Atlik tos užduoties pavyzdys
12. Ašies niveliavimas ir profilio braižymas
Įžanga
Šioje užduotyje tur÷site p ritaikyti teorines geometrinio n iveliavimo žinias p raktikoje. Darbo tikslas – geb÷ti metodiškai projektuoti trasos išilginį p rofilį, nustatyti ir ap skaičiuoti p agrindinius trasos p rojektavimo elem entus.
Praktiniam darbui keliami uždaviniai: nustatyti projektuojamos trasos altitudes; sudaryti išilginį trasos p rofilį;
sup rojektuoti p rojektinę liniją ir nustatyti jos nuoly dį; apskaičiuoti p rojektuojamos linijos altitudes, darbo aukščtį; nustatyti nulinių taškų p ad÷tį, bei taškų altitudes;
p rojektuojamam trasos posūkiui ap skaičiuoti p agrindinius p osūkio taškus ir elementus. Nor÷dami atlikti šį p raktinį darbą, turite būti išklausę ištęstų inžinerinių įren gin ių p rojektavimo ir geodezinių darbų vy kdy mo teorinį kursą.
Praktiniam darbui atlikti turite tur÷ti skaičiavimo techniką, vieną m ilimetrinio p op ieriaus lapą (30 |x| 80 cm), kur iame p rojektuosite išilgin į trasos profilį.
12.1. Ašies niveliavimas
Projektuojant kelius ar kanalus, reikia niveliuoti ilgą liniją. Tokia linija vadinama niveliavimo ašim i, arb a trasa, o linijos aukščio taškų m atavimas – išilginiu ašies (trasos) niveliavimu.
Prieš niveliavimą ašį reik ia p aruošti – išp iketuoti, t.y . p adaly ti atkarp omis, kurių horizontalinis ilgis būtų 100 m.
Kiekvienos atkarp os galuose įkalami du kuoliukai. Vienas iš jų, vad inamas p iketu, skirtas matuoklei pastatyti, įkalamas sulig žem÷s p aviršiumi, o antras (aukštesnis) kalamas šalia ir vadinam as sar geliu. Sar gelis reikalin gas tam, kad n iveliuojant būtų galima rasti p iketą. Be to, ant sargelio rašomas p iketo numeris – skaičius, p arodantis p iketo nuotolį nuo ašies p radžios. Linijos p radžioje įkaltam e sar gelyje įrašomas nulis, toliau už 100 m – vienetas ir t. t. Pavyzdžiui, numeris 17 reiškia, kad p iketas y ra už 1 km ir 700 m nuo niveliav imo ašies (trasos) p radžios.
Jei tarp dviejų p iketų reljefas keičiasi, tai būdin gesniuose taškuose kalami tokie p at kuoliukai ir ant sargelio užrašomas atstumas nuo užpakalinio p iketo. Tokie taškai vadinami tarpiniais arba p liusiniais taškais.
Niveliuojant iš vidurio, nively ras statomas tarp piketų vidury je, o ant p iketų p astatomos matuokl÷s. Jei niveliav imo ašy je nively rą nep atogu p astatyti, p arenkama p atogesn÷ vieta šalia jos, tačiau taip , kad atstumai iki matuoklių būtų beveik ly gūs. Vieta, kurioje statomas nivelyras, vadinam as stotimi.
Pabaigus matavimus stoty je vy kdoma stoties kontrol÷. Juodosios ir raudonosios matuokl÷s atskaitų skirtumai gali skirtis ne dau giau kaip ± 3mm.
Kiekvieno p uslap io ir kiekvieno ÷jimo p abaigoje skaičiuo jamos p uslap ių kontrol÷s, kurioms reikalin gos vidurinių siūlelių atskaitos suma atgal ir pirmyn, aukščio skirtumų suma ir aukščio skirtumų vidurkių suma. Skaičiavimų r ezultatai kontroliuojami skaičiuojant skirtumą tarp atskaitos sumos atgal ir pirmyn, šis skirtumas turi atitikti aukščio skirtumų sumai. Rezultatai nesutamp a, jei skaičiuodami p adar÷me aritmetinių k laidų. Vidutinio aukščio skirtumų suma y ra ly gi ½ aukščio skirtumų sumai.
Toliau skaičiuojamas aukščio skirtumas. Aukščio skirtumas nustatomas du kartus – p agal juodąją ir raudonąją m atuoklių p uses:
h = a – p. (12.1.)
Aukščių skirtumų vidurkis nustatomas iš dviejų taškų aukščio skirtumų: 2 2 1 . h h hvid = + . (12.2.)
Toliau skaičiuo jam as niveliacijos ÷jimo nesąryšis. Kai ÷jimas p rasideda ir b aigiasi rep eriais, kurių altitud÷s žinomos ir tikslios, tada niveliavimo ÷jimo nesąry šis lygus:
)
( g p
h h H H
f =Σ − − ; (12.3.)
P
H – rep erio, kuriuo pradedamas ÷jimas, altitud÷; čia
G
H – rep erio, kuriuo baigiamas ÷jim as, altitud÷.
Reikia p atikrinti, ar gautieji nesąryšiai leistini. Techninio niveliav imo ÷jim ams leistinieji aukščio skirtumų nesąry šiai mm skaičiuojami p agal v ieną iš formulių :
leist h f =50 L; (12.4.) ; 10 n f leist h = (12.5.)
L – Niveliacijos ilgis, kilo metrais; čia
n – Niveliacijos ÷jimo stočių skaičius.
Paskutin÷ formul÷ taikoma, kai 1 km ilgio niveliavimo ÷jimo ruože susidaro dau giau kaip 15 stočių.
Jeigu aukščio skirtumų nesąry šiai leistini, tai jie išd÷stomi su p riešin gu ženklu kiekv ienai stočiai p o lygiai.
Pagal p ataisytus aukščio skirtumų vidurkius skaičiuojamos niveliavimo ÷jimo p iketų altitud÷s 0,001 m tikslumu. Kito taško altitud÷ lygi p rieš tai esančio taško altitudei ir p ataisytam aukščio skirtumui tarp tų taškų:
.
1 vid
n
n H h
H = − + (12.6.)
Toliau norint ap skaičiuoti tarp inių taškų altitudes, skaičiuojam as instrumento horizontas: a
H
IH = Pk + . (12.7.)
Bei tarp inių taškų altitud÷s:
Ta rp e T
T IH a
Apskaičiavus visų taškų altitudes, milimetriniame p op ieriuje darom as išilginis ir skersiniai niveliavimo trasos (ašies) p rofiliai. Horizontalieji atstumai tarp piketų bei tarpinių taškų atidedami masteliu 1: 1000 – 1 : 10 000 (mastelis p arenkamas p agal ašies ilgį ir p rofilio p askirtį). Kad geriau maty tųsi reljefo nely gumai, taškų aukštis atidedamas 10 kartų ( ir daugiau) stambesniu masteliu.
12.2. Ašies projektin÷s linijos sudarymas
Atvaizdavus p rofily je taškų p ad÷tį žem÷s p aviršiuje, galima išbr÷žti būsimo įren ginio p rojektinę liniją (kelio ašį, kan alo ašį ir pan.). Projektin÷ linija išvedama atsižvelgiant į technin es p rojekto sąly gas ir į ekonom inius sumetimus. Pavy zdžiui, p rojektuojant kanalą, p rojektin÷ linija turi tur÷ti tam tikrą nuoly dį (maždaug 0,0005 – 0,003); projektuojant kelią, negalim a jo p rojektuoti labai d ideliu nuoly džiu (ne didesniu k aip 0,06 – 0,08). Projekto taup umas p riklauso nuo žem÷s darbų kiekio. Labai bran gus projekto vy kdymas būna tada, kai tenka supilti didelius py limus ar dary ti dideles iškasas. Kuo daugiau p rojektin÷ linija sutamp a su žem÷s p aviršiumi, tuo p rojektas taup esnis.
Linijos nuo lydis y ra dviejų taškų aukščio skirtumų santy kis su horizontaliuoju atstumu, esančiu tarp taškų. Linijos nuoly dis skaičiuojam as:
s h
i= . (12.9.)
Pavyzdžiui, tegul taškų A ir B aukščio skirtumas h = 2 m, o horizontalusis atstumas s = 800 m. Tada linijos AB nuoly dis: 0.0025
8002 = = i Dažnai nuolydis reiškiamas:
p rocentais i % = 0,0025 * 100 = 0,25%; p romil÷mis i ‰ = 0,0025 * 1000 = 2,5 ‰.
Nuolydis, išreikštas p rocentais, rodo, kad 100 m ilgio linijos vienas galas y ra aukščiau už kitą 0,25 m. Tą patį nuoly dį išreiškus p romil÷mis, gaunamas 1000 m linijos galų aukščio skirtumas – 2,5 m.
Projektinę liniją galima išbr÷žti:
1. žinant jos nuoly dį ir vieno galo altitudę; 2. turint abiejų linijos galų altitudes.
1 atvejis. Žinant linijos nuoly dį, galima rasti tam tikru atstumu (s) esančio b et kurio linijos taško altitudę. Skaičiuo jame aukščių skirtumą:
h = i * d. (12.10.)
Šį aukčio skirtumą prid÷jus p rie žinomos p radin÷s altitud÷s, gauname kito taško altitudę. Vadin asi, kito linijos taško altitud÷ ly gi duotojo taško altitudes ir nuoly džio ir atstumo sandaugai:
d i H Hn+1 = n + *
. (12.11.)
Sandau ga i*d gali būti teigiam a ir neigiama. Ženklas p riklauso nuo nuolydžio krypties. Kai p rojektin÷ linija ÷jimo kry ptimi ky la, nuoly dis laikomas teigiamu, kai p rojektin÷ linija eina žemy n – neigiamu.
Vienu ar k itu būdu ap skaičiuotos altitud÷s surašomos profily je ties atitinkamais taškais p rojektinių altitudžių eilut÷je, o nuoly dis – nuoly džių eilut÷je. Paskui skaičiuo jamas darbo aukščitis, kuris rodo, kiek žem÷s reikia sup ilti ir nukasti atitinkamame taške. Darbo aukštis surašomas profily je p rie projektin÷s linijos: teigiamas – p rojektin÷s linijos viršuje, neigiamas aukštis – apačioje.
Profilio p rojektin÷ linija profily je išbr÷žiama raudonu tušu. Jos nuolydžiai, altitud÷s ir darbo aukščiai taip p at rašomi raudona spalva.
Baigiant dar reik ia ap skaičiuoti nulinius taškus – taškus, kuriuose p rojektin÷ linija kerta žem÷s p aviršių. Tarp kurių p iketų y ra nulinis taškas, galima maty ti iš profilio, bet galima sp ręsti ir iš darbo aukščio ženklų – dviejų gretimų taškų skirtingi darbo aukščio ženklai rodo, k ad tarp jų y ra nulinis taškas. Pirmiausia reikia ap skaičiuoti atstumą nuo nulinio taško iki gretimų p iketų (ar tarpinių taškų): S h h h s d d d 2 1 1 1 + = ; (12.12.) S h h h s d d d 2 1 2 2 + = . (12.13.)
Tikrindami susumuojame vieną ir kitą atstumą. Turime gauti tokią ly gy bę:
.
2
1 s S
s + = (12.14.)
T urint atstumą iki nulinio taško, skaičiuojami p rojektin÷s lin ijos aukščio skirtumai tarp nulinio taško ir gretimų p iketų ar tarp inių taškų:
i s hPro j. 1 1 = ; (12.15.) ir i s hPro j. 2 2 = . (12.16.)
T oliau skaičiuo jam a nulin io taško altitud÷:
1
Pr 1
0 H h o j
H = + . (12.17.)
T ikrindami skaičiuojame nulin io taško altitudę naudodami antrą projektin÷s linijos aukščio skirtumą iki nulin io taško:
2
2
0 H hp ro j
H = − . (12.18.)
Abu kartus apskaičiuota nulinio taško altitud÷ turi būti vienoda.