План трассы линейного сооружения

При разбивке пикетажа в  поле ведут от руки пикетажный журнал, изготовленный на миллиметровой бумаге. Пикетажный журнал- это схематический чертеж выполненный от руки без масштаба, на котором показана ось линейного сооружения, дана разбивка пикетажа и плюсовых точек, показана в условных знаках ситуация местности на ширину 20- 25и м по обе стороны оси от сооружения. На нем трасса изображается условно в выпрямленном виде. А углы поворота указываются стрелками, в соответствии с направлением их поворота , указывают положение вершин углов.

При оформлении пикетажного  журнала посредине страницы проводят прямую линию(красным цветом). Которую принимают за выпрямленную ось линейного сооружения при разбивке и нивелировании. На ней отмечают все пикетные и плюсовые точки, ставят их номер, указывают стрелками вершины углов  поворота, подписывают величину углов поворота. Вдоль оси нивелирования определяют румбы отдельных отрезков трассы между углами поворота, съему ситуации местности вдоль оси линейного сооружения с указанием способов: перпендикуляров и засечек, а результаты  съемки заносят на чертеж.

 По данным пикетажного  журнала строят план трассы  линейного сооружения. Обработка  пикетажного журнала сводится к вычислению пикетажных значений главных точек круговой кривой:

- начало кривой НК

- конец кривой КК

Определение элементов круговой кривой

По заданным углам поворота трассы и радиусам закруглений из «» таблиц для разбивки кривых на автомобильных дорогах2 Н.А. Митина выписывают  основные элементы круговой кривой: Т- тангенс;  К- кривую; Д- домер; Б- биссектрису. Полученные данные округляют до сотых.

Элементы кривых

Угол 1 – правый Β1= 60 25’	Угол 2 – левый  В2= 19025’	Угол 3- правый В3=34021’
R= 500 м Т= 28.03 К= 56.00 Б= 0.79 Д= 0.06	R=250 Т= 42.77 К= 84.72 Б= 3.63 Д= 0.82	R= 400 Т= 123.628 К= 239.808 Б= 18.668 Д= 7.452

 

Выбранные из таблиц элементы круговой кривой контролируют определение  разности  2Т- К, которую сравнивают с табличным значением домера –Д.

Контроль:

2Т- К= Д

2* 42.77 – 84, 72= 0.82

Расхождение при контроле не должно превышать 0.01- 0.02 м. Производят расчет пикетажных значений основных точек круговой кривой. По данным углов  поворота, элементов круговых заполняют  графы ведомости углов поворота, прямых и кривых, а также производят контроль.

Расчет круговых кривых

Уг. 1 ПК 23+ 76.00

-Т 42.77

________________

НК ПК 23+47.97

+К      56.00

_________________ 

КК ПК 24+ 03.97

Контроль:

Ву№ 1пр ПК 23+ 76.00

+Т 28.03

∑ 24+ 04.03

-Д 00.06

_________________

КК ПК 24+03.94

Аналогично вычисляется  пикетное положение НК (начало кривой ), КК (конец кривой) на двух оставшихся углах β₁  β₂.

1. Вычисление прямых вставок . Прямая вставка равна разности пикетажных значений начала последующей и конца предыдущей кривой. Расчет прямых вставок

Р1 = ПК НК1 – ПК НТ= ПК23+ 47.97- ПК2020+00.00= ПК3+ 47.97= 347.97 м

Р2 = ПК НК2 – ПК КК1= ПК25+ 54.93 – ПК24+03.97= ПК 1+ 60,36= 160,96 м

Р3 = ПК НК3- ПК КК2= ПК29+97,13 – ПК26+49,65= ПК 3+ 47,48= 347,48 м

Р4= ПК КТ- ПК КК3= ПК 34+00,00- ПК32+ 36,93= ПК 1+ 63.07=163.07 м

2. Вычисление расстояний между вершинами углов поворота, которое равно разности пикетажных значений вершин последующего и предыдущего углов поворота  плюс домер предыдущей кривой.

Расчет расстояний между  вершинами углов поворота

 

S1= ПК УГ1- ПК НТ= 23+76,00-20+00,00= 376.0 м

S2 =ПК УГ2- ПК УГ1+ Д1= 26+07,70- 23+76,00+0,06= 231,76м

S3= ПКУГ3-ПКУГ2+Д= 31+20,75-26+07,70+0,82=513,87м

S4=ПККТ-ПКУГ3+Д=34+00,00-31+20,75+7,45- 286,7м

Вычисляем прямые вставки и расстояние между вершинами углов контролируем по формуле

∑p_n+ ∑K_n= ∑S_n- ∑Д_n= L

, где L- длина линейного сооружения. Расхождение не должно превышать 0.01- 0.02м.

