Геодезичне забезпечення при будівництві мостів

Геодезія

Міністерство освіти Російської Федерації

Сибірська государсвенная геодезична академія

ІНСТИТУТ ГЕОДЕЗІЇ ТА МЕНЕДЖМЕНТУ

КАФЕДРА ІНЖЕНЕРНОЇ ГЕОДЕЗІЇ І ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ

РЕФЕРАТ

З дисципліни: геодезичне забезпечення інформаційних систем

На тему: геодезичне забезпечення при будівництві мостів

Виконав:

Перевірив:

Студент групи ІС-5 _____________________________________< br>Заочного факультету _____________________________________< br>Бейгул М.В.
_____________________________________

НОВОСИБІРСЬК

2000 рік.

Мости представляють собою складні штучні інженерні сооружнія
, Що зводяться в місцях перетину доріг, водотоків і тих місць, де не можнаобійтися без моста.Несмотря на різне призначення, техпологіюбудівництва, відмінності в будові і характер призначення і навіть різніназви, всі вони мають однакове призначення - транспортний. Післятого, як визначено місце розташування, погоджено різнимидержавними інстанціями (архітектурними, екологічними та ін)починаються основні геодезичні роботи. До основних геодезичнимробіт, що забезпечує будівництво мостів, відноситься:
1. зйомка місцевості та рельєфу дна водотоку;
2. побудова планової і висотної гедезіческіх розбивочних мереж;
3. розбивка центрів і осей підвалин і руслових опор моста
4. детальна розбиття 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. вимірювання деформацій прогонових споруд під час випробувань мосту;
10. спостереження за опадами і кренами опор і деформаціями прогонових будівель в ході будівництва та експлуатації моста.
Для оцінки ділянки передбачуваного будівництва комплексно проводятьосновні вишукування: - інженерно-геодезичні, інженерно-геологічні тагідрогеологічні; гідрометеорологічні, кліматологічні,метеорологічні, грунтово-геоботанічні та ін Основні вишукуваннявиконують в першу чергу на всіх типах споруд.

Інженерно-геодезичні дослідження дозволяють отримати інформацію прорельєфі і ситуації місцевості і служать основою не тільки для проектування,але і для проведення інших видів вишукувань і обстежень. У процесіінженерно-геодезичних вишукувань виконують роботи по створеннюгеодезичного обгрунтування та топографічної зйомці в різних масштабах наділянці будівництва, виробляють трасування лінійних споруд,геодезичну прив'язку геологічних виробок, гідрологічних створів,точок геофізичної розвідки та багато інших робіт.

Інженерно-геологічні та гідрогеологічні дослідження дають можливістьотримати уявлення про геологічну будову місцевості, фізико -геологічних явища, міцності грунтів, склад і характер підземнихвод і т. п. Ці дані дозволяють зробити правильну оцінку умовбудівництва споруди.

Гідрометеорологічні дослідження дають відомості про водному режимі річок іводойм, основні характеристики клімату району. У процесігідрометеорологічних вишукувань визначають характер зміни рівнів,ухили, вивчають напрямок та 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 ітехногенних процесів; обгрунтування заходів щодо інженерного захистутериторій; локальний моніторинг компонентів навколишнього середовища, науковідослідження в процесі інженерних вишукувань, авторський нагляд завикористанням вишукувальної продукції; кадастрові та інші супутніроботи й дослідження в процесі будівництва, експлуатації та ліквідаціїоб'єктів.

Зміст і обсяги інженерних вишукувань визначаються типом, видом ірозмірами проектованого споруди, місцевими умовами та ступенем їхвивченості, а також стадією проектування. Різні види споруд,технологія будівництва яких має багато спільного і вишукування для якихпроводяться за схожою схемою
Порядок, методика і точність інженерних вишукувань устанав-1ваются восновному в будівельних нормах, наприклад СНиП 11-02-96 і Сніп 11-04-97.

На наступному етапі, безпосередньо при будівництві моста основнігеодезичні роботи - це: розбивка центрів і осей опор, розбиттяпрогонових будов, контроль розмірів що поставляються з заводу монтажнихелементів, розбиття і контроль за зведенням всіх частин споруди,розбивка допоміжних і тимчасових споруд (будівель, доріг, причалів іін), виконавча зйомка побудованих об'єктів, спостереження задеформаціями.
Геодезичні та геодезичні роботи, що забезпечують проектне положення ірозміри як усієї споруди, так і окремих його частин, ведуться протягомвсього періоду будівництва мосту. При цьому відновлюють на місцевості івивіряє геодезичну планову та висотну основи, а також переносять намісцевість (розбивають) ось моста, осі опор, підходів, струенаправляющіх дамбі т. д.; систематично контролюють зведення окремих частинспоруди, забезпечуючи їх проектне положення; перевіряють розміри і формущо прибувають із заводів монтажних елементів; на будівельному майданчику ведутьгеодезичні роботи по допоміжним виробничим спорудам іпобутовим будівлям,. під'їзних дорогах, причалів і т. п.

Якість зводяться штучних споруд на всіх етапахбудівництва значною мірою залежить від доброї організації івиконання повного комплексу геодезичних, разбівоч-них і контрольно -вимірювальних робіт. На будівництві малих і середніх мостів ігеодезичні та геодезичні роботи зазвичай виконує виконавець робіт абоінженер виробничо-технічного відділу, а при зведенні великих іособливо позакласних мостів - спеціальна геодезична група у складівиробничо-технічного відділу будівництва. Особливо відповідальніроботи зі створення мостовий тріангуляціонной мережі зазвичай передаютьгеодезичним спеціалізованим організаціям.

Геодезична служба на будівництві потрібна протягом усього періодуспорудження мосту, починаючи з підготовчих робіт і закінчуючи здачею впостійну експлуатацію. Використовувані геодезичні інструменти, мірністрічки, рулетки повинні перебувати в справному стані і систематичнопіддаватися контрольним перевіркам.
Проектна організація, яка виконувала вишукування та проектування мостовогопереходу або дороги, до початку робіт передає будівельникам за актом вприсутності замовника матеріали закріплення осі траси моста та підходів донього, поздовжній профіль переходу, дані про осях регуляційних споруд,а також відомості про положення і типах центрів, що закріплюють поздовжню вісьмоста, про грунтового репера і стінних марках. Для великих і позакласнихмостів передаються пункти тріангуляції або полігону-метрії. До акту повиннібути включені: детальний план переходу з нанесеними осями споруд,схема розташування всіх центрів геодезичної основи мостового переходу,виписка з каталогу координат і висотних відміток геодезичної основи.
Генеральний разбнвочний план з доданою до нього пояснювальною запискоюповинен містити: вихідні дані, метод і точність вимірювання базисів ікутів, фактичні і допустимі нев'язки і метод, покладений в основупопередніх розбивочних робіт при дослідженнях і закріплення мостовогопереходу.
У переданих будівельникам матеріалах закріплення осі траси мостовогопереходу і репера мережі повинна бути вказана прив'язка до центрів і маркамдержавної планової і висотної геодезичної основи. ПоложенняЗакріплювальні центрів поздовжньої осі моста даються в пікетаже траси, ависотні позначки-в системі оцінок, прийнятих у проекті що будується, дороги.
Передані матеріали по геодезичним знакам (центрам та репера) імасштабами плану повинні задовольняти встановленим вимогам
(табл1).

При геодезичному забезпеченні будівництва мостових та тунельнихпереходів найбільш широко застосовуються нівеліри Н-3, Н-05 застосовуються прибудівництво мостових переходів, для побудови висотних мереж,виробництва розбивочних робіт, дослідження деформації опор і будов ітакож передачі відміток на опори. застосовуються також теодоліти 2Т2, 2Т5 та їхмодифікації. На стадії інженерно-геодезичних вишукувань і при виробництвідеяких розбивочних робіт використовують теодоліти 2ТЗО. При необхідностівиконання високоточних кутових вимірів, наприклад, при побудовірозбивочних мереж на мостах довжиною понад 1 км, використовують теодоліт Т1. Уданий час в багатьох країнах (США, Швейцарія, ФРН, Японія, Швеція, НДРта ін) розроблені та серійно випускаються автоматичні електроннітахеометри з мікро-ЕОМ і системою геодезичних обчислювальних програм.
Через пульт управління цими приладами можна ввести наступні величини:поправки за атмосферні умови, відмітку висоти точки стояння приладу,вертикальний і горизонтальний кути, а також інформацію, що включає кодовічисла - номери точок стояння і візування, топографічні предмети і т.п. визначають горизонтальні відстані і перевищення з урахуванням кривизни
Землі. Інформація індикується дисплеї

