Реферат: Нивелирование трассы

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

красчётно-графической работе № 3:

«Нивелированиетрассы»

Содержание:

1.   Цельработы

2.   Исходныеданные

3.   Обработкажурнала нивелирования

3.1.          Вычисление средних превышений

3.2.          Определение высотной невязки и ее распределение в

       разомкнутом ходе

3.3.          Вычисление отметок связующих и промежуточных точек

4.   Составлениепродольного профиля

5.   Построения

5.1. Построение проектной линии(верхней бровки земляного полотна)

5.2. Определение проектныхотметок

5.3. Вычисление положения точекнулевых работ

5.4. Расчет основных элементовразбивки кривых и вставка кривых в пикетаж

5.5. Оформление графы «Условныйплан линии» в профиле

6.   Вычерчиваниепоперечного профиля

1.   Цель работы

Задача нивелированиясостоит в том, чтобы получить отметки пикетов и плюсовых точек для построенияпрофиля земли.

2.   Исходные данные

В исходные данныевходит индивидуальное задание с приложением выписки из журнала нивелирования ивыписки из пикетажной книжки с указанием отметок реперов: Нр31=14,046м, Нр34=9,798 м, и исходных данных для кривых: первая кривая имеетвершину угла поворота на расстоянии 497 м от начала трассы, угол поворота a1=15°45¢, радиус кривой R1=1200 м, длину переходной кривой l1=120 м; Вторая криваяимеет a2=15°30¢, R2=1000 м, l2=100 м, прямая вставкаперед ней 582 м. Приведены масштабы для вычерчивания профилей: для продольногопрофиля Мг=1:10000, Мв=1:200;  для поперечного профиляМ=1:200.

3.   Обработкажурнала нивелирования 3.1  Вычисление среднихпревышений

В графах 5 – 6вычисляют превышения, определяемые по отсчетам черных и красных сторон реек, поформулам

h=З-П;             (1)

hч=aч-bч;

hк=aк-bк;

Это будутпревышения между связующими точками Rp31-ПК0; ПК0-ПК3;ПК3-ПК5 и т.д.

Если разностьпревышений в графах 5 и 6 не превышает ±6мм, то вычисляют среднее превышение на станции

/>             (2)

Например, напервой станции отсчет на заднюю точку Rp31 по чернойстороне рейки 1139, на переднюю точку ПК0 – черный отсчет 0784. Превышениебудет />=1139-0784=+0355.

/>=2 мм<6 мм, поэтомувыводим среднее превышение />=+0354,записываем в графу 7 журнала нивелирования между строк.

После того,как вычислены все средние превышения на обеих страницах журнала, проверяют,правильно ли они вычислены, т.е. делают постраничный контроль по формуле

/>,             (3)

Полуразностьдолжна быть равна сумме средних превышений ±2– 3 мм.

3.2. Определение высотной невязкии ее распределение в разомкнутом ходе

 Контролемполевых измерений и вычислений является невязка

/> 

/>,            (4)

где /> – разность отметокконечного и начального реперов Rp34 и Rp31.

Невязка /> мм.

Притехническом нивелировании предельная невязка не должна превышать />(мм).

Невязка впревышениях распределяется поровну на каждую станцию с обратным знаком (на 10станций по 1 мм).

Поправки кпревышениям записывают над ними. В графе 6 записывают исправленныеалгебраические превышения.

/>

Пример: если />, поправка –1 мм, то />мм.

3.3.Вычисление отметок связующих и промежуточных точек

После того, как исправленывсе превышения, вычисляются отметки связующих точек по формуле

/>,             (7)

где />– отметка следующей(передней) точки на станции,

/>– отметка предыдущей(задней) точки на станции,

/>– исправленное среднеепревышение между этими точками.

Пример: />

              />м.

На каждойстранице контролем правильности вычислений связующих отметок является равенстворазности отметок последней и первой точек с суммой исправленных превышений.

Заключительныйконтроль при вычислении отметок: в результате вычисления отметок связующихточек на последней странице должна получиться задняя отметка Rp34.

/>.

Если контрольполучился, начинают вычислять отметки оставшихся пикетов и плюсовых точек,которые были пронивелированы как промежуточные. Отметки промежуточных точеквычисляются через горизонт инструмента (ГИ).

ГИ – этовысота (отметка) визирного луча. Он вычисляется по формуле

ГИ />            (8)

Контролемвычисления горизонта инструмента может служить другая формула (на этой жестанции)

ГИ />           (9)

Пример: ГИ = /> м.

Отметкапромежуточных точек находится через ГИ и черные отсчеты на этих точках поформуле

/>            (10)

Пример: /> м.

На следующейстанции, где есть промежуточные точки, вычисляют новый ГИ, через этот ГИвычисляют также отметки промежуточных точек.

4.   Составлениепродольного профиля

Пользуясьобработанным журналом нивелирования и пикетажной книжкой, приступают ксоставлению продольного профиля трассы. Для построения нормального продольногопрофиля железнодорожной трассы задается горизонтальный масштаб 1:10000 ивертикальный 1:200.

Построениепрофиля начинается с того, что в 35 мм от нижнего края миллиметровки проводятчерту, на которой размечают и нумеруют пикеты. Номера пикетов пишут под чертой.Проведя вторую линию на 1 см выше, получают графу «Расстояния». Ее заполняют всоответствии с пикетажной книжкой. Положение плюсовых точек и пикетовпоказывают ординатами. Для плюсовых точек указывают еще и расстояния междуними. Например, если на местности между двумя пикетами были плюсовые точки +42и +80, то между ними в графе «Расстояния» должны быть указаны расстояния 42, 38и 20, сумма которых равна 100.

Далеезаполняется графа «Отметки земли». В ней против каждой ординаты выписываются изжурнала нивелирования отметки точек. После этого приступают к построению линииземли.

Построениелинии земли на продольном профиле производят по отметкам точек трассы «отметкиземли». Для этого после вычерчивания сетки остро отточенным карандашомоткладывают на соответствующих ординатах, проведенных выше линии «Развернутыйплан пути», черные отметки точек в заданном вертикальном масштабе 1:200.Полученные точки соединяют отрезками прямых. На этом заканчивается построениепрофиля поверхности земли по трассе.

5.1. Построение проектной линии(верхней бровки земляного полотна)

При построениипроектной линии на производстве учитываются многие требования, изучаемые вспециальных курсах. Проведение проектной линии выполняется из следующихусловий:

1.   Объем земляных работ должен быть минимальным.

2.   Объем по выемке и по насыпи должен быть приблизительноодинаковым.

3.   Фактически уклон не должен превышать руководящий (заданный).

4.   Между подъемом (спуском) и спуском (подъемом) должна бытьгоризонтальная вставка на менее 200 м.

В графе «Уклоны»ординатами разделяют элементы запроектированной трассы. Около ординат в этойграфе указывают расстояние до ближайших пикетов. Если перелом проектной линиине совпадает с пикетом, то его обозначают ординатой, которая, как и проектнаялиния, вычерчивается красным цветом. Диагоналями или горизонтальной кривойпоказывают уклон запроектированного элемента. Над диагоналями пишется величинауклона в промилле, а под диагоналями – протяженность подъема или спуска вметрах.

Величиныуклонов элементов проектной линии определяют графически. Для этого строят надпрофилем треугольник уклонов, у которого основание равно 10 см. В нашеммасштабе оно будет соответствовать 1000 м местности. Если второй катетпостроить равным 3 см, то получим гипотенузу с уклоном 3/1000 или иначе 3‰.

Уклон втысячных долях – это число метров подъема или спуска на 1 км длины.

Чтобыопределить величину запроектированного уклона, достаточно сделать параллельныйперенос участка проектной линии на треугольник уклонов и подсчитать числомиллиметров на втором катете. Оно будет соответствовать запроектированномууклону.

5.2. Определение проектных отметок

Проектная отметка ПК0определяется графически с профиля. Все остальные отметки (пикетов и плюсов)определяются аналитически с точностью до см.

Учитывая вертикальный масштаб,но местность проектная отметка будет равна 14,40 м. Проектные отметки любойточки вычисляются с точностью до см алгебраически по формуле:

H=H0+i*d,

где H0 — отметка начальной точки данного элемента профиля,

i — величина уклона,

d — расстояние данной точки от начальной.

HПК1=14,4+0,011*100=15,5 м

и т.д.

проектные отметки на плюсовыхточках находят аналогично, только уклон умножают не на 100 м, а на расстояниедо плюсовой точки.

Например: проектная отметка дляточки +46 на пикете 3 равна 78,4 м.

Н+46=15,26+0,011*46=17,46м, где 15,26 отметка проектная на ПК3.

Рабочие  отметки представляютсобой разности между проектной и отметкой земли на каждом пикете и плюсе. Ихвычислят с точностью до сантиметра по формуле: Нраб=Рпр-Нз.

ПК1: Нраб=13,6-15,5=-1,90 м.

Величина рабочей отметкиуказывает высоту насыпи или глубину выемки. Выписывают рабочие отметки напрофиле красным цветом: для насыпи – над проектной линией, а для выемок – подней на расстоянии 1 см.

5.3. Вычисление положенияточек нулевых работ

Там, где насыпь переходит ввыемку, проектная линия пересекает линию земли, т.е. рабочая отметка равна 0.Такие точки называются точками нулевых работ.

Их местоположение, т.е.горизонтальное расстояние от ближайшего заднего пикета или плюса, определяют поформуле

l0=/>,

h1 и<sub/>h2 – рабочие отметки соседних точекпрофиля,

l –расстояние между этими точками.

Между ПК1 иПК2 l=/> м.

5.4. Расчет основных элементовразбивки кривых и вставка кривых в пикетаж

По заданию требуется показать впрофиле две кривые, направленные  в разные стороны. Для каждой кривой в заданииуказан угол поворота /> , радиус R кривой, длина переходной кривой l.Кроме того, для первой кривой дано место положение вершины угла поворота(расстояние от ПК0), для второй кривой указана прямая вставка перед ней d.

