Угловые измерения по трассе.

Измеренные правые по ходу углы единым полным приемом с точностью ±1', т.е. теодолитом Т30 (4Т30 и т.д.). Однако для расчетов, связанных с подкладкой трассы необходимо знать угол поворота трассы.

Угол поворота трассы – это угол, заключенный между продолжением старого направления и новым направлением трассы.

На данных прямых участках в пределах прямой видимости (500 – 700 м) устанавливают створные точки.

На углах поворота расчет пикетажных значений главных точек кривой НК, СК, КК. Т – тангенс, К – крива, Б – биссектриса, Д – домер.

v Разбивка пикетажа и плюсовых точек.

Пикетаж обычно разбивают с использованием землемерной стальной 20 – метровой ленты типа ЛЗ. Допустимая точность измерения для линий по трассе автомобильных дорог номеруется 1:1000, а в трудных условиях пересеченной и горной местности – 1:500. К трассам мостовых переходов предъявляют более жестокие требования. Там допустимая точность измерения длин линий по трассе номерована равной 1:2000.

Трассу обычно разбивают на участки до 100 м, называемые пикетами. В практике изысканий автомобильных дорог встречаются пикеты длиной до 100 м. Такие пикеты называют рубленными. Кроме того, при разбивке пикетажа сторожками обозначают еще и плюсовые точки, которыми отмечают характерные точки местности: места перегибов земной поверхности по оси трассы, не совпадающие с положением пикетов; границы угодий; бровки дорог; урезы воды; места пересечения коммуникаций; вершины углов; главные точки трассы.

Пикеты на местности обозначают вбитыми вровень с землей надежными колышками – точками и забиваемыми в 15 – 20 см от точек сторожками – кольями высотой 50 – 60 см, на лицевой стороне которых, обращенных в сторону начала трасы, надписывают соответствующие номера пикетов. Плюсовые точки, как правило, обозначают только сторожками, на которых делают надписи, обозначающие расстояние в метрах от ближайшего меньшего пикета. Главные точки трассы обозначают на местности также, как и пикеты строжками и точками. На сторожках делают соответствующие надписи. Урезы воды обозначают надежными кольями, вбитыми вровень с поверхностью воды и сторожками с соответствующими надписями.

Створ – вертикальная плоскость, проходящая через конечные точки данной линии.

Вехи в створе устанавливают через 70 – 100 м. Вешение линий можно производить на глаз или теодолитом. Кроме того вешение линий можно производить «на себя» и «от себя».

Вешение «от себя». Закрепляют конечные точки ПК, как и вершины углов теодолитного хода.

v Съемка узкой полосы местности.

Попутно с разбивкой ПК ведется двухкамерная контурная съемка местности по 50 м в каждую сторону.

Вес измеренной величины записывают в пикетажную книжку (журнал).

В пределах полосы съемки (полосы отвода) выполняется съемка ситуации в необходимом масштабе съемки. Для линейных сооружений 1:5000. Основными способами является способ прямоугольных координат. Также применяются способы створов, линейных и угловых засечек.

В каждую сторону на величину мерного прибора ведется инструментальная, а далее глазомерная съемки.

 

v Пикетажная книжка.

Одновременно с разбивкой пикетажа по обе стороны от трассы снимают ситуацию местности в полосе шириной 70 – 100 м с каждой стороны хода; при этом иногда применяют экер или ручную буссоль и используют главным образом способ координат и засечек. Результаты съемки в виде абриса заносят в пикетажную книжку (журнал), изготовленную из миллиметровой бумаги (10×15 см), на которой отмечают все пикеты и плюсовые точки, углы поворота, столбы, закрепляющие трассу на местности, и ее поперечники, временные и постоянные реперы и предметы местности, к которым привязана трасса. В пикетажной книжке ось трассы условно показывают прямой, проведенной посередине вдоль ее страницы, пользуясь масштабом, который в отдельных местах может быть более мелким, а в других местах, наоборот, крупным, в зависимости от характера и сложности ситуации на трассе. Каждую следующую страницу книжки начинают последним пикетом предшествующей страницы.

