Профиль дорожной трассы
ЛИСТ ЗАМЕЧАНИЙ 3
- ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ ТЕОДОЛИТНОЙ И 4
ТАХЕОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМОК
1.2 Вычисление координат вершин диагонального теодолитного хода. 8
ВЕДОМОСТЬ ВЫЧИСЛЕНИЯ КООРДИНАТ
1.3 Вычисление отметок съёмочных точек замкнутого хода. 9
ЖУРНАЛ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВ.
ВЕДОМОСТЬ УВЯЗКИ ПРЕВЫШЕНИЙ И ВЫЧИСЛЕНИЯ.
ОТМЕТОК (ВЫСОТ) СЪЁМОЧНЫХ ТОЧЕК.
1.4 Обработка журнала
тахеометрической съёмки.
ЖУРНАЛ ТАХЕОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЁМКИ.
1.5 Построение горизонталей. Интерполяция. 12
1.6 Определение площадей.
Аналитическим способом.
2. ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ ДОРОЖНОЙ ТРАССЫ. 2.1 Вычисление превышений. 16
2.2 Постраничный и общий контроль. 16
2.3 Вычисление невязки
и ее распределение.
2.4. Вычисление отметок точек. 18
ЖУРНАЛ НИВЕЛИРОВАНИЯ
2.5. Нанесение проектной линии на продольный профиль дороги. 19
Вычисление проектных и
2.6. Расчет горизонтальных круговых кривых. 22
2.7. Вычисление азимутов прямых вставок и расстояний между 23
вершинами углов.
ВЕДОМОСТЬ ПРЯМЫХ И КРИВЫХ
Вычисление координат пунктов замкнутого теодолитного хода
1. Из ведомости результатов измерения горизонтальных углов и расстояний в ведомость вычисления координат выписываю значения горизонтальных углов привязочного хода, замкнутого хода и средних горизонтальных проложений сторон теодолитного хода соответственно в графы 2 и 7.
Из прил. 1 выбираю дирекционный угол линии п.п.35 - п.п.36 (α35-36) и записывают его в графу 5 ведомости.
Для сторон теодолитного хода, имеющих наклон к горизонтальной плоскости более 1°30', вычисляю горизонтальное проложение по формуле
d = D cos ν , (1.1)
где d - горизонтальное проложение стороны теодолитного хода, м;
D - результат измерения длины стороны, м;
ν- угол наклона линии к горизонтальной плоскости .
2. Вычисляют угловую невязку ƒβ замкнутого теодолитного хода
ƒβ=Σβизм-Σβтеор (1.2)
где Σβизм - сумма измеренных углов;
Σβтеор- теоретическая сумма внутренних углов замкнутого теодолитного хода,
Σβтеор=180°(n-2);
n- число углов теодолитного хода.
3.Сравниваю найденную угловую невязку ƒβ с предельно допустимой невязкой ƒβ пред=1´ . Если угловая невязка ƒβ допустима, то есть |ƒβ| ≤ ƒβ пред , то её распределяю в виде поправок vi с обратным знаком поровну во все измеренные углы ( значения поправок vi при этом округляют до 0,1'):
νi = (-ƒβ)/n. (1.3)
Однако часто полученная невязка не делится на число углов без остатка. В этом случае большее значение поправки вводят в углы, образованные короткими сторонами.
Сумма поправок, вводимых во все углы замкнутого теодолитного хода, должна равняться невязке ƒβ с противоположным знаком:
Σvi=-ƒβ
4. Вычисляю исправленные углы. Для этого к измеренному углу прибавляю поправку с учётом её знака:
βисп=βизм+νi (1.4)
5. Проверяю равенство суммы исправленных углов и теоретической суммы углов замкнутого хода (Σβисп =Σβтеор ), что позволяет проконтролировать правильность увязки углов.
6. Вычисляю дирекционные углы сторон привязочного и замкнутого теодолитных ходов по дирекционному углу исходной стороны п.п.35 - п.п.36 и исправленным углам βисп :
, (1.5)
где αn+1 – дирекционный угол последующей стороны;
αn – дирекционный угол предыдущей стороны;
βиспn,n+1 - исправленный угол, вправо по ходу лежащий между предыдущей и последующей сторонами.
Следует напомнить, что величины дирекционных углов должны быть положительными и находиться в пределах от 0°00,0' до 359°59,9'. Поэтому при вычислениях иногда приходится прибавлять или вычитать 360°.
Затем вычисляю дирекционные углы остальных сторон замкнутого хода. В замкнутом ходе контролем вычислений является получение дирекционного угла стороны I-II (αI-II) , с которого начинались вычисления:
Вычисленные значения дирекционных углов заносят в графу 5 ведомости.
7. Дирекционные углы переводят в румбы, используя приведённые ниже
формулы:
Величина дирекционного угла Название румба величины румба
0°00'. . . 90°00'
90°00'. . . 180°00'
180°00'. . . 270°00'
270°00'. . . 360°00'
Округленные до целых минут значения румбов записывают в графу 6 .
8. Вычисляю приращения координат ΔХ и ΔY по значениям горизонтальных проложений d и дирекционным углам α или румбам r сторон теодолитного хода:
ΔХ = d cos a - ± d cos r, (1.6)
ΔY = d sin a = ± d sin r.
Вычисления приращений координат можно выполнить по одноимённым таблицам, составленным на основе приведенных выше формул[1].
9. Определяю невязки в приращениях координат ƒX и fY по осям X иУ:
ƒX = ΣΔХвыч , (1.7)
ƒY = ΣΔYвыч,
где ΣΔХвыч и ΣΔYвыч - суммы вычисленных приращений координат замкнутого хода графы 9, 12.
10. Находят невязку в периметре по формуле
11. Определяю допустимость невязки ƒр. Для этого вычисляю относительную невязку в периметре как частное от деления невязки в периметре ƒp на периметр Р (сумму длин сторон) замкнутого теодолитного хода и сравниваю её с предельно допустимой относительной невязкой, составляющей 1/2000 периметра.
Если относительная невязка допустима, то вычисленные приращения увязывают, вводя в них поправки. Поправки имеют знаки, обратные знакам невязок ƒX и ƒY , а их величины пропорциональны длинам сторон:
, (1.8)
где δXi , δYi - поправки в приращения координат для i-ой стороны соответственно по осям X и Y;
Р - периметр замкнутого теодолитного хода;
dx - длина i-ой стороны.
Поправки вычисляют с округлением до 0,01 м и записывают в графы 10 и 13 ведомости .Сумма поправок должна равняться невязке с противоположным знаком. Если сумма вычисленных поправок больше или меньше невязки на 1...2 см, избыток вычитается из поправки в приращение, относящейся к самой короткой стороне теодолитного хода, а недостаток прибавляется к поправке в приращение, относящейся к самой длинной стороне.
12. Находят исправленные приращения, складывая алгебраически величины вычисленных приращений с их поправками, например:
Исправленные приращения записывают в ведомость (графы 15, 17). Алгебраическая сумма исправленных приращений координат по каждой оси должна быть равна нулю:
м ,
13. Вычисляю координаты точки I основного замкнутого хода по координатам исходной точки п.п.Зб (Х36;Y 36) и вычисленным приращениям координат стороны привязочного хода п.п.36-1 (ΔX36-I,ΔY36-I), причём координаты исходной точки п.п.36 во всех вариантах расчётно-графической работы таковы:
Х36 = 7132534,55 м; Y36 = 7597420,12 м.
Координаты вершин замкнутого теодолитного хода вычисляю по
формулам:
, (1.9)
,
где Хn+1, Yn+1 - абсцисса и ордината последующей вершины теодолитного хода; Xn , Yn , - абсцисса и ордината предыдущей вершины теодолитного хода;
, - исправленные приращения координат между предыдущей и последующими вершинами.
