Обработка результатов нивелирования трассы и составление профиля

Сибирский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Инженерная геодезия»

Расчетно-графическая работа № 2

Обработка результатов нивелирования трассы и составление профиля

Выполнил: студент гр. У-214

                                              А.А. Дмитрук

    Проверил:  преподаватель

     В.Д. Астраханцев

                                     Новосибирск - 2010

Обработка журнала нивелирования трассы

Вычисление средних превышений

Отсчеты по рейкам на всех станциях записаны в журнале нивелирования. Вычислим превышения, определяемые по отсчетам черных и красных сторон реек, по формулам:

h_ч = 3_ч – П_ч ;

h_к = 3_к – П_к .

Это будут превышения между связывающими точками:

h_ч = 1139 – 0784=0355мм ;

h_к =5388 – 5035=0353мм .

Если разность черного и красного превышений не превышает ± 10 мм, то вычисляют среднее превышение по станции:

h_ср =

h_ср =

Σ h_ср = 3584 мм.

После того как вычислены все средние превышения на станции журнала, делается контроль по формуле:

 = Σ h_ср ±  2 – 3 мм ,

где Σ З – сумма всех отсчетов задних(черных и красных);

Σ П – сумма всех отсчетов передних (черных и красных);

Σ h_ср – сумма средних превышений с учетом знаков.

Если   Σ З = 63676 мм;  Σ П = 56507 мм,  то

Σ h_ср =  = 3584 мм.  – контроль выполнен.

Определение высотной невязки и ее распределение в разомкнутом ходе

Невязка определяется по формуле:

f_h = Σ h_ср – (Н_к – Н_н) ,

где Н_к и Н_н  – отметки конечного и начального репера;

Σ h_ср – сумма средних превышений по всему ходу.

f_h = 3584 – (108732–105163) = 15 мм.

Допустимая невязка считается по формуле:

f_h^доп = ± 50 мм  ,

где L – длина хода, (L = 1 км).

f_h^доп = ± 50 мм  = ± 57 мм.

Если полученная невязка менее допустимой невязки, то ее распределяют с обратным знаком поровну на все превышения, причем

δ_h = - ,

где п – число станций.

δ_h =

Исправленное превышение определяется по формуле:

h_испр = h_ср + δ_h.

Причем h_испрокругляется до целых в четную сторону.

Репер №31: h_испр = + 0354 – 2 = + 0352 мм;

ПК0: h_испр =+0856 – 2 =+ 0854 мм;

ПК3: h_испр = + 2179 – 2 =+ 2177 мм;

ПК5: h_испр = - 1225 – 2 = - 1227 мм;

ПК6: h_испр = - 1434 – 2 = - 1436 мм.

ПК7: h_испр = + 1326 – 2 =+ 1324 мм;

ПК9: h_испр = + 1328 – 2 = + 1326 мм;

ПК10: h_испр = + 0200 – 1 = + 0199 мм.

Тогда, Σ h_ср =3584мм.

Вычисление отметок связывающих и промежуточных точек

После того, как исправлены и проконтролированы превышения, вычисляют отметки связывающих точек по формуле:

Н_п = Н_п-1 ± h_испр ,

где Н_п – отметка следующей (передней) точки на станции;

Н_п-1 – отметка предыдущей (задней) точки на станции;

h_испр – исправленное среднее превышение между этими точками.

Контроль, при вычислении отметок: в результате вычисления отметок связывающих точек должна получиться заданная отметка.

Rр31 = 105,163 мм;

ПК0 = 105,163  + 0,352 = 105,515 мм;

ПК3 = 105,515 + 0,854 = 106,369 мм;

ПК5 = 106,369 + 2,177 = 108,546 мм;

ПК6 = 108,546 – 1,227 = 107,319 мм;

ПК7 = 107,319 – 1,436 = 105,883 мм;

ПК9 = 105,883 + 1,324 = 107,207 мм;

ПК10 = 107,207 + 1,326 = 108,533 мм;

Rр32 = 108,533 + 0,199 = 108,732 мм– контроль.

Вычислим отметки оставшихся пикетов и плюсовых точек, которые были пронивелированы как промежуточные. Отметки промежуточных точек вычисляются через ГИ.

ГИ – это отметка визирного луча. Он вычисляется на станциях, где промежуточные отсчеты, по формуле:

ГИ = Н_з + З_ч ,

где Н_з – отметка задней связующей точки на станции;

З_ч – отсчет по черной стороне рейке на этой же точке.

Отметки промежуточных точек находятся через ГИ и черные отсчеты на этих пикетах по формуле:

Н_пр = ГИ – с_ч .

