Аналитический расчет проекта

Аналитический расчет проекта заключается в аналитическом определении координат главных точек проекта. Для расчетов необходимы дирекционные углы основных планировочных направлений, размеры проектируемых кварталов, ширина улиц. Для получения этой информации следует:

· на генеральном плане планировки поселения восстановить координатную сетку.

· Установить дирекционные углы основных планировочных направлений поселения. Для этого, выбрать взаимно- пересекающиеся наиболее длинные улицы, отражающие основные направления планировки, и определить графические координаты конечных точек и точек пересечения осей этих улиц (Рисунок 1.5.1, точки А, В, С, D, E)

Рис. 6.1.- Оси улиц, отражающие основные направления планировки

· По графическим координатам конечных точек и точек пересечения осей основных планировочных направлений (проектируемых улиц) решить обратные задачи, определить дирекционные углы отрезков осей улиц.

Расхождение дирекционных углов отрезков осей одной и той же улицы не должно превышать величины определяемой по формуле

, (6.1)

где - средняя квадратическая погрешность дирекционного угла отрезка оси улицы.

При этом, ошибка в определении расхождения дирекционных углов отрезков оси каждой улицы, определяется величиной:

, (6.2)

где, средняя квадратическая погрешностьграфического определения координат ( 0,18мм на плане), - длина отрезкаоси улицы, значение радиана, равное 3438' (206265").

При допустимом расхождениидирекционных углов отрезков осей улиц, найти среднее арифметическое значение дирекционного угла для оси каждой улицы.

В случае прямоугольной планировки посёлка, но при расхождении найденных дирекционных углов осей пересекающихся улиц на величину, отличающуюся от 90° не более чем нам 30' (в пределах графической точности), следует увязать значения дирекционных углов, сделав угол пересечения осей рав­ным 90°00'.

Произвести аналитический расчёт проектных координат главных точек проекта (пересечений осей улиц и углов кварталов), принимая за исходные данные графические координаты одной из точек пересечения осей улиц, установленные значения дирекционных углов основных планировочных направлений и проектные геометрические размеры элементов генплана. Проектные размеры кварталов и улиц установить по рабочим чертежам генплана.

В случае непрямоугольной формы кварталов, необходимо аналитически увязать величины сторон и углов кварталов с учётом установленных дирекционных углов планировочных направлений, используя формулы для решения треугольников и четырёхугольников.

Вычисление проектных координат вести до 0,01 м.

Пример аналитического расчета координат главных точек проекта (фрагмент генерального плана села Новое)

Координаты концов отрезков осей улицы Мира, отражающих одно из основных направлений планировки поселения, представлены в Таблице 6.1, графы 2,3 ( получены графически).

Таблица 6.1

Решение обратных геодезических задач

Название точки	Координаты, м	Приращения координат, м	Горизонтальн. проложение- , м	Румб,	Дирекционный угол-
А	311,20	242,60
			95,00	104,00	140,85	СВ:47º35,4'	47º35,4'
В	406,20	346,60
			296,00	323,00	438,12	СВ:47º29,8'	47º29,8'
С	702,20	669,60

Расхождение дирекционных углов отрезков оси улицы Мира составило 47º35,4'- 47º29,8' = 5,6'. Допустимое расхождение, вычислено по формулам (1.5.1)- (1.5.2) и составило:

.

Полученное расхождение (5.6^!) не превышает допустимого (27.7^!), поэтому окончательное значение дирекционного угла оси улицы , найдем как среднее арифметическое (47º35,4'+ 47º29,8')/2 = 47º32,6'.

Значение дирекционного угла второго планировочного направления по оси , найдено аналогично, и его значение равно 137º42,6'.

При прямоугольной планировке поселения разность дирекционных углов основных планировочных направлений должна составлять 90º, в нашем случае 137º42,6' - 47º32,6' =90º10,0', отличается в пределах допуска (±30'). Увязанные значения дирекционных углов основных планировочных направлений составили:

= 47º37,6';

= 137º37,6'.

Координаты главных точек проекта вычислить, используя полученные значения дирекционных углов основных планировочных направлений, размеры кварталов и улиц. Схема определения проектных координат осей улиц представлена на Рисунке 1.5.2. В качестве исходной, взята точка (В) пересечения осей основных планировочных направлений (совпадает с точкой 6 на схеме).

Рис.6.2-Схема определения проектных координат точек пересечения осей улиц

Пример вычисления проектных координат пересечений осей улиц представлен в Таблице 6.2

Таблица 6.2

Ведомость вычисления проектных координат точек пересечения

осей улиц

Названия точек	Горизонтальные углы	Дирекционные углы	Гориз проложения, м	Приращения координат, м	Координаты, м
	270º00'					406,20	346,60
		137º37,6'	120,00	-88,00	80,00
Продолжение таблицы 1.5.2
	90º00'					317,20	426,60
		227º37,6'	140,00	-94,34	-103,44
	90º00'					222,86	323,16
…	……..	…..	……	……	…..	……	……
	90º00'					466,45	589,15
		317º37,6'	120,00	88,00	-80,00
	270º00'					554,45	509,15
		227º37,6'	220,00	-148,25	-162,55
						406,20	346,60

Схема определения проектных координат углов кварталов представлена на Рисунке 6.3. В качестве исходных взяты координаты точки «В» пресечения осей улиц, определяющих основные планировочные направления. Для передачи координат на углы кварталов использованы вспомогательные точки «a» и «b», лежащие на пресечении оси наиболее длинной улицы с красными линиями застройки.

Пример вычисления проектных координат приведен в таблице 6.3.

Таблица 6.3

- Ведомость вычисления проектных координат углов кварталов

Назв. точек	Горизонта- льные углы	Дирекцион- ные углы	Гор. про-ложения, м	Приращения координат, м	Координаты, м
В	180º00'					406,20	346,60
		227º37,6'	10,00	-5.35	8.45
а	270º00'					391.99	346.23
		137º37,6'	12,00	-8.86	8.09
VI.2	180 º00'					222,86	323,16
		137º37,6'	200,00	-147,75	134,79
VI.3	90º00'					75,11	457,95
…	……..	…..	……	……	…..	……	……
V.1	180º00'					404.28	362.07
		317º37,6'	12,00	8.66	-8.09
b	270º00'					412.62	353.98
		227º37,6'	10,00	-6.74	-7.38
B						406,20	346,60

Контролем вычисления проектных координат главных точек проекта является получение в конце хода координат начальной точки (в Таблице 6.2 точки № 6, в Таблице 6.3 –точки «В»).

В дальнейшем проектные координаты главных точек проекта будут использованы для подготовки геодезических данных, необходимых для выноса проекта застройки на местность с пунктов геодезической разбивочной сети.

6.4 Проектирование плановой и высотной разбивочной сети

Общие положения

Построение специальной разбивочной сети как плановой, так и высотной, производится в случаях, когда геодезическая сеть на участке имеет недостаточную точность или густоту для выноса проекта в натуру.

Наиболее распространенным методом построения плановой разбивочной сети на застроенной территории являются полигонометрические сети или строительная геодезическая сетка. Высотная разбивочная сеть создаётся обычно методом технического нивелирования или нивелирования 1У класса.

С учётом исходного материала, в курсовом проекте следует условно принять, что пункты геодезической сети на территории населённого пункта не сохранились, за исключением одного, с которого имеется видимость на удалённый, расположенный за поселением, пункт триангуляции. Сохранившийся пункт имеет высоту, определенную по программе нивелирования III класса.

Необходимая точность определения координат и высот точек проектируемой разбивочной сети устанавливается исходя из требований действующих нормативных документов к выносу проекта в натуру.

В курсовом проекте следует принять допустимую среднюю квадратическую погрешность определения пунктов разбивочной сети относительно исходного пункта в плане – 0,1 м, аповысоте – 0,01 м.

Проектирование плановой сети

Проектирование плановой сети выполняется соблюдением следующего порядка:

1. Необходимо наметить места расположения пунктов разбивочной сети и составить схему ходов для их определения. Густота и расположение пунктов должны обеспечивать возможность выноса в натуру всех главных точек проекта. Схема ходов должна образовывать систему полигонов. Местоположение пунктов должно обеспечивать их максимальную сохранность;

Рис. 1.5.3 – Схема хода для вычисления проектных координат углов кварталов

2. Следует установить необходимую точность измерении в запроекти­рованной разбивочной сети применяя следующие приближённые формулы:

(6.3) , , (6.4)

