Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2006




НазваниеУчебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2006
страница1/8
Дата публикации09.06.2014
Размер0.69 Mb.
ТипУчебное пособие
skachate.ru > Право > Учебное пособие
  1   2   3   4   5   6   7   8


Федеральное агентство по образованию
САНКТѓ{ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ
РЕШЕНИЕ основных ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ

НА ПЛАНАХ И КАРТАХ
Учебное пособие

Санкт-Петербург

Издательство Политехнического университета

2006
УДК 528.48 (075.8)

Инженерная геодезия. Решение основных инженерных задач на планах и картах: Учеб. пособие / Е.Б. Михаленко, Н.Н. Загрядская, Н.Д. Беляев и др. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006. 105 с.
Пособие соответствует государственному стандарту по направлению 653500 «Строительство».

Приведены основные сведения о современных топографических картах. Даны характеристики карт и планов, рассмотрены способы изображения рельефа, контуров и объектов местности, различные системы координат и системы ориентирования, применяемые в геодезии, номенклатура топографических карт и планов.

Подробно изложена методика измерений по картам. Рассматриваются определение отметок и координат точек, построение профилей, измерение площадей. Приводятся сведения, необходимые для построения плана по материалам теодолитной съемки, составления проекта вертикальной планировки и разбивочных чертежей. Даются способы математической обработки результатов геодезических измерений и оценки их точности.

Предназначено для студентов инженерно-строительного факультета в пределах программы бакалавриата.
Табл. 12. Ил. 72. Библиогр.: 6 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.
„¶ Санкт-Петербургский государственный

политехнический университет, 2006

ВВЕДЕНИЕ
Структуру и содержание учебного пособия определили программа, общий лимит времени, который отводится на дисциплину «Инженерная геодезия» на инженерно-строительном факультете (порядка 100 часов), принятая лекционно-практическая форма обучения.

Лекционно-практический метод предусматривает такую форму обучения, когда положения теории во всех необходимых случаях сразу же закрепляются практическими упражнениями ЁC решением задач, выполнением работ. При этом, в зависимости от содержания темы, решение отдельных задач выполняется преподавателем. Соответственно в тексте приведены рекомендуемые задачи. В других случаях после законченного изложения теории вопроса практическая часть приводится в конце параграфа. Здесь предусматривается самостоятельная работа студентов, но с помощью и под контролем преподавателя.

Комплексное освоение материала курса осуществляется при самостоятельном выполнении студентами расчетно-графических работ.
^ 1. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ЗЕМЛИ

Общая форма Земли, как материального тела, определяется действием внутренних и внешних сил на ее частицы. Если бы Земля была неподвижным однородным телом и подвергалась действию только внутренних сил тяготения, она имела бы форму шара. Действие центробежной силы, вызванной вращением Земли вокруг ее оси, определяет сплюснутость Земли у полюсов. Под воздействием внутренних и внешних сил физическая (топографическая) поверхность Земли образует фигуру неправильной, сложной формы. Одновременно на физической поверхности Земли встречаются самые различные неровности: горы, хребты, долины, котловины и т. д. Описать такую фигуру при помощи каких-либо аналитических зависимостей невозможно. В то же время для решения геодезических задач в конечном виде необходимо основываться на определенной математически строгой фигуре ЁC только тогда возможно получение расчетных формул. Исходя из этого задачу по определению формы и размеров Земли принято делить на две части:

установление формы и размеров некоторой типичной фигуры, представляющей Землю в общем виде;

изучение отступлений физической поверхности Земли от этой типичной фигуры.

Известно, что 71 % земной поверхности покрывают моря и океаны, суши ЁC только 29 %. Поверхность же морей и океанов характерна тем, что она в любой точке перпендикулярна к отвесной линии, т.е. направлению действия силы тяжести (если вода находится в спокойном состоянии). Направление действия силы тяжести можно установить в любой точке и соответственно построить поверхность, перпендикулярную к направлению этой силы. Замкнутая поверхность, которая в любой точке перпендикулярна к направлению действия силы тяжести, т.е. перпендикулярна к отвесной линии, называется уровенной поверхностью.

Уровенная поверхность, совпадающая со средним уровнем воды в морях и океанах в их спокойном состоянии и мысленно продолженная под материками, называется основной (исходной, нулевой) уровенной поверхностью. В геодезии за общую фигуру Земли принимают фигуру, ограниченную основной уровенной поверхностью, и такую фигуру именуют геоидом (рис. 1).

