Организация работ

ВВЕДЕНИЕ

Пособие предназначено для студентов строительных специальностей 270205 “Автомобильный дороги и аэродромы”, 270201 “Мосты и транспортные тоннели”, 270202 “Инженерная защита окружающей среды”, проходящих летнюю геодезическую практику на незастроенных или малозастроенных территориях, близких по условиям к учебному геодезическому полигону.

 

Цель и задачи учебной практики

Цель геодезической практики состоит в закреплении теорети­ческих знаний, полученных в течение учебного года, и в приобретении практических навыков по выполнению геодезических работ, связанных с созданием планово-высотного геодезического обоснования, производством топографических съемок местности, решением ряда инженерных геодезических задач, необходимых при изысканиях, проектировании и строительстве инженерных сооружений. Поэтому основное внимание в пособии уделяется способам и методике выполнения полевых работ. Даются рекомендации по предупреждению и обнаружению грубых промахов в измерениях, которые наиболее часто делаются студентами при работе с геодезическими приборами и инструментами.

 

I. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

 

Организация работ

1. Утверждается состав студенческих бригад (5–6 человек) с уточнением места хранения геодезических инструментов, 2. Разъясняется студентам цель, задачи и назначение практики. 3. Происходит ознакомление студентов с рабочей программой. Определяются календарные сроки выполнения работ по…

Техника безопасности и охрана окружающей среды

Чтобы не причинять вреда своему здоровью и здоровью окружающих людей, необходимо выполнять следующие основные правила: 1. Соблюдать осторожность при переходе дорог. При работе в населенных пунктах… 2. Нельзя перевозить в общественном транспорте инструменты с открытыми колющими и режущими частями (штатив, шпильки,…

ПОВЕРКИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

 

Поверки и юстирование теодолита, нивелира выполняется перед началом полевых работ, а при необходимости – в процессе работы.

 

Поверки и юстирование теодолита

У теодолита Т30 в поле зрения микроскопа отсчетного устройства (рис. 2) видны одновременно изображения шкал горизонтального (внизу) и вертикального… На рис. 3 изображено поле зрения микроскопа отсчетного устройства теодолита…  

Поверка цилиндрического уровня

Порядок действий. Штатив с теодолитом устанавливается так, чтобы лимб горизонтального круга был примерно горизонтален. Перед выполнением поверки… Для выполнения поверки теодолит вновь устанавливают так, чтобы уровень… Юстирование производится путем возвращения пузырька в нуль-пункт на половину отклонения подъемными винтами, по…

Поверка положения коллимационной плоскости

Для поверки данного условия на местности выбирается ясно видимый удаленный предмет, на одну из точек которого можно точно навести биссектор сетки… .(1) Если величина коллимационной ошибки превышает двойную точность отсчетного устройства

Результат определения значений коллимационной ошибки

В качестве визирной цели можно использовать одну точку. Только при повторном определении величины С нужно сбивать лимб. Делается это так. При…

Поверка перпендикулярности трубы оси вращения теодолита

В случае несоблюдения условия исправление положений горизонтальной оси в полевых условиях не производится.

Поверка сетки нитей

Первый способ. Трубу визируют на четко видимую точку одним краем средней горизонтальной нити сетки. Затем поворачивают теодолит по азимуту,… Второй способ более удобен для исправления положения сетки нитей. Для этого в… Эту поверку целесообразно производить второй – после поверки уровня.

Поверка постоянства места нуля вертикального круга

Поверка производится следующим образом. Для наблюдения выбирается на местности несколько различно удаленных от инструмента местных предметов, на… 1. Визируют трубу на точку вначале грубо (руками), фокусируют ее. 2. Приводят пузырек цилиндрического уровня при горизонтальном круге в нуль-пункт одним из подъемных винтов,…

Определение МО для теодолитов Т30 и 2Т30

Тип теодолита
Т30	2Т30
МО

 

Таблица 3

Результаты определения значений МО и вертикального угла

  3. Сетку нитей перемещают до совмещения ее с точкой вертикальными юстирными… Затем вновь определяют значение МО. Так как при ослаблении боковых винтов сетка нитей может быть сдвинута, то…

Поверки и юстирование нивелира Н-3

В комплект нивелира входят две нивелирные рейки, по которым берутся отсчеты. После приведения подъемными винтами пузырька круглого уровня в…    

Поверка круглого уровня

Первый способ. Если после поворота нивелира на 180º пузырек сместился с нуль-пункта, то его смещают к нуль-пункту на половину дуги отклонения… Второй способ. Идея способа заключается в приведении оси нивелира в отвесное… 1. Определяют диапазон работы элевационного винта числом его оборотов и выставляют в среднее положение.

