Польові та камеральні роботи

Нівелювання трас лінійних споруд.

Нівелювання лінії місцевості (поздовжнє нівелювання) проводять з метою визначення висот характерних точок рельєфу вздовж її осі. Його виконують під час проектування лінійних споруд – доріг, каналів, газопроводів тощо. Перед нівелюванням проводять рекогносцировку місцевості і вибирають оптимальний варіант проходження майбутньої траси. Кути її повороту закріплюють стовпами, а по осі розбивають пікетаж: лінію провішують і ділять на пікети – відрізки, горизонтальна проекція яких дорівнює 100 м. Початок і кінець кожного пікету закріплюють кілками довжиною 25...30 см, які забивають врівень із землею. Поруч із пікетним кілком забивають ще один, так званий “сторожок”, завдовжки 20...25 см, на якому вказують номер пікету (наприклад, ПК12). Нумерацію пікетних кілків починають із нуля. Характерні точки рельєфу між сусідніми пікетними кілками позначають “сторожками”, на яких вказують відстань до них від попереднього пікету, наприклад ПК7+80. Такі точки називають “плюсовими”. Для характеристики рельєфу прилеглої до осі нівелювання місцевості, через певні проміжки перпендикулярно до неї в обидві сторони розбивають так звані “поперечники” завдовжки 25...50 м. Під час розбивки пікетажу ведуть польовий журнал (пікетажну книжку), у якому показують вісь траси, у певному масштабі позначають положення пікетних й плюсових точок, у місцях поворотів траси стрілками вказують їхній напрям і надписують значення кутів повороту (кутів між продовженням попереднього напряму осі і наступним її напрямом), показують ситуацію у смузі майбутньої траси.

Як правило, траса майбутньої споруди повинна пролягти по плавних заокругленнях, тому в місцях її повороту розбивають криві, головними точками яких є початок (ПК), кінець (КК) і середина (СК). Ці точки позначають на місцевості кілками, на яких указують відстань від попереднього пікетного кілка (як для плюсових точок). Для визначення пікетних найменувань головних точок кривої потрібно знати значення величин її основних елементів: довжини К, тангенса Т, бісектриси Б, доміра Д. Їх обчислюють за кутом j повороту траси та радіусом R кривої (регламентуються будівельними нормами й правилами, залежно від характеру споруди).

Як видно з рис. 27, значення тангенса можна визначити з прямокутних трикутників ОАС або ОСВ за формулою:

Довжину кривої визначають за співвідношенням звідки

Бісектриса (відстань від вершини кута повороту до середини кривої) дорівнює:

Домір являє собою різницю довжин двох тангенсів і кривої:

Д = 2Т – К.

Значення основних елементів кривої можна знайти і за спеціальними таблицями розбивки кругових кривих (наприклад, Н.А. Митин “Таблицы для разбивки кривых на автомобильных дорогах”. – М.: Недра, 1978).

Відклавши від вершини кута повороту довжину тангенса назад і вперед по трасі, отримують положення початку та кінця кривої. Для встановлення положення середини кривої теодолітом задають напрям бісектриси кута значення якого дорівнює 180° – j і відкладають її довжину.

Положення головних точок кривої у пікетному найменуванні визначають за такою схемою:

ВКП – Т = ПК; Контроль:

ПК + К = КК; ВКП + Т – Д = КК.

ПК + 1/2К = СК.

Результати обчислень основних елементів кривої записують на відповідній сторінці пікетажної книжки.

Перед початком нівелювання криву розбивають детально, тобто позначають її положення на місцевості постановкою кілочків через невеликі однакові відстані. Існує декілька способів детальної розбивки кривої, найпоширенішими з яких є способи ординат від тангенса (прямокутних координат) і продовжених хорд. Дані для виконання цієї роботи беруть із таблиць розбивки кругових кривих. Якщо пікетний кілок попадає на криву, його положення визначають способом прямокутних координат.

Нівелювання траси виконують, як правило, способом “із середини”, контролюючи перевищення по чорній і червоній сторонах рейок. Починають нівелювання з прив'язки будь-якого найближчого пікету траси до репера. Для цього нівелір установлюють посередині між репером і точкою траси і за визначеним перевищенням даної точки над репером знаходять її висоту.

У ході нівелювання розрізняють зв'язувальні й проміжні точки. Зв'язувальними називають точки, на які беруть відліки з двох суміжних станцій. Розміщені між ними точки називають проміжними. Проміжні відліки беруть тільки по чорній стороні рейки. Як правило, плюсові точки є проміжними, проте на рівній місцевості їх часто використовують як зв’язувальні. У цьому випадку такі точки закріплюють кілками, забитими врівень із землею. Зв'язувальними є й, так звані, “іксові точки”, які застосовують на крутих схилах, коли неможливо визначити перевищення між точками через те, що візирний промінь нівеліра йде вище рейки або “б'є в землю” (рис. 28). Відстані до цих точок не вимірюють, оскільки вони не характеризують рельєф, а слугують лише для передачі перевищень між точками нівелірної траси.

Перевищення між зв’язувальними точками знаходять по чорній і червоній сторонах рейок, не забуваючи перед узяттям відліків виводити елеваційним гвинтом бульбашку рівня на середину. Різниця між визначеними перевищеннями не повинна бути більшою 5 мм. Після нівелювання зв'язувальних точок задню рейку переносять на всі проміжні точки даного пікету і на кожній з них беруть відлік тільки по чорній стороні рейки. Результати нівелювання записують у відповідних графах журналу встановленої форми (табл. 6). Закінчивши роботу на першій станції, задню рейку переносять на наступний пікетний кілок, а нівелір установлюють на другій станції. Якщо вздовж траси трапляються репери державної геодезичної мережі, їх слід включити у нівелірний хід. Кінець нівелірного ходу прив'язують до репера. Паралельно з нівелюванням осі траси нівелюють поперечники: якщо дозволяють умови місцевості, то всі їхні точки нівелюють як проміжні, в противному випадку проводять нівелювання точок поперечника з кількох станцій.

За результатами польових робіт у камеральних умовах обчислюють висоти точок нівелірного ходу та будують профіль місцевості. Обробку даних починають зі складання схеми ходу, на якій показують усі точки нівелювання та репери й перевищення між ними. Здійснюють посторінковий контроль, який дозволяє виявити помилки в обчисленнях перевищень. З цією метою в кінці кожної сторінки журналу підбивають суми всіх задніх a та передніх b відліків по рейках, обчислених та середніх перевищень. Половина різниці сум задніх і передніх відліків повинна дорівнювати половині суми обчислених перевищень і сумі середніх перевищень:

Теоретично сума середніх перевищень в нівелірному ході має дорівнювати різниці висот кінцевого Н _кін і початкового Н _поч реперів. Висотна нев'язка

.

Знайдену нев'язку у перевищеннях порівнюють з гранично допустимою f_{h доп}:

,

де L – довжина нівелірного ходу в км.

Таблиця 6

Журнал технічного нівелювання

“___”___________ 20___ р. Сторінка 1

Номерстанції	Номер пікету	Відлік по рейці, мм	Перевищення, мм	Горизонт інструмента, м	Висота точки, м
задній	передній	проміжний	обчислені	середні
	Rp.39				-794	-794 - 790		35,000
П К					-794	34,210
	П К					-807	-806 - 802		34,210
П К					-805	33,408
	П К						4,5 57,5 62	35,189	33,408
	+43					32,792
П К						33,470
	П К					-1959	1,5 -1959,5 - 1958		33,470
Х1					-1960	31,512
	Х1					-1874	-1876 - 1874		31,512
П К					-1878	29,638
	П К					-1357	-1356 - 1354		29,638
	+45				-1355	28,284
		+45				-891	-893 - 891	30,113	28,284
	+83					29,104
П К					-895	27,393
	П К						1784	30,203	27,393
	+25					29,150
П К						29,177
	П К						1247		29,177
П К					30,424
		Σ				-9208	-4604

Посторінковий

контроль:

.

Закінчення таблиці 6

Сторінка 2

Номер станції	Номер пікету	Відлік по рейці, мм	Перевищення, мм	Горизонт інструмента, м	Висота точки, м
задній	передній	проміжний	обчислені	середні
	П К						1,5 1822,5 1824		30,424
Х2					32,248
	Х2						1933		32,248
П К					34,181
	П К						1529	36,893	34,181
	+32					34,272
П К						35,710
	П К						1644		35,710
П К					37,354
	П К						1950		37,354
	+50				39,304
		+50					2,5 825,5 828		39,304
П К					40,132
	П К						1856		40,132
Х3					41,988
	Х3						1365		41,988
П К					43,353
	П К						1151		43,353
Rp.40				44,504

Посторінковий

контроль:

Висотна нев’язка:

Якщо фактична нев'язка не перевищує допустимої межі, її розподіляють з оберненим знаком на всі перевищення. Поправки записують у журналі над середніми значеннями перевищень. Правильність розподілу нев'язки контролюють сумою всіх поправок, яка має дорівнювати нев'язці з оберненим знаком. У випадку, коли нев'язка недопустима і перевіркою не виявлено помилок в обчисленнях, нівелювання зв'язувальних точок слід повторити.

