На головну

 Геодезичне забезпечення при будівництві мостів - Геодезія

Міністерство освіти Російської Федерації

Сибірська государсвенной геодезична академія

ІНСТИТУТ ГЕОДЕЗІЇ І МЕНЕДЖМЕНТУ

КАФЕДРА ІНЖЕНЕРНОЇ ГЕОДЕЗІЇ ТА ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ

РЕФЕРАТ

З дисципліни: Геодезичне забезпечення інформаційних систем

На тему: Геодезичне забезпечення при будівництві мостів

Виконав: Перевірив:

Студент групи ІС-5 _____________________________________

Заочного факультету _____________________________________

Бейгул М.В. _____________________________________

НОВОСИБИРСК

2000 рік.

Мости являють собою складні штучні інженерні сооружнія, що зводяться в місцях перетину доріг, водотоків і тих місць, де не можна обійтися без моста.Несмотря на різне призначення, техпологію будівництва, відмінності в будові і характер призначення і навіть різні назви, всі вони мають однакове призначення - транспортний. Після того, як визначено місце розташування, погоджено різними державними інстанціями (архітектурними, екологічними та ін) починаються основні геодезичні роботи. До основних геодезичних робіт, що забезпечує будівництво мостів, відноситься:

1. зйомка місцевості і рельєфу дна водотоку;

2. побудова планової і висотної гедезіческіх розбивочних мереж;

3. розбивка центрів і осей підвалин і руслових опор моста

4. детальна розбивка тіла опор;

5. контроль зведення опор і виконавча зйомка в процесі їх зведення;

6. розбивка регуляційних і берегоукріплювальних споруд;

7. розбивка колії на підходах до мосту;

8. геодезичні роботи і виконавча зйомка монтажу прогонових будов;

9. вимір деформацій прогонових будов під час випробувань моста;

10. спостереження за опадами і креном опор і деформаціями прогонових будов в ході будівництва та експлуатації моста.

Для оцінки ділянки передбачуваного будівництва комплексно проводять основні вишукування: - інженерно-геодезичні, інженерно-геологічні та гідрогеологічні; гідрометеорологічні, кліматологічні, метеорологічні, грунтово-геоботанічні та ін. Основні вишукування виконують в першу чергу на всіх типах споруд.

Інженерно-геодезичні дослідження дозволяють отримати інформацію про рельєф і ситуації місцевості і служать основою не тільки для проектування, але і для проведення інших видів вишукувань і обстежень. У процесі інженерно-геодезичних вишукувань виконують роботи по створенню геодезичної основи і топографічної зйомці в різних масштабах на ділянці будівництва, виробляють трасування лінійних споруд, геодезичну прив'язку геологічних виробок, гідрологічних створів, точок геофізичної розвідки і багато інших робіт.

Інженерно-геологічні та гідрогеологічні вишукування дають можливість отримати уявлення про геологічну будову місцевості, фізико-геологічних явищах, міцності грунтів, склад і характер підземних вод і т. П. Ці дані дозволяють зробити правильну оцінку умов будівництва споруди.

Гідрометеорологічні вишукування дають відомості про водному режимі річок і водойм, основні характеристики клімату району. У процесі гідрометеорологічних вишукувань визначають характер зміни рівнів, ухили, вивчають напрямок і швидкості течій, обчислюють витрати води, виробляють проміри глибин ведуть облік наносів і т. Д.

До інженерних вишукувань для будівництва також відносяться:

Геотехнічний контроль, оцінка небезпеки і ризику від природних і техногенних процесів; обгрунтування заходів щодо інженерного захисту територій; локальний моніторинг компонентів довкілля, наукові дослідження в процесі інженерних вишукувань, авторський нагляд за використанням вишукувальної продукції; кадастрові та інші супутні роботи та дослідження в процесі будівництва, експлуатації та ліквідації об'єктів.

Зміст і обсяги інженерних вишукувань визначаються типом, видом і розмірами проектованого споруди, місцевими умовами та рівнем їхньої вивченості, а також стадією проектування. Різні види споруд, технологія будівництва яких має багато спільного і вишукування для яких проводяться за схожою схемою

Порядок, методика і точність інженерних вишукувань устанав-1ваются в основному в будівельних нормах, наприклад СНиП 11-02-96 і СНиП 11-04-97.

На наступному етапі, безпосередньо при будівництві моста основні геодезичні роботи - це: розбивка центрів і осей опор, розбивка прогонових будов, контроль розмірів поставляються із заводу монтажних елементів, розбивка і контроль за зведенням всіх частин споруди, розбивка допоміжних і тимчасових споруд (будівель, доріг , причалів та ін.), виконавча зйомка побудованих об'єктів, спостереження за деформаціями.

