Lucrari Topo Geodezice Necesare Modernizarii Drumului Judetean Dj162

DATE GENERALE

Memoriu

Prezenta lucrare are ca obiect principal verificarea și îndesirea rețelei geodezice de sprijin, crearea unei rețele de ridicări, ridicarea detaliilor precum și trasarea elementelor necesare reabilitării unei drum din Județul Bistrița-Năsăud, comuna Teaca.

Aceasta este structurată pe șase capitole, punând accent pe verificarea și îndesirea rețelei geodezice de sprijin.

1. Denumirea lucrării: Lucrări topo-geodezice necesare modernizării drumului județean DJ162, între KM 6+000─8+300, din comuna Teaca, Județul Bistrița-Năsăud;

2. Scopul lucrării: Aplicarea proiectului folosind metode topografice;

3. Zona lucrării: Drumul care face obiectul acestei lucrări, este situat în Archiud, comuna Teaca, județul Bistrița-Năsăud;

4. Sistemul de coordonate: Stereo70, RMN75;

5. Structura lucrării: Lucrarea este alcătuită din șase capitole:

Capitolul I – Memoriu, Date generale. Conține informații despre localizarea amplasamentului

Capitolul II – Noțiuni teoretice. Despre sistemele de proiecții folosite pentru partea de planimetrie și altimetrie, generalițăți despre căi de comunicații

Capitolul III – Instrumente și programe utilizate. Cuprinde informații despre instrumentele folosite pentru efectuarea măsurătorilor, metodelor de măsurare precum și despre programele folosite pentru prelucrarea informațiilor

Capitolul IV – Compensarea rețelei de triangulație. Prezintă calculele de verificare a rețelei de triangulație, îndesirea rețelei geodezice

Capitolul V – Realizarea rețelei de ridicare și ridicarea detaliilor. Calcule și modul de realizare a rețelei de ridicare

Capitolul V I – Trasarea elementelor topografice din proiect.

Scopul lucrării

Știința măsurătorilor terestre se ocupă cu studiul operațiilor de teren și de calcul, efectuate în vederea reprezentării pe plan sau hartă a suprafeței terestre într-o anumită proiecție cartografică și scară topografică. Principalele discipline ale stiinței măsurătorilor tereste sunt: geodezia, topografia, cartografia, fotogrammetria, cadastrul, teledetecția.

Topografia se ocupă cu studiul instrumentelor, metodelor de măsurare în teren precum și cu prelucrarea datelor, în vederea întocmirii planurilor și hărților topografice. Pe aceste planuri și hărți suprafața terestră este redată prin trei coordonate: x, y, h, atât planimetric cât și nivelitic neținând cont de sfericitatea pământului și refracția atmosferică. La rândul ei și topografia cuprinde două părți mari: topografia generală și topografia inginerească. În cadrul topografiei generale se efectuează ridicările topografice, care cuprind măsurătorile de teren și reprezentarea lor pe planuri și hărți iar topografia inginerească asigură aplicarea pe teren a proiectelor inginerești de construcții, căi de comunicare, lucrări de artă, îmbunătățiri funciare și lucrări hidrotehnice. Lucrările topografice și geodezice precedă, însoțesc și termină orice proces de construcție, astfel contribuind la o bună desfășurare a lucrărilor, asigurând precizie și control.
Transportul fiind un domeniu indispensabil în activitatea economico- socială având o necesitate din ce în ce mai important, multe lucrări topografice au ca obiect modernizarea unor căi de comunicații terestre(drumuri, căi ferate). Drumurile fac parte din sistemul național de transport, ele fiind căi de comunicații terestre special amenajate pentru circulația vehiculelor și a pietonilor,având avantajul față de calea ferată că se poate realiza mai ușor într- un timp mai scurt și aproape în orice regiune.

Lucrarea de față are ca obiectiv principal prezentarea trasării unui drum în vederea modernizării acestuia. Lucrarea s- a realizat începând de la punctele rețelei geodezice de stat, prin îndesire apropiindu- se de investiția dorită, astfel s-a asigurat controlul și constrângerea între elementele fixe, cunoscute.

Drumul trasat este un drum public de interes local, fiind un drum județean(DJ162) și face parte din satul Archiud, comuna Teaca, Județul Bistrița-Năsăud.

Localizare geografică

Județul Bistrița-Năsăud se află la 46°48’ latitudine nordică și 25°36’ longitudine estică reprezentând 2,24% din suprafața României (situându-se pe locul 28 printre județele României din punct de vedere al suprafeței). Județul face parte din regiunea Nord-Vest a țării, fiind încadrat de județele Maramureș în Nord, Suceava în Est, Mureș în sud și Cluj în partea de vest, având o suprafață de 535.520 de ha.

Din punct de vedere administrativ are în componență 62 de unități administrativ- teritoriale, fiind împărțit într- un municipiu(Bistrița), 3 orașe (Beclean, Năsăud, Sângeorz- Băi), 58 de comune cu 235 de sate.

Fig. I-1 Localizarea județului Bistrița-Năsăud

Relieful județului este variat și complex, fiind dispus sub forma unui amfiteatru natural cu deschidere în trepte către Podișul Transilvaniei dominând trei zone de relief: zona montană, zona dealurilor, zona de câmpie. Rețeaua hidrografică a județului include lacuri glaciare, ape subterane, dar mai ales, importante rezerve de ape minerale (carbogazoase, bicarbonatate, feruginoase și clorosodice). Râurile principale sunt Someșul Mare, Șieu, Bistrița iar lacurile glaciare aparțin Munții Rodnei și Munții Călimani având o importanță turistică.

Din punct de vedere climatic județul aparține de zona continentală moderată, precipitațiile depășind în general media pe țară, urmărind treptele de relief, acestea cresc treptat de la 630 la peste 1000 ml, pe culmile înalte.

Principalele artere rutiere ale județului sunt: DN 17 – E 58 care leagă magistralele europene E 60, E 81 și E 85. Drumul național DN 15A unește Bistrița cu Târgu Mureș, iar DN 17C are legătură cu Maramureșul, oferind astfel posibilitatea unei circulații turistice lesnicioase. DN 17D, intră din orașul Năsăud și urcând pe valea Someșului Mare, face legătura între județul Bistrița-Năsăud și Suceava.

Populația totală a județului Bistrița-Năsăud în 2007 a fost de 316.932 de locuitori din care 36,5% locuiește în mediul urban și 63,5% în mediul rural. Populația se activează în: agricultură – 58%, industrie – 18,8%, construcții 3,08%, comerț și servicii – 7%, administrație – 2,5%, învățământ – 5%, sănătate – 3,9%, alte domenii – 8,6.

Comuna Teaca face parte din județul Bistrița-Năsăud. Este situată în sud-estul județului și are în componență șase sate: Archiud, Budurleni, Ocnița, Pinticu, Teaca, Viile Tecii. Are un număr de 5.329 locuitori conform recensământului din 2011 și o suprafață de 140,78 km2.

Fig. I-2 Localizarea comunei Teaca și a satului Archiud

Drumul județean 162 are o lungime totală de 45,240 km și pleacă din DN15A, din localitatea Teaca spre Archiud, Stupini, Sânmihaiu de Câmpie, Miceștii de Câmpie, Silivașu de Câmpie și ajunge în DJ 173.

Fig. I-3 Drumul județean DJ162

Descrierea obiectivului proiectat

Drumul trasat în lucrarea de față aparține drumului județean DJ162, fiind un tronson de 2,3km aflat între KM 6+000─8+300, aparținând satului Archiud din comuna Teaca.
Satul are un număr de 431 de case și în jur de 1300 de locuitori. Modernizarea acestuia era necesară, drumul fiind unul pietruit, într-o avansată stare de degradare „cu elemente geometrice neamenajate în plan și în spațiu și prezentând numeroase degradări, care îngreunează circulația”. Acesta este lucrare importantă în viața social-economică a satului Archiud, drumul făcând legătura cu comuna Teaca.

Datorită disconfortului produs de partea carosabilă neîntreținută și neadecvat circulației rutiere era necesară reabilitarea acestui drum comunal. Sistemul rutier nu asigura o circulație rutieră fluentă, în condiții de confort și de siguranță a autovehiculelor.

