Курсовая работа Инженерно-геодезические работы при изысканиях и проектировании объектов лесного транспорта

Курсовая работа на тему: Инженерно-геодезические работы при проектировании объектов лесного транспорта

Содержание:

Введение

1. Построение плана трассы лесовозной автодороги

1.1. Расчет горизонтальных круговых кривых

1.2. Вычисление элементов горизонтальных кривых

1.3. Вычисление пикетажных значений главных точек круговых кривых

1.4. Составление ведомости прямых и кривых

1.5. Построение магистрального хода и горизонтальных кривых

1.6. Вынос пикетов на кривую

1.7. Оформление плана трассы

2. Составление продольного профиля трассы лесовозной автодороги

2.1. Обработка журнала нивелирования

2.1.1. Вычисление превышений

2.1.2. Вычисление отметок связующих и промежуточных точек

2.2. Построение сетки профиля и нанесение линии земли

2.3. Нанесение проектной линии на продольный профиль дороги

2.3.1. Вычисление проектных и рабочих отметок

2.3.2. Пример нанесения проектной линии

2.4. Проектирование вертикальных кривых

2.4.1. Вычисление элементов вертикальных кривых

2.4.2. Вычисление пикетажных значений главных точек вертикальных кривых

2.4.3. Вычисление проектных отметок точек на вертикальных кривых

2.4.4. Вычисление рабочих отметок точек на вертикальных кривых

2.5. Определение положения точек нулевых работ

2.6. Оформление продольного профиля

3. Построение профиля поперечника трассы

3.1. Обработка журнала нивелирования поперечника

3.2. Построение сетки поперечного профиля, нанесение линии земли и проектной линии

4. Построение поперечного профиля реки

4.1. Краткое описание проводимых работ

4.2. Обработка журнала промеров глубин

4.3. Построение сетки и поперечного профиля реки

4.4. Вычисление морфометрических характеристик

Список использованных источников

Введение

В состав инженерно-геодезических изысканий входят создание опорных геодезических сетей, производство топографических съемок, съемок сетей подземных и воздушных коммуникаций. Выполняется согласование с другими организациями вопросов обеспечения строительства электроэнергией, водой, газом и т. д.

Основная задача инженерно-геодезических изысканий при проектировании сооружений линейного типа независимо от их назначения сводится к определению на местности положения оси сооружения (трассы) в плане и высоты.

Разнообразие видов сооружений этого типа и их эксплуатационные и конструктивные особенности обуславливают некоторую специфику инженерно-геодезических изысканий в каждом отдельном случае. Наиболее полной по объему и одновременно наиболее типичной является программа геодезических работ применительно к дорожным изысканиям.

1. Построение плана трассы лесовозной Автодороги

1.1. Расчет горизонтальных круговых кривых

На углах поворота трасс автомобильных дорог производят вставки кривых и пересчет по ним пикетажа. В качестве таких кривых обычно применяем дуги окружностей больших радиусов. Точки начала (НК), середины (СК) и конца (КК) кривой называются главными точками кривой (рис.1.1).

Рис. 1.1. Элементы и главные точки горизонтальной Круговой кривой

 

Основными элементами круговых кривых являются: угол поворота α (угол отклонения трассы от предыдущего направления), определяемый на местности; радиус кривой R , Назначаемый в зависимости от условий местности и категории трассы; отрезок от вершины угла (ВУ) поворота трассы до начала кривой (НК) или конца кривой (КК), называемый дорожным тангенсом Т; длина кривой К; Отрезок от вершины угла (ВУ) до середины кривой (СК), называемый биссектрисой Б; Домер Д. При трассировании на кривых линейные измерения ведем по тангенсам, а длину трассы считаем по кривой, домер показывает, насколько расстояние по двум тангенсам длиннее кривой.

1.2. Вычисление элементов горизонтальных кривых

Элементы кривых вычисляем по указанным в пикетажном журнале аргументам А и R по данным своего варианта по следующим формулам:

 

Где R – радиус сопрягающей кривой, а А — Угол поворота трассы.

1.3. Вычисление пикетажных значений главных Точек круговых кривых

Пикетажные значения главных точек кривых находим по формулам:

ПКНК = ПКВУ-Т,

ПК К = ПК НК+К,

ПК СК = ПК НК + К/2,

где ПКВУ — Пикетажное значение вершины угла поворота.

Контрольными являются формулы:

ПК КК = ПКВУ + Т-Д,

ПК СК = ПК КК — К/2.

Расчет выполняем в виде схемы:

Контроль:

ВУПК.. + …….. ВУ ПК.. + …………

─ Т + Т________________

НКПК.. + ……… ПК…+ ……………

+ К_____________ ─ Д _______________

КК ПК.. + …….. КК ПК…+ ……….

СК = НК + К/2

Вычисление пикетажных значений главных точек круговых кривых:

ВУПК2 + 74,39 ВУ ПК2 + 74,39

─ 118,73 + 118,73__________

НКПК1 + 55,66 ПК3 + 93,12

+ __ 233,15_________ ─ ___4,31___________

КК ПК3 + 88,81 КК ПК3 + 88,81

Аналогично вычисляем пикитажные значения остальных главных точек кругловых прямых.

1.4. Составление ведомости прямых и кривых

Графы 1-11 ведомости прямых и кривых (табл.1.2) составляем, пользуясь данными п. 1.2 и 1.3.

По заданному азимуту А1 начального направления трассы и углам поворота вычисляем азимуты последующих направлений:

Аi + 1 = Ai + AПр.

Аi + 1 = Ai – AЛев.

Где Ai – Азимут предыдущего прямого участка трассы;

Аi + 1 – Азимут последующего прямого участка трассы;

AПр., AЛев. Углы поворота трассы вправо и влево;

Вычисленные азимуты переводим в румбы (см. табл. 1.1(1)).

Таблица 1.1(1) – перевод азимутов в румбы

Азимут	Определение румба по азимуту	Номер четверти, название румба
А=0о – 90о	R = A	I СВ
А=90о – 180о	R = 180o – A	II ЮВ
А=180о – 270о	R = A – 180o	III ЮЗ
А=270о – 360о	R = 360o – A	IV СЗ

Расстояние S между вершинами углов вычисляем по формуле:

Si+1=ПК ВУI+1-ПКВУI+ Д,

Где ПК ВУI+1 – Пикетажное значение данной вершины угла; ПК ВУI – Пикетажное значение предыдущей вершины угла; Д – Домер, относящийся к предыдущей вершине угла.

Длина отрезка от ПКО до первой вершины угла поворота ВУ1 равна пикетажному значению первой вершины угла.

S1=ПК6+61,48-ПК2+74,39+4,31=391,4

Вычисляют длины прямых вставок РI (расстояние между концом предыдущей кривой и началом последующей).

Длина первой прямой вставки равна пикетажному значению начала первой кривой, последней разности пикетажных значений конца трассы и конца последней кривой.

Длины остальных прямых вставок находим по формуле:

РI1 = ПК НКI+1 – ПК ККI

Где ПКНКI+1 – Пикетажное значение начала последующей кривой; ПКKKi – Пикетажное значение конца предыдущей кривой.

Все данные, вычисленные в п. 1.4, заносим в графы 12-15 ведомости прямых и кривых (табл. 1.2).

Для контроля правильности составления ведомости прямых и кривых подсчитывают суммы чисел в графах 3, 4, 6, 7, 8, 12, 13.

При этом необходимо выполнение следующих условий:

• разность между суммой правых и суммой левых углов поворота должна равняться разности азимутов конечного и начального участка трассы:

∑Anp — ∑алсв =АN – A1;

• Сумма прямых вставок Р плюс сумма кривых К должна равняться длине трассы по пикетажу:

∑P+∑K = L;

• Сумма расстояний S между вершинами углов поворота минус сумма домеров должна равняться длине трассы по пикетажу:

∑S—∑Д=L;

• Разность между удвоенной суммой тангенсов и суммой кривых должна равняться сумме домеров:

2∑T—∑K = ∑Д.

1.5. Построение магистрального хода и Горизонтальных кривых

План трассы строим по румбам и расстояниям между вершинами углов на листе бумаги длиной 841 мм и шириной 297 мм в масштабе 1:2000, используя данные пикетажного журнала и ведомости прямых и кривых.

Для построения плана располагаем лист бумаги длинной стороной горизонтально. Отступив 4-5 см от левого края листа, посередине короткой стороны листа намечаем точку ПКО.

