ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP TĐCT GTTL

I LÝ THUYẾT Câu 1 Trình bày nội dung phương pháp tọa độ cực bố trí các điểm chi tiết của đường cong tròn ngang. Cơ sở lý thuyết của phương pháp như sau: Chọn điểm Tđ và điểm Tc làm cực. Góc cực là góc tạo bởi tiếp tuyến của đường cong và các hướng đi từ điểm Tđ (hoặc Tc) qua các điểm chi tiết. Khoảng cách giữa các điểm chi tiết liền nhau là S. Ta thấy: Hướng Tđ 1 tạo với hướng Tđ Đ một góc và điểm 1 cách điểm Tđ một đoạn bằng S. Hướng Tđ2 tạo với hướng Tđ Đ một góc và điểm 2 cách điểm 1 một đoạn bằng S... Như vậy, nếu biết được góc thì ta có thể xác định được vị trí các điểm chi tiết theo quy luật trên.Từ hình (113) ta có: S = 2R.sin . Do đó: (128) Bố trí ngoài thực địa: Đặt máy kinh vĩ tại điểm Tđ (hoặc điểm Tc) ngắm về đỉnh Đ, quay máy một góc 2 trên hướng đó đặt một đoạn bằng S kể từ đểm Tđ (hoặc điểm Tc) ta được điểm chi tiết 1. Quay máy tiếp một góc 2 nữa, từ điểm chi tiết 1 đặt một đoạn bằng S sao cho đoạn S cắt hướng ngắm của máy kinh vĩ ta được điểm chi tiết 2. Các điểm chi tiết khác bố trí tương tự như điểm chi tiết 2. Nhận xét: Theo cách bố trí trên ta thấy vị trí điểm chi tiết sau được xác định dựa vào điểm trước nó. Vì vậy sai số bố trí của điểm trước ảnh hưởng tới sai số bố trí điểm sau. Hay nói cách khác điểm sau tích luỹ sai số của các điểm trước nó. Đây là nhược điểm của phương pháp toạ độ cực. Tuy nhiên ưu điểm của phương pháp này là áp dụng nhanh và thuận tiện hơn tại nơi địa hình khó khăn so với phương pháp toạ độ vuông góc.

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP TĐCT GTTL

I LÝ THUYẾT

Câu 1 Trình bày nội dung phương pháp tọa độ cực bố trí các

điểm chi tiết của đường cong tròn ngang

Cơ sở lý thuyết của phương pháp như sau:

Chọn điểm Tđ và điểm Tc làm cực Góc cực là góc tạo bởi tiếp tuyến của đường cong và các hướng đi từ điểm Tđ (hoặc Tc) qua các điểm chi tiết Khoảng cách giữa các điểm chi tiết liền nhau là S.

Ta thấy: Hướng Tđ -1 tạo với hướng Tđ -Đ một góc 2

và điểm 2 cách điểm 1 một đoạn bằng S

Như vậy, nếu biết được góc 2

ϕ

thì ta có thể xác định được vị trí các điểm chi tiết theo quy luật trên.Từ hình (1-13) ta có: S = 2R.sin 2

ϕ

S arcsin

2 =

ϕ

(1-28) * Bố trí ngoài thực địa:

Đặt máy kinh vĩ tại điểm Tđ (hoặc điểm Tc) ngắm về đỉnh Đ, quay máy một góc ϕ/2 trên hướng đó đặt một đoạn bằng S kể từ đểm Tđ (hoặc điểm Tc) ta được điểm chi tiết 1 Quay máy

tiếp một góc ϕ/2 nữa, từ điểm chi tiết 1 đặt một đoạn bằng S sao cho đoạn S cắt hướng ngắm của máy kinh vĩ ta được điểm chi tiết

2 Các điểm chi tiết khác bố trí tương tự như điểm chi tiết 2

* Nhận xét: Theo cách bố trí trên ta thấy vị trí điểm chi tiết sau

được xác định dựa vào điểm trước nó Vì vậy sai số bố trí của

điểm trước ảnh hưởng tới sai số bố trí điểm sau Hay nói cách

khác điểm sau tích luỹ sai số của các điểm trước nó Đây là nhược điểm của phương pháp toạ độ cực Tuy nhiên ưu điểm của phương pháp này là áp dụng nhanh và thuận tiện hơn tại nơi địa hình khó khăn so với phương pháp toạ độ vuông góc

Câu 2 Trình bày nội dung phương pháp trực tiếp bố trí tâm trụ

cầu trong trường hợp dựa vào cầu tạm có trục song song với cầu thiết kế?

