Традиционные способы выноса проекта

Вынос проекта в натуру (разбивочные работы) по своей сути прямо противоположен съемочным работам. В процессе съемки предметов и контуров местности плановое положение определяется по измеренным углам и расстояниям до точек, а при разбивочных работах координаты точек заданы в проекте сооружения, а их положение необходимо найти на местности из построений угловых и линейных размеров.

Разбивка точек производится теми же способами и по той же схеме, что и съемка (способом полярных координат, прямой угловой засечки, прямоугольных координат, линейной и створной засечек и др.), но в обратной технологической последовательности.

Выбор способа разбивки зависит от условий производства работ, имеющихся средств измерений, схемы взаимного расположения пунктов исходной разбивочной основы и других факторов. Точность разбивки точки, в свою очередь, будет зависеть как от геометрии избранного способа, применяющихся средств, условий измерений и других факторов.

Ошибки, зависящие от геометрии способа разбивки, т.е. от способа построения на местности проектных линий и углов называют ошибками собственно разбивочных работ тср.

Кроме этих ошибок на плановое положение разбиваемой точки влияют ошибки исходных данных ти, т.е. ошибки в положении опорных пунктов, с которых производится разбивка, а также ошибки фиксации тф, т.е. проектирования точки с уровня визирной цели на поверхность разбивки. Эта ошибка при использовании нитяных отвесов может составлять 2-3 мм и более. При использовании визирных марок и оптических центриров, точку можно зафиксировать с ошибкой около 0,5 мм.

На положение разбиваемой точки оказывают влияние ошибки центрирования прибора и визирной цели, а также ошибки визирования. Ошибка визирования зависит от увеличения зрительной трубы прибора Гх, а ее угловое значение можно подсчитать по формуле:

Кроме перечисленных, на точность разбивочных работ могут оказывать влияние ошибки из-за внешних условий: турбулентность воздушных масс и боковая рефракция и другие.

Рассмотрим основные способы выноса проекта на местность, наиболее часто употребляемые в практике разбивочных работ.

Здания и сооружения переносят на местность от знаков разбивоч- ной основы строительной площадки или существующих зданий. При этом начинают перенесение с выноса двух крайних точек А и В, определяющих положение наиболее длинной продольной оси. При сложной конфигурации здания (сооружения), его схему можно преобразовать в более простую схему.

Перенесение точек А и В осуществляют способом прямоугольных координат или перпендикуляров (здание 1), полярных координат (здание

Способы перенесения на местность точек

Рис. 2.3. Способы перенесения на местность точек

2), угловых засечек (здание 3) и линейных засечек (здание 4). Точки С и Издания или сооружения определяют на местности от точек А и В построением от них прямых углов и откладывания проектных длин ВС и AD. Контролем построения контура здания АВСО служит измерение диагоналей АС и BD или углов в точках С и D.

Способ полярных координат. Это наиболее распространенный способ разбивки осей, конструкций, точек.

Схема способа полярных координат

Рис. 2.4. Схема способа полярных координат

Внедрение в практику электронных тахеометров позволяет одновременно с высокой точностью строить и углы и расстояния. При этом способе положение искомой точки Р на местности находится путем построения в точке А (полюс) полярного угла /? от исходного направления АЕ и полярного расстояния С.

Значения этих величин получают из решения обратной геодезической задачи:

Координаты точки Р относительно полюса А определяются через приращение координат:

Средняя квадратическая ошибка тр выноса в натуру точки Р способом полярных координат может быть определена по формуле:

Где ms - ошибка построения расстояния С; тр - ошибка построения полярного угла /3; тАЕ - средняя квадратическая погрешность в определении положения исходного пункта; е - ошибка совместного влияния центрирования прибора и редукции визирной цели; тф- погрешность фиксации положения точки Р.

Пример: Оценить точность разбивки проектного положения точки с пунктов ходов полигонометрии, для которой тАЕ = 10 мм. Расстояние

Решение

Погрешность отложения проектной линии составит, мм А линейная величина погрешности построения проектного угла, мм

Из соотношения полученных величин видно, что погрешностями центрирования и фиксации можно пренебречь. Тогда средняя квадратическая погрешность выноса в натуру точки Р составит, мм

Способ угловой засечки применяют для разбивки недоступных точек, находящихся на значительном расстоянии от исходных пунктов. Различают прямую и обратную угловую засечки.

Схема разбивки способами прямой угловой и линейной засечек

Рис. 2.5. Схема разбивки способами прямой угловой и линейной засечек

В способе прямой угловой засечки положение на местности проектной точки С находят отложением на исходных пунктах А и В проектных углов /?/ и Д?. Базисом b засечки является либо специально измеренная сторона или сторона разбивочной сети.

Дирекционные углы находят из решения обратной геодезической задачи по проектным координатам определяемой точки и известным координатам исходных пунктов. На точность разбивки оказывают влияние ряд погрешностей.

При разбивочных работах центрирование прибора и визирных целей с помощью оптического центрира может быть выполнено достаточно точно. Поэтому, основными погрешностями, определяющими точность способа угловой засечки, являются погрешности исходных данных и собственно засечки. Суммарная величина этих погрешностей составит:

или

В том случае, если S! = S2, а у = 90° погрешность в положении выносимой точки приближенно может быть вычислено по формуле:

При проектировании разбивочных работ достаточно часто необходимо с заданной точностью выполнить вынос точек в натуру.

Пример: Определить погрешность отложения проектных углов, если тлв = 8 мм, Ь=500м; тс= 20 мм.

Решение

Погрешность может быть определена по формуле:

Совершенно очевидно, что с такой точностью отложить угол, достаточно сложно. Требуемая точность разбивочных работ может быть достигнута следующим образом.

Отложив по возможности с наибольшей точностью углы /?/ и при помощи точного теодолита типа ЗТ2 или электронного тахеометра с аналогичной точностью, определяют в натуре положение точки С. Затем на опорных пунктах соответствующим числом приемов измеряют точное значение отложенных углов. В приведенном примере необходимо выполнить не менее четырех приемов. Измеряют также и угол у в точке С. Полученную невязку равномерно распределяют на все три угла, далее определяют координаты точки С.

Схема обратной угловой засечки

Рис. 2.6. Схема обратной угловой засечки

Способ обратной засечки является, пожалуй, одним из самых распространенных способов вынесения проектных точек на местности. Непосредственно обратной засечкой вынести точку в натуру нельзя. В тоже время, при помощи обратной засечки на первом этапе можно определить координаты точки стояния прибора - теодолита или электронного тахеометра (Т), а уж потом вынести точку полярным способом. Для целей разбивки точки посредством обратной засечки работу выполняют следующим образом. Сначала находят положение на местности точку стояния прибора по координатам не менее двух пунктов, а затем определяют положение проектных точек полярным способом.

Координаты точки Т могут быть вычислены дважды, по расстоянию Li и L2. Формула по теореме синусов будет иметь вид:

Из этих равенств можно определить углы А и В:

Аналогичным образом находится угол В по стороне Lj. По вычисленным углам определяют дирекционные углы сторон L/ и L2. Для стороны Li дирекционный угол будет равен:

Тогда координаты точки стояния, т.е. точки Т будут равны:

Продифференцировав формулы для вычисления координат точки Т по переменным Lj и aj и перейдя к средним квадратическим ошибкам, опуская индексы у переменны, запишем:

С некоторым приближением ошибка планового положения точки Т может быть описана величиной:

После преобразования можно получить выражение:

Если координаты точки Т будут определены по двум измерениям, то среднее значение М будет в V2 раз меньше, если по трем измерениям, то в 7з раз меньше.

При приближенных расчетах оценку точности можно производить по упрощенной формуле, если справедливо условие, что L в пределах строительной площадки примерно равно расстоянию между пунктами S, в противном случае ошибки планового положения станции будут возрастать. В этом случае:

Способ прямоугольных координат применяется преимущественно при наличии на площадке геодезической строительной сетки. Используя вычисленные от ближайших пунктов приращения координат Лх и Лу, откладывают большее приращение по соответствующей стороне сетки, а в найденной точке устанавливают теодолит и, построив прямой угол, откладывают второе линейное приращение.

Схема способа прямоугольных координат

Рис. 2.7. Схема способа прямоугольных координат

Полученную точку закрепляют и выполняют контрольные промеры, используя другие пункты и другую схему измерений. Таким образом, элементами разбивки являются две линейные величины Дх и Ду и одна угловая /? = 9(f.

Средняя квадратическая ошибка в положении разбиваемой точки способом прямоугольных координат определяется по формуле:

Где Шах и тАу - ошибки построения линейных величин Лх и Лу, тр - ошибка построения прямого угла. Если по перпендикуляру откладывается ордината, то в формулу, в место Лх подставляется Лу. Влияние ошибок в положении исходных пунктов определяют как:

Ошибки центрирования и редукции вычисляются по аналогичной формуле, но вместо ошибок т2 следует подставлять величину линейного элемента центрирования или редукции е. В приведенной формуле b - длина стороны АВ.

Пример. Рассчитать точность выноса в натуру проектной точки С, расположенной в середине квадрата строительной сетки со стороной 200 м. Относительную погрешность отложения расстояния примем равной 1:10000, т$ =10 , тАв=0мм, е=1мм, тф=мм.

Решение

Поскольку точка С расположена в центре квадрата строительной сетки, то Ах = Лу = 100 м.

Тогда погрешность будет составлять, мм

Таким образом, погрешность будет равна, мм

Погрешностями центрирования и фиксации можно пренебречь, так как они сравнительно малы по отношению к другим величинам.

Способы створной и створно-линейной засечек применяются для выноса в натуру разбивочных осей зданий и сооружений, а также монтажных осей конструкций и технологического оборудования.

Положение проектной точки способом створной засечки определяют на пересечении двух створов, задаваемых между исходными точками ЛВ и CD. Створ обычно задается при помощи теодолита, который центрируется над одним из исходных пунктов, например А, а зрительную трубу ориентируют по визирной цели, отцентрированной на другом исходном пункте.

Схемы разбивки способами створной и створно-линейной засечками

Рис. 2.8. Схемы разбивки способами створной и створно-линейной засечками

Основными погрешностями при построении каждого створа являются погрешности положения исходных точек, погрешности центрирования теодолита и визирных целей и др.

Погрешности положения исходных точек для заданного створа имеют значение только в направлении, перпендикулярном створу, иначе говоря, для каждого створа это будет одна координата х или у. Их влияние определяется по формуле:

Где d - расстояние от точки установки теодолита до определяемой точки; S - расстояние между исходными точками (длина створа).

Совместное влияние средних квадратических ошибок центрирования теодолита и визирной цели определяется по формуле:

При построении створа приходится визировать дважды: вначале на визирную цель, установленную на исходной точке, затем на цель, фиксирующую положение разбиваемой точки в створе. В обоих случаях линейная величина ошибки визирования для определяемой точки будет пропорциональна расстоянию d от теодолита до этой точки. Следовательно, для створных построений ошибка визирования будет равна:

Из внешних условий существенное влияние на точность построения створов может оказать боковая рефракция. Этот фактор следует принимать во внимание при любых способах разбивки, связанных с оптическим визированием.

Пример. Оценить точность разбивки проектного положения точки способом створной засечки, если точка находится посредине обоих створов. Пусть d=100м, Г*=25, тху=5мм, е=1мм, тф=мм.

Решение

Так как в каждом створе определяемая точка находится в одинаковых условиях, то достаточно выполнить расчеты для одного створа. Тогда, погрешность исходных данных будет равна, мм:

Погрешность центрирования соответственно будет равна, мм:

Погрешность визирования будет равна, мм:

Тогда общая погрешность будет равна, мм:

В приведенном примере наиболее существенной оказалась погрешность исходных данных.

Створно-линейный способ позволяет определять проектное положение точки путем отложения проектного расстояния d по створу АВ.

Средняя квадратическая погрешность положения проектной точки может быть определена по формулам створной засечки с учетом погрешности mj откладываемого расстояния d.

В том случае, если необходимо построить проектный угол с необходимой точностью, имея при этом прибор (теодолит) более низкой точности, то построенный на местности каким-либо способом угол измеряют несколькими приемами и определяют его среднее значение. Необходимое число приемов приближенно можно определить по формуле:

Где, то - номинальная средняя квадратическая погрешность измерения угла данным прибором; тц - требуемая средняя квадратическая погрешность построения угла.

Пример. Определить количество приемов для построения проектного угла с заданной точностью 10", если в наличии имеется теодолит 4Т-30П.

Решение

Необходимое число приемов определим по формуле:

Измерив угол, и, определив среднее значение, вычисляют разность затем вычисляют поправку:

где / - расстояние от вершины до построенной точки. Иначе говоря, построенный угол исправляют, т.е. редуцируют. Для контроля угол измеряют повторно.

Как уже отмечалось ранее, точность построения угла на местности зависит от многих факторов. Основными ошибками построения являются ошибки визирования, центрирования, приборные ошибки и ошибка фиксации уже построенного угла.

При построении проектного отрезка заданной длины необходимо от исходной точки отложить в заданном направлении расстояние, горизонтальное проложение которого равно проектному значению. При этом следует помнить, что в проектах и планах отражаются именно горизонтальные проекции линий.

Если построение отрезка производится электронным тахеометром, то необходимо отслеживать на дисплее именно горизонтальную составляющую строящегося расстояния и не забывать перед построениями, вводить в прибор исходные параметры атмосферы (температуру и давление) и поправку за постоянную прибора (отражателя).

Если построение проектного отрезка выполняется рулеткой, то подстилающую поверхность, на которую будет укладываться полотно мерного прибора необходимо предварительно подготовить: выровнять. В измерения вводят поправки за компарирование мерного прибора, температуру и наклон местности.

Уравнение мерного прибора на момент измерений имеет вид:

Где, lt- длина мерного прибора при температуре измерений t, 1„- номинальная длина мерного прибора; /,о- длина мерного прибора при температуре to полученная при компарировании; а,(3- коэффициенты температурного расширения мерного прибора.

Поправка за наклон местности вычисляется по формуле:

Где S — длина откладываемого отрезка.

Вынос проектной отметки с помощью нивелира осуществляется через определение горизонта инструмента от исходного репера и определения вычисленного отсчета по рейке.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >