Геодезические работы при изысканиях железных дорог

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Сибирский государственный  университет путей сообщения

 

Кафедра «Изыскания, проектирование, постройка железных и авт. дорог»

 

Дисциплина: «Основы геодезии»

 

 

 

Геодезические работы при  изысканиях железных дорог

 

Реферат

 

 

 

 

 

Руководитель              Выполнил ст. гр. 12ВД-7

__________ Могилевский А.П.   ___________Копцева Е.А.

   (подпись)      (подпись)     

_____________________    _____________________

     (дата проверки)      (дата сдачи на проверку)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск 2013 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Инженерно-геодезические  работы на железнодорожном транспорте сопровождают строительство сооружений и зданий на всех стадиях, включая  изыскания, проектирование, строительство  и эксплуатацию. Основную часть изыскательских работ составляют геодезические. Вынос проектов сооружений в натуру выполняются геодезическими методами (разбивочные работы), в процессе строительства ведутся постоянные проверки геодезическими методами правильности установки в проектное положение строительных конструкций, а при эксплуатации сооружений периодически ведут наблюдение геодезическими методами за деформациями железнодорожного пути и искусственных сооружений.

Геодезические работы — проводятся при изысканиях железных дорог районах пролегания будущей трассы с целью получения информации об особенностях рельефа, привязки трассы и разбивки мест расположения железнодорожных зданий и сооружений; при реконструкции ж. д. и строительстве вторых путей осуществляют съём  существующего пути.

Геодезические работы, проводимые для окончательно выбранного варианта, заключаются в разметке всей трассы на пикеты с использованием различных  геодезия, инструментов.

Геодезические работы помощью  теодолита определяют углы поворота трассы, светодальномерами измеряют расстояния между вершинами них углов. В ходе этих работ создают также пост, планово-высотное съемочное обоснование, прокладывая в 30—50 м от трассы магистраль, закреплённую знаками через 400—500 м. Для проектирования примыканий ж. д. съездов, парков путей и поворотных устройств производят съёмку предполагаемых участков в масштабах 1:500—1:1000.

Понятие о трассировании  линейных сооружений.

Линейными называются сооружения, которые имеют большую протяжность  при сравнительно малой ширине. К таким сооружениям относятся железные дороги, шоссейные дороги, каналы, трубопроводы и т.д.

Ось линейного сооружения называется трассой.

В плане трасса состоит  из прямых участков, соединяемых кривыми  постоянного и переменного радиусов кривизны. В своём продольном профиле трасса состоит из прямых линий разного уклона, соединяемых вертикальными кривыми.

Основное требование, предъявляемое к дорожным трассам, это - обеспечение плавности и  безопасности движения с заданными  скоростями. Поэтому план трассы и её профиль должны отвечать определённым требованиям, которые регламентируются техническими условиями на проектирование, где задаются предельно допустимые (руководящие) уклоны, минимально возможные радиусы кривых и другие элементы. Вместе с тем трасса должна проходить так, чтобы обеспечивались наименьшие расходы на строительство дороги и последующую её эксплуатацию.

Комплекс работ  по определению положения трассы называется трассированием.

Сначала выполняется  камеральное трассирование - проектирование трассы по топографическим планам и картам или материалам аэрофотосъёмки.

Сначала выполняется камеральное трассирование – нанесение трассы на топографические карты, планы или материалы аэрофотосъемки. При этом необходимо обходить контурные и рельефные препятствия. В этих случаях возникают варианты проложения трассы.

В равнинной местности при уклонах  местности меньше допустимых выполняют свободное проектирование, используя вольный ход, при котором укладку трассы производят по кратчайшему направлению, и её положение зависит только от естественных и искусственных препятствий. При выборе положения трассы в равнинной местности отклоняться от прямого направления между заданными опорными пунктами вынуждает необходимость обходить препятствия (водотоки, болота и др.), участки с застройкой, ценные для народного хозяйства и заповедные земли.

В горной местности положение трассы диктуется рельефом. В холмистой  и горной местности крутизна скатов превышает допустимые уклоны дороги, и в таких условиях трассу прокладывают напряженным ходом, т.е. отыскивают такие её направления, которые имеют предельно допустимый уклон. В результате получают извилистую трассу, которую на отдельных участках спрямляют, заменяя ломаную линию на прямую. В горной местности, для обеспечения допустимого уклона, трассу прокладывают в виде серпантинов и петель. В сложных случаях намечают несколько вариантов трассы и после тщательного их анализа выбирают лучший.

После камерального трассирования  выполняют полевые изыскания, в ходе которых устанавливают окончательное положение трассы. Проект трассы выносят на местность. Укладывают трассу в виде теодолитно-нивелирного или теодолитно-высотного хода.

Вершины углов поворота - точки пересечения смежных прямых – выносят измерениями от пунктов  геодезической основы или от ближайших чётких контуров, показанных на карте. Установив вехи на линии между соседними углами поворота, обследуют местность по трассе. При наличии препятствий линию смещают. Окончательное положение вершин углов закрепляют. Основные элементы трассы: план и продольный профиль.

В плане трасса состоит из прямых участков, соединенных кривыми постоянного или переменного радиуса кривизны.

В продольном профиле трасса состоит из прямых участков разного уклона, соединенных вертикальными кривыми.

Затем переходят к рабочему проектированию. Для каждого сооружения создают проект, а для трассы прокладывают теодолитно-нивелирный ход.  

Укладка трассы на местности

В плане ось трассы укладывают в виде теодолитного хода.

Точки, которые являются вершинами углов, служат плановым обоснованием. Вершину угла закрепляют колом, который забивают вровень с землей. На расстоянии 1 метра от кола с внешней стороны угла на его биссектрисе устанавливают столб с затесом (рис. 01). На затесе, обращенном в сторону вершины угла, делают надпись, указывающую номер вершины угла, год выполнения работы, угол поворота трассы, радиус вписываемой в угол кривой, расстояние от начала трассы. От вершины угла измеряют расстояние до расположенных вблизи местных предметов (дерево, угол здания, перекресток, валун и т.д.) и показывают их на абрисе – схеме, составляемой для облегчения отыскания вершины угла.

 

 

 

 

 

Рис. 01. Закрепление углов на трассе

Над колом, закрепляющим вершину угла, устанавливают теодолит и измеряют одним приемом с точностью до 0,5' лежащий справа по ходу трассы угол между направлениями на соседние вершины углов (рис. 02).

 

 

 

 

 

 

Рис. 02. Углы поворота трассы и углы справа по ходу трассы

После измерения вычисляют  угол поворота трассы.

Углом поворота трассы называется угол между продолженным предыдущим и последующим её направлениями. Его вычисляют по формулам

, при повороте трассы вправо: b£180^о

, при повороте трассы вправо: b>180^о

Затем выполняют разбивку кривых участков трассы.

Контроль угловых измерений  на трассе

Пусть дан дирекционный угол начального направления трассы α₀. Углы поворота трассы У₁, У₂, У₃, У₄, ...,У_n  измерены теодолитом (рис. 03).  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 03. Определение дирекционных углов по углам поворота трассы

Найдем дирекционные углы остальных направлений трассы непосредственно из рис. 03

α₁ = α₀ +  У₁,

α ₂ = α ₁ – У₂,

α ₃ = α ₂ + У₃,

α ₄ = α ₃ – У₄,

... 

 α _n = α _n-1 – У_n,

то есть дирекционный угол последующего направления равен дирекционному углу предыдущего направления плюс правый угол поворота или минус левый угол поворота:

 

складывая все равенства, получим:

 

 

  или 

Данная формула используется для контроля вычислений дирекционных углов сторон трассы.

Контроль угловых измерений  на трассе выполняют, вычисляя значение практической угловой невязки хода  Db_пр по измеренным углам поворота У₁, У₂, У₃,У₄, ...,У_n и дирекционным углам α₀ начального и α_n конечного направлений трассы (рис. 03)

 

Если Db_пр не превышает допустимую невязку (для теодолитных ходов –   ), определяют поправки, которые учитываются с обратным знаком при исправлении измеренных углов. После этого определяют дирекционные углы остальных направлений трассы.

Разбивка пикетажа, поперечников, съемка полосы местности

Расстояния на трассе измеряют дважды. Сначала вместе с  угловыми измерениями с помощью  светодальномеров или мерных лент определяют расстояния между вершинами углов. При углах наклона более 2° измеренные расстояния уменьшают на величину поправки за наклон.

Второй раз расстояния измеряют для разбивки пикетажа, элементов кривых и поперечных профилей. Данные измерения выполняют обычно мерными лентами или 50-ти метровыми рулетками.

В зависимости от условий  местности предельная относительная  погрешность линейных измерений  допускается 1:1000 – 1:2000. 

В ходе разбивки пикетажа одновременно выполняют съемку точек  ситуации, расположенных вблизи трассы.

Пикетом принято называть конечные точки, обозначающие участки определенной длины. Для железных и автомобильных дорог пикетом считается отрезок в 100 метров. Пикет обозначают буквами «ПК» и числом, например, «ПК12» (рис. 04) указывает, что данная точка расположена на расстоянии 1200 м от начала трассы.

 

 

 

Рис. 04. Разбивка пикетажа

Пикеты закрепляют на местности, забивая вровень с  землей кол. Рядом с ним (впереди  него по ходу трассы, на расстоянии 20 – 25 см) забивают второй кол – сторожок, возвышающийся над поверхностью земли. На сторожке подписывают порядковый номер пикета, например ПК12.

Кроме пикетов на местности  отмечают ещё плюсовые точки: рельефные – характерные перегибы рельефа местности (с точностью до 1 м) и контурные – пересекаемые трассой сооружения, водотоки, границы угодий, дороги (с точностью до 1 см). Плюсовые точки также закрепляют колышком и сторожком. На сторожке пишут номер пикета и расстояние от него в метрах. Например, ПК13+32, что означает 32 метров после ПК13 или 1332 м от начала трассы.

Там, где местность  имеет заметный (более 1:5) поперечный уклон, на каждом пикете и плюсовой точке разбивают перпендикуляры к трассе, называемые поперечниками. Их разбивают в обе стороны от трассы длиной 15 – 30 м с таким расчетом, чтобы обеспечить съемку всей полосы местности. Конечные точки поперечников закрепляют точкой и сторожком, плюсовые точки, располагаемые в местах изменения наклона местности, – только сторожками. На них пишут расстояние от оси трассы: с буквой «П», если справа от оси, «Л» – слева (рис. 05).

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 05. Разбивка поперечника.

Одновременно с разбивкой  пикетажа по обеим сторонам от оси  трассы выполняют съемку полосы местности. Ширина полосы съемки зависит от характера  будущего сооружения и устанавливается соответствующими техническими инструкциями.

В полосе шириной 20 – 25 м  с каждой стороны оси трассы съемку ведут инструментально, в основном методом перпендикуляров, а дальше – глазомерно. 

Пикетажный журнал

При разбивке трассы ведут  пикетажный журнал (рис. 06), изготовляемый из миллиметровой бумаги размером 10×15 см. Он является основным полевым документом при построении на продольном профиле трассы её плана и ситуации.

По середине страницы пикетажного журнала проводят прямую, изображающую ось трассы, на ней в масштабе 1:2000 штрихами отмечают положение пикетов и плюсовых точек, подписывая рядом с ними их значения. Каждую новую страницу начинают с пикета, которым закончена предыдущая. В местах поворота трассы от оси стрелкой указывают направление поворота и вблизи на свободном месте в столбик записывают величину угла поворота и элементы кривой. На оси трассы отмечают главные точки кривых (начало, середину и конец), подписывают их пикетаж. Напротив прямых участков трассы выписывают их румбы и длины. Ситуацию в журнале зарисовывают схематично, указывая расстояния от оси трассы до предметов и габариты строений.