Поверка сетки нитей

Условие: горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси нивелира. Нивелирную рейку устанавливают в 30−40 м от инструмента. Наводят на нее трубу так, чтобы изображение рейки последовательно получалось в разных местах поля зрения (у двух краев и в центре), берут отсчеты. Если все три отсчета одинаковы, то условие выполнено. Для поверки может использоваться также отвес, подвешенный в 20−30 м от нивелира в защищенном от ветра месте. Юстирование производится разворотом сетки нитей.

Поверка главного геометрического условия

x = hc − hв. (4) Результаты оформляются в виде табл. 4. Условие поверки считается выполненным,…  

Результаты определения ошибки нивелира

 

х = h_c − h_в = 0242 – 0264 = −22 мм

в^о_п = в_п – х = 1284 − (−22) = 1306

 

СОЗДАНИЕ СЪЕМОЧНОГО

ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ

В месте проведения геодезической практики имеется определенная геодезическая сеть. Однако густота пунктов этой сети недостаточна для производства с… Наиболее простой путь создания съемочного обоснования, – проложение…  

Проложение теодолитного хода

    Рис. 8. Схема замкнутого теодолитного хода …    

Рекогносцировка местности, закрепление точек теодолитного хода

Затем бригада выходит на рекогносцировку (осмотр) местности, оставляя одного человека с основными инструментами, вещами. С собой берут две вехи,… В процессе рекогносцировки вначале определяют границы участка, подлежащего… Затем выбирается местоположение точек теодолитного хода, с которых будет производиться тахеометрическая съемка…

Измерение горизонтальных углов

На рис. 8 углы b1, b2, … b5 − правые, а примычный угол bо, при помощи которого осуществляется угловая привязка теодолитного хода к опорной… Теодолит устанавливается в вершине измеряемого угла и приводится в рабочее… Центрирование теодолита производится при помощи нитяного отвеса. Вначале штатив с теодолитом устанавливают так, чтобы…

Журнал измерения горизонтальных углов

Видимость: хорошая Записывал: Захарова   Номер точки стоянки Номер точки наведения …  

Измерение длин линий

Методика измерений. Измерения длин линий производят два мерщика - передний и задний. Так как расстояния между соседними точками теодолитного хода… В конце линии измеряют остаток между последней шпилькой и концом линии. Для… D = (n · k + m) l0+τ0 , (5)

Журнал измерения длин линий

В теодолитных ходах с короткими сторонами (менее 100м), когда их нецелесообразно разбивать на части, сразу же измеряют горизонтальное проложение… Измерение горизонтальных проложений производится так же, как измерение… При перемещении мерщиков вниз по склону (рис. 12, а) задний мерщик цепляет ленту крючком за шпильку, а передний,…

Вычисление координат точек теодолитного хода

Вычисления выполняются в следующем порядке. 1. Уравнивание (увязка) углов. Вначале вычисляется угловая невязка. Для… , (13)

Определение грубых промахов в измерениях

Рассмотрим два случая, когда допущен промах при измерении какого-либо горизонтального угла или длины линии хода. Предположим, что допущена грубая ошибка при измерении угла на величину Db… Рис. 13. Схема смещения хода из-за угловой ошибки

Проложение нивелирного хода

Техническое нивелирование производится нивелирами технической точности (Н-10, НС-4) или точными нивелирами (Н-3, Н-ЗК). В последнее время… В этом разделе рассматривается только техническое нивелирование точек…  

Измерение превышений

Нивелирный ход представляет собой последовательно измеренные превышения с целью передачи высоты с исходного пункта на определяемые точки… Если местность ровная, то на смежных точках теодолитного хода устанавливают… Установка нивелира посредине не означает, что он должен находиться в створе нивелируемых точек. Нивелир может…

