Геодезия как наука

В процессе съемки на каждой станции составляют абрис (рис. 15). На нем показывают положение станции хода, направление на предыдущую и последующую точки, расположение всех съемочных пикетов, рельеф и ситуацию местности. Съемочные пикеты отмечают теми же номерами 1..10, что и в полевом журнале, ситуация местности изображается условными знаками, рельеф - горизонталями. Между точками на абрисе проводят стрелки, указывающие направление понижения местности.

По окончании работы на станции проверяют ориентирование лимба теодолита, для чего снова  визируют на предыдущую точку хода. Если повторный отсчет отличается от начального более чем на 5’, съемку на данной станции переделывают. Для контроля на каждой станции определяют несколько пикетов, расположенных в полосе съемки со смежных станций.

В простейшем случае составление  плана по результатам тахеометрической съемки начинают с построения координатной сетки и нанесения по координатам точек теодолитного хода. Правильность нанесения точек хода контролируют по длинам его сторон: измеряют расстояния между вершинами - выраженные в масштабе, они должны быть равны расстояниям между соответствующими точками на плане или отличаться не более чем на 0,2 мм.

Вслед за этим наносят  на план пикетные точки циркулем-измерителем, масштабной линейкой и транспортиром. Данные для нанесения берут из журнала тахеометрической съемки.

Направление на пикеты со станции (рис. 16) строят по транспортиру. Например, при съемке на станции II лимб теодолита был ориентирован по направлению на точку I. Транспортир прикладывают центром к точке II плана, а отсчет 0°00’ совмещают с направлением на точку I. Направление на точку I получают, отложив по дуговой шкале транспортира 18°40’, а расстояние до точки Iот станции II - отложив в масштабе плана горизонтальное проложение 48,9 м. Для этого но направлению 18°40’ проводят карандашом тонкую линию, а измерителем по масштабной линейке находят отрезок 48,9 м и откладывают его по створу линии от станции II на точку I. Аналогично наносят и другие точки.

  
Рис. 16. Построение направлений на пикеты со станции тахеометрического хода

Для ускорения работы поступают так. По внешней окружности транспортира отмечают направления на все пикеты. Рядом с каждой точкой ставят номер. Если есть углы более 180°, транспортир перекладывают, поворачивая его на 180°. После этого по нему отмечают значения угла минус 180°. Когда все углы отмечены, транспортир снимают. Из станции, как из центра, на все точки проводят лучи и откладывают расстояния. Конец каждого отложенного расстояния дает положение точки. Точку изображают кружком, рядом выписывают из журнала его отметку.

Вместо транспортира применяют также линейки-тахеографы. Они представляют собой прозрачный круг с разграфкой от 0 до 359°. По отметкам станций и реечных точек на плане проводят горизонтали с принятым сечением рельефа. Следы горизонталей отыскивают графической интерполяцией между точками, которые в абрисе соединены стрелками. Соединение каких-либо двух точек в абрисе говорит о том, что местность между ними имеет один скат, без перегибов.

Все контуры и рельеф, изображаемые на плане, вычерчивают  тушью в соответствии, с условными  знаками. Над северной рамкой делают заглавную надпись, под южной рамкой подписывают числовой масштаб, высоту сечения рельефа, вычерчивают линейный масштаб и график заложений.

Автоматизация тахеометрической съемки. С появлением электронных  тахеометров стала возможна частичная  или полная автоматизация тахеометрической съемки.

При съемке электронный  тахеометр устанавливается на съемочных  точках, а на пикетных точках - специальные  вешки с отражателями, входящими  в комплект тахеометра. При наведении  на отражатели вешки в автоматическом режиме определяются горизонтальные и вертикальные углы, а также расстояние до смежных съемочных и пикетных точек. С помощью микроЭВМ тахеометра производят обработку результатов измерений и в итоге получают приращения ∆х и ∆y координат и превышения h на смежные съемочные и пикетные точки. При этом автоматически учитываются все поправки в измеряемые расстояния и за наклон вертикальной оси прибора в измеряемые углы. Результаты измерений могут быть введены в специальное запоминающее устройство (накопитель информации) или переписаны на магнитную кассету. В дальнейшем из накопителя или с магнитной кассеты информация поступает в ЭВМ, которая по специальной программе производит окончательную обработку результатов измерений, включающую вычисление координат съемочных и пикетных точек, уравнивание съемочного хода и другие вычисления, необходимые для графического построения топографического плана или цифровой модели местности. Графическое построение топографического плана осуществляется графопостроителем, соединенным с ЭВМ.

3.4 Выполнение вертикальной  съёмки. План поверхности в горизонталях. Построение продольного профиля по направлению.

 

При проектировании рельефа  территории компактной конфигурации —  межмагистральных пространств, площадей, перекрестков улиц целесообразно применить метод проектных горизонталей. В этом случае проектируемая поверхность изображается непосредственно на плане по тому же принципу, что и естественный рельеф: проектные горизонтали являются проекциями линий пересечения проектного рельефа горизонтальными плоскостями, проведенными на определенных равных расстояниях по высоте друг от друга. 
Новый рельеф, выраженный проектными горизонталями, достаточно легко воспринимается при пользовании проектом ; вертикальной планировки:, отметку любой точки на плане легко находят по интерполяции- между соседними проектными горизонталями. Особенно удобно таким методом изображать микрорельеф территорий с часто меняющимися уклонами. 
При проектировании вертикальной планировки улиц помимо разработки продольного, и поперечных профилей возникает необходимость изображения проектными горизонталями отдельных участков, для которых выявление поверхностей профилями невозможно: сопряжения проезжих частей улиц на перекрестках, пересечения улиц в разных уровнях, площади и др. То же относится и к улицам при их большой ширине в красных линиях: отдельные элементы поперечника могут иметь различные продольные уклоны и поперечные профили не отражают в полной мере особенностей планируемой поверхности. 
Таким комбинированным методом вертикальной планировки пользуются и при проектировании межмагистральной территории в условиях сложного рельефа: несколько профилей, составленных по взаимно перпендикулярным направлениям, служат основой для выбора идеи организации рельефа и его детального проектирования проектными горизонталями; эти же профили в процессе использования проекта облегчают восприятие проектного решения, поскольку охватить взглядом значительную территорию с многочисленными деталями затруднительно. Проектные горизонтали обычно отражают результаты работ по проектированию рельефа, основанные на аналитических расчетных методах, и дают наглядное и четкое представление о проектном рельефе планируемой поверхности. Для того чтобы рельеф легко «читался» при работе с планом, нужно соблюдать оптимальную густоту проектных горизонталей; они не должны быть крайне редкими при плоском рельефе или излишне густыми при крутом. Это обеспечивается подбором соответствующего сечения рельефа горизонталями в зависимости от крутизны рельефа и масштаба плана. 
Так как сечение рельефа горизонталями в пределах чертежа постоянно, расстояния между ними в плане характеризуют величину уклона. Основные свойства горизонталей состоят в следующем:

1) все точки, лежащие  па одной горизонтали, имеют  одинаковую и равную значению горизонтали отметку; признаком постоянного значения уклона являются одинаковые расстояния между горизонталями;

2) угол, образованный  горизонталью, направленный вершиной  в сторону более низких отметок,  обозначает гребень, а в сторону  более высоких — пониженное место, лоток;

3) разрывы горизонталей  у планировочных элементов, пересечения  разноименных горизонталей показывают вертикальную стенку, высотой равную разности отметок пересекающихся горизонталей;

4) замкнутые горизонтали,  концентрически расположенные одна в другой, выражают холм, если внутри лежат более высокие горизонтали, или котловину при расположении внутри более низких горизонталей;

5)поверхностные воды  с планируемой площадки стекают  по линии наибольшего ската, т. е. в направлении, перпендикулярном горизонталям;

6) горизонтали, выражающие  плоскость, параллельны и расположены  на равных расстояниях одна  от другой, а представляющие криволинейную  поверхность — непараллельны или параллельны, но имеют переменное заложение;

7) в отличие от горизонталей  топографического плана, изображающих поверхность, сглаженную под воздействием природных и аптропогенных факторов, и поэтому имеющих плавное криволинейное очертание, проектные горизонтали, характеризующие искусственно создаваемую поверхность из нескольких сопрягаемых плоскостей, обычно имеют прямолинейный характер.

 

Проектирование линии  заданного уклона часто встречается  в инженерной практике, в частности  при трассировании по карте линейных сооружений. Если задан предельный уклон, под которым должна проходить проектная линия, то рассчитывают, какое расстояние между смежными горизонталями соответствует этому уклону. Затем, установив это расстояние в раствор измерителя, откладывают его постепенно в нужном направлении, устанавливая иглы измерителя между соседними горизонталями, не пересекая их одним раствором измерителя (рис. 17). 

 

 

 

Рис. 17. Построение линии с предельным уклоном

Рис. 18. М 1:50 000 Сечение рельефа сплошными  горизонталями через 10 м 

 

Масштабы профиля:

1. Горизонтальный 1:50 000

2. Вертикальный  1:1000

Рис. 18. Построение продольного профиля

Чтобы построить  продольный профиль по направлению  АВ, сначала определяют отметки тех горизонталей, которые пересекают заданное направление. Отметки характерных точек рельефа находятся интерполяцией между соседними горизонталями. Для построения профиля по заданному направлению к линии АВ прикладывают полоску бумаги, по краю которой отмечают карандашом точки пересечения линии В с горизонталями, хребтами, логами, и выписывают на ней отметки этих точек. Затем отметки точек местности, указанные на полоске бумаги, переносят на горизонтальную линию, которую вычерчивают под планом (рис. 18). В этом случае горизонтальный масштаб профиля равен масштабу плана. Задаваясь вертикальным масштабом, например 1:1000 (берут обычно в 10 раз крупнее, чем масштаб плана на листе бумаги), ниже плана проводят несколько параллельных линий на расстоянии одна от другой, равном 1 см. В таком случае каждый сантиметр построенной шкалы высот соответствует высоте сечения горизонталей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Решение специальных задач инженерно-геодезического назначения по обеспечению строительных работ.

