Геодезические работы и инструменты

Чтобы наиболее рационально разместить вновь строящиеся сооружения и устройства, а также проверить правильность расположения существующих, необходимо составить план местности и нанести на него все необходимые дан­ные. Методами измерений на местности, обработки результатов этих измере­ний и способами изображения на плане участков земли занимается наука, называемая геодезией. Геодезия широко применяется при изысканиях желез­ных дорог, строительстве железнодорожного пути, зданий, мостов, тоннелей и других сооружений. В задачу геодезии входит измерение относительно не­больших участков земной поверхности и составление их планов.

Совокупность измерений на местности для составления плана или реше­ния специальных инженерно-технических задач называют съемкой. Различа­ют съемки горизонтальные, вертикальные и топографические. При проектиро­вании узлов и станций делают топографическую съемку местности: определя­ют положение характерных точек на горизонтальной плоскости.

Составленные по результатам инструментальных измерений план и про­филь местности характеризуют ситуацию и рельеф данного участка и позво­ляют запроектировать на нем необходимые устройства и сооружения. Для из­мерения длин наиболее часто используют стальные мерные ленты длиной 20 м. Перпендикуляры на местности восстанавливают, пользуясь экером (рис. 9), а горизонтальные углы полигона измеряют буссолью (рис. 10). Основные час­ти буссоли: компасная коробка, кольцо 3 с полуградусными делениями от 0 до 360° и магнитная стрелка 4 на стальном шпиле, укрепленном в центре компасной коробки. На ее дне расположен круговой уровень 5. Сверху короб­ка закрыта стеклянной крышкой. Буссоль снабжена глазным и предметным диоптрами 2.

Горизонтальные и вертикальные углы измеряют угломерным инструментом — теодолитом. Основные его части: зрительная труба, вращающаяся в вертикальной плоскости; лимб — неподвижный горизонтальный круг с делениями (градусами и минутами); алидада — диск, вращающийся вокруг оси, проходящей через центр лимба; нониус — верньер, позволяющий отсчитывать десятые доли минуты; вертикальный круг для измерения вертикальных углов.

Наиболее широко в нашей стране применяют оптические теодолиты (рис. 11) различных конструкций и разной точности. Особенность их заклю­чается в том, что система призм и линз сводит изображения в отсчетных приспособлениях горизонтального и вертикального кругов в поле зрения одного микроскопа, окуляр которого расположен рядом с окуляром зрительной трубы.

 

Рис.9 Простой экер:

а - в виде восьмигранной призмы;

б - цилиндрический;

в - конический

Рис.10.Полевая буссоль

Рис. 11. Теодолит ТОМ

 

Рис. 12. Нивелир

Одна из наиболее часто выполняемых геодезических работ — нивелирование, необходимое для определения отметок точек местности. Превышение точек определяют, используя показания горизонтального визирного луча нивелира (рис. 12). Зрительную трубу его можно снять и переложить, пере­вертывая на 180°. Чтобы определить превышение точки В над точкой А (рис. 13), нивелирную рейку (рис. 14) устанавливают над ними отвесно нуле­вым делением вниз, а нивелир — примерно посередине между рейками. Затем регулировочными винтами приводят зрительную трубу в строго горизонтальное положение.

Рис. 13. Нивелирование из середины

Рис. 14. Нивелирная рейка

Направляя визирную ось в трубе сначала на одну, а затем на другую рейку, делают по ним отсчеты а и b. Превышение h точки В над точ­кой А равно разности этих отсчетов: h = а — b. Зная отметку Н₁ точки А и превышение точки В над точкой A, находят отметку Н₂ точки В.

 

H₂ = H₁ ± h. (3)

 

Если по горизонтали отложить в масштабе последовательно все точки, а по вертикали — их отметки и соединить последние последовательно друг с другом, то полученная ломаная линия будет представлять собой профиль местности в данном направлении.

3. Категории линий.

Технические требования и нормы, которыми руководствуются при про­ектировании, для различных линий неодинаковы: дифференцированы в за­висимости от их значения и характеристик предстоящей эксплуатационной работы (грузонапряженности, скоростей движения поездов и др.). Грузонапряженность—это показатель интенсивности перевозок, т.е. количество грузов, запланированных к перевозке или фактически перевезенных по рассматриваемому участку (линии, дороге) в среднем за год. Различают грузонапряженность нетто и брутто. Грузонапряженность нетто Qн равна сум­ме произведений количества перевезенных грузов _Qі в од­ном (грузовом) или в каждом из направлений на соответствующую для каждой группы грузов среднюю дальность их перевозки lі в пределах . рассматриваемого участка (линии, дороги), деленной на общую (эксплуа­тационную) длину данного участка L_экс:

(4)

Различают грузонапряженность нетто для грузового направления или для 1 км эксплуатационной длины. Грузонапряженность брутто Q_бр отли­чается от грузонапряженности нетто тем, что в расчет принимают не только массу всех перевезенных (или планируемых к перевозке) грузов Q_i, но и тару вагонов Р_i, а также суммарную массу локомотивов , проследовавших по участку за год. Причем грузонапряженность в данном случае определяют не для всего участка, а для каждого из главных путей на нем длиной :

Этот показатель характеризует общий тоннаж, проследовавший по каждому километру пути данного участка (линий, дороги) в среднем за год. Грузонапряженность измеряют в миллионах тонно-километров на 1 км.

Следует различать строительную эксплуатационную и развернутую длину путей. Строительная длина пути – длина сооружаемого под главные пути земляного полотна от' начального пункта его возведения до конечного — показатель общей протяженности вновь строящейся линии. Эксплуатацион­ная длина главных путей выражает сумму расстояний между осями раз­дельных пунктов независимо от числа, путей, лежащих на общем земляном полотне,. Она используется для определения дальности перевозок и при тарифных расчетах; развернутая длина представляет сумму длин всех главных путей (I, II, III,IV) на участке, линии, железной дороге. Отдельно учитывают развернутую длину станционных путей как общую сумму их длин. Развернутая длина главных и станционных путей определяет эксплуатационные расходы на содержание и ремонт пути, используется в расчетах пропускной способности, применяется для определения интенсивности использования путей и др.