Trasa, zasady projektowania oraz opracowanie geodezyjne

Definicja:

Trasą jest pas terenu przeznaczony pod budowlę inżynierską o znacznej długości i niewielkiej szerokości. Przebieg trasy wyznacza jej oś. W pierwszej kolejności wyznacza się punkty załamania tras oraz odcinki proste. Drugim etapem jest tyczenie krzywych. Tyczenie trasy polega na wytyczeniu odcinków projektowanej trasy w odpowiednim zagęszczeniu punktów. O gęstości tych punktów decydują inwestor i wykonawca obiektu.

Metody tyczenia odcinków prostych:

   1.       Do 2 km

   2.       2 – 5 km

   3.       Powyżej 5 km

   4.       Tyczenie prostej w sytuacji, gdy na osi tyczonej trasy znajdują się przeszkody

   5.       Tyczenie prostej w sytuacji, gdy przeszkoda zajmuje dużą przestrzeń

Tyczenie krzywych

   1.       Łuki kołowe

      a.       Punkty główne łuku kołowego

      b.      Punkty pośrednie łuku kołowego

      c.       Metody tyczenia punktów

      d.      Konstrukcje pomocnicze do tyczenia łuków kołowych

   2.       Łuki koszowe

   3.       Krzywe przejściowe

      a.       Klotoida

      b.      Łuk kołowy z symetrycznymi klotoidami

Pytania sprawdzające

   1.    Jak można wyjaśnić pojęcie: trasa?

   2.    Jakie są metody tyczenia prostych odcinków trasy?

   3.    Jakie są sposoby tyczenia prostych przez przeszkody?

   4.    Jakimi sposobami można tyczyć punkty główne łuku?

   5.    Jak tyczy się punkty główne łuku, gdy nie ma możliwości pomiaru kąta zwrotu stycznych?

   6.    Na czym polega tyczenie punktów pośrednich łuku metodą biegunową?

   7.    Na czym polega tyczenie punktów pośrednich łuku metodą ortogonalną?

   8.    Na czym polega tyczenie punktów pośrednich łuku metodą angielską?

   9.    Jakie warunki geometryczne muszą być spełnione dla łuku koszowego ?

 10.    Jak można wyjaśnić pojęcie klotoida?

 11.   Jakimi metodami można tyczyć klotoidę?

 12.   Jakie są zależności między poszczególnymi elementami klotoidy?

Ćwiczenie 1

Dokonaj wytyczenia punktów głównych łuku kołowego przy dostępnym punkcie wierzchołkowym.

Sposób wykonania ćwiczenia

    1)    dokonać sprawdzenia sprzętu niezbędnego do wykonania pomiarów,

    2)    odszukać punkt wierzchołkowy łuku i kierunki stycznych do łuku w tym punkcie,

    3)    zmierzyć kąt wierzchołkowy β,

    4)    obliczyć kąt α, czyli kąt zwrotu stycznych,

    5)    obliczyć długość stycznej głównej t,

    6)    ustalić w terenie położenie punktów głównych P i K,

    7)    zastabilizować punkty P i K,

    8)    obliczyć elementy potrzebne do wyznaczenia punktu S dwoma sposobami,

    9)    ustalić położenie punktu S i zastabilizować go,

  10)    przeprowadzić kontrolę wyznaczenia położenia punktów głównych łuku w terenie.

Ćwiczenie 2

Dokonaj wytyczenia punktów głównych łuku kołowego, jeżeli punkt wierzchołkowy jest niedostępny.

Sposób wykonania ćwiczenia

    1)    dokonać sprawdzenia sprzętu niezbędnego do wykonania pomiarów,

    2)    ustalić w terenie kierunki stycznych i założyć na nich dwa wzajemnie widoczne punkty A i B

    3)    zmierzyć długość odcinka AB,

    4)    zmierzyć kąty δ i γ na punktach A i B,

    5)    obliczyć kąt wierzchołkowy β,

    6)    obliczyć kąt α, czyli kąt zwrotu stycznych,

    7)    obliczyć długości pozostałych boków w trójkącie AWB,

    8)    obliczyć długość stycznej głównej t,

    9)    obliczyć odległości od punktów A i B do punktów głównych łuku P i K; tj. długości odcinków AP i BK ustalić różnice; AP i BK,

  10)    odłożyć na stycznych długości odcinków AP i BK, znajdując położenie punktów głównych P i K,

  11)    zastabilizować punkty P i K,

  12)    obliczyć długości odcinków a i s, czyli elementy potrzebne do wyznaczenia punktu S dwoma sposobami,

  13)    ustalić położenie punktu S i zastabilizować go,

  14)    przeprowadzić kontrolę wyznaczenia położenia punktów głównych łuku w terenie.

Ćwiczenie 3

Dokonaj wytyczenia punktów pośrednich łuku kołowego metodą biegunową.

Sposób wykonania ćwiczenia

    1)    dokonać sprawdzenia sprzętu niezbędnego do pomiaru,

    2)    odszukać w terenie wytyczone wcześniej punkty główne łuku kołowego,

    3)    ustalić wartość kąta zwrotu stycznych,

    4)    wykonać obliczenia, ustalając wartość kąta φ i długość cięciwy c,

    5)    wykonać odkładanie kąta φ i jego wielokrotności oraz długości cięciwy c,

    6)    zaznaczyć otrzymane punkty pośrednie łuku,

    7)    przeprowadzić kontrolę wyznaczenia położenia punktów pośrednich łuku w terenie.

Ćwiczenie 4

Dokonaj wytyczenia w terenie punktów pośrednich łuku kołowego metodą ortogonalną.

Sposób wykonania ćwiczenia

    1)    odszukać w terenie wytyczone wcześniej punkty główne łuku kołowego,

    2)    ustalić wartość kąta zwrotu stycznych,

    3)    wykonać obliczenia wartości rzędnych i odciętych,

    4)    wykonać odkładanie obliczonych długości x wzdłuż stycznej oraz prostopadłych y,

    5)    zaznaczyć otrzymane punkty pośrednie łuku,

    6)    przeprowadzić kontrolę wyznaczenia położenia punktów pośrednich łuku w terenie.

Ćwiczenie 5

Oblicz elementy do wytyczenia metodą biegunową, punktów głównych, charakterystycznych i hektometrowych dla krzywej składającej się z układu łuku kołowego z dwoma symetrycznymi klotoidami w oparciu o istniejącą osnowę realizacyjną, obliczając wcześniej współrzędne punktów łuku i klotoidy.

Sposób wykonania ćwiczenia

    1)    odszukać i zapisać potrzebne wzory,

    2)    obliczyć współrzędne punktów głównych, charakterystycznych i hektometrowych krzywej,

    3)    obliczyć miary biegunowe ustalonych punktów względem osnowy realizacyjnej.

Pytania sprawdzające                                                                                                                                                 

    1)    wyjaśnić pojęcie: łuk koszowy                                                                                                                         

    2)    wyjaśnić sposób tyczenia linii prostych przez przeszkody

    3)    określić sposoby tyczenia punktów głównych łuku

    4)    określić podstawowe elementy klotoidy

    5)    zastosować sposób tyczenia punktów głównych łuku bez pomiaru kąta zwrotu stycznych

    6)    wykonać tyczenie punktów pośrednich łuku metodą biegunową

    7)    wykonać tyczenie punktów pośrednich łuku metodą ortogonalną

    8)    wykonać tyczenie punktów pośrednich łuku metodą angielską

Zakres prac związanych z opracowaniem geodezyjnym:

Budownictwo drogowe

         -     granice zewnętrzne pasa drogowego

         -     charakterystyczne punkty osi oraz korony drogi

         -     skrzyżowania dróg

         -     drogowe obiekty inżynierskie

         -     inne urządzenia techniczno-drogowe  

Budownictwo kolejowe

         -     granice zewnętrzne obszaru kolejowego,

         -     osie torów

         -     rozjazdy oraz skrzyżowania torów

         -     inne urządzenia techniczno-kolejowe

         -     towarzyszące obiekty inżynierskie

Budownictwo wodne

         -     granice pasa cieku

         -     oś i linie brzegowe kanału

         -     linie zalewowe zbiorników wodnych

         -     linie brzegowe (przy regulacji koryta rzeki)

         -     wodne budowle inżynierskie

Dokumentacja projektowa

    Plan realizacyjny

    Projekt techniczny

    Osnowa geodezyjna jako baza wyniesienia projektu w teren

Elementy uwzględniane przy opracowaniu geodezyjnym:

         -     punkty główne budowli

         -     przebieg osi,

         -     przebieg linii rozgraniczających,

         -     przebieg linii zabudowy,

         -     usytuowanie obiektów budowlanych

         -     usytuowanie projektowanego ukształtowania terenu

Wywiad terenowy polega na ustaleniu sytuacyjnym oraz wysokościowym kolejnych punktów głównych obiektu. Sytuacyjne wyznaczenie jest wyniesieniem punktów metodą ortogonalną lub biegunową.

Szkic dokumentacyjny

– dokument przygotowany do wyniesienia projektu w teren, na podstawie którego wykonuje się to wyniesienie. Szkic dokumentacyjny zawiera następujące dane:

         -     dane osnowy realizacyjnej

         -     elementy niezbędne do wytyczenia projektu w terenie

         -     lokalizacja przewodów oraz urządzeń ukrytych pod ziemią

         -     elementy kontrolne umożliwiające wyniesienie obiektu z wykorzystaniem innych elementów projektu

        -      Miary niezbędne w tyczeniu obiektu nanosi się bezpośrednio na rysunku lub zestawione w formie tabelarycznej. Szkic może być wykonany w skali przybliżonej, może być sporządzony technikami komputerowymi

Niweleta trasy

Usytuowanie trasy w przestrzeni przedstawia się jako lokalizację obiektu na powierzchni – co jest oczywiste, oraz jako usytuowanie pionowe – gdzie uwidacznia się lokalizację przestrzenną obiektu ze wskazaniem ukształtowania powierzchni terenu, spadków podłużnych oraz poprzecznych obiektu.

Obrazem opisującym położenie pionowe obiektu jest niweleta. Profil podłużny oraz odpowiadające mu profile poprzeczne tworzy się z wykorzystaniem dwóch różnych skal – innej dla sytuacji poziomej (długości obiektu), innej dla różnic wysokości. Takie zdeformowanie obrazu pozwala na uwypuklenie elementów istotnych z uwagi na bardzo małe różnice wysokości między punktami bardzo oddalonymi od siebie.

Poza rzędnymi niwelety, na profilu podłużnym umieszcza się profil istniejącego terenu, podaje się informację o nachyleniu trasy oraz długości odcinków o stałym spadku terenu. Poza odcinkami prostoliniowymi, oznacza się również odcinki krzywoliniowe – łuki i krzywe przejściowe. Właściwie wyprofilowana linia informuje, czy zakręt będzie w kierunku w lewo, czy też w prawo względem dotychczasowego kierunku.

Na profilu zaznacza się także kilometraż trasy oraz parametry odcinków krzywoliniowych.

Profile poprzeczne trasy sporządza się dla charakterystycznych punktów trasy, szczególnie w sytuacji zmiany spadku, w przypadku krzyżowania się z innym obiektem znajdującym się w skrajni projektowanej trasy oraz we wszystkich miejscach wymagających szczególnego rozpoznania z uwagi na uwarunkowania szczegółowe.