Вычисленные координаты заносят в графы 18 и 19 ведомости .
Вычисление координат вершин диагонального теодолитного хода
1. Из ведомости результатов измерения горизонтальных углов и расстояний в ведомость координат переписывают значения горизонтальных углов и расстояний диагонального хода соответственно в графы 2 и 7. Из основного замкнутого хода выписываю начальный дирекционный угол αн и конечный дирекционный угол αк диагонального хода.
2. Вычисляю угловую невязку диагонального хода по формуле
, (1.10)
где ∑βизм - сумма измеренных углов диагонального хода.
Теоретическую сумму углов диагонального хода ∑βтеор определяю по формуле
∑βтеор = 180°- m + αн-αк , (1.11)
где m - число углов диагонального хода, включая примычные.
Если αк < αн , то из полученного результата надо вычесть 360°.
3. Сравниваю найденную угловую невязку ƒβ с предельно допустимой невязкой ƒβ пред=1,5' . Если угловая невязка ƒβ допустима, то есть |ƒβ | ≤ ƒβ пред ,
то её распределяют так, как указано для замкнутого хода в пункте 3.
4. Вычисляю исправленные углы и проверяю равенство суммы исправленных углов и теоретической суммы углов.
5. Вычисляю дирекционные углы сторон диагонального теодолитного хода, принимая в качестве исходного дирекционного угла αн. Контролем является получение дирекционного угла αк.
6. Вычисленные дирекционные углы сторон диагонального хода заносят в ведомость координат (графа 5) и переводят в румбы.
7. Вычисляю приращения координат ΔX и ΔY сторон диагонального хода.
8. Определяю невязки fX и ƒY в приращениях координат диагонального хода по формулам:
ƒX = ∑ΔХвыч - ∑ΔXтеор = ∑ΔXвыч - (Хк – Хн);
ƒY = ∑ΔYвыч - ∑ΔYтеор = ∑ΔYвыч - (Yк - Yн),
где ∑ΔХвыч, ∑ΔYвыч - суммы вычисленных приращений координат соответственно по осям X и Y
∑ΔXтеор, ∑ΔYтеор - теоретические суммы приращений координат соответственно по осям X и Y;
Xк , Yк - координаты конечной точки диагонального хода;
Хн , Yн - координаты начальной точки диагонального хода.
Координаты начальной и конечной точек диагонального хода выписывают из основного замкнутого хода.
9. Нахожу линейную невязку ƒp диагонального хода
10. Определяю допустимость невязки ƒр для этого относительную невязку сравниваю с предельно допустимой относительной невязкой, составляющей 1/1000 периметра (суммы сторон) диагонального хода.
11. Производят увязку приращений по методике, разобранной при увязке замкнутого хода. Алгебраические суммы исправленных приращений координат диагонального хода должны быть равны теоретическим:
∑ΔХисп=Хк – Хн ; (1.12)
∑ΔYисп= Yк - Yн.
12. Вычисляю координаты вершин диагонального
хода по формулам, приведённым выше. Исходные
координаты - это координаты начальной
точки диагонального хода - Хн и Yн . Для контроля
вычисляю координаты конечной точки диагонального
хода - Хк и Yк.
Вычисление отметок съёмочных точек замкнутого хода
1. Заполняю журнал измерения вертикальных углов на съёмочных точках, используя исходные данные одноимённого журнала . Горизонтальные расстояния между точками съёмочной сети ( графа 5) переношу из графы 7 ведомости вычисления координат.
2. Вычисляю место нуля (МО) вертикального круга теодолита (2Т30):
, (1.13)
где Л, П - отсчёты по вертикальному кругу при положении теодолита "круг лево" и "круг право". Проверяют постоянство величины места нуля:
- на съёмочной точке |MOпередн.- МОзадн.| ≤ 0,5';
- для всего хода |MOmax- MOmjn| ≤ 2,0'.
3. Вычисляю углы наклона ν:
, (1.14)
Вычисленные значения МО заносят в графу 7, а углы наклона ν - в графу 8 журнала измерения вертикальных углов.
4. Превышения между точками съёмочной сети (точками стояния) вычисляю по формуле:
h'+i-l, (1.15)
где h' - неполное превышение, h' = d·tg ν;
i - высота прибора ( графа 2);
l - высота наведения ( графа 4).
Превышению h' придаётся знак угла наклона ν. Значение превышения h' можно определить одним из следующих способов: а) с помощью микрокалькулятора, б) с помощью таблиц Брадиса и микрокалькулятора, в) выбрать из тахеометрических таблиц.
5. Увязку превышений между съёмочными точками и вычисление отметок съёмочных точек производят в одноимённой ведомости.
Из журнала измерения вертикальных углов выбираю прямые hпр (например, между съёмочными точками Ш и IV) и обратные hобр (между съёмочными точками IV и III) превышения. Отмечу, что знаки прямого и обратного превышений должны быть противоположными.
Разность превышений | hпр| -|hобр| не должна превышать 4 см на каждые 100 м расстояния (1 см на 25 м).
6. Вычисляю средние по абсолютным величинам превышения, придавая им знак прямого превышения:
;
7. Подсчитываю невязку в превышениях по формуле
ƒh ,
где ∑hcp - сумма средних превышений между съёмочными точками.
Вычисляю предельно допустимую невязку в превышениях замкнутого хода в сантиметрах и перевожу её в метры:
ƒh пред= , (1.16)
где ∑d - длина замкнутого хода, м;
n - число линий в ходе.
Если невязка в превышениях допустима, то есть |ƒh| ≤ ƒh пред, то невязку ƒh распределяют в средние превышения с противоположным знаком пропорционально длинам сторон.
Сумма поправок должна равняться невязке, но иметь противоположный знак.
8. Вычисляю исправленные (увязанные) превышения как сумму среднего превышения hср и поправки в превышение δh. Находят сумму исправленных превышений. Она должна равняться 0,00 м.
9. Выбираю отметку съёмочной точки I из прил.2 и вычисляю отметки остальных точек замкнутого хода по формуле
, (1.17)
где Hn+1, Hn - отметки последующей и предыдущей съёмочных точек соответственно;
hn, n+1 - превышение между предыдущей и последующей съёмочными точками.
Обработка журнала тахеометрической съёмки
1. В графы 1-5 журнала тахеометрической съёмки переписывают данные из одноимённого журнала, приведённого в прил.5. Из ведомости увязки превышений выписывают отметки съёмочных точек. Вычисляют место нуля МО и с его помощью вычисляют углы наклона ν на съёмочные пикеты (пикетные точки):
ν=Л-МО , ν = МО-П. (1.18)
2. По вычисленным значениям углов наклона ν и отсчётам по дальномеру D вычисляю превышения h' (неполные превышения) и горизонтальные расстояния d (превышениям придаётся знак угла наклона):
h' = 0,5D · sin 2ν , d = D · cos2ν. (1.19) и (1.20)
Вычисления могут быть выполнены: а) с помощью микрокалькулятора, б) с помощью тахеометрических таблиц [3], в) с помощью таблиц Брадиса [2] и микрокалькулятора.
3. Вычисляю превышение h (полное превышение между точками):
h=h'+i-l. (1.21)
Так как при производстве тахеометрической съёмки визирование на рейку, установленную на пикетной точке, обычно производится на отсчёт, равный высоте прибора (i -1), то в таких случаях h =h'
4. Отметки пикетных точек Нпт вычисляю по известной отметке съёмочной точки Нст ,выбранной из ведомости увязки превышений и вычислений отметок (высот) съёмочных точек, и превышению между съёмочной и пикетной точками hпт:
Hпт=Нст+hпт (1.22)
Нанесение на план съемочных пикетов (пикетных точек). Построение горизонталей.
