Министерство образования Российской Федерации
Тольяттинский государственный университет
Кафедра: «Городское строительство и хозяйство»
Контрольная работа
по дисциплине: Инженерная геодезия
Вертикальная планировка строительной площадки
Преподаватель:
доцент Мальцева Т.Г.
Студент:
Свежинкина Е.П.
Группа: ПГС З -302
Тольятти 2011
1. Составление топографического плана
1.1 Вычислим горизонт прибора (ГП) для строительной площадки
Н ГП = НRp + lRp
Н ГП = 68,96 + 0,97 = 69,93 м
1.2 Вычислим отметки всех вершин квадратов через горизонт прибора
Н + = НГП — lЧ+
Н А1 = 69,93 — 1,86 = 68,07 м
Н Б1 = 69,93 — 1,36 = 68,57 м
Н В1 = 69,93 — 0,59 = 69,34 м
Н А2 = 69,93 — 2,33 = 67,60 м
Н Б2 = 69,93 — 1,82 = 68,11 м
Н Б2 ? = 69,93 — 1,42 = 68,51 м
Н В2 = 69,93 — 2,06 = 67,87 м
Н А3 = 69,93 — 1,61 = 68,32 м
Н Б3 = 69,93 — 0,18 = 69,75 м
Н В3 = 69,93 — 1,13 = 68,80 м
Н А4 = 69,93 — 1,37 = 68,56 м
Н Б4 = 69,93 — 1,08 = 68,85 м
Н В4 = 69,93 — 1,34 = 68,59 м
2. Проектирование горизонтальной площадки
2.1 Вычислим проектную отметку горизонтальной площадки
2.2 Вычислим рабочие отметки вершин квадратов
2.3 Определим положение точек нулевых работ
Б 2 — Б3 ( +0,47; -1,17 )
B 1 — B2 ( -0,76; +0,71 )
В 2 — В3 ( +0,71; -0,22 )
Б 1 — В1 ( +0,01; -0,76 )
А 3 — Б3 ( +0,26; -1,17 )
А 4 — Б4 ( +0,02; -0,27 )
2.4 Ведомость вычисления объемов земляных работ
|
Номер фигуры |
Площадь фигуры, м 2 |
Средняя рабочая отметка, м |
Объемы земляных работ, м 3 |
||
|
Выемка (-) |
Насыпь (+) |
||||
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
240,0 330,0 105,0 225,0 172,5 240,0 67,5 315,0 105,0 900,0 900,0 135,0 427,5 262,5 75,0 375,0 420,0 75,0 |
— 0,25 + 0,02 + 0,26 + 0,18 + 0,26 + 0,02 + 0,18 — 0,39 — 0,46 — 0,42 + 0,49 + 0,48 + 0,33 — 0,39 + 0,41 — 0,48 — 0,09 + 0,0909 |
60,00 — — — — — — 122,85 48,30 378,00 — — — 102,38 — 180,00 37,80 — |
— 6,60 27,30 40,50 44,85 4,80 12,15 — — — 441,00 64,80 141,08 — 30,75 — — 6,75 |
|
|
5400,0 |
— |
929,33 |
823,28 |
||
Объем земляных работ вычислили методом трехгранной призмы по формуле:
- где — средняя высота однородной трехгранной призмы (вычисляется как средняя из рабочих отметок); S — площадь призмы.
2.5 Определим абсолютную величину разности объемов земляных работ
2.6 Определим баланс земляных работ
3. Что называется масштабом? Какие бывают масштабы? Понятия о численных масштабах, расшифровка их. Что такое точность масштаба
Степень уменьшения изображения горизонтальных проекций линий местности на планах или картах называется их масштабом.
На картах и планах их масштабы могут быть представлены числом в виде численного масштаба, шкалой делений — линейным масштабом или графиком — графическим масштабом.
Численный масштаб выражается дробью с числителем единица (например, ).
Численный масштаб равен отношению отрезка линии на плане (карте) к горизонтальной проекции соответствующего отрезка этой линии на местности. Чем больше дробь, тем крупнее масштаб.
Принято считать 0,1 мм наименьшим расстоянием, различаемым непосредственно глазом, откуда горизонтальное расстояние на местности соответствующее в данном масштабе 0,1 мм на плане или карте, называют точностью масштаба.
4. Чему равна средняя квадратическая ошибка (погрешность) разности независимо измеренных величин
Как бы тщательно ни производились измерения и как бы совершенны ни были применяемые при этом инструменты, всякое измерение сопровождается погрешностями.
Чтобы судить о степени точности данного ряда измерений, надо вывести среднее значение погрешности измерения. Казалось бы естественным взять для этого среднее арифметическое из всех случайных погрешностей. Однако при этом на величину средней погрешности влияли бы разные знаки отдельных погрешностей и могло случиться, что ряд с более крупными отдельными погрешностями получил бы меньшую среднюю погрешность, чем другой ряд с меньшими погрешностями. Если же составить среднее арифметическое из абсолютных значений случайных погрешностей, то при этом не будет достаточно отражено наличие в данном ряде отдельных, сравнительно крупных погрешностей. Следовательно, два ряда с равными средними погрешностями, выведенными из абсолютных значений отдельных погрешностей, очевидно, не могут быть признаны одинаково точными, если в одном из них будет несколько сравнительно крупных погрешностей.
Очевидно, при выборе критерия для оценки точности данного ряда измерений необходимо иметь в виду, что на практике результат считается одинаково ошибочным, будет ли он больше истинного значения или меньше на одну и ту же величину. Кроме того, чем крупнее в данном ряду отдельные погрешности, тем меньше его точность. Исходя из этих соображений, надо установить такой критерий для оценки точности измерений, который не зависел бы от знаков отдельных погрешностей и на котором наличие сравнительно крупных отдельных погрешностей было бы рельефнее отражено. Таким требованиям удовлетворяет предложенная Гауссом средняя квадратическая погрешность
т.е. квадрат средней квадратической погрешности принимается равным среднему арифметическому из квадратов истинных погрешностей.
Во многих случаях точное (истинное) значение измеряемой величины неизвестно. В таких случаях среднюю квадратическую погрешность m вычисляют по уклонениям v i отдельных результатов измерений li от арифметического среднего :
Сложив n таких равенств, получим
Следовательно, в данном случае при всяком числе измерений. Через такие уклонения арифметического среднего средняя квадратическая погрешность устанавливается по формуле
Этой формулой Бесселя обычно пользуются на практике для вычисления средней квадратической погрешности измерений.
5. Прямая геодезическая задача
В геодезии часто приходится передавать координаты с одной точки на другую. Зная исходные координаты данной точки А, горизонтальное расстояние ее до другой d и направление линии, соединяющей обе точки (азимут, дирекционный угол и ромб), можно определить координаты второй точки В. В такой постановке передача координат называется прямой геодезической задачей. Эта задача представляет значительные трудности при решении ее для точек, расположенных на сфероиде; для точек на плоскости она решается следующим образом.
Пусть АВ — одна из сторон разомкнутого или замкнутого теодолитного хода, для которой известны ее горизонтальная проекция d и дирекционный угол . Координаты точки А( X a , Ya ) даны. Требуется найти координаты второй точки В( Xb , Yb ).
Непосредственно имеем
Разности и координат точек последующей и предыдущей называются приращением координат. Они представляют собой проекции отрезка АВ на соответствующие оси координат. Из прямоугольного треугольника АВС находим
Так как в этих формулах d всегда число положительное, то знаки приращений координат и зависят от знаков и . Для различных значений углов знаки и представлены в таблице.
|
Приращения координат |
Четверть окружности, в которую направлена линия |
||||
|
I, или СВ |
II, или ЮВ |
III, или ЮЗ |
IV, или СЗ |
||
|
+ + |
— + |
— — |
+ — |
||
При помощи румба приращения координат вычисляют по формулам
а знаки приращения дают в зависимости от названия румба.
Вычислив по формулам (2) и (3) приращения координат, находят из (1) искомые координаты другой точки:
Этим способом можно найти координаты любого числа точек по правилу, вытекающему из формулы (4): координата последующей точки равна координате предыдущей точки плюс соответствующее приращение.
6. Что называется горизонтом прибора? Как вычисляются отметки через превышение и горизонт прибора? Ответ дополнить схемой
Высота визирной оси над уровнем моря или над условным уровнем называется горизонтом прибора. Как видно из рис.1, горизонт прибора
т. е. горизонт прибора равен высоте точки плюс взгляд (отсчет по рейке) на эту точку.
Зная горизонт прибора, легко найти высоту любой точки, на которую был сделан взгляд. Из рис.1 видно, что
т. е. высота точки равна горизонту прибора минус взгляд на эту точку.
Таким образом, по высоте какой-либо точки и по взглядам на нее и на другие точки высоты последних могут быть получены двояко: по превышениям и по горизонту прибора.
Вычислять высоты точек по горизонту прибора очень удобно, когда были сделаны взгляды на несколько точек с одной станции (точки стояния прибора) и одна из них имеет известную высоту.
При нивелировании находят разности высот (превышения) между точками; по данной высоте начальной точки и по превышениям относительно нее других точек получают высоты всех остальных точек местности. В геометрическом нивелировании превышения определяются отсчетами по вертикальным рейкам горизонтальной линией визирования нивелира. Различают нивелирование из «середины» и «вперед».
Геометрическое нивелирование из середины.
Для определения превышения точки В над точкой А (рис.1) поставим в точках А и В отвесно рейки, разделенные на сантиметры, а между ними примерно на одинаковых расстояниях — нивелир. Направив последовательно установленную горизонтально визирную ось прибора на обе рейки, делаем отсчеты по ним a и b. Из рис.1 видно, что искомое превышение h определяется из равенства
Если считать условно точку А задней, а точку В — передней, то можно сказать, что превышение передней точки над задней равно взгляду (отсчету по рейке) назад минус взгляд (отсчет) вперед.
Если превышение по указанной формуле окажется положительным, то это покажет, что передняя точка лежит выше задней и, следовательно, линия АВ повышается. Отрицательное превышение означает, что точка В ниже точки А, т.е. линия АВ понижается.
Зная высоту точки А и превышение h над ней точки В, получают высоту точки В по формуле
т.е. высота последующей точки равна высоте предыдущей точки плюс соответствующее превышение.
Нивелирование вперед.
Иногда нивелир устанавливают так, что окуляр зрительной трубы приходится по отвесу над точкой А (рис.2).
Вертикальное расстояние i от центра окуляра при установленной горизонтально визирной оси зрительной трубы до точки А называется высотой прибора.
Пусть в точке В вертикально установлена рейка. Направив на нее горизонтальную визирную ось и сделав отсчет по рейке b, получим
т.е. в этом случае превышение равно высоте прибора минус взгляд вперед. Высоту прибора можно отсчитать по рейке или измерить рулеткой. Если передняя точка В выше задней А, то превышение положительно; при понижении местности от А к В превышение отрицательно.
7. Как вычисляются отметки станций и пикетных точек при тахеометрической съемке
При тахеометрической съемке создают опорную сеть и одновременно с ней снимают ситуацию и рельеф. Опорная сеть съемки состоит из пунктов существующей сети и точек, теодолитных или тахеометрических ходов. Съемку опорных точек ведут при двух кругах, а съемку подробностей — при одном основном круге. Горизонтальная съемка контурных и высотных точек ведется с точек опорной сети полярным способом, а превышения и высоты точек определяются тригонометрическим нивелированием.
Съемка подробностей выполняется на каждой съемочной точке сразу после наблюдений после с нее на смежные точки опорного хода. Перед съемкой производят осмотр местности, определяют характер и структуру рельефа и намечают положение съемочных и характерных пикетных точек местности. При назначении и выборе точек учитывают, что с верхних точек рельеф обычно кажется сглаженным, тогда как при наблюдениях снизу вверх более легко просматриваются все характерные перегибы и складки местности. Как правило, опорные точки, с которых ведется съемка, устанавливаются на возвышенностях для лучшего обзора местности. Пикетные точки, в которые устанавливают рейки, необходимо выбирать во всех изгибах рельефа, на водоразделах и в тальвегах, на уступах, у подошв скатов гор и у бровок котловин, во всех разветвлениях тальвегов, на перегибах скатов хребтов и лощин. В процессе всей съемки топограф тщательно следит за установкой реек в соответствующих точках, а перед съемкой составляет абрис топографической съемки подробностей. Тахеометрическая съемка ситуации и рельефа производится одновременно. Перед съемкой на каждой станции устанавливают выверенный тахеометр в рабочее положение (центрируют, приводят ось вращения прибора в отвесное вертикальное положение и подготавливают трубу для наблюдения).
Затем устанавливают место нуля вертикального круга, измеряют высоту прибора и откладывают ее на рейках.
После наблюдений на смежные станции при одном круге (например при круге право) и перевода трубы через зенит при втором, являющемся основным для данного прибора (обычно круге лево) ориентируют лимб вдоль одной из опорных линий и записывают результаты этих работ в журнал. Так, при круге лево (КЛ) со станции I лимб ориентируют по направлению на последующую точку II по линии I-II. Для этого, совместив нуль отсчетного устройства с нулем лимба, визируют трубу, вращая лимб, на точку II так, чтобы отсчет на эту точку был , и закрепляют лимб. Если теперь, освободив алидаду, навести трубу на любую точку, то отсчет по лимбу непосредственно выразит полярный угол этой точки относительно линии I-II как полярной оси, а отсчеты по номограммным кривым — превышение и горизонтальное расстояние до точки. На станции II подобным образом ориентируют лимб по линии I-III и т.д. Такой способ ориентирования лимба дает возможность быстро производить съемку пикетных точек. Установка реек в каждой характерной пикетной точке ведется в соответствии с абрисомсъемки, но лишь после наблюдения со станции всех опорных точек. При наведении трубы на каждую точку берут отсчет по горизонтальному и вертикальному кругам и по кривым номограмм горизонтальных расстояний и превышений. Отсчеты записывают в журнал с указанием номера точки. Расчет высот пикетных точек производится после увязки превышений и вычисления высот опорных точек.
Если станция I совмещена с геодезическим пунктом, из которого виден другой пункт Р, то, измерив горизонтальный угол между пунктом Р и станцией II, можно передать дирекционный угол направления P-I на линию I-II. Если видимости на другой пункт нет, то необходимо на станции I определить направление азимута линии I-II или, в крайнем случае, ориентировать эту линию относительно магнитного меридиана.
В равнинных местах превышения следует определять горизонтальным лучом, пользуясь тахеометром или теодолитом как нивелиром. Установка визирной оси теодолита в горизонтальное положение производится в этом случае по уровню или трубе или, в случае отсутствия такого уровня, совмещением нуля отсчетного приспособления с отсчетом на вертикальном круге, равным месту нуля. При этом пузырек уровня при алидаде вертикального круга должен быть приведен точно в нуль — пункт. В конце работы на каждой станции выполняют контрольное визирование и берут отсчет по горизонтальному кругу вдоль линии ориентирования (например со станции I на последующую станцию II).
Если при этом получится первоначальный отсчет, то можно быть уверенным, что за время работы лимб не изменил своего положения. В противном случае работу на станции необходимо повторить.
8. Как вынести на местность точку с заданной отметкой? Как проводится на местности разбивка линий заданного проектного уклона
Перенесение на местность проектной отметки приходится делать довольно часто. Отметку выносят при закладке фундамента на дно глубокого котлована, на высокие части сооружения, на дно траншеи при укладке подземных коммуникаций и т. д.
Пусть требуется перенести на местность проектную отметку Н В , т. е. забить в точке В кол, верхний срез которого будет иметь отметку НВ . Для этого между репером А с известной отметкой НА и точкой В устанавливают нивелир.
По рейке, стоящей на репере, производят отсчет а и вычисляют
b = Н А + а — НВ .
После этого в точке В забивают кол так, чтобы отсчет по рейке, установленной на нем, был равен b, при котором высота пятки рейки и будет равна проектной отметке.
Пример. Требуется забить кол в точке В с проектной отметкой Н В = 160,500. Отметка репера А равна НА = 159,200. Отсчет а = 1925. Находим b = 159,200 + 1,925 — 160,500 = 625 мм. Значит кол следует забивать постепенно с тем, чтобы отсчет по рейке, поставленной в точке В, был равен 625 мм.
Задача перенесения на местность линии и плоскости заданных уклонов возникает при строительстве линейных сооружений (дорог, трубопроводов и т. д.), а так же аэродромов, городских площадей и др.
В точке В забивают кол с отметкой Н В так, как изложено выше. Промежуточные точки разбивают при помощи наклонного луча нивелира, теодолита или визирок. Если превышение одной точки над другой невелико, то применяют нивелир, в противном случае — теодолит, у которого труба устанавливается в необходимом направлении. Нивелир устанавливают в точке А так, чтобы один из подъемных винтов был расположен по линии АВ, а линия, соединяющая два других винта, была перпендикулярна к линии АВ.
При помощи подъемного винта, расположенного по линии АВ, ставят трубу на отсчет по рейке в точке В, равной высоте прибора i. После этого в точках С и D забивают колья такой высоты, чтобы отсчет по рейке, поставленной на эти колья, равнялся высоте прибора.
Для разбивки промежуточных точек при помощи трех визирок поступают так. В крайних точках А и В (рис.) устанавливают отвесно две визирки. Затем третья визирка последовательно устанавливается на колышки в точках С и D, которые забивают так, чтобы верхняя грань визирок была на прямой ab. Визирка представляет собой две сколоченные под прямым углом линейки: вертикальная длина — около 1,0 м; поперечная — около 0,5 м; ширина линейки — 7-8 см.
При разбивке наклонной площадки прежде всего переносят на местность плановое и высотное положение точек А, В, С и D, определяющих границы площадки и плановое положение вершин квадратов. Затем проводят разбивку по высоте всех точек методами, изложенными выше. Если площадка небольшая, то ее разбивку можно выполнить с одной станции. Для этого предварительно разбивают на местности две взаимно перпендикулярные линии АВ и DC, из которых одна DC имеет уклон. На местность выносят проектные отметки точек A, B, C и D.
Отметки точек А и В равны проектной отметке точки D, а отметка точки С вычисляется по формуле
Н С = НD — ud
где d — длина отрезка DC, а u — проектный уклон площадки. После этого нивелир устанавливают в точке D так, чтобы два его подъемных винта расположились по направлению линии АВ, а третий — по направлению DC. Далее приводят ось вращения нивелира в вертикальное положение, при этом отсчеты по рейкам, установленным в точках А и В должны быть равны высоте i прибора.
Затем, визируя на рейку, стоящую в точке С, вращают третий подъемный винт до тех пор, пока отсчет по рейке будет равен высоте i прибора. При такой установке нивелира визирная ось трубы при вращении будет описывать плоскость, параллельную проектной плоскости площадки. Затем забивают колышки в промежуточных точках так, чтобы отсчет по рейке на каждом колышке был равен высоте прибора.
Вертикальная планировка площадки может выполняться с помощью лазерных геодезических приборов, осуществляющих контроль за работой земляных машин. топографический строительный горизонт масштаб
