Инженерно-геодезическое проектирование

Для неполных квадратов объем вычисляется по формуле

,(48)

где - площадь фигуры, образованной сторонами квадрата и линией нулевых работ, - среднее арифметическое из рабочих отметок этой фигуры.

Полный объем выемки (или отсыпки) найдется как сумма объемов по полным и неполным квадратам.

Второй способ основан на разбивке земляного тела на квадратные призмы, высота которых равняется - рабочей отметке центра тяжести квадрата. Объем такой призмы равен

, (49)

где . При этом все квадраты, чей центр тяжести располагается выше линии нулевых работ относится, например к выемке, а ниже к подсыпке или наоборот, в зависимости от знаков рабочих отметок

Объем насыпи и выемки найдется

(50)

Третий способ основан на разбивке зеленого тела на треугольные призмы (Рис. 7) с вычислением объема земляных работ по каждой призме по формуле

.(51)

Рис. 7 - Треугольные призмы. а) вид отдельной треугольной призмы; б) площадка разбитая на треугольные призмы

Для площадки объем насыпи или выемки составит

. (52)

Четвертый способ основан на расчленении земляного тела на пласты, ограниченные горизонталями- горизонтальными сечениями, проведенными через определенный интервал - высоту сечения рельефа. На Рис 8 площади смежных сечений, измеренные на плане, например электронным планиметром; h- высота пласта, обычно равна высоте сечения горизонталями

Объем находится по формулам

, (53)

.(54)

Рис. 8 - Способ горизонтальных пластов

Пятый способ аналогичен четвертому, но вместо горизонталей используются изорабылинии равных рабочих отметок.

Шестой способ- способ вертикальных профилей (Рис. 9) применяется при ВП линейных объектов (сооружений).

Рис. 9 - Способ вертикальных профилей

При незначительном поперечном уклоне объем находится отдельно для выемки и насыпи по формуле

,(55)

где Р - площадь продольного сечения, l-ширина дороги (канала). При поперечных уклонах превышающих 0,2 (причем он неравномерный по трассе), то объем вычисляется для отдельных участков (путем разбивки трассы на участки) по формуле

, (56)

где Р1, Р2 - площади смежных поперечных сечений, l- расстояние между ними (Рис.8.9). Формулой можно воспользоваться если между точками 1 и 2 нет точки нулевых работ. Если есть точка нулевых работ, то одно из сечений должно быть проведено через точку нулевых работ.

Рис. 10 - Смежные поперечные сечения

8.2 Картограмма земляных работ

При подсчете объемов планировочных работ на последней стадии технического проектирования составляется картограмма земляных работ. На ней разными цветами показываются контуры выемки и насыпи. В каждом квадрате указывается объемы земляных работ, отметки земли, проектные и рабочие отметки вершин квадратов. Картограмма передается строителям для перенесения проекта в натуру. Одновременно она служит для учета выполненных земляных работ

8.3 Точность определения объемов земляных работ

Точность подсчета зависит от трех основных факторов, это:

- густота точек с исходными высотами, с которой связана ошибка определения объема за счет обобщения рельефа, по исследованиям В.Д. Большакова ее можно рассчитать по формуле

Рис. 11 - Подсчет объемов по результатам нивелирования по квадратам

,(57)

где а - сторона квадрата, коэффициент = 0.012 м - точность определения высот исходных точек.

Выведем формулу относительной погрешности определения по способу центров тяжести квадратов

, (58)

Где .

Продифференцируем выражение (58) по всем независимым переменным и получим

. (59)

Заменим дифференциалы квадратами средних квадратических погрешностей, с учетом того, что

, (60)

при равенстве слагаемых получим

. (61)

Учитывая, что

,

получим значение

.(62)

Относительная погрешность определения объёма составит

.(63)

Пример для высоты сечения горизонталями равном 0,5 м, , , n=100, получим относительную погрешность определения объёма равной

,

то есть, 5% от объёма.;

Экспериментально установлено, что наиболее точными способами являются - квадратных и треугольных призм. Примерно такую же точность имеет способ суммирования центров тяжести. Остальные способы менее точные. Предельные ошибки для лучших способов при сетке со стороной в 20 м достигают 10-20%.

Производительность труда по определению объемов земляных работ можно установить путем хронометража.

9. Геодезические работы по выносу проекта преобразования рельефа в натуру

9.1 Перенесение на местность точки с проектной отметкой

Сущность работы по перенесению на местность проектной отметки заключается в установке на местности геодезического знака (кола, отрезка металлической трубы и т.п.), так, чтобы его верхний срез имел проектную отметку Нпр.

Нивелир устанавливают посредине между репером Rp и точкой В. По рейке, установленной на репере, берут отсчет а и вычисляют горизонт прибора:

(64)

Затем вычисляют искомый отсчет b по рейке, установленной в точке В:

(65)

Рис. 12 - Вынесение на местность точки с проектной отметкой

Далее, наблюдая в нивелир на рейку (Рисунок 12), установленную на точке В, забивают колышек до тех пор, пока отсчет по рейке не станет равным искомому отсчету b. Для контроля правильности вынесения проектной отметки измерения повторяют. При этом точность нивелирования должна соответствовать требуемой точности выполняемых работ.

Построение заданной линии с проектным уклоном

Построение заданной линии с проектным уклоном выполняется с помощью нивелира и теодолита.

Рис. 13 - Построение линии с проектным уклоном

Для решения задачи на местности откладывают проектное расстояние d, отмечают пункт В и вычисляют его проектную высоту:

. (66)

Устанавливают нивелир (рисунок 13, а), и взяв отсчет «» по рейке на точке А, вычисляют горизонт прибора:

. (67)

После чего вычисляют отсчет по рейке, который должен соответствовать проектному положению торца колышка в точке В:

(68)

и выносят отметку точки В. Линия соединяющая торцы колышков в точках А и В, и будет линией с проектным уклоном.

Если требуется выполнить разбивку на местности линии со значительными уклонами или углами наклона, то можно использовать теодолит. В этом случае в точке А устанавливают теодолит и измеряют высоту прибора, отмечают ее на рейке (рисунок 13,в). От точки А откладывают наклонное расстояние, рассчитав его по формуле

(69)

и отмечают полученную точку В колышком. Предвычисляют отсчет при любом (одном) положении круга и устанавливают его на вертикальном круге теодолита. Устанавливают рейку на точке В и забивают колышек до тех пор, пока отсчет по рейке не станет равным высоте теодолита.

Литература

1. Роскартография: Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. - М.: Картгеоцентр, 2005.

2. УМО по образованию в области землеустройства и кадастров; Гос. ун-т по землеустройству; Сост.: С.Н. Волков, А.В. Купчиненко, Н.Г. Конокотин, А.А. Варламов: Примерные программы общепрофессиональных дисциплин. - М.: Государственный университет по землеустройству, 2005.

3. Южанинов В.С.: Картография с основами топографии. - М.: Высшая школа, 2005.

4. Анцибор В.Я.: Практикум по топографии. - Белгород: БелГУ, 2004.

5. В.Н. Попов и др.; Под ред.: В.Н. Попова, В.А. Букринского; Рец.: Каф.геодезии РУДН, А.Б. Макаров: Геодезия и маркшейдерия. - М.: МГГУ, 2004.

6. Географический фак. МГУ им. М.В. Ломоносова; Под ред. Ю.Ф. Книжникова: Цифровая стереоскопическая модель местности. - М.: Научный мир, 2004.

7. Лабутина И.А.: Дешифрирование аэрокосмических снимков. - М.: Аспект Пресс, 2004.

8. Обиралов А.И.: Фотограмметрия. - М.: КолосС, 2014.

9. Под ред. Д.Ш. Михелева: Инженерная геодезия. - М.: Академия, 2014.

10. Поклад Г.Г.: Геодезия. - Воронеж: Истоки, 2004.

11. Чурилова Е.А.: Картография с основами топографии. - М.: Дрофа, 2004.

12. МО РФ; БелГУ, каф. географии и геологии; Сост. А.Г. Корнилов: Программа промежуточной аттестации студентов по дисциплине "Экологическое картографирование". - Белгород: БелГУ, 2013.

13. МО РФ; БелГУ, каф. географии и геологии; Сост. А.Г. Корнилов: Учебная программа дисциплины "Экологическое картографирование". - Белгород: БелГУ, 2003.

14. МО РФ; БелГУ, каф.географии и геологии; Сост. А.Н. Петин: Программа промежуточной аттестации студентов по дисциплине "Аэрокосмические методы изучения окружающей среды". - Белгород: БелГУ, 2003.

15. МО РФ; БелГУ, каф. географии и геологии; Сост. А.Н. Петин: Учебная программа дисциплины "Аэрокосмические методы изучения окружающей среды". - Белгород: БелГУ, 2013.

16. Федеральная служба геодезии и картографии России, Геодезические, картографические инструкции, нормы и правила: Правила контроля отображения границ на картах, предназначенных для открытого опубликования и с пометкой "для служебного пользования". - М.: ЦНИИГАиК, 2003.

17. Федеральная служба геодезии и картографии России: Сметные укрупненные расценки на топографо-геодезические работы СУР-2012. - М.: ЦНИИГАиК, 2003.

18. Федеральная служба геодезии и картографии России; Конс.: С.И. Брук, М.Б. Вестицкий, Т.В. Григорьева и др.; Отв. ред. И.Ю. Каменская: География материков и океанов. - М.: Картография, 2003.

19. Верещака Т.В.: Топографические карты. - М.: МАИК "Наука/Интерпериодика", 2012.

20. Карсунская М.М.: Геодезические приборы. - М.: Институт оценки природных ресурсов, 2012.

Размещено на Allbest.ru