Техническое нивелирование железнодорожной трассы

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

∑hср = Нк - Нн ,

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

- 5194 мм = - 5, 194 м;

Вторая страница:

(55743 - 42204) /2 = (13762 + (-223)) /2

6882 + (-112) = 24,351 - 17,581 = 6770 мм = 6770 мм
6770 мм = 6,770 м;

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.

Расчёт железнодорожной кривой

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

Тс :

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:

с - Кс = Дс ; 2·190,764 - 380,40 = 1,128 м

Вычисление пикетажного положения главных точек кривой:

ВУ

ПК6 + 15, 20

с

1 90,764

НК

4 + 24,436

с

3 80,40

КК

8 + 04,836

НК

4 + 24,436

с /2

1 90, 20

СК

6 + 14,636

Вычисление пикетажа. Контроль:

ВУ

ПК6 + 15, 20

с

1 90,764

8 05,964

с

1,128

КК

4 + 23,308

ВУ

ПК6 + 15, 20

с /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

уклонов

424,436

380,4

300

300

195,164

400

пр = 619,60

кр =380,4

пл =300

укл =700

пр + ∑кр = 1000,00 м∑пл + ∑укл = 1000,00 м

Длина участка трассы: Sобщ = ПКкон - ПКнач = 1000,00 м

Проверка разности проектных отметок

Длина уклонов

d, м

Уклоны

i, ‰

Превышения

h, м

Отметки

Н, м

+

-

+

-

300

0,01

3,00

400

0,012

4,80

Нк =22,80

Нн =21,00

∑ (+h) =4,80

∑ (-h) =3,00

Нк - Нн = =1,80

∑h = 1,80

СКАЧАТЬ ДОКУМЕНТ

Все материалы в разделе "Геология"

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ  [можно без регистрации]
перед публикацией все комментарии рассматриваются модератором сайта - спам опубликован не будет

Ваше имя:

Комментарий

Хотите опубликовать свою статью или создать цикл из статей и лекций?
Это очень просто – нужна только регистрация на сайте.

Copyright © MirZnanii.com 2015-2018. All rigths reserved.