Цель лабораторной работы – помочь в изучении и закреплении знаний по теме «Геодезические разбивочные работы», для чего каждый студент должен индивидуально произвести вычислительную обработку результатов геодезических измерений, приобрести навыки в решении обратной геодезической задачи и подготовить необходимые разбивочные данные для переноса проекта застройки в натуру. Содержание работы следующее:
2. Составить разбивочный чертеж здания прямоугольной формы с габаритными размерами 20х30 м.
3. Составить план теодолитной съемки для точек 1 и 2 в масштабе М 1:1000.
4. Используя разбивочный чертеж, расчетные данные и план теодолитной съемки произвести вынос в натуру четырех углов здания А, В, С и D.
7.2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Процесс перенесения проектов планировки и застройки в натуру называется геодезическими разбивочными работами. При этом выносят и закрепляют поворотные точки красной линии, линию застройки или габариты и оси отдельных зданий и сооружений. Геодезические разбивочные работы состоят из совокупности геодезических операций – элементов геодезических разбивочных работ. Элементами геодезических разбивочных работ являются геодезические построения в натуре заданных проектом углов, линий и высот.
Расчет элементов геодезических разбивочных работ при вынесении осей инженерного сооружения в натуру основан на решении обратной геодезической задачи. Сущность решения обратной геодезической задачи заключается в определении горизонтального проложения линии и ее ориентирного (дирекционного) угла по известным прямоугольным координатам точек начала и конца этой линии.
Выполнение данной работы носит расчетно-графический характер и не требует соблюдения особых требований по технике безопасности
7.5. МЕТОДИКА И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Исходными данными для выполнения работы являются: координаты точек теодолитного хода 1 (Х1, У1) и 2 (Х2, У2), координаты углов сооружения А (ХА, УА) и В (ХВ, УВ), дирекционный угол α1-2 (см. приложение 13) и схема перенесения в натуру габаритов сооружения полярным способом (см. рисунок 7.1). Порядок выполнения работы следующий:
7.5.1. Расчет разбивочных элементов
Чтобы вынести на местность две точки здания (например А и В), необходимо знать полярные углы β1, β2, β3 и проложения d1-А, d1-В, d2-В от этих точек до опорных геодезических станций (рис. 7.1).
Эта задача решается аналитически. Углы β1, β2, β3 можно определить через дирекционные углы:
β1 = α1-А - α1-2, (7.1)
β2 = α1-В - α1-2, (7.2)
β3 = α2-1 - α2-В. (7.3)
Рисунок 7.1 – Разбивочный чертеж с таблицей разбивочных элементов
В формулах (7.1), (7.2) и (7.3) известен только дирекционный угол линии 1-2 - α1-2.
Чтобы найти дирекционные углы α1-А, α1-В, α2-В, необходимо решить три обратных геодезических задачи. Решение сведём в таблицу 7.1.
Таблица 7.1 – Расчет разбивочных элементов
№ п\п
Формулы и обозначения
Результаты вычислений для линий
1 – А
1 – В
2 – В
Для линии n – m
Ym
YA
YB
YB
Yn
Y1
Y1
Y2
∆Y = Ym - Yn
Xm
XA
XB
XB
Xn
X1
X1
X2
∆X = Xm - Xn
Продолжение таблицы 7.1
tg r = ∆Y / ∆X
r
α
sin r
cos r
d(n-m)1 = ∆Y/sin r
d(n-m)2 = ∆X/cos r
d(n-m)cp = (d(n-m)1 + d(n-m)2) / 2
Примечания: Заполняя таблицу, восьмым действием находят румб r, а по знакам приращений координат ∆Y и ∆X (действия 3 и 6) устанавливают четверть, в которой он находится и находят дирекционный угол (таблица 7.2) .
Таблица 7.2 – Формулы связи дирекционных углов и румбов
Четверть
Название румба
Пределы значений дирекционных
углов
Формула
вычисления дирекционного угла
Знаки приращения координат
∆X
∆Y
I
СВ
00 – 900
α = r
+
+
II
ЮВ
900 – 1800
α = 1800 – r
–
+
III
ЮЗ
1800 – 2700
α = 1800 + r
–
–
IV
СЗ
2700 – 3600
α = 3600 – r
+
–
При вычислении следует помнить, что дирекционные углы не могут иметь отрицательные значения и быть более 3600. Поэтому к значению дирекционного угла, если оно получилось отрицательным, прибавляют 3600, а если оно больше 3600, то вычитают 3600.
Зная дирекционные углы α1-А, α1-В, α2-В, находят углы β1, β2, β3 по формулам (7.1 – 7.3).
Таким образом, данные для переноса проекта в натуру рассчитаны.
7.5.2.Составление разбивочного чертежа
Разбивочным чертежом называют чертеж, на котором изображена схема расположения проектного здания относительно точек геодезической сети (теодолитного хода) и приводятся все необходимые данные (углы, длины линий и др.) для перенесения проекта в натуру.
На рис. 7.1 приведен образец разбивочного чертежа.
Для того, чтобы обозначить на местности четыре угла здания - A,B,C,D достаточно сначала закрепить два угла А и В от точек теодолитного хода, остальные два угла С и D закрепляют от вынесенных в натуру углов А и В.
Составление рабочего чертежа с использованием рассчитанных разбивочных элементов ведут следующим образом. На листе чертежной бумаги формата А4 вычерчивают схему, затем подписывают номера точек, дирекционные углы αi, горизонтальные проложения di и углы βi, приводят таблицу разбивочных элементов.
7.5.3. Составление плана теодолитной съёмки
План теодолитной съёмки составляют на листе чертежной бумаги формата А4 в масштабе 1 : 1000.
Строят координатную сетку. Правильность построения контролируют путем измерения диагоналей квадратов. Допустимая погрешность ± 0,2 мм. Сетку подписывают с таким расчетом, чтобы полигон расположился внутри её. Линии сетки подписывают координатами, кратными 100 м.
Производят построение вершин теодолитного хода 1 и 2, откладывая координаты Х1, У1 и Х2, У2. Правильность построения контролируют измерением дирекционного угла α1-2. На местности положение точки А находят следующим образом: устанавливают теодолит в точке 1, переводят его в рабочее положение (выполнив поверки и подготовив зрительную трубу к наблюдению), совмещают ноль лимба и ноль алидады и при открепленном лимбе визируют на точку 2. Открепляют винт алидады и, используя данные разбивочного чертежа, вращением теодолита при «круге право» устанавливают на верньере отсчет, равный углу β1. Затем в направлении оси визирования трубы откладывают мерной лентой (или рулеткой) горизонтальное проложение линии 1-А. На расстоянии d1-А от точки 1 забивают колышек – закрепляют точку А.
Для контроля горизонтальный угол β1 и проложение d1-А откладывают при «круге лево» и закрепляют точку А. Если точки, закрепленные при «КП» и «КЛ» не совпадают, то за окончательное положение точки А принимают среднее.
Аналогичным образом выносят в натуру точку В. Положение точки В, после ее вынесения в натуру, контролируется путем измерения угла β3 в точке 2, величина которого должна быть равна расчетному значению.
Для нахождения точки D теодолит переносят на точку А, откладывают от линии АВ угол 900. В направлении оси визирования откладывают ширину здания по проекту и закрепляют точку D.
Для выноса в натуру точки С теодолит устанавливают в точку В, откладывают на лимбе от линии ВА угол в 2700 и закрепляют точку С.
Правильность выноса в натуру размеров здания контролируют промером на местности длины диагонали АС, которая должна быть равна расчетной:
(AC)расч = (АВ)2 + (ВС)2 . (7.4)
Расхождение между измеренной длиной диагонали и расчетной должна быть не более 1/5000, т. е.
((АС)изм – (АС)расч)/(АС)расч £ 1/5000 . (7.5)
На плане теодолитной съемки в масштабе 1:1000 производят вынос в натуру четырех углов здания А, В, С, D полярным способом. Используя транспортир обозначают все углы и расстояния и оформляют план тушью (рис. 7.2).
7.6. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА И ЕГО ФОРМА
Отчет по лабораторной работе должен содержать цель работы, расчет разбивочных элементов в табличной форме, разбивочный чертеж на чертежной бумаге формата А4, выполненный в карандаше, план теодолитной съёмки с выносом в натуру углов здания в масштабе 1:1000 выполненный на чертежной бумаге формата А4 в туши. Отчет выполняется на бумаге формата А4.
Рисунок 7.2 – План теодолитной съемки М 1:1000
7.7. ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАБОТЫ
1. Что называют геодезическими разбивочными работами?
2. Что представляют собой элементы геодезических разбивочных работ?
3. В чем сущность и как решается обратная геодезическая задача?
4. Каким образом выносят разбивочные элементы в натуру?
ЛИТЕРАТУРА
1. Основная
1. Инженерная геодезия. Учеб. для вузов / Е. Б. Клюшин, М. И. Киселев, Д. Ш. Михелев, В. Д. Фельдман; Под ред. Д. Ш. Михелева. – М.: Высш. шк., 2000. – 464 с.
2. Федотов Г. А. Инженерная геодезия: Учебник / Г. А. Федотов. – М.: Высш. шк., 2002. – 463 с.
3. Куштин И. Ф., Куштин В. И. Инженерная геодезия. Учебник. – Ростов н/Д.: ФЕНИКС, 2002. – 416 с.
2. Дополнительная
1. Курс инженерной геодезии / Под ред. В. Е. Новака.– М.: Недра, 1989.– 432с.
2. Практикум по инженерной геодезии /Под ред. В. Е. Новака. – М.: Недра, 1987. – 336 с.
3. Фельдман В. Д., Михелев Д. Ш. Основы инженерной геодезии. – М.: Высшая школа; Издательский центр «Академия», 1999. – 300 с.
4. Елисеев А. А. Методические указания по выполнению расчетно-графических работ. Ставрополь, 1987. – 72 с.
5. Найденко В. Н. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ по теме «Обработка результатов и составление плана теодолитно-тахеометрической съемки» – Ставрополь: Типография СтГТУ, 1998. – 47 с.