Отчет по геодезической практике

Автономная некоммерческая организация высшего образования
«Московский информационно-технологический университет – Московский
архитектурно-строительный институт»
Факультет
АРХИТЕКТУРНЫЙ
Отчет по геодезической практике
Выполнил: студент
Группы 02АРД4710
Кузнецова В.
Руководитель: Саморядов С. В.
Утверждено зав. кафедрой Червонцевой М. А.
Москва 2018
Содержание
ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................. 2
Глава 1. Геодезические измерения в строительстве ...................................... 6
Глава 2. Способы выполнения теодолитных работ при съемке участка
местности ................................................................................................................ 8
2.1 Основные требования и методы измерений ............................................. 8
2.2 Камеральная обработка углов ……………............................................11
2.3 Пояснительная записка …………………………………………………...11
- разметка базовых точек.............................................................................11
- измерение проложений..............................................................................12
- съемка углов – порядок.............................................................................12
- заполнение ведомости................................................................................12
Глава 3. Построение замкнутого теодолитного хода. Общие
требования............................................................................................................13
Глава 4. Научно-исследовательская работа. Точность измерений в
геодезии ................................................................................................................ 14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 17
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................. 18
Приложение..........................................................................................................19
-таблица…………………..……………………………………………...…...20
- схема измерений угла.................................................................................21
- план замкнутого теодолитного хода........................................................22
1
ВВЕДЕНИЕ
Сроки практики: 02.07.18 – 12.07.18
Место проведения: Территория МФЮА. Адрес: Москва, метро Калужская,
ул. Введенского, 1А
Руководитель: Саморядов С. В.
Цель: Закрепление теоретических знаний на практике. Полевые работы
с измерением геодезическими инструментами.
Задание на практику:
1. Выполнить теодолитную съемку плана территории МФЮА без
привязки к реперам городской сети.
2.
Произвести
расчет
Рассчитать
невязки
замкнутого
исправленные
теодолитного
хода.
углы.
Вычертить план теодолитного хода с исправленными углами в масштабе
1:400, формат А3.
3. Описать кратко правила выполнения теодолитных работ, методы
измерения замкнутого теодолитного хода, погрешности при измерениях,
методы обработки измерений.
Работа производилась бригадой из 4-х человек:
-Медовщикова Екатерина
-Кузнецова Валерия
-Новаковская Наталия
-Горячев Григорий
2
Мы ознакомились с измерительными приборами, которые нам выдали.
Оптический теодолит ADA Prof-x15, штатив, нивелирную рейку, стальную
мерную ленту.
Основные задачи геодезии:
•
определение фигуры, размеров и гравитационного поля Земли;
•
распространение единой системы координат на территорию отдельного
государства, континента и всей Земли в целом;
•
выполнение измерений на поверхности земли;
•
изображение участков поверхности земли на топографических картах и
планах;
•
изучение глобальных смещений блоков земной коры.
Разделы геодезии:
3
• Высшая геодезия — изучает методы и средства создания
астрономогеодезической сети — геодезической сети, методы и способы
высокоточных геодезических измерений, астрономических наблюдений
применительно к созданию астрономогеодезической сети:
o Геодезическая астрономия — обеспечивает определение данных пунктов из
астрономических наблюдений;
o Геодезическая гравиметрия — распределение силы тяжести на земной
поверхности, сдвижение горных пород и земной поверхности, горные удары,
гравиметрических определений на части пунктов;
o Космическая геодезия (спутниковая геодезия) — использование
наблюдений за искусственными спутниками Земли и космическими
аппаратами для изучения формы и размеров Земли и её внешнего
гравитационного поля.
• Топография — описание земной поверхности в локальных масштабах.
• Картография — описание земной поверхности в глобальных масштабах.
• Аэрофотогеодезия — изучает методы создания топографических карт по
материалам аэрофотосъёмки, определение размеров, формы и положения
объектов по их изображениям на фотоснимках.
• Морская геодезия — методы для картографирования и производства других
работ в морях и океанах.
4
• Инженерная геодезия (прикладная геодезия) — методы, техника и
организация геодезических работ для решения инженерных задач.
