Нивелирование трассы

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Красноярский институт железнодорожного транспорта»

-филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Иркутский государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Эксплуатация железных дорог»

Контрольная работа по теме: Нивелирование трассы

дисциплина «Основы геодезии»

Красноярск 2015



ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

3 вариант

Требуется построить продольный профиль трассы с масштабами:

Горизонтальный - 1 : 10000

Вертикальный - 1 : 200

Исходные данные:

В качестве исходных данных предложен журнал нивелирования трассы и данные:

Отметки уровня земли:

Репер 1 (Rp 1) 220,100 м;

Репер 2 (Rp 2) 227,834 м;

Угол поворота трассы, и = 21°25';

Дирекционный угол, б = 210°0';

Радиус круговой кривой: R = 800 м;

Длина переходной кривой: l = 80 м;

Трасса поворачивает влево на ПК 5+20 (ВУ);

Величину проектного уклона и проектную отметку ПК 0 выбрать самостоятельно.



1. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ НИВЕЛИРОВАНИЯ

1.1 Вычисление превышений

Первоначально вычисляют превышения между связующими точками для каждой станции по черным (hЧ) и красным (hK) отсчетам по формуле:

h = а - b,

где а - отсчет по задней рейке,

b -отечет по передней рейке.

Для первой станции:

hЧ = 2298 - 0490 = 1808

hK = 6548 - 4740 = 1808

Если разность между превышениями по черной и красной сторонам рейки не более |6| мм, вычисляют среднее превышение:

hСР = .

Если величина среднего превышения получилась дробной, ее округляют до ближайшего четного числа, для того чтобы избежать накапливания ошибок округления.

Для первой станции:

hСР = = 1808.

1.2 Постраничный контроль

При заполнении журнала нивелирования следует помнить, что страница должна заканчиваться конечной нивелируемой точкой станции.

В конце каждой страницы необходимо выполнять постраничный контроль, для чего суммируют все задние отсчеты (Уа), все передние (Уb), средние превышения (УhСР); превышения складывают с учетом знаков.

Контроль считается выполненным, если соблюдается условие:

= УhСР.

Для первой страницы журнала:

= УhСР.

1.3 Уравнивание разомкнутого нивелирного хода

Так как ход проложен между реперами, отметки которых точно известны, то теоретическая сумма должна быть равна разности отметок конечного и начального реперов, на практике этого не происходит вследствие различных ошибок нивелирования.

Общую ошибку (невязку) находят по формуле:

fh = УhСР - (НК - НН)

где НК - отметка конечного репера;

НН - отметка начального репера;

Уhтеор.-НРп.2 -НРп1=227.834-220.100=7734м Вычисляем невязку хода fh =Уhпр. -Уhт.=7698-7734= -36мм

Допустимую невязку определяют по формуле:



fhДОП = ±50 , мм,

где L - длина хода в километрах, определяется по количеству пикетов в ходе.

fhДОП = ±50 = ±50 мм.

Вычисленная невязка не должна превышать допустимую (по абсолютной величине); невязку 36 мм с обратным знаком распределяем по средним превышениям и вычисляем исправленные средние превышения. Вычисляем последовательно отметки всех связующих точек хода, не дробя поправки к превышениям менее чем до 1 мм

fh = 36 мм < fhДОП = 50 мм.

Допустимая невязка удовлетворяет условию.

Поправки надписываем над средними превышениями, затем вычисляют исправленные средние превышения (с учетом знаков).

1.4 Вычисление отметок связующих точек

Определение отметок связующих точек осуществляют способом превышений по формуле:

HП = HП-1 + hИСПР,

где hИСПР - исправленное среднее превышение для станции, конечную отметку которой и определяют;

HП - отметка последующей точки;

HП-1 - отметка предыдущей точки.

Так как отметка репера 1 - 220,100 м, а исправленное превышение для первой станции 1811 мм, то отметка ПК0 равна:

220,100 м + (1,811) м = 221,911 м.

Контролем правильного вычисления отметок связующих точек является получение отметки конечного репера расчетом.

1.5 Вычисление отметок промежуточных точек

К вычислению отметок промежуточных точек приступают после того, как убедились в правильности вычисления отметок связующих точек.

Определяют отметки промежуточных точек через горизонт инструмента. Горизонт инструмента (горизонт прибора) (Hi) - это отметка визирного луча, для каждой станции она имеет свое значение, определяемое по формуле:

Hi = Н + а.

где Н - отметка любой из связующих точек станции,

а - отсчет по черной стороне рейки на эту точку.

Горизонт инструмента вычисляется для тех станций, на которых нивелируются промежуточные точки.

Для 6-ой станции:

НПК3= 219,896 м + 2,442 м = 222,338 м.

Для определения отметок промежуточных точек из отметок визирного луча вычисляют отсчет на промежуточную точку.

НПК 3 + 45 = 222,338 м - 2,605 м = 219,733 м.

Значения отметок промежуточных точек записываются в 9-ую графу журнала нивелирования.

Точки поперечного профиля обрабатывают как промежуточные.



2. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ КРИВОЙ И ВСТАВКА ЕЕ В ПИКЕТАЖ

В плане нивелируемая трасса состоит из двух прямолинейных участков, соединенных кривой. Для построения на продольном профиле плана трассы необходимо определить положение начала и конца кривой.

По условию данной работы железнодорожная кривая состоит из круговой кривой и двух переходных.

2.1 Расчет элементов круговой кривой

Элементы круговой кривой вычисляются в зависимости от заданного радиуса (R) и угла поворота трассы (и). При использовании для расчетов калькулятора необходимо перевести значение секунд в десятичную систему, для чего произвести деление секунд на 60 .

Тангенс кривой:

Т = R Ч tg(и/2)= 800 Ч tg(21025/ : 2) = 151,04 м;

Длина круговой кривой:

К = = (21,4160 х3,14х800) : 2 = 298,57 м.

Биссектриса кривой:

Б = R Ч = 14,14 м.

Домер:

Д = 2 Ч Т - К = 2 Ч 151,04 - 298,57 = 3,51 м.

2.2 Определение элементов переходной кривой

При вставке переходной кривой длиной l, элементы круговой кривой изменяются на величины, название которых и расчетные формулы приводятся ниже.

Величина сдвижки круговой кривой:

p = = = 0,33 м.

Удлинение биссектрисы:

БР = = 0,33:соs(210 25/ : 2) = 0,34 м.

Удлинение тангенса:

m = = = 40,00 м.

Проекция сдвижки центра круговой кривой на тангенс:

ТР = Р х tg(и/2) = 0,33х tg21025/ = 0,05м.

Поправка к домеру:

ДР = 2 Ч Тр - 2 Ч ( 0,5 Ч l - m ) = 2 Ч 0,05 - 2 Ч ( 0,5 Ч 80 - 40,00 ) = 0,10 м.

2.3 Определение суммированных элементов

Значение сумм соответственных элементов круговой и переходной кривых вычисляются по формулам:

КС = К + l = 298,57 + 80 = 378,57 м.

ТС = Т + Тр + m = 151,04 + 0,05 + 40,00 = 191,09 м.

БС = Б + Бр = 14,14 + 0,34 = 14,48 м.

ДС = Д + Др = 3,51 + 0,10 = 3,61 м.

2.4 Определение пикетажного положения главных точек кривой

Пикетажное положение главных точек железнодорожной кривой определяется для суммированных элементов.

Пикетажное положение начала кривой:

НК = ВУ - ТС = 520 - 191,09 = ПК3+28,91 м.

Пикетажное положение конца кривой:

КК = НК - КС = 328,91 + 378,57 = ПК7+07,48 м.

где ВУ - положение вершины угла поворота трассы в метрах от начала трассы.

Для контроля положение конца кривой рассчитывают по формуле:

КК = ВУ + ТС - ДС = 520 + 191,09 - 3,61 = ПК7+07,48 м.

Расхождение между значениями не должно превышать 2 см (по абсолютной величине). Условие точности выполняется.



3. СОСТАВЛЕНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ТРАССЫ

Продольный профиль строится на миллиметровой бумаге по результатам нивелирования, расчета кривых, с учетом заданных уклонов по установленному образцу.

Для построения нормального продольного профиля задаются масштабы: горизонтальный - 1: 10000, вертикальный- 1 : 200.

Линии продольного профиля располагаются на 3-4 см выше линии условного горизонта (УГ), ниже размещают сетку профиля, размеры и названия граф которой являются стандартными.

Построение профиля начинается с того, что в 5 см от нижнего края миллиметровки проводят черту, на которой с учетом горизонтального масштаба показывают положение пикетов, ниже подписываются номера пикетов.

В графе «Расстояния» ординатами отмечают положение пикетных и плюсовых точек. Для плюсовых точек показывают значение расстояний между пикетными и плюсовыми точками.

Графа «Отметки земли» заполняется согласно обработанного журнала нивелирования, значения высот точек округляются до 0,01 м.

По выписанным отметкам строится линия поверхности земли. Для ее построения определяют отметку условного горизонта (УГ), вычитая из значения минимальной отметки графы «Отметки земли» 6 метров и округлив результат до целых.

Для вычисления проектных отметок задают уклоны, значения которых не должны превышать руководящих. Если проектная линия имеет спуск и подъем, между ними закладывают горизонтальный участок длиной не менее 200 метров.

При выборе величины уклонов необходимо учитывать, что объем земляных работ должен быть минимальным.

В графе «Проектные уклоны» вертикальными линиями показывают участки трассы, на которых выдерживается один уклон. Направление показывают диагональю, при отрицательных уклонах она соединяет верхний левый и нижний правый углы, при положительных - нижний левый и верхний правый углы. В случае нулевых уклонов линия проходит по центру графы. Над линией пишут величину уклона в промилле, ниже записывают величину участка, на котором выдерживается данный уклон, в метрах.

Проектные отметки пикетных и плюсовых точек определяются по формуле:

НП = НП-1 ± i Ч d,

где НП - проектная отметка определяемой точки,

НП-1 - проектная отметка предыдущей точки,

i - величина уклона в тысячных, знак указывает на направление уклона по ходу трассы,

d - горизонтальное проложение между рассматриваемыми точками.

По вычисленным проектным отметкам строят проектную линию бровки земляного полотна.

Все проектные данные и линии наносят на профиль карандашом красного цвета.

Графы «Ситуация» и «Грунты» заполняют согласно пикетажной книжки.

Разность между проектной отметкой и отметкой земли одноименных точек дает величину рабочей отметки рассматриваемой точки (hР). Знак рабочей отметки указывает на вид земляных работ: плюс - соответствует насыпи, минус - выемке. Записывают положительные значения рабочих отметок над проектной линией, отрицательные - ниже проектной линии в разрыве ординат.

Точка пересечения проектной линии с линией земли называется точкой нулевых работ. Для определения ее положения используют формулу:

l0 = Ошибка! Закладка не определена. Ч d,

где l0 - горизонтальное расстояние от точки нулевых работ до младшего пикета;

hn - рабочая отметка предыдущего пикета (или плюсовой точки);

hn+1 рабочая отметка последующего пикета;

d - горизонтальное расстояние между рассматриваемыми точками.

Для соблюдения баланса земляных работ принимаем проектный уклон i=0. Отметку проектной линии принимаем равной НПр.=223.60

По вычисленным проектным отметкам точек переломов наносим проектную линию на профиль.

На каждом пикете и плюсовой точке вычисляем рабочие отметки, как разность между проектными и фактическими отметками.

Например: на ПК2 Нпр.=223.60 Нз.=222.05

hраб.=1.55 и т. д.

В местах, где рабочие отметки меняют знак, рассчитываем точки нулевых работ, расстояния до ближайшего пикета.

Например: между ПК5+20 и ПК6

h ПК5+20 =1.19 hПК6=1.62

х= *80=33.87 y=*80=46.12

Контроль: 33.87+46.12=80.00 и т.д.

Положение точек нулевых работ отмечают ординатами синего цвета, слева от которых указывают значение l0, справа - (d - l0).

В графе «Условный план линии» по центру проводят прямую - ось трассы. Начало и конец каждой кривой наносят на ось трассы в соответствии с рассчитанными пикетажными значениями и соединяют прямой с графой «Пикетаж», с обеих сторон линии подписывают расстояния до ближайших пикетов.

Сами кривые показывают круглыми (радиус закругления - 5 мм) или прямоугольными (ширина - 5 мм) скобками. При повороте трассы вправо выпуклость скобки направлена вверх, при повороте влево - вниз.

Внутри скобки записывают значения основных элементов кривой: угол поворота, радиус, тангенс, длину круговой и переходной кривых. Участки между кривыми - прямые вставки. Над линией прямой вставки записывают длину, рассчитанную по пикетажу, под линией пишут значение дирекционного угла.

Значение дирекционного угла начального прямолинейного участка указывается в задании.

При повороте трассы влево дирекционный угол следующей прямой вставки рассчитывают по формуле:

бП+1= бП - и,

бП+1= 210°00' + 21°25' = 188°35'.

Заканчивают работу с продольным профилем контролем расчета длин кривых и прямых вставок: сумма всех прямых вставок и всех кривых должна быть равна длине трассы. Длину трассы определяют по пикетажу.

Далее на продольный профиль наносим план линии с прямыми участкам и кривыми.

Длину первого прямого участка S1 вычисляем по формуле:

S1= ПК НК - ПК0=328.91м

длину второго прямого участка S2 вычисляем по формуле:

S2= КТ-КК=1200-707.48=492.52м

Проверку общей длины трассы выполняем в таблице 1.



Таблица 1 - Вычисление и контроль элементов участка трассы и профиля

Длины участков трассы
Прямых S	Кривых Кс	Площадок	Уклонов
328.91 492.52	378.51	1200
S=821.43	Кс=378.51	пл=1200	укл=0

S+Кс=пл+укл = 1200,00 м.

Длина участка трассы Sобщ=ПК12-ПКО=1200 м.



4. ПОСТРОЕНИЕ ПОПЕРЕЧНОГО ПРОФИЛЯ

нивелирование пикетаж профиль

Поперечный профиль необходим для подсчета объема земляных работ, для уточнения данных о рельефе в районе трассы, для решения различных инженерных задач.

Данные для построения поперечного профиля получают в результате нивелирования точек, расположенных справа и слева от трассы.

Профиль вычерчивается на миллиметровой бумаге; горизонтальный и вертикальный масштаб 1 : 200. Сетка профиля состоит из четырех граф.

В графе «Горизонтальные расстояния» по центру вертикально показывают положение оси трассы, вправо и влево от нее откладывают расстояния до пронивелированных точек поперечного профиля. Ниже подписывают названия точек.

Графу «Отметки земли» заполняют по результатам обработки журнала нивелирования, округляя значения до 0,01 м. По значениям отметок строят линию земли в поперечном направлении.

Проектные отметки и расстояния в данной работе не определяются, поэтому соответствующие графы не заполняются.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Денисова Н.А. Инженерная геодезия. Методические указания к расчетно-графическим работам №1, №2 по дисциплине “Инженерная геодезия” для студентов дневной и заочной форм обучения специальности 290900 “Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство” / Денисова Н.А. Красноярск: ООО “Принт”, 2006. 24с.

2. Инженерная геодезия. Учебник для вузов ж.-д. трансп.: Визгин А.А., Ганьшин Н.В., Коугия В.А., и др.; - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Высш. Шк., 1985. - 352с.

3. Фельдман В.Д., Михелев Д.Ш. Основы инженерной геодезии: учеб. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа; Издательский центр «Академия», 1999. - 300 с.

4. Куштин И.Ф., Куштин В.И. Инженерная геодезия. Учебник. Ростов-на-Дону: Издательство Феникс, 2002. - 416 с.

Размещено на Allbest.ru