Реферат: Геодезическое обеспечение при строительстве мостов

Министерство образования Российской Федерации

Сибирская государсвенная геодезическая академия

ИНСТИТУТ ГЕОДЕЗИИ И МЕНЕДЖМЕНТА

КАФЕДРА  ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ  

РЕФЕРАТ

По дисциплине: Геодезическоеобеспечение информационных систем

На тему :           Геодезическое обеспечение при строительстве  мостов

Выполнил:                                                                                   Проверил:

 

  

Студент группыИС-5             _____________________________________

Заочного факультета             _____________________________________

БейгулМ.В.                             _____________________________________

                                                         

 

НОВОСИБИРСК

2000 год.

Мосты представляют собой сложныеискуственные  инженерные сооружния, возводимые в местах пересечениядорог, водотоков и тех мест, где нельзя обойтись без моста.Несмотря на различноеназначение, техпологию строительства, отличия в строении и характере назначенияи даже разные названия, все они имеют одинаковое предназначение — транспортное. После того, как определено месторасположение, согласованоразличными государственными инстанциями (архитектурными, экологическими и др)начинаются основные геодезические работы. К основным геодезическимработам, обеспечивающим строительство мостов, относится:

1.  съемка местности ирельефа дна водотока;

2.  построение плановойи высотной гедезических разбивочных сетей;

3.  разбивка центров иосей устоев и русловых опор моста

4.  детальная разбивкатела опор;

5.  контроль возведенияопор и исполнительная съемка в процессе их возведения;

6.  разбивкарегуляционных и берегоукрепительных сооружений;

7.  разбивка пути наподходах к мосту;

8.  разбивочные работыи исполнительная съемка монтажа пролетных строений;

9.  измерениедеформаций пролетных строений во время испытаний моста;

10.    наблюденияза осадками и кренами опор и деформациями пролетных строений в ходестроительства и эксплуатации моста.

Для оценки участка предполагаемого строительствакомплексно проводят основные изыскания: — инженерно-геодези­ческие,инженерно-геологические и гидрогеологические; гидромете­орологические,климатологические, метеорологические, почвенно-геоботанические и др. Основныеизыскания выполняют в первую очередь на всех типах сооружений.

Инженерно-геодезическиеизыскания позволяют получить инфо­рмацию о рельефе и ситуации местности ислужат основой не только для проектирования, но и для проведения других видовизысканий и обследований. В процессе инженерно-геодезических изысканийвыполняют работы по созданию геодезического обосно­вания и топографическойсъемке в разных масштабах на участке строительства, производят трассированиелинейных сооружений, геодезическую привязку геологических выработок,гидрологических створов, точек геофизической разведки и многие другие работы.

Инженерно-геологическиеи гидрогеологические изыскания дают возможность получить представление огеологическом строении местности, физико-геологических явлениях, прочностигрунтов, со­ставе и характере подземных вод и т. п. Эти сведения позволяютсделать правильную оценку условий строительства сооружения.

Гидрометеорологическиеизыскания дают сведения о водном режиме рек и водоемов, основные характеристикиклимата района. В процессе гидрометеорологических изысканий определяют харак­теризменения уровней, уклоны, изучают направление и скорости течений, вычисляютрасходы воды, производят промеры глубин ведут учет наносов и т. д.

К инженернымизысканиям для строительства также относятся:

геотехнический контроль, оценка опасности и риска отприродных и техногенных процессов; обоснование мероприятий по инженерной защитетерриторий; локальный мониторинг компонентов окружа­ющей среды, научныеисследования в процессе инженерных изыска­ний, авторский надзор заиспользованием изыскательской продук­ции; кадастровые и другие сопутствующиеработы и исследования в процессе строительства, эксплуатации и ликвидацииобъектов.

Содержание и объемыинженерных изысканий определяются типом, видом и размерами проектируемогосооружения, местными условиями и степенью их изученности, а также стадиейпроектиро­вания. Различные виды сооружений, технология строительства ко­торыхимеет много общего и изыскания для которых проводятся по схожей схеме

Порядок, методика и точность инженерных изысканийустанав-1ваются в основном в строительных нормах, например СНиП 11-02-96 и СНиП11-04-97.

На следующем этапе, непосредственно пристроительстве моста основные геодезические работы — это: разбивка центров иосей опор, разбивка пролетных строений, контроль размеров поставляемых сзавода монтажных элементов, разбивка и контроль за возведением всех частейсооружения, разбивка вспомогательных и временных сооружений (зданий, дорог,причалов и др.), исполнительная съемка построенных объектов, наблюдения задеформациями.

Геодезическиеи разбивочные работы, обеспечивающие проект­ное положение и размеры как всегосооружения, так и отдельных его частей, ведутся в течение всего периодастроительства моста. При этом восстанавливают на местности и выверяютгеодезическую плановую и высотную основы, а также переносят на местность(разбивают) ось моста, оси опор, подходов, струенаправляющих дамб и т. д.;систематически контролируют возведение отдельных частей сооружения, обеспечиваяпроектное их положение; проверя­ют размеры и форму прибывающих с заводовмонтажных элемен­тов; на строительной площадке ведут разбивочные работы по вспо­могательнымпроизводственным сооружениям и бытовым зданиям,. подъездным дорогам, причалам ит. п.

 Качество возводимых искусственныхсооружений на всех эта­пах строительства в значительной мере зависит от хорошейоргани­зации и выполнения полного комплекса геодезических, разбивоч-ных иконтрольно-измерительных работ. На строительстве малых и средних мостов и геодезические и разбивочные работы обычно выполняет производитель работ илиинженер производственно-технического отдела, а при возведении больших иособенно внеклас­сных мостов — специальная геодезическая группа в составе произ­водственно-техническогоотдела строительства. Особо ответственные работы по созданию мостовойтриангуляционной сети обычно пере­дают специализированным геодезическиморганизациям.

Геодезическая служба на строительстве нужнав течение всего периода сооружения моста, начиная с подготовительных работ икончая сдачей в постоянную эксплуатацию. Используемые геодези­ческиеинструменты, мерные ленты, рулетки должны находиться в исправном состоянии исистематически подвергаться контрольным проверкам.

Проектнаяорганизация, выполнявшая изыскания и проектиро­вание мостового перехода или дороги,до начала работ передает строителям по акту в присутствии заказчика материалызакрепле­ния оси трассы моста и подходов к нему, продольный профиль пе­рехода,данные об осях регуляционных сооружений, а также сведе­ния о положении и типахцентров, закрепляющих продольную ось моста, о грунтовых реперах и стенныхмарках. Для больших и вне­классных мостов передаются пункты триангуляции илиполигоно-метрии. К акту должны быть приложены: детальный план перехода снанесенными осями сооружений, схема расположения всех цент­ров геодезическойосновы мостового перехода, выписка из каталога координат и высотных отметокгеодезической основы.

Генеральныйразбнвочный план с приложенной к нему поясни­тельной запиской должен содержать:исходные данные, метод и точ­ность измерения базисов и углов, фактические идопустимые невяз­ки и метод, положенный в основу предварительных разбивочныхработ при изысканиях и закреплении мостового перехода.

Впередаваемых строителям материалах закрепления оси трас­сы мостового перехода иреперной сети должна быть указана при­вязка к центрам и маркам государственнойплановой и высотной геодезической основы. Положение закрепительных центров про­дольнойоси моста даются в пикетаже трассы, а высотные отмет­ки— в системе отметок,принятых в проекте строящейся дороги. Пе­редаваемые материалы по геодезическимзнакам (центрам и репе­рам) и масштабам плана должны удовлетворятьустановленным требованиям              (табл1).

Сооружение Масштаб плана

Расстоя­ние между горизон­талями

по высоте, м

Количество центров оси моста и харак­

тер их закрепления

Количество реперов или марок и харак­

тер их закрепления

Мост длиной от 100 до 300 м 1: 2000 0,5

Не менее двух

на каждом берегу;

капитальными

центрами

По одному репе­ру на каждом бе­регу; закрепление постоянное Мост дли ной свы­ше 300 м 1: 5000 1,0

Не менее двух

на каждом берегу;

капитальными

центрами

По два репера

на каждом берегу

закрепление посто­янное

При геодезическом обеспечении строительствамостовых и тон­нельных переходов наиболее широко применяются нивелиры Н-3,Н-05 применяемые при строительстве мостовых переходов, для построения высотныхсетей, производства разбивочных работ, исследования деформации опор истроений и также передачи отметок на опоры. применяются также теодолиты 2Т2,2Т5 и их модификации. На стадии инженерно-геодезиче­ских изысканий и припроизводстве некоторых разбивочных ра­бот используют теодолиты 2ТЗО. Принеобходимости выполнения высокоточных угловых измерений, например, припостроении раз­бивочных сетей на мостах длиной более 1 км, используют теодолитТ1. В настоящее время во многих странах (США, Швейцария, ФРГ, Япония, Швеция,ГДР и др.) разработаны и серийно выпускаются автоматические электронныетахеометры с микро-ЭВМ и системой геодезических вычислительных программ. Черезпульт управления этими приборами можно ввести следующие величины:

поправкиза атмосферные условия, отметку высоты точки стояния прибора, вертикальный игоризонтальный углы, а также информа­цию, включающую кодовые числа — номераточек стояния и ви­зирования, топографические предметы и т. п. определяютгоризонтальные расстояния и превышения с учетом кривизны Земли. Информацияиндицируется дисплее

В тахеометре при измерении расстоянийавтоматически регулируется интенсивность сигнала, возможна работа в режимеслежения, установка отсчета по горизонтальному кругу на нуль или на заданноенаправление. В приборе предусмотрено введение информации во внешнюю память, длячего он оборудован регистри­рующим устройством и блоком обработки и передачи информации.

Электронныетахеометры последних моделей могут работать в режиме слежения, т. е.непрерывного определения положения перемещающегося отражателя при непрерывномвизировании. В этом случае на индикацию периодически выдаются новые значе­ниягоризонтального направления и расстояния. Использование таких приборов особенноперспективно на разбивке русловых опор при выведении плавсредств в проектноеположение.  Предусмотрен выход данных на накопители (запоминающие устройства)или устройства для обработки информации.

Этиприборы непосредст­венно в поле по данным измерений дают возможность определятьпространственное положение съемочных пунктов методом свобод­ного выбора точекстояния. Благодаря ряду специальных функций» таких как автоматическоевычисление полярных координат, ко­ординат х и у, а также разбивочным данным синдикацией элемен­тов редукций, можно эффективно использовать данные приборыдля разбивочных работ в строительстве.Помимо вышеуказаных применяются такжеотдельные светодальномеры,

Следует отметить, что программы дляобработки сетей и оценки их точности на ЭВМ составлены по наиболее общималгоритмам, и они могут с равным успехом быть использованы при анализе точностисети любого вида — триангуляции, линейно-угловой, полигонометрии, трилатерации.Конечно, подобные вычисления могут быть выполнены и вручную, при помощинастольных вычис­лительных средств, однако при современной оснащенности элек­троннойвычислительной техникой это было бы нецелесообразно.

При разных уровнях и высотной исполнительной съемке,когда требуется полу­чить информацию о большом числе точек в сложных условиях,возможно применение лазерных универсальных приборов. Эти при­боры позволяютзадавать в пространстве последовательно верти­кальную и горизонтальнуюплоскости.прибор располагают на опоре и ориентируют вертикальную лазер­нуюплоскость по линии, параллельной оси моста. Отсчеты по рейке берут по следулазерной плоскости, при расстоянии 100—150 м ширина светового штрихасоставляет, 15—20 мм, а он хорошо виден в пасмурную погоду. Применение вертикальной развертки лазерного лучаобеспечивает одновре­менно и съемку верхних и нижних поясов.

Высотное положение точек получают относительно горизон­тальнойлазерной плоскости. Для уменьшения инструментальных ошибок и повышения точностинивелирования установку лазерной плоскости в горизонтальное положение следуетвыполнять по от­счетам на рейках, установленных на реперах с известными отмет­ками,имеющимися на опорах. Благодаря такому способу можно съемку выполнять в разныхместах пролетного строения с исполь­зованием нескольких реек.

Изменение температурывоздуха и особенно неодинаковый сол­нечный нагрев металлических конструкцийзначительно изменяют отметки высот узловых точек и искажают общую картину про­дольногопрофиля. Поэтому нивелировать пролетное строение же­лательно вечером или впасмурную погоду, когда температурные изменения всех элементов конструкцийможно считать равномер­ными. В этих условиях очевидны преимущества лазерногоприбора, позволяющего выполнять наблюдения в темное время суток.

Экспериментальныеисследования точности исполнительной съемки лазерными приборами показали, чтопогрешность опреде­ления планово-высотного положения элементов конструкций прирасстояниях до 150 м составляет 2—4 мм и зависит в основном от влиянияметеорологическихфакторов внешней среды.Также

/>

перспективно применение фотоэлектронных устройствдля ре­гистрации положения лазерной плоскости при исполнительной съемке, таккак обеспечивает повышение точности и частично авто­матизирует процессизмерений. Так, в Чехословакии  пристроительстве железнодорожного моста применялась лазерно-телевизионная си­стема (Lastelmodt) для исполнительнойсъемки пролетных строе­ний. Эта система состоит из лазера, неподвижной маркидля ори­ентирования луча, подвижной марки и дисплея для автоматиче­скойрегистрации положения луча на марке. Контроль положения конструкцийосуществлялся при помощи подвижной марки от­носительно лазерного луча,ориентированного по направлению оси моста с заданным уклоном. По исследованиям(на расстоянии до 340 м) точность регистрации положения лазерного луча соста­вила1—5 мм

Наряду с основным, строгим способом оценкиточности проекта сети, ориентированным на использование ЭВМ, существуют и при­ближенныеспособы, позволяющие, сравнивая различные варианты построения сети, особенно вполевых условиях, оперативно при­нимать достаточно обоснованные решения. Такиеприближенные способы уже не являются универсальными, а ориентированы наконкретные виды сетей.

