если с плюсом - линию укорачивают.) На точность построения  проектного отрезка, кроме основных факторов,  влияет также точность фиксации точек В1  и В.

     Построение  линий  с повышенной точностью выполняют инварными мерными приборами,  а также светодальномерами. Условия обеспечения  точности построения проектных отрезков содержатся в приложении 2 СНиП 3.01.03 - 84. 

     Например, построение проектного отрезка с  относительной  погрешностью  1/3000  -  1/2000 можно выполнить стальной рулеткой типа ОПКЗ - 20 АНТ/10 с уложением ее в створ «на глаз».  Для определения поправок, превышение h концов отрезка может быть оценено глазомерно, температура измерена термометром с погрешностью не более 5°С,  средняя квадратическая погрешность компарирования рулетки - не более 1,5 мм,  фиксация концов рулетки и конечной точки отрезка производиться карандашом. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ЗАДАНИЕ 2.

    РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ОБРАБОТКЕ  РЕЗУЛЬТАТОВ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО  НИВЕЛИРОВАНИЯ

Задача 1.

Дана отметка  Н_А= 242,242 м точки А. Вычислить отметку точки В через ее превышение над точкой А, если по нивелирным рейкам получены отсчеты:

в точке А                 а = 1375 мм

в точке В                  в = 2486 мм

     Если  установить горизонтально нивелир  и по рейкам с делениями, стоящими на точках А и В, то превышение h можно определить как разность между отрезками а и b:

     h = a-b = 1375 - 2486=-1111мм.

     Нам известна отметка точки А и  превышение h, отметку точки В определяем как сумму

     Н_В = Н_А + h = 242,242 +(-1,111)= 241,131 м.

Задача 2.

 По данным предыдущей задачи вычислить вторично отметку точки В способом через горизонт прибора (ГП) .

     Если  к отметке т.А прибавить отсчет по рейке точки А, то получится  отметка визирной оси нивелира. Эта отметка называется горизонтом прибора.

ГП= Н_А + а = 242,242 + 1,375 = 243,617м.

     Если  из горизонта прибора вычесть отсчет по рейки т.В, взятый   на станции, то получим отметку т.В:

     Н_В = ГП- b = 243,617 - 2,486 = 241,131м.

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ЗАДАНИЕ 3.

    ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАЗБИВКИ ОСИ  АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

    Содержание  работы:

    По  данным разбивки пикетажа, журнала нивелирования и пикетажного журнала подготовить данные для общей разбивки круговой кривой, построить продольный и поперечный профили участка трассы автомобильной дороги. Нанести на продольный профиль проектную линию.

    Работа  состоит из следующих  этапов:

1. расчет основных элементов круговых кривых для разбивки главных точек;
2. определение пикетажных значений главных точек кривых;
3. вычисление длин и румбов прямых участков трассы;
4. обработка журнала геометрического нивелирования;
5. построение продольного профиля в масштабах: для горизонтальных расстояний 1:2000, 
   вертикальных - 1:200;
6. построение поперечного профиля в масштабе 1:200 для горизонтальных и вертикальных 
   расстояний;
7. расчет и построение на продольном и поперечном профилях проектных линий;
8. оформление профилей.

    Исходные  данные:

    1. Пикетажный журнал.

    В пикетажном журнале записан румб СВ: 30⁰ 50’ первоначального направления трассы, первый угол поворота трассы на ВУ1 φ1 = 35° 40'. Величина второго угла поворота ВУ2 составит φ2=40° 20' + 9° (Выговский) = 49°20'.

    2. Журнал геометрического нивелирования

    В графе 11 в первой и последних строчках записывается высоты реперов №12 и №13 , между которыми был проложен нивелирный ход и к которым были привязаны пикеты №0 и №5. Отметка репера №12 равна 242,242, а у репера №13 берется на 2,027 м меньше отметки репера №12:  242,242 – 2,027 = 240,215 м.

    3. Данные для нанесения  на продольный  профиль проектной  линии:

1. На ПК0 запроектирована насыпь 1,0 м;
2. Первая переломная точка проектной линии совпадает с точкой поверхности земли на ПК2+50;
3. На участке от точки ПК2+50 до ПК3+30 – горизонтальная площадка;
4. На последнем участке от ПК3+30 до ПК5 уклон i=0,017.

 

 

     Расчет  основных элементов  круговых кривых для  разбивки главных

     точек кривых.

     С целью сглаживания резких поворотов  трассы производят разбивку круговых кривых, выполняемую в два этапа:

• разбивка главных точек круговой кривой (предварительная разбивка), выполняемая одновременно с разбивкой пикетажа;
• разбивка кривых, выполняемая в период строительства.

     Проводить предварительную разбивку круговой кривой - значит определить местоположение ее главных точек: начало (НК), середину (СК) и конец (КК) круговой кривой.

     Элементы  кривой можно вычислить по формулам:

Тангенс -                            ;     

Биссектриса -                    ;

Кривая -                             ;       

Домер -                              .

Для первой кривой:

R1=100м       φ1 =35 40

Т = 32,17     К = 62,25

Б =  5,05      Д = 2,09 

Для второй кривой:

R2=100м    φ2 =49 20

Т = 45,92     К = 86,10

Б = 10,04   Д = 5,74

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ведомость пикетажных значений главных точек  кривых