Обработка нивелирного журнала

. (34) Расхождения в 1−2 мм могут возникнуть за счет округления средних… Если нивелирный ход занимает менее двух страниц, то постраничный контроль может быть выполнен для всего хода сразу.…

Повторные измерения в нивелирном ходе

Основными грубыми ошибками, которые делаются студентами при проложении нивелирного хода, являются следующие: 1. Рейка на связующих точках хотя бы один раз устанавливалась прямо на… 2. При взятии отсчетов по обеим сторонам рейки пузырек цилиндрического уровня не был приведен в нуль-пункт.

Ведомость вычисления отметок точек хода

 

Рис.19 Схема нивелирования крутого склона

Особые случаи нивелирования (через большие овраги, водоемы и т. д.) изложены в разд. 5.

ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

Тахеометрическая съемка выполняется для получения детальных планов в масштабах 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 на небольших площадях или в сложных условиях местности как самостоятельно, так и в сочетании с другими видами работ.

Для измерений используются теодолиты точные и технической точности, тахеометры.

Съемка производится при одном круге теодолита (КЛ) с пунктов опорной и съемочной геодезической сети. При этом плановое положение контуров и предметов местности определяется полярным способом, а высотное − тригонометрическим нивелированием. Съемка местности может производиться одновременно с проложением тахеометрического хода.

Приведение теодолита на станции в рабочее положение

1. Теодолит центрируется. 2. Теодолит нивелируется 3. Определяется место нуля (МО) вертикального круга.

Порядок работы на станции

К элементам ситуации относятся предметы и контуры местности. Четкие контуры (зданий, заборов, спортивных площадок, дорог и т. д.) вычерчиваются…   Рис. 20 Абрис на станции Т3

Определение планово-высотного положения переходной точки

Для этого, например, в точке Т3 (рис. 22) теодолитного хода измеряются горизонтальный угол b или b¢ полным приемом и горизонтальное проложение…   aТ3-А= aТ3-Т2 − b или aТ3-А= aТ3-Т4 + b¢ ,

Камеральные работы при тахеометрической съемке

К камеральным работам при выполнении тахеометрической съемки относятся: обработка журнала съемки, составление и вычерчивание плана участка или полосы местности.

Обработка журнала съемки

Вначале в журнал съемки (табл. 10а) выписывается из нивелирного журнала отметка станции Н_ст, которая округляется до 0,01 м. Для каждой реечной точки вычисляются:

− угол наклона (для теодолита 2Т3О)

 

n = КЛ−МО; (44)

 

− горизонтальное проложение

 

S = Dcos²n; (45)

− превышение

h = Dsin2n+i−n. (46)

Знак превышения берется равным знаку угла наклона n. Горизонтальные проложения округляются до 0,1 м, а превышения − до 0,01 м. Отметки реечных точек вычисляются по формуле

Н_k= Н_ст+ h_{k ,} (47)

где k − индекс, обозначающий k-ю реечную точку.

Все вычисления следует выполнять в две руки − вычислителю и наблюдателю.

 

Составление плана

1. Построение координатной сетки. 2. Нанесение точек опорной сети и съемочного обоснования по их координатам. … 3. Накладка реечных точек по данным журнала тахеометрической съемки.

Полевая корректура плана, контроль,

Окончательное оформление плана

Контроль и приемка плана делается руководителем практики в поле. Руководитель на свое усмотрение выбирает на местности несколько контрольных точек… По результатам контроля составляется корректурный лист, в котором указываются… На основании корректурного листа студенты выполняют все исправления и вычерчивают план тушью (по согласованию с…

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ИЗЫСКАНИИ СООРУЖЕНИЙ ЛИНЕЙНОЙ ФОРМЫ.