Геодезичні та геодезичні роботи, що забезпечують проектне положення і розміри як всієї споруди, так і окремих його частин, ведуться протягом усього періоду будівництва мосту. При цьому відновлюють на місцевості і вивіряють геодезичну планову та висотну основи, а також переносять на місцевість (розбивають) вісь мосту, осі опор, підходів, струмененапрямних дамб і т. Д .; систематично контролюють зведення окремих частин споруди, забезпечуючи проектне їхнє становище; перевіряють розміри і форму прибувають із заводів монтажних елементів; на будівельному майданчику ведуть геодезичні роботи по допоміжним виробничим спорудам і побутовим будівлям ,. під'їзним дорогах, причалів і т. п.

Якість зводяться штучних споруд на всіх етапах будівництва значною мірою залежить від доброї організації та виконання повного комплексу геодезичних, розбивочної-них і контрольно-вимірювальних робіт. На будівництві малих і середніх мостів і геодезичні та геодезичні роботи зазвичай виконує виконавець робіт чи інженер виробничо-технічного відділу, а при зведенні великих і особливо позакласних мостів - спеціальна геодезична група у складі виробничо-технічного відділу будівництва. Особливо відповідальні роботи зі створення бруківці триангуляционной мережі зазвичай передають спеціалізованим геодезичним організаціям.

Геодезична служба на будівництві потрібна протягом усього періоду споруди мосту, починаючи з підготовчих робіт і закінчуючи здачею в постійну експлуатацію. Використовувані геодезичні інструменти, мірні стрічки, рулетки повинні перебувати в справному стані і систематично піддаватися контрольним перевіркам.

Проектна організація, яка виконувала вишукування та проектування мостового переходу або дороги, до початку робіт передає будівельникам за актом в присутності замовника матеріали закріплення осі траси моста та підходів до нього, поздовжній профіль переходу, дані про осях регуляційних споруд, а також відомості про положення і типах центрів , що закріплюють поздовжню вісь моста, про грунтових реперах і стінних марках. Для великих і позакласних мостів передаються пункти тріангуляції або Полігон-метрії. До акта повинні бути додані: детальний план переходу з нанесеними осями споруд, схема розташування всіх центрів геодезичної основи мостового переходу, виписка з каталогу координат і висотних позначок геодезичної основи.

Генеральний разбнвочний план з доданою до нього пояснювальною запискою повинен містити: вихідні дані, метод і точність вимірювання базисів і кутів, фактичні і допустимі нев'язки і метод, покладений в основу попередніх розбивочних робіт при вишукуваннях і закріпленні мостового переходу.

У переданих будівельникам матеріалах закріплення осі траси мостового переходу і реперної мережі повинна бути вказана прив'язка до центрів і маркам державної планової і висотної геодезичної основи. Положення закріпних центрів поздовжньої осі моста даються в пікетаж траси, а висотні отметкі- в системі позначок, прийнятих у проекті споруджуваної дороги. Передані матеріали по геодезичним знакам (центрам і реперам) і масштабам плану повинні задовольняти встановленим вимогам (табл1).

 Спорудження Масштаб плану

 Відстань між горизонталями

 по висоті, м

 Кількість центрів осі моста і харак

 тер їх закріплення

 Кількість реперів або марок і харак

 тер їх закріплення

 Міст завдовжки від 100 до 300 м 1: 2000 0,5

 Не менше двох

 на кожному березі;

 капітальними

 центрами По одному реперу на кожному березі; закріплення постійне

 Міст котрі три ної понад 300 м 1: 5000 1,0

 Не менше двох

 на кожному березі;

 капітальними

 центрами

 За два репера

 на кожному березі

 закріплення постійне

При геодезичному забезпеченні будівництва мостових і тунельних переходів найбільш широко застосовуються нівеліри Н-3, Н-05 застосовуються при будівництві мостових переходів, для побудови висотних мереж, виробництва розбивочних робіт, дослідження деформації опор і будов і також передачі відміток на опори. застосовуються також теодоліти 2Т2, 2Т5 та їх модифікації. На стадії інженерно-геодезичних вишукувань і при виробництві деяких розбивочних робіт використовують теодоліти 2ТЗО. При необхідності виконання високоточних кутових вимірів, наприклад, при побудові розбивочних мереж на мостах довжиною понад 1 км, використовують теодоліт Т1. В даний час в багатьох країнах (США, Швейцарія, ФРН, Японія, Швеція, НДР та ін.) Розроблені і серійно випускаються автоматичні електронні тахеометри з мікро-ЕОМ і системою геодезичних обчислювальних програм. Через пульт управління цими приладами можна ввести такі величини:

поправки за атмосферні умови, відмітку висоти точки стояння приладу, вертикальний і горизонтальний кути, а також інформацію, що включає кодові числа - номери точок стояння і візування, топографічні предмети і т. п. визначають горизонтальні відстані і перевищення з урахуванням кривизни Землі. Інформація индицируется дисплеї

У тахеометре при вимірюванні відстаней автоматично регулюється інтенсивність сигналу, можлива робота в режимі стеження, установка відліку по горизонтальному колу на нуль або на заданий напрямок. У приладі передбачено введення інформації в зовнішню пам'ять, для чого він обладнаний реєструючим пристроєм і блоком обробки і передачі інформації.

Електронні тахеометри останніх моделей можуть працювати в режимі стеження, т. Е. Безперервного визначення положення переміщається відбивача при безперервному візуванні. У цьому випадку на індикацію періодично видаються нові значення горизонтального напрямку і відстані. Використання таких приладів особливо перспективно на розбивці руслових опор при виведенні плавзасобів в проектне положення. Передбачений вихід даних на накопичувачі (запам'ятовують пристрої) або пристрої для обробки інформації.

Ці прилади безпосередньо в полі за даними вимірювань дають можливість визначати просторове положення знімальних пунктів методом вільного вибору точок стояння. Завдяки ряду спеціальних функцій »таких як автоматичне обчислення полярних координат, координат х і у, а також розбивочним даними з індикацією елементів редукцій, можна ефективно використовувати дані прилади для розбивочних робіт в строітельстве.Помімо вишеуказаних застосовуються також окремі светодальномери,

Слід зазначити, що програми для обробки мереж та оцінки їх точності на ЕОМ складено за найбільш загальними алгоритмами, і вони можуть з рівним успіхом бути використані при аналізі точності мережі будь-якого виду - тріангуляції, лінійно-кутовий, полігонометрії, трилатерації. Звичайно, подібні обчислення можуть бути виконані і вручну, за допомогою настільних обчислювальних засобів, однак при сучасній оснащеності електронної обчислювальної технікою це було б недоцільно.

При різних рівнях і висотної виконавчої зйомці, коли потрібно отримати інформацію про велику кількість точок у складних умовах, можливе застосування лазерних універсальних приладів. Ці прилади дозволяють задавати в просторі послідовно вертикальну і горизонтальну плоскості.прібор розташовують на опорі і орієнтують вертикальну лазерну площину по лінії, паралельній осі моста. Відлік по рейці беруть по сліду лазерної площині, при відстані 100-150 м ширина світлового штриха становить, 15-20 мм, а він добре видно в похмуру погоду. Застосування вертикальної розгортки лазерного променя забезпечує одночасно і зйомку верхніх і нижніх поясів.

Висотне положення точок одержують відносно горизонтальної лазерної площини. Для зменшення інструментальних помилок і підвищення точності нівелювання установку лазерної площини в горизонтальне положення слід виконувати за відліком на рейках, встановлених на реперах з відомими відмітками, наявними на опорах. Завдяки такому способу можна зйомку виконувати в різних місцях прогону з використанням декількох рейок.

Зміна температури повітря і особливо неоднаковий сонячний нагрів металевих конструкцій значно змінюють позначки висот вузлових точок і спотворюють загальну картину поздовжнього профілю. Тому нівелювати пролетное будова бажано ввечері або в похмуру погоду, коли температурні зміни всіх елементів конструкцій можна вважати рівномірними. У цих умовах очевидні переваги лазерного приладу, що дозволяє виконувати спостереження в темний час доби.

Експериментальні дослідження точності виконавчої зйомки лазерними приладами показали, що похибка визначення планово-висотного положення елементів конструкцій при відстанях до 150 м становить 2-4 мм і залежить в основному від впливу метеорологічних факторів зовнішнього среди.Также

перспективно застосування фотоелектронних пристроїв для реєстрації становища лазерної площині при виконавчій зйомці, так як забезпечує підвищення точності і частково автоматизує процес вимірювань. Так, у Чехословаччині при будівництві залізничного мосту застосовувалася лазерно-телевізійна система (Lastelmodt) для виконавчої зйомки прогонових будов. Ця система складається з лазера, нерухомою марки для орієнтування променя, рухомий марки і дисплея для автоматичної реєстрації становища променя на марці. Контроль положення конструкцій здійснювався за допомогою рухомої марки щодо лазерного променя, орієнтованого у напрямку осі моста з заданим ухилом. За дослідженнями (на відстані до 340 м) точність реєстрації становища лазерного променя склала 1-5 мм

Поряд з основним, суворим способом оцінки точності проекту мережі, орієнтованим на використання ЕОМ, існують і наближені способи, що дозволяють, порівнюючи різні варіанти побудови мережі, особливо в польових умовах, оперативно приймати досить обгрунтовані рішення. Такі наближені способи вже не є універсальними, а орієнтовані на конкретні види мереж.

При будівництві мостового переходу на місцевості визначають і закріплюють положення центрів мостових опор та інших елементів мосту, а також виробляють детальну розбивку при зведенні опор і монтажі прогонових будов.

Для цих цілей будують спеціальну геодезичну розбивочну мережу, що забезпечує виконання розбивочних робіт на всіх стадіях будівництва мостового переходу. Крім того, раціонально розташована і надійно закріплена розбивочна мережа може служити основою і для спостережень за деформаціями моста в процесі його будівництва та експлуатації.

Залежно від способу розбивки центрів опор і умов місцевості планову розбивочну мережу створюють такими методами:

При можливості розбивки опор по створу светодальномером в якості основи можуть служити вихідні пункти, що закріплюють вісь мостового переходу. Ці пункти закріплюють ще в період вишукувань.

Розбивка осей опор

При розбивці осей опор малих і середніх споруд центри опор переносять на місцевість безпосереднім вимірюванням відстаней між знаками (див. Пункти А і В на рис.1, а), що закріплюють ось споруди, і центрами опор, прив'язаними в проекті до пікетажу дороги.

Якщо за місцевими умовами вдається розташувати допоміжний місток на осі переходу, то його влаштовують осторонь, пробиваючи дублюючу допоміжну вісь (рис.1, б), на яку переносять вихідні пункти А і В. Допоміжну вісь бажано розташовувати паралельно основній осі. Якщо осі не паралельні »то кут між ними враховують при перенесенні центрів і осей опор дублюючих на основну. Взимку розбивку осей ведуть з льоду по вмороженого в лід дощатого настилу. Лінійні вимірювання виконують компарірованнимі шкаловой стрічкою або сталевий рулеткою. Натяг стрічки або рулетки регулюють динамометром або постійним зусиллям досвідченого робітника. Вимірюючи відстані, інструмент (стрічку, рулетку) розташовують горизонтально; при ухилах місцевості більше 3-5 °, коли горизонтальне розташування вимірювального інструмента важко, вносять відповідні поправки в довжини ліній. Поверхню землі попередньо планують, зрізуючи бугри, вирубуючи чагарник і т. П. На крутих схилах рекомендується влаштовувати ступінчасті містки і переносити відстань з одного рівня на інший за допомогою схилу. У виміряну довжину потрібно вводити відповідні поправки на компарирование вимірювальних інструментів і на різницю температур при вимірі і контрольної їх перевірці. Одним інструментом вимірюють в прямому і зворотному напрямках, а двома-в одному напрямку.

Розбивка осей опор великих мостів.

При будівництві великих споруд на широких і глибоких річках в теплу пору року неможливо безпосередніми вимірами визначити відстань між вихідними пунктами і розбити осі опор. У цьому випадку вдаються до параллактическому або тріангуляціонную способам. З цією метою створюють на берегах геодезичну опорну мережу, що представляє собою в плані систему трикутників або чотирикутників (рис. 4.2), виміряних з високою точністю за своїми лінійним і кутовим розмірам. Розбивки виконують, прив'язуючись до пунктів геодезичної опорної мережі, що має координати в абсолютній або умовній системі.

У тріангуляціонную мережу включають не менше двох вихідних точок, закріплюють вісь мосту і розташованих на кожному березі. Основою триангуляционной мережі служать базиси, які рекомендується розбивати на рівному місці, вільному від забудов і допускає точне вимірювання і безперешкодне візування. Кінцеві точки базисів потрібно розміщувати на незатопляемих місцях і міцно закріплювати. Розбивку центрів опор виконують кутовими зарубками не менше ніж з двох точок базису з перетином зарубок в створі осі моста. Для підвищення точності розбивки кути в трикутниках між напрямом зарубок і віссю мосту повинні бути не менше 25 ° і не більше 150 °.

Відстані між кінцевими точками мосту і між центрами опор, визначені за допомогою тріангуляції, рекомендується при можливості перевіряти безпосередніми промірами.

Якщо траса розташована по круговій кривій, ось мосту беруть вздовж кривої, а поздовжні осі опор-по напрямку радіусів кривої. Точки перетину поздовжніх осей опор з віссю мосту будуть центрами опор. Поперечна вісь кожної опори утворюється дотичній до кривої, проведеної в точці центру опори.