При строительстве мостового перехода на местностиопределя­ют и закрепляют положение центров мостовых опор и других элементовмоста, а также производят детальную разбивку при возведении опор и монтажепролетных строений.

Для этих целей строят специальную геодезическуюразбивочную сеть, обеспечивающую выполнение разбивочных работ на всех ста­дияхстроительства мостового перехода. Кроме того, рационально расположенная инадежно закрепленная разбивочная сеть может служить основой и для наблюдений задеформациями моста в про­цессе его строительства и эксплуатации.

В зависимости от способа разбивки центров опор и условийместности плановую разбивочную сеть создают следующими методами :

/>

 При возможности разбивки опор по створусветодальномером в качестве основы могут служить исходные пункты, за­крепляющиеось мостового перехода. Эти пункты закрепляют еще в период изысканий.

Разбивка осей опор

При разбивке осейопор малых и средних сооружений центры опор переносят на местностьнепосредственным измерением рас­стояний между знаками (см. пункты А и В на рис.1, а), закреп­ляющими ось сооружения, и центрамиопор, привязанными в проек­те к пикетажу дороги.

/>

Если по местным условиям не удается расположитьвспомогательный мостик на оси перехода, то его устраивают в стороне, пробиваядублирующуювспомогательную ось (рис.1, б), на которуюпере­носят исходные пункты А и В. Вспомогательную ось желательно располагатьпараллельно основной оси. Если оси не параллельны» то угол между ними учитывают при переносе центрови осей опор дублирующих на основную. Зимой разбивку осей ведут со льда повмороженному в лед дощатому настилу. Линейныеизмерения выполняют компарированными шкаловой лентой или стальной рулеткой.Натяжение ленты или рулетки регу­лируют динамометром или постоянным усилиемопытного рабочего. Измеряя расстояния, инструмент (ленту, рулетку) располагаютго­ризонтально; при уклонах местности более 3—5°, когда горизон­тальноерасположение измерительного инструмента затруднитель­но, вносят соответствующиепоправки в длины линий. Поверхность земли предварительно планируют, срезаябугры, вырубая кустар­ник и т. п. На крутых склонах рекомендуется устраиватьступенча­тые мостики и переносить расстояние с одного уровня на другой припомощи отвеса. В измеренную длину нужно вводить соответ­ствующие поправки накомпарирование измерительных инструмен­тов и на разность температур приизмерении и контрольной их про­верке. Одним инструментом измеряют в прямом иобратном направ­лениях, а двумя—в одном направлении.

Разбивка осей опорбольших мостов.

При построй­кекрупных сооружений на широких и глубоких реках в теплое вре­мя года невозможнонепосредственными измерениями определить расстояние между исходными пунктами иразбить оси опор. В этом случае прибегают к параллактическому илитриангуляционному способам. С этой целью создают на берегах геодезическуюопорную сеть, представляющую собой в плане систему треугольников или че­тырехугольников(рис. 4.2), измеренных с высокой точностью по своим линейным и угловымразмерам. Разбивки выполняют, привя­зываясь к пунктам геодезической опорнойсети, имеющей коорди­наты в абсолютной или условной системе.

В триангуляционнуюсеть включают не менее двух исходных то­чек, закрепляющих ось моста ирасположенных на каждом бере­гу. Основой триангуляционной сети служат базисы,которые реко­мендуется разбивать на ровном месте, свободном от застроек и до­пускающемточное измерение и беспрепятственное визирование. Конечные точки базисов нужноразмещать на незатопляемых ме­стах и прочно закреплять. Разбивку центров опорвыполняют угло­выми засечками не менее чем из двух точек базиса с пересечениемзасечек в створе оси моста. Для повышения точности разбивки углы втреугольниках между направлением засечек и осью моста должны быть не менее 25° и не более 150°.

/>

/>

Расстояния междуконечными точкамимоста и между центра­ми опор, определенные спомощью триангуляции, рекомендуется при возможности проверять непосредственнымипромерами.

Если трасса расположена по круговой кривой, ось мостапри­нимают вдоль кривой, а продольные оси опор—по направлению радиусов кривой.Точки пересечения продольных осей опор с осью моста будут центрами опор.Поперечная ось каждой опоры обра­зуется касательной к кривой, проведенной вточке центра опоры.

В зависимости от местных условий и размеров мостаразбивка может быть проведена методом многоугольника от линии танген­сов, отстягивающей хорды или полярным способом.

Разбивочную сетьсоздают в частной системе координат, за ось абсцисс которой принимают осьмостового перехода. Сеть представляет собой систему реперов, точность определенияотметок которых относительно исходного репера характеризуется среднейквадратической ошибкой 3 — 5 мм. Это требование вполне обеспечиваетсяпроложением ходов нивелирования III класса. На строительной площадкеустанавливают густую сеть рабочих ре­перов, от которых передают отметки на всевозводимые мостовые сооружения.Координаты одного из пунктов, лежащих на этойоси, задают, исходя из условия положительности координат всех пунктов. Ошибка вопределении положения пунктов разбивочной сети относительно исходного не должнапревышать 10 мм. Пункты разбивочной сети закрепляют в геологически устойчивыхместах, не затопляемых высокими паво­дковыми водами.

На больших мостовыхпереходах, располагающихся в сложной широкой речной пойме, геодезическаяразбивочная основа может строиться из сочетания линейно-угловых иполигонометрических сетей.

Высотнуюгеодезическутю сеть на мостовом переходе создают еще в период изысканий, но поточности она обеспечивает выполне­ние всех видов работ, в том числе иразбивочных. Для высотных разбивок возле оси моста устанавливают репе­ры,абсолютные отметки которых определяют геометрическим ни­велированием в тойсистеме, в которой получены отметки точек трассы. Реперы нужно сохранять внеизменном положении доокончания строительных работ и сдачисооружения в эксплуата­цию. Отметки построенных репе­ров надо определять сточностью С^20 YL, но не менее ±10 мм, (где С дано в мм, a L—расстоя­ние нивелирования в км). Вспомо­гательные реперыустанавливают с допускаемой ошибкой ниве­лирования от исходных ре­перов неболее ±15 мм.

Точность геодезических работ. На строительстве мостовдлиной до 100 м при определении расстояний между ис­ходными пунктами,закрепляющими ось сооружения, и расстояний между осями опор допускаетсяотносительная ошибка не более 1:5000. На мостах длиной более 100 м точностьизмерения рас­стояний между исходными пунктами, закрепляющими ось моста, иположения осей надфундаментной части опоры зависит от воз­можного смещения наопорах пролетных строений и выражается формулой

/>

гдеm — допустимая ошибка измерения, ом;

/пр — длина каждого пролета, см;

n— число пролетов на измеряемом участке моста;

k—коэффициент, зависящий от типа пролетныхстроений; для балочных про­летных строений, когда может быть допущено смещениеподферменных площадок на величину до ±5 см, а также для монолитных арочных ирамных железобетонных мостов коэффициент к =6 000, во всех других случаях,требующих более точного размещения, его принимают равным 10000.

Создавая мостовую триангуляционную сеть для мостов дли­нойдо 200 м, можно ограничиваться измерением одного базиса, а при большей длинемоста должен быть второй (контрольный) базис. Длина базисов измеряется в 2 разаточнее, чем при непо­средственном измерении мерным инструментом расстояниймежду исходными пунктами,закрепляющими ось.Допускаемая ошибка в разбивке осей фундаментов опор мо­жетбыть увеличена вдвое.

При монтажепролетного строения в зависимости от его конст­рукции и схемы монтажа(непосредственно в пролете, сборка на берегу и т. п.) геодезические работыобеспечивают детальную раз­бивку мест установки пролета, периодическую выверкусборки про­лета, его плановую и высотную установку, нивелирование профиляпролета (определение строительного подъема). По окончании мон­тажа производятисполнительную съемку, в результате которой составляют план и профильпролетного строения, продольный про­филь пути.

По мере завершения постройки отдельныхчастей моста (опор,, пролетных строений и т. д.) проводят геодезические работыпо опре­делению геометрических размеров возведенных сооружений и объемов выполненных работ (исполнительные съемки иобмеры). В от­дельных случаях на мостах, строящихся в сложных геологическихусловиях, производят по специальным программам геодезические наблюдения задеформацией построенных сооружений.

Каталог используемой литературы :

1. Геодезическое обеспечение при строительстве мостов

       Под редакцией  Коугия В.А., Грузинов В.В.,Малковский О.Н., Петров В.Д.

2. Мосты и тоннели

       Под редакцией  Попов С.А., Осипов В.О., БобриковБ.В. Храпов В.Г. и др.

еще рефераты
Еще работы по геодезии