2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема

Проект производства инженерно-геодезических работ при создании системы контроля железнодорожного пути в профиле и в плане

ОГЛАВЛЕНИЕ

• Введение 4
• 1. Физико-географические и экономические условия района работ 6
• 1.1 Административная принадлежность 6
• 1.2 Рельеф 6
• 1.3 Грунты и почвы 6
• 1.4 Климат 7
• 1.5 Гидрография 8
• 1.6 Растительность 9
• 1.7 Населенные пункты 9
• 1.8 Дорожная сеть 9
• 1.9 Экономическая характеристика 10
• 2. Топографо-геодезическая обеспеченность района работ 11
• 2.1 Плановые сети 11
• 2.2 Высотные сети 15
• 2.3 Топографические съемки 17
• 3. Специальная часть 18
• 3.1 Требования к точности специальной реперной системы 20
• 3.2 Методы измерений и условия их производства 21
• 3.2.1 Метод триангуляции 22
• 3.2.2 Метод полигонометрии 24
• 3.2.3 Метод трилатерации 26
• 3.2.4 Метод спутниковых определений 27
• 3.3 Определение объемов производимых работ 29
• 3.4 Предрасчет точности 29
• 3.5 Закладка центров рабочих реперов 30
• 3.6 Линейно-угловые измерения 36
• 3.7 Нивелирование iii класса 38
• 4. Организационно-сметная часть 41
• 4.1 Расчет комплексных норм выработки 41
• 4.2 Построение графика производства геодезических работ и его оптимиз. 42
• 4.3 Определение потребности в материалах 44
• 4.4 Составление сметы на проектируемые работы по сборнику цен 45
• 5. Безопасность жизнедеятельности 46
• 5.1 Характеристика условий и анализ потенциальных опасностей 46
• 5.2 Обеспечение безопасности при проектируемых работах 47
• 5.2.1 Полевые работы 47
• 5.2.2 Камеральные работы 52
• 5.3 Обеспечение безопасности при чрезвычайных ситуациях 52
• 6. Охрана окружающей среды 55
• Заключение 58
• Список используемой литературы 59

Введение

инженерный геодезия деформация железнодорожный

Геодезия, как наука, разделяется на ряд самостоятельных научных дисциплин - высшую геодезию, геодезию, инженерную геодезию, картографию, фототопографию и космическую геодезию.

Инженерная геодезия призвана решать геодезические задачи, связанные с построением опорной геодезической основы для проведения съемочных и разбивочных работ; составлением крупномасштабных планов и профилей для проектирования инженерных сооружений; текущим обслуживанием строительно-монтажных операций; составление исполнительных чертежей возведенных объектов и исследованием их деформаций в процессе строительства и эксплуатации.

Вследствие конструктивных особенностей, природных условий и деятельности человека сооружения в целом и их отдельные элементы испытывают различные виды деформации.

В общем случае под термином деформация понимают изменение формы объекта наблюдений. В геодезической же практике принято рассматривать деформацию как изменение положения объекта относительно какого-либо первоначального.

При постоянном движении железнодорожного транспорта по полотну железной дороги грунты в его основании постепенно сжимаются (уплотняются) и происходит смещение в вертикальной плоскости или осадка сооружения. При неравномерной осадке (когда один рельс полотна оседает больше другого) возникает угроза схода состава с пути.

Еще один вид деформации, который может привести к катастрофическим последствиям - это горизонтальное смещение. Применительно к железнодорожному полотну это выражается в следующем: так как поезд движется по рельсам, то расстояние между рельсами должно быть строго определенное и если рельс подвержен неконтролируемому горизонтальному смещению, расстояние между рельсами изменяется, что неизбежно приводит к очень серьезным последствиям.

Для контролирования состояния железнодорожного полотна создается специальная система контроля.

Специальная реперная система - это система геодезических пунктов с известными координатами и высотами, закрепленных в полосе отвода и на земляном полотне железнодорожной линии, состоящая из пунктов опорной геодезической сети (ОГС) и рабочей сети (РС).

Опорная геодезическая сеть состоит из каркасных (на расстоянии 20-50 км друг от друга пунктов ОГС, совмещенных с близлежащими пунктами ГГС и ГНС, плановое положение которых определено с помощью GPS-технологий с максимально высокой точностью относительно исходных пунктов), главных (попарно расположенные пункты ОГС на расстоянии 500-1000 м, при расстоянии между парами пунктов 5-10 км, плановое положение которых определяется с повышенной точностью) и промежуточных (пункты ОГС, расположенные между главными пунктами на расстоянии друг от друга 250-750 м) пунктов.