Пикетные точки наносят на план относительно вершин и сторон замкнутого теодолитного хода с помощью полукруглого или круглого геодезического транспортира (оцифровка делений по ходу часовой стрелки) и измерителя. Исходными данными при этом являются отсчеты по горизонтальному кругу и горизонтальные расстояния. (табл.4, графы 4,7).
Для нанесения пикетных точек, снятых со второй съемочной точки, цнтр транспортира совмещают с вершиной угла II, а нулевой радиус транспортира направляют на следующую съемочную точку III и откладывают от нулевого радиуса (от стороны II-III) отсчеты по горизонтальному кругу, затем с помощью измерителя откладывают горизонтальные расстояния.
Построение горизонталей
Интерполирование аналитическим способом.
Аналитическое интерполирование выполняю при помощи линейки с миллиметровыми делениями и микрокалькулятора в такой последовательности:
а ) линейкой измеряют измеряют на плане расстояние d между интерполируемыми точками с точностью до 0,5 мм;
б ) находят разность отметок Hн –Hк точек, находящихся на концах интерполируемого отрезка, м;
в ) вычисляют в миллиметрах заложение а (расстояние на плане между двумя соседними горизонталями на интерполируемом отрезке) и н (расстояние от начала отрезка до ближайшей горизонтали);
, , (1.23) и (1.24)
где h – высота сечения рельефа;
Нн - отметка начала интерполируемого отрезка, м;
Нк - отметка конца интерполируемого отрезка и ближайшей горизонтали, Δh=Hн-Нгор;
Нгор - отметка ближайшей горизонтали, м.
При высоте сечения рельефа h=1 м формулы приобретают вид:
(мм) , (мм) , (1.25) и (1.26)
Построение горизонталей заключается в соединении точек с одинаковыми отметками. При изображении рельефа следует помнить,что горизонтали не могут пересекаться между собой и не могут раздваиваться. На плане подписывают отметки трех или четырех горизонтале. Направление скатов на отдельных очестках плана указывают бергштрихами.
Интерполирование графическим способом.
Графическую интерполяцию
Может оказаться, что при
Определение площадей.
1.Аналитический способ.
Вычисляю площадь, ограниченную замкнутым теодолитным ходом, по формулам:
, (1.25)
,
где Xn, Yn – координаты вершин замкнутого теодолитного хода;
Xn-1, Yn-1 - координаты предыдущей вершины хода;
Xn+1, Yn+1 - координаты последующей вершины хода.
В рассматриваемом примере
2. Вычисление площадей планиметром.
Сначала определяю цену
Если различия между площадями,
Где Sгеом – площадь измеряемых квадратов на местности, га.
Площадь 4-х квадратов Sгеом определяют геометрически
Sгеом =( 160 м )2 = 25600 м2= 2,56 га.
Цену деления планиметра С вычисляют с точностью до 0,00001 га:
С=2,56 га / 630,5 дел.= 0,00406 га/ дел.
Затем вычисляю площади земельных угодий, ограниченные замкнутым теодолитным ходом. Измеренную площадь угодий Sизм вычисляют с точностью до 0,001 га по формуле
Sизм = С(n2-n1)ср,
Вычисляю невязку в площадях fs по формуле
fs = ∑ Sизм – S,
где S- найденная аналитическим способом площадь, ограниченная замкнутым теодолитным ходом.
Если │ fs│≤ fs пред, где fs пред = S/200, то невязку fs распределяют с противоположным знаком пропорционально площадям угодий. При этом следует избавится от третьего знака после запятой, то есть Sисп надо получить с точностью до 0,01 га. Сумма исправленных площадей угодий должна равняться площади, определенной аналитическим способом.
В табличку “ Экспликация угодий “ записывают исправленные площади земельных угодий.
Обработку журнала нивелирования начинаю с вычисления превышений между связующими точками. Превышение передней связующей точки над задней связующей точкой вычисляется дважды (hч и hк) по отсчётам, взяты соответственно по черным и красным сторонам реек:
Формула расчета превышения:
; . (2.1)
Вычисленные превышения, в зависимости от знака, записывают в графу 6 или 7 журнала, строку, соответствующую задней связующей точке.