От этой точки проводим горизонтальную линию – направление первого участка трассы от ПКО до ВУ1 независимо от его румба. На этой линии в заданном масштабе откладываем расстояние S1 между ПКО и ВУ1 и получаем положение первой вершины угла поворота.

В точке ПКО по румбу R1 или азимуту А1 начального направления трассы проводим направление меридиана, которое затем в виде стрелки (с буквой С) переносим в левый верхний угол листа.

В точке ВУ1 при помощи транспортира откладываем первый угол поворота A1. Отложив вдоль этого направления расстояние S2 между ВУ1 и ВУ2, находим положение второй вершины угла. Аналогичными построениями определяем положение последующих вершин и конец трассы.

Далее находим на оси трассы положение главных точек кривых НК и КК , откладывая для этого в обе стороны от вершины углов поворота соответствующие тангенсы. Для контроля правильности нанесения начала и конца кривых на плане измеряем длины прямых вставок. Расхождение между измеренными и вычисленными значениями прямых вставок не должно превышать ± 0,2 мм.

Положение пикетов и плюсовых точек наносим, пользуясь пикетажной книжкой своего варианта. До первой вершины угла поворота ВУ1 пикеты, а также расстояние от задних пикетов до плюсовых точек в целых метрах откладываем в масштабе плана. От ВУ1 откладываем вперед домер Д, И считаем, что конец отрезка имеет то же пикетажное обозначение, что и вершина угла. От этой точки откладываем расстояние, равное дополнению до следующего пикета, и получаем следующий пикет, затем отмеряем отрезки по 100 м и расстояние от задних пикетов до плюсовых точек. Дойдя до ВУ2, все действия повторяем. На Рис.1.2 Пикетажное значение ВУ1 ПК2 + 74,39. От ВУ1 откладываем вперед домер Д , равный 4,31 м в масштабе плана. От конца этого отрезка откладываем расстояние, равное 100 – 74,39 = 25,61 м, И получаем ПК3.

Рис. 1.2. Пример положения пикетов на плане трассы

Круговые кривые на плане рекомендуется строить методом прямоугольных координат. Для заданного радиуса R и числа К –интервала промежуточных точек кривой находят значения X и Y. Найденные X отложил по тангенсам от точек НК и КК в направлении вершины угла, на концах абсцисс построил перпендикуляры, на которых отложил ординаты Y. Для построения середины кривой в точке ВУ строим направление биссектрисы левого (если угол поворота левый) или правого (если угол поворота правый) по ходу лежащею угла и откладываем длину биссектрисы Б, Через полученные точки проводим круговую кривую. Построение круговой кривой приведено на рисунке 1.3.

Рис. 1.3.Пример построения круговых кривых на плане трассы

1.6. Вынос пикетов на кривую

Если при трассировании некоторые пикеты попадают на тангенсы, то эти пикеты выносим на кривую способом прямоугольных координат.

Исходными данными для выноса пикетов (рис. 1.3) Являются величина радиуса кривой R И расстояние K от начала или конца кривой до пикета.

Далее находим абсциссу Х, Соответствующую положению пикета на кривой, и ординату У по формулам:

Где R— Радиус кривой;

У— Центральный угол, соответствующий длине дуги K от начала или конца кривой до рассматриваемого пикета. Центральный угол вычисляем по формуле:

 

Абсциссу Х откладываем от точек НК или КК по тангенсам в направлении вершины угла, на концах абсцисс строим перпендикуляры, на которых откладываем ординаты У.

На плане трассы ПК3 и ПК4 попали на тангенсы. Для выноса ПК3 (рис. 1.4) На кривую находим:

K= ПК3 – ПКНК1 = ПК3 – (ПК2 + 70,06) = 29,94м;

Соответствующий центральный угол:

γ =(180° • 29,94) /(3,14 •2700) =5°43’;

прямоугольные координаты:

Х = 2700 • Sin5°43’= 29,88м,

У = 2 • 2700 • Sin2 (5°43’ / 2) = 1,49м.

От начала кривой ПК2+70,06 По тангенсу откладываем x=29,88м, в этой точке строим перпендикуляр, на нем откладываем У = 1,49м и получаем ПК 3 на кривой.

Для выноса ПК4 на кривую находим:

K =ПК КК1–ПК4 = ПК4+19,90–ПК4 = 19,90м,

γ = 180°•19,90 /(3,14 • 2700) =2°51’

Х = 2700 • Sin2°51’= 19,89м,

У = 2 • 2700 • Sin2 (2°51’/2) = 0,49м.

Таблица № 1.1(2)

ПК	K	γ	X	Y
3	45,56	4° 35´	45,50	1,73
4	96,69	9° 08´	96,27	7,71
5	3,32	0° 18´	3,30	0,16
7	19,76	4°45 ´	19,69	0,65
9	14,74	2°48 ´	14,72	0,35
12	25,41	2° 54´	25,33	0,65
13	52,01	5° 57´	51,79	2,71

1.7. Оформление плана трассы

Ось трассы на плане вычерчиваем красным цветом. Толщина линии 0,8 мм. Тангенсы показываем черными пунктирными линиями толщиной 0,2 мм.

В точках начала и конца кривой пунктирными линиями красного цвета показываем радиус сопрягающей кривой (длина линии 30 мм) и подписываем пикетажные значения этих точек. Около вершины угла поворота также красным цветом подписываем номер вершины.

По данным пикетажного журнала условными знаками соответствующих цветов по обе стороны по 50 м от оси трассы наносим ситуацию, а также реперы. Для этого необходимо найти на магистральном ходе те плюсовые точки, к которым привязаны элементы ситуации. Подписывать на плане трассы плюсовые точки и результаты съемки ситуации (привязки), указанные в пикетажном журнале, не требуется.

Пикеты подписываем только цифрой (без знака ПК) параллельно оси трассы. На ПКО и ПК 10 перпендикулярно оси трассы изображаем указатель километров (длина линии от оси трассы 25 мм, диаметр кружка 5 мм). Пикеты и километровые знаки подписываем красным цветом. За пределами обозначенной ситуации посередине каждой прямой вставки параллельно оси трассы выписываем длины и румбы прямых вставок.

Высота букв и цифр, обозначающих пикеты, километры, вершины углов, начало и конец кривых, длины и румбы прямых вставок, должна быть 3 мм. Посередине листа под ситуацией подписываем масштаб плана и приводим таблицу элементов горизонтальных кривых.

Таблица 1.2 – Ведомость прямых и кривых

ВУ	Угол поворота	Кривая	Прямая
Пикетажное обозначение ВУ	Левый	Правый	Элементы кривой	ПК НК	ПК КК	Расстояние S, м	Прямая вставка P, м	Азимут A	Румб r
				R	Т	К	Д	Б
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
ПК0											377,24	254,44	130° 20´	ЮВ 49°40´
ВУ1	ПК3+77,24	23° 08´		600	122,8	242,25	3,35	13,5	ПК2+54,44	ПК4+96,69
429,95	183,55	107° 12´	ЮВ 52°48´
ВУ2	ПК8+03,84		44° 47´	300	123,6	234,5	12,7	24,46	ПК6+80,24	ПК9+14,74
449,55	210,67	151° 59´	ЮВ 28°01´
ВУ3	ПК12+40,69	25° 58´		500	115,28	226,6	3,96	13,13	ПК11+25,41	ПК13+52,01
263,27	147,99	126° 01´	ЮВ 53°59´
ПК15
Итого		49° 6´	44° 47´		361,68	703,35	20,01				1520,01	796,65

Контроль:

2ΣT-ΣK=ΣД 2·361,68-703,35=20,01

20,01=20,01

L=ΣS-ΣД=ΣP+ΣK 1520,01-20,01=796,65+703,35

1500=1500

AK-AН =ΣӨпр — ΣӨлев 126° 01´- 130° 20´=44° 47´-49° 6´

4° 19´=4° 19´

 Составление продольного профиля Трассы лесовозной автодороги

2.1. Обработка журнала нивелирования

Нивелирование трассы лесовозной автомобильной дороги производилось двухсторонними рейками. На связующие точки брали отсчеты по черной и красной сторонам рейки, на промежуточные — только по черной стороне. Выбор связующих точек определялся рельефом местности и предельно допустимой длиной луча визирования до 150 м.

В качестве связующих точек были выбраны как пикеты, так и плюсовые точки.

Если между двумя соседними связующими точками уклон местности был значителен и с одной станции невозможно было взять отсчеты по рейкам, установленным в этих точках, то использовали дополнительные связующие X — Точки.

2.1.1. Вычисление превышений

Обработку журнала нивелирования начинаем с вычисления превышений между связующими точками. Превышение передней связующей точки над задней связующей точкой вычисляем дважды (hЧ и hК) по отсчетам, взятым соответственно по черным и красным сторонам реек:

HЧ = AЧ – BЧ; HК = АК – BК

Где АЧ и АК — Отсчеты по черной и красной сторонам рейки на заднюю связующую точку; BЧ и BК — Отсчеты по черной и красной сторонам реек на переднюю связующую точку.

Разность превышений HЧ и HК по абсолютной величине не должна быть больше 5 мм. Если это условие выполняется, вычисляем среднее превышение:

HСР=( HЧ+ hК)/2

Если среднее превышение не целое число, его округляем до целого миллиметрa в сторону четного числа.

Вычисленные превышения и средние превышения заносим в соответствующие графы журнала нивелирования.

На каждой странице журнала выполняем постраничный контроль.

Для этого вычисляем сумму задних ∑азадн и передних ∑BПер отсчетов по двум сторонам реек, сумму отрицательных и положительных превышений ∑H, Сумму положительных и отрицательных средних превышений ∑ HСР .

Если имеем равенство: ∑азадн — ∑BПер = ∑H =2·∑HСР ,

То вычисление превышений по данной странице журнала выполнено верно. Число, полученное в результате контроля по всем страницам нивелирного журнала, является алгебраической суммой средних превышений ∑Hcp всего нивелирного хода от RПL до RП2, т. е. измеренным превышением конечной точки хода над начальной.

Для контроля полевых измерений вычисляем невязку в превышениях по формуле: fh=∑ hСР — (Нкон. — ННАЧ),

Где ∑ HСР — сумма средних превышений по всему нивелирному ходу;

НКон — отметка конечного репера, т. е.HRП2

ННАЧ — отметка начального репера, т. е. Н RП1.

Полученную фактическую невязку сравниваем с предельно допустимой невязкой хода, которую для технического нивелирования вычисляем по формуле:

Fпред. = 50мм√L

Где L — число километров хода.

Если f > fпред то нивелирование всего хода выполняют заново.

Если fh < fпред, то невязку fh распределяем поровну в виде поправок δHi в средние превышения с противоположным знаком, т. е. δhi= — fh /n

Где N — число станций в нивелирном ходу, равное числу средних превышений.

Сумма поправок должна равняться невязке с противоположным знаком т. е.

∑ δhi=- fh

Поправки подписываем над средними превышениями. Исправленные средние превышения вычисляем по формуле: hicpиспр=hicp+(± δhi).

2.1.2. Вычисление отметок связующих и промежуточных точек

Используя отметку начального репера НРп1 и исправленные превышения, последовательно вычисляем в метрах отметки связующих точек по формуле:

Hi+1= Hi + hicpиспр

Где Hi — отметка предыдущей (задней) точки;

Hi+1 — отметка последующей (передней) точки.

Вычисленные отметки записываем в соответствующую графу журнала технического нивелирования.

Для проверки правильности вычисления отметок связующих точек на каждой странице журнала целесообразно выполнять следующий контроль: разность отметок конечной и начальной связующих точек на каждой странице журнала должна равняться алгебраической сумме исправленных средних превышений на этой странице.

Вычисленную отметку конечной связующей точки на одной странице переносим в первую строку следующей страницы. На последней странице должна быть получена задняя отметка НРп2 репера 2, что является окончательным контролем правильности вычисления отметок связующих точек.

Для вычисления отметок промежуточных точек определяем горизонт прибора на тех станциях, где есть промежуточные точки.

Горизонт прибора, или высота горизонта прибора, Нгп — это высота горизонтального визирного луча нивелира над уровенной поверхностью. Его вычисляем по формуле. Нгп = На + АЧ,

Где На — отметка задней связующей точки на данной станции;

АЧ — отсчет по черной стороне рейки на задней связующей точке.

Отметку промежуточной точки Нс на каждой станции вычисляют по формуле:

Нсi=НГПi – Ci,,

Где НГПI — горизонт инструмента на станции; СI, — отсчет по черной стороне рейки на промежуточной точке.