У тахеометрі при вимірюванні відстаней автоматично регулюєтьсяінтенсивність сигналу, можлива робота в режимі стеження, установка відлікупо горизонтальному колу на нуль або на заданий напрямок. У приладіпередбачено введення інформації в зовнішню пам'ять, для чого він обладнанийреєструючим пристроєм і блоком обробки і передачі інформації.
Електронні тахеометри останніх моделей можуть працювати в режимі спостереження,тобто безперервного визначення положення переміщається відбивача прибезперервному візуванні. У цьому випадку на індикацію періодично видаютьсянові значення горизонтального напрямку і відстані. Використаннятаких приладів особливо перспективно на розбивці руслових опор прививедення плавзасобів у проектне положення. Передбачений вихід даних нанакопичувачі (запам'ятовувальні пристрої) або пристрої для обробкиінформації.
Ці прилади безпосередньо в полі за даними вимірювань дають можливістьвизначати просторове положення пунктів знімальних методом вільноговибору точок стояння. Завдяки низці спеціальних функцій »таких якавтоматичне обчислення полярних координат, координат х і у, а такожрозбивочних даними з індикацією елементів редукцій, можна ефективновикористовувати дані прилади для розбивочних робіт у строітельстве.Помімовищевказаних застосовуються також окремі Світлодальноміри,

Слід зазначити, що програми для обробки мереж та оцінки їхточності на ЕОМ складені за найбільш загальними алгоритмами, і вони можуть зрівним успіхом бути використані при аналізі точності мережі будь-якого виду --тріангуляції, лінійно-кутовий, полігонометрії, трілатераціі. Звичайно,подібні обчислення можуть бути виконані і вручну, за допомогою настільнихобчислювальних засобів, однак при сучасній оснащеності електронноїобчислювальною технікою це було б недоцільно.
При різних рівнях і висотної виконавчої зйомці, коли потрібноотримати інформацію про велику кількість точок у складних умовах, можливозастосування лазерних універсальних приладів. Ці прилади дозволяють задаватив просторі послідовно вертикальну та горизонтальнуплоскості.прібор розташовують на опорі і орієнтують вертикальну лазернуплощину по лінії, паралельній осі моста. Відлік по рейці беруть по слідулазерної площини, при відстані 100-150 м ширина світлового штрихаскладає, 15-20 мм, а він добре видно в похмуру погоду. Застосуваннявертикальної розгортки лазерного променя забезпечує одночасно і зйомкуверхніх і нижніх поясів.
Висотне положення точок отримують щодо горизонтальної лазерноїплощині. Для зменшення інструментальних помилок і підвищення точностінівелювання установку лазерної площини в горизонтальне положенняслід виконувати по відліку на рейках, встановлених на репера звідомими відмітками, наявними на опорах. Завдяки такому способу можназйомку виконувати в різних місцях прогону з використаннямдекількох рейок.
Зміна температури повітря і особливо неоднаковий сонячний нагрівметалевих конструкцій значно змінюють оцінки висот вузлових точокі спотворюють загальну картину поздовжнього профілю. Тому нівелюватипролітна будова бажано ввечері або в похмуру погоду, колитемпературні зміни всіх елементів конструкцій можна вважатирівномірними. У цих умовах очевидні переваги лазерного приладу,що дозволяє виконувати спостереження в темний час доби.

Експериментальні дослідження точності виконавчої зйомки лазернимиприладами показали, що похибка визначення планово-висотного положенняелементів конструкцій при відстанях до 150 м становить 2-4 мм і залежитьв основному від впливу метеорологічних факторів зовнішнього среди.Также
перспективно застосування фотоелектронний пристроїв для реєстрації положеннялазерної площини при виконавчій зйомці, тому що забезпечуєпідвищення точності і частково автоматизує процес вимірів. Так, у
Чехословаччини при будівництві залізничного мосту застосовувалася лазерно -телевізійна система (Lastelmodt) для виконавчої зйомки пролітнихбудівель. Ця система складається з лазера, нерухомою марки дляорієнтування променя, рухомої марки і дисплея для автоматичноїреєстрації положення променя на марці. Контроль положення конструкційздійснювався за допомогою рухомої марки щодо лазерного променя,орієнтованого у напрямку осі мосту з заданим ухилом. Задосліджень (на відстані до 340 м) точність реєстрації положеннялазерного променя склала 1-5 мм

Поряд з основним, суворим способом оцінки точності проекту мережі,орієнтованим на використання ЕОМ, існують і наближені способи,дозволяють, порівнюючи різні варіанти побудови мережі, особливо впольових умовах, оперативно приймати досить обгрунтовані рішення.
Такі наближені способи вже не є універсальними, а орієнтованіна конкретні види мереж.
При будівництві мостового переходу на місцевості визначають і закріплюютьположення центрів мостових опор та інших елементів мосту, а такожвиробляють детальну розбивку при зведенні опор і монтажі пролітнихбудівель.
Для цих цілей будують спеціальну геодезичну розбивочних мережу,забезпечує виконання розбивочних робіт на всіх стадіях будівництвамостового переходу. Крім того, раціонально розташована і надійнозакріплена розбивочних мережа може служити основою і для спостережень задеформаціями моста в процесі його будівництва і експлуатації.
Залежно від способу розбиття центрів опор і умов місцевості плановурозбивочних мережу створюють наступними методами:

При можливості розбивки опор по створу Світлодальноміри як основуможуть служити вихідні пункти, що закріплюють ось мостового переходу. Ціпункти закріплюють ще в період вишукувань.

Розбиття осей опор

При розбивці осей опор малих і середніх споруд центри опор переносятьна 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 не вдається розташувати допоміжний місток наосі переходу, то його влаштовують осторонь, пробиваючи дублюючудопоміжну вісь (рис.1, б), на яку переносять вихідні пункти А і В.
Допоміжну ось бажано розташовувати паралельно основній осі. Якщоосі не паралельні »то кут між ними враховують при переносі центрів іосей опор дублюючих на основну. Взимку розбивку осей ведуть з льоду повмороженностью в лід дощатого настилу. Лінійні вимірювання виконуютькомпарірованнимі шкаловой стрічкою або сталевий рулеткою. Натяг стрічки аборулетки регулюють динамометром або постійним зусиллям досвідченого робітника.
Вимірюючи відстані, інструмент (стрічку, рулетку) розташовують горизонтально;при ухилах місцевості більше 3-5 °, коли горизонтальне розташуваннявимірювального інструменту важко, вносять відповідні поправкив довжини ліній. Поверхня землі попередньо планують, зрізаючи горби,вирубуючи чагарник і т. п. На крутих схилах рекомендується влаштовуватиступінчасті містки і переносити відстань з одного рівня на інший придопомогою рівня. У обмірювану довжину потрібно вводити відповідні поправки накомпарірованіе вимірювальних інструментів і на різницю температур привимірі та контрольної їх перевірці. Одним інструментом вимірюють в прямому ізворотному напрямках, а двома-в одному напрямку.

Розбиття осей опор великих мостів.

При будівництві великих споруд на широких і глибоких річках в теплепору року неможливо безпосередніми вимірами визначити відстаньміж вихідними пунктами і розбити осі опор. У цьому випадку вдаються допараллактичний або тріангуляціонному способів. З цією метою створюють наберегах опорну геодезичну мережу, що є в плані системутрикутників або чотирикутників (рис. 4.2), виміряних з високоюточністю за своїми лінійним та кутовим розміром. Розбивки виконують,прив'язуючись до пунктів геодезичної опорної мережі, що має координати вабсолютної або умовній системі.

У тріангуляціонную мережа включають не менше двох вихідних точок,закріплюють ось мосту і розташованих на кожному березі. Основоютріангуляціонной мережі служать базиси, які рекомендується розбивати нарівному місці, вільному від забудов і допускає точне вимірювання ібезперешкодне візування. Кінцеві пункти базисів потрібно розміщувати нанезатопляемих місцях і міцно закріплювати. Розбивку центрів опор виконуютькутовими зарубками не менше ніж з двох точок базису з перетином зарубокв створі осі моста. Для підвищення точності розбивки кути в трикутникахміж напрямком зарубок і віссю мосту повинні бути не менше 25 ° і не більше
150 °.

Відстані між кінцевими точками мосту і між центрамиопор, визначені за допомогою тріангуляції, рекомендується при можливостіперевіряти безпосередніми промірами.
Якщо траса розташована по круговій кривій, ось мосту беруть уздовжкривої, а поздовжні осі опор-по напрямку радіусів кривої. Точкиперетину поздовжніх осей опор з віссю мосту будуть центрами опор.
Поперечна вісь кожної опори утворюється дотичній до кривої, проведеної вточці центру опори.
Залежно від місцевих умов і розмірів мосту розбивка може бутипроведено методом багатокутника від лінії тангенсів, від стягує хордиабо полярним способом.

Розбивочне мережу створюють у приватній системі координат, за вісь абсцисякій беруть ось мостового переходу. Мережа являє собою системуреперів, точність визначення відміток яких відносно вихідного реперахарактеризується середньоквадратичне помилкою 3 - 5 мм. Ця вимогацілком забезпечується прокладання ходів нівелювання III класу. Набудівельному майданчику встановлюють густу мережу робочих реперів, від якихпередають позначки на всі зводяться мостові сооруженія.Коордінати одного зпунктів, що лежать на цій осі, задають, виходячи з умови позитивностікоординат всіх пунктів. Помилка у визначенні положення пунктів розбивочноїмережі щодо початкового не повинна перевищувати 10 мм. Пункти розбивочноїмережі закріплюють у геологічно стійких місцях, не затоплюваних високимипаводковими водами.

На великих мостових переходах, розташованих у складній широкої річковийзаплаві, геодезична розбивочних основа може будуватися з поєднаннялінійно-кутових і полігонометричних мереж.

Висотну геодезіческутю мережу на мостовому переході створюють ще в періодвишукувань, але за точністю вона забезпечує виконання всіх видів робіт, утому числі і розбивочних. Для висотних розбивок біля осі мостувстановлюють репери, абсолютні позначки яких визначають геометричнимнівелюванням у тій системі, в якій отримані позначки точок траси.
Репер потрібно зберігати в незмінному положенні до закінчення будівельнихробіт і здачі споруди в експлуатацію. Відмітки побудованих реперів требавизначати з точністю З ^ 20 YL, але не менше ± 10 мм, (де З дано в мм, a
L-відстань нівелювання в км). Допоміжні репери встановлюють здопустимої помилкою нівелювання від вихідних реперів не більше ± 15 мм.
Точність геодезичних робіт. На будівництві мостів довжиною до 100 м привизначенні відстаней між вихідними пунктами, що закріплюють вісьспоруди, і відстаней між осями опор допускається відносна помилкане більше 1:5000. На мостах довжиною понад 100 м точність вимірювання відстанейміж вихідними пунктами, що закріплюють ось мосту, і положення осейнадфундаментной частини опори залежить від можливого зсуву на опорахпрогонових будов і виражається формулою
де m - допустима похибка вимірювання, ом;
/ пр - довжина кожного прольоту, см;n-число прольотів на що вимірюється ділянці мосту;k-коефіцієнт, що залежить від типу прогонових будов; для балкових пролітнихбудівель, коли може бути допущено зсув подферменних майданчиків навеличину до ± 5 см, а також для монолітних арочних і рамних залізобетоннихмостів коефіцієнт до = 6 000, у всіх інших випадках, які потребують більшточного розміщення, його приймають рівним 10000.
Створюючи бруківку тріангуляціонную мережу для мостів довжиною до 200 м, можнаобмежуватися виміром одного базису, а при більшій довжині мосту повиненбути другим (контрольний) базис. Довжина базисів вимірюється в 2 рази точніше,ніж при безпосередньому вимірі мірним інструментом відстаней міжвихідними пунктами, що закріплюють вісь. припускалися помилок у розбивці осейфундаментів опор може бути збільшена вдвічі.

При монтажі прогону в залежності від його конструкції ісхеми монтажу (безпосередньо в прольоті, збірка на березі і т. п.)геодезичні роботи забезпечують детальну розбивку місць установкипрольоту, періодичну вивірку збирання прольоту, його планову та висотнуустановку, нівелювання профілю прольоту (визначення будівельногопідйому). Після закінчення монтажу виробляють виконавчу зйомку, врезультаті якої складають план і профіль прогону,поздовжній профіль колії.

У міру завершення побудови окремих частин моста (опор,, пролітнихбудівель тощо) проводять геодезичні роботи за визначеннямгеометричних розмірів зведених споруд та обсягів виконаних робіт
(виконавчі зйомки і обміри). В окремих випадках на мостах, що будуютьсяв складних геологічних умовах, проводять за спеціальними програмамигеодезичні спостереження за деформацією побудованих споруд.

Каталог використовуваної літератури:

1. Геодезичне забезпечення при будівництві мостів

Під редакцією Коугія В.А., Грузинів В.В. , Малковскій О.М., Петров
В.Д.
2. Мости і тунелі

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

-----------------------< br>