, (6.5), , (6.6)

(6.7) , , (6.8)

(6.9) , , (6.10)

где - допустимые относительные предельная и средняя квадратическая невязки ходов;

и - допустимая средняя квадратическая погрешность измерения углов и допустимая относительная средняя квадратическая погрешность измерений сторон, соответственно;

т - допустимая средняя квадратическая погрешностьопределения координат разбивочной сети (в данном случае 0,1 м);

- вес уравненного положения пункта разбивочной сети, расположенного в наиболее слабом месте систетемы ходов;

- число сторон в эквивалентном ходе, заменяющем запроектированную систему ходов ;

- длина эквивалентного хода, заменяющего сис­тему ходов; - общая длина всех запроектированных ходов;

- средняя длина стороны в запроектированных ходах.

B порядке выполнения задания по НИРС, величину Pmin следует вычислить для точек, расположенных в наиболее сла­бых местах системы ходов, двумя способами: способом полигонов профессора В.В. Попова и способом эквивалентной замены. Вычисление обратного веса любой точки с использованием способа полигонов В.В. Попова производить по формуле:

, (6.11)

где - длина ходовой линии от исходного пункта до оцениваемой точки;

- поправкина звенья ходовой линии, полученные при разбрасывании свободных членов пере­ходных уравнений по способу полигонов профессора В.В. По­пова.

В качестве значений свободных членов переходных уравнений для полигонов, следует принять длину участка ходовой линии, проходящей по данному полигону, со знаками противоположны­ми по обе стороны ходовой линии (знак «+», если ходовая линия справа от полигона, «-», если слева);

3. Согласно получение значениям установить необходимый вид построений по классификации гео­дезических сетей(Табл. 6.1 ) и дать рекомендации о необходимых приборах и методике измерений используемых для выноса проектных значений в натуру.

Выбор вида построений по Таблице 6.3 производится с учетом того, чтобы табличные значения погрешностей не превосходили величин этих погрешностей, вычисленных по формулам (6.3) – (6.6).

Таблица 6.3 Классификация плановых геодезических сетей

Вид построения разбивочной сети		, в секундах
Полигонометрия 1 разряда	1 : 10 000		1 : 10 000
Полигонометрия 2 разряда	1 : 5 000		1 : 5 000
Теодолитные ходы 1-го порядка	1 : 2 000		1 : 2 000
Теодолитные ходы 2-го порядка	1 : 1 000		1 : 1 000

Однако следует учитывать, что формулы (6.5)и (6.6)получены, исходя из принципа равных влияний ошибок угловых и линейных измерений на невязку хода, то есть, соответствуют одному из вариантов соотношения точности измерений углов и линий. Поэтому можно допускать некоторое снижение точности измерений одного из элементов сети (углов или линий ), вычисленного по формулам (6.5 ) или (6.6), за счёт повышения точности измерения другого элемента. При этом, не должно быть нарушено соотношение точности, предусмотренное в Таблице. 6.1, и обязательно произведена, проверка величины ожидаемой невязки ходов по формуле (6.12) с подстановкой в неё табличных значений ошибок измерения углов и линий:

, (6.12)

Значение относительной средней квадратической невязки, вычисленное по формуле (6.12) не должно превышать допустимуювеличину, ранее установленную по формуле (6.4);

4. Проверить правильность выбора вида сети и точности измерений путём просчёта модели запроектированной сети на ПЭВМ по программе параметрического уравнивания комбинированных сетей в режиме предвычисления точности.

Просчитать две модели, для первой модели, задаваясь точностью измерения углов и линий, установленной по Таблице 6.1, для второй- используя значения средних квадратических погрешностей, полученных по формулам (6.3) –(6.6). В результате просчета моделей получить значения ожидаемых ошибок в положении всех пунктов разбивочной сети, для этого вывести на печать ведомость оценки точности и каталог координат разбивочной сети.

5. По результатам счёта на ПК сделать выводы: I

-о соответствии требуемой и ожидаемой точности определения координат пунктов

разбивочной сети при запроектированной методикеих построения;

-о местонахождении слабых мест в запроектированной системе ходов и правильности ранее

сделанного их отыскания;

- о возможности и рациональности применения методики проектирования разбивочных сетей с расчётом необходимой точности измере­ний по формулам (6.3)-(6.11).