МЕТОДИКА И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Для выполнения задания каждый студент получает: журнал технического нивелирования; пикетажную книжку; отметки начального и конечного реперов Н_Rр1; Н_Rр2; данные для вычисления основных элементов круговой кривой: пикетажное положение вершины угла поворота трассы – ВУ, величину угла поворота трассы – θ,радиус кривой – R.

5.5.1. Обработка журнала технического нивелирования

Цель работы – вычисление отметок всех связующих и промежуточных точек трассы. Обработку журнала ведут в следующем порядке (пример обработки журнала приведен в приложении 3):

1. В графу 10 «Абсолютные отметки» журнала технического нивелирования выписывают отметки начального и конечного реперов Н_Rр1 и Н_Rр2.

2. Вычисляют превышения между связующими точками h₁ и h₂ как разность отсчетов по черной стороне задней З и передней П реек и по красной стороне:

h₁ = (З - П)_ч., (5.1)

h₂ = (З - П)_к. . (5.2)

Если h₁ – h₂ ≤ 5 мм, то вычисляют среднее превышение

h_ср = ½(h₁ + h₂) (5.3)

и записывают его в графу 7 «Средние превышения».

3. Производят постраничный контроль и контроль по ходу. Для этого находят суммы отсчетов по задней ∑З и передней ∑П рейкам, вычисленных ∑(h₁+ h₂) и средних ∑ h_ср превышений.

Контроль состоит в следующем:

∑З - ∑П = ∑(h₁+ h₂), (5.4)

½∑(h₁+ h₂) = ∑h_ср. (5.5)

4. Производят оценку точности нивелирования. Для этого вычисляют полученную невязку f_h в превышениях:

f_h = ∑h_ср - ∑h_теор, (5.6)

где ∑h_ср – сумма средних превышений по всему ходу;

∑h_теор – теоретическая сумма средних превышений.

∑h_теор = Н_Rр2 - Н_Rр1. (5.7)

Определяют допустимую невязку f_hдоп по формуле:

f_hдоп = ± 10мм ∙ , (5.8)

где n – число станций.

Если f_h ≤ f_hдоп, то полученную невязку распределяют поровну на все средние превышения со знаком, обратным невязке:

δf_h = - f_h/ n, (5.9)

где δf_h – поправка в превышении.

Значения округляют до мм и записывают красным цветом над средними превышениями. Контролем распределения невязки является выполнение условия:

∑δf_h = - f_h. (5.10)

5. Вычисляют исправленные превышения h_испр:

h_испр = h_ср + δf_h (5.11)

и записывают их в графу 8.

Контролем вычисления является выполнение условия:

∑ h_испр = h_теор. (5.12)

6. Вычисляют отметки связующих точек (пикетов) Н_ПКi:

Н_ПК0 = Н_Rр1 + h_1испр; (5.13)

Н_ПК1 = Н_ПК0 + h_2испр. (5.14)

Аналогичным образом вычисляют отметки всех пикетов.

Контролем вычислений является получение в конце вычислений отметки Н_Rр2:

Н_Rр2 = Н_ПК5 + h_7испр. (5.15)

7. Вычисляют отметки промежуточных точек Н_{пром i}. Для этого на каждой станции, где имеются промежуточные точки, вычисляют горизонт инструмента ГИ_i:

ГИ_i = Н_ПКi + З_чi, (5.16)

где Зчi – отсчет по черной стороне рейки установленной на этом пикете.

Затем вычисляют отметки промежуточных точек:

Н_{пром i} = ГИ_i - b_{пром i}, (5.17)

где b_{пром i} – промежуточный отсчет по рейке, установленной на плюсовой точке.

5.5.2. Построение продольного профиля трассы

Продольный профиль строят на миллиметровой бумаге формата А2.

1. На листе миллиметровой бумаги вычерчивают сетку профиля, размеры граф сетки показаны в приложении 4.

2. Пользуясь журналом технического нивелирования в масштабе 1:1000 заполняют графы «Пикетаж» и «Расстояния».

3. В графу «Отметки земли» выписывают из журнала абсолютные отметки пикетов и промежуточных точек, округляя их до сотых долей метра.

4. Вертикальный масштаб принимают 1:100 (в 10 раз крупнее горизонтального). Выбирают отметку линии условного горизонта так, чтобы точка с минимальной отметкой была на 3 – 5 см выше линии условного горизонта. Откладывают от линии условного горизонта на перпендикулярах к ней абсолютные отметки точек в масштабе 1:100. Точки, полученные в результате построения, соединяют между собой прямыми линиями и получают профиль трассы.

5. Пользуясь пикетажной книжкой (приложение 2), заполняют графу «План трассы» в соответствии с условными знаками.

5.5.3. Нанесение на профиль трассы проектной линии

Проектную линию проводят при соблюдении следующих условий:

1. Проектный уклон не должен превышать предельного i_пред ≤ 0,05.

2. Переход от положительного уклона к отрицательному (и наоборот) должен сопровождаться горизонтальной площадкой не менее 50 м.

3. Объем земляных работ должен быть минимальным, при этом объем выемок должен равняться объему насыпей.

4. Проектная линия состоит, как правило, из нескольких участков с различными уклонами. Начальной проектной отметкой может быть: отметка точки примыкания трассы к существующим или запроектированным сооружениям. Проектная отметка Н_ПК0 задается преподавателем.

5. С учетом приведенных условий проводят проектную линию и вычисляют проектные уклоны по формуле:

i = h/d = , (5.18)

где Н_н и Н_к – проектные отметки начальной и конечной точек участка проектной линии, определяемые по профилю графически;

d – горизонтальное проложение линии.

6. Для каждого участка трассы, вычисленный предварительно проектный уклон сравнивают с предельным. Если i ≤ i_пред, то проводят проектную линию. Заполняют графу «Проектные уклоны». Для этого в местах изменения уклонов проводят ординаты, отделяющие один участок проектной линии от другого, внутри графы чертой условно показывают знак уклона. Над чертой, посередине, указывают величину уклона, а под ней – расстояние, на котором действует данный уклон.

5.5.4. Вычисление проектных отметок

1. Вычисляют проектные (красные) отметки пикетов и промежуточных точек по формуле:

Н_n = Н_n-1 + i ∙ d, (5.19)

где Н_n – проектная отметка последующей точки;

Н_n-1 – проектная отметка предыдущей точки;

i – проектный уклон на данном участке;

d – горизонтальное расстояние.

Полученные значения округляют до сотых долей метра и записывают в графу «Проектные отметки».

Контролем правильности вычислений является получение проектной отметки на ПК5.

2. Вычисляют рабочие отметки. Рабочие отметки характеризуют высоту насыпи или глубину выемки на каждом пикете и плюсовой точке и определяются как разность между соответствующими проектными (красными) отметками и отметками земли (черными).

Для насыпи рабочие отметки записывают над проектной линией, для выемки – под проектной линией.

3. Проводят ординаты от точек пересечения проектной линии с линией профиля (от точек нулевых работ) до линии условного горизонта и рассчитывают горизонтальные расстояния от этих точек до ближайшего пикета или плюсовой точки.

Вычисление ведут по формуле:

Х , (5.20)

где Х – расстояние от заднего пикета или плюсовой точки до точки нулевых работ;

h₁, h₂ – рабочие отметки соответственно на задней и передней точках профиля, между которыми находится точка нулевых работ;

d – расстояние между точками.

Вычисляют значение У - расстояние от передней точки до точки нулевых работ.

У = d – Х. (5.21)

Полученные значения Х и У округляют до сотых долей метра и записывают над линией условного горизонта справа и слева от ординаты.

4. Вычисляют отметки точек нулевых работ (синие отметки) Н_с:

Н_с = Н_з+ i ∙ Х, (5.22)

где Н_с – отметка точки нулевых работ;

Н_з – проектная отметка заднего пикета или плюсовой точки.

5.5.5. Расчет пикетажного положения главных точек кривой

На углах поворота трассы производят разбивку главных точек кривой: начала НК, конца КК и середины СК. Предварительно рассчитывают пикетажное положение главных точек кривой.

1. Исходными данными для расчета являются: пикетажное положение угла поворота трассы ВУ, радиус закругления R и величина угла поворота θ. В приведенном примере ВУ на ПКЗ +70,50; R = 100 м; θ = 65° 28′.

По значениям R и θ, пользуясь таблицами для разбивки кривых, находят элементы кривой: значения тангенса Т, кривой К, биссектрисы Б и домера Д. Переход к заданному радиусу осуществляется просто, так как все элементы кривой пропорциональны ему. Так, например, для перехода к радиусу, равному 100 м, надо выбранные из таблиц значения уменьшить в 10 раз. Правильность вычисленных по таблицам элементов контролируют по формуле:

Д = 2Т – К. (5.23)

Элементы кривой можно рассчитывать с помощью микрокалькулятора по формулам:

Т = R ∙ tg ; (5.24)

К = ; (5.25)

Б = R(sec Θ/2 – 1). (5.26)

Для справки: sec = .

Все величины вычисляют с точностью до сотых долей метра.

2. Определяют пикетажное положение главных точек кривой по формулам:

НК = ВУ – Т; (5.27)

КК = НК + К; (5.28)

СК = НК + К = КК - К. (5.29)

Контроль выполняют по формуле:

КК = ВУ + Т – Д. (5.30)

Пример приведен на рисунке 5.1.

3. Вычисляют необходимые данные для выноса пикетов на кривую.

Вынос пикетов на кривую производят способом прямоугольных координат. За начало координат принимают НК или КК; направление НК - ВУ или КК - ВУ принимают за ось абсцисс, а перпендикулярное к нему за ось ординат. Значения координат вычисляют по формулам:

х = R ∙ sinγ; (5.31)

у = R(1 – cosγ), (5.32)

где γ – угол при выносе точки на кривую.

γ = , (5.33)

где k – ближайшее расстояние от пикета до начала или конца кривой.

4. Составляют схему разбивки круговой кривой.

1:1000

Основные элементы кривой

Θ = 65°28′

R = 100 м

Т = 64,28 м

К = 114,26 м

Д = 14,30 м

Б = 18,88 м

Расчет пикетажного положения главных точек кривой

ВУ ПК 3 +70,50

-Т 64,28

НК ПК 3 +6,22

+К 114,26

КК ПК 4 +20,48

-½К 57,13

СК ПК 3 +63,35

Контроль: ВУ ПК 3 +70,50

+Т 64,28

∑ ПК 4 +34,78

-Д 14,30

КК ПК 4 +20,48

Вынос пикета на кривую

k = 20,48; γ = 11°44′; х = 20,34 м; у = 2,09 м

Рисунок 5.1 – Разбивка круговой кривой

На листе бумаги формата А4 проводят две линии под углом Θ. В масштабе 1:1000 в обе стороны от вершины угла откладывают величину Т, определяют положение НК и КК, засечками из этих точек находят положение центра окружности и проводят дугу окружности.

Угол (180 - θ) делят пополам и находят положение СК. От принятого начала координат (НК или КК) по направлению тангенса откладывают значение Х, а по перпендикуляру – У и получают положение пикета на кривой. В нижней части листа записывают результаты вычислений.

5. Пользуясь расчетом пикетажного положения главных точек кривой, заполняют графу «План прямых и кривых» профиля.

Посередине графы проводят прямую линию, на ней находят положение точек НК и КК и вычерчивают кривую. При правых углах поворота выпуклость кривой направляют вверх, при левых – вниз. Около кривой выписывают все шесть ее элементов: R, θ, Т, К, Д, Б. На прямых участках трассы (прямых вставках) записывают их длину.

5.6. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА И ЕГО ФОРМА

Отчет по лабораторной работе оформляется на листах А4. Продольный профиль вычерчивается на миллиметровой бумаге формата А2. Все надписи и построения выполняют тушью или гелевыми ручками тонкими линиями (см. приложение 4).

Красным цветом вычерчивают проектную линию, проектные и рабочие отметки, ось дороги в графе «План трассы», все линии и цифры в графах «Проектные уклоны» и «План прямых и кривых».

Синим цветом, вычерчивают перпендикуляры из точек нулевых работ на линию условного горизонта, указывают рабочие отметки 0,00 и расстояния до точек нулевых работ и их отметки.

Все остальные построения и надписи выполняют черным цветом.

Отчет должен содержать: пикетажную книжку (приложение 2), обработанный журнал технического нивелирования (приложение 3), чертеж круговой кривой в масштабе 1:1000 и ее расчет (рисунок 5.1), профиль продольного нивелирования трассы на миллиметровой бумаге (приложение 4). Графический материал подшивается к отчету.

5.7. ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАБОТЫ

1. Каковы основные технические и экономические требования, предъявляемые к проектированию трасс автомобильных дорог?

2. Как производится расчет элементов круговых кривых?

3. Как производится расчет пикетажного положения главных точек кривой?

4. Каков порядок обработки журнала технического нивелирования трассы линейного сооружения?

5. Каковы основные принципы построения проектной линии автодороги на продольном профиле?

Защита проводится в виде собеседования.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: