Инженерно-геодезическое проектирование
Содержание
1.
Генеральный план населенного пункта
.1
Основные понятия
.2
Структура генерального плана населенного пункта
.
Проекты детальной планировки и застройки
.
Составление, расчеты и вынос в натуру проекта красных линий
.1
Составление проекта красных линий
.2
Вынос в натуру и закрепление красных линий и осей проездов
.
Общие сведения о вертикальной планировке
.
Классификация и характеристики методов проектирования вертикальной планировки
.
Применение математического моделирования для решения задач организации рельефа
.1Общие
сведения о математическом программировании
.2
Основные этапы решения задачи линейного программирования
.3
Пример применения математического программирования для проектирования
преобразования рельефа при вертикальной планировке улицы
.
Характеристики планово-картографического материала, используемого для
проектирования
.
Способы определения объемов земляных тел
.
Геодезические работы по выносу проекта преобразования рельефа в натуру
Литература
1. Генеральный план населенного
пункта
.1 Основные понятия
Строительство и реконструкция населенных пунктов
(городов, поселков, сел) и промышленных предприятий осуществляются по проектам
планировки и застройки. Их целью является организация застраиваемой территории
по экономическим, архитектурным, гигиеническим и техническим требованиям.
Проект - комплекс технических документов, содержащих технико-экономическое
обоснование, расчеты, чертежи, пояснительные записки и другие материалы,
необходимые для строительства или реконструкции объекта. Проект состоит из трех
основных частей: экономической части; строительной части; технологической
части.
Проекты гражданских зданий технологической части
не имеют. Основным документом экономической части проекта является смета,
которая служит основанием для финансирования строительства и контролем за
правильным расходованием средств. Смета включает в себя полную стоимость
строительства сооружения со всеми затратами, необходимыми для подготовки и
осуществления строительства и пуска его в эксплуатацию. В строительную часть
входит: Генеральный план - это крупномасштабный топографический план с проектом
размещения основных элементов сооружений; проект организации строительства ПОС;
строительный генеральный план; план вертикальной планировки; проектные
продольные и поперечные профили трасс; размера отдельных элементов сооружений.
Технологическая часть (только для промышленных сооружений) определяет
технологию и организацию производства, вид предназначаемого и использованию
оборудования, степень автоматизации. По каждому объекту назначается главный
инженер проекта (ГИП). Проектирование ведется по отдельным этапам, которые
называются стадиями строительства.
Инженерно-геодезическое проектирование входит в
комплекс работ по разработке генеральных планов населенных пунктов, проектов
сооружений и состоит из составления топографической основы в виде планов и
профилей в необходимых масштабах; разработки генеральных планов; проектирования
границ объектов недвижимости, геодезической подготовки проекта для выноса его в
натуру, решения задач горизонтальной и вертикальной планировки, подсчета
площадей, объемов земляных работ.
При промышленном и гражданском строительстве и
реконструкции населенных пунктов осуществляется планировка и проектирование их
территории. Для этого составляются генеральные планы развития населенного
пункта.
При планировке населенных пунктов выделяют
планировочную структуру территории. Планировочная структура территории
населенного пункта формируется из функциональных зон. При этом для города
выделяются следующие функциональные зоны:
селитебная место размещения жилых районов,
административных, учебных, научных, спортивных, медицинских, торговых
(комплексов) центров, зеленых насаждений общего пользования (парковая);
промышленная для размещения электростанций, заводов,
фабрик, других производств и связанных с ними объектов;
коммунально- складская - для размещения
предприятий коммунального хозяйства, складов, баз, гаражей, трамвайных и
троллейбусных депо, автотранспортных предприятий и.т.п.;
внешнего транспорта- для размещения пассажирских
и грузовых железнодорожных станций, портов, пристаней, железнодорожных и
автомобильных магистралей, трубопроводного транспорта и его инфраструктуры и
др.Особенностью зонирования сельских населенных пунктов является то, что
выделяют только селитебную и производственную зоны.
Планировочная структура состоит из планировочных
элементов, ограниченных красными линиями. Так для селитебной зоны Основным
планировочным элементом является микрорайон. Микрорайон - часть жилой
застройки, ограниченная красными линиями магистральных и жилых улиц.
Красными линиями называют границы между всеми
видами улиц, а также между основными градообразующими элементами, такими как
зоны жилой застройки и промышленной, зеленой, технической зонами и водными
бассейнами. Параллельно красной линии размещаются линии застройки, которые,
отступает от неё вглубь территории микрорайона на шесть метров на магистральных
улицах и на три метра в жилых зонах. По линии застройки размещаются здания.
1.2 Структура генерального плана
населенного пункта
Планировка и застройка населенных пунктов
осуществляется на основе генерального плана. Генеральный план является основным
градостроительным документом, он составляется на перспективу развития
населенного пункта в течение двух- трех десятилетий. На генеральном плане
города отражается комплексное решение всех его функциональных элементов,
развитие жилой и промышленной застройки, сетей общественного питания,
медицинского обслуживания, благоустройства и городского транспорта.
Структурно генеральный план содержит следующие
графические и текстовые документы:
чертеж генерального плана;
опорный план существующего города (отражающий
ситуацию на год выпуска генерального плана);
проект размещения первоочередного строительства;
архитектурные материалы - эскизы,
характеризующие идею архитектурно-пространственной композиции;
схемы развития внутреннего и внешнего
транспорта;
схемы, отображающие инженерное оборудование и
инженерную
подготовку территории;
схемы размещения социальной сферы- предприятий и
учреждений медицинского и культурно- бытового обслуживания;
пояснительную записку.
Масштаб топографических планов, используемых для
создания генерального плана, зависит от размера населенного пункта. Например,
для города с населением более 500 тыс. человек - 1:10000, для остальных
населенных пунктов - в масштабах 1:5000- 1:2000.
Генеральный план города является основой для
комплексного развития населенного пункта. На его основе разрабатываются
проекты:
планировки селитебных и промышленных зон;
детальной планировки и эскизы застройки;
инженерного оборудования территории;
городского транспорта;
благоустройства, озеленения и других
мероприятий.
2. Проекты детальной планировки и
застройки
Проект планировки селитебных и промышленных зон
разрабатывается для их рационального размещения, с точки зрения улучшения
экологической ситуации населенного пункта, развития экономики и оптимального
использования трудовых ресурсов.
Проекты детальной планировки и эскизы застройки
разрабатываются для селитебной территории в соответствии с проектами
первоочередного строительства. Проекты и эскизы застройки разрабатываются
отдельно на подлежащие застройке, реконструкции или благоустройству в ближайшие
пять лет микрорайоны, общегородские центры и комплексы. Проект детальной планировки
содержит:
схему размещения проектируемого микрорайона в
системе населенного пункта;
план красных линий и эскиз застройки;
разбивочный чертеж для выноса красных линий в
натуру;
схемы инженерной подготовки территории и планы
организации рельефа по осям проездов;
схемы размещения сетей инженерных коммуникаций;
схемы организации движения транспорта и
пешеходов;
поперечные профили улиц.