Pe lângă modernizarea părții carosabile s-a asigurat scurgerea apelor prin realizarea unor șanțuri periate cu beton, deoarece colectarea apelor pluviale de pe partea carosabilă se realizea anevoios datorită colmatării șanțurilor existente din pământ sau chiar deloc pe sectoarele unde acestea au lipsit, totodată s-a modernizat un pod,acesta fiind parțial colmatat, și nu mai făcea față debitelor maxime, iar podețele care asigurau scurgerea apelor au fost înlocuite.

Pe baza documentelor existente, s-a făcut recunoașterea terenului, constând în identificarea punctelor geodezice, a punctelor existente din lucrările anterioare, reperi de nivelment și alte informații în vederea realizării obiectivului propus astfel încât să răspundă cât mai fidel detaliilor de pe teren. S-au făcut descrieri provizorii de puncte și s-au întocmit schițe de vizibilitate.

Fig. I-4 Localizare drum DJ162, tronson aflat în satul Archiud

Baza geodezo-topografică din zonă

Ca suprafața topografică să fie reprezentat uniform, cu o fidelitate a terenului existent cât mai precis este necesar ca ridicările topografice să se sprijine pe puncte de coordonate cunoscute. Pe teritoriul țării noastre există un număr de puncte a căror coordonate au fost determinate prin metode geodezice, acestea formând rețeaua geodezică de stat.

Punctele rețelei geodezice de stat sunt uniform distribuite pe întreg teritoriul țării și sunt dispuse sub forma unei rețele complexe de triunghiuri. Măsuratorile geo-topografice sunt executate cu respectarea prevederilor Ordinului 534/2001 “Normele tehnice de introducere a cadastrului general” al Președintelui Agenției Naționale de Cadastru si Publicitate Imobiliară, care prevede ca punctele noi determinate să fie legate de rețeaua de sprijin și determinate în Proiecția Stereografica 1970 și în planul de referință RMN75.

Tabelul I-1 Coordonatele punctelor rețelei geodezice

NOȚIUNI TEORETICE

2.1. Proiecția stereografică 1970

În 1971 prin decretul nr. 305 s-a stabilit ca proiecția oficială pentru lucrările topo geodezice și cadastrale din economia românească să fie reprezentat de proiecția stereografică 1970 având la bază un datum geodezic local bazat pe elipsoidul Krasovski 1940 orientat Pulkovo și planul de referință pentru cote Marea Neagră 1975.

Proiecția Stereografică 1970 este o proiecție azimutală, oblică, conformă, cu planul de proiecție secant unic, fiind denumită și „ Proiecția Stereo70 ". A fost folosită începând cu anul 1973 la întocmirea planurilor topografice de bază la scările 1:2 000, 1:5 000 și 1:10 000, și a hărților cadastrale la scara 1:50 000.

În anul 1972, Direcția de geodezie și cadastru, din Ministerul Agriculturii, Industriei Alimentare și Apelor, în baza împuternicirilor date prin decretul menționat, a făcut publice următoarele elemente caracteristice proiecției stereografice 1970 și aplicării ei în țara noastră:

1. Se menține elipsoidul Krasovski 1940 și sistemul de referință și coordonate(cunoscut S’42) unde semiaxa elipsei este de a =6 378 245.000 m, turtirea fiind de f=1/298,3.
Polul proiecției adică punctul central al proiecției este unul fictiv care nu este materializat pe teren, situat aproximativ în centrul geometric al teritoriului României, la nord de orașul Făgăraș. Coordonatele geografice ale acestui punct sunt de 25˚ longitudine estică și de 46˚ latitudine nordică.

2. Adâncimea planului de proiecție este de aproximativ 3,2 km față de punctul de tangență, rezultând un cerc de deformații zero cu raza de 201,718 km.

3. Coeficientul de reducere a scării, folosit la transformarea coordonatelor rectangulare din planul tangent, în planul secant, paralel cu cel tangent, are valoarea :

c=1-(1/4000)=0.999 750 000

Iar coeficientul de revenire la scara normala, de la planul secant la cel tangent, este :
                    c'=1/c=1.000 250 063

4. Deformația relativă pe unitatea de lungime (1 km) în punctul central al proiecției este egală cu 25 cm/km și crește odată cu mărirea distanței față de acesta pană la valoarea zero pentru o distanță de aproximativ 202 km. După această distanță valorile deformației relative pe unitatea de lungime devin pozitive și ating valoarea de 63,7 cm/km la o depărtare de centrul proiecției de aproximativ 385 km.

Fig. II-1 Harta deformațiilor liniare

Adoptarea proiecției Stereografice 1970 a urmărit o serie de principii care satisfac cerințele de precizie și câteva aspecte specifice teritoriului României dintre care amintim:
– Teritoriul României are o formă aproximativ rotundă și poate fi încadrat într-un cerc cu raza de 400 km;
– Limitele de hotar sunt încadrate, în cea mai mare parte ( 90 %), de un cerc de raza de 280 km și centru în polul proiecției;
– Proiecția este conformă (unghiurile sunt reprezentate nedeformat);
– Deformațiile areolare negative și pozitive sunt relativ egale, ceea ce permite o compensare a lor, adică prin reprezentarea in planul Proiecției Stereografice 1970, este menținută suprafața totală a teritoriului.

Deformația liniară poate fi apreciată din punct de vedere cantitativ cu ajutorul formulei:

Dsec = D0 + L2 / 4R2 +L4 / 24R4 + …[km/km], unde:

– Dsec este deformația regională sau liniară relativă pe unitatea de lungime (1km) în plan secant;

– D0 – este deformația din punctul central al proiecției în plan secant;

– L – este distanța de la punctul central al Proiecției Stereografice 1970 la punctul din mijlocul laturii trapezului sau a distanței măsurate pe suprafața terestră;

– R – este raza medie de curbură a sferei terestre pentru punctul central al proiecției.

– r – raza cercului deformațiilor nule (aprox. 202 km);

– H – adâncimea planului de proiecție (aprox. 3.2 km);

1, 2, 3, …,9 – puncte de pe suprafața terestră;

1’,2’,3’,…,9’ – puncte de pe suprafața planului de proiecție Stereografic 1970.

Pentru a putea vizualiza mai ușor mărimea și caracterul deformațiilor liniare s-au utilizat culori diferite in reprezentarea planului de proiecție Stereografic 1970 astfel:

– culoarea roșu pentru valori negative ale deformațiilor (distanța din teren > distanța plan proiecție);

– culoarea galben pentru valori aproximativ egale cu zero ale deformațiilor (distanța teren ~ distanța plan proiecție);

– culoarea albastră pentru valori pozitive (distanța teren < distanța plan proiecție).

Fig. II-2 Proiecția punctelor de pe suprafața terestră pe planul proiecției Stereografice 1970

2.2. Sistemul de cote Marea Neagră 1975

Rețelele de nivelment de stat sunt racordate la un punct fundamental numit și punct zero fundamental.

Pentru determinarea altitudinii punctelor topografice a fost necesar să se ia în considerare o suprafață de nivel față de care să se poată determina atât înalțimile punctelor uscatului, cât și adâncimile punctelor baltimetrice, situate pe fundul mărilor și oceanelor. Astfel s-a stabilit ca suprafața de nivel, de referință să fie geoidul care este suprafața curbă a apelor liniștite ale mărilor și oceanelor, presupusă a fi prelungită pe sub continente, care în orice punct al său este perpendiculară pe verticala locului. Acestei suprafețe, luată ca sistem de referință, i se atribuie cota zero.

În general cotele sunt definite prin altitudinea punctelor la suprafața geoidului, fiind deduse efectiv în raport cu un reper, zero fundamental, situat la nivelul mării. Astfel altitudinile punctelor se determină față de geoid, ca suprafață de referință (de nivel zero) specifică, diferită de elipsoid.

Pentru țara noastră, suprafața de nivel zero este suprafața liniștită, de nivel mediu, a Mării Negre. Acest sistem de cote a fost introdus în 1975, fiind folosit și astăzi. Punctul zero fundamental se află în portul Constanța, încastrat într-un monolit de beton.