Разность превышений hч и hк по абсолютной величине не должна быть больше 5 мм. Если это условие выполняется, вычисляется среднее превышение
Формула расчета среднего превышения:
.
(2.2)
Если среднее превышение не целое число, оно округляется до целого миллиметра в сторону чётного числа. После округления средние превышение записывают в графу 8 или 9.
Если разность превышений │hч-hк│ > 5 мм, все наблюдения на станции следует повторить.
Постраничный и общий контроль
На каждой странице журнала в полевых условиях выполняется постраничный контроль. Для этого необходима вычислить суммы чисел в графах 3,4,6,7,8,9 и записать их в следующую после отсчётов строку журнала. Должно выполняться равенство
Формула постраничного контроля:
, (2.3)
Что будет означать правильность вычисления превышений. Последний результат в выражении (2.3) может отличаться от двух первых на 1-3 мм из-за округления при вычислении.
На последней странице журнала, кроме постраничного, выполняется общий контроль вычислений. Для этого суммируются итоговые числа в графах 3,4,6,7,8,9, взятые из постраничного контроля на всех страницах журнала. Если равенство (2.3) соблюдается, то вычисление превышений выполнено верно. Результаты постраничного и общего контроля должны быть записаны в журнале нивелирования.
Число, полученное в результате общего контроля (Σ(8)-Σ(9)), является суммой средних превышений Σhср по ходу от Рп1 до Рп2, т.е. измеренным превышением конечной точки хода над начальной.
Вычисление невязки и ее распределение
Для контроля полевых измерений вычисляется невязка по общему правилу, которое условно можно сформулировать так: «То, что есть (т.е. измерено или вычислено по результатам измерений, минус то, что должно быть теоретически». Если нивелирный ход опирается на 2 исходных репера, невязку в превышениях (или невязку нивелирного хода) fh вычисляют по формуле
fh= Σhср-(Нкон-Ннач),
Нкон -отметка конечного репера, т.е НРп2;
Ннач –отметка начального, т.е. НРп1.
В формулу (2.4) отметки необходимо подставлять выраженными в миллиметрах.
Полученная невязка сравниваетс
fh пред =50 мм , (2.5)
где L-число километров хода.
Предельную невязку сравнивают с точностью до целого миллиметра, отбрасывая дробную часть
Невязки fh и fh пред записываются в графу журнала «Примечание».
Если | fh |> fh пред, то нивелирование всего хода выполняются заново.
Если | fh |≤ fh пред, то невязку fh распределяют поровну в виде поправок δhi в середине превышения с противоположным знаком, т.е.
δhi=- fh /n, (2.6)
где n-число станций в нивелирном ходе, равное числу средних превышений.
При этом поправки должны быть выражены в целых миллиметрах. Сумма поправок обязательно должна равняться невязке противоположным знаком, т.е.
Σ δhi=- fh. (2.7)
Поправки выписываются в графу 8 или 9 над средними превышениями. Исправленное превышение:
hi испр= hi ср+ δhi. (2.8)
Вычисление отметок точек.
Первоначально, используя отметку начального репера НРП1 и исправленные превышения, последовательно вычисляются в метрах отметки связующих точек по формуле
Нi+1= Нi+ hi испр, (2.9)
где Нi - отметка предыдущей (задней) точки;
Нi+1 – отметка последующей (передней) точки.
Полученные значения записываются в графу 11, оставляя свободными строчки, соответствующие промежуточным точкам.
Для проверки правильности вычисления отметок связующих точек на каждой странице журнала целесообразно выполнить следующий контроль: разность отметок точек должна равняться алгебраической сумме исправленных превышений.
Вычисленная отметка конечной связующей точки на одной странице журнала переносится в первую строку следующей страницы. На последней странице должна быть получена заданная отметка репера 2, что является окончательным контролем правильности вычисления отметок связующих точек.