Геодезические работы при строительстве мостов

Курсовая работа

1. Выполнить уравнивание превышений и вычисление отметок станций опорной сети

1. Исходные данные. Высотное обоснование для съемочных работ и разбивки на местности опор мостового перехода выполнено методом геометрического нивелирования IV класса. За исходную высоту принята отметка государственного репера №2914, H 2914 = (см. табл. 1).

Для удобства разбивочных работ и геодезического сопровождения строительства в 80-и метрах от опорной точки 12 и в 210-и метрах от опорной точки 6 заложен временный грунтовый репер №1 (см. рис. 2).

Временный грунтовый репер №1 включен в общую сеть нивелирования. Нивелирование выполнено в виде трех примыкающих друг к другу полигонов (А, В, С) (см. рис. 2).

От исходного репера до точек опорной сети и между ними, нивелировочные хода представляют собой звенья, обозначенные цифрами 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 (см. рис. 2).

Направления нивелирования звеньев указаны стрелками и по каждому звену указаны превышения h в миллиметрах и их длина L в километрах. Для полигонов А, В и С установлены невязки, равные сумме превышений для замкнутого хода (fhА = h1 + h2 + h7 ; fhB = h5 + h6 + h7 + h8 ; fhC = h3 + h4 + h8 ).

При этом направление каждого замкнутого хода принято по направлению хода часовой стрелки.

Направление нивелирования каждого звена указано стрелками.

Направление замкнутых ходов А, В и С принято по направлению хода часовой стрелки

По звеньям нивелирования указаны: превышения h в миллиметрах и расстояния L в километрах

Схема нивелирования опорной сети.

Выполнить уравнивание превышений в сети нивелирования методом полигонов.

Вычислить весовые коэффициенты звеньев в сети нивелирования.

№ поли-гона

Периметр полигона, км

№ звена

Длина звена,

км

Весовой к-ент, Р

№№ звеньев между узлами

Весовой

к-ент, Р

А

1

0.44

1

2

0.45

2

0.15

7

0.72

7

0.55

?=1.31

?

?=1

В

7

0.72

0.34

8

0.82

0.38

5

0.42

0.28

6

0.19

?=2.15

?

?=1

С

8

0.82

8

0.5

3

0.26

3

4

0.5

4

0.56

?=1.64

?

?=1

Выполнить уравнивание превышений в полигонах.

Схема для уравнивания превышений методом полигонов

Стрелками указаны направления для выноса (распределения) невязки в смежные полигоны

Выполнить оценку точности нивелирования и вычислить отметки точек опорной сети.

Оценка точности измерений и вычисление отметок узловых точек.

№ полигона

№ звена

№№ опорных точек

Длина звена, км

Измеренные превышения, мм

Поправки в превышения между узлами, мм

Поправки в превышения между опорными точками, мм

Исправленные превышения, мм

Отметки, м

№ опорных точек

Рп 2914

86,951

Рп 2914

А

1

2

0.59

-8979

-7

-8986

Вр. Рп 1

77,965

Вр. Рп 1

С

3

4

0.82

12000

-6

+11994

11

89,959

11

В

5

6

0.61

-3008

Рп 2914

-3008

0

86,951

Рп 2914

?=2.02

? =+13

?=-13

? =0

Фактическая невязка fh ф = ?hф — ?hт =+13

Допустимая невязка fh доп = 20= 2.02= ±28

Оценка точности измерений и вычисление отметок опорных точек

№ полигона

№ звена

№№ опорных точек

Длина звена, км

Измеренные превышения, мм

Весовой к-ент

Поправки в превышения между опорными точками, мм

Исправленные превышения, мм

Отметки м

№ опорных точек

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

А

Рп 2914

86,951

Рп 2914

1

0.44

-10231

0.75

-5

-10236

12

76.715

12

2

0.15

1252

0.25

-2

1250

Вр. Рп 1

77,965

Вр. Рп 1

?=0.59

? =-8979

? =1

? =-7

? =-8986

Фактическая невязка fh ф = ?hф — (HK — HH ) =-8.979 — (-8.986)=0.007 m=7 mm

Допустимая невязка fh доп = 20= 20= ±28

Составить каталог координат и отметок опорных точек (табл. 8).

Для этого из табл. 4 и табл. 7 выписать значения координат и отметок станций в табл. 8.

Координаты и отметки точек опорной сети

№ пп

№№ станций по варианту

Координаты

Отметка, H, м

X, м

Y, м

Вариант №20

12

11

5

6

2. Запроектировать осевую линию мостового перехода, используя программу CREDO

Для проектирования мостового перехода выполнены съемочные работы участка территории, включающей пойму реки. Тахеометрическая съемка выполнена с точек опорной сети. Полученные данные представлены в табл. 9. На панели пользователя компьютера ввести данные:

ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ:

КОД:

В графе «КОД» вводится числовой код.

Войти в «Мой компьютер» и далее на диск «H», где создать папку с наименованием группы, например, МТТ-31. Войти в эту папку и создать еще одну папку с наименованием в виде фамилии студента (англ).

Возвратиться назад и войти в программу CREDO.

По меню программы CREDO через утилиты войти на диск «H» и выбрать файл (папку) с наименованием группы и затем заданной фамилией студента.

В меню программы CREDO выбрать следующую последовательность действий: «Геодезические работы» (Enter), «Линейные изыскания» (Enter), «Тахеометрическая съемка» (Enter), «Ввод данных новой станции» (Enter).

В появившуюся на экране таблицу «Параметры станции» из табл. 8 и заголовка к № станции (табл. 9) заносим данные для станции № ____. После ввода — Esc. При этом на экране появится таблица ввода данных тахеометрической съемки, в которую только для номера этой станции заносим данные пикетов тахеометрической съемки (табл. 9).

После ввода данных пикета автоматически вычисляется его отметка, которая появляется в таблице экрана. Эту отметку необходимо записать в колонку 7 табл. 9. При завершении их ввода Esc и «Выход с записью». Далее при вводе данных следующей станции действия повторяются.

После завершения ввода данных тахеометрической съемки — Esc, «Выход с записью» и импорт данных в файлы обменного фонда. При этом назначается имя файла (фамилия студента, англ.) и слой ЦММ — 0 (Enter).

Выход в исходный уровень.

В меню исходного уровня войти в «Цифровую модель проекта — CREDO-MIX»

В верхней части рабочего поля на имеющемся меню выбрать следующую последовательность действий: ввод, импорт данных, файл «TOP». Двойным щелчком левой клавищи мыши на имени файла открыть файл «TOP» — цифровую модель местности (таблица данных) и ОК. В рабочем поле экрана появятся пикеты. На левой стороне экрана курсором выбрать клавишу М (масштаб — 1:5000).

№ пи-кета

Дальномерное расстояние,

D, м

Высота наве-дения

, м

Отсчеты

Описание пикета

Отметка пикета

H, м

По горизонтальному кругу,

По вертикальному кругу при КП,

1

2

3

4

5

6

7

101

52,93

1.53

209 48

+2 17

Рельеф

102

44,33

1.53

149 45

-1 26

Бровка обрыва

103

55,49

1.53

18 10

-1 57

Бровка обрыва

104

53,35

1.53

332 13

+1 19

Рельеф

105

141,54

1.53

349 56

+0 07

Рельеф

106

146,53

1.53

7 08

-1 05

Бровка обрыва

Станция №5 Отметка, H = _______________ Высота инструмента., i = 1,48

Ориентировано (000) на №11 МО = 0 00

№ пи-кета

Дальномерное расстояние,

D, м

Высота наведения

, м

Отсчеты

Описание пикета

Отметка пикета

H, м

По горизонтальному кругу,

По вертикальному кругу при КП,

1

2

3

4

5

6

7

107

45,74

1,48

141 25

+1 26

Рельеф

108

36,42

1,48

206 47

-2 35

Бровка обрыва

109

87,07

1,48

347 08

-0 24

Бровка обрыва

110

97,24

1,48

12 23

+1 26

Рельеф

Станция №12 Отметка, H = _______________ Высота инструмента., i = 1,57

Ориентировано (000) на №6 МО = 0 00

№ пи-кета

Дальномерное расстояние,

D, м

Высота наведения

, м

Отсчеты

Описание пикета

Отметка пикета

H, м

По горизонтальному кругу,

По вертикальному кругу при КП,

1

2

3

4

5

6

7

111

264,78

1,57

73 58

0 00

Подошва обрыва

112

249,64

1,57

70 40

-0 08

Урез воды в реке

113

167,94

1,57

98 05

-0 14

Урез воды в реке

114

190,74

1,57

100 27

-0 02

Подошва обрыва

115

187,18

1,57

136 04

-0 04

Подошва обрыва

116

170,03

1,57

137 30

-0 17

Урез воды в реке

117

114,59

1,57

145 11

-0 24

Урез воды в реке

118

117,37

1,57

85 08

-0 21

Урез воды в реке

119

104,38

1,57

33 41

+0 21

Рельеф

120

47,04

1,57

31 16

+0 28

Рельеф

121

105,31

1,57

339 54

+0 21

Рельеф

122

91,63

1,57

306 30

+0 17

Рельеф

123

216,60

1,57

314 21

+0 24

Рельеф

124

215,05

1,57

286 32

+0 24

Рельеф

125

118,66

1,57

274 37

+0 24

Рельеф

126

69,63

1,57

252 38

+0 38

Рельеф

127

49,48

1,57

209 12

+0 07

Рельеф

Продолжение таблицы 9

Станция №6 Отметка, H = _______________ Высота инструмента., i = 1,61

Ориентировано (000) на №12 МО = 0 00

№ пи-кета

Дальномерное расстояние,

D, м

Высота наведения

, м

Отсчеты

Описание пикета

Отметка пикета

H, м

По горизонтальному кругу,

По вертикальному кругу при КП,

1

2

3

4

5

6

7

128

61,25

1,61

159 36

+0 07

Рельеф

129

64,18

1,61

71 58

+0 00

Рельеф

130

145,74

1,61

46 23

-0 03

Рельеф

131

73,36

1,61

2 24

-0 21

Рельеф

132

150,24

1,61

353 04

-0 24

Рельеф

133

104,00

1,61

324 38

-0 28

Рельеф

134

196,71

1,61

322 09

-0 14

Рельеф

135

302,29

1,61

327 58

-0 29

Урез воды в реке

136

269,71

1,61

304 07

-0 30

Урез воды в реке

137

275,69

1,61

284 21

-0 28

Урез воды в реке

138

225,84

1,61

282 14

-0 10

Рельеф

139

219,76

1,61

302 22

-0 17

Рельеф

140

171,83

1,61

279 21

-0 25

Ур. воды в озере

141

184,30

1,61

297 51

-0 23

Ур. воды в озере

142

177,68

1,61

310 12

-0 24

Ур. воды в озере

143

133,72

1,61

308 30

-0 32

Ур. воды в озере

144

104,42

1,61

272 58

-0 41

Ур. воды в озере

145

64,73

1,61

255 44

-0 34

Рельеф

146

337,95

1,61

301 33

-0 24

Урез воды в реке

147

356,18

1,61

301 20

-0 17

Подошва обрыва

148

363,18

1,61

386 29

-0 16

Подошва обрыва

149

345,88

1,61

286 07

-0 22

Урез воды в реке

Сформировать математическую модель местности (план с горизонталями) путем выбора в меню верхней части экрана следующей последовательности действий: план, поверхности и далее в выпадающем окне — контур поверхности. По крайним точкам сначала правого и затем левого берега реки обвести контуры поверхностей. И далее: поверхности и в выпадающем окне — поверхность. В выбранной поверхности нарисовать апроксимационные горизонтали и обрыв.

Каждый студент индивидуально должен запроектировать ось мостового перехода путем выбора следующей последовательности действий: план, методы — построение линий на сформированном плане. В произвольном месте рабочего поля плана участка местности прочертить линию оси мостового перехода. При этом необходимо руководствоваться следующими правилами:

  • ось мостового перехода должна проходить примерно перпендикулярно направлению течения реки;
  • существующий уровень меженных вод должен быть перекрыт одним пролетом;

— рекомендуемая схема моста 24 — 96 — 48 — 48 (два устоя и три опоры: M, 1, 2, 3, N).

Устой M и опора 1 на левом берегу реки, опоры 2, 3 и устой N на правом берегу реки. Пролет в 96 метров должен перекрывать меженное русло мостового перехода.

В результате проектирования оси мостового перехода в правом нижнем вспомогательном поле экрана прочитать проектные координаты устоя М и дирекционный угол проектного направления М>N. Индивидуальные данные проектирования занести в табл. 10.

Обозначение устоев мостового перехода

Координаты

Дирекционный угол

Х

м

Y

м

М

*

*

*

N

Примечание: звездочками помечены клетки, в которые необходимо записать данные измерений.

Вычислить проектные координаты опор (1, 2, 3) мостового перехода и устоя N. Вычисления выполнить в ведомости координат (табл. 11).

При этом использовать следующую последовательность точек M>1>2>3>N. В качестве исходных данных принять данные табл. 10.

3. Определить разбивочные углы и предельные погрешности выноса точек на местность

1. Для выноса на местность методом прямой угловой засечки устоев и опор пролетных строений мостового перехода вычислить проектные углы б, в, г (см. рис. 4).

Расчеты выполнить для базисов С 1 и С2 (см. рис. 4).

Для базиса С1 вычисления углов б, в, г выполнить в табл. 12. Для базиса С2 вычисления углов б, в, г выполнить в табл. 13.

Схема размещения береговых устоев и опор мостового перехода относительно точек опорной геодезической сети

Вычисление проектных координат ключевых точек мостового перехода

№ то-чек

Проектные дирекционные углы, б пр

Проектные расстояния

d, м

Прирашения координат, м

Проектные координаты,

м

№ то-чек

?X

?Y

X

Y

M

M

1

1

2

2

3

3

N

N

Принята последовательность вычисления проектных координат ключевых точек M>1>2>3>N.

Контрольные вычисления

Дирекционный угол направления оси мостового перехода

так как X N — XM ___( ) 0 и YN — YM ____ ( ) 0, то румб

_____________ r MN = ________________ MN = ______________.

наименование численное значение

Длина мостового перехода

24 + 96 + 48 + 48 = 216,000 м

Таблица 12

Вычисление проектных углов б, г, в для выноса на местность ключевых точек мостового перехода

(решение обратных геодезических задач).

Базис С 1 = м

№ точ-ки

Координаты

Приращения координат

Расстояние

d, м

Румб

Назв° ‘»

Дирекцион-ный угол,

° ‘»

Разбивочный угол, ° ‘»

Обозна-чение угла,

б, г, в

№ точки

X

Y

?X

?Y

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Проектный устой М

11

11

5

б

5

М

г

М

11

в

11

5

?

5

Проектная опора №1

11

11

5

б

5

1

г

1

11

в

11

5

?

5

Вычисление проектных углов б, г, в для выноса на местность ключевых точек мостового перехода (решение обратных геодезических задач)

№ точ-ки

Координаты

Приращения координат

Расстояние

d, м

Румб

Назв° ‘»

Дирекцион-ный угол,

° ‘»

Разбивочный угол, ° ‘»

Обозна-чение угла,

б, г, в

№ точки

X

Y

?X

?Y

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Проектный устой N

12

12

6

б

6

N

г

N

12

в

12

6

?

6

Проектная опора №3

12

12

6

б

6

3

г

3

12

в

12

6

?

6

2. Вычислить предельные погрешности выноса ключевых точек при использовании базиса С 1 и базиса С2 , если погрешность отложения углов и теодолитом 2Т2 составляет = 2», продольная погрешность длины базисов С1 и С2 составляет mС1 = mС2 = 0,005 м и погрешность фиксирования точки на местности = 0,003 м. Вычисления выполнить в табл. 14.1 и в табл. 14.2. По результатам вычислений составить разбивочную ведомость в виде табл. 15.

4. Составить план участка местности и разработать разбивочные чертежи выноса на местность ключевых точек мостового перехода

На ватмане размером листа А2 разбить сетку квадратов со стороной 10 см. Принять за положительное направление координаты Y ось абсцисс (направление на восток) и за положительное направление координаты X ось ординат (направление на север).

Оцифровать сетку квадратов в соответствии с масштабом 1:2000 и по исходным данным составить план участка местности (рис. 5).

Для этого необходимо:

  • Нанести точки опорной сети и их отметки (см. табл. 8), соединив их прямыми линиями (см. рис 5);
  • Используя журнал тахеометрической съемки (см. табл. 9), нанести на план пикеты и их отметки. На плане нарисовать береговые линии реки, линию обрыва и горизонтали (см. рис. 5);
  • Нанести точки береговых устоев и опор пролетных строений мостового перехода (см. табл. 11).

    Соединить их прямой линией, обозначив ось мостового перехода (см. рис. 5).

Для определения на местности точек береговых устоев и всех опор пролетных строений составить разбивочные чертежи, используя данные табл. 15. Начертить на ватмане направления прямой угловой засечки с того базиса, с которого продольные, поперечные и суммарные погрешности минимальны.

1. Написать заключение, в котором обосновать использование базиса для разбивки устоев и опор пролетных строений. Предложить метод контрольных измерений для определения правильности выноса на местность всех ключевых точек мостового перехода. На разбивочном чертеже для принятого метода контрольных измерений показать направления линий и значения откладываемых углов или значения расстояний.

Расчет предельных погрешностей разбивки устоев и опор мостового перехода

№ пп

Расчетные формулы

Устой М

Опора 1

Опора 2

Базис С 1

Базис С 2

Базис С 1

Базис С 2

Базис С 1

Базис С 2

1

2

3

4

5

6

7

8

Исходные данные

1

Длина базиса, м

2

Проектные разбивочные углы: б° ‘»

в° ‘»

г° ‘»

3

Погрешность точки на местности: , м

4

Продольная погрешность базиса m c , м

5

Погрешность отложения углов и : »

Расчет предельных погрешностей

6

Влияние погрешности длины базиса

в поперечном напр.: , м

в продольном напр.: , м

7

Влияние погрешности отложения углов

В поперечном напр.: , м

В продольном напр.: , м

8

Суммарная погрешность

Поперечная: , м

Продольная: , м

9

Предельная: , м

Расчет предельных погрешностей разбивки устоев и опор мостового перехода

№ пп

Расчетные формулы

Устой N

Опора 3

Базис С 1

Базис С 2

Базис С 1

Базис С 2

Исходные данные

1

Длина базиса, м

2

Проектные разбивочные углы: б° `«

в° `«

г° `«

3

Погрешность фиксирования точки на местности: , м

4

Продольная погрешность измерения длины базиса m c , м

5

Погрешность отложения углов и : »

Расчет предельных погрешностей

6

Влияние погрешности длины базиса

в поперечном направлении: , м

в продольном направлении: , м

Разбивочная ведомость

Устой

№ опоры

Устой

Базис

разбивки

Проектные расстояния, d

Разбивочные углы

Погрешности разбивки

Обо-значение

длина,

d, м

a, м

b, м

б

° ‘»

в

° ‘»

г

° ‘»

Попе-речная,

М з , м

Продольная,

М л , м

Суммарная,

М, м

геодезический мостовой точность измерение