Рабочая сеть - это система геодезических пунктов, расположенных в непосредственной близости от железнодорожного пути, являющаяся основой для контроля планово-высотного положения пути, контактной сети и других устройств железнодорожной линии.

Специальная реперная система предназначена для использования дистанциями пути, путевыми машинными станциями, инженерно-геологическими базами и путеобследовательскими станциями, другими службами и их подразделениями, проектными и строительными организациями при изысканиях, проектировании, содержании, ремонтах, реконструкции объектов, новом строительстве.

В основной части проекта рассматриваются вопросы проектирования рабочей реперной сети от пунктов опорной геодезической сети. Работы проектируются на участке железной дороги Санкт-Петербург - Москва от Санкт-Петербурга до Чудово (11 км - 74км).

1. Физико-географические и экономические условия района работ

Район проектируемых работ находится в Ленинградской области, для которой представлены нижеследующие физико-географические условия.

1.1 Административная принадлежность

В целом район работ можно охарактеризовать как средне заселенный. Исследуемый участок трассы Санкт-Петербург - Москва проходит как через небольшие деревни и поселки, так и через крупные населенные пункты, такие как Тосно, Любань, Чудово.

Административными центрами являются непосредственно Санкт-Петербург, Любань, Чудово.

1.2 Рельеф

Территория представляет собой равнинную, местами, всхолмленную, залесенную и заболоченную равнину. Абсолютные отметки колеблются в пределах от 4 до 90 метров. На общем фоне плоской равнины встречаются отдельные холмы и возвышения. Форма холмов овальная, реже вытянутая, вершины плоские или слабовыпуклые. Высота холмов 5-20 метров.

1.3 Грунты и почвы

Преобладают суглинистые и супесчаные (местами с валунами и галькой), песчаные и торфяные грунты мощностью свыше 6 метров. Грунтовые воды залегают преимущественно на глубине 0,3-2,6 метра, на склонах холмов - до 14 метров.

1.4 Климат

Климат территории умеренно-континентальный с чертами морского влияния. Зима (середина ноября - март) умеренно-морозная, с пасмурной погодой, частыми осадками в виде снега (до 19 дней в месяц).

Оттепели бывают 5-7 дней в месяц, температура в эти дни выше 0С, часто они сменяются гололедицей, обычно дневные температуры -4… -14С, ночные -6… -16С. Сильные морозы (больше -25С) бывают редко. В феврале часты метели (4 - 6 дней в месяц). Снежный покров устанавливается в конце ноября и наибольшей толщины (49 см) достигает в марте. Санный путь начинается в начале декабря и прекращается в конце марта - начале апреля.

Туманы обычно наблюдаются в начале зимы. Весна (март - июнь) прохладная, неустойчивая, часто с пасмурной погодой. Первая половина обычно холодная, часто с мокрым снегом и дождем (до 15 дней в месяц); вторая - более теплая с ясной погодой. Дневные температуры обычно выше 0С, но ночные заморозки бывают до конца мая. Снег начинает таять в конце марта и сходит окончательно к середине апреля. Весенняя распутица начинается с начала апреля и продолжается до конца мая. Лето (июнь - август) умеренно-теплое, дождливое, до 17 дней в месяц с осадками. Днем температура от 16 до 20С, ночью от 8 до 14С.

Осадки выпадают обычно в виде ливневых дождей, иногда с грозами, затяжные дожди бывают редко. Туманы (1 - 4 дня в месяц) наблюдаются в ночные и утренние часы. В июне появляются комары, в июле - мошка и овод, которые исчезают в середине сентября с первыми заморозками. Осень (август - середина ноября) холодная неустойчивая.

Теплая ясная погода часто сменяется пасмурной с затяжными, моросящими дождями, во второй половине осени - с мокрым снегом (18 - 19 дней в месяц с осадками). Учащаются туманы, которые наблюдаются и в дневные часы. В начале ноября возможны первые снегопады. Ветры в течение всего года переменных направлений с преобладанием южных и юго-западных со средней скоростью 3 метра в секунду.

1.5 Гидрография

Река Нева - судоходная. Ширина реки 300 - 708 метров, глубина 6 - 18 метров, скорость течения 0,3 - 0,9 метров в секунду. Дно песчаное. Берега преимущественно обрывистые без пляжа. В дельте реки большое количество островов, образованных рукавами Невы и прочими реками и каналами.

Река Тосна в устьевой части достигает ширины 84 метра, глубины 3,0 метра. Дно реки - песчано-галечниковое; скорость течения 0,2-0,3 метра в секунду. В русле Тосны на участках, пересекающихся глинт, встречаются пороги и водопады.

Река Волхов судоходная для судов с осадкой до 2 метров. Ширина 185-355 метров, глубина 5-17 метров, скорость течения 0,2-0,3 метров в секунду. Грунт дна суглинистый, местами заиленный. Долина неясно выраженная, реже трапецеидальная. Пойма односторонняя, переходящая с берега на берег, луговая, часто заболоченная или заросшая кустами ивняка. Русловые берега крутые, местами обрывистые.

Реки замерзают в конце ноября - начале декабря. Толщина льда в марте достигает 0,4-0,9 метра. Вскрываются реки в середине апреля. В период весеннего половодья наивысшие уровни воды наблюдаются в конце апреля - начале мая.

Болота преимущественно моховые с ровной поверхностью, глубиной 0,5 метров и более. Летом болота, как правило, проходимы, за исключением районов бывших торфоразработок, обводненных и недоступных для пешеходов. Замерзают болота в конце декабря. Глубина промерзания достигает 0,3 метра.

1.6 Растительность

Леса на территории преимущественно смешанные (береза, ель, осина, ольха, сосна) с преобладанием лиственных пород, отдельными массивами встречаются лиственные (береза, осина) и хвойные (сосна, ель) леса. Высота деревьев 7-27 метров, толщина стволов 0,10-0,32 метра, расстояние между деревьями 3-5 метров. Подлесок густой из рябины, черемухи и ивы высотой 2-3 метра. Леса, как правило, захламлены, просеки (шириной 2-6 метров) заросшие, движение транспорта по ним невозможно. Лес строевой: ведутся разработки, вырубки зарастают березовой и осиновой порослью.

1.7 Населенные пункты

Исследуемый участок железнодорожной трассы проходит через следующие наиболее крупные населенные пункты (в скобках указано число жителей в тысячах):

Санкт Петербург (4700) - город федерального значения, крупнейший промышленный, научно-технический и культурный центр, узел железных и автомобильных дорог, торговый морской и речной порт.

Металлострой (23,9), Колпино (140,4), Ульяновка, Тосно, Рябово (3,5), Любань (4,0), Чудово (11,4) - крупный железнодорожный центр.

1.8 Дорожная сеть

Дорожная сеть развита хорошо. Так как работы будут вестись на территории железной дороги, не возникает проблем с доставкой грузов и оборудования в любую часть участка работ железнодорожным транспортом. Так же существует возможность практически без ограничений использовать автомобильный транспорт благодаря развитой сети асфальтовых и грунтовых дорог.

Железная дорога Санкт-Петербург - Чудово электрифицированная двухпутная (на участке от Колпино до Тосно трехпутная), наибольшие уклоны 0,6%, наименьшие радиусы кривых 590 метров. Шпалы железобетонные, рельсы типа Р-65 (вес одного погонного метра 64 килограмма). Вид тяги - электровозы и тепловозы. Ширина колеи 1520 миллиметров.

По территории проходит федеральная автомобильная трасса М-10 (европейский номер Е-105), отдельные участки которой имеют по две проезжие части (ширина 7,5-15 метров), разделенные полосой, покрытие асфальтобетонное.

Автомобильные дороги с усовершенствованным (асфальт, асфальтобетон, битумоминеральные смеси) покрытием имеют ширину проезжей части 7-16 метров, ширину земляного полотна 9-23 метра. Автомобильные дороги с покрытием (асфальт, цементобетон, гравий) имеют ширину проезжей части 4-8 метров, ширину земляного полотна 7-12 метров. Автомобильные дороги без покрытия шириной 3-10 метров усилены добавками песка, гравия, щебня. Движение автомобильного транспорта по дорогам без покрытия затруднено зимой, в периоды дождей и распутицы. Движение транспорта по грунтовым дорогам возможно в основном в сухое время года.

1.9 Экономическая характеристика

Практически все крупные города, через которые проходит исследуемый участок трассы Санкт-Петербург - Москва являются развитыми промышленными центрами. В связи с этим появляется возможность размещения базы практически в любом удобном месте, так же не вызывает затруднений найм дополнительной рабочей силы, если таковая необходима, перемещения по территории объекта, закупки дополнительного оборудования, продуктов питания и так далее.

2. Топографо-геодезическая обеспеченность района работ

На всей территории объекта имеются пункты ГГС, координаты которых определены в системах координат 1942 и 1995 годов. Сведения о пунктах ГГС помещены в «Каталогах координат геодезических пунктов на лист карты масштаба 1:200000: О-36-I, -II, -VIII». Последний год издания.

Сведения о нивелирных знаках помещены в «Сводных каталогах высот пунктов нивелирования на лист карты масштаба 1:200000: О-36-I, -II, -VIII». Последний год издания.

2.1 Плановые сети

На участке работ в сентябре, октябре 2005 года ФГУП «Аэрогеодезия» было выполнено обследование пунктов каркасной и опорной геодезических сетей, которое заключалось в отыскании пунктов на местности и установлении их пригодности для использования в качестве исходных при создании рабочей реперной сети. В результате обследования на местности были обнаружены 40 пунктов.

Определение планового положения пунктов каркасной сети спутниковым методом было выполнено Московским Аэрогеодезическим предприятием (МАГП) в 1997 году.

Определение планового положения пунктов ОГС спутниковым методом было выполнено Московским Аэрогеодезическим предприятием (МАГП), Производственным Геодезическим Центром (ПГЦ) «АСТРОВЕГА» в 2000 - 2001 годах.

Определение координат пунктов каркасной сети выполнено ФГУП «Аэрогеодезия», подразделением АССО (аэросъемка и спутниковые определения) в 2005 году.

Исходными для определения планового положения пунктов ОГС служили пункты каркасной сети и пункты ОГС 1841, 2241, 2542, 3041, 4042, 4141, 5141, 7342 (рисунок 1), координаты которых определены в 1999 - 2000 годах спутниковым методом и методом полигонометрии.

При производстве измерений использовался метод статической съемки, которая является самым надежным и самым точным методом, определяющим приращение координат с миллиметровой точностью.

При измерениях использовались приемники 4000SSE и 4000SE фирмы «Trimble», технические характеристики которых представлены ниже.

Точность измерений при статическом методе:

4000SSE 4000SE

- в плане 5мм + 1мм/км 1см + 2мм/км

- по высоте 10мм + 1мм/км 2см + 2мм/км

- по азимуту 1” + 5мм/км 1” + 5мм/км

В статической съемке используется, как минимум, два стационарных GPS-приемника, которые одновременно измеряют псевдодальности и фазы несущих от нескольких спутников за конкретный период времени. Одна из антенн устанавливается на пункте с известными координатами, другие - на определяемых пунктах.

Уравнивание выполнялось на эллипсоиде WGS-84, с последующим преобразованием в прямоугольную систему координат СК-42. С целью упрощения обработки геодезических измерений по привязке точек железнодорожного полотна к опорной геодезической сети целесообразно все работы выполнять в «условной» (местной) прямоугольной системе координат. Эта система должна позволять все выполненные измерения считать отнесенными к поверхности референц-эллипсоида.

Для наилучшего решения поставленной задачи необходимо выполнить следующие условия:

- Ось абсцисс «условной» системы координат должна являться осью симметрии всего объекта. Это позволит свести к минимуму расхождение длин линий на эллипсоиде и плоскости проекции Гаусса-Крюгера (не более 1:50000);

- Изменить длину большой полуоси референц-эллипсоида с таким расчетом, чтобы эллипсоид пересекался с земной поверхностью на среднем уровне объекта. Это позволит свести к минимуму влияние редукций горизонтальных проложений на поверхность референц-эллипсоида на передачу координат (не более 1:50000).

Принятая методика реализуется следующим образом:

1. Проводится ось симметрии объекта (конечные точки имеют координаты: В₁ = 55?48', L₁ = 37?40', В₂ = 59?56', L₂ = 30?11').

2. По средней высоте профиля H_m = 130 м вычисляется поправка в вычисляемую длину полуоси референц-эллипсоида Красовского. Она составляет 129.84 м и добавляется к a = 6378245. Все дальнейшие вычисления выполняются на этом условном референц-эллипсоиде.

3. По геодезическим координатам концов оси симметрии решается обратная геодезическая задача (расстояние S_1-2 = 638974.106 м, геодезический азимут A_1-2 = 319?09'03.450?)

4. Долгота отсчетного меридиана проектируемой системы координат L₀ приравнивается к долготе южной точки оси симметрии. Эта же точка служит началом «условной» системы координат.

5. Для исключения отрицательных значений «условных» координат к ним добавляется 15 км.

Все дальнейшие геодезические построения обрабатываются в «условной» системе прямоугольных координат, используя в качестве исходных пункты опорной сети и не вводя никаких редукционных поправок в измеренные элементы, поскольку «условный» референц-эллипсоид практически совмещен с земной поверхностью.

В качестве плановой геодезической основы для создания рабочей реперной сети будут служить пункты опорной геодезической сети, сохранившиеся на местности по результатам обследования, координаты которых получены спутниковыми методами в местной железнодорожной системе координат (табл. 1).

Таблица 1