Составление топографического плана участка местности

Саратовский государственный технический университет

Контрольная работа

По курсу: Инженерная геодезия

Выполнил: Филипьев

Специальность СТЗС

Шифр: 08

Саратов 2014

Расчетно-графическая работа №1

Задание 1. Вычисление дирекционных углов линий и координатных точек

Задача 1. Вычислить дирекционные углы линий ВС и CD, если известны дирекционный угол α_АВ линии АВ и измеренные правые по ходу лежащие углы β₁ и β₂.

Исходный дирекционный угол α_АВ берется в соответствии с шифром и фамилией студента. α_АВ = 08 ^о38,2´

Дирекционные углы вычисляют по правилу: дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180° и минус горизонтальный угол, справа по ходу лежащий:

α _ВС = α_АВ + 180° - β₁; α_CD = α_ВС + 180° - β₂

α_ВС = α_АВ +180 ^о - β1 = 08 ^о38,2´ +180 ^о - 189 ^о59,2´ =358 ^о39,0´

α _СD = α_ВС +180 ^о - β2 = 358 ^о39,0´ +180 ^о -168 ^о 50,8´ = 9 ^о48,2´

Задача 2. Решить так называемую прямую геодезическую задачу, т.е. найти координаты х_С и у_С точки С, если известны координаты х_В и у_B точки В, длина (горизонтальное проложение) d_BС линии ВС и дирекционный угол α_ВС этой линии.

Координаты точки В и длина d_ВС берутся одинаковыми для всех вариантов:

х_В = - 14,02 м,

y_B = +627,98 м,

d_ВС = 239,14 м.

Дирекционный угол α_ВС линии ВС следует взять из решения предыдущей задачи.

Координаты точки С вычисляются по формулам:

_С= х_В + Δx_BC; y_С = y_В + Δy_ВС,

где Δх_ВС и Δу_ВС - приращения координат, вычисляемые из соотношений: Δх_ВС = d_ВС cos α_ВС; Δу_ВС = d_ВС sin α_ВС.

ΔХ_ВС = d_ВС · cosα_ВС = 239,14 · cos 358 ^о39,0´ = + 239,07м

ΔY_ВС = d_ВС · sinα_ВС = 239,14 · sin 358 ^о39,0´ = - 5,63м

X_С = X _В + Δ Х_ВС = -14,02 + 239,07 = + 225,05м

Y_С = Y_В + Δ Y_ВС = +627,98 -5,63 = + 622,35м.

Задание 2. Составление топографического плана участка местности

Содержание работы

По данным полевых измерений составить и вычертить топографический план участка в масштабе 1: 2000 с высотой сечения рельефа 1 м. Решить отдельные задачи.

Исходные данные

Шифр АД - 08. Количество букв в фамилии 8.

ПТ 15 - Х = 550,70 + 8×100 = 1350,70 м; У = 1490,60 м.

ПТ 16 - Х = 755,00 м; У = 980,50 м.

величина румба будет равна

arctg = r.

Даны координаты Х и У пунктов триангуляции ПТ 15 и ПТ 16, разность которых равна: = -595,70 и = -510,10. Тогда румб опорной линии ПТ 15 - ПТ 16 будет равен: r_15-16 = arctg = 40⁰34,4^/ в юго-западной четверти.

α_15-16 = 40⁰34,4^/ + 180⁰00,0^/ = 220⁰34,4^/.

Таблица 1. Ведомость вычисления координат вершин

åb изм = 539⁰ 59,0^/ åb исп = 540⁰ 00,0^/ åd = 1200,55

åb теор = 180⁰ (n - 2) = 540⁰

f b факт = -1,0^/

f b доп = + 1¢  =  2,2^/.

d_b = -  = -

Контроль:

Sd_b = f _β факт = - 1,0^/

Таблица 2. Расчет теодолитного хода

S Dx = 0,21                  Sdx = -0,21 S      Dx_исп = 0

S Dу = -0,26        Sdу = + 0,26       S Dу_исп = 0

S Dx_т = 0             S Dу_т = 0

fx = 0,21; fy = -0,26 fs = Ö 0,33

  ;

I/Т £ I /2000 - допустимая погрешность

Таблица 3. Ведомость увязки превышений высотно-теодолитного хода и вычисления отметок станций

Р = 12, 0 Σh_ср = +0,12 Σh_исп = 0

f_h = Σh_ср - Σh_т = Σh_ср - 0 = + 0,12 - 0 = + 0,12 м.

доп. f_h = . δ_{h 100} = -

Таблица 4. Журнал тахеометрической съемки

Решение задач по топографическому плану

1. Найти отметку точки А, лежащей между соседними горизонталями, и подписать её на плане возле точки.