Инженерная ( прикладная) геодезия решает большое число задач на
предпроектной, проектной, производственной и эксплуатационной стадии.
Изучение теодолита
1. Зеркало уровня при вертикальном круге
2. Уровень при вертикальном круге
3. Винт-заглушка уровня при вертикальном круге
4. Кремальера (фокусировка) зрительной трубы
5. Зеркало
6. Цилиндрический уровень
7. Юстировочный винт цилиндрического уровня
8. Винт перестановки лимба горизонтального круга
9. Подъемные винты
10. Регулировочный винт уровня при вертикальном круге
11. Закрепительный винт зрительной трубы
12. Оптический визир
13. Заглушка юстировочных винтов сетки нитей
14. Окуляр микроскопа
15. Окуляр зрительной трубы
16. Круглый уровень
5
17. Микрометрический винт вертикального круга (наводящий винт
зрительной трубы)
18. Микрометрический винт горизонтального круга (наводящий винт
алидады)
19. Фиксатор наводящего винта горизонтального круга
20. Зажимной винт алидады
21. Трегер (подставка)
Настройка теодолита
Для начала мы установили штатив так, чтобы его ножки были
равноудалены от него. Установили инструмент на площадке штатива и
закрепили при помощи станового винта.
Затем мы приводили инструмент к горизонту. Используя круглый
уровень и подъемные винты трегера грубо отгоризонтировали теодолит. А
затем выполнили точную установку и центровку.
Горизонтирование прибора круглым уровнем:
Поворачивая
два
подъемных
винта
добились,
чтобы
пузырек
переместился как можно ближе к центру уровня и затем поворотом третьего
винта добились, чтобы пузырек был точно в центре уровня.
Горизонтирование прибора цилиндрическим уровнем:
Повернули алидаду теодолита так, чтобы цилиндрический уровень был
параллелен линии, соединяющей центры двух подъемных винтов, и
поворачивали в противоположные стороны, тем самым перемещая пузырек в
центр ампулы. После этого повернули алидаду на 90 градусов и также,
поворачивая третий винт добились положение пузырька уровня точно по
центру ампулы.
Далее мы установили инструмент над пунктом. Используя оптический
центрир теодолита добились совпадения вертикальной оси вращения
прибора с центром пункта. Выдвигая на себя или задвигая от себя окуляр
центрира, добились четкого изображения пункта. Вращением подъемных
6
винтов трегера совместили изображение пункта с центром круга сетки нитей
центрира. Путем регулировки длины ножек штатива, привели пузырек
уровня при алидаде в центр.
Затем повернули зеркало так, чтобы было равномерное освещение
шкал.
Далее повернули зрительную трубу по направлению к заданной точке.
При помощи оптического визира грубо навелись на рейку. Вращая окуляр
против часовой стрелки, добились четкого изображения штрихов сетки
нитей, повернули кремальеру и добились четкой фокусировки объекта
измерений. Зафиксировали
положение
зрительной
трубы.
Используя
наводящие винты горизонтального и вертикального кругов выполнили
точное наведение.
Глава 1. Геодезические измерения в строительстве
Наличие топогеодезической информации о земной поверхности позволяет
решать самый широкий круг вопросов как глобального, так регионального и
местного
значения.
осуществлять
Именно
широкое
и
знание
этой
разнообразное
информации
строительство
позволяет
на
земной
поверхности. Получение топографической информации осуществляется
путем специальных измерений, называемых геодезическими измерениями,
при помощи специальных геодезических приборов и инструментов.
Геодезические измерения позволяют определить положение точек
земной поверхности относительно друг друга, как в плане, так и по высоте.
Геодезические работы в строительстве являются неотъемлемой частью
технологического
процесса
строительного
производства
и
призваны
обеспечить выполнение строительных работ по размещению и возведению
объектов в объеме и с точностью, соответствующим геометрическим
7
параметрам
проектной
документации
и
требованиям
нормативных
документов.
Содержание и последовательность геодезических работ должны
определяться этапами и технологиями основного строительства.
Основными задачами геодезических работ являются:
I. Задачи, связанные с проектированием и подготовкой строительства:
1) инженерно-геодезические изыскания строительных площадок и
другие изыскания для проектирования зданий;
2) геодезические расчеты при разработке проектной документации
объекта: а) топографическая съемка местности, разработка топоплана;
б) геодезическая подготовка проекта для выноса его на местность (в натуру);
в) вертикальная планировка территории, определение площадей и объемов
земляных работ.
II. Задачи, решаемые в ходе строительства:
1) создание геодезической разбивочной основы;
2) разбивочные работы при выносе здания в натуру;
3)перенос осей и высотных отметок на монтажные горизонты.
II. Задачи, связанные с контролем строительства и последующей
эксплуатацией законченных строительных объектов:
1) исполнительные съемки частей и здания в целом;
2) благоустройство территории;
3) наблюдение за деформациями оснований, конструкций зданий и их
частей.
Глава 2. Способы выполнения теодолитных работ при
съемке участка местности
2.1 Общие сведения о съемках местности
8
Одной из основных задач практической геодезии является съемка местности
– комплекс полевых и камеральных работ, в результате которых получается
план или карта. Все съемочные работы, выполняемые в поле (на земле, под
землей, над землей), называются полевыми, а все вычислительные и
графические работы, выполняемые в кабинетах или лабораториях –
камеральными. Если в результате съемки создается план или карта без
изображения
рельефа,
то
съемка
называется
горизонтальной
(ситуационной); если же изображается и ситуация, и рельеф, то съемка
называется топографической.
По способу выполнения съемки местности подразделяются на
наземные, дистанционные и комбинированные.
Наземные съемки делятся на: плановую (горизонтальную); высотную
(вертикальную); планово-высотную (комбинированную).
Дистанционные съемки делятся на аэросъемку и космическую съемку,
обе из которых бывают фотографические и нефотографические.
Комбинированная съемка является комбинацией дистанционной и
наземной съемок. Плановая ситуация рисуется по аэроснимкам, а рельеф
снимают на фотоплан в полевых условиях.
Аэрофотосъемка и комбинированная съемка являются основными
методами создания карт и планов на большие территории. Наземную съемку
применяют при создании крупномасштабных планов небольших участков,
когда применение аэрофотосъемки либо невозможно, либо экономически
невыгодно.
Виды съемок
Съемки
различают
по
видам
применяемых
приборов.
Теодолитная съемка выполняется теодолитом и мерной лентой. В
результате получают контурный или ситуационный план (горизонтальная
съемка). Применяют на равнинной местности, при съемке населенных
пунктов, в сельском и лесном хозяйстве.
9
Фототеодолитная съемка выполняется с помощью фототеодолита, а
камеральная обработка и рисовка плана выполняется на стереоприборах.
Применяют в горной местности.
Нивелирование поверхности выполняется с помощью нивелира и
рейки. По результатам съемки вычерчивается план местности, на котором
рельеф изображен точно, а изображение ситуации либо отсутствует, либо
выполнено с невысокой точностью. Это один из простых и точных видов
съемки,
применяемый
при
планировке
аэродромов,
стадионов,
стройплощадок и т.д., где требуется подсчет объемов земляных работ.
Нивелирование трассы – это съемка узкой полосы местности, по оси
которой проложен теодолитный ход. По результатам съемки строят профиль
трассы.
Тахеометрическая съемка выполняется с помощью тахеометра,
получают план с изображением рельефа. Применяют на пересеченной
местности, особенно при изыскании линейных сооружений, при съемке
малых строительных площадок.
Мензульная съемка выполняется с помощью мензулы и кипрегеля. В
результате съемки непосредственно на местности получают план с
изображением рельефа.
Буссольная
съемка
выполняется
с
помощью
буссоли
и
как
самостоятельную применяют лишь при съемке небольших лесных участков,
а также в качестве дополнительной при других видах съемок. Глазомерная
съемка (рекогносцировка) может производиться для предварительного
ознакомления с местностью.
2.2. Камеральная обработка результатов съемки
Эти вычисления выполняются в следующем порядке:
Расчетный угол β определяют как разность заднего a и переднего b
β=а–в
10
Если задний отсчет меньше переднего, т.е. нуль лимба расположен
внутри измеряемого угла (рис.16б), то к меньшему заднему отсчету следует
прибавить 360º.
β = (а + 360) – в.
Далее:
1) вычислить сумму измеренных углов ∑ βизм;
2) вычислить теоретическую сумму углов ∑ βтеор = 180° · (n – 2)
3) вычислить угловую невязку хода в секундах f β = ∑ βизм - ∑ βтеор и
убедиться, что она не превышает допустимого значения f β(доп) = 1,5 · √n
4) вычислить значение неправильного угла V β = -
𝑓𝛽
𝑛
Пояснительная записка
2.2.
Выполнение замкнутого теодолитного хода на территории
МФЮА
1) Работы по проложению теодолитного хода начинают с ознакомления
с местностью, называемого рекогносцировкой.
На каждом углу, образованном забором, ограждающем территорию
МФЮА, была отмечена точка (обозначение мелом). По этим точкам велось
проложение замкнутого теодолитного хода.
2) Наша бригада обошла все опорные пункты, и мы зарисовали схему
теодолитного хода в произвольном масштабе, с нумерацией точек, но
максимально подобную действительному ходу.
Для измерения расстояний мы использовали стальную мерную ленту
50 м и нивелирную рейку. Лента представляет собой стальную полосу
шириной 15 – 20 мм и толщиной 0,3 – 0,4 мм. С лентой необходимо
обращаться осторожно, чтобы она не закручивалась, не образовывались
петли и перегибы. Раскручивали ленту вдвоем: один осторожно и медленно
вращает кольцо, постепенно освобождая ленту, а второй, держа в руке конец
11
ленты медленно отходил в центр пункта. Третий человек записывал в тетрадь
расстояния.
3) Способ приемов. Этим способом измеряют отдельные углы.
Измерение состоит из двух полуприёмов, т.е. при двух положениях
вертикального круга – при «круге лево» (КЛ) и «круге право» (КП), с
перестановкой лимба между полуприёмами примерно на 90˚. Измерение угла
АСВ (рис.16) производят в такой последовательности:
При
ориентированном
и
закрепленном
лимбе
отпускают
закрепительные винты алидады и трубы, и наводятся на заднюю точку А.
Зажимают закрепительные винты алидады и трубы. Наводящими винтами
наводят перекрестие сетки нитей так, чтобы средняя горизонтальная нить
совмещалась с самой нижней частью вехи (это делается для уменьшения
ошибки из-за наклона вехи), а вертикальная нить сетки (или биссектор)
должна проходить посредине вехи. Производят отсчет по горизонтальному
кругу – а, записывают его. Ослабив закрепительные винты алидады и трубы,
наводят трубу на переднюю точку В. Производят и записывают отсчет в.
4) Все измерения записывались в таблицу. Затем производилась
камеральная обработка
Глава 3. Построение замкнутого теодолитного хода
Чертеж создавался в масштабе 1:400.
12
Привязка к реперам и румбам не производилась (по заданию
руководителя).
Съемка ситуации не производилась (по заданию преподавателя).
Глава 4. Точность измерений в геодезии
Измерения на объектах выполняются при их проектировании, строительстве,
эксплуатации и реконструкции. При этом в процессе эксплуатации зданий и
сооружений применяются контрольно-измерительные приборы устройств
инженерных сетей. В остальных случаях проводятся линейные измерения.
Рассмотрим только мерительные инструменты для пространственных
измерений.
Все измерения при этом можно разделить на две группы: геодезические и
конструкционные(конструктивные). К геодезическим относятся измерения
расстояний, высот и углов на местности или в сооружениях(надземных и
подземных). К конструктивным относятся измерения размеров и положения
конструктивных элементов зданий, сооружений и устройств, например,
железнодорожного пути. А также строительных и конструкционных изделий.
Геодезический измерительный инструмент включает теодолиты, нивелиры и
такие электронные приборы как тахеометры. Которые не только заменяют
оба прибора, но и исключают запись промежуточных измерений. Учитывая,
что нивелиры и теодолиты еще широко используются в практике,
рассмотрим их сравнительные характеристики по точности измерения.
Использовав данные [1] был построен график сравнительных характеристик
точности различных типов нивелиров (рис.1)
13
рис. 1. Точность измерения нивелирами
Только ли класс точности и качество самого измерительного инструмента
влияет на качество результата. Для визуальных инструментов, производящих
измерения на расстоянии, таких критериев несколько(рис.2)
Рис. 2. Классификация основных факторов влияния на измерительные
технологии
Точность при геодезических измерениях определяется расхождением
полученных результатов с реальными размерами (длины, угла, площади). И
это расхождение неизбежно, но может быть различным в одних и тех же
14
условиях
измерений.
технологической
нормалью
характеризующимися
состоянием
Назовем
процесса
одинаковыми
измерительного
совокупность
условий
измерений
измерений-средними
условиями,
условиями
инструмента;
измерений:
внешними
типом
и
условиями
(температурой и прозрачностью воздуха; неизменным методом измерений.
Очевидно, что даже при идеальных условиях результаты измерений могут
отличаться, в том числе и погрешность измерений. Это, например,
определяется человеческим фактором - профессионализмом человека, его
состоянием.
Выбор метода измерений так же имеет большое значение. Далеко не всегда
возможно провести прямое измерение. В таких случаях проводятся
косвенные измерения, когда нужная величина определяется вычислениями,
по известным зависимостям, на основании измеренной косвенной величины.
При этом косвенные измерения не менее точны чем прямые. Но в результате
вычислений не исключено накопление погрешностей, полученных при
измерениях.
Необходимо учитывать повышение погрешности геодезических измерений и
при эксплуатации инструментов. Износ подвижных частей, ухудшение
качества оптики происходит со временем в разной степени и разных
инструментов. Правила технической поверки определены Инструкцией
ГКИНП (ГНТА) 17-195-99. Но регламент поверки и ее качество не всегда
соответствуют требованиям. В Федеральном законе об обеспечении единства
измерений [4] особое значение придается проблеме подтверждения
соответствия средств измерений (СИ) метрологическим требованиям путем
выполнения
первичных
и
периодических
поверок.
В
современных
исследованиях [2] за критерий исправности средств измерения принята
вероятность не достижения предела погрешности. В этой работе так же
рассматривается вопрос о нормировании межповерочных интервалов.
15
Решение
подобных
достижения
вопросов
требуемого
определяет
результата.
качество
Например,
в
измерений,
для
строительстве
это
регламентируется [3].
Но если для геодезических инструментов установлены жесткие требования
по точности измерений, которые неукоснительно соблюдаются ведущими
фирмами производителями, то в отношении ручного измерительного
инструмента
Требования
положение
норм
в
в
нашей
качеству
стране
ручных
просто
катастрофическое.
измерительных
инструментов
определены ГОСТ (рис. 3).
рис. 3. Нормативные требования погрешности измерений рулетками
Но фактически, стандарты не действуют, особенно принимая во внимание
предложения торговли средств линейных измерений из Китая. Сравнение
различных рулеток из торговой сети показало их высокую погрешность
измерений, которую можно упрощенно представить в виде графика (рис. 4)
16
Рис. 4. Погрешности низкокачественных рулеток
Зависимость не рассчитывалась, т.к. недостаточна выборка, разные марки и
длины рулеток, но важна сама тенденция накопления погрешностей при
измерениях. особенно существенно это проявляется при изготовлении
металлических и деревянных изделий и конструкций, измерениях в
строительстве. В отношении несущих металлоконструкций это является
серьезной проблемой. На погрешность измерения рулетками оказывает
влияние группа факторов (рис.5)
Рис. 5. Классификация факторов погрешности измерений рулетками.
Точность измерений или получаемых в их результате, после обработки,
данных определяется погрешностью измерений, связанную с большим
числом факторов. Избежать влияние одного или нескольких из них не
возможно. Поэтому во всех измерениях необходимо учитывать погрешность.
Наличие же не учтенных погрешностей или не точность самих измерений
17
оказывает влияние на надежности зданий и сооружений, безопасности их
эксплуатации..
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе геодезической практике нами были:
- получены навыки работы с геодезическими приборами, знания по способам
измерений при теодолитом ходе
- приобрели умения обработки результатов измерения и графического
построения теодолитного хода
- в результате практики были закреплены теоретические знания, приобретены
навыки
умения
решения
практических
геодезических
задач
получены необходимые компетенции.
18
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. СП 126.13330.2012 Геодезические работы в строительстве.
2. СП 317.1325800.2017 Инженерно-геодезические изыскания для
строительства.
3. СП 12-135-2003 «Безопасность труда в строительстве.
4. Инженерная геодезия: Учебник для вузов / Под ред.Д. Ш. Михелева.
— 4-е изд., испр. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 480 с.
5. Геодезия. Учебное пособие для строительных специальностей.
Саморядов С.В./МАСИ/ -М., 2016, -с. 136, ил, табл.
6.
Инженерные
изыскания,
инвентаризация
и
реконструкция
застройки/Саморядов С.В./Электронное учебное пособие/НОУ ВО «МТИ» /М.2015. –с. 89
7. Основы метрологии, стандартизации, сертификации и контроля
качества. Саморядов С.В./ Электронное учебное пособие для строительных
специальностей/ НОУ ВО «МТИ»/-М., 2015, 91-с.
8. УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ. В.Ф.
Лукьянов и др. Недра, -М. 1989.
19
Приложение
Таблица 1:
Номер угла
Вперёд
1
30
Назад
Угол,°
Расстояние, м
170
140
38,2(1-2)
30,8(2-3)
2
358
212
214
3
156
28
232
4
25
123
98
5
126
256
130
6
85
175
90
7
75
211
136
21,77(6-7)
8
298
94
156
4,7(7-8)
9
8
272
264
10
101
208
107
11
95
242
147
12
68
282
214
13
345
123
138
4(11-12)
14
17
242
225
5,5(12-13)
15
353
86
93
16
107
327
98
17
32
130
140
5,9(3-4)
16,5(4-5)
109,85(5-6)
21(8-9)
32,25(9-10)
88,5(10-11)
8(13-14)
14,2(14-15)
46(15-16)
6,3(16-17)
20
Таблица 2:
Номер угла
Вперёд
Назад
Угол,°
Расстояние, м
1
30
170
140 (+0,1)
38,2(1-2)
2
358
212
214 (+0,1)
30,8(2-3)
3
156
28
232 (+0,1)
4
25
123
98 (+0,1)
5
126
256
130 (+0,1)
6
85
175
90 (+0,1)
7
75
211
136 (+0,1)
21,77(6-7)
8
298
94
156 (+0,1)
4,7(7-8)
9
8
272
264 (+0,1)
10
101
208
107 (+0,1)
11
95
242
147 (+0,1)
12
68
282
214 (+0,1)
13
345
123
138 (+0,1)
4(11-12)
14
17
242
225 (+0,1)
5,5(12-13)
15
353
86
93 (+0,1)
16
107
327
98 (+0,1)
17
32
130
140 (+0,1)
5,9(3-4)
16,5(4-5)
109,85(5-6)
21(8-9)
32,25(9-10)
88,5(10-11)
8(13-14)
14,2(14-15)
46(15-16)
6,3(16-17)
Сумма теор.: 180°×(n-2)=180°×15=2700°
Невязка допуст.: 1,5√n=1,5√17=1,5×4,1=6,15
21
2702°-2700°=2°
2°÷17=0,1
Расчёт теодолитного хода:
1.170-130=140
2.212-358=-146+360=214
3.28-156=-128+360=232
4.123-25=98
5.256-126=130
6.175-85=90
7.211-75=136
8.94-298=-204+360
9.272-8=264
10.208-101=107
11.242-95=147
12.282-68=214
13.127-345=-222+360=138
14.242-17=225
15.86-353=-267+360=93
16.327-107=220
17.130-32=98
22