Нивелирование трассы

Обработка журнала нивелирования

 

Исходные данные:

Азимут начальной линии ПК0–ВУ1 равен:

А₁= (360⁰–К⁰)+ К`= 360<sup>0</sup>–6<sup>0</sup>+6`= 354⁰06`

Отметка начального репера Н₁ = 21,000 м

Отметка конечного репера

Н₂ = (К*6): 1000+19,526 м = 36:1000+19,526= 19,562 м

Угол поворота φ₁ и радиус R₁ первой кривой равны φ₁= 26⁰ 50` ; R= 200 м. Радиус второй кривой принимают за R₂= 300 м, а угол поворота φ₂ определяют по формуле:

φ₂=18⁰+К`= 18<sup>0</sup>06`

 

Камеральная обработка результатов нивелирования трассы

Для выполнения расчетно-графической работы предлагается обработать журнал технического нивелирования. Нивелирование производилось способом «из середины».

Расстояния между пикетами 100 м

Расстояние Rp1–ПК0 = 55,00 м

Расстояние ПК5–Rp2 = 85,00 м

Результаты полевых измерений приведены в таблице.

Отметка начального репера Н₁=21,000 м

Отметка конечного репера Н₂= 19,562 м

На каждой станции вычисляют превышения между связующими точками. Найдя разность отсчетов между отсчетами по задней и передней рейке по черным и красным сторонам получаем вычисленные превышения:

a₁ – b₁ = h_выч1

a₂ – b₂ = h_выч2

Далее вычисляем средние превышения, получив среднеарифметическое из двух вычисленных превышений:

= hиспр

h_выч1 + h_выч2

2

Вычислив средние превышения на всех станциях и записав результаты в колонку 7, выполняют постраничный контроль. Для этого выполняют следующее:

Получить суммы отсчетов по средним нитям по задней рейке ∑a и по передней ∑b

Также получить суммы вычисленных ∑h_выч и средних ∑h_ср превышений:

Получить разность сумм отсчета ∑a–∑b по задним и передним рейкам:

В результате постраничного контроля должно выполняться условие:

∑a–∑b = ∑h_выч = 2*∑h_ср

Если это условие выполняется, то все расчеты верны, в противном случае следует все пересчитать. Сделав постраничный контроль для обоих страниц, по аналогии следует произвести общий контроль всей трассы.

Затем определяют невязку в превышениях по формуле:

F_h= ∑h_ср – (Н₂ –Н₁)

Полученная невязка не должна превышать допуска, вычисляемого по формуле:

F_{h доп}= ±50√L км

Если выполняется условие F_h≤ F_{h доп}, то невязку распределяют между всеми средними превышениями и надписывают её над каждым средним превышением в колонке 7. Получив исправленные превышения, вписываем в колонку 8. Расчет поправок производится по формуле:

δh = F_h* /L_об

где l – расстояния между пикетами, м

L_об – общая длина нивелирного хода, м

На станциях, имеющих промежуточные точки, вычисляем горизонт инструмента:

ГИ= Н_i+а_i

Где Н_i – высота предыдущей точки;

а_i – отсчет по черной стороне рейки, установленной на задней рейке.

Таблица № 1

Журнал технического нивелирования

№ станции	№ точки	Отсчеты по рейке			Превышения, мм			ГИ	Отметки Н, мм
		Задней a	Передней b	Промеж. c	Вычисленные hвыч	средние hср	исправленные hиспр
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Rp1 ПК0	1421 6206	2418 7205		-997 -999	+5 -998	-993		21000 20007
2	ПК0 ПК1	0310 5095	2833 7622		-2523 -2527	+10 -2525	-2515		20007 17492
3	ПК1 П+15 П+20 Л+9 Л+20 ПК2	0581 5372	2569 7358	1736 1510 2465 0733	-1988 -1986	+10 -1987	-1977	18073	17492 16337 16563 15608 17340 15515
4	ПК2 +60 ПК3	0491 5273	2380 7164	1932	-1889 -1891	+10 -1890	-1880	16006	15515 14074 13635
∑a= 24749	∑b= 39549		∑hвыч= -14800	∑hср= -7400

Постраничный контроль

∑a – ∑b = -14800 = ∑h_выч = 2*∑h_ср

Продолжение таблицы 1

№ станции	№ точки	Отсчеты по рейке			Превышения, мм			ГИ		Отметки Н, мм
		Задней a	Передней b	Промеж. c	Вычисленные hвыч	средние hср	исправленные hиспр
1	2	3	4	5	6	7	8		9	10
5	ПК3 +20,5 +33,3 +51,5 +68,7 ПК4	1858 6641	1382 6167	2326 2361 2948 2324	+476 +474	+10 +475	+485		15493	13635 13167 13132 12545 13169 14120
6	ПК4 +32,3 +80,5 ПК5	2989 7777	0046 4832	1670 0405	+2943 +2945	+10 +2944	+2954		17109	14120 15439 16704 17074
7	ПК5 Rp2	2696 7481	0216 4999		+2480 +2482	+7 +2481	+2488			17074 19652
∑a= 29442	∑b= 17642		∑hвыч= +11800	∑hср= +5900

Постраничный контроль

∑a – ∑b = +11800 = ∑h_выч = 2*∑h_ср

Общий контроль

∑a=54191

∑b=57191

∑hвыч=-3000

∑hср=-1500

∑з – ∑п = -3000 = ∑h_выч = 2*∑h_ср

∑h_т = Н₂ – Н₁ = 19,562 – 21,000 = -1,438

F_h= ∑h_ср – ∑h_т = -1500 – (-1438) = -62

F_{h доп}= ±50√L = ±50√0,64 = ±40

F_h ≥ F_{h доп}

 

Последовательность построения продольного профиля трассы

Построение продольного профиля трассы выполняют на миллиметровой бумаге размером 35×50 см в масштабе: горизонтальном – 1:2000, вертикальном –1:200.

В графе расстояния откладывают в масштабе пикеты и промежуточные точки, указывая расстояние между соседними точками.

Над отложенными пикетами и промежуточными точками в графе «Отметки земли по оси дороги» выписывают из журнала нивелирования с точностью до 0,01 м. От верхней линии профильной сетки (линии условного горизонта) в масштабе 1:200 на перпендикулярах к ней откладывают вверх все выписанные отметки земли. полученные точки соединяют между собой прямыми отрезками, образующими непрерывную ломаную линию (черный профиль трассы).

Заполняют графу «Пикеты, кривые, километры». Для этого:

Вычисляют элементы второй круговой кривой по формулам:

Определяют пикетажное положение главных точек круговой кривой.

Вычисляют длины прямых вставок. Длина первой прямой вставки равна отрезку трассы от ПК0 до начала прямой кривой.

Вычисляют азимуты прямых вставок. Азимут первой вставки равен 354⁰06`. Азимут последующей прямой вставки равен сумме предыдущего азимута с углом поворота (плюс правый угол, или минус левый угол).

В графе 7 профиля отмечают в масштабе главные точки кривых, выписывая на перпендикулярах расстояния от них до ближайших пикетов. Внутри каждой кривой выписывают её элементы, а на прямых вставках их длины и румбы. Под соответствующим пикетом подписывают его номер, а под каждым пикетом, кратным десяти и нулевым – номер километра.

Проектирование профиля трассы

 

Нанесение проектной линии профиля производят с учетом баланса земляных работ, используя следующие данные:

Проектные отметки контрольных точек (начало НТ и конец КТ трассы) принимают равными соответственно:

Н_нт = Н_пк0 – 0,85 м и

Н_кт = Н_пк5 – 0,3 м

Расстояние от НТ до точки перегиба (изменения уклона проектной линии) принимают равным l₁ =(300 + К) м, в соответствии с вариантом

l₁ =(300 + 6) = 306 м

После определения исходных данных вычисляют проектную отметку точки перегиба профиля С по формуле:

, где

∑S – сумма площадей элементарных фигур (трапеций), расположенных ниже профиля трассы;

По известным превышениям и расстояниям определяют проектные уклоны:

,

В графе «Уклоны» проводят ординату в месте измерения уклона, а затем соединяют прямыми линиями углы. При положительном уклоне – левый нижний с правым верхним, при отрицательном – левый верхний с нижним правым. Над линией надписывают величину уклона, а под линией – расстояние.

На всех пикетах и промежуточных точках вычисляют проектные отметки по формуле:

, где

Н_п – проектная отметка последующей точки;

Н_п+1 – проектная отметка предыдущей точки;

i – проектный уклон;

d – расстояние между точками;

По вычисленными отметками наносят проектную линию.

Вычисление рабочих отметок и точек нулевых работ

 

Рабочие отметки вычисляют как разность проектной отметки земли и подписывают их в случае положительного значения (насыпь) над проектной линией, а при отрицательном (выемка) – под проектной линией.

В местах пересечения проектной линии и линии земли получают точки нулевых работ, расстояния до которых от ближайших пикетов рассчитывается по формуле:

, , где

d_1, d₂ – расстояния от точки нулевых работ соответственно до задней и передней точек;

d – расстояние между соседними точками;

h₁, h₂ – рабочие отметки, между которыми расположена точка нулевых работ;

На профиле из точки пересечения проектной линии и линии земли опускают перпендикуляр на условный горизонт и подписывают расстояния d_1, d₂ (с округлением до 0,01 м), на перпендикуляре – отметку точки нулевых работ, вычисленную по формуле:

 

Построение профиля поперечника

Составление профиля поперечника выполняют по данным журнала нивелирования в едином масштабе 1:200 (по горизонтали и по вертикали).

Вычисления.

Проектные отметки контрольных точек (начало НТ и конец КТ трассы) принимают равными соответственно:

Н_нт = Н_пк0 – 0,85 = 20 – 0,85 = 19,15 м

Н_кт = Н_пк5 – 0,3 = 17,07 – 0,3 = 16,77 м

l₁ =(300 + 6) = 306 м, l₂ = 500 – l₁ = 194 м

Высота точки перегиба равна:

Проектные уклоны равны:

 

Вычисление проектных и рабочих отметок:

№ точки	Высота уровня земли, Нзем , м	Уклон, i	Расстояние, d, м	Проектная высота, Нп, м	Рабочая высота, НРАБ, м
Нп-1 = НПК0 = 19,15 м
ПК0	20,00	–	–	19,15	-0,85
ПК1	17,49	-0,0191176	100	17,24	-0,25
ПК2	15,52	-0,0191176	200	15,34	-0,12
ПК2+60	14,07	-0,0191176	260	14,18	0,11
ПК3	13,64	-0,0191176	300	13,41	-0,23
Нп-1 = НС = 13,30 м
ПК3+20,5	13,17	0,0178866	14,5	13,56	0,39
ПК3+33,3	13,13	0,0178866	27,3	13,79	0,66
ПК3+51,5	12,55	0,0178866	45,5	14,11	1,56
ПК3+68,7	13,17	0,0178866	62,7	14,42	1,25
ПК4	14,12	0,0178866	94	14,98	0,86
ПК4+32,3	15,44	0,0178866	126,3	15,56	-0,12
ПК4+80,5	16,70	0,0178866	174,5	16,42	-0,28
ПК5	17,07	–	194	16,77	-0,3

Определение точек нулевых работ:

,

Т. 1 расположена между ПК2 и ПК2+60:

Т. 2 расположена между ПК2+60 и ПК3:

Т.3 расположена между точкой перегиба Н_с и ПК3+20,5

Н_{Раб. С} = – 0,20 м

Т.4 расположена между ПК4 и ПК4+32,3