∑P_n+∑K_n,

∑S_n-∑Д_n

L= ПК НТ- ПК КТ= ПК 20+00- ПК 34+00= 1400м

3. Вычисление дирекционных углов и румбов линий после углов поворота.

 Румб начального направления  линейного сооружения принимается ЮВ: 30⁰25 ‘, дирекционные углы новых направлений вычисляются по формуле 

α1= α_н+ β_1пр,

α₁=149⁰ 05’; r= 30⁰ 25’

α₂ =155⁰ 30’; r= 24⁰ 30’

α₃=136⁰ 5’; r= 43⁰ 55’

α_к=78⁰ 16’.

 Дирекционный угол  следующего направления трассы  равен дирекционному углу предыдущего направления плюс правый и минус левый поворота трассы.

Контроль вычисления дирекционных углов производят по формуле:

∑β_пр. - ∑β_лев. = α_к -α_н,

Где ∑β_пр- сумма правых углов поворота трассы, ∑β_лев- сумма левых поворотов трассы, α_к и α_н – соответственно дирекционные углы начального и конечного направления трассы. Вычисление дирекционные углы переводят в румбы по формулам:

 

 

 

Все данные проведенных вычислений записывают в ведомость вычисления углов поворота, прямых и кривы трассы линейного сооружения.

4.Построение плана трассы линейного сооружения.

План трассы линейного  сооружения строят в масштабе 1: 2000 на чертежной бумаге формата 420* 297мм по данным ведомости углов поворота, прямых и кривых пикетажного журнала.

 Ось трассы линейного  сооружения наносят по вычисленным  расстояниям между вершинамиS и румбам направлений. Отступив от верхнего края листа начальное направление наносят независимо от направления румба- горизонтально. На нем в масштабе 1: 2000 откладывают первое расстояние между вершинами и таким образом получают положение вершины первого угла поворота. В начальной точке трассы НТ в соответствии с румбом начального направления НТИ- УГ.1 строят направления меридиана, которое затем переносят параллельно примерно на середину листа.

 На новом направлении  откладывают второе расстояние  между вершинами и получают  положение вершины УГ.2 и т.д. Таким образом наносят всю трассу. Построение контролируют по углам поворота, измеряя их транспортиром. На оси трассы находят положение главных точек кривой- НК и КК, для этого из каждой вершины в обе стороны откладывают в масштабе соответствующие значения тангенсов.  В полученных точках (НК и КК) в стороны, противоположные радиусам, проводят ординаты длиной 3- 4 см, на которых подписывают значения главных точек криво. Контроль построения ведут по длинам прямых вставок, расхождения не должны превышать + 0.2 мм.

 Пикетаж по оси трассы  линейного сооружения разбивают  в обе стороны от начала  и конца кривой.

 Пусть НК на первой  кривой ПК 23+47.97, чтобы найти ПК 23+00, от Нк ПК 23+47.97, откладывают влево 47.97 м, затем от КК ПК 24+03 откладывают влево 3м ( в масштабе), находят ПК 24+00, затем вправо откладывают 100м (в масштабе 5см) и получают ПК 25+00 и так далее. При разбивке пикетажа ПК 20+00 и ПК 34+00 должны точно совпадать с точками НТ и КТ, расхождение допускается + 0.2мм.

 По данным пикетажного  журнала в обе стороны от оси трассы (по 2 см вправо и влево) наносят ситуацию в соответствии с уловными знаками для планов масштаба 1: 2000.

 В местах поворота  трассы ось показывают по сопрягающей  кривой, отмечают километровые указатели,  номера углов поворота. На чертеже  дается таблица углов поворота  трассы, прямых и кривых, вычерчивает  поперечный масштаб.  

5.Обработка журнала нивелирования трассы.