Рекогносцировка местности и закрепление углов поворота трассы

При переносе трассы на местность производят опознавание характерных контурных точек на местности, вблизи которых на карте или фотоснимках… Назначение линии заданного направления на местности производят следующим… Уточнив положение исходной точки трассы на карте, берем первоначальное направление линии с карты путем измерения…

Измерение углов трассы. Контроль угловых измерений на трассе

q¢=180 − b, (49) а левые по формуле q¢=b − 180 . (50)

Привязка точек трассы в плане к пунктам государственной геодезической сети

Целью плановой привязки точек трассы к пунктам геодезической сети является получение координат отдельных точек и направлений линий трассы.

По этим данным контролируют результаты угловых и линейных измерений по трассе. Периодическая привязка трассы к опорным пунктам, устанавливаемая в соответствии с необходимой точность работ, позволяет контролировать результаты даже по смежным точкам привязки.

Привязка трассы выполняется несколькими способами, причем наиболее надежен тот, когда с точки трассы видно не менее двух твердых пунктов. Однако это не всегда возможно.

 

Привязка трассы к одному геодезическому пункту

Рис. 27. Привязка трассы к одному геодезическому пункту   В точке М измеряют примычный угол b и определяют географический азимут Анр линии МР привязки. Решают прямую…

Привязка трассы к двум пунктам способом прямой засечки

По трем углам b, f1 и f2 (должны быть f1 + f2+ b = 180) контролируют, а затем уравнивают их значения. Подсчитывается невязка f = f1 + f2+ b −180° и вычисляются уравненные… f1= f1−f/3; f2 = f2-f/3; b = bf/3 (57)

Разбивка пикетажа

При большой длине трассы в таких надписях выделяют число пройденных километров. Например, надпись 14/4 + 48,5 м означает что от начала трассы (ПК 0)… Кроме того, кольями отмечают точки перегиба скатов, места пересечения трассы с… При проходе трассы по косогору с поперечным уклоном более 0,200 м на местности разбивают перпендикулярные к трассе…

Съемка полосы местности вдоль трассы и пикетажный журнал

Здесь (рис. 30) зарисована ситуация, показано положение поперечных профилей, реперов, схема их привязки. Ось трассы дана прямой с условным… Чуть выше и правее записаны порядковый номер (N 1) этого угла поворота трассы,… Внизу журнала, в левом углу, зарисован репер N 1 (пень ели), который привязан к трассе, промерами расстояний 10,50 м…

Разбивка главных точек закруглений

Чтобы разбить круговую кривую на местности, достаточно определить положение ее трех главных точек (рис. 33) . Начала кривой А (НК), середины кривой…       Рис. 31 Главные точки круговых кривых

Детальная разбивка закруглений

Существует достаточное количество способов детальной разбивки закруглений [2]. Укажем два из них.

Способ прямоугольных координат

х1= Rsinβ ; х2= Rsin2β ; х3= Rsin3β ; (64) y1= R(1−cosβ) ; y2= R(1−cos2β) ; y3=…  

Способ углов и хорд

  Рис. 34 Разбивка круговых кривых способом угловых хорд  

Геометрическое нивелирование трассы по пикетажу

Нивелир на станции устанавливают примерно на одинаковых расстояниях (5 м) от связующих точек в створе или вне створа нивелируемой линии. На рис. 35… Все отсчеты по рейкам заносятся в журнал нивелирования. Работа на станции и…  

Рис. 35 Геометрическое нивелирование трассы по пикетажу

 

 

Камеральная обработка журнала нивелирования начинается с проверки полевых вычислений. На каждой странице журнала производят постраничный контроль, используя формулу

Σ_задн – Σ_передн = Σh_cp . (67)

В таблице 12 эти данные следующие: Σ_задн = 19008, Σ_передн =20677, Σ_задн – Σ_передн = – 834. Расхождения допустимы в пределах 1– 2. мм. Далее вычисляют невязку в превышениях по формуле

f_h= Σh_cp –(H_К–Н_Н), (68)

где H_К и Н_Н отметки начальной и конечной точки трассы.

К примеру, если Н_Н = Н_ПК0 = 63,406 (табл. 12), Н_К = Н_ПК0 = = 65.251, а сумма h_cp (средних превышений по всему ходу от ПК0 до ПК10) равна 1865, то f_h = 1865 – (65.251 – 63.406) =1865 –1845 = 20 мм.

