Обчислення польового журналу нівелювання поверхні

Розрахунки в журналі нівелювання поверхні виконують в тій же послідовності, що і в журналі поздовжнього нівелювання траси (див. Розділ 1.1). Але, оскільки для нівелювання поверхні було прокладено зімкнений нівелірний хід із 6 станцій, визначення нев'язки та оцінку точності виконують так.

У зімкненому ході теоретична сума перевищень дорівнює нулю:

∑ h _теор = 0. (26)

Нев'язка ходу - це загальна алгебраїчна сума середніх перевищень:

f _h = ∑ h _ср. (27)

Допустиму нев'язку визначають за формулою:

_допf _h = ± 5мм , (28)

де п - кількість станцій.

Якщо нев'язка f _hне перевищує допустимого значення, ув'язують середні перевищення. Сума виправлених (ув'язаних) перевищень має дорівнювати нулю:

∑ h _випр = ∑ h _теор. = 0. (29)

Виконання умови (29) є контролем правильності обчислення виправлених перевищень.

Використовуючи висоту вихідної точки та виправлені перевищення, обчислюють висоти всіх зв'язуючих точок за формулою (8). Одержані значення записують в графу 13 журналу нівелювання поверхні (Дод. 4).

В даному завданні за вихідну точку прийнята вершина 1-а, висоту якої кожний студент одержує індивідуально (Дод. 8).

Контролем правильності обчислення висот зв'язуючих точок є отримання висоти вихідної вершини 1-а (Н_1-а).

Далі обчислюють горизонт приладу ГП на кожній станції за формулою (9) та висоти всіх проміжних точок за формулою (10).

2.2. Складання плану нівелювання поверхні

План складають у масштабі 1:500, висота перерізу рельєфу 0,5 м.

На аркуші креслярського паперу розміром 220 × 300 мм будують квадрат із сторонами 100 м, а в середині викреслюють сітку квадратів із сторонами 20 м. Біля кожної вершини виписують її висоту із графи 13 журналу нівелювання поверхні (Дод. 4). Значення висот заокруглюють до 0,01 м.

Рисування рельєфу складається з двох дій:

1) інтерполювання – визначення на плані точок, висоти яких кратні висоті перерізу рельєфу;

2) викреслювання горизонталей – ліній, що з'єднують точки з однаковими висотами.

Інтерполювання горизонталей виконують аналітичним, графічним, механічним або автоматичним методами. Розглянемо графічний метод інтерполювання за допомогою палетки. Палетка - це калька (восковка) із паралельними й рівновіддаленими лініями товщиною 0,1 мм, викресленими рейсфедером, рапідографом або кульковою ручкою. За заданою висотою перерізу рельєфу та екстремальними висотами на плані (Н_mах і Н_min), підписують лінії на палетці. Потім, наклавши палетку на план, зміщують і розвертають її так, щоб точки, між якими інтерполюють, розмістилися між лініями палетки з місцях, що відповідають значенням їхніх висот. Після цього шпилькою (голкою) переколюють на план місця перетину ліній палетки й лінії, що з'єднує точки на плані. Знявши палетку, підписують олівцем біля наколотих точок висоти горизонталей. Для прикладу проінтерполюємо вздовж лінії з висотами 87,32 і 89,24 (рис. 6).

Оскільки висота перерізу рельєфу h = 0,5 м, лінії на палетці підписують від найменшого до найбільшого (в межах конкретного плану) значення висот через 0,5 м. На рис. 6 бачимо, що лінію, що з'єднує точки з відомими висотами, перетинають лінії палетки в точках а, 6, в і г із висотами 87,5, 88, 88,5, 89 м і 194,5 м відповідно. Точки а, б,в, і

Рис. 6. Інтерполювання за допомогою палетки.

г наколюють голкою і, знявши палетку, олівцем підписують висоти. Аналогічно виконують інтерполяцію вздовж сторін квадратів. Точки з однаковими висотами з'єднують плавною лінією і дістають план з горизонталями (Дод. 6).

2.3. Розв'язування задач на плані з горизонталями

Вихідні дані для розв'язування задач викладач дає кожному студентові індивідуально. Задачі оформляють на аркуші креслярського паперу розміром 220 × 300 мм (дод.7).

Задача 1. Визначення висот точок А, В і С.

а) Якщо точка знаходиться на горизонталі, то її висота дорівнює висоті горизонталі.

Точки А і В (дод.6) знаходяться на горизонталях з висотами 192,0 м і 195,5 м відповідно і тому Н_А = 192,0 м, Н_В= 195,5 м.

б) Якщо точка знаходиться між горизонталями (рис. 7а), то її висоту
знаходять за формулою:

H = H0 + Δ h, (30) де H0 – висота молодшої горизонталі; Δh – перевищення точки над горизонталлю. Отже, Δh розв'язування задачі зводиться до визначення перевищення. Виходимо з того, що висота між сусідніми горизонталями змінюється пропорційно закладенню. Тоді Δh знаходимо за формулою:

Рис. 7. Визначення висоти точки С

(31)

де: d – віддаль від точки до молодшої горизонталі;

а – віддаль між сусідніми горизонталями (закладення);

h – висота перерізу рельєфу.

Висоту точки С визначають так: через точку С проводять пряму лінію МN як найменшу віддаль між сусідніми горизонталями, тобто закладення а (рис. 7 6). На плані вимірюють віддалі МN= а і МС = d ізточністю до 0,1 мм.

Приклад: Із плану (Дод. 6) одержано такі результати: ММ = 28,6 мм: МС = 7,5 мм; Н = 0,5 м.

За формулою (31) знаходять Δh:

Висоту точки С визначають за формулою (30):

Н_с = 192,50 + 0,13 = 192,63 м,

де H_о = 192,50 м - висота молодшої горизонталі.

Задача 2. Побудова профілю вздовж лінії AB.

Лінію АВ переносять на папір із збереженням масштабу плану (Дод. 6) і позначають точки А і В, а також точки 1, 2, 3,..., в яких лінія АВ перетинає горизонталі. Побудована лінія буде основою профілю. Паралельно до основи прокреслюють лінії через однакові проміжки (наприклад, через 1 см) і оцифровують їх відповідно до значень висот тих горизонталей, які перетинає лінія АВ. У точках А, 1, 2,..., В на побудованих перпендикулярах відкладають висоти цих точок. Висоти визначають із плану нівелювання поверхні. Здобуті точки з'єднують і одержують профіль вздовж лінії АВ (Дод. 7).

Задача 3. Визначення стрімкості схилу вздовж лінії DЕ. Мірою стрімкості схилу лінії служить її ухил i, який визначають за формулою:

(32)

де: n - кут нахилу; h - висота перерізу рельєфу; а - закладення.

Для визначення стрімкості схилу користуються спеціальним графіком. Для його побудови на горизонтальній лінії відкладають довільні, рівні між собою відрізки та підписують їх у градусах, в порядку зростання значень кута нахилу у. Надаючи куту V різні значення, обчислюють величину закладення а за формулою:

(33)

Величини а відкладають в масштабі плану на перпендикулярах у точках поділу основи графіку. Здобуті точки з'єднують плавною кривою й одержують графік визначення стрімкості схилу.

Для визначення стрімкості схилу циркулем-вимірником виміряють на плані закладення між двома горизонталями на заданому схилі, наприклад, DЕ (Дод. 6) і на побудованому графіку знаходять n_DE = 3°15' (Дод. 7).

Користуючись цим графіком можна визначати величину закладення, якщо задається кут нахилу.

2.4. Графічне оформлення схеми, плану, задач

План нівелювання поверхні, побудований олівцем, здають на перевірку. Викладач задає вихідні дані для розв'язування задач на плані з горизонталями.

Журнал нівелювання поверхні оформляють аналогічно до журналу поздовжнього нівелювання траси (розділ 1.1, пункт 10).

Схеми, план та задачі викреслюють і оформляють різнокольоровою тушшю: чорною, синьою, червоною, коричневою.

Сітку квадратів схеми та плану, оцифровку, висоти вершин квадратів викреслюють синьою тушшю; висота цифр і букв 2 мм. Зв'язуючі точки, нівелірний хід і розміщення станцій на схемі викреслюють чорною тушшю, а напрями на вершини квадратів, що нівелюють як проміжні точки з кожної станції, бажано показати різними кольорами для наочності.

Горизонталі на плані викреслюють коричневою фарбою (або тушшю) товщиною 0,1 мм, а потовщені - 0,3 мм. В масштабі 1:500 із висотою перерізу рельєфу 0,5 м потовщують і підписують кожну четверту горизонталь. Підписи горизонталей орієнтують основою цифр у напряму схилу. Бергштрихи викреслюють довжиною 0,5 мм коричневим кольором. Лінії АВ, ОЕ і точку С на плані викреслюють червоним кольором.

Задачі оформляють чорною тушшю. Тільки лінію ВЕ на графіку визначення стрімкостей викреслюють червоним кольором. Написи: "Схема нівелювання поверхні", "План нівелювання поверхні", "Задачі", "1:500" викреслюють топографічним шрифтом висотою 4,0 мм. Усі інші підписи виконують основним курсивним шрифтом, рядковими буквами висотою 2 мм.

Література

1. Ганьшин В.Н., Хренов Л.С. Таблицы для разбивки круговых и переходньх кривых. 5-е изд. перераб. и доп. – М.: Изд-во «Недра», 1985.

2. Гиршберг М.А. Геодезия. Ч.1. – М.: Изд-во «Недра», 1985.

3. Инструкция по нивелированию І, ІІ, Ш, IV класса. – М.:Недра, 1990.

4. Симонин С.Й. Инженерно-топографическое черчение и наглядные изображения. – М.: Изд-во «Нсдра», 1969.

5. Умовні знаки для топографічних планів масштабів 1:5000, 1:2000, І: 1000 и 1:500. – Київ, 2001.

6. Федоров В.И., Шнлов П.И. Инженерная геодезия. – М.: Недра, 1982.

7. Чеботарез А.С. Геодезия. Ч.1. 2-е изд. – М.: Изд-во Геодезиздат, 1955.

8. Грабовий В.М. Геодезія ДНВП «Аерогеодезія» 2002.- с. 294.

9. Ситнин В.С. Строительная геодезія М.,Недра 1974

10. Ливанов М.М. Геодезия в строительстве М. 1968

Додаток 1

Херсонський державний аграрний університет