 

Промышленное и жилищное строительство, реконструкция и благоустройство промышленных предприятий и населенных мест осуществляется по следующим стадиям.

• Изыскания.
• Проектирование
• Строительство.
• Эксплуатация сооружения.

На стадии изысканий  геодезические работы заключаются  в получении планов или карт территории строительства путем топографических съемок местности различными способами. Задача – дать качественную топографическую основу для проектирования строительства.

Геодезическими работами на стадии проектирования являются: вертикальная планировка территории горизонтальной или вертикальной плоскостями под строительство какого – либо сооружения, построение продольного профиля трассы и поперечных профилей при проектировании сооружений линейного типа, подготовка разбивочных данных для выноса проекта сооружения на местность и т.д. Все материалы проекта планировки оформляются графически на топографической основе в масштабах 1:5000 – 1:10000. К проекту прилагается пояснительная записка.

При строительстве крупных  и сложных объектов составляются генеральные планы на каждый отдельный элемент: генеральный план благоустройства, генеральный план подземных сооружений и т.д. Генеральным планом строительного объекта называют основной чертеж (масштаб 1:500, 1: 2000), представляющий собой изображение на бумаге границ объекта, всех зданий, подземных, наземных и воздушных сооружений и устройств, составляющих комплекс проектируемого объекта, проектируемого озеленения и сохраняющейся существующей растительности, проектируемого вновь и сохраняющегося естественного рельефа. Он является неотъемлемой частью стадий проектирования и строительства, отражает сущность проекта и является основой для воплощения последнего в натуре.

При составлении генеральных  планов производится увязка существующих и проектируемых объектов в смысле их правильного размещения друг относительно друга в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Все работы, связанные с выявлением наиболее рационального расположения проектируемых объектов, их взаимной ориентировкой в горизонтальной плоскости, отвода под застройку участка определенных размеров, называют горизонтальной планировкой. В отличие от нее вертикальная планировка есть размещение элементов строительного объекта по высоте. Горизонтальная планировка всегда предшествует вертикальной, но неразрывно связана с ней. Расчет горизонтальной планировки может вестись либо графоаналитическим способом (при отсутствии существующих капитальных сооружений), либо аналитическим.

Стадия строительства  включает:

Подготовительный период – геодезические работы обеспечивают правильное расположение на территории строительства мест складирования стройматериалов и элементов конструкций, временных сетей водопровода, освещения и т.д.

Начальный период (нулевой  цикл) – заключается в перенесении  осей сооружения в натуру, контроль за возведением подземной части.

Период строительства  – контроль за соблюдением геометрических форм сооружения, предусмотренных проектом.

Завершающий период –  исполнительные съемки.

Геодезические работы начинают с выноса проекта сооружения в натуру, то есть на местность. Такие работы называют разбивочными.

 

4.1 Построение  линии заданного уклона.

 

От точки В, закрепленной на местности или обозначенной на обноске, необходимо построить линию  с уклоном i = 0.0N через точки 1, 2 и 3 (рис.62), обозначенные на местности торцами колышков или рисками на обноске. Расстояние между точками d b-1 = d 1-2 = d 2-3 = 10 м.

Рис.20. Схема построения линии заданного уклона

Это задание выполняют  в следующей последовательности.

Сначала определяют высоты точек 1, 2 и 3 по формуле Hi = Hв + i . di, затем вычисляют "проектные рейки" в этих точках bi = ГП - Нi, где ГП = Нв + b.

Устанавливая последовательно  рейку в точках 1,2,3, опуская или  поднимая ее до тех пор, пока отсчет по ней окажется соответственно равным b1, b2, b3, а пятка рейки будет находиться на проектных высотах. Прямая, проходящая через отмеченные точки, и будет линией заданного уклона. Для контроля перенесение в натуру линии заданного уклона выполняют по двум сторонам рейки или при двух горизонтах прибора.

Построение линии АВ проектного уклона наклонным лучом (рис.62а) осуществляют в следующем  порядке. Сначала выносят в натуру проектные  отметки точек А  и В.  Затем устанавливают нивелир  над точкой А так,  чтобы один из подъемных винтов был направлен  в сторону точки В и с его помощью наклоняют зрительную трубу нивелира до тех пор пока отсчет по рейке,  установленной  на  проектной отметке в  точке  В,  не будет равен высоте прибора над точкой А. Торцы всех промежуточных колышков между точками А и В  устанавливают в  проектное  положение по отсчету по рейке,  равному высоте прибора над точкой А. Линию проектного уклона можно вынести при помощи теодолита, находящегося над точкой А. Для этого визирную ось зрительной трубы в положении КЛ наклоняют до получения отсчета по вертикальному кругу равного v + МО, где v - угол наклона, соответствующий проектному уклону, МО - место нуля.