Структура технічного проекту
Технічні проекти на топографо-геодезичні роботи складаються, як правило, з 3-ох частин:
– технічна;
– підрахунок обсягів робіт, кошторисна частина;
– планування і організація робіт.
Технічна частина:
1) коротка фізико-географічна і економічна характеристика району робіт;
2) топографо-геодезична вивченість об’єкта;
3) обґрунтування вибору масштабу і методу знімання, вибір висоти перерізу рельєфу;
4) картосхема об’єкта;
5) проектування планової геодезичної основи;
6) проектування висотної геодезичної основи;
7) проектування топографічних знімань.
Коротка фізико-географічна і економічна характеристика району робіт. У цьому підрозділі подається інформація про об’єкт у такому розрізі.
– клімат;
– рельєф;
– гідрографія;
– ґрунти;
– рослинність;
– фауна;
– політико-адміністративний поділ;
– економічна характеристика об’єкта.
Вихідними матеріалами для написання розділу є документи, зібрані у місцевих організаціях, які займаються відповідними питаннями та у місцевих органах влади. При відсутності можливості зібрання таких матеріалів може бути використана географічна енциклопедія України і топографічні карти. Усі відомості подаються з точки зору можливого виливу на технологію і організацію топографо-геодезичних робіт на об’єкті.
Топографо-геодезична вивченість на об’єкті. У даному підрозділі подається повна інформація про вихідні геодезичні і топографічні матеріали наявні для даного об’єкта, а саме: топографічні знімання минулих літ (карти, плани) з інформацією про їх виконавців і про період, коли вони виконувались; каталоги координат і висот пунктів з їх повною характеристикою (типи центрів, типи знаків, їх висота, стан, умови під’їзду) з вказанням організацій, які їх побудували і в якому році; відомості про геодезичні роботи, виконані на даній території у минулі роки: характеристика робіт, їх точність за матеріалами зрівнювання з вказанням виконавців і року виконання.
Фізико-географічна і економічна характеристика об’єкта
Фізико-географічні і економічні умови району мають важливе значення при виборі методики і організації геодезичних робіт.
Опис складають на основі різних літературних джерел. Студенти при написанні даного розділу використовують, головним чином Українську Географічну Енциклопедію [8].
Фізико-географічні умови району описують у такій послідовності.
Орографія і гідрографія (загальний характер рельєфу, основні його форми, коливання висот, долини, балки, яри; ріки, їх характеристики, можливість використання як транспортних шляхів при виконанні геодезичних робіт).
Клімат. Місцеві особливості клімату, середня річна температура і середня температура січня і липня, кількість опадів і їх розподіл по місяцях, режим вітрів, періоди туманів, середні дати замерзання і розмерзання рік, періоди снігового покриву і його товщина. Найбільш сприятливий період часу для польових геодезичних робіт, тривалість польового періоду.
Грунтово-рослинний покрив (склад ґрунтів, глибина їх промерзання і відтанення, наявність ділянок з нестійкими ґрунтами; характеристика лісових масивів, наявність лісу, придатного для побудови геодезичних знаків; інші природні і сільськогосподарські угіддя).
Економічна характеристика району.
Економіка району робіт визначає організацію бази і складів польових партій, забезпечення їх продовольчими товарами, водою, робочою силою, транспортом, будівельними матеріалами, зв’язком і т. д.
Характеристику складають у такій послідовності: економічний тип району, основні галузі народного господарства, родовища корисних копалин, відомості про наявність будівельних матеріалів, населені пункти і мережа доріг, густота населення, його національний склад, залізниці, станції, шосейні та інші дороги, можливість їх використання в різні пори року, річковий і морський транспорт, наявність поштово-телеграфного зв’язку, можливість набору робочої сили, оренди приміщень і транспортних засобів.
Обґрунтування вибору масштабу і методу знімання. Вибір висоти перерізу рельєфу і масштабу залежить від топографічного призначення та вибрані згідно з інструкцією з топографічного знімання. У цій інструкції є розділ «Призначення топографічних планів», де подані переліки робіт, для яких застосовуються топографічні плани тих чи інших масштабів.
Вибір методу топографічної зйомки залежить від технічних можливостей підприємства, що буде виконувати цю роботу.
Висота перерізу рельєфу залежить від масштабу топографічного знімання і характеристики рельєфу. Вибір здійснюється за допомогою таблиці №1 інструкції для топографічного знімання.
Картосхема об’єкта. Метою цього розділу є встановлення номенклатури усіх трапецій, які підлягають зніманню. Подання їх одною картосхемою для границь, якої вказуються географічні координати. Пізніше користуючись даною картосхемою не важко визначити географічні координати будь-якої трапеції, за допомогою яких визначають прямокутні координати трапеції, її розміри і монтується фотоплан даної трапеції. Для побудови картосхеми об’єкта застосовується номенклатура карт і планів.
Проектування полігонометричних ходів 4 класу і 1 розряду
Для згущення існуючої державної мережі 3-го класу на території об’єкту необхідно запроектувати один полігонометричний світловіддалемірний хід 4-го класу. Враховуючи невелику площу об’єкту, потрібно запроектувати окремий хід, який опирається на 2 вихідні пункти тріангуляції. Хід проектують на місцевості, найбільш сприятливій для кутових і лінійних вимірів, тобто вздовж доріг або біля них, вздовж долин річок або лісових просік. При проектуванні дотримуються вимог [1]. Основні з них такі: кількість сторін в одиничному ході - не більше 15, довжина ходу - не більше 14 км, довжини сторін: максимальна – 3,0 км, мінімальна – 0,25 км, оптимальна – 0,5 км.
Згущення полігонометричної мережі 4 класу здійснюється полігонометричними ходами 1 розряду, які проектуються між пунктами вищого класу. Допуски при проектуванні такі [1]: кількість сторін в окремому ході - не більше 15, довжина ходу - не більше 7 км, довжини сторін: максимальна – 0,8 км, мінімальна – 0,12 км, оптимальна – 0,3 км.
Ходи проектують у місцях, де вони можуть бути використані з максимальною ефективністю. При цьому повинна бути забезпечена середня густота – 1 пункт планової мережі на 1 км2 [1]. У разі необхідності проектують ходи 2-го розряду.
При проектуванні полігонометричних ходів треба добиватися, щоб вони були по можливості близькі до видовжених і не мали великих зломів. Проектування виконують на карті спочатку простим олівцем, а після прийняття кінцевого рішення, пункти і сторони ходу наводять чорнилом або тушшю. Проектування супроводжується умовними позначеннями.
Оцінка проектів полігонометричних ходів
Оцінка проекту полігонометричного ходу складається з обчислень:
- очікуваної середньої квадратичної помилки М найбільш слабкої точки ходу;
- очікуваної нев’язки ходу ƒ;
- відносної нев’язки ƒвідн. ходу і порівняння її з гранично допустимою величиною 1/Т для даного класу або розряду полігонометрії.
Очікувана середня квадратична помилка М найбільш слабкої точки ходу може бути обчислена за формулою
. ( 2.1 )
У формулі (2.1) 1-й член правої частини виражає вплив помилок лінійних вимірювань, 2-й член – вплив помилок кутових вимірювань.
Для світловіддалемірів величина [
] розраховується:
, (2.2)
де 
- середня квадратична помилка вимірювання лінії середньої довжини, яку згідно з [1] приймають:
- 1см для ліній довжиною до 500м;
- 2см для ліній від 500 до 1000 м;
- 
для ліній, довших, ніж 1000м;
n – кількість ліній в ході.
Крім цього, у формулі (2.1):
mβ – середня квадратична помилка вимірювання кутів у даному класі полігонометрії (4 клас - 3", 1 розряд - 5"), [S] – довжина ходу.
Очікувана нев’язка ходу ƒ може бути визначена як подвійна величина М, тобто
ƒ=2М. (2.3)
Очікувана відносна помилка ƒвідн обчислюється за формулою
(2.4)
Ця величина не повинна перевищувати гранично допустимої відносної помилки ходу 1/Т, яка передбачена “Інструкцією” [1] (для полігонометрії 4класу – 1/25000, для 1розряду – 1/10000).
Вибір типів центрів для мереж згущення 4 кл., 1 і 2 розрядів
Вибір типів центрів здійснюють відповідно до “Інструкції” [1]. Зокрема, вузлові пункти та суміжні до них пункти полігонометрії 4 класу закріплюються центрами типу 160. Оскільки в даній курсовій роботі передбачено проектування окремих ходів, у яких вузлові пункти відсутні, у виборі центрів типу 160 немає необхідності. Тому для закріплення пунктів полігонометрії необхідно запроектувати центри типів У15Н (на незабудованих територіях), У15 (на забудованих територіях), У15К (на території м. Києва, Севастополя та в обласних центрах), У16 (на дахах будівель), 143 (у стінах або фундаментах капітальних будівель).
У відповідності до фізико-географічних умов місцевості студент повинен вказати тип центра, викреслити його ескіз з розмірами всіх елементів у сантиметрах, подати опис конструкції центра, привести ілюстрацію його зовнішнього оформлення з розмірами і описом.
Зовнішнє оформлення виконується лише для центрів, розміщених на незабудованій території (тип 160, У15Н). На забудованій території зовнішнє оформлення центрів не виконується.
Результати технічного проектування зводять у таблиці (зразки див. у табл. 2.1 і 2.2).
Таблиця 2.1 - Характеристика полігонометричного ходу 4 класу
| Назва ходу | Клас полігоно-метрії | Довжина сторін, км | Довжи-на ходу, км | Кількість сторін ходу | Кількість запроек-тованих пунктів 4 кл. | Очікувана відносна помилка ходу | ||
| Smin | Smax | Sсер | ||||||
| п.тр.Гай,3кл-п.тр.Шуринга, 3 кл. | 0,6000 | 0,8625 | 0,779 | 4,675 | 5 (тип У15Н) | 1:30400 |
Таблиця 2.2 - Характеристика полігонометричних ходів 1 розряду
| Назва ходу | Довжина сторін, км | Довжина ходу, км | Кількість сторін ходу | Кількість запроектова-них проектів 1 розряду (тип) | Очікувана відносна помилка ходу | ||
| Smin | Smax | Sсер | |||||
| п.тр.Гай,3кл-п.п.4,4кл. | 0,400 | 0,750 | 0,6625 | 0,8650 | 12(тип У15Н) | 1:24200 | |
| п.п.1,4кл.-п.п.5,4кл. | 0,475 | 0,7625 | 0,6806 | 6,125 | 8 (тип У15Н) | 1:24500 |
На основі цих таблиць роблять висновок, чи відповідають запроектовані ходи вимогам “Інструкції” [1].
Проектування планової геодезичної основи: вихідними для проектування планової основи є наявні пункти державної планової мережі, які представлені в топографо-геодезичній вивченості об’єкта. Як правило, це є пункти тріангуляції 2, 3 кл. Проектування планової геодезичної основи топографічних знімань здійснюється шляхом згущення існуючої державної мережі до необхідної густоти і подальшим згущенням мережами 4 кл, 1 і 2 розряду. При цьому користуються вимогами інструкції про топографічне знімання 1:5000 – 1 пункт на 20-30 км2. Проектування планової основи здійснюється на наявній топографічній карті. Методи вибору згущення планової основи залежить від характеру місцевості. Тріангуляцію в основному проектують на відкритих теренах, де є видимість. Полігонометрію застосовують у закритій місцевості, де відсутня одночасна видимість на великій площі. У цьому випадку здійснюється розвиток планової мережі маневруванням полігонометричних ходів вздовж лісових просік, домин тощо. При проектуванні користуються “Основними положеннями створення державної геодезичної мережі”. Проектування планової мережі здійснюється разом з розрахунком висот знаків, якщо проект. включає тріангуляію чи трилатерацію. При розрахунку висот треба враховувати, що зовнішні знаки існують. Для полігонометричних ходів зовнішні знаки не передбачаються.
На державних пунктах тріангуляції мають бути запроектовані два орієнтирні пункти. Проектування типів центрів, якими закріплені пункти планової мережі здійснюється відповідно до інструкції про геодезичні типи центрів пунктів. Проектування, планової мережі закінчується оцінкою проекту. При оцінці використовують відповідні методи: для тріангуляції запроектовують у виді ряду. Для цього використовують спеціальні формули. Якщо типові формули відсутні, то оцінку роблять строгим методом. У результаті оцінки проекту знаходять очікувані сер. кв. помилки визначення положення найслабших пунктів, а також cеp. кв. помилки найслабших сторін. Ці очікувані помилки порівнюють з допустимими.
Результати проектування зводяться у таблиці відповідної форми, де приводиться повна характеристика запроектованої мережі.
Проектування висотної геодезичної основи. Метою створення висотної геодезичної основи є забезпечення топографічних знімань мережею пунктів необхідної щільності: для масштабу знімань: 1:2000 – 1 репер на 5-7 км2, яка регламентується «Основними положеннями…»; 1:25000-1:1000 1 репер на трапецію; репер, м 1:10000, знімання в м 1:5000-1 репер 10-15 км2. Вихідними при проектуванні є пункти державної висотної мережі: характеристика їх, опис, каталоги висот даються в топографо-геодезичній вивченості. Вихідними можуть бути пункти планової мережі, якщо вони мають відмітки, отримані з геометричного нівелювання. Усі пункти планової державної геодезичної мережі 1, 2, 3 кл. повинні мати відмітки І, ІІ, ІІІ, ІV кл. Пункти планових мереж згущення можуть мати відмітки IV кл., але, як правило, їх занівельовують технічними або тригонометричними ходами. Ходи IV кл. або технічні і тригонометричні нівелювання проектують таким чином, щоб охопити усі запроектовані раніше пункти планової основи. Додаткових реперів закладати не треба їх проектують лише в тих випадках, якщо віддаль між раніше запроектованих пунктів планової мережі більше 5 км. Тип репера вибирають згідно з інструкцією про типи центрів. У містах проектують стінні репери типу 143.
Проектування мережі нівелювання супроводжуються оцінкою проекту, що полягає у визначенні сер. кв. помилки відмітки найслабшої точки ходу, що знаходиться посередині найдовшого ходу, і розраховується за формулою:
М2=
де m2вих – сер. кв. помилка вихідних пунктів;
m21км – сер. кв. помилка нівелювання
1км ходу: m1км=5мм - ІІІкл.
m1км =10мм - IVкл
m1км=25мм – технічного нівелювання
l – довжина всього ходу.
Отримана – величина порівняно з допустимою, яка залежить від висоти перерізу рельєфу. Результати проектування заносять у таблиці.