Khảo sát biến dạng chiều dài của cạnh lưới khống chế trong hệ tọa độ nhà nước và hệ tọa độ công trình,đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG KHẢO SÁT BIẾN DẠNG CHIỀU DÀI CỦA CÁC LƯỚI KHỐNG CHẾ TRONG HỆ TOẠ ĐỘ NHÀ NƯỚC VÀ HỆ TOẠ ĐỘ CÔNG TRÌNH Thuộc nhóm ngành khoa học: Cơng Trình Sinh viên thực hiện: TRỊNH THANH HẢI Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: Cầu Hầm K51 Ngành học: Cầu Hầm Nam, Nữ: Nam Năm thứ: 4/Số năm đào tạo:4 Người hướng dẫn: TS HỒ THỊ LAN HƯƠNG Tp Hồ Chí Minh, Tháng 5/2014 Khảo sát biến dạng chiều dài cạnh lưới khống chế hệ tọa độ nhà nước hệ tọa độ cơng trình MỤC LỤC MỞ ĐẦU 2  Chương 1: LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CƠNG CƠNG TRÌNH 3  1.1 Khái niệm chung 3  1.2 Độ xác đồ hình lưới khống chế thi cơng cơng trình 4  1.2.1 Lưới khống chế thi cơng cơng trình cầu 1.2.2 Lưới khống chế thi công đường 1.2.3 Lưới khống chế thi công xây dựng dân dụng 1.2.4 Lưới khống chế thi công hầm Chương 2: HỆ TỌA ĐỘ QUỐC GIA VN2000 VÀ HỆ TỌA ĐỘ CƠNG TRÌNH 10  2.1 Hệ tọa độ quốc gia VN2000 phép chiếu UTM 10  2.1.1 Hệ tọa độ quốc gia 10  2.1.2 Phép chiếu UTM 11  2.2 Hệ toạ độ cơng trình 17  Chương 3: KHẢO SÁT BIẾN DẠNG VỀ CHIỀU DÀI CỦA CẠNH LƯỚI KHỐNG CHẾ 17  3.1 Biến dạng chiều dài cạnh lưới khống chế 17  3.1.1 Biến dạng chiều dài cạnh lưới khống chế mặt chiếu 17 3.1.2 Biến dạng chiều dài cạnh lưới khống chế phép chiếu 18 3.1.3 Biến dạng chiều dài mặt chiếu múi chiếu 18 3.2 Khảo sát biến dạng chiều dài từ số liệu đo thực tế 19  KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 21  TÀI LIỆU THAM KHẢO 22  Thịnh Thanh Hải, lớp CH K51; Nguyễn Hữu Diêu, CH K51; Hồ Đại Nhân, CH K51; Nguyễn Quang Sĩ, XDDD CN 2- K52 Khảo sát biến dạng chiều dài cạnh lưới khống chế hệ tọa độ nhà nước hệ tọa độ cơng trình MỞ ĐẦU Nền kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ hoà chung với kinh tế giới, cơng cơng nghiệp hố - đại hố đất nước thúc đẩy thực thi mạnh mẽ như: quy hoạch phát triển đô thị, xây dựng khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp, cầu đường, Với chủ trương đó, cơng trình cũ tu bổ hồn thiện Hoà chung với phát triển khoa học, kĩ thuật cơng trình xây dựng địi hỏi ngày có độ xác cao đảm bảo cho cơng trình ổn định sử dụng lâu dài Để đáp ứng u cầu đó, cơng tắc trắc địa đóng vai trị lớn từ giai đoạn khảo sát thiết kế, thi cơng đến đưa cơng trình vào vận hành vào ổn định Trong giai đoạn thiết kế, số liệu thiết kế tính tốn đồ đo giai đoạn khảo sát, tọa độ giai đoạn thông thường hệ tọa độ nhà nước (hiện VN2000) Khi chiếu điểm từ mặt đất tự nhiên lên đồ thông thường có giá trị biến dạng biến dạng chuyển cạnh từ mặt đất tự nhiên lên mặt ellipsoid biến dạng chiếu mặt ellipsoid mặt phẳng Trong giai đoạn thi cơng thực mặt đất tự nhiên, khơng lưu ý đến vấn đề bố trí cơng trình mặt đất số liệu thiết kế thi cơng lệch Ví dụ xác định vị trí mố cầu theo tọa độ thiết kế, đúc sẵn dầm cầu theo kích thước thiết kế gác dầm lên mố dầm ngắn dài khoảng cách hai mố tùy vào vị trí cơng trình nằm khu vực khơng tính đến giá trị biến dạng nói Để hiểu rõ vấn đề trên, chúng em thực đề tài “Khảo sát biến dạng chiều dài cạnh lưới khống chế hệ tọa độ nhà nước hệ tọa độ cơng trình " Thịnh Thanh Hải, lớp CH K51; Nguyễn Hữu Diêu, CH K51; Hồ Đại Nhân, CH K51; Nguyễn Quang Sĩ, XDDD CN 2- K52 Khảo sát biến dạng chiều dài cạnh lưới khống chế hệ tọa độ nhà nước hệ tọa độ cơng trình Chương LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CƠNG CƠNG TRÌNH 1.1 Khái niệm chung: Trong trắc địa cơng trình, lưới khống chế thi cơng cơng trình trục điểm cơng trình định vị hệ tọa độ Khi tiến hành xây dựng ngồi thực địa, điểm bắt buộc phải tính chuyển hệ tọa độ cho loại trừ sai lệch biến dạng chiều dài so với thực tế Cơng trình thiết kế vẽ tọa độ điểm thiết kế cơng trình tính hệ tọa độ bình đồ tỷ lệ lớn đo giai đoạn khảo sát thiết kế Các điểm mặt đất chuyển lên bình đồ với bước sau: Theo sơ đồ trên, chuyển từ bước(1) sang bước (2), chiều dài đoạn thẳng bị biến dạng thay đổi mặt chiếu SH Chuyển từ bước(2) sang bước(3) chiều dài đọan thẳng bị biến dạng phép chiếu Sf Vì thế, chiều dài đọan thẳng đồ khác với chiều dài đoạn thẳng ngồi thực tế sai số Để loại trừ sai số: SHvà Sf, trình tính tốn phải đưa số hiệu chỉnh vào trị đo Ngoài ra, hệ tọa độ điểm thiết kế khác với hệ tọa độ bố trí cơng trình, q trình thực bố trí đảm bảo kích thước hình học cơng trình phải đồng hệ tọa độ đảm bảo độ xác u cầu, chương trình bày cách tính chuyển tọa độ hệ cách Thịnh Thanh Hải, lớp CH K51; Nguyễn Hữu Diêu, CH K51; Hồ Đại Nhân, CH K51; Nguyễn Quang Sĩ, XDDD CN 2- K52 Khảo sát biến dạng chiều dài cạnh lưới khống chế hệ tọa độ nhà nước hệ tọa độ cơng trình hiệu chỉnh sai số mặt chiếu múi chiếu tính tốn số liệu lưới cơng trình 1.2 Độ xác đồ hình lưới khống chế thi cơng cơng trình: Một mạng lưới gồm điểm có toạ độ xác định xác, đánh dấu mốc kiên cố mặt xây dựng sử dụng làm sở để bố trí hạng mục cơng trình từ vẽ thiết kế thực địa a Mục đích xây dựng lưới khống chế mặt bằng: - Chuyển trục cơng trình thực địa - Khơi phục xác hố trục trình xây dựng - Cơ sở để tăng dày lưới khống chế đo vẽ hồn cơng - Quan trắc biến dạng cơng trình cơng tác khác thời kỳ khai thác sử dụng cơng trình b Đặc điểm lưới khống chế bố trí cơng trình: - Đựơc bố trí nơi ổn định, sử dụng lâu dài - Điều kiện đo đạc thường khó khăn - Chiều dài cạnh lưới ngắn - Các điểm khống chế mặt độ cao trùng làm - Được thành lập hệ tọa độ quy ước đo nối với hệ tọa độ nhà nước Một cạnh lưới song song trùng với trục cơng trình lấy trục làm trục tung trục hoành Gốc toạ độ chọn cho tất điểm thiết kế hiển thị giá trị tọa độ dương Thịnh Thanh Hải, lớp CH K51; Nguyễn Hữu Diêu, CH K51; Hồ Đại Nhân, CH K51; Nguyễn Quang Sĩ, XDDD CN 2- K52 Khảo sát biến dạng chiều dài cạnh lưới khống chế hệ tọa độ nhà nước hệ tọa độ cơng trình - Khi thành lập lưới khống chế bố trí cơng trình ta có sử dụng điểm lưới khống chế mặt Nhà nước hay khơng? Sử dụng điểm nào? + TH1: Yêu cầu độ xác lưới bố trí cơng trình tương đương độ xác lưới đo vẽ đồ dựa vào điểm lưới Nhà nước để xây dựng lưới + TH2: Yêu cầu độ xác lưới bố trí cơng trình cao so với độ xác đo vẽ đồ phải thành lập lưới chuyên dùng Các điểm lưới khống chế Nhà nớc dùng làm số liệu gốc để nối lưới khống chế thi công vào hệ thống tọa độ Nhà nước 1.2.1 Lưới khống chế thi cơng cơng trình cầu: a Yêu cầu độ xác: - Sai số trung phương xác định vị trí trụ cầu ±1.5 cm đến ± 2.0 cm - Sai số trung phương điểm khống chế lưới thi công cầu ±1.0cm b Phương pháp thành lập lưới: - Thường dùng lưới tứ giác trắc địa (đo góc kết hợp với đo cạnh gốc) Hình 1.1 Lưới tứ giác trắc địa đơn Hình 1.2 Lưới tứ giác trắc địa kép Thịnh Thanh Hải, lớp CH K51; Nguyễn Hữu Diêu, CH K51; Hồ Đại Nhân, CH K51; Nguyễn Quang Sĩ, XDDD CN 2- K52 Khảo sát biến dạng chiều dài cạnh lưới khống chế hệ tọa độ nhà nước hệ tọa độ cơng trình - Hai cạnh gốc hai bên sơng - Cạnh gốc lưới khống chế thi công cầu không nhỏ nửa chiều dài cạnh ngang qua sơng - Bố trí hai điểm lưới trùng với hướng trục tim cầu - Tứ giác trắc địa nên có dạng gần với hình chữ nhật - Đối với cơng trình cầu có độ lớn (>300m) phải bố trí lưới tứ giác trắc địa kép - Hiện sử dụng phương pháp đo góc - cạnh kết hợp c Đo lưới: Đo góc - Các góc đo máy kinh vĩ quang học có độ xác cao Theo 010A…hoặc máy có độ xác tương đương - Sử dụng phương pháp đo tồn vịng - Sai số trung phương góc đo khơng vượt q 2” - Sai số khép vịng khơng vượt q 8” Đo cạnh góc - Được đo máy đo dài điện tử máy tồn đạc điện tử độ xác cao theo hai hướng đo đo - Sai số trung phương tương đối cho phép đo cạnh gốc phụ thuộc vào chiều dài cầu yêu cầu kỹ thuật (Sách Trắc địa cơng trình - Trần Đắc Sử chủ biên – 2008) Thịnh Thanh Hải, lớp CH K51; Nguyễn Hữu Diêu, CH K51; Hồ Đại Nhân, CH K51; Nguyễn Quang Sĩ, XDDD CN 2- K52 Khảo sát biến dạng chiều dài cạnh lưới khống chế hệ tọa độ nhà nước hệ tọa độ cơng trình Chiều dài cầu L(m) mb b L < 200 1: 60.000 200  L < 500 1: 120.000 500  L < 1000 1: 240.000 L 1000 1: 300.000 1.2.2 Lưới khống chế thi công đường: a Yêu cầu độ xác: - Sai số vị trí điểm lưới khống chế ≤ 50mm (Quy trình khảo sát đường ôtô 22 TCN 263 – 2000) b Phương pháp thành lập lưới: - Các tuyến dài từ 50km trở lên phải xây dựng lưới khống chế mặt hạng IV để điều chỉnh nối vị trí tuyến theo lưới - Thường xây dựng lưới khống chế thi công đường đường chuyền cấp D  ®    S1  n-1 S2 3 C n-1 Sn B c  n A Hình 1.3 Lưới đường chuyền c Đo lưới: - Đo góc máy tồn đạc điện tử máy có độ xác tương đương Mỗi góc đo lần (đo thuận đảo kính) - Đo dài thước thép máy đo xa điện quang Đo đo Thịnh Thanh Hải, lớp CH K51; Nguyễn Hữu Diêu, CH K51; Hồ Đại Nhân, CH K51; Nguyễn Quang Sĩ, XDDD CN 2- K52 Khảo sát biến dạng chiều dài cạnh lưới khống chế hệ tọa độ nhà nước hệ tọa độ công trình 1.2.3 Lưới khống chế thi cơng xây dựng dân dụng: a Yêu cầu độ xác (TCXDVN 309 - 2004 – Công tác trắc địa xây dựng): Chiều cao mặt xây dựng (m) Sai số 15 Sai số trung phương chuyển điểm trục theo phương thẳng đứng (mm) (mtd) Sai số trung phương vị trí điểm khống chế (mm) (mkc) mkc  15-60 60-100 100-120 2.5 0.9 1.1 1.3 1.8 mtd 1 K mkc: Sai số trung phương vị trí điểm khống chế trắc địa mtd: Sai số trung phương bố trí cơng trình K: Hệ số giảm cấp (K = 2) 1.2.4 Lưới khống chế thi cơng cơng trình hầm: a Yêu cầu độ xác (Sách Trắc địa cơng trình ngầm – Phan Văn Hiến – 2001): Chiều dài đoạn hầm đào đối hướng (km) Sai số trung phương hướng ngang (mm)(mtd ) Sai số trung phương điểm khống chế (mm)(mkc) - Đường hầm thẳng - Đường hầm cong