Результаты измерений заносят в специальный пикетажный журнал, изготовленный из миллиметровой бумаги, вдоль середины каждой страницы которого проведена красная линия, изображающая условную выпрямленную ось трассы. Повороты трассы отмечают стрелками с надписями величин элементов закруглений. На трассе в пикетажном журнале также показывают пикеты и их номера, плюсовые точки, номера и пикетажное положение вершин углов, притрассовые реперы. Кроме того, отмечают границы угодий, ручьи, реки, овраги, болота, ж/д и автодороги, пересекаемые коммуникации, здания и сооружения и другие отдельные строения. Стрелками показывают направление поверхностного стока.

 

v Поперечники.

Для определения характера рельефа поперечной трассы разбивают поперечники. Как правило поперечники разбиваются под прямым углом к трассе. При длине поперечника в каждую сторону от оси трассы до 100 м построение прямых углов производят экером.

Чтобы из точки С восстановить призму СД, держат экер над точкой С.

Могут и под произвольным углом который необходимо измерить.

В этот момент передвигаемая веха отсчета окажется на перпендикуляре СД и ее втыкают в землю.

Длина поперечников определяется заданием и зависимостью от рельефа местности. Поперечники не могут быть меньше 20 м, в каждую сторону.

 П+100 и Л+100; П+20 снимаются и характерные точки Л+14 м.

Расстояние между соседними поперечниками должно быть таким, чтобы поверхность между ними имела однообразный склон.

Поперечники разбиваются мерными приборами (рулетками).

 

Железнодорожные кривые.

v Главные точки и элементы кривой.

Для сопряжения прямоугольных участков применяют криволинейные участки. На ж/д дорогах устраивают стандартный радиус 4000м, 3000м, 2000м, 1500м, 1200м, 1000м, 800м, 700м, 600м, 300м (последние два радиуса – допускаемые). Радиус принимают в соответствии с техническими условиями ж/д.

Главными точками прямой называются точки, определяющие её положение на местности. Ими являются: вершина угла(ВУ), начало кривой(НК), середина кривой(СК) и конец кривой(КК). Они также называются основными.

Чтобы рассчитать положение главных точек кривой необходимо знать основные элементы кривой и рассчитать элементы кривой.

Элементы кривой:

1. Основные - радиус и угол поворота. Угол поворота кривой определяется из геодезических измерений; радиус определяется по нормативным документам.

2. Т₀ – тангенс круговой кривой – отрезок между вершиной угла и началом кривой.

3. Кривая (К) – длина круговой кривой от начала до конца по криволинейному сегменту.

4. Биссектриса (Б) – отрезок от вершины угла до середины.

5. Домер (Д) – разность между длиной двух касательных и кривой.

Основные элементы кривой определяются по формулам или по таблицам для разбивки ж/д кривых.

Сложные кривые.

Непосредственное сопряжение прямых с круговыми кривыми приводит к внезапному возникновению в месте сопряжения центробежной силы.

Для обеспечения плавного нарастания F необходимо устроить переходную кривую, радиус которой изменяется от ∞ до R.

Сложные ж/д кривые устраиваются на ж/д для повышения скорости движения.

В России принято устраивать переходные кривые за счет сдвижки круговой кривой внутрь. В качестве переходной кривой в России принята клотоидная или радиальная спираль.

 

L – длина переходной кривой.

R – конечный радиус.

S – элемент переходной кривой.

m– тангенс переходной кривой.

Т_р – тангенс от сдвижки круговой кривой внутрь.

Б_р – биссектриса от сдвижки круговой кривой внутрь.

КПК – конец переходной кривой.

Воспользовавшись «Таблицами для разбивки ж/д кривых», выбирают из них величину тангенса, длину кривой, домер и биссектрису для круговой кривой.

Правильность выбора элементов по таблице контролируют следующим образом:

Пикетажное значение начала и конца кривой (НК и КК) находят по формулам: ; ; контроль: .

Расхождение значений КК между расчетом и контролем возможно на ±2см.

Для смягчения резкого перехода с прямого участка пути на кривой его необходимо сделать более плавным. Сложные элементы кривой рассчитываются по следующим формулам:

 

v Вставка кривой в пикетаж.

Вставить кривую в пикетаж, значит рассчитать пикетажное значение главных точек. Вставка кривой в пикетаж выполняется для удобства выполнения работ по строительству и текущему содержанию ж/д.

При разбивке пикетажа мерной лентой наибольшую трудность представляет расчет закруглений и вынос точек трассы на кривую. Измерения длин производят по тангенциальному (ломаному) ходу, касательному к точкам начала и конца каждого закругления. Установив пикетажное значение соответствующей вершины угла, по известному значению угла поворота трассы θ и радиуса R, по таблицам или с помощью микрокалькулятора вычисляют длины тангенса Т, кривой К, биссектрисы Б и домера Д с использованием формул:

Далее осуществляют расчет пикетажных значений главных точек закругления в следующей последовательности, позволяющей одновременно производить и контроль вычислений, например:

 Оставив ленту на вершине угла, возвращаются назад к началу кривой и с помощью рулетки от ближайшего пикета (в данном случае от ПК 124) откладывают 33,0 м и устанавливают на местности положение точки начала кривой, обозначив ее сторожком и точкой. Далее перемещаясь к вершине угла, выносят на кривую пикеты, обозначенные на тангенсе.

ВеличинаL_n (расстояние от выносимой точки до начала кривой) определяют как разницу соответствующих пикетажных значений, например для ПК 125:

L_n=(ПК 125 + 00) – (НК 124 + 33,0) = 67,0 м.

Далее с помощью микрокалькулятора вычисляют:

Отложив с помощью рулетки назад от выносимого пикета величину сдвижки ΔX_n, восстанавливают экером перпендикуляр и откладывают ординату Y_n с соответствующим обозначением пикета на кривой сторожком и точкой.

По известным значениям L_n и R величину сдвижки ΔX_nи ординаты Y_n можно вычислить по таблицам. В случае необходимости установления на кривой плюсовых точек при больших значениях радиусов производят промер рулеткой по хорде между соответствующими пикетами. При относительно небольших значениях радиуса можно вынести на кривую +50 и выполнить промер по хорде между соответствующим пикетом и +50 и т.д. Разбивку кривой продолжают до точки, соответствующей положению середины кривой (СК).

Вторую половину кривой разбивают следующим образом. Протягивают ленту вперед на величину домера Д и идут с пикетажом по тангенсу с обозначением сторожками соответствующих пикетов, до точки конца кривой (КК), с обозначением последней на местности сторожком и точкой. Оставив ленту на месте, ведут вынос пикетов и плюсовых точек на кривую, возвращаясь от конца кривой к вершине угла аналогично изложенному выше, и завершают разбивку кривой повторным выносом на местность ее середины (СК). Практическое совпадение двух точек СК свидетельствует о правильности выполненных расчетов и измерений.

Величину L_n в этом случае определяют как разницу пикетажных значений конца кривой и выносимой точки, например для ПК 128:

L_n = (КК ПК 130 + 59,1) – (ПК 128 + 00) = 259,1 м.

Разбивку клотоидных кривых производят точно таким же образом, однако вычисления производят на микрокалькуляторе по формулам:

Где А – параметр клотоиды.

Для разбивки клотоидных кривых можно пользоваться также специальными таблицами.

Значения поправок Т_р, Д_р, Б_р берут из нижней части таблицы.

Контроль:

v Способы детальной разбивки кривых.

· прямоугольных координат от тангенсов.

· Способ прямоугольных координат от хорд.

· Полярных координат от ВУ(НК)

· Продолженных хорд.

К_ск – длина кривой до середины кривой.

К₁, К₂, К₃ – разбивочные элементы длины кривой, откладываемые по тангенсу.

К – Х – разбивочный элемент, откладываемый в обратную сторону по направлению тангенса.

у₁, у₂, у₃ – перпендикуляр к направлению тангенса для выноса точек на кривую

где .

 

Область применения: Способ используется на открытых участках с небольшим поперечным уклоном.

«+» и «-»: + простота расчетов; минимум геодезических инструментов. –при увеличении длины ординаты у уменьшается точность выноса точек на кривую.