Pentru măsurătorile planimetrice și nivelitice există o rețea de sprijin la nivelul întregii
țări compusă din nivelmente de ordinul I, II, III și IV, la care, pentru determinarea cotelor s-a aplicat nivelmentul geometric de mare precizie. Pentru teritorii mici, topografice, suprafața geoidului și a altor suprafețe de nivel pot fi considerate planuri orizontale.

Fig. II-3 Suprafața de nivel 0

2.3. Căi de comunicații; Drumuri

Căile de comunicație sunt medii naturale sau realizate de om în mod special, care asigură circulația mijloacelor de transport pentru deplasarea oamenilor și a bunurilor materiale.

Creșterea considerabilă a volumului de transport impune o atenție deosebită împlinirii unor condiții, cum ar fi:

Siguranța maximă

Rapiditate, adică viteză de circulație mare

Mobilitate și acces

Capacitate mare de transport

Economicitate

Drumurile fac parte din sistemul național de transport. Ele sunt căi de comunicație terestră special amenajate pentru circulația vehiculelor și a pietonilor.

Drumurile în plan se compun din porțiuni rectilinii numite aliniamente, racordate prin curbe. Racordarea aliniamentelor prin intermediul curbelor este necesară pentru înscrierea firească a drumului în relieful terenului și pentru asigurarea desfășurării circulației fără schimbarea bruscă a direcției volanului.

Lungimea unui aliniament reprezintă distanța dintre punctele de tangență ale curbelor de racordare adiacent cu aliniamentul considerat. Traseele cele mai indicate sunt alcătuite din aliniamente cât mai lungi, mai ales în terenuri neaccidentate, însă acestea să nu depășească 3-4 km. Pe aliniamentele prea lungi circulația devine monotonă, scazând atenția conducătorilor de autovehicule, acestea favorizează orbirea conducătorilor de autovehivule în timpul nopții de către farurile autovehiculelor care circulă în sens contrar. Lungimea aliniamentelor trebuie să respecte și o valoare minimă, acesta fiind dată de relația:

minaliniament = 1,4 * V

unde,

V- reprezintă viteza de proiectare exprimată în km/h.

Fig. II-4 Elementele unui drum

Profilul transversal reprezintă intersecția corpului drumului și a suprafeței terenului natural cu un plan vertical, perpendicular pe axa drumului. Acestea cuprind elementele necesare execuției infrastructurii drumului, dimensiuni, cote, pante.

Un profil transversal de drum conține următoarele elemente caracteristice:

partea carosabilă – este partea principală din platforma drumului destinată circulației vehiculelor lățimea ei fiind suma lățimilor benzilor de circulație;

acostamente – fâșie laterală situată între marginea părții carosabile și cea a platformei drumului. Ele servesc la încadrarea părții carosabile împiedicând deplasarea laterală a materialului din corpul drumului, asigurarea scurgerii apelor de pe cale,
circulația pietonilor, staționarea vehiculelor defecte, depozitarea materialelor de întreținere, lărgirea la nevoie a părții carosabile;

benzi de încadrare – fâșii consolidate din acostamentul drumului, lânga partea carosabilă. Au între 25-75 cm lățime, și au rolul de a proteja partea carosabilă de defecțiuni și de a mări lățimea utilă pentru circulație;

benzi de consolidare – înlocuiesc uneori benzile de încadrare, reprezintă consolidări mai slabe;

platforma – suprafața care cuprinde partea carosabilă și acostamentele, sau după caz, trotuare, piste de cicliști, zone verzi;

ampriza – suprafața de teren ocupată de elementele constructive ale drumului: parte carosabilă, trotuare, piste pentru cicliști, acostamente, șanțuri, rigole, taluzuri, banchete, ziduri de sprijin și alte lucrări de artă;

taluzuri – suprafața înclinată a terasamentelor sau a terenului natural care mărginește lateral un rambleu sau debleu;

șanțuri – construcții anexe drumului sub formă de canal deschis ,cu sectiunea trapezoidală sau triunghiulară;

rigola – construcție anexă pentru colectarea și evacuarea apelor meteorice ,cu profil curent triunghiular, de adâncime mică, amenajată în lungul drumului sau străzii, la marginea platformei banchete laterale;

trepte de înfrățire – se execută pe terenuri în panta pentru realizarea unei conlucrări mai bune între acesta și corpul drumului;

panta transversală – este înclinarea în raport cu orizontala , în profil transversal, a suprafeței părții carosabile și a acostamentelor, exprimată în procente.

Zona drumului cuprinde:

Ampriza;

Zonele de siguranță – sunt suprafețe de teren situate de o parte și de alta a amprizei drumului, destinate exclusiv pentru semnalizarea rutieră, plantații rutiere, sau pentru alte scopuri legate de exploatarea și întreținerea drumului, suprafețe de teren necesare asigurării vizibilității în curbe si intersecții și suprafețe ocupate de lucrările de consolidare ale terenului drumului. Realizarea de culturi agricole sau forestiere pe zonele de siguranță ale drumului sunt interzise;

Zonele de protecție – sunt suprafețe de teren situate de o parte și de alta a zonelor de siguranță, necesare protecției și dezvoltării viitoare a drumului.

.

INSTRUMENTE, PROGRAME UTILIZATE ȘI
METODE DE MĂSURARE

3.1. Instrumentul tahimetric folosit

3.1.1. Generalități

Tahimetrele electro-optice, denumite și stații inteligente și stații totale, reprezintă generația nouă de instrumente topografice, având principiul de funcționare a tahimetrului clasic.
Acestea au dimensiunile și aspectul unui teodolit obișnuit care cu ajutorul undelor electromagnetice măsoară și determină unghiurile orizontale și verticale, coordonatele rectangulare, distanțele înclinate sau cele reduse la orizont, diferențele de nivel.
Principiul de bază al tahimetrelor electronice este, că toate aparatele emit o undă electromagnetică de la un emițător spre un reflector, care după reflexie ajunge la un receptor și apoi este prelucrată.

Aceste aparate măsoare între punctul de stație și punctul vizat iar pe baza programului de calcul determină datele din teren, și stochează în memoria proprie. Datele măsurate și determinate sunt transferate în memoria unui calculator, unde sunt prelucrate cu ajutorul unor softuri.
Cele mai cunoscute și folosite tahimetre electronice sunt: Zeiss din Germania, Leica din Elveția, Sokkia din Japonia.

La realizarea lucrării s-a folosit aparatul Leica TCR 702 care este un aparat de înaltă calitate destinat lucrărilor de construcții, ideal pentru radieri simple și trasări.

Fig. III-1 Leica TCR 702

Caracteristicile speciale ale aparatului TCR 702 sunt:

Măsurare fără reflector EDM

Display mare, taste alfanumerice

Surub fără sfârșit

Centrare cu laser

Compensator pe două axă

Suport baterii

Construcție ușoară, suplă

Software și memorie date încorporată

3.1.2. Axele instrumentului tahimetric

Axele stației totale sunt în număr de trei, concurente într- un punct.

Fig. III-2 Axele principale tahmietrului electro-optic

Axa verticală(SA) este axa principală de rotație, materializată prin firul cu plumb sau printr-un fascicul laser;

Axa orizontală(KA) este axa secundară, axa de basculare a lunetei, perpendiculară pe axa principală de rotație;

Axa de vizare(ZA) perpendiculară pe axa secundară a instrumentului;

HK – Cercul orizontal

VK – Cercul vertical

Hz – Direcția orizontală

V – unghiul vertical

3.1.3. Părți componente

Părțile componente ale stației totale Leica TCR 702 sunt:

Vizor

Laseri de ghidare

Șurub de mișcare verticală

Baterie

Suport pentru baterie

Suport pentru baterii

Ocular, focusarea reticulului

Focusarea imaginii

Mâner detașabil cu șuruburi de montare

Interfață

Șuruburi de calare

Obiectiv cu dispozitiv de măsurat distanța încorporat(EDM)

Adaptor baterii

Baterie(Opțional)

Display

Tastatură

Nivelă circulară

Tasta Pornire/ Oprire

Tastă de desclanșare

Șurub de mișcare orizontală

Fig. III-3 Părțile componente ale aparatului

Părțile constructive putem grupa în patru clase distincte:

Componente mecanice

Ambaza

Alidada

Cercul orizontal(Limbul)

Cercul vertical(Eclimetrul)

Componente optice

Luneta: Tubul obiectiv, tubul ocular

Dispozitivul de centrare

c. Componentele electronice

Microprocesorul

Dispozitivul EDM(Electronic

Distance Measurement)

Memoria electronică

Panou de afișaj și comandă

Bateria de acumlatori

d. Auxiliare

Trepiedul

Prisma reflectoare

Cutia instrumentului

3.1.4. Pregătirea pentru măsurare

3.1.4.1. Despachetarea

Se scoate aparatul din cutia de transport și se verifică dacă toate componentele sunt la locul lor.

Fig. III-4 Cutia de transport a instrumentului

Cablu transfer date(opțional)

Ocular zenital sau pentru vize înclinate(opțional)

Contragreutate pentru ocularul de vize înclinate(opțional)

Ambaza detașabilă(opțional)

Încărcător pentru baterii cu accesorii(opțional)

Chei Allen, Știfturi de reglare

Baterie de rezervă(opțional)

Filtru Solar/adaptor de ambază(opțional)

Alimentator pentru încărcătorul de baterii(opțional)

Baston miniprismă(opțional)

Stație totală(opțional)

Stație totală

Miniprismă și suport

Placă minițintă(opțional)

Husă de protecție/capac obiectiv

Vârf pentru miniprismă(opțional)

3.1.4.2. Instalarea trepiedului

Se slăbesc șuruburile picioarelor trepiedului, se scot la lungimea necesară după care se strâng șuruburile. Pentru a asigura o stabilitate suficientă se apasă picioarele trepiedului în pământ, având grijă ca apăsarea să se facă în lungul picioarelor trepiedului iar placa să fie în pozițe orizontală.

Fig. III-5 Instalarea trepiedului

3.1.4.3. Centrarea cu laser, orizontalizarea aproximativă

Pentru centrarea și calarea aproximativă a aparatului se efectuează următoarele operații:

Se poziționează aparatul pe trepied după care se stânge șurubul pompă a trepiedului.

Se rotesc șuruburile de mișcare fină în poziție medie.

Se activează laserul de centrare, pe ecran apare nivela electronică.

Se reglează picioarele trepiedului așa încât raza laser să cadă aproximativ pe punctul de la sol.

Se apasă picioarele trepiedului.

Modificăm lungimea picioarelor până ce se centrează nivela circulară, aparatul fiind astfel aproximativ orizontal.

3.1.4.4. Orizontalizare precisă cu nivela electronică

Se afișează nivela electronică, în cazul în care calarea aprximativă nu a fost făcută apare simboul unei nivele înclinate.

Prin rotire șuruburilor de calare se centrează nivela electronică.

Se verifică centrarea cu laser și se reface dacă este cazul

Se decuplează nivela electronică și laserul de centrare apăsând butonul corespunzător.

3.1.4.5. Punerea la punct a lunetei

Prin această operație se reglează claritatea firelor reticulare și a imaginii obiectului vizat. Claritatea firelor reticulare se setează prin rotirea ocularului iar claritatea imaginii obiectului se reglează ori de câte ori se schimbă distanța de la aparat până la obiectul vizat, cu ajutorul șurubului de focusare.

Vizarea punctelor se realizează cu ajutorul colimatorului și a șuruburilor de mișcare fină pe orizontală și verticală, astfel se aduce punctul vizat la intersecția firelor reticulare.

3.1.4.6. Setări de bază

După operațiile prezentate mai sus, înainte de a începe orice măsurătoare este nevoie de câteva setări de bază, prin introducerea unor date generale dar indispensabile.

Fig. III-6 Displayul de setare

În prima fază se inițializează un job nou, în care introducem date referitoare la numele lucrării, operatorul, data efectuării măsurătorii.

După inițializarea lucrării se definește stația introducând numărul, coordonatele și înălțimea aparatului. Sunt necesare coordonatele plane, cota se introduce doar opțional. Coordonatele stației pot fi introduse manual sau selectat din memoria stației totale, dacă acestea au fost introdu-se anterior în memoria aparatului.

La setarea orientării, direcția acestuia poate fi introduă manual sau folosind un punct de coordonate cunoscute.

Instrumentul utilizat la altimetrie

Instrumentul folosit pentru altimetrie este nivela. Nivela este un instrument optic sau electronic de mare precizie folosit la măsurarea directă, pe teren, a diferențelor de înălțime între două puncte prin citirea unei mire folosit în efectuarea măsurătorilor topografice sau trasarea cotelor din planul topografic în teren. Nivelele sunt instrumente mai simple din punct de vedere constructiv decât teodolitele și oferă posibilități de manevrare ușoare și rapide.

Nivela folosită în această lucrare este Leica NA 720, având o precizie per km dublu de nivelment de 2,5mm, cu un domeniu de lucru care permite folosirea acestuia în aprope orice condiție de temperatură: de la -20°C la +50°C.

Verificarea și rectificarea instrumentului

Ținând seama de condițiile pe care trebuie să le îndeplinească nivelul compensator(axa principală să fie verticală, axa lunetei și directricea la nivelă să fie paralele), operațiile de verificare și rectificare se realizează, după cum urmează:

– se așează nivelul pe trepied și se calează aparatul cu ajutorul nivelei sferice;

– se rotește aparatul în jurul axei vertical, dacă bula de aer nu cade în mijlocul cercului de reper se face rectificarea;

– se acționează din șuruburile de rectificare, în așa fel încât, indiferent de poziția pe care o ocupă nivelul în mișcarea sa de rotație, bula de aer să fie în interiorul reperului;

3.3. Metode de măsurare

3.3.1. Metode de măsurare a unghiurilor orizontale

3.3.1.1. Măsurarea unui unghi izolat

Fig. III-8 Măsurarea unui unghi izolat

Se parcurg următorii pași:

Se staționează în punctul S și se vizează punctul 1 în poziția I a lunetei;

Se citește valoarea ;

Se vizează punctul 2, rămânând în poziția I a lunetei și se citește valoarea ;

Se repetă măsurarea unghiului și în poziția II obținând și și ;

Unghiul ω se obține:

3.3.1.2. Determinarea mai multor unghiuri dintr- o stație

Pentru determinarea mai multor unghiuri dintr-o stație folosim următoarele metode:

– metoda seriilor complete( metoda turului de orizont)

-metoda reiterațiilor

-metoda repetiției

Metoda turului de orizont se folosește pentru măsurarea mai multor unghiuri dintr- un punct de stație. Se începe din punctul cel mai îndepărtat iar restul punctelor se vizează în sens orar în poziția I a lunetei și apoi în sens antiorar în poziția II a lunetei. Fiecare tur de orizont începe și se închide cu același punct. Citirile obținute în cele două poziții nu sunt egale din cauza erorii de măsurare.

Fig. III-9 Metoda turului de orizont

Prelucrarea datelor:

Calculul direcțiilor medii pe fiecare punct

Calculul neînchiderilor unghiulare și compensarea lor

Unde,

p- precizia aparatelor;

n- numărul de puncte măsurate;

Calculul valorilor medii corectate

Corecția unitară se distribuie în mod progresiv fiecărui direcții

Metoda reiterației constă în măsurarea mai multor unghiuri dintr-o stație de mai multe ori, cu origini diferite. Metoda oferă o precizie ridicată la determinarea valorilor unghiulare.

Metoda repetiței se utilizează pentru determinarea unui unghi izolat cu o precizie ridicată, măsurând același unghi de mai multe ori.

3.3.2. Măsurarea unghiului vertical și a unghiului zenital V

În vederea măsurării unghiurilor verticale ϕ sau a celor zenitale V se vizează cu firul reticular orizontal la înălțimea aparatului instalat în stație.

Unghiul vertical se obține direct, prin citiri de direcții în cele două poziții.

După instalarea aparatului în punctul de stație A, se măsoară înălțimea acestuia, până la axa de rotație a lunetei. Apoi se vizează mira din punctul B aducând firul reticular orizontal la înălțimea i a aparatului. După ce citirile au fost făcute în ambele poziții a lunetei, se trece la prelucrarea datelor.

Unghiurile zenitale se determină prin relațiile:

În cazul terenului în rampă:

În cazul terenului în pantă:

3.3.3. Măsurarea distanțelor

Înainte de începerea măsurătorilor efective de distanțe, este necesar să se parcurgă anumite lucrări pregătitoare: stabilirea aliniamentului, curățirea terenului de vegetație, jalonarea aliniamentelor(în cazul când distanțele se măsoară pe cale directă, și este mai mare decât două lungimi ale instrumentului).

Măsurarea distanței se poate realiza în doua moduri:

În mod direct

În mod indirect

3.3.3.1. Măsurarea distanței pe cale directă

Înseamnă aplicarea instrumentului de măsurat pe teren în mod succesiv și a stabili de câte

ori lungimea acestuia se cuprinde pe distanța respectivă.

În cazul măsurătorilor directe, instrumentele pot fi:

precise, folosite în mod obișnuit în măsurătorile topografice:

Panglica de oțel – este o bandă de oțel cu lungimea de 20, 25, 50 sau 100 m, cu lățimea de 1,5 – 2 cm și grosimea de 0,4 mm. La capete are două inele sau mânere din alamă care servesc la întinderea ei.

Ruleta de oțel – este format dintr-o bandă de oțel flexibilă, cu secțiunea de 0,2 x 13 mm și are lungimea de 10, 20, 25 și 50 m.

foarte precise, folosite la măsurarea bazelor geodezice:

Firul de invar – face parte din categoria instrumentelor foarte precise folosite la măsurarea bazelor geodezice. Acesta este foarte puțin sensibil la variațiile de temperatură, putând fi utilizat la măsurarea distanțelor cu precizie ridicată.

3.3.3.2. Măsurarea distanței pe cale indirectă

În acest caz se determină distanța fără parcurgerea efectivă a acesteia. În efectuarea

măsurătorilor actuale se folosește măsurarea distanțelor cu aparate electronice și electro- optice.

Măsurarea electronică a distanțelor se realizează în cadrul stației totale cu dispozitivul EDM

(Electronic Distance Measurement), folosind unde din spectrul electromagnetic. Se folosesc, de regulă, unde cu lungimi de undă mici ca purtătoare de semnal și unde cu lungimi de undă mare ca semnale pe care se realizează măsurătorile. Din punct de vedere constructiv, EDM este amplasat în lunetă, iar undele sunt emise de obicei de-a lungul axului de viză. Procedeele efectiv folosite pentru determinarea distanței iau în considerare diferența de fază între unda emisă și cea receptată (procedeul fazic) sau timpul în care semnalul se re-întoarce în instrument (procedeul cu impulsuri).

3.4. Programe utilizate

3.4.1. Microsoft Word și Excel

Microsoft Word a fost folosit pentru redactarea prezentei lucrări. Microsoft Excel a fost folosit pentru realizarea calculelor în verificarea rețelei geodezice, îndesirea rețelei, calculul drumuirii, radierii și a elementelor de trasare.

3.4.2. AutoCad

AutoCAD (din engleză Automatical Computer Aided Design) este cel mai răspândit mediu de grafică și proiectare asistată de calculator. Este un produs soft profesional, destinat proiectanților profesioniști din toate domeniile tehnice, arhitecților și cercetătorilor științifici din diverse specialități. AutoCAD este un program utilizat în proiectarea planurilor de construcție
în două dimensiuni(2D), mai puțin în trei dimensiuni(3D), dezvoltat și comercializat de
compania americană Autodesk.

Fișierele specifice sistemului sunt cele de tip dwg, precum și cele dxf extrem de larg răspândite. Caracteristicele principale ale AutoCad-ului sunt:

Crearea unor obiecte geometrice simple;

Editarea ușoară a elementelor grafice;

Modelare în două și trei dimensiuni;

Asigură salvarea fișierelor în formatul .dxf care se folosește pentru realizarea fișierelor de tip CP;

3.4.3. TopoLT

TopoLT este un program indispensabil pentru realizarea planurilor topografice. Acest program se integrează în AutoCad oferind noi funcționalități, care permit prelucrarea automată a datelor, obținerea unor planururi complete în cel mai scurt timp.

Cu ajutorul programului TopoLT se pot raporta măsurătorile descărcate din stația totală, alegând scara, codurile, putând fii setate afișajul punctelor.

Principalele funcții ale programului sunt: calculul suprafețelor, realizarea modelului 3D a terenului, relizarea curbelor de nivel, calculul volumelor, realizarea caroiajului.

3.5. Lucrări geodezo-topografice efectuate

Lucrările de căi de comunicații necesită lucrări topo-geodezice în toate fazele realizării lor. Se realizează în două faze: lucrări preliminarii și lucrări definitive.

3.5.1. Lucrări preliminarii

Recunoașterea terenului și identificarea punctelor din rețeaua geodezică din zonă;

Realizarea și proiectarea rețelelor de ridicare și trasare;

Ridicările topografice la scări mari(1:200,1:1000), pe care se va realiza proiectarea drumului;

Realizarea profilului longitudinal și a profilelor transversale(din 50 în50 m);

3.5.2. Lucrări definitive

În această fază se realizează elaborarea proiectului pentru calea de comunicație și aplicarea pe teren a proiectului de execuție;

Pichetarea traseului și racordarea aliniamentelor;

Trasarea profilului longitudinal proiectat, racordarea declivităților și trasarea profilelor transversal proiectate;

Pe planurile topografice 1:1000 se fixează traseul prin punctele obligate și cele caracteristice. Trasarea acestor puncte se realizează față de rețeaua de trasare, acestea fiind marcate în prealabil în teren sau față de punctele caracteristice ale contururilor obiectelor existente cele mai apropiate, reprezentate în plan prin metoda reperajului;

PREZENTAREA TEORETICĂ A MODELELOR MATEMATICE
UTILIZATE ÎN PRELUCRAREA OBSERVAȚIILOR

4.1. Compensarea rețelei de triangulație

Reprezentarea unei suprafețe de teren pe planuri și hărți trebuie să fie continuă, unitară și omogenă ca și precizie. Pentru a îndeplini aceste condiții este necesar ca orice ridicare topografică să se sprijină pe o rețea de puncte geodezice. Pe teritoriul țării noastre există un număr de puncte a căror coordonate au fost determinate prin metode geodezice, acestea formând rețeaua geodezică de stat. Punctele rețelei geodezice de stat sunt uniform distribuite pe întreg teritoriul țării și sunt dispuse sub forma unei rețele complexe de triunghiuri, cunoscută sub denumirea de triangulație geodezică.

Punctele rețelei de triangulație geodezică sunt grupate în 5 ordine de mărime, astfel avem puncte geodezice de ordinul I, II, III, IV și V, unde I, II, III reprezintă ordinul superior iar IV și V ordinul inferior.

Punctele de ordin I sunt dispuse în triunghiuri cu laturile cuprinse între 20- 60 km și asigură o densitate de 1 punct/ 500 km2. Aproximativ 374 de astfel de puncte în România.

Punctele de ordin II formează triunghiuri a căror latură este cuprinsă între 10- 20 km acestea asigură o densitate de 1 punct/ 150 km2. (887 puncte)

Punctele de ordin III sunt dispuse în triunghiuri a căror latură este cuprinsă între 5- 10 km asigurând o densitate de 1 punct/ 50 km2. (2894 puncte)

Punctele de ordin IV formează triunghiuri a căror latură e cuprinsă între 3- 5 km, acestea asigură o densitate de 1 punct/ 20 km2. (4635 puncte)

Punctele de ordin V care sunt dispuse în triunghiuri cu latura mai mică de 3 km, se îndesesc prin metode topografice.

În cadrul acestei lucrări s-a realizat verificarea rețelei geodezice de sprijin existent în zonă. Rețeaua este alcătuită din 7 puncte din rețeaua geodezică de stat, formând un poligon cu punct central al cărui puncte sunt determinate planimetric în sistemul de proiecție Stereografic 1970 și altimetric în sistemul de cote Marea Neagră, inventarul de coordonate al punctelor fiind prezentat în Tabelul IV-1.

Tabelul IV-1 Coordonatele punctelor rețelei

Verificarea rețelei din punct de vedere planimetric presupune determinarea coordonatelor punctelor ce alcătuiesc rețeaua, pe baza măsurătorilor efectuate. Se consideră ca fiind cunoscute numai coordonatele punctelor Dealul Pădurea M. Și Corabia, celălalte urmând să se determine, astfel să se verifice. Aceste două puncte alcătuiesc baza inițială a rețelei, marcată cu linie dublă. Este o rețea de triangulație cu două puncte de coordonate cunoscute, cu orientarea Corabia-Pădurea M. și distanța dintre aceastea cunoscute(calculate din coordonatele celor două puncte).

Fig. IV-1 Schița rețelei de sprijin

În faza de teren, aparatul s-a poziționat pe rând în fiecare dintre cele șapte puncte, efectuând citiri de direcții după metoda turului de orizont, culese în fișa de măsurători. Fișa de măsurători compensată, urmând etapele prezentate în subcapitolul 3.2.1.1, este prezentat în Tabelul IV-2.

Tabelul IV-2 Fișa măsurătorilor

4.1.1. Stabilirea numărului de ecuații de condiții

Pentru stabilirea numărului de ecuații de condiție, rețeaua de triangulație trebuie încadrată într-una din cele două categorii de rețele de triangulație:

a.) Rețea de triangulație independentă: elementele cunoscute nu sunt mai multe de cele necesare;

b.) Rețea de triangulație dependent: are mai multe elemete cunoscute decăt cele necesare;

Rețeaua de sprijin dată face parte din categoria rețelelor independente în care se formează

următoarele condiții:

1.) Condiția de figură: suma unghiurilor măsurate într- un triunghi plan trebuie să fie de 200g;

2.) Condiția de tur de orizont sau de stație: suma unghiurilor măsurate în jurul unui punct trebuie să fie de 400g;

3.) Condiția de acord de laturi;

În rețeaua de triangulație utilizată cunoaștem următoarele date, cuprinse în Tabelul IV-3:

Tabelul IV-3 Date cunoscute în rețeaua de sprijin

Stabilirea numărului de condiții de figură, se calculează cu relația:

unde:
w1- numărul total al condițiilor de figură

l1- numărul laturilor cu vize duble

p1- numărul punctelor staționabile

Stabilirea numărului de condiții de centru, se calculează cu relația:

unde:
n0- numărul punctelor în care sunt măsurate toate unghiurile

Stabilirea numărului condițiilor de laturi, se calculeaza cu relația:

unde:
s- numărul condițiilor de laturi

l- numărul total de laturi

p- numărul total de puncte de triangulație

4.) Numărul total de condiții de stabilesc cu relațiile:

În concluzie, rețeua de triangulație trebuie să îndeplinească în totalitate 8 condiții:
– 6 condiții de figură

– 1 condiție de centru

– 1 condiție de laturi

Fiecare condiție reprezintă câte o ecuație de erori.

4.1.2. Scrierea condițiilor geometrice

Pentru a scrie condițiile geometrice ne raportăm asupra figurii rețelei de sprijin, unde sunt numerotate unghiurile orizontale din interiorul rețelei.

Ecuațiile de închidere a unghiurilor într- un triunghi, astfel încât suma unghiurilor în

fiecare triunghi să fie egală cu 200g.

Ecuația la centru:

Ecuația privind acordul laturilor

Aceasta se obține, folosind teorema sinusurilor în triunghiurile care alcătuiesc rețeaua, pornind de la latura Corabia- Dealul Țigla, exprimând pe rând laturile Dealul Pădurea M.- Dealul Țigla, Dealul Ciuha- Dealul Țigla, Sumberiș- Dealul Țigla, Comlod- Dealul Țigla, Dealul Chilbucuțului- Dealul Țigla și în final latura de început Corabia- Dealul Țigla cu ajutorul teoremei sinusurilor.

Înlocuind relația (4.8) în relația (4.7), obținem:

Continuând scrierea teoremei sinusurilor pentru laturile enumerate mai sus, și înlocuind una în cealaltă, obținem:

de unde rezultă, condiția de laturi, de pol, sau de sinusuri:

În toate aceste relații unghiurile reprezintă valorile probabile, definitiv compensate, care trebuie să îndeplinească aceste condiții impuse.

4.1.3. Scrierea ecuațiilor de condiție ale corecțiilor

Considerăm corecțiile probabile ale unghiurilor măsurate, astfel unghiurile probabile vor avea următoarea formă:

Aceste 7 ecuații de condiție au forma liniară, iar ecuația (4.15) este neliniară. Operația de liniariazare se realizează printr- o dezvoltare în serie Taylor, efectuând produsele lor, astfel se obține:

Unde:

Se efectuează notația ctgi= di, conform căruia relația (4.16) devine:

Deci, sistemul ecuațiilor de erori se prezintă sub forma:

4.1.4. Calculul termenilor liberi

În relațiile sistemul ecuațiilor de erori reprezintă termenul liber, care se calculează prin intermediul condițiilor geometrice, folosind mărimile măsurate.

Tabelul IV-4 Calculul termenilor liberi

4.1.5. Rezolvarea sistemului ecuației de erori

Deoarece numărul ecuațiilor(8) este mai mică decât numărul necunoscutelor(18), sistemul liniar nu se poate rezolva. Întrucât valorile au valori mici, se poate aplica principiul celor mai mici pătrate, adică suma pătratelor corecțiilor tinde spre un minim.

În consecință acesta conduce la un sistem de ecuații normale ale corelatelor, sub forma:

unde

coeficienții corecțiilor din sistemul de ecuații

corelate

Corecțiile se pot exprima funcție de corelate, purtând denumirea de sistemul exuațiilor de corecții funcție de corelate:

Pentru rezolvarea sistemului normal de ecuații, se calculează coeficienții corelatelor, utilizând coeficienții ecuațiilor de erori, prezentat în tabelul de mai jos. Coloana hi, s-a calculat cu relația: hi=

Tabelul IV-5 Calculul coeficienților corelatelor

Tabelul IV-6 Calculul coeficienților corelatelor

Unde coloana [ag] s-a calculat prin însumarea elementelor din coloana hi, pe perechi de date.

Sistemul normal al corelatelor are următoarea formă:

4.1.6. Rezolvarea sistemului normal al corelatelor

Rezolvarea ecuațiilor normale ale corelatelor s-a efectuat cu ajutorul schemei Gauss Doolittle, cu efectuarea controalelor obligatorii pe liniile roșii, prezentat în Tabelul IV-8.

4.1.7. Calculul corelatelor

Calculul valorilor se vor realiza pe liniile cu coeficienții ecuațiilor normale. Se egalează fiecare ecuație cu zero.

Tabelul IV-7 Valoarea coeficienților

Valorile obținute pentru corelate, se poate verifica tinând cont de egalitatea:

unde
S- este suma coeficienților corelatelor pentru fiecare ecuație

w- valorile termenului liber

ki- valoarea corelatei obținute

În concluzie, egalitatea este îndeplinită, deci valorile corelatelor au fost calculate corect.

Tabelul IV-8 Schema Gauss

4.1.8. Calculul corecțiilor

Tabelul IV-9 Calculul corecțiilor

Valorile corecțiilor au fost determinate în tabelul , cu ajutorul corelatelor .

Controlul măsurătorilor condiționate se realizează prin relația:

Tabelul IV-10 Efectuarea controlului

4.1.9. Verificarea corecțiilor v prin metoda matricială

Pentru o a doua verificare, corecțiile v au fost calculate și prin metoda matricială.
Prin această metodă coeficienții sistemului ecuațiilor normale se scrie sub forma unui matrici, pe care o notăm ca și matricea A.

Corecțiile se obțin cu relația

Se compară corecțiile obținute prin metoda matricii și metoda Gauss, trecută în Tabelul IV-11. Se constată că sunt perfect indentice, în concluzie corecțiile v au fost obținute corect. Astfel putem să trecem la următroul pas: cel al calculării unghiurilor compensate.

Tabelul IV-11 Valorile lui 'v'

4.1.10. Calculul unghiurilor compensate

Calculul unghiurilor finale, se realizează în tabelul, unde corecția aplicată este valoarea lui .

Tabelul IV-12 Calculul unghiurilor compensate

4.1.11. Calculul orientărilor

Pentru calculul coordonatelor rețelei, este necesar stabilirea orientărilor rețelei.
După ce unghiurile au fost corectate conform condițiilor geometrice ce trebuie să le îndeplinească rețeaua de triangulație, se poate trece la calculul orientărilor.

