Giáo trình Cơ sở trắc địa công trình (Nghề: Trắc địa công trình - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng

Giáo trình Cơ sở trắc địa công trình (Nghề: Trắc địa công trình - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng tài liệu, giáo...

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: CƠ SỞ TRẮC ĐỊA CƠNG TRÌNH NGHỀ: TRẮC ĐỊA CƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP Quảng Ninh, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình “Cơ sở trắc địa cơng trình” biên soạn tổng hợp từ nhiều sách giáo trình nhiều tác giả nhằm phục vụ cho việc giảng dạy tài liệu cho học sinh/sinh viên nghề Trắc địa cơng trình nghề thuộc phần xây dựng hạ tâng liên quan kỹ thuật xây dựng, cấp thoát nước Giáo trình trang bị cho học sinh/sinh viên nghề kiến thức lưới khống chế mặt độ cao cơng trình; đồ cơng trình; sở trắc địa cơng trình, bố trí cơng trình, bố trí đường cong trịn đường cong đứng Từ giúp cho người học đọc hiểu nội dung, quy trình, phương pháp bố trí phục vụ cơng trình Căn vào Chương trình đào tạo nghề Trắc địa cơng trình nhà trường, tơi xây dựng biên soạn giáo trình “Cơ sở trắc địa công” dùng cho hai hệ Cao đẳng Trung cấp gồm chương, cụ thể sau: Chương 1: Lưới khống chế mặt Chương 2: Lưới khống chế độ cao Chương 3: Đo vẽ đồ địa hình - cơng trình tỷ lệ lớn Chương 4: Bố trí cơng trình Chương 5: Bố trí đường cong Trong trình biên soạn, tác giả cố gắng chọn lọc lượng thông tin cần thiết, phù hợp với thời lượng học tập thiết bị, dụng cụ trường có Tơi xin chân thành cảm ơn tham gia đóng góp thành viên khoa Xây dựng Hội đồng thẩm định Trường Cao đẳng nghề Xây dựng để tơi hồn thành giáo trình Xin trân trọng cảm ơn! Chủ biên Trần Thị Thỏa MỤC LỤC NỘI DUNG TT TRANG TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG CHƯƠNG 2: LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO 21 CHƯƠNG 3: ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH CƠNG TRÌNH TỶ LỆ LỚN 25 CHƯƠNG 4: BỐ TRÍ CƠNG TRÌNH 35 CHƯƠNG 5: BỐ TRÍ ĐƯỜNG CONG 55 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Cơ sở trắc địa cơng trình Mã mơn học: MH 11 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học Cơ sở trắc địa cơng trình môn học chuyên môn nghề; thuộc mô đun, mô đun đào tạo nghề bắt buộc - Tính chất: Là mơn học cung cấp kiến thức trắc địa phục vụ xây dựng cơng trình - Ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun: Mơn học ‘‘Cơ sở trắc địa cơng trình‘‘có vai trị quan trọng, kiến thức nghề bản, tình xử lý phục vụ thi công nghề trắc địa cơng trình Mục tiêu mơn học: - Kiến thức: Khái niệm trắc địa công trình Mơ tả đặc điểm, vai trị trắc địa cơng trình; Khái qt hóa quy trình thành lập lưới khống chế mặt bằng, lưới khống chế độ cao, thành lập đồ tỷ lệ lớn trắc địa cơng trình cơng tác bố trí cơng trình; Áp dụng kiến thức học để thành lập lưới khống chế trắc địa, thành lập đồ tỷ lệ lớn bố trí cơng trình, bố trí loại đường cong - Kỹ năng: Xây dựng mạng lưới khống chế mặt độ cao cơng trình; Vận dụng để đo vẽ đồ địa hình cơng trình tỷ lệ lớn; Bố trí thành thạo yếu tố bản, trục công trình, bố trí chi tiết cơng trình thực địa; Bố trí loại đường cong - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Tham gia tích cực vào học; Thể lực tự học nâng cao trình độ; Cảm thụ vai trị quan trọng đạo đức thực tiễn nghề nghiệp Nội dung giáo trình: CHƯƠNG 1: LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG Mục tiêu: - Trình bày khái niệm, đặc điểm, vai trò trắc địa xây dựng cơng trình; Đặc điểm, độ xác số bậc phát triển, phương pháp xây dựng lưới mặt khống chế, đặc điểm đo góc đo khoảng cách lưới, ước tính độ xác; - Tính tốn, bình sai lưới lưới khống chế mặt xây dựng; - Tuân thủ tiêu chuẩn, quy phạm thành lập lưới khống chế mặt xây dựng; Có tính cẩn thận, tỷ mỷ, xác cơng việc Nội dung chính: Đặc điểm, vai trị cơng tác trắc địa xây dựng cơng trình 1.1 Đặc điểm cơng tác trắc địa cơng trình Trắc địa cơng trình nghiên cứu phương pháp Trắc địa khảo sát địa hình phục vụ thiết kế cơng trình, chuyển thiết kế thực địa, theo dõi thi công, kiểm tra kết cấu công trình đo đạc biến dạng loại cơng trình xây dựng Trắc địa cơng trình phục vụ việc xây dựng cơng trình sau: - Cơng trình xây dựng dân dụng cơng nghiệp - Cơng trình giao thơng - Cơng trình thủy lợi – thủy điện - Các cơng trình u cầu độ xác cao: Nhà cao tầng, nhà máy nguyên tử, gia tốc hạt, ống khói nhà máy nhiệt điện, tháp truyền hình… Để xây dựng cơng trình, cơng tác trắc địa phục vụ nội dung sau đây: a Khảo sát trắc địa địa hình - Phát triển lưới khống chế đo vẽ địa hình bãi xây dựng cơng trình - Vạch tuyến đường cơng trình hình tuyến - Đo nối cơng trình địa chất, thuỷ lợi, điểm thăm dị địa vật lý b Cơng tác thiết kế cơng trình - Thành lập sở địa hình theo tỷ lệ cần thiết như: Bình đồ, mặt cắt, tài liệu khác phục vụ cho thiết kế cơng trình - Chuẩn bị đồ án trắc địa để chuyển thiết kế thực địa - Giải nhiệm vụ quy hoạch mặt độ cao, tính tốn diện tích bị ngập dung tích hồ chứa nước… c Cơng tác bố trí cơng trình - Xây dựng sở khống chế để bố trí cơng trình hình thức mạng lưới xây dựng, lưới tam giác, lưới đường chuyền - Chuyển trục thực địa bố trí chi tiết cơng trình - Đo vẽ thi công d Quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình - Đo độ lún móng - Xác định xê dịch mặt công trình - Xác định độ nghiêng cơng trình - Xác định độ nứt cơng trình 1.2 Vai trị trắc địa cơng trình xây dựng Trắc địa đóng vai trị quan trọng giai đoạn xây dựng cơng trình: qui hoạch, khảo sát, thiết kế, thi cơng nghiệm thu - Ở giai đoạn quy hoạch: Cung cấp loại đồ tỉ lệ nhỏ, vạch phương án xây dựng cơng trình, vạch kế hoạch tổng quát khai thác sử dụng cơng trình - Ở giai đoạn khảo sát: Đề xuất yêu cầu đo vẽ đồ tỉ lệ lớn khu vực giai đoạn qui hoạch dự kiến xây dựng cơng trình - Ở giai đoạn thiết kế: Cung cấp loại đồ tỉ lệ lớn, mặt cắt địa hình để tính tốn thiết kế cơng trình đồ, mặt cắt cơng trình - Ở giai đoạn thi cơng: Thực cơng tác trắc địa để đưa cơng trình thiết kế mặt đất, theo dõi tiến độ thi công ngày - Ở giai đoạn nghiệm thu quản lý cơng trình: Là giai đoạn cuối cùng, thực cơng tác đo đạc kiểm tra lại vị trí, kích thước cơng trình xây dựng, áp dụng số phương pháp quan trắc để theo dõi biến dạng cơng trình q trình khai thác sử dụng Đặc điểm lưới khống chế mặt trắc địa cơng trình 2.1 Đặc điểm lưới khống chế mặt Lưới khống chế mặt thành lập khhu vực thành phố, khu công nghiệp, sân bay, bến cảng, cầu cống sở trắc địa phục vụ cho khảo sát, thiết kế, thi công xây dựng cơng trình Lưới khống chế TĐCT thành lập dạng lưới tam giác đo góc, đường chuyền, lưới đo góc – cạnh kết hợp lưới vng xây dựng u cầu độ xác mật độ điểm lưới TĐCT tăng dần theo giai đoạn xây dựng cơng trình: giai đoạn khảo sát, thiết kế, thi công sử dụng công trình 2.2.u cầu độ xác lưới a u cầu độ xác lưới bố trí cơng trình tương đương độ xác lưới đo vẽ Lưới TĐCT phát triển theo nguyên tắc từ tổng thể đến cục lưới Nhà nước sử dụng điểm lưới Nhà nước có khu vực xây dựng Như biết, lưới khống chế Nhà nước thành lập theo nguyên tắc: từ tổng thể đến cục bộ, từ độ xác cao xuống độ xác thấp phân thành hạng I,II,II, IV, chêm dày lưới giải tích, lưới đường chuyền cấp 1, cấp Thơng thường khu vực xây dựng có điểm khống chế Nhà nước từ cấp II trở xuống Để xem xét ứng dụng vào TĐCT, tóm tắt tiêu kỹ thuật lưới tam giác Nhà nước hạng II, III, IV; lưới giải tích cấp 1,2; lưới đường chuyền cấp 1,2 sau: 1.4.2 Bố trí điểm Trên hướng dây cung Đ- kéo dài, đặt từ đoạn S tìm điểm 2’, từ điểm 2’ giao hội cạnh với khoảng cách S d, xác định điểm đường cong tròn Tiếp tục hướng 1- đặt từ khoảng cách S điểm 3’, từ 3’ giao hội cạnh với khoảng cách S d, xác định điểm Việc bố trí tiếp tục điểm đường cong trịn Hình 5.5 Phương pháp dây cung kéo dài * Ưu nhược điểm phương pháp - Không cần dùng máy kinh vĩ mà cần dùng thước giao hội - Phạm vi bố trí hẹp - Các điểm sau bố trí từ điểm trước, nên bị tích luỹ sai số đo đạc, dẫn đến độ xác giảm dần Bố trí đường cong chuyển tiếp 2.1 Ý nghĩa phương trình đường cong chuyển tiếp Trong dộng học, biết: Khi vật chuyển động đường cong xuất lực ly tâm có độ lớn: (5.10) m.V F= p Trong : m khối lượng vật chuyển động V vận tốc chuyển động  bán kính cong chuyển động điểm xét Lực ly tâm có phương trùng với phương bán kính  có chiều phía ngồi đường cong Lực ly tâm lớn vận tốc v lớn bán kính cong  nhỏ Từ cơng thức (5.10) thấy rằng,  =  F1 = 0,  = R F2 = mV /R Rõ ràng điểm bắt đầu đường cong, lực ly tâm xuất đột ngột từ F1 đến F2, gây an toàn cho chuyển động vào đoạn đường cong 57 Vì vậy, để làm cho lực ly tâm tăng từ F1 đến F2 nhằm đảm bảo an toàn cho chuyển động vào đoạn đường cong, cuối đoạn đường thẳng đầu đoạn đường cong (R), người ta chêm vào đoạn cong có bán kính thay đổi từ  =  đến  = R Đường cong có bán kính thay đổi gọi đường cong chuyển tiếp Khi tìm phương trình đường cong chuyển tiếp người ta đặt điều kiện động lực học sau đây: Tại điểm đoạn đường cong, tác động lực ly tâm gây phải cân với độ nâng cao đường phía ngồi (đối với đường tơ) đường ray phía ngồi (đối với đường sắt) Hình 5.6 Chuyển động vật đường cong Theo hình (5.6), xét ∆BCD, ta thấy trị số nâng cao: h = Stgv = Si (5.11) Trong đó: S khoảng cách từ điểm đầu đường cong chuyển tiếp đến điểm xét i độ nghiêng dọc đường phía ngồi Xét mặt cắt ngang đường, ta thấy: h = atg = a F P (5.12) Trong đó: a độ rộng đường F lực ly tâm P trọng lượng vật Lực ly tâm biểu thị công thức: F= (5.13) P V2 g  Trong đó: g gia tốc trọng trường  bán kính cong Vì cơng thức (5.12) viết dạng: h= (5.14) a V2 g  Thực điều kiện động lực học, ta cho vế phải đẳng thức (5.11) (5.14) nhau, ta có: a V2 Si = g  58 (5.15) av = Sig Trong công thức (5.15) thừa số aV2/ig = C tốc độ tính tốn cho trước V độ dốc quy định i đại lượng không đổi gọi thông số đường cong chuyển tiếp Lưu ý đến điều đó, phương trình đường cong chuyển tiếp có dạng: = C S (5.16) Do bán kính cong đường cong chuyển tiếp cần thay đổi tỷ lệ nghịch với độ dài S: S = (ở đầu đường cong chuyển tiếp)  =  Tại điểm tiếp xúc đường cong chuyển tiếp với đường cong trịn bán kính cong  bán kính đoạn cong trịn R, trị số S độ dài chọn đường cong chuyển tiếp Trên sở đó, từ cơng thức (5.16) ta thấy rằng: C = S = R.l (5.17) Tức thông số đường cong chuyển tiếp tích số bán kính đường cong trịn với độ dài đường cong chuyển tiếp Chiều dài đường cong chuyển tiếp chọn phạm vi từ 20 đến 200m bội số 20m tùy theo cấp hạng đường bán kính cong Bây giờ, tìm đường cong tốn học thỏa mãn phương trình nêu đường cong chuyển tiếp Như biết, bán kính cong điểm cho đường cong là: = dS d (5.18) Trong  góc trục hồnh tiếp tuyến với đường cong điểm cho (hình 5.7) Cho vế phải phương trình (5.16) (5.18) nhau: Hình 5.7 Phương trình dường cong chuyển tiếp dS C = d S Lấy tích phân vế lưu ý  = S = 0, ta có: s  0  SdS = C  d S2 = C Hay: Từ đó: S = 2C (5.19) 59 Đây phương trình đường xoắn ốc rađiơit đường klotơid Tọa độ vng góc điểm đường xoắn ốc xác định sau:    S4 S8 x = S − + −    2 3456C   40C     y = S 1 − S + S −   2  6C  56C 7040C   (5.20) Đối với điểm cuối đường cong chuyển tiếp (khi S= l C= R.l):    l2 +   x1 = l 1 −   40R   2  y = l 1 − l +    6R  56R    (5.21) Đường xoắn ốc rađiôit thỏa mãn chặt chẽ yêu cầu đường cong chuyển tiếp ứng dụng rộng rãi thực tiễn 2.2 Tính yếu tố đường cong chuyển tiếp Khi bố trí thêm đường cong chuyển tiếp AD A’D’ (hình 5.8) đường cong tròn K bị rút ngắn từ hai phía nửa độ dài đường cong chuyển tiếp l góc ngoặt φ giảm đại lượng 2 Ngồi ra, phần cịn lại đường cong trịn di chuyển phía tâm O, bán kính giảm đại lượng gọi độ dịch chuyển đường cong trịn Trị số góc  xác định từ phương trình (5.19) S2 = 2C Hình 5.8 Các yếu tố đường cong chuyển tiếp (5.22) Đối với điểm cuối đường cong chuyển tiếp, S = l 1 = l 2R (5.23) So sánh công thức (5.22) công thức (5.23) ta có: S  =1   l (5.24) Tính đơn vị độ: 1 = l 2R = (5.25) 90o l R Trị số dịch vị p xác định từ biểu thức: p = LB = OK+ KB - OL 60 Vì: OL= OD = R- p OK = ODcos1 = (R- p) cos1 KB = DE = y1 Với y1 tung độ điểm cuối đường cong chuyển tiếp, nên: p = (R- p) cos1 + y1 - (R- p) Từ đó: p = R− Hoặc: p = R − y1 cos (5.26)  l2  l2 − +   24R  112R  Một cách gần đúng: p  (5.27) (5.27’) l2 24R Độ dài thêm tiếp cự t tính sau: t = AE – BE Bởi đoạn AR = x1 hồnh độ điểm cuối đường cong chuyển tiếp BE = KD = (R-p) sin1 nên: t = x1 - (R- p) sin1 Lưu ý đến giá trị p từ công thức (5.26) ta có: (5.28) t = x1 - (R- y1) tg1  l l2 t = 1 − +  2  120R  Hoặc (5.29) Trị số t xấp xỉ nửa đường cong chuyển tiếp (t  l/2) Vậy ta tính yếu tố đường cong chuyển tiếp sau: - Tiếp cự (T’): T’ = T+ t (5.30) - Phân cự (B’) B’ = B + p (5.31) - Chiều dài đường cong: K’= K+ l = K* (5.32) +2l - Độ rút ngắn đường cong: D’ = 2T’ - K’ (5.33) Trong đó: T, B, K tiếp cự, phân cự, chiều dài đường cong tròn cũ (BB’) K* chiều dài đường cong tròn bị thu hẹp giá trị 2 (DD’) 2.3 Cắm đường cong chuyển tiếp thực địa 61 Để xác định thực địa điểm đầu đường cong chuyển tiếp thứ (CĐ1) điểm cuối đường cong chuyển tiếp thứ hai (CC2) (hình 5.8), từ điểm đầu (ĐĐ) điểm cuối (ĐC) đường cong tròn chưa bị xê dịch, người ta đặt độ dài tương ứng t Giá trị cọc lộ trình điểm tính từ cọc lộ trình gần Đường cong rắn 3.1 Các yếu tố đường cong rắn Khi vạch tuyến đường theo sườn dốc, thông thường phải phát triển tuyến dạng chữ chi với góc nhọn Trong trường hợp này, khơng có khả liên kết đoạn thẳng với đường cong thường Do hiệu số độ cao điểm đầu điểm cuối đoạn cong lớn thân đoạn đường cong lại tương đối ngắn, nên độ dốc dọc lớn, vượt nhiều so với giới hạn cho phép Trong tường hợp này, đoạn thẳng nối với đường vịng bên ngồi phức tạp gọi đường cong hình rắn (hình 5.9) Hình 5.9 Đường cong rắn Các yếu tố đường cong hình rắn là: - Đường cong trịn FDE với bán kính R; - Hai đoạn cong bổ trợ AP BG với bán kính r1 r2; - Hai đoạn thẳng chêm đường cong chuyển tiếp PF= m1 EG= m2 Nếu bán kính đường cong bổ trợ đoạn thẳng chêm đường cong hình rắn tương ứng tức r1 = r2 m1 = m2 đường cong hình rắn gọi đối xứng Trên đường cấp III đến cấp V cho phép bố trí dường cong hình rắn Bán kính tối thiểu đường cong độ dài đoạn thẳng chêm vào cho phép 30- 20m, độ mở rộng phần xe chạy 2- 3m, độ dốc dọc lớn 3- 4%, độ nghiêng dốc ngang chỗ lượn 6% Bán kính đường cong bổ trợ 100- 150m 3.2 Bố trí đường rắn đối xứng 22.1 Các yếu tố đường cong rắn đối xứng 62 Khi tính tốn đường cong hình rắn, thường người ta cho trước bán kính đường cong R, bán kính đường cong bổ trợ r độ dài đoạn thẳng chêm m Góc ngoặt φ đo thực địa (hình 5.10) Góc ngoặt  đường cong bổ trợ xác định từ tam giác vuông ONF (hoặc OME): tg  = OF NF (5.34) Nhưng OF = R, NF= m + T Trong đó: T độ dài tiếp tuyến đường cong bổ trợ, T= r tg(/2) Lưu ý đến biểu thức (a) ta viết sau: tg  = R R = m + T m + rtg  (5.35) Trong phương trình (b) thấy tg  tg(/2) chưa biết Biểu thị tg qua tg(/2), ta có phương trình bậc hai dạng: (2r+R)tg  + 2mtg  Hình 5.10 Đường cong rắn đối xứng (5.36) −R=0 Giải ta được: tg  = − m + m + ( 2r + R ) R (5.37) 2r + R Sau tìm , biết bán kính đường cong bổ trợ r, ta tính tiếp tuyến T, phân cự B độ dài đường cong bổ trợ k Từ tam giác ONF ta tìm khoảng cách từ đỉnh N góc ngoặt đường cong bổ trợ đến tâm O đường cong bản, ký hiệu d: ON = d = R sin  (5.38) Kiểm tra d theo công thức: d= m +T cos (5.39) Góc γ tâm đường cong hình rắn, xác định hướng đến điểm đầu điểm cuối đường cong bản, bằng: γ = 90o -  (5.40) 63 Cịn góc tâm đường cong bản: φo = 360o - 2γ – φ (5.41) Độ dài đường cong tròn bản: K=  Ro 180 (5.42) o Vậy ta tính yếu tố đường cong rắn: Độ dài đường cong rắn là: K’ = 2k + K+ 2m (5.43) Tổng số độ kéo dài thêm đường cong hình rắn là: D’ = K’- 2d- 2T (5.44) Khi tính tốn đường cong hình rắn, cần biết khoảng cách M1N1 chỗ hẹp để thiết kế phần tương ứng đường phía phía Khoảng cách ký hiệu z: z = M1M+ MN+ NN1 Vì đoạn M1M NN1 phân giác cá đường cong bổ trợ cạnh MN tam giác MON 2dsin(/2), nên: (5.45) z = 2B+ 2dsin(/2) 2.2.2 Bố trí điểm đường cong rắn đối xứng Ngoài thực địa, đặt máy kinh vĩ đỉnh góc ngoặt O đo khoảng cách d theo đường thẳng OA OB (hướng tuyến đường) tìm điểm N M (là đỉnh đường cong bổ trợ) Đặt tiếp khoảng cách T hướng để tìm điểm A B, tức điểm đầu điểm cuối đường cong rắn Từ điểm N M định hướng tâm O quay góc , hướng đặt đoạn T bố trí điểm P G điểm cuối đường cong phụ trợ Tiếp hướng đặt đoạn m điểm đầu đường cong (có thể đặt máy O định hướng A, B, quay góc γ, hướng đặt đoạn R ta điểm đầu cuối đường cong bản) 2.2.3 Bố trí chi tiết đường cong rắn đối xứng Các điểm chi tiết đường cong bố trí cách 3- 5m Muốn ta chia góc tâm (φo) số phần tương ứng dọc theo phương hướng xác định máy kinh vĩ, kể từ tâm O đường cong đặt độ dài bán kính R Tiếp tục bố trí chi tiết đường cong bổ trợ với đường cong trịn 2.2.4 Tính giá trị cọc hiệu cho điểm đường cong rắn đối xứng Dựa vào giá trị cọc hiệu điểm O biết ta tính giá trị cọc hiệu cho điểm cho đường cong rắn đối xứng sau: nA= NO - d; nN1 = nA+ k/2; nP = nN1 + k/2; nF = nF + m; nE = nF + K; nG = nE + m; nM1 = nG + k/2; nB = nM1+ k/2 3.3 Bố trí đường cong rắn khơng đối xứng 64 Để vịng qua dốc đứng khu vực có điều kiện địa chất không ổn định, cần phát triển đường cong rắn với bán kính cong khác 3.3.1 Tính yếu tố đường cong rắn không đối xứng Giả sử điểm O (hình 5.11) đỉnh góc ngoặt tuyến Điểm C tâm chọn đường cong hình rắn thực địa Tại điểm O, ngồi góc φ ta cịn đo thêm góc ACO = θ khoảng cách OC = S Hình 5.11 Đường cong rắn không đối xứng Dựa theo trị số cho R, r, m ta tính yếu tố đường cong hình rắn , T, γ, φo Tuy nhiên, để bố trí đường cong hình rắn thực địa với tâm C yếu tố chưa đủ Cần xác định thêm trị số góc τ1, τ2 η Trong tam giác MEO ta có: d = R sin  Từ tam giác MOC NOC ta có: sin  = S sin ( +  ) d (5.46) S sin  d (5.47) sin  = Biết góc τ1 τ2 từ tam giác ta xác định trị số góc MCN = φ’ φ’= φ + τ1- τ2 (5.48) Và tìm trị số góc ngoặt đường cong bổ trợ mà trị số chúng thay đổi di chuyển tâm đường cong hình rắn từ điểm O sang điểm C Từ hình (5.11) ta thấy:   =  −      =  +      =  −  +  +   ( (5.49) ) 65 Bán kính đường cong bổ trợ tính theo cơng thức: r1 = T tg Trong đó: T = r.tg 1 T ; r2 = tg (5.50) 2  Sau dựa vào bán kính đường cong bổ trợ r1, r2 góc ngoặt 1 , 2 tính yếu tố đường cong bổ trợ 3.3.2 Bố trí điểm đường cong hình rắn khống đối xứng Trên thực địa, đặt máy kinh vĩ tâm C từ hướng OC dựng góc η, cố định thực địa hướng Cm Từ hướng CM đặt góc φ’ thu hướng CN Dọc theo hướng đặt khoảng cách d tìm thực địa điểm M N đỉnh ngoặt đường cong bổ trợ Để xác định thực địa vị điểm cuối E F đường cong từ cạnh CM CN ta dựng góc γ dọc theo hướng nhận CE CF ta đặt trị số bán kính R Từ điểm M N ta bố trí điểm đường cong bổ trợ với đường cong trịn Như tìm vị trí điểm đường cong hình rắn ngồi thực địa 3.3.3 Bố trí chi tiết đường cong hình rắn khống đối xứng Việc bố trí chi tiết đường cong hình rắn loại giống bố trí đường cong rắn đối xứng Bố trí đường cong đứng Để cho xe chạy ổn định, tất nơi thay đổi độ dốc dọc, người ta bố trí đường cong đứng Đường cong đứng gồm loại: Đường cong đứng lồi (1) đường cong đứng lõm (2) (hình 5.12) Hình 5.12 Đường cong trịn đứng lồi lõm Trong đường tơ, bán kính đường cong đứng không nhỏ số liệu bảng (5.2): Bảng 5.4 Yêu cầu bán kính đường cong trịn đứng Cấp đường tơ I II III IV V Rmin đường cong lồi 10000 6000 4000 2000 1000 Rmin đường cong lõm 3000 1500 1000 500 200 66 Bán kính đường cong lồi đứng lớn đường cong đứng lõm, để ô tô chạy nơi độ dốc thay đổi chiều có tầm nhìn tối thiểu, an tồn cho xe chạy 4.1 Tính toán yếu tố Các yếu tố đường cong trịn đứng (hình 5.13) gồm: 4.1.1 Tính độ dốc Góc ngoặt đứng() thường bé nên hay biểu thị theo Radian:  = i1 − i2 = i (5.51) 4.1.2 Tính yếu tố + Bán kính đường cong trịn đứng R (theo cấp đường) + Các yếu tố độ dài tiếp cự T, độ dài đường cong K, đoạn phân cự B’ tính theo đường cong trịn Nhưng  nhỏ nên tính theo cơng thức gần đúng: TR i1 − i 2 Hình 5.13 Các yếu tố đường cong đứng (5.52) K  2T (5.53) T2 2R (5.54) B'  4.1.3 Tính chi tiết đoạn cong Sau bố trí điểm chi tiết đường cong đứng theo phương pháp tọa độ vng góc + Hồnh độ x nửa đường cong đứng đầu tính từ gốc tiếp đầu Đ, cịn hồnh độ x nửa đường cong đứng cuối tính từ gốc tiếp cuối C + Các tung độ y điểm chi tiết đường cong đứng tính gần theo cơng thức: y= (5.55) x2 2R Gọi độ cao điểm chi tiết đường cong đứng độ cao thi công H1, độ cao thiết kế đường thẳng dốc tương ứng H1’ gần với đường cong đứng lồi có: H1 = H1’- y (5.56) Với đường cong đứng lõm: H1 = H1’+ y (5.57) 4.2 Cắm chi tiết đoạn cong 4.2.1 Cắm Đầu tiên, bố trí điểm đường cong đứng Đ, G, C 67 4.2.2 Cắm chi tiết Trong ngành đường, việc tính toạ độ x, y thường tra theo bảng lập sẵn Dùng thước thép máy thuỷ bình để bố trí điểm chi tiết Hi 68 CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG Câu 1: Trình bày cơng tác trắc địa bố trí điểm cong đường cong? Câu 2: Bố trí đường cong có Biết bán kính cong cấp đường R = 250m, góc đổi hướng  = 250 Tính tốn yếu tố? Trình bày cách bố trí? Câu 3: Trình bày cơng tác trắc địa bố trí chi tiết đường cong trịn theo phương pháp tọa độ vng góc? Trình bày ưu nhược điểm phương pháp? Câu 4: Bố trí chi tiết đường cong trịn phương pháp tọa độ vng góc Biết bán kính cong cấp đường R=200m, góc đổi hướng  = 300, n = Tính tốn yếu tố? Trình bày cách bố trí? Câu 5: Trình bày cơng tác trắc địa bố trí chi tiết đường cong trịn theo phương pháp tọa độ cực ? Trình bày ưu nhược điểm phương pháp? Câu 6: Bố trí chi tiết đường cong trịn phương pháp tọa độ cực Biết bán kính cong cấp đường R=200m, góc đổi hướng  = 300, n = Tính tốn yếu tố? Trình bày cách bố trí? Câu 7: Trình bày cơng tác trắc địa bố trí chi tiết đường cong trịn theo phương pháp dây cung kéo dài ? Trình bày ưu nhược điểm phương pháp? Câu 8: Bố trí chi tiết đường cong tròn phương pháp dây cung kéo dài Biết bán kính cong cấp đường R=200m, góc đổi hướng  = 300, n = Tính tốn yếu tố? Trình bày cách bố trí? Câu 9: Bố trí đường cong trịn điểm ngoặt có:  = 750, với R = 250m Tính số liệu cắm điểm đường cong? Trình bày cách bố trí điểm ngồi thực địa? Tính số liệu cắm điểm chi tiết đường cong, chia đoạn cong thành n = đoạn? Câu 10: Trình bày ý nghĩa đường cong chuyển tiếp? Câu 11: Trình bày cơng tác trắc địa bố trí đường cong rắn đối xứng? Câu 12: Bố trí chi tiết đường cong rắn đối xứng Biết  = 300, R = 125m, m = 20m, r= 60m Tính tốn yếu tố? Trình bày cách bố trí? Câu 13: Trình bày cơng tác trắc địa bố trí đường cong rắn khơng đối xứng? 69 Câu 14: Bố trí chi tiết đường cong rắn đối xứng Biết  = 300, R = 125m, m = 20m, r= 60m,  = 350, S = 30m Tính tốn yếu tố? Trình bày cách bố trí? Câu 15: Trình bày cơng tác trắc địa bố trí điểm cong đường cong đứng? Câu 16: Bố trí điểm cong đường cong đứng Biết bán kính cong cấp đường R = 1000m, độ dốc i1 = 5%, i2 = 3% Tính tốn yếu tố? Trình bày cách bố trí? 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiếu, Đinh Cơng Hịa, Trắc địa sở tập 1, NXB giao thông vận tải, 2004 [2] Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiếu, Đinh Công Hòa, Trắc địa sở tập 2, NXB xây dựng, 2002 [3] Phan Văn Hiến, Ngô Văn Hợi, Trần Khánh, Nguyễn Quang Phúc, Nguyễn Quang Thắng, Phan Hồng Tiến, Trần Việt Tuấn, Trắc địa cơng trình, NXB giao thơng vận tải, 2001 [4] Vũ Thặng, Trắc địa xây dựng, NXB Khoa học kỹ thuật, 2005 71