Залежно від місцевих умов і розмірів мосту розбивка може бути проведена методом багатокутника від лінії тангенсів, від стягивающей хорди або полярним способом.

Розбивочну мережу створюють у приватній системі координат, за вісь абсцис якої приймають вісь мостового переходу. Мережа являє собою систему реперів, точність визначення відміток яких відносно вихідного репера характеризується середньою квадратичною помилкою 3 - 5 мм. Ця вимога цілком забезпечується прокладання ходів нівелювання III класу. На будівельному майданчику встановлюють густу мережу робочих реперів, від яких передають позначки на всі зводяться мостові сооруженія.Коордінати одного з пунктів, що лежать на цій осі, задають, виходячи з умови позитивності координат всіх пунктів. Помилка у визначенні положення пунктів розбивочної мережі щодо вихідного не повинна перевищувати 10 мм. Пункти розбивочної мережі закріплюють в геологічно стійких місцях, не затоплюваних високими паводковими водами.

На великих мостових переходах, розташованих у складній широкої річковий заплаві, геодезична розбивочна основа може будуватися зі сполучення лінійно-кутових і полігонометричних мереж.

Висотну геодезіческутю мережу на мостовому переході створюють ще в період вишукувань, але по точності вона забезпечує виконання всіх видів робіт, у тому числі і розбивочних. Для висотних разбивок біля осі моста встановлюють репери, абсолютні позначки яких визначають геометричним нівелюванням в тій системі, в якій отримані позначки точок траси. Репери потрібно зберігати в незмінному положенні до закінчення будівельних робіт і здачі споруди в експлуатацію. Позначки побудованих реперів треба визначати з точністю С ^ 20 YL, але не менше ± 10 мм, (де С дано в мм, a L-відстань нівелювання в км). Допоміжні репери встановлюють з допустимої помилкою нівелювання від вихідних реперів не більше ± 15 мм.

Точність геодезичних робіт. На будівництві мостів довжиною до 100 м при визначенні відстаней між вихідними пунктами, що закріплюють вісь споруди, і відстаней між осями опор допускається відносна помилка не більше 1: 5000. На мостах довжиною понад 100 м точність вимірювання відстаней між вихідними пунктами, що закріплюють вісь мосту, і положення осей надфундаментной частини опори залежить від можливого зсуву на опорах прогонових будов і виражається формулою

де m - допустима помилка виміру, ом;

/ Пр- довжина кожного прольоту, см;

n- число прольотів на вимірюваному ділянці мосту;

k-коефіцієнт, що залежить від типу прогонових будов; для балкових прогонових будов, коли може бути допущено зсув підферменних майданчиків на величину до ± 5 см, а також для монолітних арочних і рамних залізобетонних мостів коефіцієнт до = 6000, у всіх інших випадках, що вимагають більш точного розміщення, його приймають рівним 10000.

Створюючи бруківку тріангуляціонную мережу для мостів довжиною до 200 м, можна обмежуватися виміром одного базису, а при більшій довжині мосту повинен бути другий (контрольний) базис. Довжина базисів вимірюється в 2 рази точніше, ніж при безпосередньому вимірі мірним інструментом відстаней між вихідними пунктами, що закріплюють вісь .Допускаемая помилка в розбивці осей фундаментів опор може бути збільшена вдвічі.

При монтажі прогонової будови в залежності від його конструкції і схеми монтажу (безпосередньо в прольоті, збірка на березі і т. П.) Геодезичні роботи забезпечують детальну розбивку місць установки прольоту, періодичну вивірку збірки прольоту, його планову і висотну установку, нівелювання профілю прольоту ( визначення будівельного підйому). Після закінчення монтажу виробляють виконавчу зйомку, в результаті якої складають план і профіль прогонової будови, поздовжній профіль колії.

У міру завершення будівлі окремих частин моста (опор ,, прогонових будов і т. Д.) Проводять геодезичні роботи з визначення геометричних розмірів зведених споруд та обсягів виконаних робіт (виконавчі зйомки і обміри). В окремих випадках на мостах, що будуються в складних геологічних умовах, виробляють за спеціальними програмами геодезичні спостереження за деформацією побудованих споруд.

Каталог використаної літератури:

1. Геодезичне забезпечення при будівництві мостів

За редакцією Коугія В.А., Грузинів В.В. , Малковскій О.Н., Петров В.Д.

2. Мости і тунелі

Під редакцією Попов С.А. , Осипов В.О., Бобриков Б.В. Храпов В.Г. та ін.

© 8ref.com - українські реферати
8ref.com