Для контроля вычисляем Дс=2Тс-Кси это значение сравниваем с полученным из таблицы.

Пикетажное значение главныхточек кривой определяется по формулам

НК=ВУ-Т,СК=НК+0,5Кс, КК=СК+0,5Кс,

Для контроля:

КК=ВУ+Т-Д,

Где НК – начало кривой,

КК – конец кривой,

ВУ – вершина угла поворотатрассы,

СК – середина кривой.

Расчет:

/>ВУ1    4+97,00

  -Тс       2+26,04

/>   НК     2+ 70,96

 +Кс       4+49,87

/>

  КК1     7+20,83

   НК     2+70,96

+0,5Кс  2+24,935

/>

  СК      4+93,895

Контроль:

/>ВУ1    4+97,00

  +Тс       2+26,04

/>               7+23,04

 -Дс         0+ 2,21

/>

КК1       7+20,83

Если в вершину угла поворотатрассы вписывается круговая кривая, то при вычислениях пикетажа подставляют вформулу Т0, К0, Д0.

Для расчета пикетажного значениявторой кривой необходимо найти пикетажное значение ВУ2. В задании дана прямаявставка перед второй кривой d, R,l, />длявторой кривой. Аналогично первой кривой выбираем из таблицы все значенияосновных элементов кривой и вычисляем суммированные элементы.

Находим пикетажное значение ВУ2по формуле

ВУ2=КК+ d+Тс2,

Где КК – конец первой кривой.

ВУ2=ПК7+20,83+582+186,15=ПК14+88,98

Расчет:

/>ВУ2  14+88,98

  -Тс       1+86,15

/>   НК    13+02,83

 +Кс       3+70,53

/>

  КК2    16+73,36

   НК     13+02,83

+0,5Кс     1+85,265

/>

  СК       14+88,095

Контроль:

/>ВУ2    14+88,98

  +Тс        1+86,15

/>              16+75,13

 -Дс           0+ 1,78

/>

КК12     16+73,35

 

5.5. Оформление графы«Условный план линии» в профиле

На расстоянии 2 см вниз от графы«Пикетаж» проводят прямую – ось трассы. Начало и конец каждой кривой обозначаютперпендикулярами, проведенными от графы «Пикетаж»до оси трассы в соответствии срассчитанными значениями НК и КК. Около перпендикуляров пишут расстояние доближайших пикетов. Сумма этих расстояний должна быть равна 100 м.

Например, начало первой кривой –на ПК2+70,96, а конец кривой – на ПК7+20,83. Значит первый перпендикуляропускают на графу «Пикетаж» на расстоянии 70,96 м. Слева от него пишут краснымцветом 70,96, справа – остаток до 100, т.е. 29,04

Чтобы показать конец кривой,второй перпендикуляр опускают на расстоянии 20,83 от ПК7. Слева от него пишут20,83, справа – 79,17.

Для второй кривой аналогично.

Если начало или конец кривойсовпадают с пикетом, о нули. Сами кривые показывают условными знаками. Криваяизображается двумя четвертями окружности, описанными радиусом 5 мм в начале и вконце кривой. Полученные точки соединяют прямой, отстоящей от линии на 5 ммвыше или ниже от трассы. Расположение условного знака кривой зависит отнаправления поворота трассы. При повороте трассы направо кривая смотритвыпуклостью вверх, при повороте трассы налево – кривая вписывается в уголвыпуклостью вниз. Над условными обозначениями кривой о=или под ней пишут длинупереходной кривой.

 

6. Вычерчиваниепоперечного профиля

Поперечный профиль необходим дляподсчета объема земляных работ, для выявления данных о рельефе около трассы,для решения различных инженерных задач.

Данные для поперечных профилейполучают в результате нивелирования точек, расположенных справа и слева отмагистрали, перпендикулярно к ней или под некоторым произвольным углом. Вобработанном журнале нивелирования указаны два поперечника: на ПК6 и ПК14.

По вычисленным отметкам точекпоперечного профиля (графа 10 журнала нивелирования) вычерчивают поперечныйпрофиль (по заданию 1) в масштабе горизонтальном и вертикальном 1:200.Вычерчивается поперечный профиль на миллиметровой бумаге.

В графе «Горизонтальныерасстояния» выписывают из журнала нивелирования или из пикетажной книжкирасстояния от оси пути до первой точки поперечного профиля и далее указываютрасстояние вправо и влево от пикета. Отметки земли вписывают в соответствующуюграфу, округляя их до сантиметра. При выполнении задания необходимо построитьтолько линию земли без проектирования. Поэтому две последние графы вычерчиваюткрасным цветом и оставляют их незаполненными. Для построения самого поперечногопрофиля указан вертикальный масштаб 1:200. Продолжают ординаты, проведенные вграфе «Горизонтальные расстояния» выше последней графы «Проектные отметки», на4 – 5 см, и проводят линию условного горизонта. Относительно этой прямой откладываютоставшиеся величины отметок в данном масштабе (1 мм соответствует 0,2 м).Соединив наклонные точки отрезками прямых, получают линию земли в поперечномнаправлении относительно трассы.