План красных линий и эскиз застройки выполняется
на топографических планах масштаба 1: 500- 1: 2000. На плане красных линий
отображается следующая информация: существующая застройка; проектируемая сеть
улиц, проездов, пешеходных аллей и зеленых насаждений; проектируемые здания и
сооружения; красные линии и проектные элементы поперечных профилей улиц и
проездов.
Для выноса проекта красных линий составляется
разбивочный чертеж. Разбивочный чертеж содержит геодезические данные для
привязки красных линий к опорным зданиям, сооружениям и геодезическим пунктам,
закрепленным на местности, выполняется на копии плана красных линий и эскиза
застройки. На разбивочном чертеже черным цветом показываются опорные здания,
геодезические пункты, а геодезические данные, необходимые для привязки красных
линий, - синим цветом.
На копии плана красных линий разрабатывается
схема инженерной подготовки территории и организации рельефа, включающая схемы
водоотвода, участки подсыпки или срезки грунта, защитные сооружения и дренажи.
На схеме показываются: проектные и фактические отметки по осям проездов, в
местах излома красных линий и изменения проектного уклона по осям проездов.
Поперечные профили улиц составляются в масштабах
1:100- 1:200. На поперечный профиль наносятся фактические отметки; проектные
решения в виде типовых высотных поперечников, разработанных для данной улицы, с
выделением элементов поперечника: проезжей части, полос зеленных насаждений,
тротуаров, наземных и подземных инженерных коммуникаций.
Проекты застройки разрабатываются, как правило,
на основе проекта детальной планировки и эскиза застройки на жилой микрорайон,
квартал или группу жилых домов, а также на застройку общественного комплекса.
Проект застройки разрабатывается в две стадии:
техническое проектирование и рабочая документация или в одну стадию-рабочий
проект, в зависимости от сложности и площади застройки (планируемого объема
строительных работ).
Структурно проект застройки содержит следующие
материалы: ситуационный план размещения строительства в масштабах 1:2000-
1:5000; генеральный план застройки и макет застройки; планы организации
рельефа, инженерных сетей, озеленения территории в масштабах 1:500- 1:1000;
паспорта типовых и чертежи индивидуальных проектов зданий; проект организации
строительства; смету.
На основе утвержденного проекта застройки
разрабатывается рабочая документация. В состав которой входят следующие материалы:
генеральный плана участка застройки в масштабе
1:500- 1:1000;
разбивочные чертежи в масштабах 1:500-1:1000 с
показом геодезических данных для привязки проектируемых зданий и сооружений;
чертежи принятых к строительству зданий и
сооружений;
планы организации рельефа территории в масштабах
1:500- 1:1000 с показом проектных горизонталей, отметок и уклонов, картограммы
земляных работ;
чертежи по водоснабжению, водоотведению,
канализации, теплофикации, электроснабжению, газоснабжению в масштабе 1:500;
посадочно-дендрологический чертеж в масштабе
1:500;
сметы на строительство.
Проект планировки промышленного района
разрабатывается на основе
генерального плана населенного пункта с учетом
развития существующих и строительства новых предприятий.
Проект планировки промышленного района содержит:
основной чертеж планировки промышленного района
в масштабе 1:2000;
схемы размещения района в плане города в
масштабе 1:5000 или 1:10000;
схемы размещения инженерных сетей, организации
рельефа и инженерной подготовки территории в масштабе 1:2000;
поперечные профили магистралей, улиц и проездов
в масштабах 1:100... 1:200;
пояснительной записки.
Архитектурно-проектные решения для строительства
жилищно-гражданских зданий принимаются на основе материалов строительного
паспорта (паспорт земельного участка), который является комплексным документом,
обеспечивающим удобство пользования материалами инженерно-строительных
изысканий при согласовании, проектировании и строительстве. Паспорт содержит:
общую часть, акт об отводе границ участка строительства,
архитектурно-планировочное задание, инженерно-геологическую характеристику
участка, условия присоединения проектируемых зданий и сооружений к городским
инженерным сетям, описание строений и зеленых насаждений, находящихся на
участке. Основу большинства документов строительного паспорта составляет
топографический план, обычно масштаба 1: 500.
3. Составление, расчеты и вынос в
натуру проекта красных линий
.1 Составление проекта красных линий
генеральный план рельеф застройка
Красные линии состоят из прямых линий и
сопряженных круговых кривых. Проект красных линий составляют на топографическом
плане в масштабах 1:500-1:2000. К элементам, определяющим техническое
содержание проекта, относят: длину красных линий между углами кварталов или границами
микрорайонов, ширину проездов, величину углов между красными линиями, радиусы
закругления и элементы кривых по красным линиям, размеры, определяющие формы
площадей и скверов и т.п.
Размеры геометрических элементов проекта должны
быть согласованы на всей территории города и увязаны с существующей ситуацией и
рельефом. Это достигается в результате графического отображения на
топографическом плане и последующего аналитического расчета главных точек
проекта красных линий.
Документация для установления или изменения
красных линий разрабатывается архитектурно-планировочной службой при главном
архитекторе города. Для её разработки используют топографические планы крупных
масштабов. Чертеж расположения красных линий составляют на топографическом
плане масштаба 1:2000, на нем указываются опорные здания, размеры
геометрических элементов и другие данные, необходимые для аналитического
расчета и составления плана красных линий. Для отдельных узлов используется
масштаб 1:500.
Аналитическая подготовка заключается: в
вычислении координат главных точек проекта - углов кварталов и границ
микрорайонов по красным линиям, точек излома красных линий и створных точек на
длинных линиях, точек пересечения осей проездов, а также элементов и координат
основных точек круговых кривых по красным линиям в единой городской системе
координат.
Исходными данными для аналитической подготовки
проекта служат координаты углов опорных зданий и сооружений, определяемые в
натуре от пунктов городского геодезического обоснования, или координаты точек
ранее утвержденных красных линий.
В качестве обоснования используют теодолитные
ходы, опирающиеся на пункты полигонометрии. Положение углов опорных зданий для
вычисления их координат определяют с точек или линий этих ходов в основном
полярным способом или способом засечек.
В незастроенных территориях допускается
использование в качестве опорных характерных точек ситуации и рельефа. При
этом, их координаты, снимают с оригинала плана графически. Для увеличения
точности определения графических координат и уменьшения погрешностей деформации
бумаги расстояние от координатной сетки до определяемой точки измеряют по плану
от двух сторон квадрата, внутри которого расположена точка. Из двух измерений
берут среднее значение.
Координаты точек красных линий вычисляют путем
решения задач аналитической геометрии, используя значение углов между осями
проездов и линейные размеры, указанные в чертеже красных линий. В результате
получают координаты точек пересечения проездов, затем координаты характерных
точек красных линий и других элементов, необходимых для построения плана и
перенесения проекта красных линий в натуру.
По вычисленным координатам красные линии наносят
на план масштаба 1:2000. План красных линий в масштабе 1:2000 является основным
исходным документом, на который выписывают: номера поворотных и створных точек
красных линий, значения их координат; дирекционные углы и длины линий; элементы
кривых, ширину и номера проектируемых проездов; названия проектируемых зон и
других градостроительных элементов; номера дел аналитических расчетов, по
которым произведена прокладка красных линий. Потребителю выдается план красных
линий в масштабе, необходимом для проектирования (обычно 1:500...1:2000).
