Главная Учебники - Геология Лекции (геология) - часть 1
Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования. "Петербургский государственный университет путей сообщения министерства путей сообщения Российской Федерации" (ПГУПС)
Кафедра "Инженерная геодезия" Контрольная работа
По дисциплине "Инженерная геодезия
" Техническое нивелирование железнодорожной трассы
Выполнил: студент III курса, Шифр 08 - СЖДц - 602 Бобров Евгений Викторович Проверил: Санкт - Петербург 2010. Задание: В журнале нивелирования вычислить превышения, используя отсчёты по чёрным и красным сторонам реек, вычислить средние превышения и отметки связующих точек, выполнить постраничный контроль. Определить невязку нивелирного хода и уровнять его. Вычислить отметки горизонта инструмента для станций, имеющих промежуточные точки и по ним найти отметки этих точек. Вычислить элементы железнодорожной кривой и пикетажные значения главных её точек. Построить продольный профиль оси железнодорожной трассы, используя отметки земли из журнала нивелирования. Нанести на него проектную линию, вычислить проектные отметки бровки земляного полотна и рабочие отметки. Нанести на продольный профиль железнодорожную кривую и подписать её численные характеристики. Нарисовать схему железнодорожной кривой. Исходные данные:
Из таблицы 2.1 по первой букве фамилии и последней цифре шифра выбираем индивидуальные исходные данные (Бобров Е.В.08-СЖДц-602): Отметки начального и конечного реперов НРп16
=22,775м., НРп37
=24,387м. Номера начального и конечного пикетов трассы ПКнач
=ПК1, ПКкон
=ПК11; Угол поворота трассы У = 12°26′ поворот влево; Радиус кривой R =1200 м.; Длина переходной кривой l
= 120 м.; Пикетажное положение вершины угла поворота ПКву
= 6 + 15, 20; Дирекционный угол начального направления трассы αнач
= 48°05′; Поперечник на ПК16. Журнал технического нивелирования
Номера станций Номера точек Отсчёты по рейкам, мм. Превышения, мм. Средние превышения, мм. Отметки горизонта инструмента, м. Отметки, м. Примечания Задние Передние Проме-жуточные +
-
+
-
Вычис-ленные Уравнен-ные 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 Рп16ПК1 05865369 20056790 14191421 1420 22,775+321,355 22,77521,358 Рп16ПК1 2 ПК1ПК2 06525432 27887572 21362140 2138 +619,217 19,223 ПК1ПК2 3 ПК2ПК3 05155298 28787661 23632363 2363 +916,854 16,863 ПК2ПК3 4 ПК3ПК4 09515735 27267507 17751772 1774 +1215,081 15,092 ПК3ПК4 5 ПК4+75ПК5 17496532 14366219 0518 313313 313 16,841 +1515,384 16,32315,408 ПК4+75ПК5 6 ПК5ПК6 27607543 05735355 21872188 2188 +1817,581 17,599 ПК5ПК6 Постраничный контроль 43122 53510 5001 15389 2501 7695 17,581 - 22,775 = - 5, 194 -5194 -5194 -5194 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 ПК6 +65 ПК7 2653 7436 1011 5796 2890 1642 1640 1641 20,252 +21 19,222 17,599 17,362 19,243 ПК6 ПК7 8 ПК7 +40 ПК8 2780 7562 0390 5171 0632 2390 2391 2391 22,023 +24 21,613 21,391 21,637 ПК7 ПК8 9 ПК8 ПК9 2688 7469 0743 5526 1945 1943 1944 +27 23,557 23,584 ПК8 ПК9 10 ПК9 +60 ПК10 1693 6477 1320 6103 2704 373 374 374 25,277 +30 23,930 22,573 23,961 ПК9 +60 ПК10 11 ПК10 ПК11 1935 6717 1403 6185 532 532 532 +33 23,462 24,496 ПК10 ПК11 12 ПК11 Рп37 1775 6558 1886 6670 111 112 112 +36 24,351 24,387 ПК11 Рп37 Постраничный контроль 55743 42204 13762 223 6881 112 24,351-19,222 = Постраничный контроль 6770 6770 6770 6770 Общий контроль 98865 95714 18763 15612 9382 7806 22,775-24,351 = 1,576 Общий контроль 1576 1576 1576 Обработка журнала технического нивелирования трассы
Вычисление превышений между связующими точками [6], [7]: hч
= aч
- bч
; hкр
= aкр
- bкр
,
где ач,
акр
- отсчёты по чёрной и красной сторонам задней рейки; bч,
bкр
- отсчёты по чёрной и красной сторонам передней рейки. 1.0586 - 2005 = - 1419 2.5369 - 6790 = - 1421 3.0652 - 2788 = - 2136 4.5432 - 7572 = - 2140 5.0515 - 2878 = - 2363 6.5298 - 7661 = - 2363 7.0951 - 2726 = - 1775 8.5735 - 7507 = - 1772 9.1749 - 1436 = 0313 10.6532 - 6219 = 0313 11.2760 - 0573 = 2187 12.7543 - 5355 = 2188 13.2653 - 1011 = 1642 14.7436 - 5796 = 1640 15.2780 - 0390 = 2390 16.7562 - 5171 = 2391 17.2688 - 0743 = 1945 18.7469 - 5526 = 1943 19.1693 - 1320 = 0373 20.6477 - 6103 = 0374 21.1935 - 1403 = 0532 22.6717 - 6185 = 0532 23.1775 - 1886 = - 0111 24.6558 - 6670 = - 0112 Из превышений hч
и hкр
вычисляем средние превышения hср
[8], [9]: hср
= (hч
+ hкр
) /2
1. (-1419 + (-1421)) /2 = - 1420 2. (-2136 + (-2140)) /2 = - 2138 3. (-2363 + (-2363)) /2 = - 2363 4. (-1775 + (-1772)) /2 = - 1774 5. (0313 +0313) /2 = 0313 6. (2187 +2188) /2 = 2188 7. (1642 +1640) /2 = 1641 8. (2390 +2391) /2 = 2391 9. (1642 +1640) /2 = 1641 10. (1945 +1943) /2 = 1944 11. (373 +374) /2 = 374 12. (-111 + (-112)) /2 = - 112 Вычисляем последовательно отметки связующих точек [11]: Hi
= Hi-1
+ hср
,
где Hi
- отметка последующей связующей точки; Hi-1
- отметка предыдущей связующей точки; hср
- среднее превышение между связующими точками, м. 1.22,775 + (-1,420) = 21,355 2.21,355 + (-2,138) = 19,217 3.19,217 + (-2,363) = 16,854 4.16,854 + (-1,774) = 15,080 5.15,080 + 0,313 = 15,393 6.15,393 + 2,188 = 17,581 7.17,581 + 1,641 = 19,222 8.19,222 + 2,391 = 21,613 9.21,613 + 1,944 = 23,557 10.23,557 + 0,374 = 23,931 11.23,931 + 0,532 = 24,463 12.24,463 + (-0,112) = 24,351 Приступаем к постраничному контролю вычислений, используя формулу: (∑а - ∑b) /2 = ∑h/2
где ∑а - сумма всех задних отсчётов [3]; ∑b - сумма всех передних отсчётов [4]; ∑h - алгебраическая сумма вычисленных превышений [6], [7]; ∑hср
- сумма всех средних превышений [8], [9]; Нк
, Нн
, - отметки конечной и начальной точек на данной странице журнала [11]. Первая страница: (43122 - 53510) /2 = (5001 - (-15389)) /2 ≡ 2501 + (-7695) = 17,581 - 22,775 = - 5194 мм = - 5194 мм Вторая страница: (55743 - 42204) /2 = (13762 + (-223)) /2 Определяем невязку нивелирного хода:
fh
= HРп кон
выч
- HРп кон
исх
,
где HРп кон
выч
- отметка конечного репера, полученная из вычислений; HРп кон
исх
- исходная отметка этого репера [12] (из исходных данных); fh
= ∑hср
- (HРп кон
исх
- HРп нач
исх
),
где ∑hср
- сумма средних превышений по всему ходу, HРп нач
исх
- исходная отметка начального репера. fh
= ∑hср
- (HРп кон
исх
- HРп нач
исх
) = 1,576 - (24,387 - 22,775) = - 0,036,HРп кон
выч
= HРп кон
исх
+ fh
= - 0,036 + 24,387 = 24,351 м Сравниваем фактическую невязку нивелирного хода с допустимой невязкой, мм, │fh
│ ≤ fh доп
= 50√L,
где L - длина хода км. │fh
│ = │-36мм│ < fh доп
= 50√1 = 50мм, Вычисляем поправки в отметки связующих точек:
δHi
= - (fh
/n),
где n - число станций в нивелирном ходе, i - порядковый номер станции. δH1 (ПК1)
= - (-36/12) ·1 = +3 мм; δH2 (ПК2)
= - (-36/12) ·2 = +6 мм; δH3 (ПК3)
= - (-36/12) ·3 = +9 мм; δH4 (ПК4)
= - (-36/12) ·4 = +12 мм; δH5 (ПК5)
= - (-36/12) ·5 = +15 мм; δH6 (ПК6)
= - (-36/12) ·6 = +18 мм; δH7 (ПК7)
= - (-36/12) ·7 = +21 мм; δH8 (ПК8)
= - (-36/12) ·8 = +24 мм; δH9 (ПК9)
= - (-36/12) ·9 = +27 мм; δH10 (ПК10)
= - (-36/12) ·10 = +30 мм; δH11 (ПК11)
= - (-36/12) ·11 = +33 мм; δH12 (ПК12)
= - (-36/12) ·12 = +36 мм. Уравненные отметки точек:
Hi
урав
= Hi
выч
+
δHi
НПК1
уравн
= 21,355 + 0,003 = 21,358 м; НПК2
уравн
= 19,217 + 0,006 = 19,223 м; НПК3
уравн
= 16,854 + 0,009 = 16,863 м; НПК4
уравн
= 15,081 + 0,012 = 15,092 м; НПК5
уравн
= 15,384 + 0,015 = 15,408 м; НПК6
уравн
= 17,581 + 0,018 = 17,599 м; НПК7
уравн
= 19,222 + 0,021 = 19,243 м; НПК8
уравн
= 21,613 + 0,024 = 21,637 м; НПК9
уравн
= 23,557 + 0,027 = 23,584 м; НПК10
уравн
= 23,931 + 0,030 = 23,961 м; НПК11
уравн
= 24,463 + 0,033 = 24,496 м; НПК12
уравн
= 24,351 + 0,036 = 24,387 м; Вычисляем отметки горизонта инструмента для всех станций, где есть промежуточные точки: HГИ
= Hi
уравн
+ аi
ч
И для контроля: HГИ
= Hi+1
уравн
+ bi+1
ч
,
где Hi
уравн
, Hi+1
уравн
- уравненные отметки соответственно задней и передней точек на данной станции, аi
ч
, bi+1
ч
- отсчёты на заднюю и переднюю точки по чёрным сторонам реек. Результаты записываем в журнал [10]. Отметки промежуточных точек:
Hi
= HГИ
- Сi,
где Сi -
отсчёт по рейке на промежуточной точке. №5.HГИ
= H4
уравн
+ а4
ч
= 15,092 + 1,749 = 16,841 м. Контроль: HГИ
= H5
уравн
+ b5
ч
= 15,408 + 1,436 = 16,844 м. Отметка промежуточной точки ПК4 + 75 HПК4+75
= HГИ -
СПК4+75
= 16,841 - 0,518 = 16,323 м. №7.HГИ
= H6
уравн
+ а6
ч
= 17,599 + 2,653 = 20,252 м. Контроль: HГИ
= H7
уравн
+ b7
ч
= 19,243 + 1,011 = 20,254 м. Отметка промежуточной точки ПК6 + 65 HПК6+65
= HГИ -
СПК6+65
= 20,252 - 2,890 = 17,362 м. №8.HГИ
= H7
уравн
+ а7
ч
= 19,243 + 2,780 = 22,023 м. Контроль: HГИ
= H8
уравн
+ b8
ч
= 21,637 + 0,390 = 22,027 м. Отметка промежуточной точки ПК7 + 40 HПК7+40
= HГИ -
СПК7+40
= 22,023 - 0,632 = 21,391 м. №10.HГИ
= H9
уравн
+ а9
ч
= 23,584 + 1,693 = 25,277 м. Контроль: HГИ
= H10
уравн
+ b10
ч
= 23,961 + 1,320 = 25,281 м. Отметка промежуточной точки ПК7 + 40 HПК9+60
= HГИ -
СПК9+60
= 25,277 - 2,704 = 22,573 м. Элементы круговой и переходной кривой рассчитывают по формулам: T = R∙tg (У/2)
К = π∙R∙У˚/180˚
Б = R (sec (У/2) - 1)
Д = 2Т - К
m = ½ l (1 - l2
/120R2
)
p = l2
/24R (1 - l2
/112R2
)
Tp
= p∙tg (У/2)
Бр
= р∙sec (У/2)
Др
= 2Тр
- 2 (0,5l - m)
Ведомость расчёта кривой (кривая (поворот влево)) Исходные данные: Угол поворота трассы У = 12°26′ поворот влево;
Радиус кривой R =1200 м.;
Длина переходной кривой l = 120 м.;
Пикетажное положение вершины угла поворота ПКВУ
= 6+15, 20
Элементы кривых: Круговой: Т = 1200∙tg (12°26′/2) = 130,71 м, K = 3.14∙1200∙12,4333°/180° = 260,40 м, Д = 2∙130.71 - 260,4 = 1,02м, Б = 1200 (sec (12°26′/2) - 1) = 7,098 м; Переходной: m= ½120·
(1-1202
/ (120·12002
)) =60м, (сдвижка начала кривой по оси абсцисс) Тр
= p·tg (У/2) = 0,5·tg (12°26′/2) = 0,054 м, Бр
= p·sec (У/2) = 0,5·sec (12°26′/2) = 0,50 м, Др
= 2Тр
- 2 (0,5l
- m) = 2·0,054 - 2· (0,5·120 - 60) = 0,108 м; Сдвижка по оси ординат p = 1202
/ (24·1200) · (1 - 1202
/ (112·12002
)) = 0,50 м *Полученные значения элементов кривой совпадают со значениями из таблиц для разбивки кривых на железных дорогах [Д.И. Власова, В.Н. Логинова (стр. 191)]. Суммированные значения Тс
, Кс
, Дс
, Бс
: Тангенс суммированный: Тс
= Т + Тр
+ m = 130,71 + 0,054 + 60 = 190,764 м Длина железнодорожной кривой: Кс
= К + l =
260,40 + 120 = 380,4 м Домер суммированный: Дс
= Д + Др
= 1,02 + 0,108 = 1,128 м Биссектриса суммированная: Бс
= Б + Бр
= 7,098 + 0,50 = 7,598 м Контроль: 2Тс
- Кс
= Дс
; 2·190,764 - 380,40 = 1,128 м Вычисление пикетажного положения главных точек кривой:
ВУ ПК6 + 15, 20 -Тс
1 90,764 НК 4 + 24,436 +Кс
3 80,40 КК 8 + 04,836 НК 4 + 24,436 +Кс
/2 1 90, 20 СК 6 + 14,636 Вычисление пикетажа. Контроль: ВУ ПК6 + 15, 20 +Тс
1 90,764 8 05,964 -Дс
1,128 КК 4 + 23,308 ВУ ПК6 + 15, 20 -Дс
/2 0,564 СК 6 + 14,636 Вычисление пикетажа: ПКнк
= ПКву
- Тс
= 615,20 - 190,764 = 424,436 м ПКкк
= ПКнк
+ Кс
= 424,436 + 380,40 = 804,836 м ПКск
= ПКнк
+ Кс
/2 = 424,436 +190,20 = 614,636 м Контроль: ПКнк
= ПКву
+ Тс
= 615,20 + 190,764 = 805,964 м ПКкк
= ПКнк
- Дс
= 424,436 - 1,128 = 423,308 м ПКск
= ВУ + Дс
/2 = 615,20 - 0,564 = 614,636 м Вычисление уклонов каждого участка проектной линии:
i = h/d,
где h - превышение между конечными точками этого участка, отсчитываемое по шкале высот; d - длина участка проектной линии. iI
= hI
/dI
= 3м/300м = - 0,01 = - 10 ‰, iII
= hII
/dII
= 0м/300м = 0 ‰, iIII
= hIII
/dIII
= 4,8м/400м = 0,012 = +12 ‰; Проектные отметки бровки земляного полотна для всех пикетов и плюсовых точек трассы. H′i
= H′i-1
+ i + d,
где H′i -
проектная отметка последующей точки трассы; H′i - 1
- проектная отметка предыдущей точки трассы; i - уклон; d - горизонтальное расстояние между точками. H′ПК
1
= 21,00 м; H′ПК
4
= H′ПК
1
+ i·d = 21,00 - 0,01·300 = 18,00 м; H′ПК
7
= 18,00 м; H′ПК
11
= H′ПК
7
+ i·d = 18,00 + 0,012·400 = 22,80 м; H′ПК
2
= H′ПК
1
+ i·d = 21,00 - 0,01·100 = 20,00 м; H′ПК
3
= H′ПК
2
+ i·d = 20,00 - 0,01·100 = 19,00 м; H′ПК
4
= H′ПК
2
+ i·d = 19,00 - 0,01·100 = 18,00 м; => H′ПК
5,6,7
= 18,00 м; H′ПК
6+65
= H′ПК
6
+ i·d = 18,00 + 0,012·65 = 18,78 м; H′ПК
7+40
= H′ПК
7
+ i·d = 18,00 + 0,012·40 = 18,48 м H′ПК8
= H′ПК7
+ i·d = 18,00 + 0,012·100 = 19,20 м, или H′ПК
8
= H′ПК
7+65
+ i·d = 18,78 + 0,012·35 = 19,20 м; H′ПК
9
= H′ПК
8
+ i·d = 19,20 + 0,012·100 = 20,40 м; H′ПК
9+60
= H′ПК
8
+ i·d = 21,60 + 0,012·60 = 22,32 м; H′ПК
10
= H′ПК
9
+ i·d = 20,40 + 0,012·100 = 21,60 м; H′ПК11
= H′ПК10
+ i·d = 20,60 + 0,012·100 = 22,80 м; Общий контроль: Н'кон
- Н'нач
= ∑ i∙d = ∑ h = 22,80 - 21,00 = - 0,01∙300 + 0∙300 + 0,012∙400 1,8 м = 1,8 м Рабочие отметки (
высоты насыпей и глубины выемок): НР
i
= Н'I
- Hi
, где Н'I
, Hi
- проектная отметка и отметка земли в данной точке. НПК1
= 21,00 - 21,36 = - 0,64 м; НПК2
= 20,00 - 19,22 = 0,78 м; НПК3
= 19,00 - 16,86 = 2,14 м; НПК4
= 18,00 - 15,92 = 2,08 м; НПК4+75
= 18,00 - 16,32 = 1,68 м; НПК5
= 18,00 - 15,41 = 2,59 м; НПК6
= 18,00 - 17,60 = 0,40 м; НПК6+65
= 18,78 - 17,36 = 1,42 м; НПК7
= 18,00 - 19,24 = - 1,24 м; НПК7+40
= 18,48 - 21,39 = - 2,91 м; НПК8
= 19,20 - 21,64 = - 2,44 м; НПК9
= 20,40 - 23,58 = - 3,18 м; НПК9+60
= 22,32 - 22,57 = - 0,25 м; НПК10
= 21,60 - 23,96 = - 2,36 м; НПК11
= 22,80 - 24,50 = - 1,7 м; Вычисление и контроль элементов участка трассы и профиля. Направление α Контроль Углы поворота Управ
Улев
αн
48°05′ - ±У1
-12°26′ - 12°26′ αпр
35°39′ - ±У2
- αк
35°39′ - ∑Управ
= - ∑Улев
= 12°26′αк
- αн
= - 12°26′∑Управ
- ∑Улев
= - 12°26′ Проверка общей длины трассы. Длины участков трассы, м прямых кривых площадок |