Инженерно-геодезические опорные сети

 

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ  ОПОРНЫЕ СЕТИ

 

1.1 Назначение, виды и особенности построения опорных сетей

 

Для обеспечения практически всех видов инженерно-геодезических работ создаются опорные сети, пункты которых хранят на территории работ плановые и высотные координаты. Эти сети служат основой: для производства топографических съемок при изысканиях; выполнения различных работ на территории городов; выполнения разбивочных работ при строительстве зданий и сооружений; наблюдений за осадками и деформациями оснований сооружений и самих сооружений; при составлении исполнительной документации. Такое широкое использование опорных геодезических сетей определяет различные схемы и методы их построения.

Инженерно-геодезические плановые и высотные опорные сети представляют собой систему геометрических фигур, вершины которых закреплены на местности специальными знаками. Плановые и высотные опорные сети создают в соответствии с заранее разработанным проектом производства геодезических работ (ППГР). При составлении этого проекта собирают сведения, относящиеся к опорным геодезическим сетям во всех организациях, производящих работы на территории города или поселка в районе строительства; в территориальных инспекциях Федеральной службы геодезии и картографии России, управлениях (отделах) по делам строительства и архитектуры; краевых, областных и городских администрациях; изыскательских и проектно-изыскательских организациях. По собранным материалам составляют схему расположения пунктов ранее выполненных опорных геодезических сетей всех классов и разрядов в пределах территории предстоящих работ. В инженерно-геодезической практике достаточно часто встречаются случаи, когда сеть создается заново, даже при наличии близкорасположенных пунктов ранее созданных сетей. Это делается для обеспечения повышенной точности определения взаимного положения пунктов.

Инженерно-геодезические  сети обладают следующими характерными особенностями:

сети  часто создаются в условной системе  координат с привязкой к государственной системе координат;

форма сети определяется обслуживаемой территорией  или формой объектов, группы объектов;

имеют ограниченные размеры, часто с незначительным числом фигур или полигонов;

длины сторон, как правило, короткие;

условия наблюдений, как правило, неблагоприятные;

к пунктам  сети предъявляются повышенные требования по стабильности положения в сложных условиях их эксплуатации.

Необходимо отметить особенности, связанные с целевым назначением сети. Такие особенности свойственны сетям, создаваемым для гидротехнического строительства, строительства мостов, тоннелей различного назначения, прецизионных сооружений. Например, при строительстве плотин значительной высоты в узких речных долинах возникает необходимость в построении многоярусной сети, позволяющей осуществлять поярусную разбивку строящегося объекта. При построении сети для строительства мостового перехода затруднительно проводить измерения вдоль берегов. При строительстве тоннелей и некоторых видов специальных сооружений повышенные требования предъявляются к точности построений лишь по одному определенному направлению.

Приведенные требования определяют значительное разнообразие опорных сетей как по конфигурации, так и по точности их создания.

Выбор вида построения зависит от многих причин: типа объекта, его формы и  занимаемой площади, назначения сети, физико-географических условий, требуемой  точности, наличия измерительных средств у исполнителя работ. Например, триангуляцию применяют в качестве исходного построения на значительных по площади или протяженности объектах в открытой пересеченной местности; полигонометрию — на закрытой местности или застроенной территории (полигонометрия — наиболее маневренный вид построения); линейно-угловые построения — при необходимости создания сетей повышенной точности; трилатерацию — обычно на небольших объектах, где требуется высокая точность; строительные сетки — на промышленных площадках.

В зависимости от площади, занимаемой будущим объектом, и технологии строительства  инженерно-геодезические сети могут  строиться в несколько последовательных стадий (ступеней). При этом возможно сочетание различных видов построений. Например, для съемочных и разбивочных работ триангуляция или линейно-угловые сети могут служить основой для дальнейшего сгущения полигонометрическими и теодолитными ходами. Развитие

измерительных средств во многом определяет выбор метода построения опорных сетей. Широкое внедрение в производство электронных тахеометров привело к тому, что линейно-угловые сети и полигонометрия используются наиболее часто.

Высотные опорные сети создают, как правило, методом геометрического нивелирования в виде одиночных ходов или систем ходов и полигонов, проложенных между исходными реперами. Использование электронных тахеометров позволяет заменять в отдельных случаях метод геометрического нивелирования методом тригонометрического.

 

1.2Триангуляционные сети

Триангуляционные  сети в инженерно-геодезических  работах используются в качестве основы для топографических съемок и раз-бивочных работ, а также для наблюдений за деформациями сооружений.

Для съемочных работ триангуляционная сеть позволяет сократить длины развиваемых на ее основе сетей сгущения и способствует уменьшению погрешностей в сетях низших разрядов и съемочных сетях. Выбор класса сети для этой цели определяется в основном площадью съемки. Так, для крупнейших городов применяется триангуляция до 2-го класса включительно. В большинстве случаев исходным обоснованием для съемочных работ служит триангуляция 4-го класса. Триангуляция используется и для построения сетей сгущения 1-го и 2-го разрядов.

Приведем основные характеристики триангуляции для инженерно-геодезических работ широкого назначения (табл. 12.1).

Для разбивочных работ триангуляция может служить непосредственной основой, с пунктов которой производится разбивка сооружений, или опорой для развития сетей низших разрядов, в свою очередь используемых для разбивки. Примером может слу-

измерительных средств во многом определяет выбор метода построения опорных сетей. Широкое внедрение в производство электронных тахеометров привело к тому, что линейно-угловые сети и полигонометрия используются наиболее часто.

Высотные опорные сети создают, как правило, методом геометрического нивелирования в виде одиночных ходов или систем ходов и полигонов, проложенных между исходными реперами. Использование электронных тахеометров позволяет заменять в отдельных случаях метод геометрического нивелирования методом тригонометрического.

 

 

Триангуляционные  сети в инженерно-геодезических  работах используются в качестве основы для топографических съемок и раз-бивочных работ, а также для наблюдений за деформациями сооружений.

Для съемочных работ триангуляционная сеть позволяет сократить длины развиваемых на ее основе сетей сгущения и способствует уменьшению погрешностей в сетях низших разрядов и съемочных сетях. Выбор класса сети для этой цели определяется в основном площадью съемки. Так, для крупнейших городов применяется триангуляция до 2-го класса включительно. В большинстве случаев исходным обоснованием для съемочных работ служит триангуляция 4-го класса. Триангуляция используется и для построения сетей сгущения 1-го и 2-го разрядов.

Приведем основные характеристики триангуляции для инженерно-геодезических работ широкого назначения (табл. 12.1).

Для разбивочных работ триангуляция может служить непосредственной основой, с пунктов которой производится разбивка сооружений, или опорой для развития сетей низших разрядов, в свою очередь используемых для разбивки. Примером может слу-

 

Таблица12.1

Класс (разряд) сети	Длина стороны, км	Средняя квадратическая погрешность измеренного  угла	Относительная средняя квадратическая погрешность исходной стороны	Относительная средняя квадратическая погрешность слабой стороны
3кл 4кл 1 р. 2 р.	5…8 2…5 0.5…5 0.25…3	1.5 2.0 5.0 10.0	1:200000 1:2000000 1:50000 1:20000	1:100000 1:70000 1:20000 1:10000

 

Таблица12.2

	Длина	Длина	Средняя квадратическая погрешность измеренного угла, "	Относительная средняя квадратическая погрешность исходной стороны	Относительная средняя квадратическая погрешность слабой стороны	Средняя квадратическая погрешность дирекционного угла слабой стороны, "
Разряд	тоннеля, км	стороны, км
I	Свыше 8	4... 10	0,7	1:400000	1:200000	1,5
II	5...8	2...7	1,0	1:300000	1:150000	2,0
III	2...5	1,5 ...5	1,5	1:200000	1:120000	3,0
IV	1 ...2	1...3	2,0	1:150 000	1:70000	4,0

 

 

 

 

жить триангуляция для строительства  гидротехнических сооружений, тоннелей, мостов.

Приведем основные характеристики тоннельной (табл. 12.2) и гидротехнической (табл. 12.3) триангуляции.

Из приведенных таблиц следует, что характеристики специальных триангуляции отличаются от государственных в основном длинами сторон, причем в сторону уменьшения. Это обстоятельство неизбежно приводит к повышению требований к отдельным измерительным операциям, таким как центрирование теодолита и визирных целей при угловых измерениях и т. п.

Особенностью разбивочной триангуляции является необходимость соблюдения точностных требований во взаимном положении смежных пунктов или пунктов, разделенных двумя-тремя сторонами. Это требование обусловлено тем, что с пунктов сети требуется вынести в натуру систему точек, как правило, принадлежащих единому сооружению или единому комплексу сооружений, связанных конструктивно или технологически.

Таблица 12.3

Разряд	Длина стороны, км	Средняя квадра-тическая погрешность измеренного угла, "	Относительная средняя квадра-тическая погрешность исходной стороны	Относительная средняя квадра-тическая погрешность слабой стороны
I	Устанавливаются специальными расчетами
II	0,5... 1,5	1,0	1:400000	1:200000
III	0,3... 1,0	1,5	1:300000	1:150000
ГУ	0,2...0,8	2,0	1:150000	1:70000

 

 

 

Триангуляционные  сети, предназначенные для наблюдений за плановыми смещениями сооружений, чаще всего применяются на крупных  гидротехнических объектах. В основном они используются для измерения смещений недоступных точек и контроля устойчивости исходных опорных пунктов других построений. Характерной особенностью триангуляционных сетей для этого вида работ являются высокие требования к точности определения координат пунктов (2...5 мм) при небольших длинах сторон.

При развитии инженерно-геодезических  сетей методом триангуляции наиболее типичными построениями являются (рис. 12.1): цепи треугольников (для линейно протяженных объектов), центральные системы (для городских и промышленных территорий), геодезические четырехугольники (для мостовых и гидротехнических сооружений), вставки пунктов в треугольники и небольшие сети из этих фигур. Возможны и комбинированные построения.

В сетях триангуляции треугольники стараются проектировать близкими к равносторонним; в особых случаях острые углы допускают до 20°, а тупые — до 140°. В свободных сетях для контроля масштаба сети необходимо иметь не менее двух непосредственно измеренных базисных сторон.

Уравнивание результатов измерений  выполняют строгими способами.

При разработке проектов триангуляционных сетей расчет ожидаемой точности производят, как правило, на ЭВМ, используя различные программы.

1.3 Трилатерационные сети

Метод трилатерации применяют для построения инженерно-геодезических сетей 3-го и 4-го классов, а также сетей

Основные показатели	4-й класс	1-й разряд	2-й разряд
Длина стороны, км	1...5	0,5 ...6	0,25... 3
Предельная  относительная погрешность определения  длин сторон	1:50000	1:20000	1:10000
Минимальный угол в треугольнике,	20	20	20
Минимальный угол в четырехугольнике, °	25	25	25
Число треугольников между исходными  пунктами	6	8	10

 

 

 

1-го и 2-го разрядов различного  назначения. Приведем наиболее распространенные  требования к сетям (табл. 12.4).

Сети трилатерации, создаваемые для решения инженерно-геодезических задач, часто строят в виде свободных сетей, состоящих из отдельных типовых фигур: геодезических четырехугольников, центральных систем или их комбинаций с треугольниками.