Тогда,

ПК0	ГИ = 105,515 + 2,485 = 108,000 мм
ПК1		Нпр = 108,000 – 1,385 = 106,615 мм
ПК2		Нпр = 108,000 – 1,738 = 106,262 мм
ПК3	ГИ = 106,369+2,818 = 109,187 мм
+ 46		Нпр = 109,187– 0,614 = 108,573 мм
ПК4		Нпр =109,187– 1,816 = 107,371 мм
+ 42		Нпр = 109,187– 1,785 = 107,402мм
+ 80		Нпр = 109,187– 0,796 = 108,391мм
ПК5	ГИ = 108,546+1,489 = 110,035мм
ПК6	ГИ = 107,319 +1,038 = 108,357 мм
Л+20		Нпр = 108,357  – 2,307 = 106,050мм
Л+9		Нпр = 108,357   – 1,719 = 106,638мм
П+20		Нпр = 108,357   – 2,703 = 105,654мм
ПК7	ГИ = 105,883+2,144 = 108,027 мм
ПК8		Нпр = 108,027 – 2,139 = 105,888 мм

Составление продольного профиля железнодорожной трассы

Пользуясь обработанным журналом нивелирования и пикетажной книжкой, приступают к составлению продольного профиля трассы. Для построения нормального продольного профиля железнодорожной трассы задается горизонтальный масштаб 1 : 10000 и вертикальный 1 : 200. Профиль составляется на миллиметровой бумаге по установленному образцу на стр.33, рис. 3.4 методических указаний.

На готовой сетке нумеруют пикеты, отступая от края таблицы на 0,5 мм. Графа «Расстояние» заполняется в соответствии с пикетажной книжкой. Положение плюсовых точек и пикетов показывают ординаты. Для плюсовых точек указывают еще и расстояние между ними.

Далее заполняется графа «Отметки земли». В ней против каждой ординаты выписываются из журнала нивелирования с округлением до 1 см отметки точек. После этого приступают к построению линии земли.

Построение линии земли на продольном профиле производят по отметкам точек трассы «отметка земли». Для этого на соответствующих ординатах, проведенных выше линии «тип и глубина болота», черные отметки точек в заданном вертикальном масштабе 1 : 200. полученные точки соединяют отрезками прямых.

Построение проектной линии (бровки земляного полотна)

При построении проектной линии, следует обратить внимание на следующее:

·  Уклоны запроектированных элементов трассы не должны превышать заданные;

·  Проектная линия может иметь подъем и спуск, между ними должна быть запроектирована горизонтальная площадка длиной не менее 200 м;

·  Объем земляных работ должен быть наименьшим.

В графе «проектные уклоны» ординатами разделяют элементы запроектированной трассы. Около ординат в этой графе указывается расстояние до ближайших пикетов. Над диагоналями пишется величина уклона в промилле, а под диагоналями – протяженность подъема или спуска в метрах.

Проектная отметка на ПК0 – отметка бровки земляного полотна определяется условно (ПК0 = 105,52 мм), а последующих точек вычисляются с точностью до сантиметра алгебраически по формуле:

Н = Н_о + id ,

где Н_о – отметка начальной точки данного элемента профиля;

i – величина уклона;

d – расстояние данной точки от начальной.

Н_пк1 = 104,72 + 0,010*100 = 105,72 мм;

Н_пк2 = 105,72 + 0,010*100 = 106,72 мм;

Н_пк3 =106,72 + 0,010*100 = 107,72 мм;

Н_пк4= 107,72 +0*100 = 107,72 мм;

Н_пк5= 107,72 + 0*100 = 107,72 мм;

Н_пк6= 107,72 + 0*100= 107,72 мм;

Н_пк7= 107,72 - 0,005*100= 107,22 мм;

Н_пк8= 107,22 – 0,005*100= 106,72 мм;

Н_пк9= 106,72 – 0,005*100= 106,22 мм;

Н_пк10= 106,22 – 0,005*100= 105,72 мм.

Рабочие отметки представляют собой разности между проектной и отметкой земли на каждом пикете и плюсе. Их вычисляют с точностью до сантиметра по формуле:

h_раб = Н_пр - Н_з .

Тогда,

h_ПК0 = 105,52 – 104,72 = 0,80 мм – выемка;

h_ПК1 = 106,62 – 105,72 = 0,90 мм – выемка;

h_ПК2 = 106,26 – 106,72 = 0,46 мм – насыпь;

h_ПК3 = 106,37 – 107,72 = 1,35 мм – насыпь;

h₊₄₆ = 108,57 – 107,72 = 0,85 мм – выемка;

h_ПК4 = 107,37 – 107,72 = 0,35 мм –насыпь;

h₊₄₂ = 107,40 – 107,72 = 0,32 мм – насыпь;

h₊₃₈= 108,39 – 107,72= 0,67 мм – выемка;

h_ПК5 = 108,55 – 107,72 = 0,83 мм –выемка;

h_ПК6 = 107,32 – 107,72 = 0,40 мм – насыпь;

h_ПК7 = 105,88 – 107,22 = 1,34 мм – насыпь;

h_ПК8 = 105,89 – 106,72 = 0,83 мм – насыпь;

h_ПК9 = 107,21–106,22= 0,99 мм – выемка;

h_ПК10 = 108,53 –105,72= 2,81 мм – выемка.

Там, где насыпь переходит в выемку, проектная линия пересекает линию земли, т.е. рабочая отметка равна 0. Такие точки называются точками нулевых работ. Их месторасположение, т.е. горизонтальное расстояние от ближайшего заднего пикета, определяется по формуле:

l_o = ,

где h₁и h₂ – модули рабочих отметок соседних точек профиля