Рис. 1Рис. 2

Вследствие особой сложности, геометрической неправильности геоида, его заменяют другой фигурой ЁC эллипсоидом, образующимся при вращении эллипса вокруг его малой оси РР1 (рис. 2). Размеры эллипсоида определялись неоднократно учеными ряда стран. В Российской Федерации они были вычислены под руководством профессора Ф.Н. Красовского в 1940 г. и в 1946 г. постановлением Совета Министров СССР были утверждены: большая полуось а = 6 378 245 м, малая полуось b = 6 356 863 м, сжатие

µ §.


Рис. 3
Земной эллипсоид ориентируют в теле Земли так, чтобы его поверхность в наибольшей мере соответствовала поверхности геоида. Эллипсоид с определенными размерами и определенным образом ориентированный в теле Земли называется референц-эллипсоидом (сфероидом).

Наибольшие отклонения геоида от сфероида составляют 100ЁC150 м. В тех случаях, когда при решении практических задач фигуру Земли принимают за шар, радиус шара, равновеликого по объему эллипсоиду Красовского, составляет R = 6 371 110 м = 6371,11 км.

При решении практических задач в качестве типичной фигуры Земли принимают сфероид или шар, а для небольших участков кривизну Земли вообще не учитывают. Такие отступления целесообразны, так как упрощается проведение геодезических работ. Но эти в настоящее время относительная погрешность µ § Известно, что с учетом решения особое значение приобретает наглядность в отношении физической поверхности Земли по какому-либо направлению. Например, при проектировании линейных сооружений (дорог, каналов и т.д.) необходимы: детальная оценка крутизны скатов на отдельных участках трассы, ясное представление о почвенно-грунтовых и гидрологических условиях местности, по которой проходит трасса. Такую наглядность, позволяющую принимать обоснованные инженерные решения, обеспечивают профили.

Профиль ЁC изображение на плоскости вертикального разреза земной поверхности по заданному направлению. Чтобы неровности земной поверхности были более заметными, вертикальный масштаб следует выбирать крупнее горизонтального (обычно в 10ЁC20 раз). Таким образом, как правило, профиль является не подобным, а искаженным изображением вертикального разреза земной поверхности.
3. МАСШТАБЫ
Горизонтальные проекции отрезков (см. рис. 3,б отрезки ab или а'b') при составлении карт и планов изображают на бумаге в уменьшенном виде. Степень такого уменьшения характеризуется масштабом.

Масштаб карты (плана) ЁC отношение длины линии на карте (плане) к длине горизонтального проложения соответствующей линии местности:

µ §.

Масштабы бывают численные и графические. Численный масштаб фиксируют двумя способами.

1. В виде простой дроби µ § ЁC в числителе единица, в знаменателе степень уменьшения m, например µ § (или М = 1:2000).

2. В виде именованного соотношения, например в 1 см 20 м. Целесообразность такого соотношения определяется тем, что при изучении местности по карте удобно и привычно оценивать длину отрезков на карте в сантиметрах, а длину горизонтальных проложений на местности представлять в метрах или километрах. Для этого численный масштаб преобразовывают в разнотипные единицы измерения: 1 см карты соответствует такому-то количеству метров (километров) местности.

Пример 1. На плане µ § (в 1 см 50 м) расстояние между точками составляет 1,5 см. Определить горизонтальное проложение между этими же точками на местности.

Решение: 1,5 „e 5000 = 7500 см = 75 м (или 1,5 „e 50 = 75 м).

Пример 2. Горизонтальное проложение между двумя точками на местности равно 40 м. Чему будет равно расстояние между этими же точками на плане М = 1:2000 (в 1 см 20 м)?

Решение: µ § см µ §.

Чтобы избежать вычислений и ускорить работу, пользуются графическими масштабами. Таких масштабов два: линейный и поперечный.

Для построения линейного масштаба выбирают исходный отрезок, удобный для данного масштаба (чаще длиной 2 см). Этот исходный отрезок называется основанием масштаба (рис. 5). Основание откладывают на прямой линии необходимое число раз, крайнее левое основание делят на части (обычно на 10 частей). Затем линейный масштаб подписывают, исходя из того численного масштаба, для которого он строится (на рис. 5,а для М = 1:25 000). Такой линейный масштаб позволяет определенным образом оценить отрезок с точностью в 0,1 доли основания, дополнительную часть этой доли приходится оценивать на глаз.

Для обеспечения необходимой точности измерений угол между плоскостью карты и каждой ножкой циркуля-измерителя (рис. 5,б) не должен быть менее 60°, и измерение длины отрезка следует произвести не менее двух раз. Расхождение ѓґS, м между результатами измерений должно быть µ §, где Т ЁC число тысяч в знаменателе численного масштаба. Так, например, при измерении отрезков по карте М µ § и пользовании линейным масштабом, который помещен обычно за южной стороной рамки листа карты, расхождения при двойных измерениях не должны превышать 1,5 „e 10 = 15 м.


Рис. 5
Если отрезок длиннее построенного линейного масштаба, то его измеряют по частям. В этом случае расхождение между результатами измерения в прямом и обратном направлениях не должно превышать µ §, где п ЁC число установок измерителя при измерении данного отрезка.

Для более точных измерений пользуются поперечным масштабом, имеющим на линейном масштабе дополнительное построение по вертикали (рис. 6).

Рис. 6
После того как необходимое количество оснований масштаба отложено (также обычно длиной 2 см, тогда масштаб называется нормальным), восстанавливают перпендикуляры к исходной линии и делят их на равные отрезки (на m частей). Если основание разделено на п частей и точки деления верхнего и нижнего основания соединены наклонными линиями (трансверсалями) так, как показано на рис. 6, то отрезок µ §. Соответственно отрезок ef = 2cd; рq = 3сd и т. д. Если m = п = 10, то cd = 0,01 основания, т. е. такой поперечный масштаб позволяет определенным образом оценить отрезок с точностью в 0,01 доли основания, дополнительную часть этой доли ЁC на глаз. Поперечный масштаб, у которого длина основания 2 см и m = п = 10, называют сотенным нормальным.

Поперечный масштаб гравируют на металлических линейках, которые называются масштабными. Перед применением масштабной линейки следует оценить основание и его доли по следующей схеме.

Пусть численный масштаб 1:5000, именованное соотношение будет: в 1 см 50 м. Если поперечный масштаб нормальный (основание 2 см, рис. 7), то основание составит 100 м; 0,1 основания ЁC 10 м; 0,01 основания ЁC 1 м. Задача по отложению отрезка заданной длины сводится к определению числа оснований, его десятых и сотых долей и, в необходимых случаях, к глазомерному определению части его наименьшей доли. Пусть, например, требуется отложить отрезок d = 173,35 м, т. е. требуется взять в раствор измерителя: 1 основание +7 (0,1 основания) +3 (0,01 основания) и на глаз расположить ножки измерителя между горизонтальными линиями 3 и 4 (см. рис. 7) так, чтобы линия АБ отсекала 0,35 промежутка между этими линиями (отрезок ДЕ). Обратная задача (определение длины отрезка, взятого в раствор измерителя) соответственно и решается в обратном порядке. Добившись совмещения игл измерителя с соответствующими вертикальной и наклонной линиями так, чтобы обе ножки измерителя находились на одной горизонтальной линии, считываем количество оснований и его долей (dBГ = 235,3 м).

Рис. 7
При проведении съемок местности для получения планов неизбежно возникает вопрос: какие наименьшие размеры объектов местности должны отобразиться на плане? Очевидно, чем крупнее масштаб съемки, тем меньше будет линейный размер таких объектов. Для того чтобы применительно к конкретному масштабу плана можно было принять определенное решение, вводится понятие о точности масштаба. При этом исходят из следующего. Опытным путем установлено, что измерить расстояние, пользуясь циркулем и масштабной линейкой, точнее, чем 0,1 мм, невозможно. Соответственно под точностью масштаба понимают длину отрезка на местности, соответствующую 0,1 мм на плане данного масштаба. Так, если М 1:2000, то точность будет: µ §, но dпл = 0,1 мм, тогда dместн = 2000 „e 0,1 мм = 200 мм = 0,2 м. Следовательно, в этом масштабе (1:2000) предельная графическая точность при нанесении линий на план будет характеризоваться величиной 0,2 м, хотя линии на местности могли измеряться с более высокой точностью.

Следует иметь в виду, что при измерениях на плане взаимного положения контуров точность определяется не графической точностью, а точностью самого плана, где ошибки могут составлять в среднем 0,5 мм вследствие влияния других, кроме графических, погрешностей.
Практическая часть
I. Решите следующие задачи.

1. Определите численный масштаб, если горизонтальное проложение линии местности длиною 50 м на плане выражается отрезком в 5 см.

2. На плане µ § следует отобразить здание, длина которого в натуре 15,6 м. Определите длину здания на плане в мм.

II. Постройте линейный масштаб, для чего проведите линию длиной 8 см (см. рис. 5, а). Выбрав основание масштаба длиной 2 см, отложите 4 основания, крайнее левое основание разделите на 10 частей, произведите оцифровку для трех масштабов: µ §; µ §; µ §.

III. Решите следующие задачи.

1. Отложите на бумаге в трех указанных масштабах отрезок длиной 144 м.

2. Пользуясь линейным масштабом учебной карты µ §, измерьте длину горизонтального проложения трех отрезков. Оцените точность измерения по зависимости µ §. Здесь T ЁC число тысяч в знаменателе численного масштаба.

IV. Пользуясь масштабной линейкой, решите следующие задачи.

Отложите на бумаге длину линий местности, оформив результаты упражнения в табл. 1.

Таблица 1

Результаты практической работы

Длина линии на местности, мЧисленный масштабИзображение линии в масштабе25,651:50065,11:1000108,41:2000171,51:5000327,01:10000

^ 4. УСЛОВНЫЕ ЗНАКИ
Объекты местности изображают на планах и картах условными знаками. Но одни объекты имеют значительные размеры (например, озеро, лес и т. д.), другие объекты малы (колодец, мост и т. д.). Объекты, размеры которых значительны, отображают в масштабе данной карты с сохранением подобия контуров, для малых объектов такое отображение невозможно. Кроме того, и большие и малые объекты необходимо сопроводить определенными характеристиками (для древостоя указать его среднюю высоту, для моста ЁC грузоподъемность и т. д.). В связи с этим все условные знаки делят на три группы: масштабные (контурные), внемасштабные и пояснительные.

Масштабные (рис. 8) служат для изображения объектов в масштабе карты или плана. Контур такого объекта наносится точечным пунктиром или тонкой сплошной линией и заполняется значками, отличающими его от других объектов.

Внемасштабные условные знаки (рис. 9) применяют для изображения объектов, не выражающихся в данном масштабе. По ним невозможно судить о размерах объекта, но определенная точка знака соответствует положению объекта на местности. Такие знаки используют и для изображения объектов линейного характера (дороги, линии связи и т.д.). Они позволяют передать точное местоположение объектов по их оси.

Промежуточное положение между масштабными и внемасштабными занимают линейные условные знаки, являющиеся по длине масштабными, а по ширине внемасштабными.
  1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2006 iconРедакционно-издательским советом Томского политехнического университета...
Экономика и организация энергетического производства. Технико-экономическое обоснование выбора основного оборудования тэц: учебно-методическое...
Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2006 iconПрограмма мероприятий 20-21 февраля 2012 года в Санкт-Петербурге
Очный этап будет проходить на территории Санкт-Петербургского государственного Политехнического университета по адресу: Санкт-Петербург,...
Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2006 iconМетодические указания Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2008
Методические указания предназначены для студентов специальности 080111 «Маркетинг» факультета экономики и менеджмента всех форм обучения....
Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2006 iconМетодические указания Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2008
Методические указания предназначены для студентов специальности 080111 «Маркетинг» факультета экономики и менеджмента всех форм обучения....
Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2006 iconМетодические указания Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2011
Методические указания предназначены для студентов специальности 080111 «Маркетинг» факультета экономики и менеджмента всех форм обучения....
Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2006 iconПравила оформления студенческих работ методические указания Санкт-Петербург...
Правила оформления студенческих работ: Метод указания / Сост.: В. А. Дуболазов, Н. В. Павлов. – Спб.: Изд-во Политехн ун-та, 2009....
Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2006 iconУчебное пособие Санкт-Петербург
С50 Автоматизированный расчет и проектирование приборов квантовой электроники: Учеб пособие. Спб.: Изд-во Спбгэту “лэти”, 2005. 96...
Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2006 iconНаучное издание издательство Ол ега Абышко Санкт-Петербург 2006
С71 Эллинизм и христианство. История литературно-религиозной полемики между эллинизмом и христианством в раннейший период христианской...
Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2006 iconУчебное пособие Издательство «Самарский университет»
Учебное пособие предназначено для студентов, преподавателей, для всех, интересующихся историей
Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2006 iconСанкт-петербург
Учебное пособие предназначено для студентов специальности 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
контакты
skachate.ru
Главная страница