Bài giảng Trắc địa công trình
39
2 MB
0
95
4.2 (
15 lượt)
392 MB
Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu
Đang xem trước 10 trên tổng 39 trang, để tải xuống xem rất đầy đủ hãy nhấn vào bên trên
Chủ đề tương quan
Tài liệu tương tự
Nội dung
9/21/2015
KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI & BẤT ĐỘNG SẢN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ ĐỊA CHÍNH
Yêu cầu môn học
I. Chuyên cần 10%
II. Hoàn thành nội dung thực tập 30%
– Bố trí độ cao công trình.
GV: THÁI VĂN HÒA
BM: CÔNG NGHỆ ĐỊA CHÍNH
Email: [email protected]
[email protected]
Tell: 0908670778
Website: http://www2.hcmuaf.edu.vn/?ur=thaihoa
– Bố trí vị trí mặt bằng công trình.
III. Thi cuối kỳ 60%
– Đề mở (Không dùng máy Vi tính và điện thoại)
– Thời gian 60’.
Tp. Hồ Chí Minh – 2014
1.1. Mục đích, các dạng lưới và yêu cầu độ chính xác
1.1.1 Lưới khống chế mặt bằng
1.1.1.1 Một số đặc điểm của lưới khống chế mặt phẳng
trong trắc địa công trình
Lưới khống chế mặt phẳng được thành lập ở khu
vực thành phố, khu công nghiệp, khu năng lượng, sân bay,
bến cảng, cầu cống, đường hầm… là cơ sở trắc địa phục
vụ khảo sát, thiết kế, thi công xây dựng công trình.
Lưới khống chế trắc địa công trình có thể được
thành lập dưới dạng lưới tam giác đo góc, đường chuyền
(đa giác), lưới đo góc – cạnh kết hợp, lưới tam giác đo
cạnh độ chính xác cao hoặc lưới ô vuông xây dựng.
4:49 CH
Yêu cầu về độ chính xác và mật độ điểm của lưới
trắc địa công trình tùy thuộc vào yêu cầu nhiệm vụ phải
giải quyết trong từng giai đoạn khảo sát, thiết kế, thi công
và sử dụng công trình.
Trong trường hợp chung nhất, một vấn đề thực tế
đặt ra là có sử dụng các điểm của lưới khống chế nhà
nước hay không?; sử dụng như thế nào?
Như đã biết, cho đến nay, lưới khống chế nhà nước
được thành lập theo nguyên tắc thông thường từ tổng thể
đến cục bộ, từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp và
được phân thành bốn hạng I, II, III, IV.
Để xem xét ứng dụng vào trắc địa công trình, có thể
tóm tắt các chỉ tiêu kỹ thuật của lưới tam giác nhà nước
hạng II, III, IV và đường chuyền (đa giác) hạng IV như sau:
1
9/21/2015
Cấp hạng lưới tam giác
Chỉ tiêu kỹ thuật
Chiều dài cạnh (Km)
II
III
IV
7-10
5-8
2-5
Sai số tương đối cạnh đáy
1:300.000 1:200.000 1:100.000
Sai số tương đối cạnh yếu nhất
1:200.000 1:120.000
1:70.000
Góc nhỏ nhất trong tam giác
300
200
200
Giới hạn sai số khép tam giác
4”
6”
8”
1,0”
1,5”
2,0”
Sai số trung phương đo góc
Lưới khống chế mặt phẳng nhà nước được tăng
dày bằng lưới tam giác hoặc đường chuyền cấp 1, 2.
Trong trường hợp đo vẽ bản đồ, cơ sở để ước tính
độ chính xác cần thiết của lưới khống chế mặt phẳng là
yêu cầu về độ chính xác của lưới đo vẽ. Yêu cầu đó là sai
số giới hạn vị trí điểm của lưới đo vẽ so với điểm của lưới
nhà nước và lưới tăng dày không được vượt quá 0,2 mm
trên bản đồ ở khu vực chưa xây dựng. Trên khu vực xây
dựng sai số này không vượt quá quy định sau:
Tỷ lệ bản đồ:
1:500
1:1000
1:2000
Sai số giới hạn: 0,10 m 0,16 m
0,30 m
Theo những tài liệu đã công bố thì lưới khống chế
mặt phẳng nhà nước có đủ độ chính xác bảo đảm cho đo
vẽ bản đồ tỷ lệ 1:500.
Chỉ tiêu kỹ thuật
Chiều dài giới hạn của đường chuyền
– Đường đơn
– Giữa điểm gốc và điểm nút
– Giữa hai điểm nút
Chu vi giới hạn của đa giác
Chiều dài cạnh
– Lớn nhất
– Nhỏ nhất
– Tốt nhất
Số cạnh trong đường chuyền không quá
Giới hạn sai số khép tương đối
Sai số trung phương đo góc
Giới hạn sai số khép góc
Đường chuyền hạng IV
10 km
7 km
5 km
30 km
2,00 km
0,25 km
0,50 km
15
1:25.000
2,0”
5”.
Hiện nay, do yêu cầu của công tác địa chính, một hệ
thống lưới địa chính cũng đã được thành lập bao gồm lưới
địa chính cơ sở, (tương đương lưới khống chế nhà nước
hạng III), lưới địa chính. Hệ thống lưới địa chính có đủ độ
chính xác bảo đảm cho đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn 1:500,
1:200. Đo đó ở khu vực xây dựng công trình, nếu đã có
các điểm của lưới khống chế mặt phẳng nhà nước hoặc
các điểm của lưới địa chính thì chỉ cần tăng dày, phát triển
để có mật độ điểm bảo đảm đo vẽ bản đồ phục vụ các giai
đoạn khảo sát, thiết kế công trình.
Lưới khống chế trắc địa công trình còn nhằm mục
đích bảo đảm độ chính xác bố trí công trình và quan trắc
chuyển dịch, biến dạng công trình. Vì vậy cần phải xét đến
hai trường hợp:
2
9/21/2015
Trong trường hợp này, lưới trắc địa công trình được
phát triển theo nguyên tắc từ tổng thể đến cục bộ như lưới
nhà nước và có thể dựa vào các điểm của lưới nhà nước
đã có trên khu vực xây dựng công trình.
– Giai đoạn khảo sát, thiết kế: lưới khống chế trắc
địa phục vụ đo vẽ bản đồ.
– Giai đoạn thi công: lưới khống chế trắc địa phục vụ
cho bố trí công trình.
– Giai đoạn sử dụng công trình: lưới khống chế
được dùng để quan trắc chuyển dịch, biến dạng công
trình.
Như vậy, yêu cầu về độ chính xác tăng dần. Việc
phát triển xây dựng lưới phải linh hoạt, hợp lý sao cho có
thể sử dụng tối đa kết quả của giai đoạn trước vào các giai
đoạn sau của quá trình xây dựng công trình.
Trong trường hợp này phải thành lập lưới chuyên
dùng cho công trình. Các điểm của lưới nhà nước đã có
trong khu vực chỉ được dùng làm số liệu gốc cần thiết tối
thiểu để nối lưới trắc địa công trình vào hệ thống tọa độ
nhà nước.
Vị trí, mật độ điểm và độ chính xác của lưới trắc địa
công trình chuyên dùng sẽ tùy thuộc yêu cầu và đặc điểm
của từng công trình và giai đoạn xây dựng công trình. Thí
dụ khu xây dựng đầu mối thủy lợi – thủy điện:
a/ Khu vực thành phố
Ở thành phố, không thành lập lưới chuyên dùng mà
sử dụng lưới khống chế nhà nước làm cơ sở, nhưng chiều
dài cạnh rút ngắn 1,5 – 2 lần để có mật độ 1 điểm/5-15
km2. Lưới được tăng dày để bảo đảm đo vẽ bản đồ tỷ lệ
1:500.
Loại và hình dạng của lưới phụ thuộc vào diện tích
và hình dạng của thành phố. Thành phố có dạng kéo dài
thì thành lập chuỗi tam giác đơn hoặc kép. Thành phố có
dạng trải rộng thì thành lập lưới có dạng đa giác trung tâm
và có thể đo thêm các đường chéo. Thành phố lớn có diện
rộng thì thành lập lưới gồm nhiều đa giác trung tâm.
3
9/21/2015
Chuỗi tam giác đơn
Đa giác trung tâm
Chuỗi tam giác đơn kép
4:49 CH
Lưới tam giác dày đặc
4:49 CH
Chuỗi tam giác đơn
Chuỗi tam giác đơn kép
4:49 CH
4:49 CH
4
9/21/2015
Lưới tam giác dày đặc
Đa giác trung tâm
4:49 CH
4:49 CH
Lưới cấp đầu tiên của thành phố có thể là lưới tam
giác hạng II hoặc III, được tăng dày bằng lưới hoặc điểm
hạng IV và lưới đường chuyền cấp 1, 2.
Trên khu vực thành phố, có thể sử dụng rộng rãi
lưới đường chuyền (đa giác) hạng IV và cấp 1, 2. Đường
chuyền được thành lập theo đường phố, có các điểm gắn
tường hoặc trên nóc nhà, được bảo vệ lâu dài.
Loại lưới tam giác đo cạnh thường không được sử
dụng rộng rãi ở khu vực thành phố vì những lí do:
– Trong mỗi tam giác không có đại lượng đo thừa
nên không có điều kiện kiểm tra kết quả đo ngay trên thực
địa.
– Lưới tam giác đo cạnh có độ chính xác định
hướng kém nên gây ra dịch vị ngang lớn đối với các điểm,
ảnh hưởng không tốt đến độ chính xác của lưới.
– Điều kiện đo dài điện tử ở khu vực thành phố ít
thuận lợi do thay đổi lớn về nhiệt độ, áp suất, độ ẩm và có
nhiều cáp điện cao thế.
19
20
5
9/21/2015
Đối với lưới hạng IV và các cấp lưới tăng dày ở
thành phố thì phương pháp đường chuyền (đa giác) hơn
hẳn phương pháp tam giác đo cạnh vì đường chuyền linh
hoạt hơn, độ chính xác bảo đảm ổn định hơn.
Tuy nhiên phương pháp tam giác đo cạnh với độ
chính xác cao và cạnh ngắn lại được dùng nhiều trong xây
dựng nhà cao tầng và một số công trình khác.
Trên khu vực thành phố, lưới đo góc – cạnh kết hợp
được xem là tốt nhất. Loại lưới này có độ chính xác cao,
đồ hình của lưới có thể vượt ra ngoài những quy định
thông thường mà vẫn đảm bảo độ chính xác.
b/ Khu vực công nghiệp
Lưới khống chế trên toàn khu vực được thành lập
trong giai đoạn khảo sát là cơ sở để đo vẽ bản đồ, đồng
thời cũng dựa vào đó để thành lập lưới bố trí công trình.
Đối với khu vực công nghiệp có diện tích trên 30
km2, cơ sở khống chế là các điểm của lưới nhà nước.
Đối với khu vực nhỏ hơn thì thành lập lưới cục bộ
có độ chính xác như lưới hạng IV nhà nước.
Để bố trí công trình, ở khu công nghiệp thường
thành lập lưới ô vuông xây dựng.
21
c/ Công trình đòi hỏi độ chính xác cao
Đối với công trình đòi hỏi độ chính xác cao như nhà
máy gia tốc hạt, công trình cao, tháp vô tuyến… nhưng
phạm vi nhỏ thì thành lập lưới tam giác nhỏ đo cạnh (25 –
50 m) độ chính xác rất cao (0,1 – 0,5 mm).
22
Lưới độ cao nhà nước hạng I, II, III, IV là cơ sở độ
cao thống nhất trên lãnh thổ quốc gia.
Các công tác trắc địa công trình dựa vào lưới độ
cao nhà nước và phát triển dưới dạng dày đặc.
Độ chính xác và mật độ điểm của lưới độ cao phụ
thuộc vào yêu cầu độ chính xác của công tác đo vẽ, bố trí
công trình và còn phụ thuộc vào độ lớn của khu vực.
Đối với thành phố có diện tích lớn hơn 500 km2, thành lập
lưới hạng I, II, III, IV.
diện tích từ 50 – 500 km2, thành lập lưới hạng II, III, IV.
diện tích từ 10 – 50 km2, thành lập lưới hạng III, IV.
diện tích từ 1 – 10 km2, thành lập lưới hạng IV.
23
24
6
9/21/2015
Chỉ tiêu kỹ thuật
Hạng II
Chiều dài lớn nhất của tuyến (km):
– giữa các điểm gốc
40
– giữa các điểm nút
10
Khoảng cách lớn nhất giữa các mốc: (km)
– khu vực xây dựng
2
– khu vực chưa xây dựng
5
Sai số khép giới hạn của tuyến (L km)
(mm)
Hạng III
Hạng IV
15
5
4
2
0,2
0,8
(mm)
– Lưới độ cao hạng II: Các điểm được phân bố đều
trên khu vực. Đo theo phương pháp trùng vạch, đo đi đo
về.
– Lưới độ cao hạng III: Trong trường hợp tăng dày
lưới hạng II thì được thành lập dưới dạng tuyến, vòng
khép kín hoặc lưới có điểm nút dựa vào các điểm gốc cấp
cao. Nếu là lưới độc lập, thường là hệ thống tuyến khép
kín, đo đi đo về.
– Lưới độ cao hạng IV: Dùng để tăng dày lưới hạng
cao hơn và cũng có thể là lưới độc lập.
Trong lưới độ cao hạng IV, thường dùng mốc gắn
tường, mốc chôn nông và mốc của các điểm khống chế
mặt phẳng.
0,2 – 0,5
0,5 – 2,0
(mm)
25
Các công tác trắc địa trên khu vực xây dựng phải
dựa trên hệ thống độ cao thống nhất đã được lựa chọn và
thành lập trong giai đoạn khảo sát, thiết kế công trình.
Đặc điểm của lưới độ cao trong trắc địa công trình
là khoảng cách giữa các mốc và chiều dài của các tuyến
được rút ngắn, còn phương pháp đo vẫn như lưới độ cao
nhà nước.
26
1.2.1 Lưới cấp thấp dựa trên một cạnh của lưới cấp
cao
AB là cạnh trong lưới bậc i có sai số tương đối là
1/Ti. Sai số tương đối cạnh của bậc i+1 được tính theo
công thức:
(1-1)
Trong đó:
1/Ti là ảnh hưởng sai số
của số liệu gốc.
(1/Ti+1)do là ảnh hưởng sai số đo trong lưới bậc i+1.
4:49 CH
28
7
9/21/2015
Nếu ký hiệu Ki là hệ số giảm độ chính xác từ bậc i-1
đến bậc i thì có thể viết:
Trong trường hợp này lưới bậc
thấp không những bị biến dạng về chiều
dài (tỷ lệ của lưới) mà còn bị biến dạng
về góc. Sự biến dạng về góc được bổ
sung thêm bởi thành phần (1/Ti)’ vào
công thức (1-1).
(1-3)
Nếu K1=K2=…=Kn = K, suy ra
Từ đó ta có:
Thành phần (1/Ti)’ trong công thức (1-3) thể hiện sự
tăng ảnh hưởng sai số của số liệu gốc đối với bậc lưới i+1.
Như vậy hệ số giảm độ chính xác từ bậc i-1 đến bậc i
cũng phải được thể hiện qua một i.
(1-2)
Trong đó: n là số bậc phát triển của lưới
4:49 CH
29
4:49 CH
30
4:49 CH
32
Ví dụ:
Nếu K1=K2=…=Kn = K và 1=2=…=n=, thì
Suy ra
(1-4)
Thì hệ số giảm độ chính xác là:
Theo khảo sát của giáo sư Provorov thì sai số tỷ lệ
lưới có giá trị tương đương với sai số do biến dạng về góc.
Khi (1/Ti) (1/Ti)’ thì
Để ước tính số bậc phát triển lưới có thể lấy = 1,5.
Ta có:
4:49 CH
31
8
9/21/2015
a/ Số hiệu chỉnh do độ cao
Số hiệu chỉnh do chiếu cạnh AB
xuống mặt chiếu A0B0 (hình 1-3)
1.3.1 Số hiệu chỉnh trong phép chiếu
Trước khi bình sai, lưới trắc địa nhà nước được
chiếu xuống mặt Ellipsoid thực dụng Kraxôvski. Vì vậy các
trị đo trong lưới hạng I, II… đều được hiệu chỉnh. Điều đó
cũng có nghĩa là các trị đo tiếp theo về sau đều được
chiếu xuống mặt quy ước duy nhất đó.
Tọa độ điểm được tính trong hệ tọa độ phẳng,
vuông góc của phép chiếu Gauss.
Vì các công trình được xây dựng trên bề mặt tự
nhiên của trái đất nên cần phải thu được các kết quả đo
không qua hiệu chỉnh do phép chiếu.
4:49 CH
được tính theo công thức:
(1-5)
Trong đó:
S – chiều dài cạnh đo được
Hm – độ cao trung bình của cạnh
H0 – độ cao của mặt chiếu
Rm – bán kính trung bình của Ellipsoid (=6370 km).
33
Từ công thức trên, ta có
4:49 CH
34
b/ Số hiệu chỉnh do chiếu về mặt phẳng Gauss
Số hiệu chỉnh của chiều dài cạnh sẽ có dấu dương
và tăng từ trục đến mép của múi chiếu.
Khoảng cách S0 giữa hai điểm trên mặt phẳng được
tính theo công thức :
Số hiệu chỉnh này ảnh hưởng không đáng kể đến tỷ
lệ lưới nếu
(1-6)
Lúc đó
Trong đó : S – chiều dài cạnh trên Ellipsoid.
Rm – bán kính trung bình của Ellipsoid.
Tức là khi hiệu độ cao mặt đất và mặt chiếu nhỏ
hơn 32 m thì có thể bỏ qua số hiệu chỉnh Sh.
Mặt chiếu được chọn trong trắc địa công trình là mặt
có độ cao trung bình của khu vực xây dựng công trình. Đối
với đường xe điện ngầm là mặt có độ cao trung bình của
trục hầm.
4:49 CH
là trị trung bình của hoành độ điểm
đầu và cuối của S.
35
4:49 CH
36
9
9/21/2015
Số hiệu chỉnh vào chiều dài cạnh do chiếu về mặt
phẳng Gauss được tính gần đúng theo công thức:
Để sai số tương đối của tỷ lệ lưới không vượt quá
1:200.000 thì khoảng cách từ kinh tuyến trục của múi chiếu
đến khu vực xây dựng công trình không vượt quá:
(1-7)
Từ đó suy ra:
Nếu ym > 20 km thì chọn kinh tuyến đi qua điểm
giữa của khu vực xây dựng công trình làm trục của múi
chiếu.
(1-8)
Đối với các cạnh nằm trên đường biên của múi
chiếu 30, có ym = 150 km thì:
37
38
Ví dụ:
1.3.2 Hệ tọa độ cân bằng
Vì Sh và Sg có dấu ngược nhau nên có thể đề
xuất một hệ tọa độ cân bằng, trong đó mặt chiếu và kinh
tuyến trục của múi chiếu được chọn sao cho tổng của các
số hiệu chỉnh nói trên có giá trị nhỏ, không đáng kể. Điều
kiện này được viết:
Khi khu vực xây dựng công trình cách kinh tuyến
trục 50 km, thì độ cao của mặt chiếu sẽ được tính theo
công thức:
Ngược lại, khi cho trước Hm – H0 = 50 m thì
(1-9)
Từ đó, nếu cho trước ym thì
Nhưng hệ tọa độ cân bằng thường không được ứng
dụng rộng rãi vì độ cao mặt chiếu đã cho trước trong đồ án
thiết kế công trình. Vì vậy hệ tọa độ cân bằng chỉ áp dụng
cho một dải hẹp với hoành độ tính theo công thức (1-11).
(1-10)
Hoặc nếu cho trước Hm – H0 thì
(1-11)
4:49 CH
39
4:49 CH
40
10
Source: https://sangtaotrongtamtay.vn
Category: Giáo dục