Baza inițială a rețelei este format din latura Corabia-Pădurea M., a căror coordonate o considerăm ca fiind cunoscute.

Tabelul IV-13 Coordonate cunoscute

Din aceste coordonate, calculăm orientarea .

(4.30)

Orientările rețelei sunt prezentate în Figura IV-2.

Fig. IV-2 Orientările rețelei

Restul orientărilor se determină cu ajutorul orientării cunoscute și a valorilor unghiurilor compensate din rețea. Valorile orientărilor din rețea precum și relațiile de calcul folosite sunt prezentate în Tabelul IV-14.

Tabelul IV-14 Calculul orientărilor rețelei

4.1.12. Calculul laturilor

Cunoscând lungimea bazei(calculat din coordonate), orientările și unghiurile rețelei, aplicând teorema sinusurilor în triunghiuri putem calcula distanțele dintre puncte.
Calculul distanțelor este prezentat în Tabelul IV-15.

Tabelul IV-15 Calculul laturilor

4.1.13. Calculul coordonatelor

În final se calculează coordonatele compensate a rețelei și se compară cu coordonatele date inițial. Coordonatele se calculează cu ajutorul orientărilor și distanțelor obținute anterior.

Tabelul IV-16 Calculul coordonatelor

Tabelul IV-17 Calculul diferențelor

În urma calculelor se constată că cea mai mare diferență este de 7.5 cm, deci se încadrează în toleranța de Astfel putem afirma că rețeaua geodezică este una stabilă.

Dezvoltarea rețelei de sprijin

Prin dezvoltarea rețelei de triangulație se înțelege determinarea coordonatelor unor noi puncte, numite puncte de îndesire, în scopul creșterii densității punctelor cunoscute în apropierea zonei de interes dar și pentru a ușura măsurătorile viitoare și pentru a oferi o precizie crescută coordonatelor nou determinate.

Se utilizează ca mărimi cunoscute coordonatele plane ale punctelor geodezice vechi și direcții de legătură măsurate între puncte. Punctele ale căror coordonate trebuie determinate formează rețele de triangulație de ordin inferior datorită faptului că se determină din rețele rezolvate anterior.

Îndesirea rețelei de triangulație s- a realizat prin intersecția înapoi, numită și retrointersecție care presupune staționarea în punctul cu coordonate necunoscute și măsurarea direcțiilor spre cel puțin trei puncte cunoscute. S- au îndesit două puncte: 151 și 152 la capetele drumului.

Fig. IV-3 Punctele 151 și 152 îndesite

4.2.1. Determinarea coordonatelor punctului 151

Pentru determinarea coordonatelor punctelor 151 sau efectuat două cicluri de măsurătoare. În primul ciclu de măsurătoare s-au vizat punctele din rețeaua geodezică: Dealul Ciuha, Comlod și Corabia, în a doua efectuând vize către: Dealul Țigla, Sumberiș, Dealul Chilbucuțului.

Schița măsurătorilor efectuate pentru determinarea punctului 151 este prezentat în Figura IV-4.

Fig. IV-4 Schița măsurătorilor din punctul 151

Ciclul 1 de măsurătoare

Figura IV-5 prezintă măsurătoarele efectuate, precum și orientările ce urmează să le determinăm, în tabelul fiind trecute măsurătorile compensate pentru aceste citiri.

Fig. IV-5 Ciclul I de măsurătoare din punctul 151

Tabelul IV-18 Măsurătorile făcute în ciclul I din punctul 151

Din măsurătorile compensate prezentate în Tabelul IV-18 se determină unghiurile α, β:

Pentru rezolvare alegem ca direcție de referință, direcția Corabia-151, calculăm orientarea prin formula specifică intersecției înapoi, urmând ca celelalte orientări să se determine cu ajutorul acesteia.

Pentru determinarea coordonatelor punctului 151, luăm intersecțiile dintre cele 3 laturi, împărțind pe 3 cazuri.

Ca un prim caz luăm intersecția dintre laturile Corabia și Dealul Ciuha și obținem coordonatele punctului 151:

Efectuând același operații, aplicând formulele pentru următoarele două cazuri, luând intersecția laturilor Corabia – Comlod precum Dealul Ciuha – Comlod, obținem următoarele valori pentru X și Y din tabelul următor:

Tabelul IV-19 Valorile obținute din intersecția laturilor

se obțin prin medie a celor trei cazuri:

Ciclul 2 de măsurătoare

Fig. IV-6 Ciclul II de măsurătoare din punctul 151

Tabelul IV-20 Ciclul II de măsurătoare din punctul 151

Din măsurătorile compensate prezentate în Tabelul IV-20 se determină unghiurile α, β:

Pentru rezolvare alegem ca direcție de referință, direcția Dealul Țigla-151, calculăm orientarea prin formula (4.32), urmând ca celelalte orientări să se determine cu ajutorul acesteia.

Pentru determinarea coordonatelor punctului 151 pentru al doilea ciclu de măsurători, luăm intersecțiile dintre cele 3 laturi.

Ca un prim caz luăm intersecția dintre laturile Dealul Țigla și Sumberiș și obținem coordonatele punctului 151:

Efectuând același operații, aplicând formulele pentru următoarele două cazuri, luând intersecția laturilor Sumberiș – Dealul Chilbucuțului precum Dealul Țigla – Dealul Chilbucuțului, obținem următoarele valori pentru X și Y din tabelul următor:

Tabelul IV-21 Valorile obținute din intersecția laturilor

Deoarece între lungimile celor trei laturi există o diferență mare, în calculul coodonatei medii intervine și distanța. Astfel folosim media ponderată pentru calculul coordonatei:

D1= DDealul Țigla-151= 1455.98 m

D2= DSumberiș-151= 5402.08 m

D3= DDealul Țigla-151= 5786. 82 m

La fel se execută și în cazul calculul lui Y.

Astfel obținem:

Coordonatele finale al punctului 151 se obține printro medie aritmetică între cele două cicluri:

m

4.2.2. Determinarea coordonatelor punctului 152

Fig. IV-7 Măsurătorile efectuate din punctul 152

Pentru determinarea punctului 152 s-au efectuat măsurători în două cicluri. În primul s-au vizat Dealul Țigla, Dealul Ciuha și Comlod în a doua pe Dealul Pădurea M., Sumberiș și Dealul Chilbucuțului.

Măsurătorile compensate se găsesc în Tabelul IV-22 pentru ciclul 1 și Tabelul IV-23 pentru ciclul 2 de măsurătoare.

Tabelul IV-22 Măsurători efectuate în ciclul I de măsurătoare

Tabelul IV-203 Măsurători efectuate în ciclul II de măsurătoare

Calculele și determinările se efectuează analitic ca și în cazul determinării coordonatelor punctului 151 prezentat în subcapitolul precedent.

Astfel s-a obținut pentru coordonatele punctului 152:

4.2.3. Determinarea cotei punctelor

Pentru determinarea cotelor sau efectuat măsurători și la unghiul vertical în timpul citirilor din punctul 151, 152 . Unghiurile măsurate compensate precum și determinarea cotelor este prezentat în Tabelele IV-24 și IV-25. Distanțele fiind mai mari de 500 de m, intervine corecția datorată sfericității și refracției atmosferice:

Unde: k-coeficientul de refracție atmosferică(=0,13 pentru teritoriul României)

R- raza medie a pământului(R=6378975 km)

Această corecție se adaugă a diferențele de nivel:

Tabelul IV-24 Determinarea cotei punctului 151

Tabelul IV-15 Determinarea cotei punctului 152

Fig. IV-8 Reperajul punctelor topografice

CREAREA REȚELEI DE RIDICARE ȘI RIDICAREA DETALIILOR

5.1. Realizarea rețelei de ridicare

Metoda drumuirii este un procedeu de îndesire a rețelei geodezice în vederea ridicării detaliilor topografice din teren.

Drumuirea este o linie poligonală frântă, în care poziția reciprocă a punctelor este determinată prin măsurători de distanțe între punctele de frângere și măsurători unghiulare în punctele de frângere a traseului poligonal.

De cele mai multe ori traseul poligonal se sprijină la capete pe puncte de coordonate cunoscute –drumuiri constrânse sau drumuiri sprijinite –care permit ca punctele de drumuire să fie determinate într-un anumit sistem de coordonate.