3.2 Вынос в натуру и закрепление
красных линий и осей проездов
Красные линии и оси проездов переносят в натуру
от пунктов существующего или специально создаваемого для этой цели
геодезического обоснования города.
Погрешности выноса отдельных точек красных линий
и осей проездов по отношению к точкам геодезического обоснования не должны
превышать:
см - в районах многоэтажной застройки;
см - в районах малоэтажной застройки;
см - на незастроенных территориях.
Переносу проекта красных линий на местность
предшествуют подготовительные работы.
В первую очередь проверяют и уточняют соответствие
красных линий утвержденному плану планировки.
Проверяют и уточняют (путем обследования) пункты
геодезического обоснования, от которых предполагается вынос красных линий. Если
в районе предстоящих работ геодезическое обоснование отсутствует или имеющиеся
пункты не обеспечивают вынос красных линий, то составляют и реализуют проект
сгущения существующей геодезической разбивочной основы в виде
полигонометрических и теодолитных ходов или других соответствующих им по
точности построений.
Составляют геодезический проект детальной
разбивки красных линий и осей проездов в натуре. На этом этапе в зависимости от
условий местности и расположения точек геодезического обоснования определяют
способ разбивки. В основном применяют полярный способ и способы засечек. Наиболее
распространен полярный способ.
Для выбранного способа вычисляют разбивочные
элементы: длины полярных направлений и линейных засечек, дирекционные углы и
углы между направлениями, используя в основном следующие формулы обратной
геодезической задачи:
(1)
(2)
По результатам вычислений составляют
в произвольном масштабе рабочий разбивочный чертеж, на котором изображают схему
разбивки и подписывают необходимые значения разбивочных элементов и контрольные
размеры.
Полевые измерения проводят с помощью
теодолита и стальной компарированной рулетки или с помощью современного
электронного тахеометра. Углы откладывают при двух положениях вертикального
круга. При отложении длины линии рулеткой учитывают поправки за компарирование,
температуру и наклон местности.
Для упрощения работ по перенесению в
натуру проекта красных линий иногда первоначально выносят оси проектируемых и
существующих проездов, а уже от них - красные линии. Часто с учетом будущих
работ по застройке и подземным коммуникациям выносят параллельные смещенные
оси. Вынос в натуру красной линии по круговой кривой осуществляют способом
прямоугольных координат от линии тангенсов или от хорд, полярным способом и
способом последовательных или продолженных хорд.
Частота выносимых точек зависит от
характеристики местности, величины радиуса, требований строительных работ и в
большинстве случаев составляет 10 м.
Точки вынесенной красной линии и оси
проезда закрепляют в натуре временными знаками: деревянными кольями, костылями,
металлическими штырями и трубками. На застроенной территории помимо закрепления
знаками производят откраску красной линии или оси проезда на строениях и других
предметах местности, с которыми линии пересекаются. Откраску выносят по
теодолиту. На незастроенной территории знаки закрепления окапываются.
Для отыскания знаков закрепления
красных линий и осей проездов производят их линейную привязку к постоянным
местным предметам. Схема привязки указывается в абрисе.
Для контроля по точкам вынесенных в
натуру красных линий и осей проездов прокладывают исполнительные ходы. Если
исполнительный ход может быть проложен лишь вблизи вынесенных точек, то их
положение определяют полярным способом с точек, с которых не производилась
разбивка. Сравнение проектных и полученных из исполнительных ходов координат
характеризует точность выноса. Грубые промахи могут быть обнаружены при
оценивании положения вынесенных точек относительно ситуации на плане и в
натуре.
После контрольных измерений
составляют исполнительный чертеж перенесения в натуру красных линий, на котором
показывают: пункты исходного обоснования, положение вынесенных точек красных
линий, размеры между ними, привязки их к местным предметам.
Исходными документами для перенесения
в натуру осей зданий и сооружений являются:
утвержденный к производству работ
генеральный план строительного участка с привязкой осей проектируемого
сооружения к красным линиям;
разбивочный план осей;
план первого этажа.
Проверка взаимного соответствия указанных
документов является обязательным условием подготовки геодезических разбивочных
работ по выносу в натуру осей зданий и сооружений.
Вынос в натуру осей зданий
осуществляется для посадки его (здания) на местность. В этом случае решается
задача определения положения здания относительно близлежащих контуров и сторон
света.
Разбивка осей здания производится в
два этапа: на первом выносят на местность основные оси, определяющие контур
здания, на втором от них производят детальную разбивку. Если здание имеет
сложную конфигурацию, то выносят в натуру оси симметрии (главные оси) здания
или отдельных его частей. При этом, последующую детальную разбивку осуществляют
от вынесенных главных осей.
Разбивки основных (главных) и
детальных осей различаются по точности. Если погрешности положения контура
здания по отношению к окружающей ситуации в основном определяются графической
точностью проектирования и характеризуются средней квадратической величиной 10-
20 см, то погрешности детальной разбивки определяются строительными допусками и
в зависимости от класса точности характеризуются средними квадратическими
погрешностями 3- 5 мм. Требования к точности детальной разбивки осей приводятся
в СНиПах и ГОСТах.
Основные или главные оси выносят в
натуру от пунктов городского геодезического обоснования. В качестве исходного
обоснования используют пункты городской триангуляции и полигонометрии, от
которых создают разбивочную основу на строительном объекте.
При разбивке небольших зданий или
сооружений массовой застройки разбивочной основой служат закрепленные в натуре
красные линии или специально прокладываемые теодолитные ходы. При возведении
крупноразмерных или сложных по конфигурации зданий развивают локальные
разбивочные сети в виде строительной сетки, микротриангуляции, полигонометрии и
т.п.
Проектное положение пунктов этих
построений заранее определяется в зависимости от удобства последующих разбивок.
Положение здания на местности может
быть определено двумя взаимно-перпендикулярными осями, которых вполне
достаточно для того, чтобы на всех этапах строительства выполнять детальную
разбивку. Однако для производства земляных и свайных работ при выносе
габаритных размеров здания выполняется разбивка всех его основных осей.
Для общего случая массовой застройки
технология разбивки основных осей следующая:
вначале по исходной проектной
документации определяют положение здания на местности и выясняют наличие вблизи
него пунктов исходного геодезического обоснования;
от этих пунктов в район производства
работ прокладывают разбивочный теодолитный ход, поворотные точки которого
располагают с учетом габаритных размеров и формы здания, загруженности
строительной площадки, оптимальных способов разбивки и других факторов;
по результатам полевых измерений
вычисляют координаты точек разбивочного теодолитного хода;
по привязкам, указанным в проектных
чертежах, определяют проектные координаты точек пересечения основных осей
здания. Для внутриквартальной застройки при свободной планировке допускается
графическое определение координат по топографическому плану на жесткой основе в
масштабах 1:500-1:1000;
в условиях существующей плотной
застройки для пристраиваемых или встраиваемых зданий координаты выносимых в
натуру точек определяют путем дополнительных полевых измерений и
соответствующих аналитических расчетов;
используя координаты точек
разбивочной основы и проектные координаты точек пересечения осей здания, для
принятых способов разбивки вычисляют разбивочные элементы: длину полярных
направлений, линейных засечек, расстояния до пересечения осей с линиями
теодолитного хода, дирекционные углы и углы между направлениями и т. п.;
по результатам расчетов составляют
разбивочный чертеж, на котором показывают все необходимые данные для выноса
осей здания в натуру;
как правило, разбивку начинают с
вынесения длинной (продольной) оси. От этой линии можно с помощью отложения
прямых углов и соответствующих расстояний получить направления поперечных осей.
Контроль перенесения в натуру осей
здания осуществляется с помощью: проложения теодолитного хода по вынесенным точкам;
контрольных промеров до сторон и точек разбивочного хода по элементам, не
применявшимся для разбивки; промеров до существующих зданий и других
характерных точек ситуации. По этим данным вычисляют контрольные значения
координат и сравнивают их с проектными координатами. Расхождения не должны
превышать 3 - 5 см.
Вынесенные в натуру оси закрепляют
постоянными и временными знаками.
Постоянными знаками закрепляют в
основном две взаимно-перпендикулярные пересекающиеся базовые оси, от которых в
процессе строительства всегда могут быть восстановлены все основные оси. В
качестве постоянных знаков применяют обрезки металлических труб или рельсов,
деревянные столбы. Постоянные знаки устанавливают в грунт ниже глубины
промерзания и бетонируют.
Для временных знаков используют
деревянные колья, костыли, металлические штыри и трубки.
Знаки закрепления располагают на
продолжениях осей вне зоны земляных работ в местах, свободных от складирования
строительных материалов, размещения временных сооружений и др.
В сочетании с закреплением осей
грунтовыми знаками применяют цветные откраски на постоянных и временных зданиях
или сооружениях, располагающиеся в створе осей.
Вынесенные в натуру оси сдают по
акту застройщику и строительной организации.
К акту прилагается исполнительный
чертеж разбивки и закрепления осей.
Разбивка детальных осей ведется в
процессе строительства.
4. Общие сведения о вертикальной
планировке
Вертикальная планировка - это преобразование
рельефа земной поверхности согласно предъявленным техническим требованиям.
Вертикальная планировка - это обширная область инженерно-геодезического дела,
при любых видах строительства обязательно решаются задачи вертикальной
планировки. Эти задачи имеют свои особенности, но имеются и общие положения,
решаемые при геодезическом проектировании. Проектирование вертикальной
планировки осуществляют в две или три стадии. При трех стадийном проектировании
различают:
стадия проектного задания;
стадия технического проектирования:
стадия рабочих чертежей.
При двух стадийном:
стадия проектного задания;
стадия технического проектирования и рабочих
чертежей.
На стадии проектного задания выполняется
технико- экономическое обоснование целесообразности проведения вертикальной
планировки. При составлении проектного задания сравнивается стоимость работ для
различных вариантов (способов) преобразования рельефа, которая рассчитывается
по укрупненным показателям.
Техническое проектирование заключается в
детальной разработке выбранного способа преобразования рельефа, по
принципиальной схеме, предусмотренной проектным заданием. При этом
разрабатываются и сравниваются различные варианты построения проектной
поверхности, выполняются расчет смет (финансовых затрат). На основе
утвержденного проекта разрабатываются рабочие чертежи.
На стадии рабочих чертежей изготавливают
подготовительные чертежи и разбивочные чертежи, используемые для переноса
проекта вертикальной планировки в натуру.
Проект вертикальной планировки составляется на
основе проекта горизонтальной планировки, то есть, проект горизонтальной
планировки является ведущим, а вертикальной планировки дополняющим. При
составлении проекта горизонтальной планировки учитываются возможность и объемы
работ по вертикальной планировке, то есть оба проекта взаимосвязаны.
5. Классификация и характеристики
методов проектирования вертикальной планировки
Методы проектирования вертикальной планировки
можно подразделить по следующим признакам:
по способу расчета проектных отметок (высот);
по способу изображения процесса преобразования
рельефа;
по предъявляемым геометрическим условиям при
проектировании;
по способу вычисления объемов земляных работ.
По первому признаку различают следующие способы
проектирования:
аналитический;
графический;
графоаналитический.
Аналитический способ предполагает,
что проектные отметки точек и их плановое положение находятся путем вычислений.
В этом способе проектируемая поверхность описывается аналитически -
математическими уравнениями и задается системой характерных точек, имеющих
проектную высоту 
и
координаты X,Y.
Аналогично
характеризуется исходная топографическая поверхность.
Этот способ является наиболее
точным, но и наиболее трудоемким, он применяется на конечных стадиях
проектирования при высоких требованиях к точности строительства. Обычно
аналитическим способом проектируют наиболее ответственные инженерные
сооружения, имеющие строгую геометрическую форму (аэродромы). Аналитическим
способом так же проектируют опорные точки, линии, плоскости, положение которых
должно быть сохранено при проектировании другими способами. Если при
аналитическом способе проектирования поверхность задана редкой сетью точек, то
результаты проектирования будут грубыми. В этом случае лучше использовать
графический способ.
Графический способ заключается в
получении проектной поверхности, путем графических построений на
топографическом плане или специальных чертежах, при этом используются различные
графики, палетки, номограммы. Проектные высоты и высоты земли находятся
графическим интерполированием. Графический способ применяется тогда, когда не
требуется высокая точность определения проектных высот и рабочих отметок, то
есть, на начальных стадиях проектирования при составлении проектного задания.
Графоаналитический способ
рационально сочетает графические и вычислительные приемы отыскания проектных
высот и рабочих отметок. По точности он несколько ниже аналитического, но
обладает достоинствами обоих способов.
Графоаналитический способ
обеспечивает эффективное выравнивание проектируемой поверхности. Способ
применим при всех стадиях проектирования.
По способу изображения процесса
преобразования рельефа все способы подразделяются на:
способ профилей;
способ проектных (красных)
горизонталей;
способ отметок.
Способ профилей заключается в изображении
проектной поверхности в виде системы профилей. Применяется при проектировании
вертикальной планировки линейных сооружений (дорог, каналов и т.д.). При
площадной вертикальной планировке при применении этого способа возникают
сложные задачи увязки проектных линий на системе профилей. При этом теряется
наглядность преобразования рельефа. Однако способ профилей применяется при
площадной планировке для ее частичного решения по ответственным линиям,
создающим как бы скелет проектируемого рельефа.
Способ проектных (красных)
горизонталей сводится к изображению проектного рельефа проектными
горизонталями. Способ применяется для площадной ВП. Он обладает наглядностью по
всем видоизменениям рельефа на планируемой территории.
Способ отметок заключается в изображении
преобразованного рельефа в виде системы точек с подписанными проектными и
рабочими отметками. Применяется если планируемый рельеф слабо выражен и
проектные горизонтали недостаточно наглядно изображают проектную поверхность.
Отображаются точки отметки которых должны быть сохранены в процессе дальнейшего
преобразования рельефа.
Классификация по третьему признаку
включает следующие условия:
соблюдение минимума земляных работ;
по способу уравновешивания земляных
масс (объем насыпи равен объему выемки);
минимум рабочих отметок;
минимум перемещения земельных масс;
минимум площадей земляных работ;
минимум нарушения почвенного
покрова.
Многочисленность условий
предъявляемых к ВП создает
определенные трудности при подборе
наиболее эффективного решения, то есть, задача ВП многовариантна. Поэтому для
отыскания оптимальных решений возможно применять метод математического
программирования.
6. Применение математического
моделирования для решения задач организации рельефа
.1 Общие сведения о математическом
программировании
Задачи вертикальной планировки многовариантны,
то есть, можно выбрать множество вариантов реализации преобразования рельефа,
поэтому для отыскания оптимального решения возможно применяются методы
математического программирования.
Математическое программирование разрабатывает
методы математического моделирования и оптимального решения многовариантных
задач.
В общем виде, чисто математически,
задача математического программирования состоит в отыскании набора переменных
, где 
удовлетворяющих
систему ограничений 
и
приводящих функцию цели к экстремуму 
. В зависимости от вида функции
цели, вида ограничений, а также требований к оптимальному решению различают
следующие виды математического программирования:
линейное;
нелинейное;
параметрическое;
целочисленное;
стохастическое;
динамическое и др.
Большинство задач математического
программирования сводится к линейному, которое наиболее широко применяется и
теоретически разработано. Впервые эта отрасль науки заявила о себе в 1939 г,
работами Конторовича Л.В., затем американца Данцига Далласа в 1948 г.
6.2 Основные этапы решения задачи
линейного программирования
При решении задач линейного программирования
можно выделить пять следующих этапов:
постановка задачи, заключается в словесной
формулировке задачи с указанием цели и критерия оптимальности;
математическая формулировка задачи, которая
заключается в формализации постановки задачи, то есть, выражении её
математическими символами в виде математической модели. Математическая модель
включает функцию цели, систему ограничений, представленные неравенствами и
уравнениями;
сбор необходимых количественных данных и
составление исходной матрицы;
решение системы уравнений и неравенств, входящих
в математическую модель с учетом функции цели;
анализ и корректировка решения.
На четвертом этапе решение системы уравнений и
неравенств может быть выполнено следующими способами:
графическим;
распределительным;
симплексным и их модификациями.
Графический способ применяется для решения
систем с двумя неизвестными, с тремя решение возможно, но затруднительно.
Распределительный способ в основном применяется
для решения задач, имеющих транспортную модель. Такая модель имеет три
особенности:
все ограничения представлены в виде равенств;
все коэффициенты при неизвестных равны 1;
каждое неизвестное входит в два ограничения.
Распределительным способом решается до 40% задач
математического программирования.
Симплексный способ является наиболее
универсальным, используемым для решения любых задач.
6.3 Пример применения
математического программирования для проектирования преобразования рельефа при
вертикальной планировке улицы
На генеральном плане поселения
исходная поверхность задана высотами земли 
, требуется составить проект
вертикальной планировки (преобразования рельефа) улицы с соблюдением следующих
условий:
продольные уклоны отдельных участков
улицы должны быть в пределах от
до 
;
поперечные уклоны двускатной улицы
должны быть в пределах
пределах от
до 
;
разность уклонов на смежных участках
не должна быть больше величины 
;
проектная отметка в начале улиц
должна быть равна отметке исходной поверхности, а проектная отметка в конце
улицы не менее отметки исходной поверхности;
Объем выемки должен быть равен
объему подсыпки.
Цель: требуется определить проектные
отметки 
,
удовлетворяющие всем указанным условиям и обращающие в min суммарный объем
земляных работ.
Рисунок 1 - Фрагмент топографической поверхности
улицы, описанный высотами пяти поперечников
На рис.1 
-отметки земли, характеризующие
топографическую поверхность; l´ - расстояния между точками на
поперечнике; l - расстояния между поперечниками.
Формализуем условия, предъявленные к
проекту. По продольным уклонам можно записать 12 неравенств вида
и 12 неравенств вида
,
при 
, всего 24 условия.
По поперечным уклонам запишем пять
условий вида
,
пять условий вида
,
пять условий вида
,
Пять
,
при 
, всего 20 условий.
Третье условие можно записать в
следующем виде
,
при
, таких условий возникает три.
Четвертое условие запишем в виде
уравнения и неравенства
;
.
Условие равенства объемов земляных
работ выражается формулой
, где 
- вес рабочей отметки, равный
площади выемки или подсыпки, а 
- рабочая отметка. Выразив рабочие
отметки через принятые нами обозначения отметок топографической поверхности и
проектных отметок получим уравнение для равенства объемов земляных работ 
.
Цель решаемой задачи представим
выражением
.
Полученная математическая модель
содержит 48 неравенств и два равенства, то есть 50 уравнений и неравенств.
Модель стандартной формы, для решения такой системы её нужно представить в
канонической форме. Для этого в дополнение к 15 неизвестным вводится в каждое
неравенство дополнительное (балансовое) неотрицательное неизвестное. Для
неравенств типа
дополнительное неизвестное
прибавляется
Для неравенств типа
дополнительное неизвестное
вычитается
В результате таких действий получим 50 уравнений
с 63 неизвестными (15+48), которые можно решить симплексным методом.
В результате получим проектные отметки всех
точек модели, оптимально удовлетворяющие всем поставленным условиям и функции
цели.
7. Характеристики
планово-картографического материала, используемого для проектирования
Инженерно-геодезическое проектирование
выполняется на топографической основе. В качестве основы выступают
крупномасштабные топографические планы, реже карты (только на стадии
предварительных изысканий- технико-экономического обоснования проекта).
При использовании графического и
графоаналитического способов проектирования горизонтальной и вертикальной
планировки, а так же при подготовке проекта к выносу в натуру, часть
геодезических данных берется с плана или цифровой модели местности. Поэтому
нужно знать точностные характеристики планов, к которым отнесем:
. Точность топографического плана (точность
изображения ситуации и рельефа).
. Детальность и полнота отображения.
. Точность определения расстояний.
. Точность определения направлений и углов.
. Точность определения площадей.
. Точность определения высот, превышений и
уклонов.
Точность изображения ситуации и рельефа.
Точность топографического плана характеризуется
погрешностью планового положения точек ситуации относительно пунктов
геодезической сети. Точность изображения рельефа характеризуется погрешностью
горизонтали по высоте (СКП высот точек, лежащих на горизонтали). Инструкция по
съемкам в крупных масштабах задает средние ошибки положения на плане предметов
и контуров местности: с четкими очертаниями не более 0,5 мм, на открытой
местности, 0,7 мм в горной и залесенной местности.
Средняя квадратическая погрешность
связана со средней при нормальном законе распределения соотношением 
, в
отношении планов соотношение составляет 
. То есть, средняя квадратическая
погрешность примерно равна средней ошибке.
Для инженерно- топографических
планов важной характеристикой является ошибка взаимного положения. Так
предельная ошибка взаимного положения близлежащих зданий и сооружений на
застроенной территории не должна превышать 0,4 мм.. Зная допустимую точность
взаимного положения можно рассчитать масштаб съемки. Если положение четких
контуров должно отображаться с точностью в 0,5 м то масштаб необходим
.
Проектирование строительных объектов
выполняется не на оригиналах топографического плана, а на их копиях (за
исключением САПР, использующих ЦММ), Любая копия имеет ошибки больше, чем
оригинал, копирование на кальку выполняется с СКП 0,1 мм, при копировании на
ксероксе изменяется масштаб изображения и т.д.
Средние ошибки съемки рельефа
относительно ближайших реперов не должны превышать ¼ высоты
сечения рельефа при углах наклона менее 2 градусов. 1/3 
при углах
наклона 2-6 градусов. На незастроенных, залесенных территориях допуски
увеличиваются в 1,5 раза.
Таким образом, СКП планового
положения твердых контуров составляет 0,3-0,4 мм, фактическая СКП изображения
рельефа по результатам многочисленных исследований составляет ¼-1/5 .
Погрешность планового положения и съемки рельефа не зависят от метода съемки.
ДЕТАЛЬНОСТЬ - степень подобия
изображения на плане контуров ситуации и рельефа. Связана с обобщением
изображения, его генерализацией, как принято называть в картографии. Инструкции
по съемкам в крупных масштабах требуют, чтобы ошибки за счет обобщения контуров
не превышали 0,5 мм на плане. Для архитектурных деталей допускается ошибка
обобщения не более 0,3 мм на плане. Детальность зависит от метода съемки,
мензульные планы детальнее тахеометрических, наиболее детальны фотопланы.
ПОЛНОТА плана это степень его
насыщенности объектами ситуации и элементами рельефа отображение которых
необходимо и возможно при данном масштабе съемки. Полнота плана
регламентируется мин размерами объектов, которые необходимо отображать при
данном масштабе съемки и мин расстояниями между ними. Полнота плана является
одним из главных масштабообразующих факторов при съемках застроенных
территорий. Например при отображении густой сети коммуникаций, проложенных на
различных уровнях, условные знаки будут читаться если расстояние между ними на
плане будет не менее 1 мм, при густоте проложения коммуникаций через 0,5 м на
местности масштаб съемки будет 
. По исследованиям профессора
Неумывакина Ю.К полнота и детальность могут быть описаны информационными
характеристиками (информационной емкостью т.е., содержанием единиц информации
на единицу площади). На основе теории информации им предложен метод обоснования
масштаба топографической съемки, на основе критерия избыточности информации.
Точность расстояний, измеренных на
плане.
На точность измеренного на плане
расстояния влияют следующие факторы
, (3)
где 
- ошибка расстояния, вызванная
ошибками положения конечных точек.;
- погрешность, появляющаяся за счет
способа (технологии) измерения расстояния;
- погрешность возникающая за счет
деформации бумаги(топографической основы).
(4)
продифференцировав выражение по всем
независимым переменными заменив дифференциалы квадратами средних квадратических
погрешностей получим
, (5)
учитывая что 
, получим
(6)
,(7)
при равенстве погрешностей точек А и
В
.(8)
Это справедливо, если точки А и В
сняты с разных станций, если с одной, то они коррелированны и нужно учитывать
к-т корреляции
,(8)
где коэффициент корреляции r = 0,4-0,6 (отношение
погрешности опорной точки к погрешности контурной точки) при съемке точек А и В
с одной станции. При съемке с разных станций корреляция отсутствует.
Точность измерения линии измерителем
по масштабной линейке составляет 0,08 
0,1 мм.на плане, то есть, 
мм.
Погрешность вызванная деформаций
топографической основы можно рассчитать по формуле
, (9)
где 
коэффициенты деформации бумаги по
двум направлениям.
Для больших длин линий,
расположенных на удалении от осевого меридиана необходимо учитывать поправку за
искажение в проекции Гаусса-Крюгера, поправка вводится со знаком «-»
.(10)
при У=300 км,
.
Точность направлений измеренных на
плане.
Характеризуется средней
квадратической погрешностью дирекционного угла линии
.(11)
Продифференцировав это выражение и
заменив дифференциалы квадратами средних квадратических. погрешностей получим
, (12)
если погрешности точек А и В равны,
то
, (13)
эта формула справедлива для
независимых координат точек. Для зависимых необходимо учитывать коэффициент
корреляции
.(14)
Точность углов на плане.
Погрешность угла можно описать
выражением
,(15)
где
- погрешность угла за счет ошибки
направления;
- погрешность за счет собственно
измерения на плане;
-погрешность за деформацию бумаги.
Если значение угла вычисляется по
дирекционным углам направлений
, (16)
.(17)
Если дирекционные углы вычисляются
по координатам точек, то продифференцировав выражение
, (18)
Затем, заменив дифференциалы
квадратами средних квадратических погрешностей, получим
.(19)
Средняя квадратическая погрешность
измерения угла геодезическим транспортиром получена по результатам
экспериментальных данных и составляет 5 минут.
Погрешность вызванную деформацией
топографической основы можно рассчитать по формуле
.(20)
Точность площадей, измеренных на
плане.
Площадь многоугольника на плане
может быть получена по графическим координатам (измеренным на плане) поворотных
точек
, (21)
.(22)
Дифференцируя это выражение по всем
независимым переменным и перейдя от дифференциалов к квадратам средних
квадратических погрешностей получим для фигуры близкой к квадрату
.(23)
Для прямоугольника
.,(24)
где К- коэффициент вытянутости
отношение длины к ширине.
При измерении площади разбивкой на
геометрические фигуры погрешность площади можно рассчитать по известной формуле
профессора А.В. Маслова
.(25)
При использовании планиметра
относительная ошибка площади составляет
.
Для больших площадей необходимо учитывать
искажение, вызванное применяемой картографической проекцией, особенно при удалении
от осевого меридиана на расстояния более 300 км.
,(26)
.
Точность определения высот точек,
взятых с плана.
За точность изображения рельефа на
плане принято считать погрешность положения горизонтали по высоте относительно
пунктов геодезической высотной сети. Ошибку положения горизонтали по высоте
можно рассчитать по общепринятой формуле Коппе
.(27)
В этой формуле «а»- это группа
факторов, вызывающая погрешность определения высоты относительно съемочной
станции. Группа факторов «в» приводит к сдвигу горизонтали в плане относительно
съемочной станции, вызывая дополнительную погрешность по высоте, величина
которой зависит также от угла наклона местности.
Имеется ряд эмпирических формул
различных авторов для получения погрешности положения горизонтали, например
формула профессора Видуева
,(28)
где 
- высота сечения рельефа, 
-
знаменатель масштаба, 
- уклон.
Масштаб, высота сечения рельефа и сложность снимаемого рельефа между собой
всегда увязываются.
Точность определения превышений
можно оценить на основе формулы
,(29)
дифференцируя это выражение по всем
независимым переменным и заменив дифференциалы квадратами ср. кв погрешностей
получим
, (30)
при 
получим
, (31)
для коррелированных горизонталей
.(32)
В научной литературе рекомендуется
вычислять коэффициент корреляции по формуле
,(33)
где 
- расстояние между точками А и В, 
- расстояние
между пикетами по инструкции.
