Перед выносом в натуру проекта инженерного сооружения необходимо выполнить специальную геодезическую подготовку, которая предусматривает его аналитический расчет, геодезическую привязку проекта, составление разбивочных чертежей, разработку проекта производства геодезических работ (ППГР).
Для выноса сооружения в натуру необходимо иметь на местности геодезические пункты с известными координатами. В этой же системе должны быть получены координаты основных точек сооружения, определяющих его геометрию. Координаты пунктов геодезической разбивочной основы определяют по результатам измерений, проводимых при ее создании. Координаты же точек, принадлежащих сооружению, определяют графически или вычисляют аналитически. При этом используют основные чертежи проекта: генеральный план, определяющий состав и местоположение сооружения; рабочие чертежи, на которых в крупных масштабах показаны планы, разрезы, профили всех частей сооружения с размерами и высотами деталей; план организации рельефа; планы и профили дорог, подземных коммуникаций.
Весь комплекс геодезической подготовки проекта состоит из аналитического расчета элементов проекта. По значениям проектных размеров и углов находят в принятой системе проектные координаты основных точек сооружений, элементов планирования и благоустройства (осей проездов, коммуникаций, дорог и т. п.).
219
Одновременно контролирует правильность нанесения размеров на чертежах.
Различают три способа геодезической подготовки проекта: аналитический, графо-аналитический и графический.
При аналитическом способе все данные для разбивки находят путем математических вычислений, причем координаты существующих зданий и сооружений определяют непосредственно геодезическими измерениями в натуре, а размеры элементов проекта задают, исходя из технологических расчетов. Этот способ применяют в основном при реконструкции и расширении предприятий, в стесненных условиях застройки.
Чаще применяют графо-аналитический способ, когда положение исходных точек определяют графически с топографического плана, а остальных точек, жестко связанных с исходными,- аналитически. Например, для определения положения здания на местности по топографическому плану находят координаты одного из углов здания и дирекционное направление на другой угол. Далее по проектным размерам вычисляют координаты всех остальных углов здания.
Если проект сооружения не связан с существующими строениями, то иногда применяют графический способ проектирования, при котором все планировочные элементы определяются графически по топографическому плану. Расчет проекта производят по графическим координатам всех его главных точек. Чтобы уменьшить, по возможности, влияние деформации планов, до определения графических координат измеряют действительные размеры квадратов координатной сетки. Для крупномасштабных планов они должны быть равны 100 мм. При отклонении сторон квадрата на величину, непревышающую 0,2 мм, координаты определяют следующим образом. Через определяемую точку i проводят прямые, параллельные осям координат. Измеряют расстояния а и b соответственно от южной и северной сторон квадрата координатной сетки до определяемой точки, a1 и b2 - от западной и восточной сторон. Координаты точки вычисляют по формулам
xi = x0 +
a;
yi = y0 +
a1,(17.1)
где х0 и у0 - координаты юго-западного угла квадрата координатной сетки.
Для выноса проекта в натуре независимо от способа проектирования все его геометрические элементы должны быть строго
220
математически увязаны между собой и с имеющимися на площадке капитальными зданиями и сооружениями. Это необходимо для устранения влияния на точность разбивочных работ ошибок в принятых для проектирования исходных данных (координатах, высотах, длинах линий), особенно взятых графически с плана.
При аналитическом расчете проекта решается ряд типовых геодезических задач. Наиболее распространенными являются прямая и обратная геодезические задачи.
Если точка i сооружения расположена на известных расстояниях Si по направлению дирекционного угла αiот исходной точки А с координатами ХА и уА, то координаты точки i будут равны
xi = xA + Sicosαi; yi = yASisinαi(17.2)
Для заданного прямолинейного отрезка с координатами концевых точек xA, yA и xB, yB дирекционный угол αAB и длину S вычисляют по формулам
tgαAB =
; S =
=
= √(yB - yA)2 + (xB - xA)2.(17.3)
Часто возникает необходимость определить координаты x0 и y0 точки пересечения двух прямолинейных отрезков АВ и CD, заданных координатами xА, yА; xB, yB; xC, yC; xD, yD Для этого используют формулы
x0 = xA +
; y0 = yA + λ
,(17.4)
где
λ =
tgα
AB; μ =
tgα
CD;
m = (
yC -
yA) - μ(
xC -
xA).
Угол между двумя прямыми АВ и CD, заданными координатами концов, определяется как разность дирекционных углов α этих линий
β = αAB - αCD,(17.5)
где αАВ и αCD определяются, используя формулы (17.3).
Координаты точки К пересечения прямой АВ и круговой кривой радиуса R вычисляют следующим образом. Если известны координаты точек А, В и центра О кривой, то по формулам (17.3) находят дирекционные углы αAO, αAB и длину SAO. Сторону SAK вычисляют по формуле
221
SAK = R
,(17.6)
где
γ = 180° - arcsin[
sin(α
AB - α
AO)
] – (α
AB - α
AO).
Используя координаты точки А, длину SAK и дирекционный угол αAK = αAB, определяют координаты точки К.
Кроме приведенных, решают задачи по определению уравнений линий, параллельных и перпендикулярных к заданным; координат центров круговых сооружений; главных элементов и координат характерных точек кривых.
При геодезической подготовке проекта выполняют его привязку.
Привязкой проекта называют расчеты геодезических данных (разбивочных элементов), по которым выносят его в натуру от пунктов разбивочной геодезической основы или опорных капитальных строений. Разбивочными элементами служат расстояния, углы и превышения, выбор и расчет которых зависят от принятого способа разбивки.
Результаты геодезической подготовки проекта отображают на разбивочных чертежах. Разбивочный чертеж является основным документом, по которому в натуре выполняются разбивочыые работы.
Его составляют в масштабах 1:500 - 1:2000, а иногда и крупнее в зависимости от сложности сооружения или его элементов, которые выносятся в натуру. На разбивочном чертеже показывают: контуры выносимых зданий и сооружений; их размеры и расположение осей; пункты разбивочной основы, от которых производится разбивка; разбивочные элементы, значения которых подписываются прямо на чертеже. Иногда на разбивочном чертеже указывают значения координат исходных пунктов в принятой системе, длины и дирекционные углы исходных сторон, отметки исходных реперов и другие данные, использовавшиеся для геодезической подготовки проекта. Эти данные могут служить и для контроля в процессе разбивки и после ее завершения.
Для обеспечения точности и своевременности выполнения геодезических работ на строительной площадке составляют специальный проект. В проекте производства геодезических работ (ППГР), который является составной частью общестроительного проекта, рассматриваются: построение исходной разбивочной основы; организация и выполнение разбивочных работ, исполнительных съемок; применение соответствующих приборов для обеспечения требуемой точности измерений и другие вопросы, зависящие от конкретного объекта и условий его строительства.
222
