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 б_АВ линии АВ и измеренные правые по ходу лежащие углы в₁ и в₂.

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

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

б _ВС = б_АВ + 180° - в₁; б_CD = б_ВС + 180° - в₂.

б_ВС = б_АВ +180 ^о — в1 = 08 ^о38,2ґ +180 ^о — 189 ^о59,2ґ =358 ^о39,0ґ.

б _СD = б_ВС +180 ^о — в2 = 358 ^о39,0ґ +180 ^о -168 ^о 50,8ґ = 9 ^о48,2ґ.

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 б_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 б_ВС линии ВС следует взять из решения предыдущей задачи.

Координаты точки С вычисляются по формулам:

x_С= х_В + Дx_BC; y_С = y_В + Дy_ВС,.

где Дх_ВС и Ду_ВС — приращения координат, вычисляемые из соотношений: Дх_ВС = d_ВС cos б_ВС; Ду_ВС = d_ВС sin б_ВС.

ДХ_ВС = d_ВС ? cosб_ВС = 239,14? cos 358 ^о39,0ґ = + 239,07 м.

ДY_ВС = d_ВС ? sinб_ВС = 239,14? sin 358 ^о39,0ґ = - 5,63 м.

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

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

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 + 8Ч100 = 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: r₁₅₋₁₆ = arctg = 40⁰34,4^/ в юго-западной четверти.

б₁₅₋₁₆ = 40⁰34,4^/ + 180⁰00,0^/ = 220⁰34,4^/..

Таблица 1. Ведомость вычисления координат вершин.

изм = 539⁰ 59,0^/ исп = 540⁰ 00,0^/ d = 1200,55.

теор = 180⁰ (n — 2) = 540⁰.

f факт = -1,0^/.

f доп = + 1 = 2,2^/..

= - = ;

Контроль:

= f _в факт = - 1,0^/.

Таблица 2. Расчет теодолитного хода.

x = 0,21 x = -0,21 x_исп = 0.

у = -0,26 у = + 0,26 у_исп = 0.

x_т = 0 у_т = 0.

fx = 0,21; fy = -0,26 fs = 0,33.

;

I/Т I /2000 — допустимая погрешность Таблица 3. Ведомость увязки превышений высотно-теодолитного хода и вычисления отметок станций.

Р = 12, 0 Уh_ср = +0,12 Уh_исп = 0.

f_h = Уh_ср — Уh_т = Уh_ср — 0 = + 0,12 — 0 = + 0,12 м.

доп. f_h =. д_{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:

Ломаную линию проводим так, чтобы отрезки ломаной между соседними горизонталями были равны 25 мм.

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 = 1454 мм;

в точке В.. b = 2878 мм.

Построить поясняющий схематический чертеж.

Решение.

Отметка точки А: Н_А =108,108 м.

Превышения между точками.

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

Отметка точки В.

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

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 = 109,562 м Отметка точки В.

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

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'.

2. 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.

3. 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.

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 = 106,406 м Черная отметка ПК1+80:

h = Н_пер. — Н_зад. = Н _ПК 2 — Н _ПК 1+44 = 105,692 — 107,884 = -2,192 м.

d = 56 м, i = —0,039.

Н _ПК 1+80(черная) = Н _ПК 1+44(черная) + i d = 107,884+(-0,039) 36 = 106,480 м Точки нулевых работ:

1).

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

2).

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° + г.

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 в 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.