Таблица 12

Журнал нивелирования по трассе

Оценив допустимость невязки (50 мм√L, где L – длина хода в км) распределяют ее поровну на все средние превышения, т. е. вводят в них поправки… По увязанным превышениям вычисляют отметки связующих точек по формуле Нi+1= Hi+hi. (69)

Ведомость прямых и кривых

По измеренным углам поворота трассы (графа 1) и по исходному дирекционному углу α =182º02´ (графа 3) вычисляют по формулам (51),… Если вычисления верны, то должно быть αконеч – αнач =Σq −… Выписав в графу 5 радиусы кривых, заполняют остальные столбцы этой графы основными элементами кривых, выбирая их из…

Привязка трассы

Для привязки к марке, закрепленной в стене сооружений, в ее отверстие вставляется стальной штифт, и на него надевается подвесная реечка с… Установив нивелир в точке А, снимают отсчеты а1 и в1 с реечки и с рейки,… НПК0 = НРп+ (а1−в1) + (а2−в2). (71)

Контроль нивелирования

Для исключения грубых и ослабления влияния случайных ошибок нивелирование трассы производят с контролем, проводимым одним из следующих способов.

Нивелирование в два инструмента

Работа производится двумя нивелировщиками, идущими один за другим. Первый нивелирует связующие и промежуточные точки, второй − только связующие. Результаты сличают ежедневно и обнаруживаемые промахи исправляют. Контроль здесь самый надежный.

Двойной ход

Нивелирование ведут одним инструментом, но линию нивелируют два раза − в прямом и обратном направлениях. При коротких расстояниях между конечными точками трассы обратный ход делают после нивелирования всей линии в прямом направлении, но сделать все это необходимо в течение одного дня. При значительных расстояниях трассу делят на участки, так чтобы прямое и обратное нивелирование было выполнено также в течение одного дня во избежание утраты точек.

Этот метод контроля также очень надежен.

Одиночный ход с контрольными точками

Этот способ состоит в том, что рядом с основной связующей точкой, например на ПК 2 (рис. 35), выбирают еще одну связующую контрольную точку К.

 

Рис. 36. Нивелирование одиночным ходом с контрольными точками.

Если при нивелировании по основным связующим точкам были определены горизонты инструментов Ги₁ и Ги₂ на станциях 1 и 2, то отметка контрольной связующей точки К может быть, определена дважды:

Н_К⁽¹⁾= Ги₁−в₁ ; Н_К⁽²⁾= Ги₂−в₂ , (72)

где в₁ и в₂ − отсчеты по рейке на контрольной точке К со станций 1 и 2. Если разности между НК1 и НК2 не более 3−4 мм, то нивелирование считается удовлетворительным. При больших разностях работа на станциях 1 и 2 повторяется.

 

Нивелирование трассы через овраги

  Рис. 39. Нивелирование трассы через овраги В стороне от трассы выбирают станцию так, чтобы можно было взять отсчеты на ПК 25 и ПК 25 + 84. Сделав измерения назад…

Допустимые невязки продольного нивелирования

Согласно классификации государственных нивелирных сетей значения невязки в ходах и полигонах технического нивелирования не должно превышать ±50 мм, где L − длина хода в км.

При автомобильнодорожном нивелировании допустимая невязка в ±50 мм применяется только при нивелировании населенных пунктов, на пересечении дорог и у мостовых переходов, а также при привязке к реперам и маркам государственного нивелирования.

В остальных случаях при двойном нивелировании допускается невязка ±100 мм.

 

Составление плана и продольного профиля трассы

Продольный профиль трассы составляют по данным нивелирного и пикетажного журналов и вычерчивают на миллиметровой бумаге. Вертикальный масштаб берут… При составлении профилей руководствуются установленными образцами, на которых… При размещении профиля на миллиметровой бумаге надо учесть следующее. Отметки всех точек профиля откладывают от так…

Продольный профиль участка трассы от ПК0 до ПК4

Отметки линии условного горизонта следует выбирать так, чтобы наименьшая черная отметка была выше линии условного горизонта на 5−7 см. Здесь следует помнить, что вертикальный масштаб должен быть в 10 раз крупнее… Полученные точки на концах перпендикуляров соединяют прямыми и получают ломаную линии профиля.

Вычисление проектных и рабочих отметок

НD = НC +h = Hi + dtgα =Hi+id. (73)   Рис.37Вычисление проектных и рабочих отметок

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСТИННОГО АЗИМУТА

– положение светила ; Δ – местный предмет; NC – проекция вертикала на горизонтальную плоскость;

Определение азимута земного предмета по часовому углу Солнца

Здесь параллактический треугольник pzδ (см. рис. 41) решается по данным 90–φ, 90–δ и часовому углу t . Рабочая формула следующая:

. (77)

В этой формуле широта φ места наблюдения берется с карты, склонение δ Солнца выбирается из, таблиц [5], а часовой угол t Солнца вычисляется по показаниям часов.

В приведенном ниже журнале видна последовательность действий при наблюдениях и предварительные вычисления (табл.15).

 

Таблица 14

Журнал определения азимута по высоте Солнца

Таблица 14а

Ведомость вычисления азимута земного предмета по высоте Солнца

Таблица 16

Ведомость вычисления азимута земного предмета по часовому углу Солнца с пункта №16 на пункт №17

м=Дм-3h t=M+(h0+12h)+uMh+λ δ=δ0+νMh ctgα=sinφ ctgt- A=α+Q   Но мер действия Обозначе ния Приемы Примечание …

НИВЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ

УЧАСТКА МЕСТНОСТИ ПО КВАДРАТАМ

Для получения крупномасштабного топографического плана отве­денных под строительство открытых плоскоравнинных участков местности с незначительными… Полевые работы выполняются в следующем порядке: 1) рекогносцировка участка;

Построение сетки квадратов

Сетку квадратов разбивают на местности при помощи теодолита и стальной ленты. Углы квадратов на местности закрепляются колышками, забиваемыми… Четвертый угол D1 измеряют после установки вехи в точке D4. Отклонение угла D…  

Плановая и высотная привязка сетки квадратов к пунктам геодезической сети

На практике при съемке малых участков не всегда есть необходимость в привязке их к пунктам геодезической сети. В этом случае для ориентирования… Высотная привязка сетки квадратов, как показано в подразд. 8.2, позволяет… , (78)

Порядок нивелирования. Журнал наблюдений. Допуски, контроли.

ГИ1= НРп+αД4=20,131м+1,743 м= 21,874м; Н = ГИ1–αi , вычисляют горизонт инструмента ГИ1 отметки всех остальных точек. При более сложной схеме участка для его съемки прокладывают самостоятельный, желательно замкнутый, опорный нивелирный…

Ведомость превышения по точкам опорного хода

  Поскольку разность горизонтов инструментов на смежных станциях не превышает 10… По результатам геометрического нивелирования поверхности по квадратам составляют в заданном масштабе план участка…

ОСНОВНЫЕ

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ

Вынос проекта сооружения на местность

На первом этапе переноса проекта сооружения на местность от пунктов геодезической разбивочной сети определяют и закрепляют на площадке положение… На втором этапе выполняют детальные разбивки сооружения от его главных осей,… Перенос проекта на местность выполняется по разбивочному чертежу, который составляется по данным генерального плана и…

Вынос проектной отметки на местность

ГИ=НРп + а. Затем определяют, какой должен быть отсчет в по рейке, установленной в… В = ГИ− НРп.

Определение высоты сооружения

H = h1+h2, если место установки теодолита выше основания сооружения, как на рис. 47, а… H = h1−h2.

Определение крена высотного сооружения

Крены или наклоны сооружений определяют различными методами в зависимости от технических требований и условий наблюдений. Самый простой способ… γ = arctg(в/а)=arcsin(в/а)= . Однако в строительной практике крен более удобно определять при помощи теодолита, используя вместо отвеса его…

Определение расстояний, недоступных для измерения мерной лентой

S = вsinβ/sin(α+β). Для контроля измерений и вычислений рекомендуется разбить еще один базис в1 и…  

Состав отчета по учебной геодезической практике

1. Поверку геодезических приборов. 2. Проложение теодолитного хода. 3. Проложение нивелирного хода.