 Нивелирование называют  такие измерения, по которым  определяют превышения отдельных  точек земной поверхности, а  по превышениям вычисляют высоты  этих точек. Нивелирование какой-  либо линии местности, проводимая  с целью определения отметок  характерных точек рельефа, вдоль  этой линии, называется продольным. Линия, по которой ведут нивелирование,  называется осью нивелирования.  На ней как видно из пикетажного  журнала закреплены пикетные точки, т.е. точки которые находятся друг от друга на расстоянии 100 м. Если между соседними пикетными точками имеются характерные переломы линий, то эти точки называются плюсовыми. Эти точки фиксируются в пикетажном журнале. После разбивки в натуре пикетажа, производят нивелирование всех точек оси линейного сооружения. На крутом скате иногда невозможно пронивелировать полный пикет с одной станции, т.к. визирный луч нивелира «бьет» в землю, или идет выше рейки. В этом случае пикет разбивают на части дополнительными точками, называемыми иксовыми, до которых расстояние не измеряют, т.к. они не являются характерными точками рельефа, а требуются только для определения  превышений между пикетными точками с нескольких станций. Иксовые точки обозначают- x (Например: в нивелирном журнале дополнительная точка между ПК 27+72 и ПК 28+00).

 Пикетная точка, общая  для двух смежных станций, является  передней для предыдущей станции, и задней для последующей, точки на которые берут отсчеты с одной станции, называются промежуточные.

 Обработка нивелирного  журнала включает в себя постраничный  контроль, определение превышений каждой последующей пикетной точки, над предыдущей точкой и вычисления отметок пикетных, плюсовых и промежуточных точек.

В нивелирный журнал занесены результаты нивелирования по пикетным точкам трассы от Rn.2 до ПК 34+00, выполненного методом из середины с двухсторонними рейками, двумя нивелирами.

 Отсчеты, полученные  при измерении превышений, записывались  в нивелирный журнал соответственно по красной и черной сторонам, задней и передней рейками.

 Проверку при нивелировании  производят в поле, непосредственно  на станции стояния. 

 Вычисляют превышения  точек на станции по формуле:

   h= a-b,

  если a˂b, то h(-), а если a˃b, то h (+). Отметка пикета вычисляется по формуле:

H_n+1 = H_n +h,

а- отсчет по задней рейке; b- отсчет по передней рейке;  H_n- отметка  предыдущей точки; H_n+1 – отметка последующей точки.

 Вычисления производятся  в нивелирном журнале. В процессе  вычислений h производят постраничный контроль. На каждой странице подсчитывают суммы отсчетов:

∑a- сумма отсчетов на странице по передней рейке;

∑b- сумма отсчетов на странице по задней рейке;

∑h- алгебраическая сумма вычисленных превышений на странице;

∑h_ср – алгебраическая сумма вычисленных средних превышений на странице;

Н_к – вычисленная отметка последней на странице точки;

Н_н – вычисленная отметка исходной на странице точки.

Контроль:

= ∑h_cр =H_к -H_н

Результаты записывают внизу  каждой страницы нивелирного журнала.

Высоты промежуточных  точек, на которые отсчеты по рейкам берутся только по черной стороне, вычисляют через горизонт инструмента - ГИ.

Чтобы вычислить отметку  промежуточной точки, вычисляем  ГИ по формуле:

ГИ=Н_n+а,

Н _{промеж.} = ГИ-b,

где а – отсчет по задней рейке по черной стороне на пикетной точке станции;b – отсчет по черной стороне на промежуточной точке; Н_n – отметка предыдущей точки станции; Н _{промеж.} – отметка промежуточной точки.

 

Например:

Станция 13

Н_n = Н_ПК28+50 =250,688 м

а = 0,201 м

b_{промеж.} = 1,937 м

ГИ = Н_ПК28+50 + а = 250,688 + 0,201 = 250,889 м

Н _{промеж.} = Н_У.В.В. = ГИ – b =250,889 – 1,937 = 248,952 м.

 

а` - отсчет по красной стороне задней рейки на ПК28 + 50,

b` - отсчет по красной стороне передней рейки на ПК29 + 00,

а – отсчет по черной стороне  задней рейки на ПК28 + 50,

b – отсчет по черной стороне передней рейки на ПК29 + 00.

 

h`<sub>ПК29+00-ПК28+50</sub> = а`- b`_ПК29+00 =4,890 – 7,607 = -2,717 мм

h _{ПК29+00-ПК28+50} = а – b _ПК29+00 =0,201 – 2918 = -2717 мм.

 

hcp. _{ПК29+00-ПК28+50} =

            -среднее превышение между точками ПК28+50 и ПК29+00, т.е.

            hcp. _{ПК29+00-ПК28+50} = = -2,717

Теперь находим отметку  пикетной точки ПК29+00:

H_n+1 = Н₂₉₊₀₀ = Н_{ПК 28+50} + hcp. _{ПК29+00-ПК28+50}

Н₂₉₊₀₀ = 250,688 + (-2,717) = 247,971 м.

 

Станция 13^а

По вычисленной на предыдущей станции отметке Н _ПК29+00 и неизвестным отсчетам;

Аналогично вычислениям  на станции 13, отметку промежуточной точки (уровень воды) определяем через ГИ.

а- отсчет по черной стороне на заднюю рейку (ПК29+00),

b_{промеж.}- отсчет по черной стороне рейки на промежуточной точке (уровень воды):

H_n= Н_ПК29+00 = 247,971 м

а= 0,150 м

b_{промеж.} = 1,670 м

ГИ = Н_ПК29+00+ а = 247,971 + 0,150 = 167,567 м

Н _{промеж.} = Н_У.В. =ГИ – b = 167,567 - 1,670 = 246,451 м.

Для определения отметки  дна реки, т.е. отметки ПК29+12 необходимо от вычисленной отметки уровня воды Н_У.В. отнять промер глубины:

h _{ПК29+12- У.В.} =2,300 м.

Н _ПК29+12= Н_У.В. - h _{ПК29+12- У.В.} =246,451 - 2,300 = 244,151 м.

Таким образом вычисляются отметки всех промежуточных точек.

Аналогично обрабатывается журнал нивелирного хода выполненного вторым нивелиром.

Сравнивая значения отметок  конечного пикета ПК34+00, полученного  при нивелировании первым и вторым нивелирами определяют невязку хода:

f_h = H_{ПК34(нив.1)} – Н_{ПК34(нив.2)} ,

где H_{ПК34(нив.1)} – отметка ПК 34+00, полученная при нивелировании первым нивелиром; Н_{ПК34(нив.2)} – отметка ПК 34+00, полученная при нивелировании вторым нивелиром; f_h допуст. = 50 мм √L – допустимое расхождение между отметками конца трассы при нивелировании первым и вторым нивелиром;  L – длина хода в км (ПК20 – ПК34 = 1,4 км); f_h допуст. = 50 мм √1,4 = 59,16 мм; f_h – полученная невязка; f_h = Н₁ – Н_n = 253,055 – 253,014 = 0.014 м.

Следовательно, нивелирование  выполнено с допустимой точностью, так как  f_h допуст. = 59,16 > f_h = 14 мм.

Для построения продольного  профиля используют результаты, полученные при нивелировании первым нивелиром.

 

6. ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ

6.1. Вычерчивание  продольного профиля

Построение продольного  профиля выполняем по вычисленным  отметкам всех точек продольной оси нивелирования (трассы). Его вычерчиваем на миллиметровой бумаге, в масштабе: горизонтальный 1:2000; вертикальный М 1:200.

1. Вычертили профильную сетку, которая представляет собой ряд горизонтальных линий, проведенных на некотором расстоянии друг от друга и образующих горизонтальные графы для записей в них различных элементов профиля. Верхнюю горизонтальную линию сетки, называют линией условного горизонта.
2. План полосы и контуры вдоль выпрямленной оси нивелирования нанесли по материалам горизонтальной съемки, взятым из пикетажного журнала.
3. Пикетные и плюсовые точки оси нивелирования обозначают вертикальными отрезками, положение которых определяют в масштабе по горизонтальным расстояниям между ними, согласно пикетажному журналу. Расстояние, не равное 100 м, подписывают в промежутках между пронумерованными пикетными точками.
4. В графу «отметки земли» (черные отметки) выписывают из нивелирного журнала отметки пикетных и плюсовых точек с округлением их значения до сотых долей метра. На вертикалях, проведенных выше линии условного горизонта против обозначений соответствующих точек, по их отметкам откладывают отрезки в вертикальном масштабе и получают положение пикетных и плюсовых точек оси в вертикальной проекции. Соединив последовательно эти точки при помощи линейки, получили продольный профиль по оси нивелирования(трассы). Чтобы не иметь длинных вертикалей выше условной линии горизонта, последней приписали условную отметку в 2,5 м ниже самой низкой точки, и тогда отметки точек откладывали от принятой условной отметки
5. Оформление профиля состоит в обводке тушью всех построений и числовых данных. Красной тушью обводят проектную линию, надписи в графе уклонов, проектные и рабочие отметки над или под проектной линией. Все остальное обводят черной тушью. В левом верхнем углу от профильной сетки подписывают масштабы: горизонтальный 1:2000 и вертикальный 1:200.
6. Проектная линия является линией будущего инженерного сооружения земной поверхности.