Н_А = Н_м.г. + = 112 +

2. Определить уклон отрезка ВС, проведённого между двумя соседними горизонталями, и записать найденное значение уклона вдоль отрезка на плане.

^о/_оо

3. От реечной точки 22 к точке 13 провести кратчайшую ломаную линию равных уклонов, уклон равен i = 0,02. Вычислим заложение для этого уклона, если высота рельефа сечения на плане 1 м:

Расчетно-графическая работа №2

Задание 1. Решение задач по обработке результатов нивелирования

Задача 1. Дана отметка Н_А точки А. Вычислить отметку Н_В точки В через ее превышение над точкой А, если по нивелирным рейкам получены отсчеты:

в точке А... а = 1454мм;

в точке В... b = 2878мм.

Построить поясняющий схематический чертеж.

Решение.

Отметка точки А : Н_А =108,108м.

Превышения между точками

h = a - b = 1454 - 2878 = -1424мм = -1,424м.

Отметка точки В

Н_В = Н_А + h = 108,108 + (-1,424) = 106,684м.

Задача 2. Воспользовавшись исходными данными предыдущей задачи, вычислить вторично отметку Н_В точки В, но теперь через горизонт прибора. Построить поясняющий схематический чертеж.

Горизонт инструмента:

ГИ = Н _А + а = 108,108 + 1,454 = 109,562м

Отметка точки В

Н _В = ГИ - b = 109,562 - 2,878 = 106,684м.

Задание 2. Геометрическое нивелирование трассы дороги

Исходные данные

1. Пикетажный журнал. В пикетажном журнале записан румб СВ:48°50' (общий для всех студентов) первоначального направления трассы, указано значение первого (правого) угла поворота трассы Уг.1_ПР. = 35⁰45'. Величину второго (левого) угла поворота каждый студент получает индивидуально: к 50°20' (для всех) прибавляется столько градусов, сколько букв в фамилии студента.

Уг. 2_лев. = 50°20' + 8° = 58°20'

. Журнал геометрического нивелирования. Записанные в журнале отсчеты по нивелирным рейкам и вычисляемые по этим отсчетам значения превышений являются общими для всех студентов.

Отметки реперов: №19 - 108,108, №20 - 108,108 - 2,101 = 106,007, между которыми на местности был проложен нивелирный ход.

. Данные для нанесения на продольный профиль проектной линии:

на ПК 0 запроектирована насыпь высотой 0,50 м;

на участке от ПК 0 до точки ПК 1 + 80 уклон проектной линии i₁ = - 0,020; на участке от точки ПК 1+80 до ПК 4 - горизонтальная площадка (i₂ = 0,000) и на последнем участке трассы от ПК 4 до ПК 5 уклон i₃ = +0,015.

Проектирование по поперечнику не производилось.

Таблица 5. Журнал геометрического нивелирования

Постраничный контроль               39992    39372                    4041      3421      2020      1710                                      fh = Σhср. - Σhт. = 8мм доп. fh = 10мм = 28мм

Вычисление красных отметок:

ПК ₀ = 108,006 + 0,50 = 108,506м

ПК ₁₊₈₀ = 108,506 + (-0,02)180 = 104,906м

ПК ₄ = 104,906м

ПК ₁ = 108,506 + (-0,02)100 = 106,506м

ПК ₁₊₄₄ = 108,506 + (-0,02)144 =105,626м

ПК ₂ = 104,906м

ПК _{2 +56} = 104,906м

ПК _{2 +70} = 104,906м

ПК _{2 + 91} = 104,906м

ПК ₃ = 104,906м

ПК ₅ = 104,906 + 0,15 ∙100 = 106,406м

Черная отметка ПК1+80:

h = Н_пер. - Н_зад. = Н _{ПК 2} - Н _{ПК 1+44} = 105,692 - 107,884 = -2,192м

d = 56м, i = --0,039

Н _{ПК 1+80}(черная) = Н _{ПК 1+44}(черная) + i d = 107,884+(-0,039) 36 = 106,480м

Точки нулевых работ:

1)

Н = 108,506 + (-0,02) 45,87 = 107,589м

)

Тема 1. Ориентирование на местности

Вопрос. Определение румба по истинному азимуту.

Ответ. Азимутом называется угол между северным направлением меридиана и направлением данной линии MN. Азимут измеряется от севера через восток, юг и запад, т.е. по направлению движения часовой стрелки, и может иметь значения 0... 360°. Азимут А, измеряемый относительно истинного меридиана, называется истинным.

В геодезии принято различать прямое и обратное направления линии. Если направление линии MN от точки М к точке N считать прямым, то NM - обратное направление той же линии. В соответствии с этим угол А₁ - прямой азимут линии MN в точке M, а A₂ - обратный азимут этой же линии в точке N.

Меридианы разных точек не параллельны между собой, гак как они сходятся в точках полюсов. Отсюда азимут линии в разных ее точках имеет разное значение. Угол между направлениями двух меридианов называется сближением меридианов и обозначается у. Зависимость между прямым и обратным азимутами линии MN выражает следующая формула: A₂ = А₁ + 180° + γ.

Истинные азимуты линий местности определяются путем астрономических наблюдений или с помощью приборов - гиротеодолитов.

Иногда для ориентирования линии местности пользуются не азимутами, а румбами.

Румбом называется острый угол между ближайшим (северным С или южным Ю) направлением меридиана и направлением данной линии.

Румбы обозначают буквой r с индексами, указывающими четверть, в которой находится румб. Названия четвертей составлены из соответствующих обозначений стран света. Так, 1 четверть - северо-восточная (СВ). II - юго-восточная (ЮВ). III - юго-западная (ЮЗ), IV - северо-западная (СЗ). Соответственно обозначают румбы в четвертях, например: в первой - r_СВ, во второй - r_ЮВ- Румбы измеряют в градусах (0...90°).

Тема 2. Рельеф земной поверхности и его изображение

Вопрос. Составление графика масштаба заложений.

Ответ.

Как правило, при работе с картой или планом угол наклона либо уклон ската определяют, пользуясь графиками, называемыми масштабами (или шкалами) заложений.

Для этого с плана раствором циркуля берут заложение между двумя горизонталями но данному скату, затем по графику находят то место, где расстояние между кривой и горизонтальной прямой равно этому заложению. Для найденной таким образом ординаты читают значение v или i по горизонтальной прямой (на приведенных графиках отмечено звездочками: v = 2,5°; i = 0,05 = 5%).

Тема 3. Измерение длин линий

Вопрос. Принцип измерения дальномерных расстояний (дальномеры с постоянным углом и переменным базисом).

Ответ. Дальномерами называются геодезические приборы, с помощью которых расстояние между двумя точками измеряют косвенным способом. Дальномеры подразделяют на оптические и электронные. Оптические дальномеры делятся на дальномеры с постоянным параллактическим углом и дальномеры с постоянным базисом. электронные дальномеры - на электронно-оптические (светодальномеры) и радиоэлектронные (радиодальномеры).

Простейший оптический дальномер с постоянным углом - нитяной имеется в зрительных трубах всех геодезических приборов. В поле зрения трубы прибора видны три горизонтальные нити. Две из них, расположенные симметрично относительно средней нити, называются дальномерными. Нитяной дальномер применяют в комплекте с нивелирной рейкой, разделенной на сантиметровые деления. В приведенном примере между крайними нитями располагаются 21,5 сантиметровых делений рейки. Расстояние D между измеряемыми точками на местности 21,5-100 = 21,5 м (100 - коэффициент дальномера).

На расстоянии до 200 м но нитяному дальномеру «на глаз» можно отсчитать до 0,5 сантиметрового деления, что соответствует погрешности при определении расстояния 50 см; на расстоянии до 100 м - до 0,2 сантиметрового деления или погрешности 20 см.

Нитяным дальномером можно измерить линии длиной до 300 м с погрешностью до 1:300 от длины.

Тема 4. Угловые измерения

топографический нивелирование румб теодолитный

Вопрос. Теодолитные ходы.

Ответ. Теодолитным ходом называют систему закрепленных в натуре точек, координаты которых определены из измерения углов β и расстояний D.

Теодолитный ход начинают создавать с осмотра местности - рекогносцировки, цель которой - определить наиболее благоприятные места для закрепления вершин теодолитного хода и створов для промеров углов и линий между ними. Как правило, теодолитные ходы прокладывают между точками государственной геодезической сети, например II, III. Связь теодолитных ходов с пунктами более высокого класса называют привязкой.

Если теодолитные ходы не привязаны к государственным геодезическим сетям, то 20% точек закрепляют железобетонными знаками. Эти знаки, в свою очередь, привязывают к предметам местности: зарисовывают глазомерно план и измеряют расстояния не менее чем до трех постоянных предметов местности - углов капитальных зданий, колодцев, деревьев.

Длины сторон между точками теодолитных ходов колеблются в пределах 20...350 м, а длины ходов зависят от многих факторов. Из них главные: масштабы топографической съемки и застроенность территории, по которой прокладывают ход. Например, уменьшение масштаба съемки с 1:500 до 1:1000 позволяет увеличить длину хода с 0.8 до 1.2 км.

Если производят съемку в масштабе 1:2000. то на застроенной длина хода допускается до 2 км, а на незастроенной - до 3 км.

После того как выбраны и закреплены вершины сторон теодолитного хода, производят измерения сторон и горизонтальных углов.

Общепринятая погрешность измерения сторон в теодолитных ходах от 1:1000 до 1:2000. Это означает, что если, например, измерена линия длиной 154 м, то при заданной предельной относительной погрешности измерения 1:1000 результат измерения «прямо» может отличаться от результата измерения «обратно» не более чем на 154 м /1000 = 15.

Измерение горизонтальных углов между точками теодолитного хода (либо левые, либо правые по ходу продвижения) выполняют теодолитами.

В зависимости от применяемых теодолитов правильность измерений контролируют по разности углов между полуприемами П и Л.

Для передачи координат на точки теодолитных ходов производят привязку их к геодезическим пунктам более высокого класса. Привязка состоит в том, что определяют положение хотя бы одной точки хода относительно точек более высокого класса: измеряют между ними расстояние и примычный угол. Плановую привязку называют передачей координат и дирекционных углов с пунктов привязки на точки ходов.

Тема 5. Геодезические сети

Вопрос. Конструкции знаков закрепления точек на строительной площадке.

Ответ. Для закрепления, а также для удобства использования в процессе строительства оси выносят на обноску. Обноска представляет собой доску, закрепленную горизонтально на столбах на высоте 400 - 600 мм от земли. Применяют также инвентарную металлическую обноску. Оси на деревянной обноске фиксируют гвоздем, на металлической - специальным передвижным хомутом с прорезью. Известны два вида обноски: сплошная и створная.

Сплошную обноску устанавливают строго параллельно основным осям, образующим внешний контур здания, на расстоянии, обеспечивающем неизменность ее положения в процессе строительства. Сплошная обноска должна быть прямолинейной, чтобы можно было откладывать по створу проектные расстояния для разбивки промежуточных осей, и горизонтальной, чтобы откладывать эти расстояния без введения поправок за наклон. Сплошную обноску применяют довольно редко из-за громоздкости и сложности ее построения. Кроме того, она мешает нормальной организации работ на строительной площадке, особенно применению землеройных машин.

При современной организации строительной площадки более рациональной является створная обноска. Она устанавливается лишь в местах закрепления осей на произвольном расстоянии от контура здания.

Помимо обноски, вынесенные в натуру оси закрепляют постоянными и временными знаками. Постоянными знаками обычно закрепляют главные и основные оси. Места закрепления осей постоянными знаками выбирают на стройгенплане с учетом долговременной их сохранности, а также обеспечения беспрепятственного ведения строительно-монтажных работ. Эти места должны быть удобными для установки над знаком геодезических приборов и выполнения измерений. Знаки устанавливают вне зоны земляных работ

Створная обноска для закрепления осей здания в местах, свободных от складирования строительных материалов, размещения временных сооружений и т. п.

Выбор конструкции знаков зависит от условий строительной площадки, наличия строительных материалов, применяемых методов разбивочных работ.

Конструкции постоянных знаков могут быть различными. Наиболее часто для закрепления осей применяют грунтовые постоянные знаки. В качестве постоянных грунтовых знаков используют обрезки металлических труб или рельсов, к нижней части которых приваривают металлические якоря для закрепления в бетонном монолите. К верхней части знака приваривают квадратную металлическую пластину, на которой с помощью керна отмечают положение точки закрепления оси. Реперные трубы или рельсы устанавливают в скважине, пробуренной на глубину не менее 0,5 м ниже глубины промерзания грунта. После установки знака скважину бетонируют. Грунтовые знаки закрепления осей ограждают деревянной или металлической обноской. Обноска делается квадратной или треугольной со стороной 1,5-2,0 м. В качестве постоянных знаков используют также забетонированные деревянные столбы.

Для временных знаков используют деревянные колья, костыли, металлические штыри и трубки.

В сочетании с грунтовыми знаками для закрепления створов осей широко применяют цветные откраски на постоянных и временных зданиях или сооружениях. Откраски представляют собой цветные риски, наносимые яркой несмываемой краской.

Для быстрого восстановления осей на продолжении их створов закрепляют по два знака с каждой стороны здания. Один из знаков обычно располагают под обноской.

Высотную разбивочную основу на строительной площадке также закрепляют постоянными и временными знаками. Условия закрепления реперов и требования, предъявляемые к их сохранности, удобству использования, те же, что и к знакам закрепления осей.

Постоянные реперы могут быть как грунтовыми, закладываемыми ниже глубины промерзания, так и стенными, закрепляемыми в капитальных стенах и цокольных частях близлежащих зданий.

В условиях массовой застройки, где опорные реперы необходимы только в период строительства, широко применяют временные реперы различных конструкций. Используют также откраски на возводимых строительных элементах и временных сооружениях. Часто строительные реперы совмещают со знаками закрепления основных разбивочных осей.

Отметки строительных реперов определяют от реперов государственной или городской нивелирной сети.