Геодезия : Геодезическое обеспечение при строительстве мостов

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: Геодезическое обеспечение информационных систем

На тему : Геодезическое обеспечение при строительстве мостов

Выполнил:

Проверил:

Студент группы ИС-5 _____________________________________

Заочного факультета _____________________________________

Бейгул М.В.

_____________________________________

НОВОСИБИРСК

2000 год.

Мосты представляют собой сложные искуственные инженерные сооружния

, возводимые в местах пересечения дорог,водотоков и тех мест,где нельзя

обойтись без моста.Несмотря на различное назначение , техпологию

строительства, отличия в строении и характере назначения и даже разные

названия , все они имеют одинаковое предназначение - транспортное. После

того ,как определено месторасположение , согласовано различными

государственными инстанциями (архитектурными,экологическими и др)

начинаются основные геодезические работы. К основным геодезическим

работам,обеспечивающим строительство мостов,относится:

1. съемка местности и рельефа дна водотока;

2. построение плановой и высотной гедезических разбивочных сетей;

3. разбивка центров и осей устоев и русловых опор моста

4. детальная разбивка тела опор;

5. контроль возведения опор и исполнительная съемка в процессе их

возведения;

6. разбивка регуляционных и берегоукрепительных сооружений;

7. разбивка пути на подходах к мосту;

8. разбивочные работы и исполнительная съемка монтажа пролетных строений;

9. измерение деформаций пролетных строений во время испытаний моста;

10. наблюдения за осадками и кренами опор и деформациями пролетных строений

в ходе строительства и эксплуатации моста.

Для оценки участка предполагаемого строительства комплексно проводят

основные изыскания: — инженерно-геодезические, инженерно-геологические и

гидрогеологические; гидрометеорологические, климатологические,

метеорологические, почвенно-геоботанические и др. Основные изыскания

выполняют в первую очередь на всех типах сооружений.

Инженерно-геодезические изыскания позволяют получить информацию о

рельефе и ситуации местности и служат основой не только для проектирования,

но и для проведения других видов изысканий и обследований. В процессе

инженерно-геодезических изысканий выполняют работы по созданию

геодезического обоснования и топографической съемке в разных масштабах на

участке строительства, производят трассирование линейных сооружений,

геодезическую привязку геологических выработок, гидрологических створов,

точек геофизической разведки и многие другие работы.

Инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания дают возможность

получить представление о геологическом строении местности, физико-

геологических явлениях, прочности грунтов, составе и характере подземных

вод и т. п. Эти сведения позволяют сделать правильную оценку условий

строительства сооружения.

Гидрометеорологические изыскания дают сведения о водном режиме рек и

водоемов, основные характеристики климата района. В процессе

гидрометеорологических изысканий определяют характер изменения уровней,

уклоны, изучают направление и скорости течений, вычисляют расходы воды,

производят промеры глубин ведут учет наносов и т. д.

К инженерным изысканиям для строительства также относятся:

геотехнический контроль, оценка опасности и риска от природных и

техногенных процессов; обоснование мероприятий по инженерной защите

территорий; локальный мониторинг компонентов окружающей среды, научные

исследования в процессе инженерных изысканий, авторский надзор за

использованием изыскательской продукции; кадастровые и другие сопутствующие

работы и исследования в процессе строительства, эксплуатации и ликвидации

объектов.

Содержание и объемы инженерных изысканий определяются типом, видом и

размерами проектируемого сооружения, местными условиями и степенью их

изученности, а также стадией проектирования. Различные виды сооружений,

технология строительства которых имеет много общего и изыскания для которых

проводятся по схожей схеме

Порядок, методика и точность инженерных изысканий устанав-1ваются в

основном в строительных нормах, например СНиП 11-02-96 и СНиП 11-04-97.

На следующем этапе , непосредственно при строительстве моста основные

геодезические работы - это: разбивка центров и осей опор , разбивка

пролетных строений , контроль размеров поставляемых с завода монтажных

элементов , разбивка и контроль за возведением всех частей сооружения ,

разбивка вспомогательных и временных сооружений (зданий,дорог , причалов и

др.) , исполнительная съемка построенных объектов , наблюдения за

деформациями.

Геодезические и разбивочные работы, обеспечивающие проектное положение и

размеры как всего сооружения, так и отдельных его частей, ведутся в течение

всего периода строительства моста. При этом восстанавливают на местности и

выверяют геодезическую 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, обеспечивая проектное их положение; проверяют размеры и форму

прибывающих с заводов монтажных элементов; на строительной площадке ведут

разбивочные работы по вспомогательным производственным сооружениям и

бытовым зданиям,. подъездным дорогам, причалам и т. п.

Качество возводимых искусственных сооружений на всех этапах

строительства в значительной мере зависит от хорошей организации и

выполнения полного комплекса геодезических, разбивоч-ных и контрольно-

измерительных работ. На строительстве малых и средних мостов и

геодезические и разбивочные работы обычно выполняет производитель работ или

инженер производственно-технического отдела, а при возведении больших и

особенно внеклассных мостов — специальная геодезическая группа в составе

производственно-технического отдела строительства. Особо ответственные

работы по созданию мостовой триангуляционной сети обычно передают

специализированным геодезическим организациям.

Геодезическая служба на строительстве нужна в течение всего периода

сооружения моста, начиная с подготовительных работ и кончая сдачей в

постоянную эксплуатацию. Используемые геодезические инструменты, мерные

ленты, рулетки должны находиться в исправном состоянии и систематически

подвергаться контрольным проверкам.

Проектная организация, выполнявшая изыскания и проектирование мостового

перехода или дороги, до начала работ передает строителям по акту в

присутствии заказчика материалы закрепления оси трассы моста и подходов к

нему, продольный профиль перехода, данные об осях регуляционных сооружений,

а также сведения о положении и типах центров, закрепляющих продольную ось

моста, о грунтовых реперах и стенных марках. Для больших и внеклассных

мостов передаются пункты триангуляции или полигоно-метрии. К акту должны

быть приложены: детальный план перехода с нанесенными осями сооружений,

схема расположения всех центров геодезической основы мостового перехода,

выписка из каталога координат и высотных отметок геодезической основы.

Генеральный разбнвочный план с приложенной к нему пояснительной запиской

должен содержать: исходные данные, метод и точность измерения базисов и

углов, фактические и допустимые невязки и метод, положенный в основу

предварительных разбивочных работ при изысканиях и закреплении мостового

перехода.

В передаваемых строителям материалах закрепления оси трассы мостового

перехода и реперной сети должна быть указана привязка к центрам и маркам

государственной плановой и высотной геодезической основы . Положение

закрепительных центров продольной оси моста даются в пикетаже трассы, а

высотные отметки— в системе отметок, принятых в проекте строящейся дороги.

Передаваемые материалы по геодезическим знакам (центрам и реперам) и

масштабам плана должны удовлетворять установленным требованиям

(табл1).

| | |ми | | |

| | |м | | |

При геодезическом обеспечении строительства мостовых и тоннельных

переходов наиболее широко применяются нивелиры Н-3 , Н-05 применяемые при

строительстве мостовых переходов , для построения высотных сетей ,

производства разбивочных работ , исследования деформации опор и строений и

также передачи отметок на опоры . применяются также теодолиты 2Т2, 2Т5 и их

модификации. На стадии инженерно-геодезических изысканий и при производстве

некоторых разбивочных работ используют теодолиты 2ТЗО. При необходимости

выполнения высокоточных угловых измерений, например, при построении

разбивочных сетей на мостах длиной более 1 км, используют теодолит Т1. В

настоящее время во многих странах (США, Швейцария, ФРГ, Япония, Швеция, ГДР

и др.) разработаны и серийно выпускаются автоматические электронные

тахеометры с микро-ЭВМ и системой геодезических вычислительных программ.

Через пульт управления этими приборами можно ввести следующие величины:

поправки за атмосферные условия, отметку высоты точки стояния прибора,

вертикальный и горизонтальный углы, а также информацию, включающую кодовые

числа — номера точек стояния и визирования, топографические предметы и т.

п. определяют горизонтальные расстояния и превышения с учетом кривизны

Земли. Информация индицируется дисплее

В тахеометре при измерении расстояний автоматически регулируется

интенсивность сигнала, возможна работа в режиме слежения, установка отсчета

по горизонтальному кругу на нуль или на заданное направление. В приборе

предусмотрено введение информации во внешнюю память, для чего он оборудован

регистрирующим устройством и блоком обработки и передачи информации.

Электронные тахеометры последних моделей могут работать в режиме слежения,

т. е. непрерывного определения положения перемещающегося отражателя при

непрерывном визировании. В этом случае на индикацию периодически выдаются

новые значения горизонтального направления и расстояния. Использование

таких приборов особенно перспективно на разбивке русловых опор при

выведении плавсредств в проектное положение. Предусмотрен выход данных на

накопители (запоминающие устройства) или устройства для обработки

информации.

Эти приборы непосредственно в поле по данным измерений дают возможность

определять пространственное положение съемочных пунктов методом свободного

выбора точек стояния. Благодаря ряду специальных функций» таких как

автоматическое вычисление полярных координат, координат х и у, а также

разбивочным данным с индикацией элементов редукций, можно эффективно

использовать данные приборы для разбивочных работ в строительстве.Помимо

вышеуказаных применяются также отдельные светодальномеры ,

Следует отметить, что программы для обработки сетей и оценки их

точности на ЭВМ составлены по наиболее общим алгоритмам, и они могут с

равным успехом быть использованы при анализе точности сети любого вида —

триангуляции, линейно-угловой, полигонометрии, трилатерации. Конечно,

подобные вычисления могут быть выполнены и вручную, при помощи настольных

вычислительных средств, однако при современной оснащенности электронной

вычислительной 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 позволяют задавать

в пространстве последовательно вертикальную и горизонтальную

плоскости.прибор располагают на опоре и ориентируют вертикальную лазерную

плоскость по линии, параллельной оси моста. Отсчеты по рейке берут по следу

лазерной плоскости, при расстоянии 100—150 м ширина светового штриха

составляет, 15—20 мм, а он хорошо виден в пасмурную погоду. Применение

вертикальной развертки лазерного луча обеспечивает одновременно и съемку

верхних и нижних поясов.

Высотное положение точек получают относительно горизонтальной лазерной

плоскости. Для уменьшения инструментальных ошибок и повышения точности

нивелирования установку лазерной плоскости в горизонтальное положение

следует выполнять по отсчетам на рейках, установленных на реперах с

известными отметками, имеющимися на опорах. Благодаря такому способу можно

съемку выполнять в разных местах пролетного строения с использованием

нескольких реек.

Изменение температуры воздуха и особенно неодинаковый солнечный нагрев

металлических конструкций значительно изменяют отметки высот узловых точек

и искажают общую картину продольного профиля. Поэтому нивелировать

пролетное строение желательно вечером или в пасмурную погоду, когда

температурные изменения всех элементов конструкций можно считать

равномерными. В этих условиях очевидны преимущества лазерного прибора,

позволяющего выполнять наблюдения в темное время суток.

Экспериментальные исследования точности исполнительной съемки лазерными

приборами показали, что погрешность определения планово-высотного положения

элементов конструкций при расстояниях до 150 м составляет 2—4 мм и зависит

в основном от влияния метеорологических факторов внешней среды.Также

[pic]

перспективно применение фотоэлектронных устройств для регистрации положения

лазерной плоскости при исполнительной съемке, так как обеспечивает

повышение точности и частично автоматизирует процесс измерений. Так, в

Чехословакии при строительстве железнодорожного моста применялась лазерно-

телевизионная система (Lastelmodt) для исполнительной съемки пролетных

строений. Эта система состоит из лазера, неподвижной марки для

ориентирования луча, подвижной марки и дисплея для автоматической

регистрации положения луча на марке. Контроль положения конструкций

осуществлялся 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 составила 1—5 мм

Наряду с основным, строгим способом оценки точности проекта сети,

ориентированным на использование ЭВМ, существуют и приближенные способы,

позволяющие, сравнивая различные варианты построения сети, особенно в

полевых условиях, оперативно принимать достаточно обоснованные решения.

Такие приближенные способы уже не являются универсальными, а ориентированы

на конкретные виды сетей.

При строительстве мостового перехода на местности определяют и закрепляют

положение центров мостовых опор и других элементов моста, а также

производят детальную разбивку при возведении опор и монтаже пролетных

строений.

Для этих целей строят специальную геодезическую разбивочную сеть,

обеспечивающую выполнение разбивочных работ на всех стадиях строительства

мостового перехода. Кроме того, рационально расположенная и надежно

закрепленная разбивочная сеть может служить основой и для наблюдений за

деформациями моста в процессе его строительства и эксплуатации.

В зависимости от способа разбивки центров опор и условий местности плановую

разбивочную сеть создают следующими методами :

При возможности разбивки опор по створу светодальномером в качестве основы

могут служить исходные пункты, закрепляющие ось мостового перехода. Эти

пункты закрепляют еще в период изысканий.

Разбивка осей опор

При разбивке осей опор малых и средних сооружений центры опор переносят

на местность непосредственным измерением расстояний между знаками (см.

пункты А и В на рис.1, а), закрепляющими ось сооружения, и центрами опор,

привязанными в проекте к пикетажу дороги.

[pic]

Если по местным условиям не удается расположить вспомогательный мостик на

оси перехода, то его устраивают в стороне, пробивая дублирующую

вспомогательную ось (рис.1, б), на которую переносят исходные пункты А и В.

Вспомогательную ось желательно располагать параллельно основной оси. Если

оси не параллельны» то угол между ними учитывают при переносе центров и

осей опор дублирующих на основную. Зимой разбивку осей ведут со льда по

вмороженному в лед дощатому настилу. Линейные измерения выполняют

компарированными шкаловой лентой или стальной рулеткой. Натяжение ленты или

рулетки регулируют динамометром или постоянным усилием опытного рабочего.

Измеряя расстояния, инструмент (ленту, рулетку) располагают горизонтально;

при уклонах местности более 3—5°, когда горизонтальное расположение

измерительного инструмента затруднительно, вносят соответствующие поправки

в длины линий. Поверхность земли предварительно планируют, срезая бугры,

вырубая кустарник и т. п. На крутых склонах рекомендуется устраивать

ступенчатые мостики и переносить расстояние с одного уровня на другой при

помощи отвеса. В измеренную длину нужно вводить соответствующие поправки на

компарирование измерительных инструментов и на разность температур при

измерении и контрольной их проверке. Одним инструментом измеряют в прямом и

обратном направлениях, а двумя—в одном направлении.

Разбивка осей опор больших мостов.

При постройке крупных сооружений на широких и глубоких реках в теплое

время года невозможно непосредственными измерениями определить расстояние

между исходными пунктами и разбить оси опор. В этом случае прибегают к

параллактическому или триангуляционному способам. С этой целью создают на

берегах геодезическую опорную сеть, представляющую собой в плане систему

треугольников или четырехугольников (рис. 4.2), измеренных с высокой

точностью по своим линейным и угловым размерам. Разбивки выполняют,

привязываясь к пунктам геодезической опорной сети, имеющей координаты в

абсолютной или условной системе.

В триангуляционную сеть включают не менее двух исходных точек,

закрепляющих ось моста и расположенных на каждом берегу. Основой

триангуляционной сети служат базисы, которые рекомендуется разбивать на

ровном месте, свободном от застроек и допускающем точное измерение и

беспрепятственное визирование. Конечные точки базисов нужно размещать на

незатопляемых местах и прочно закреплять. Разбивку центров опор выполняют

угловыми засечками не менее чем из двух точек базиса с пересечением засече