Trong trường hợp này người ta xây dựng cầu tạm song song

và cách trục cầu thiết kế một đoạn l tính trước để không vào vị trí thi công cầu thiết kế Các điểm khởi đầu A, B được chuyển sang vị trí A’, B’ trên trục cầu tạm theo hướng đường vuông góc với trục cầu AB (hình 2-2) Từ vị trí các điểm A’và B’ xác định vị trí các hình chiếu tâm mố, trụ: M’1, T’1, T’2, M’2 trên trục cầu tạm Đặt máy kinh vĩ tại các điểm vừa xác định mở góc 900 so với trục cầu A’B’, đóng các cọc định vị tâm mố, trụ ở hai phía thượng và hạ lưu cầu Giao điểm của hướng ngắm trục cầu AB và đường dóng các cọc định vị tương ứng sẽ cho ta vị trí các tâm mố, trụ cầu

Dựa theo các góc này và khoảng cách thiết kế x giữa các tâm trụ ta tính được khoảng cách x' giữa các tâm trụ theo trục cầu cũ:

x

x ' =

(2-5)

Kể từ A’ (hoặc B’), lần lượt đặt các khoảng cách tính toán theo trục cầu cũ ta xác định được hình chiếu các tâm mố, trụ cầu: M’1, T’1, T’2, M’2 trên trục cầu phụ Từ các điểm đó đặt máy kinh

vĩ mở góc 3600 - β khi máy định hướng về B’ (hoặc mở góc γ khi máy định hướng về A’) Theo hướng trục ngắm của máy đóng các cọc định vị tâm mố, trụ ở hai phía thượng và hạ lưu cầu Giao

điểm của hướng ngắm trục cầu AB và đường dóng các cọc định vị tương ứng sẽ cho ta vị trí các tâm mố, trụ cầu

Câu 3 Trình bày nội dung công tác xác định biên giới hồ chứa

nước ngoài thực địa

Trong thời kỳ khảo sát để thành lập bản vẽ thi công, cần phải

chuyển và đánh dấu ngoài thực địa biên giới ngập của hồ chứa theo thiết kế Nó là cơ sở để làm luận chứng tổn thất ngập lụt, xác định các vùng ngập cần di chuyển, lập kế hoạch di chuyển, cũng như để xác định những vị trí cần xây dựng công trình phòng vệ… Thực chất của việc chuyển ra thực địa biên giới của hồ chứa theo thiết kế là tìm ở ngoài thực địa một loạt các điểm có độ cao bằng độ cao thiết kế của mực nước hồ Trên những hồ chứa lớn, biên giới ngập của hồ được đánh dấu ngoài thực địa căn cứ vào độ cao của mực nước dâng, nghĩa là theo một tuyến có độ cao thiết kế không như nhau Khi đó, trên từng đoạn của biên giới

ngập, người ta xem mực nước là nằm ngang hay có cùng độ cao

Độ cao này được đánh dấu ngoài thực địa nhờ thủy chuẩn kỹ

thuật

Giả sử từ một điểm A của lưới độ cao có độ cao là HA, cần tìm một điểm B có độ cao bằng độ cao của mực nước hồ theo thiết kế (hình 3-3)

Đặt máy thủy chuẩn cách điểm A một khoảng nào đó, đọc số trên mia dựng thẳng đứng tại A là a Sau đó, di chuyển mia thứ hai trên

bề mặt thực địa sao cho đến khi đọc được số đọc b trên mia đó, khi đó đáy mia nằm ở độ cao mực nước hồ theo thiết kế Số đọc b được tính theo công thức sau:

b = (HA + a ) - Htk (3-32)

Tiếp tục di chuyển mia trên mặt đất để tìm được một loạt điểm mà tại đó ta có số đọc trên mia là b Khoảng cách giữa các điểm này trong phạm vi 30 - 50 m tùy thuộc vào mức độ phức tạp của địa hình và ý nghĩa kinh tế của đất đai trong khu vực Các điểm này được đánh dấu bằng các cọc gỗ Đồng thời tại trạm này, người ta đo thủy chuẩn để xác định độ cao của điểm trung gian (điểm chuyển) có độ cao xấp xỉ độ cao mực nước hồ thiết kế

Chuyển máy sang trạm thứ hai và tiến hành tương tự Qua 3 - 5

km chiều dài đường chuyền độ cao xác định biên giới ngập, cần phải nối tuyến với các mốc độ cao cơ sở

Sau khi đánh dấu xong các điểm, người ta đặt một đường chuyền toàn đạc hoặc bàn đạc để xác định tọa độ các điểm cơ bản của đường biên giới hồ chứa để chuyển chúng lên bản đồ thiết kế Trên những khu vực có các điểm dân cư và các xí nghiệp công nghiệp, biên giới ngập nước được xác định với sai số không lớn hơn 0,1 m.

Trong phạm vi của hồ chứa, tiến hành đo vẽ tỷ lệ lớn các điểm dân cư và các xí nghiệp công nghiệp để di chuyển

chúng; đo vẽ các công trình xây dựng để thiết kế các công trình phòng vệ

Câu 4 Trình bày nội dung lưới khống chế và tỷ lệ đo vẽ địa hình

lòng sông

Đo vẽ địa hình lòng sông có ý nghĩa quan trọng trong xây dựng thuỷ lợi cũng như trong khảo sát giao thông đường thuỷ Việc đo

vẽ địa hình lòng sông còn có ý nghĩa đặc biệt để nghiên cứu chế

độ dòng sông: độ sâu dòng chảy, độ dốc mặt nước, trạng thái bờ sông…Trên cơ sở đo vẽ định kỳ địa hình lòng sông, ta xác định được sự biến đổi của lòng sông và những biến dạng của bờ trong nhiều năm

Phạm vi đo vẽ địa hình lòng sông cần đạt tới biên giới của mực nước cao nhất Cần chú ý đến mật độ điểm đo sâu và độ chính xác đo sâu lòng sông, cũng như việc biểu diễn các điểm đặc trưng đáy sông Đo vẽ địa vật bờ sông có thể tiến hành theo

phương pháp thông thường và cần tuân thủ những yêu cầu về độ chính xác xây dựng lưới khống chế mặt bằng

Đối với sông rộng 200 - 500 m, bình đồ lòng sông được lập ở tỷ lệ 1: 2000 - 1: 5000 với khoảng cao đều 0,25 - 0,50 m

Đối với sông rộng hơn 500 m, tỷ lệ đo vẽ 1: 10000 với khoảng cao đều 0,5 - 1,0 m

Lưới khống chế đo vẽ mặt bằng lòng sông được xây dựng dưới dạng chuỗi tam giác giải tích cấp 1, lưới đo góc - cạnh,

đa giác đo dài điện tử cùng các điểm đường chuyền kinh vĩ và tam giác nhỏ chêm dày

Trên những khu vực đo vẽ lớn, lưới khống chế mặt bằng cần được đo nối với lưới khống chế mặt bằng Nhà nước Sai số trung phương vị trí điểm yếu nhất của mạng lưới sau bình sai

không được vượt quá 0,5 mm ở tỷ lệ bình đồ cần thành lập, còn đối với mạng lưới chêm dày (khống chế đo vẽ) không vượt quá 1,0 mm Sai số trung phương các điểm đo sâu, các đường biên và các địa vật trên bờ sông không được vượt quá 1,5 mm Hiện nay với công nghệ GPS, lưới khống chế trên được xây dựng với độ chính xác hoàn toàn đạt được theo yêu cầu kỹ thuật và thuận tiện hơn so với công nghệ trước đây

Cơ sở độ cao đo vẽ các sông đồng bằng thành lập dưới dạng các tuyến và các vòng thuỷ chuẩn hạng III, chêm dày bởi các đường thuỷ chuẩn hạng IV và thuỷ chuẩn kỹ thuật Chiều dài của các tuyến này được xác định từ điều kiện: sai số khép fh của các tuyến và các vòng thuỷ chuẩn khép kín trên khu đo là:

fh gh

≤ 2

1

h (3-1)

h - chênh cao mặt nước sông trên khu vực cần đo

Câu 5 Trình bày phương pháp thủy chuẩn mực nước sông.

Mực nước sông được đo tại các điểm đặc trưng của dòng sông được bố trí cách nhau 1 - 3 km Các điểm đặc trưng có thể là: chỗ giao nhau của các dòng sông, nơi khúc sông có độ cao thay đổi đột ngột, chỗ có đảo, chỗ sông ngoặt hay uốn cong cạnh chân cầu, thượng và hạ lưu ngay chân đập…Những điểm đặc trưng của mặt nước sông mà tại đó có bố trí các cọc để đo mực nước được gọi là các điểm đo nước

Người ta chia khúc sông ra thành những đoạn có chiều dài tới 30m và giao cho từng nhóm thực hiện Chiều dài mỗi đoạn phụ thuộc chủ yếu vào mức độ thay đổi độ dốc mặt nước Tại đầu và

cuối mỗi đoạn cũng như tại những chỗ uốn cong đặc trưng của dòng sông, ta bố trí các trạm đo nước tạm thời, tại đó sẽ tiến hành quan sát thường xuyên độ cao mặt nước Việc đo cao mặt nước được tiến hành tốt nhất vào mùa khô.

Khi mặt nước ổn định (độ cao của nó trong ngày thay đổi không quá 1cm) có thể đóng các cọc xuống ngang với mặt nước trong cùng một ngày trên toàn bộ khúc sông Tuy nhiên khi đó cần lưu ý rằng việc thuỷ chuẩn các đầu cọc đã đóng cần kết thúc trong vòng 2 - 3 ngày để có thể tin tưởng rằng, trong khoảng thời gian

đó độ cao các đầu cọc không bị thay đổi

Các cọc được đóng không xa quá mép nước 1 m vào lúc trời lặng gió Để kiểm tra, tại mỗi một điểm đo nước người ta bố trí thêm 1 - 2 cọc cách nhau 1 - 2 m

Các cọc đo cao mực nước được nối với đường thuỷ chuẩn chính bằng các đường thuỷ chuẩn nhánh (Hình 3-1) Các mốc độ cao bê tông cố định của đường thuỷ chuẩn chính được đặt ngoài vùng ngập cách nhau 5 - 7 km và gần các điểm đặc trưng của dòng sông càng tốt Các mốc thuỷ chuẩn tạm thời đặt cách nhau 2 - 3

km Khi bãi sông rộng, các điểm thuỷ chuẩn chính phải đặt cách

xa lòng sông thì có thể đặt gàn lòng sông một đường thuỷ chuẩn phụ đi qua các mốc của đường thuỷ chuẩn chính Từ các điểm của đường thuỷ chuẩn phụ này dẫn độ cao đến các cọc đo nước

Các đường thuỷ chuẩn nhánh l1 và l2 là các đường thuỷ chuẩn treo

từ các mốc cố định A và B của đường thuỷ chuẩn chính tới các điểm cọc đo mực nước 1 và 2 Độ chính xác của chúng thường thấp hơn 2 lần độ chính xác của đường thuỷ chuẩn chính (thông thường là thuỷ chuẩn hạng IV)

Sai số trung phương xác định chênh cao mặt nước giữa hai cọc đo nước 1 và 2 sẽ là:

2 0

2 l

2 l

2 L

m = + 1 + 2 +

(3-12)

mL - sai số trung phương của đường thuỷ chuẩn chính giữa hai điểm Avà B;

Giá trị mL, m l 1

và m l 2

xác định được theo công thức: mL =η L Nếu các đường thuỷ chuẩn nhánh cùng cấp, ta có:

2 o 2

1

2 2

2 1

(3-13)

Nếu l1 ≈l2 =l, ta có:

2 0

2 2

2 1

(3-14)

Phù hợp với công thức ( 3-7 ) thì sai số cho phép của chênh cao mực nước là:

mhcf =0,072h (3-15)

h - chênh cao của mặt nước giữa hai cọc 1 và 2

Giá trị sai số chênh cao tính theo (3-14) không được vượt quá giá trị cho phép, nghĩa là mh ≤mhcf

Nếu như mh> mhcf thì cần phải nâng cấp thuỷ chuẩn của

đường thuỷ chuẩn nhánh lên (thành cấp III) và giảm sai số đo cao tại mỗi đầu cọc xuống 5 mm (nghĩa là m0 = 5 mm)

Đồng thời với đo cao các cọc đo mực nước, ta đo sâu vầ đo

vẽ lòng sông

Câu 6 Trình bày công tác bố trí trục đập bê tông dạng vòng.

Khi thiết kế các đập bê tông dạng vòm, người ta thường cho trước bán kính cong R của trục đập, chiều dài S, khoảng cách cung

k trên trục đập giữa các khối xây thân đập kề nhau, tọa độ điểm khởi đầu A và tọa độ thiết kế tâm O của đập

1) Căn cứ vào giá trị thiết kế k và R để tính ra góc ϕ ở tâm bị chắn bởi cung k

2) Tính giá trị góc kẹp δ từ tọa độ của điểm I, O và điểm đầu A

3) Từ các góc định hướng O-1, O-2,…cùng với bán kính thiết kế R, xác định tọa độ thiết kế của các điểm chi tiết 1, 2,

3, trên trục đập

4) Căn cứ vào tọa độ của các điểm trắc địa I, III, IV và tọa độ của các điểm 1, 2, để tính ra các góc bố trí γ (nếu bố trí theo phương pháp giao hội).

5) Từ các điểm trắc địa I, III, IV cũng có thể bố trí trực tiếp các điểm 1, 2, 3, bằng các máy toàn đạc điện tử theo

phương pháp gần đúng dần

Công việc bố trí trục đập kết thúc sau khi chúng ta hoàn thành các phép đo kiểm tra góc, cạnh để khẳng định sự trùng hợp giữa vị trí thực tế và vị trí thiết kế của các trục chính và các

bộ phận khác của công trình

Câu 7 Trình bày phương pháp bố trí các điểm cơ bản của đường

cong tròn ngang trong trường hợp đỉnh ngoặt không đặt được máy.Trong thực tế không phải lúc nào đỉnh ngoặt của tuyến đường

cũng có thể đặt máy được (đỉnh ngoặt nằm ở ao hồ, sông suối, khe sâu…)

Giả sử có hai cánh tuyến giao nhau tại điểm Đ ở giữa hồ (không đặt được máy) Như vậy không đo được góc đỉnh β hợp bởi hai cánh tuyến và không tính được góc chuyển hướng θ (Hình 1-10).

Để xác định góc chuyển hướng θ ta làm như sau:

Trên hai cánh tuyến ta chọn hai điểm E và F đặt được máy và

đo được khoảng cách giữa E và F Đặt máy kinh vĩ tại E và F đo được các góc γ1 và γ2 Từ đó tính được:

Để bố trí được các điểm Tđ và Tc ta phải tính khoảng cách giữa Đ1 với E và Đ1 với F Trong tam giác EĐ1F theo định lý hàm

số sin ta có:

θ) Sin(180

EF Sinδ

F Sinδ

E

o 1

1 2

Từ đó suy ra: §1E= EF Sin(180 θ)

Để bố trí các điểm Tđ và Tc ta xét các trường hợp sau:

- Nếu T> Đ1E suy ra điểm Tđ nằm ngoài đoạn Đ1E, đặt máy tại điểm E ngắm đỉnh phía sau, theo hướng đó ta đo một đoạn

bằng T-Đ1E kể từ E ta sẽ được vị trí điểm Tđ

- Nếu T < Đ1E suy ra điểm Tđ nằm trong Đ1E, đặt máy tại

điểm E ngắm đỉnh phía sau, quay máy 1800 theo hướng đó ta đo một đoạn bằng Đ1E-T kể từ E ta sẽ được vị trí điểm Tđ

= t (1-21)

Từ đó suy ra cách xác định vị trí điểm G như sau:

Đặt máy tại điểm Tđ ngắm về đỉnh phía sau, quay máy 1800, theo hướng đó ta bố trí một đoạn bằng (t) kể từ Tđ đánh dấu được điểm M Tương tự ta bố trí điểm N Chuyển máy về M ngắm N,

bố trí một đoạn bằng (t) kể từ M ta được vị trí điểm G

Hoặc có thể bố trí điểm G như sau:

Bố trí điểm M như trên Chuyển máy đến điểm M, ngắm đỉnh phía sau quay máy một góc 2

θ 180

Việc tính và chuyển ra thực địa bản thiết kế các đập bằng bê tông

sẽ phức tạp hơn và đòi hỏi độ chính xác cao hơn Các trục chính, trục phụ và đường biên giới hạn các đoạn xây thân đập tạo thành một hệ thống phức tạp, trong đó các yếu tố của chúng cần được xác định với độ chính xác ±1 - 2 cm cả về mặt phẳng và độ cao Sau đây ta xét trình tự công tác bố trí một trục đập bê tông dạng thẳng Trên hình (4-3) biểu diễn một phần các trục chính, trục phụ đường giới hạn các đoạn của một đập bê tông và một số điểm của lưới cơ sở bố trí I, II và III

1) Từ điểm A (trên trục chính), theo các góc định hướng của đường giới hạn thân đập và các khoảng cách thiết kế a1, a2,…, a8,

ta tính tọa độ các điểm 2, 6, 8, 10 và 14

2) Dựa vào tọa độ các điểm A, I, II và III để tính các góc định hướng I-A, II-A, III-A sau đó tính các góc bố trí ϕ1, ϕ2,

ϕ3, và ϕ4 Tương tự tính các góc để bố trí các điểm 2, 6, 8, 10 và 14

3) Dùng máy kinh vĩ có độ chính xác cao bố trí các điểm nói trên bằng phương pháp giao hội thuận theo các giá trị góc tính toán

4) Dùng thước thép có vạch khắc mm để xác định các điểm trung gian 3, 4, 5, , 15 quanh đường giới hạn thân đập theo các khoảng cách thiết kế ai.

5) Đặt một đường chuyền đi qua các điểm này để xác định tọa độ thực tế cho các điểm 1-15 Nếu hiệu số giữa tọa độ thực tế và tọa độ thiết kế của chúng vượt quá giới hạn cho phép (1-2cm) thì cần phải hoàn nguyên chúng về vị trí thiết kế

Câu 9 Trình bày nội dung phương pháp giao hội góc thuận bố trí

tâm trụ và mố cầu

Đối với những cầu có chiều dài trung bình và cầu lớn ở nơi

có địa hình phức tạp, nước chảy xiết, không thể áp dụng phương pháp đo trực tiếp được Trong trường hợp này ta phải sử dụng đến mạng lưới khống chế trắc địa xây dựng cầu (giao hội góc, giao hội hướng) để bố trí tâm trụ ở giữa sông, mỗi tâm trụ là giao điểm của

ba hướng giao hội, trong đó hai hướng từ hai điểm của mạng

khống chế giao hội đến và một hướng là hướng trục cầu Tâm mố

và tâm trụ ở gần bờ vẫn có thể bố trí bằng phương pháp trực tiếp

Trước hết ta phải lập bản vẽ thiết kế bố trí tâm trụ và mố cầu Trên bản vẽ, theo tỷ lệ tự chọn ta đưa các điểm của mạng lưới

khống chế xây dựng cầu cần sử dụng để bố trí tâm trụ và mố cầu, ghi rõ giá trị góc định hướng của các cạnh, khoảng cách giữa các tâm trụ Đồng thời còn ghi rõ mỗi trụ cầu được bố trí bằng phương pháp giao hội thuận từ các điểm nào của mạng lưới và giá trị của các góc giao hội β1, β2

Giá trị các góc β1, β2 được tính thông qua toạ độ các điểm đã chọn của mạng lưới khống chế và toạ độ của các điểm tâm mố và trụ cầu Sử dụng bài toán nghịch trong trắc địa ta tính được góc định hướng của các cạnh từ điểm khống chế của mạng lưới đến các điểm tâm mố, trụ cầu và sẽ tính được các góc β1, β2

Ví dụ: Để bố trí tâm trụ cầu T1 (hình 2-4), các góc giao hội

β1, β2 được tính như sau: