Методические указания Для выполнения расчетно-графической работы №3 студентами дневного обучения по направлению “Строительство” построение профиля трассы по результатам нивелирования и проектирование линейного сооружения казань 2006

> Для построения продольного профиля трассы вначале нужно задать отметку линии условного горизонта. Она выбирается кратной 10 м таким образом, чтобы низшая точка профиля была выше линии условного горизонта на 4 – 10 см. Далее, на линии условного горизонта отмечаются положения пикетов и плюсовых точек, восстанавливаются перпендикуляры к ней из этих точек и откладываются в соответствующем масштабе разности между отметками земли, взятыми из графы «Отметки земли», и отметкой линии условного горизонта. Соединив полученные точки, мы получим профиль земной поверхности вдоль трассы.

3.Построение профиля поперечника.

Профиль поперечника строится от той же линии условного горизонта в соответствующем масштабе и по горизонтали, и по вертикали правее продольного профиля, отступив 2 см. Ниже линии условного горизонта на поперечном профиле строится сетка в зависимости от специальности студента (см. рис. 2, 4 и 6) и заполняется в соответствии с данными журнала нивелирования.

4. Проведение проектной линии.

4.1
. Построение проектного профиля напорного водопровода.
Общие положения
.

Проектная линия продольного профиля показывает расположение продольной оси проектируемого сооружения относительно поверхности Земли. Положение проектной линии определяется проектными отметками, которые вписываются в соответствующую графу проектного профиля (см. рис. 1).

Проектная линия водопровода представляет собой ломаную линию, состоящую из отрезков прямых, соединяющих две соседние точки с заданными проектными отметками. Каждый такой участок характеризуется определенным проектным уклоном. Места изменения уклонов называются точками переломов проектной линии. Проектные отметки, уклоны и расстояния между смежными переломами связаны зависимостью: (1) где i – уклон проектной линии на заданном участке (в тысячных), d – горизонтальное расстояние между смежными переломами проектной линии (в метрах), ΔH – превышение между проектными отметками смежных переломных точек (в метрах).

Проектные отметки, относящиеся к переломам проектной линии, считаются основными, а все остальные отметки проектной линии – промежуточными. Таким образом, если задано пикетажное положение переломов проектной линии и проектные отметки этих точек (основные проектные отметки), то по формуле (1) можно подсчитать проектный уклон на данном участке. Зная уклон, по формуле (1) можно подсчитать проектные отметки всех промежуточных точек:

, (2) где Нпром
-проектная отметка промежуточной точки;

Hосн
- ближайшая основная проектная отметка;

d – расстояние от определяемой промежуточной точки до ближайшего перелома проектной линии.

Промежуточные проектные отметки подсчитываются на всех пикетах и плюсовых точках для последующего вычисления рабочих отметок в этих точках по формуле

, (3) где Hпр
– проектная отметка пикета или плюсовой точки;

Hз
– отметка Земли в той же точке.

Приведенные расчеты представляют собой аналитическую увязку проектной линии, которая выполняется одновременно с графическим нанесением этой линии на продольный профиль.

Технические требования к проектной линии сетей водопровода
.

Основные проектные отметки любого линейного сооружения назначаются на основе учета ряда технико-экономических требований, предъявляемых к данному сооружению. В частности, при проектировании водопровода, укладываемого в траншею, исходят из следующих требований: 1. Все проектные отметки соответствуют отметкам дна траншеи; 2. Минимальная глубина траншеи должна быть на 0.3 м ниже глубины промерзания грунта, которая для Казани составляет в среднем 1.7 м.

3. Объем земляных работ по рытью траншеи должен быть минимальным; 4. Проектные отметки начала и конца трассы принимаются в зависимости от условий подключения к магистральной сети и отметок ввода в обслуживаемое здание;

5. Так как водопроводный коллектор напорный, то величина проектных уклонов по техническим соображениям не нормируется.

Порядок работ по проведению проектной линии
.

Постановка задачи: по данным нивелирования трассы запроектировать напорный водопровод от ПК0 до водозабора на реке (ПК3+36м.) протяженностью 336 м.

Принять:

1. Заглубления дна траншеи на ПК0 – 2,5 м.;

2. Уклон проектной линии от ПК0 до ПК2+19, равный 0.037;

3. Уклон проектной линии от ПК2+19 до ПК3+36, равный 0.001. Вычислить:

1. Проектную отметку Но на ПК0, отняв из отметки земли на ПК0 2.5м;

2. Проектные отметки на остальных точках профиля по формуле 2;

3. Рабочие отметки на всех пикетах и плюсовых точках по формуле 3;

Вычисленные значения проектных отметок, уклоны (в тысячных) и расстояния записать в соответствующие графы сетки продольного профиля (см. рис.1).

Вычисленные рабочие отметки на всех пикетах и плюсовых точках подписать ниже проектной линии (см. рис 1).

Для построения проектного поперечного профиля необходимо заполнить графу “Проектные отметки” в сетке указанного профиля. Необходимая отметка равняется отметке дна траншеи того пикета, на котором разбит поперечник. Поперечный проектный профиль представляет собой сечение траншеи плоскостью, перпендикулярной трассе (см. рис. 2).

4.2. Построение проектного профиля газопровода.

Технические требования к проектной линии газопровода
.

Основными техническими условиями, определяющими положение трассы газопровода в продольном профиле, являются:

1. Минимальная глубина заложения труб в грунт 0.8-1.2 м от уровня земли;

2. Нормированные вертикальные расстояния между верхом труб и пересекающими трассу сооружениями;

3. Газопровод является напорным трубопроводом, и его можно проектировать со встречными уклонами. Поэтому трасса газопровода проходит примерно на одной и той же расчетной глубине и может повторять профиль естественной поверхности рельефа;

4. При пересечении водных преград трубопровод должен проходить под дном на глубине не менее 0.5 м;

5. Объем земляных работ по рытью траншеи должен быть минимальным;

6. Проектные отметки начала и конца трассы принимаются в зависимости от условий подключения к магистральной сети и отметок ввода в обслуживаемое здание.

Порядок работ по проведению проектной линии.

Постановка задачи: по данным журнала нивелирования трассы, продольному и поперечному профилям запроектировать газопровод среднего давления от ПК0 до ПК4 протяженностью 400 м.

Принять:

1. Заглубление дна траншеи (проектные отметки) на пикетах и плюсовых точках от 0.8 м до 1.2 м;

2. Проектную отметку под дном реки на 0.5 м ниже;

3. Трубы газопровода стальные электросварные диаметром 150 мм.

Вычислить:

1. Проектные отметки на пикетах и плюсовых точках, отняв от отметок земли 0.8 –1.2 м;

2. Проектную отметку под дном реки, отняв от отметки дна реки 0.5 м;

3. По проектным отметкам вычислить уклоны трубопровода по формуле 1с округлением до тысячных.

Вычисленные значения проектных отметок, уклоны (в тысячных), глубину заложения труб и расстояния записать в соответствующие графы сетки продольного профиля (см. рис.3) и провести проектную линию на профиле.

На профиле поперечника (см. рис. 4) построить разрез траншеи, взяв ширину дна траншеи равной 1 м, а коэффициент откоса, равный 1.

4.3. Построение проектного профиля автомобильной дороги.

Технические требования к проектной линии автомобильной дороги
.

Выбор положения трассы проектируемой дороги на продольном профиле обусловлен выполнением ряда требований технического и экономического характера. К ним в частности относятся:

1. Соблюдение предельных уклонов в зависимости от категории дороги;

2. Обеспечение минимального объема земляных работ, сохранение их примерного баланса, то есть равенство объемов насыпей и выемок;

3. Обязательное прохождение проектной линии через зафиксированные по высоте контрольные точки;

4. Условие перехода проектной линии через реку.

Порядок работ по проведению проектной линии автодороги

Постановка задачи: по данным журнала технического нивелирования трассы, пикетажному журналу, продольному и поперечному профилям запроектировать участок автомобильной дороги от ПК0 до ПК6 протяженностью 600 м.

Принять:

1. Проектную отметку мостового перехода на 2-3 м выше горизонта весенних вод (ГВВ);

2. Проектную линию моста провести от ПК2 до ПК4 с уклоном 0.000;

3. Уклон дороги от ПК2 до ПК0, равный 0.030;

4. Уклон дороги от ПК4 до ПК6, равный 0.025.

Вычислить:

1. Проектную отметку мостового перехода, прибавив к отметке ГВВ 2-3 м;

2. Проектные отметки на ПК2, ПК4 и всех промежуточных точках между ними, равные отметке мостового перехода;

3. Проектные отметки на ПК1, ПК0, ПК5, ПК6 и плюсовой точки ПК4+42.0 по заданным уклонам по формуле 2;

4. Рабочие отметки как разность между проектными отметками и отметками земли, показывающие высоту насыпи или глубину выемки. Рабочие отметки вычисляются с точностью 0.01 м и подписываются вертикально над проектной линией в случае насыпи и под проектной линией в случае выемки;

5. Расстояния до точек нулевых работ (точек пересечения проектной линии с линией профиля земли) по формулам:

D1 = ( | a | / ( | a | + | b |))D D2 = ( | b | / ( | a | + | b |))D,

где a и b – рабочие отметки в ближайших точках профиля;

D1 и D2 – расстояния до точек нулевых работ;

D – расстояние между точками.

Из точек нулевых работ проводят пунктирный перпендикуляр до линии условного горизонта и с обеих сторон записывают вертикально вычисленные расстояния от точек нулевых работ до соседних точек профиля, округленные 0.1 м.

Вычисленные значения проектных отметок, уклоны (в тысячных) и расстояния записать в соответствующие графы сетки продольного профиля (см. рис. 5) и провести проектную линию на профиле.

На профиле поперечника (ПК1, см. рис. 6) построить поперечный разрез автомобильной дороги, приняв ширину дороги равную 10 м, а коэффициент откоса равный 1. Над проектной линией дороги (ПК1) записать вертикально рабочую отметку.

Продольный и поперечный профили вычертить тушью. Вначале бледно-синим цветом сделать отмывку зеркала воды в реке на плане и сечения реки на профиле, бледно-красным цветом – насыпи, желтым цветом – выемки. Красной тушью проводится проектная линия, ось трассы на плане. Графы проектные отметки, уклоны заполняются красным цветом. Рабочие отметки подписываются также красным цветом. Синим цветом показывается прерывистый перпендикуляр, опущенный от точек нулевых работ до линии условного горизонта, и расстояния от него до ближайших точек профиля. Зеленым цветом - береговые линии, отметки ГМВ и ГВВ; коричневым – обрывы реки на плане. Остальное обводится черной тушью. Над профилем трассы показывается положение реперов и подписываются масштабы горизонтальный и вертикальный. Заголовок «Продольный и поперечный профили трассы» поместить в штампе.

Построение плана прямых и кривых автомобильной дороги

В местах поворота трассы автодороги ее сложные участки сопрягаются кривыми, чаще всего круговыми, то есть дугами определенного радиуса.

Разбивка круговой кривой сводится к определению пикетного положения трех ее точек: начала (НК), конца (КК) и середины (СК).

Постановка задачи: для двух углов поворота трассы θ (ПК1+25.00 и ПК4+90.18, см. пикетажный журнал задания на выполнение РГР) и радиуса круговой кривой R=100 м вычислить элементы круговой кривой, рассчитать пикетное положение ее начала и конца, построить план элементов оси автодороги. Порядок выполнения:

1. Для заданных двух углов поворота трассы θ и радиуса кривой R=100 м вычислить элементы круговой кривой (тангенс T, кривую K, биссектрису Б, домер Д) по формулам:

Т=Rtg(θ/2), К=πR θº/180º, Б=√(Т²+R²) –R, Д=2Т – К.

Например: θ= 57º 20', R=100 м, то Т=54,67 м, К=100.07 м, Б=13.97 м, Д= 9.28 м.

2. Вычислить пикетное обозначение начала и конца кривой для двух углов поворота трассы. Например:

ВУ1 ПК1 + 25.00

- Т 54.67

НК ПК0 + 70.33

+ К 100.07

КК ПК1 +70.40

- Т 54.67

ПК1 +15.73

+Д 9.28

ПК1 +25.01

4. По данным задания на выполнение РГР вычислить начальный дирекционный угол трассы от ПК0 до ВУ1 ПК1+25.00. Затем вычислить следующий дирекционный угол от ВУ1 ПК1+25.00 до ВУ2 ПК4+90.18, прибавив к начальному дирекционному углу правый по ходу угол поворота. Далее вычислить дирекционный угол от ВУ2 ПК4+90.18 до ПК6, отняв от дирекционного угла линии ВУ1- ВУ2 левый по ходу угол поворота трассы. Затем вычисленные дирекционные углы перевести в румбы.

5. По вычисленным данным в графе профильной сетки «План прямых и кривых» построить план элементов оси дороги. Построение выполнить красной тушью (см. рис.5).

5.Оформление работы.

Все линии и числовые данные, относящиеся к поверхности Земли, изображаются на чертеже черным цветом. Линии и числа, относящиеся к проектным данным, необходимо показать красной тушью с утолщением проектной линии по сравнению с другими линиями чертежа.

Рекомендуемая литература
:

Д.Ш. Михелев. Инженерная геодезия. -М.: Издательский центр»Академия», 2004.

В.Д. Фельдман, Д.Ш. Михелев. Основы инженерной геодезии. – М.: Высшая школа, 2001.

Рис. 1. Продольный профиль водопровода.

Рис. 2. Поперечный профиль водопровода.

Рис. 3. Продольный профиль газопровода.

Рис. 4. Поперечный профиль газопровода.

Рис. 5. Продольный профиль автомобильной дороги.

Рис. 6. Поперечный профиль автомобильной дороги.

РЕЦЕНЗИЯ

На методические указания авторов В.С. Боровских, В.С. Заболотникова, В.И. Стебнева кафедры геодезии Казанской государственной архитектурно-строительной академии «Построение профиля трассы по результатам нивелирования и проектирование линейного сооружения» для выполнения расчетно-графической работы №3.

Методические указания предназначены для студентов первого курса дневного обучения по направлению «Строительство», для выполнения расчетно-графической работы № 3 по дисциплине «Инженерная геодезия».

В указаниях излагается методика обработки результатов технического нивелирования, построения продольного и поперечного профилей трассы и проектирование линейного сооружения.

Методические указания написаны ясным, понятным студентам языком и окажут помощь студентам дневного обучения при выполнении расчетно-графической работы № 3 по дисциплине «Инженерная геодезия».

Методические указания составлены на должном научно-методическом уровне, отвечают современным требованиям высшей школы и Государственному образовательному стандарту по направлению «Строительство» и рекомендуются к изданию во внутри вузовской печати.

Доцент, к.физ-мат.н. кафедры астрономии

Казанского государственного

Университета В.М. Безменов