Точность определения уклонов на
плане.
Уклон это тангенс угла наклона, его
можно получить через превышение и горизонтальное проложение, измеренные
на плане
.(34)
Прологарифмировав выражение (34)
получим
(35)
затем продифференцируем выражение
(35) по всем независимым переменным
.(36)
Заменив дифференциалы квадратами
средних квадратических погрешностей, получим
(37)
учитывая, что относительная ошибка
превышения намного больше относительной ошибки расстояния 
получим,
что
,(38)
подставив значение уклона получим
.(39)
С учетом выражения (31) получим
погрешность уклона
(40)
для коррелированных горизонталей
формула (40) примет вид
.(41)
8. Способы определения объемов
земляных работ
.1 Способы подсчета объемов земляных
работ
При строительстве сооружений, особенно
ирригационных, дорог, подземных коммуникаций, стоимость земляных работ является
преобладающей от всей стоимости объекта строительства.
В процессе проектирования преобразования рельефа
при вертикальной планировке возникает необходимость вычисления объемов земляных
тел, слагающих планируемую территорию и объемов земляных работ по выемке и
отсыпке (насыпи). Объем земляного тела определяется для того, чтобы отыскать
положение проектной поверхности, соответствующее поставленным техническим условиям.
Объем земляных работ необходимо знать для того, чтобы сопоставлять различные
варианты проектов преобразования рельефа и определения стоимости земляных
работ.
Способы подсчета объемов земляных тел и земляных
работ практически одинаковы. Объем земляных тел выполняется по практическим
(положительным) отметкам, а объемы земляных работ по рабочим отметкам, которые
имеют знак + для отсыпки (насыпи) и знак - для выемки.
ПК 1 ПК 2
Рис. 2 - Определение объемов земляных тел
Объем вычисляется как интеграл
,(42)
где, в соответствии с Рис.2, Р -
площадь поперечного сечения тела между пикетами и (или) плюсовыми точками, l -
протяженность рассматриваемого участка тела между пикетами и (или) плюсовыми
точками, L - общая длина тела (расстояние между ПК 1 и ПК 2).
Сложные формы рельефа земной
поверхности не позволяют точно подсчитать объемы земляных тел, поэтому для
подсчетов используют математические тела (правильные геометрические фигуры).
Все способы определения объемов в зависимости от используемых математических
тел можно подразделить на:
) способ квадратных призм;
) способ суммирования рабочих
отметок центров тяжести квадратов;
) способ треугольных призм;
) способ горизонтальных пластов;
) способ изораб;
) способ вертикальных профилей.
Общим приемом для всех способов
является разбивка земляного тела на правильные геометрические фигуры.
Первый способ разбивкой на
квадратные призмы. При этом, площадка линией нулевых работ разбивается на
участки выемки и подсыпки (Рис 3 Б). В пределах каждого участка выделяют полные
квадраты и квадраты разбитые линией нулевых работ на другие фигуры (трапеции,
треугольники, пятиугольники). Объем при этом для одной призмы (в пределах
целого квадрата, Рис.3- а) вычисляется по формуле
,(43)
где а - сторона квадрата 
-рабочие
отметки.
Рис. 3 - Способ квадратных призм, а)
объем земляных работ в пределах одного полного квадрата; б) разбивка линией
нулевых работ сетки квадратов на участки выемки (выше линии нулевых работ) и
подсыпки ниже линии нулевых работ).
Для всех полных квадратов выемки
(подсыпки) объем составит
,(44)
Где, подстрочный индекс при рабочей
отметке 1,2,3,4 обозначает число вершин квадратов, сходящихся в данной точке.
Существуют несколько разновидностей
этого способа, основанных на формулах, предложенных различными авторами,
например:
Формула Ньютона-Котеса
;
Рис. 4
формула Симпсона
; (46)
Рис. 5
формула Франка
(47)
Рис. 6
На рисунках 4- 6 представлены данные, поясняющие
учет рабочих высот для разных вершин квадратов (цифры обозначают - сколько раз
данная рабочая высота участвует в суммировании при вычислении объёмов земляных
тел).
Для неполных квадратов объем вычисляется по
формуле
,(48)
где 
- площадь фигуры, образованной
сторонами квадрата и линией нулевых работ, 
- среднее арифметическое из рабочих
отметок этой фигуры.
Полный объем выемки (или отсыпки)
найдется как сумма объемов по полным и неполным квадратам.
Второй способ основан на разбивке
земляного тела на квадратные призмы, высота которых равняется 
- рабочей
отметке центра тяжести квадрата. Объем такой призмы равен
, (49)
где 
. При этом все квадраты, чей центр
тяжести располагается выше линии нулевых работ относится, например к выемке, а
ниже к подсыпке или наоборот, в зависимости от знаков рабочих отметок
Объем насыпи и выемки найдется
(50)
Третий способ основан на разбивке
зеленого тела на треугольные призмы (Рис. 7) с вычислением объема земляных
работ по каждой призме по формуле
.(51)
Рис. 7 - Треугольные призмы. а) вид
отдельной треугольной призмы; б) площадка разбитая на треугольные призмы
Для площадки объем насыпи или выемки составит
. (52)
Четвертый способ основан на
расчленении земляного тела на пласты, ограниченные горизонталями-
горизонтальными сечениями, проведенными через определенный интервал - высоту
сечения рельефа. На Рис 8 
площади
смежных сечений, измеренные на плане, например электронным планиметром; h-
высота пласта, обычно равна высоте сечения горизонталями
Объем находится по формулам
, (53)
.(54)
Рис. 8 - Способ горизонтальных
пластов
Пятый способ аналогичен четвертому, но вместо
горизонталей используются изорабылинии равных рабочих отметок.
Шестой способ- способ вертикальных профилей
(Рис. 9) применяется при ВП линейных объектов (сооружений).
Рис. 9 - Способ вертикальных профилей
При незначительном поперечном уклоне объем
находится отдельно для выемки и насыпи по формуле
,(55)
где Р - площадь продольного сечения,
l-ширина дороги (канала). При поперечных уклонах превышающих 0,2 (причем он
неравномерный по трассе), то объем вычисляется для отдельных участков (путем
разбивки трассы на участки) по формуле
, (56)
где Р1, Р2 - площади смежных
поперечных сечений, l- расстояние между ними (Рис.8.9). Формулой можно
воспользоваться если между точками 1 и 2 нет точки нулевых работ. Если есть
точка нулевых работ, то одно из сечений должно быть проведено через точку
нулевых работ.
Рис. 10 - Смежные поперечные сечения
8.2 Картограмма земляных работ
При подсчете объемов планировочных работ на
последней стадии технического проектирования составляется картограмма земляных
работ. На ней разными цветами показываются контуры выемки и насыпи. В каждом
квадрате указывается объемы земляных работ, отметки земли, проектные и рабочие
отметки вершин квадратов. Картограмма передается строителям для перенесения
проекта в натуру. Одновременно она служит для учета выполненных земляных работ
8.3 Точность определения объемов
земляных работ
Точность подсчета зависит от трех основных
факторов, это:
густота точек с исходными высотами, с которой
связана ошибка определения объема за счет обобщения рельефа, по исследованиям
В.Д. Большакова ее можно рассчитать по формуле
Рис. 11 - Подсчет объемов по результатам
нивелирования по квадратам
,(57)
где а - сторона квадрата,
коэффициент 
= 0.012 м -
точность определения высот исходных точек.
Выведем формулу относительной
погрешности определения по способу центров тяжести квадратов
, (58)
Где 
.
Продифференцируем выражение (58) по
всем независимым переменным и получим
. (59)
Заменим дифференциалы квадратами
средних квадратических погрешностей, с учетом того, что
, (60)
при равенстве слагаемых получим
. (61)
Учитывая, что
,
получим значение
.(62)
Относительная погрешность
определения объёма составит
.(63)
Пример для высоты сечения
горизонталями равном 0,5 м, 
, 
, n=100, получим относительную
погрешность определения объёма равной
,
то есть, 5% от объёма.;
Экспериментально установлено, что
наиболее точными способами являются - квадратных и треугольных призм. Примерно
такую же точность имеет способ суммирования центров тяжести. Остальные способы
менее точные. Предельные ошибки для лучших способов при сетке со стороной в 20
м достигают 10-20%.
Производительность труда по
определению объемов земляных работ можно установить путем хронометража.
9. Геодезические работы по выносу
проекта преобразования рельефа в натуру
.1 Перенесение на местность точки с
проектной отметкой
Сущность работы по перенесению на местность
проектной отметки заключается в установке на местности геодезического знака
(кола, отрезка металлической трубы и т.п.), так, чтобы его верхний срез имел
проектную отметку Нпр.
Нивелир устанавливают посредине между репером Rp
и точкой В. По рейке, установленной на репере, берут отсчет а и вычисляют
горизонт прибора:
(64)
Затем вычисляют искомый отсчет b по
рейке, установленной в точке В:
(65)
Рис. 12 - Вынесение на местность
точки с проектной отметкой
Далее, наблюдая в нивелир на рейку
(Рисунок 12), установленную на точке В, забивают колышек до тех пор, пока
отсчет по рейке не станет равным искомому отсчету b. Для контроля правильности
вынесения проектной отметки измерения повторяют. При этом точность нивелирования
должна соответствовать требуемой точности выполняемых работ.
Построение заданной линии с
проектным уклоном
Построение заданной линии с
проектным уклоном выполняется с помощью нивелира и теодолита.
Рис. 13 - Построение линии с
проектным уклоном
Для решения задачи на местности
откладывают проектное расстояние d, отмечают пункт В и вычисляют его проектную
высоту:
. (66)
Устанавливают нивелир (рисунок 13,
а), и взяв отсчет «
» по рейке
на точке А, вычисляют горизонт прибора:
. (67)
После чего вычисляют отсчет по
рейке, который должен соответствовать проектному положению торца колышка в
точке В:
(68)
и выносят отметку точки В. Линия соединяющая
торцы колышков в точках А и В, и будет линией с проектным уклоном.
Если требуется выполнить разбивку на местности
линии со значительными уклонами или углами наклона, то можно использовать
теодолит. В этом случае в точке А устанавливают теодолит и измеряют высоту
прибора, отмечают ее на рейке (рисунок 13,в). От точки А откладывают наклонное
расстояние, рассчитав его по формуле
(69)
и отмечают полученную точку В
колышком. Предвычисляют отсчет при любом (одном) положении круга и
устанавливают его на вертикальном круге теодолита. Устанавливают рейку на точке
В и забивают колышек до тех пор, пока отсчет по рейке не станет равным высоте
теодолита.
Литература
1. Роскартография:
Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000,
1:500. - М.: Картгеоцентр, 2005.
. УМО
по образованию в области землеустройства и кадастров; Гос. ун-т по
землеустройству; Сост.: С.Н. Волков, А.В. Купчиненко, Н.Г. Конокотин, А.А.
Варламов: Примерные программы общепрофессиональных дисциплин. - М.:
Государственный университет по землеустройству, 2005.
. Южанинов
В.С.: Картография с основами топографии. - М.: Высшая школа, 2005.
. Анцибор
В.Я.: Практикум по топографии. - Белгород: БелГУ, 2004.
. В.Н.
Попов и др.; Под ред.: В.Н. Попова, В.А. Букринского; Рец.: Каф.геодезии РУДН,
А.Б. Макаров: Геодезия и маркшейдерия. - М.: МГГУ, 2004.
. Географический
фак. МГУ им. М.В. Ломоносова; Под ред. Ю.Ф. Книжникова: Цифровая
стереоскопическая модель местности. - М.: Научный мир, 2004.
. Лабутина
И.А.: Дешифрирование аэрокосмических снимков. - М.: Аспект Пресс, 2004.
. Обиралов
А.И.: Фотограмметрия. - М.: КолосС, 2014.
. Под
ред. Д.Ш. Михелева: Инженерная геодезия. - М.: Академия, 2014.
. Поклад
Г.Г.: Геодезия. - Воронеж: Истоки, 2004.
. Чурилова
Е.А.: Картография с основами топографии. - М.: Дрофа, 2004.
. МО
РФ; БелГУ, каф. географии и геологии; Сост. А.Г. Корнилов: Программа
промежуточной аттестации студентов по дисциплине "Экологическое
картографирование". - Белгород: БелГУ, 2013.
. МО
РФ; БелГУ, каф. географии и геологии; Сост. А.Г. Корнилов: Учебная программа
дисциплины "Экологическое картографирование". - Белгород: БелГУ,
2003.
. МО
РФ; БелГУ, каф.географии и геологии; Сост. А.Н. Петин: Программа промежуточной
аттестации студентов по дисциплине "Аэрокосмические методы изучения
окружающей среды". - Белгород: БелГУ, 2003.
. МО
РФ; БелГУ, каф. географии и геологии; Сост. А.Н. Петин: Учебная программа дисциплины
"Аэрокосмические методы изучения окружающей среды". - Белгород:
БелГУ, 2013.
. Федеральная
служба геодезии и картографии России, Геодезические, картографические
инструкции, нормы и правила: Правила контроля отображения границ на картах,
предназначенных для открытого опубликования и с пометкой "для служебного
пользования". - М.: ЦНИИГАиК, 2003.
. Федеральная
служба геодезии и картографии России: Сметные укрупненные расценки на
топографо-геодезические работы СУР-2012. - М.: ЦНИИГАиК, 2003.
. Федеральная
служба геодезии и картографии России; Конс.: С.И. Брук, М.Б. Вестицкий, Т.В.
Григорьева и др.; Отв. ред. И.Ю. Каменская: География материков и океанов. -
М.: Картография, 2003.
. Верещака
Т.В.: Топографические карты. - М.: МАИК "Наука/Интерпериодика", 2012.
. Карсунская
М.М.: Геодезические приборы. - М.: Институт оценки природных ресурсов, 2012.