Висоти зв'язувальних точок обчислюють через виправлені перевищення:

H_{n+ 1} =H_n+h _випр,

тобто висота наступної точки дорівнює висоті попередньої плюс відповідне перевищення.

На кожній станції, де є проміжні точки, обчислюють горизонт інструмента як суму висоти задньої зв'язувальної точки та відліку по чорній стороні рейки, встановленої на цій точці. Віднявши від нього проміжний відлік, одержують висоту проміжної точки.

За обчисленими висотами точок осі траси будують поздовжній профіль. Як правило, вертикальний масштаб беруть у 10 разів крупнішим від горизонтального. Побудову починають із профільної сітки – горизонтальних ліній, які проводять у нижній частині аркуша міліметрового паперу на певній відстані одна від одної. Графи профільної сітки заповнюють за даними пікетажної книжки та журналу нівелювання. Внутрішню ситуацію показують умовними знаками. У графі “Відстані” записують відстань від попереднього пікету до плюсової точки. Графу “Відмітки поверхні землі” заповнюють, заокруглюючи висоти пікетних і плюсових точок до сантиметрів. Від верхньої лінії профільної сітки (лінії умовного горизонту) навпроти відповідних пікетних і плюсових точок відкладають у вертикальному масштабі їхні висоти. Сполучивши послідовно відкладені відрізки, отримують поздовжній профіль осі нівелювання траси. Поперечні профілі будують, як правило, проти тих точок осі, де їх розбивали, за висотами відповідних точок і відстанями між ними. Для побудови поперечників горизонтальний і вертикальний масштаби приймають, зазвичай, однаковими.

Приклад побудови поздовжнього профілю траси дороги показано на рис. 29.

Після побудови профілю на ньому виконують проектувальні роботи, які починають із проведення проектної лінії. Перед цим установлюють контрольні висотні точки – перетин траси з автомобільними дорогами та залізницями, об’єктами гідрографії тощо, беруть до уваги максимально допустимі ухили, мінімальні радіуси вертикальних кривих. Проводячи проектну лінію, прагнуть звести до мінімуму обсяги земляних робіт.

Ухили i проектної лінії встановлюють за відношенням перевищення між її початком та кінцем h до горизонтальної проекції довжини d:

Їх визначають, як правило, у тисячних долях одиниці. За ухилом проектної лінії та висотою її початку обчислюють проектні висоти всіх пікетів і плюсових точок:

H _п = H₀ + i d,

де H_n – шукана проектна висота точки;

H₀ – проектна висота початкової точки лінії даного ухилу;

d – відстань від початку проектної лінії до даної точки, м.

За різницею висот точок поверхні землі та проектних висот обчислюють робочі висоти відповідних точок. Вони показують, скільки треба насипати (або вибрати) ґрунту в кожній точці нівелювання, тобто обсяг земляних робіт. Робочі висоти підписують проти відповідних точок під проектною лінією – для виїмок і над нею – для насипів.

Точку перетину проектної лінії з поверхнею землі називають точкою нульових робіт. Її висоту визначають так само, як і проектні висоти точок, розрахувавши відстань х до неї від сусіднього пікету. З рис. 30 видно, що

,

де h₁ i h₂ – робочі висоти точок, розташованих зліва та справа від точки нульових робіт; d – відстань між ними. Розраховані відстані до точок нульових робіт надписують на профілі зліва і справа від її ординати. Лінію ординати й висоту точки нульових робіт показують на профілі синім кольором.

Умовний план траси зображують прямою, на якій у відповідних місцях дугами відображають розбиті на трасі криві: якщо траса повертає управо – дугу кривої обертають вгору, якщо вліво – униз. Із точок початку і кінця кривої проводять вертикальні прямі до лінії пікетажу і по обидва боки від них указують відстані до сусідніх пікетів. Біля кожної кривої виписують її елементи: радіус, кут повороту, тангенс і довжину. Над лінією прямих відрізків траси вказують їхню довжину, а під нею – румб.

Умовний план траси і всі написи на ньому виконують червоною тушшю. Виготовлений і оформлений профіль підписують виконавці робіт.

Дата добавления: 2014-01-07