Clasificarea drumurilor se poate face astfel:

În funcție de numărul punctelor de sprijin:

– drumuire sprijinită la capete pe puncte de coordonate cunoscute – 2 puncte de coordonate cunoscute;
– drumuire sprijinită la capete pe puncte de coordonate cunoscute și orientări – 4 puncte de coordonate cunoscute;

– drumuire cu punct nodal – câte doua puncte de coordonate cunoscute la capătul fiecărei drumuiri și un punct de sprijin pentru viză din punct nodal;

– drumuire în vânt – un punct sau două de coordonate cunoscute aflate la unul din capetele drumuirii;

– drumuiri întinse – se pornește din două puncte de coordonate cunoscute și se oprește pe alte două puncte de coordonate cunoscute;

– drumuire în circuit închis – se pornește din minim două puncte de coordonate cunoscute și se închide traseul pe aceleași două puncte;

După felul punctelor între care se desfășoară:

– drumuiri primare – când drumuirea se sprijină la ambele extremități pe puncte din rețeaua geodezică sau pe puncte determinate prin intersecție;

– drumuiri secundare – când unul din punctele de sprijin este din rețeaua de triangulație sau determinat prin intersecție iar celălalt este punct din drumuirea principală;

– drumuiri terțiare – când punctele de sprijin sunt puncte determinate prin drumuiri principale sau secundare;

5.1.1. Datele drumuirii

În lucrarea de față avem o drumuire primară, sprijinită la capete pe puncte de coordonate și orientări cunoscute. Schița drumuirii este prezentat în Figura IV.3.

Fig. V-1 Schița drumuirii

Elementele cunoscute a drumuirii:

Coordonatele punctelor Dealul Țigla, Dealul Ciuha, 151 și 152 prezentat în tabelul următor:

Tabelul V-1 Coordonatele punctelor cunoscute din drumuire

Elemente măsurate:

Unghiurile ,,,…,,

Distanțele D151-101, D101-102, D102-103,…, D118-119, D119-152

Elementele pe care le determinăm:

Coordonatele punctelor 101,102,103,104,…,118, 119

5.1.2. Calculul drumuirii

Pentru calculul coordonatelor punctelor drumuirii se parcurg următorii pași, prezentați mai jos.

Prelucrarea măsurătorilor

În urma măsurătorilor pe teren, s- au determinat unghiurile ω și împreună cu distanțele măsurate au fost trecute în tabel.

Tabelul V-2 Unghiuri și distanțe

Calculul orientărilor de sprijin

Orientările de plecare și de închidere se calculează din coordonatele punctelor vechi Dealul Țigla, Dealul Ciuha, 151, 152, astfel:

Înlocuind valorile fiecărui element în parte în ecuațiile date, obținem:

3. Calculul orientărilor provizorii ale laturilor de drumuire

Cunoscând orientările de sprijin, se calculează orientările provizorii ale laturilor drumuirii:

Orientările calculate sunt prezentate în tabelul din jos:

Tabelul V-3 Orientări provizorii

Calculul erorii de neînchidere pe orientări

Eroarea de neînchidere se calculează pe baza ecuației:

Corecția totală:

Corecția unitară pe orientări:

Unde: n- numărul stațiilor de drumuire, în cazul nostru 21

Calculul orientărilor compensate

Orientările calculate sunt prezentate în tabelul:

Tabelul V-4 Orientările rețelei

Calculul și compensarea creșterilor coordonatelor drumuirii

Tabelul V-5 Calculul creșterilor de coordonate

Calculăm erorile și corecțiile

Unde, sunt calculate din coordonate, având valorile:

Tabelul V-6 Valorile creșterilor de coordonate 151-152

Se calculează toleranța de închidere a coordonatelor:

Unde este desfășurarea drumuirii în metri

Repartizare erorii de închidere, se face asupra coordonatelor relative, proporțional cu lungimea acestora. Se calculează mai întâi corecțiile unitare :

Cu aceste corecții se compensează creșterile din coordonate conform relațiilor:

Tabelul V-7 Calculul creșterilor de coordonate corectate

Calculul coordonatelor absolute al punctelor de drumuire

Coordonatele absolute a punctelor de drumuire se calculează cu relațiile:

Pentru control se calculează și :

Tabelul V-8 Coordonatele punctelor drumuirii

Toate aceste calcule se pot grupa într- un singur tabel, de unde reiese toate calculele mai sus prezentate.

Tabelul V-9 Calculul coordonatelor drumuirii

5.1.3. Calculul cotelor drumurii

Calculul cotelor punctelor rețelei de drumuire s-a făcut cu stația totală, concomitent cu măsurătorile planimetrice. Astfel, în timpul măsurătorilor s-au înregistrat și citirile zenitale, pe lânga unghiurile orizontale și distanțe.

Tabelul V-10 Citiri la cercul vertical

Calcularea unghiului vertical:

Determinarea diferenței de nivel

Unde:

Iap- înălțimea aparatului

IS- înălțimea semnalului

k= 0.13

R= 6378975

Calculul erorii și corecțiilor

Diferența de nivel corectat se determină cu relația:

Tabelul V-11 Calculul cotelor drumuirii

5.2. Ridicarea detaliilor

Prin ridicarea detaliilor topografice înțelegem determinarea punctelor caracteristice din teren față de o rețea de ridicare dată, alcătuită din puncte de coordonate cunoscute.

Pentru determinarea coordonatelor detaliilor topografice s-a folosit metoda radierii. Metoda radierii se folosește la determinarea pozițiilor în plan a punctelor caracteristice ale detaliilor planimetrice de pe suprafața topografică a terenului ce sunt dispuse în jurul unui punct al rețelei de sprijin de coordonate cunoscute.

Fig. V-2 Schița radierii

Calculele rezultate sunt trecute în Tabelul, iar etapele de calcul sunt prezentate mai jos.

Etape de calcul:

Calculul unghiurilor

Pe baza măsurătorilor efectuate la cercul orizontal, se determină unghiurile w.

Determinarea orientării de referință

Orientarea de referință se consideră determinată mai înainte.

Determinarea orientării pentru punctele radiate

Calculul creșterilor de coordonate

Calculul coordonatelor absolute

Calculul cotelor punctelor radiate

Cu ajutorul măsurătorilor la cercul vertical, se calculează cotele punctelor.

Tabelul V-12 Calculul cotelor punctelor radiate

Tabelul V-13 Calculul coordonatelor punctelor radiate

5.3. Crearea planului topografic digital

Pentru creearea planului topografic digital se folosește programul TopoLt, integrat în pagina de lucru a autocadului. Fișierul de coordonate a punctelor măsurate se poate salva de pe aparat în calculator într-un fișier cu extensia.coo, sau se poate raporta chiar din aparat.

În prezenta lucrare, s-a folosit prima metodă. Măsurătorile au fost transferate pe calculator, după prelucrare acestora redenumit sub extensia .coo. În meniul TopoLt s-a ales raportarea punctelor după care s-a selectat fișieriul salvat înainte.

Fig. V-3 Raportarea punctelor în TopoLt

Punctele vor fii raportate automat în AutoCad, cu numărul, cota punctelor specificate, după setările făcute anterior în configurarea programului. Obținem un plan cu nor de puncte.

Fig. V-4 Puncte raportate

Pentru a unii aceste puncte, din meniul TopoLt- ui se alege opținea: Unește puncte după cod. Astfel selectând punctelele și codul, programul le unește automat, după care revine operatorul verificând unirea, după caz intervenind în unele locuri. Pentru fiecare element alegem simbolul, tipul liniei, culorile care vrem să apare pe planul topografic.

Fig. V-5 Meniul 'Unește puncte după cod'

Planul topografic creat se găsește în anexa nrXY, atașat la acestă lucrare.

5.4. Crearea profilului longitudinal și transversal

După crearea planului topografic se pot crea profilele longitudinale și cele transversale.

Creearea profilului longitudinal presupune executarea unei drumuiri de nivelment geometric în lungul traseului, pe punctele marcate în axul căii de comunicație, sprijinită pe punctele de cotă cunoscută din rețeaua de nivelment de stat, asigurând o precizie pentru proiectare și faza de execuție a căii de comunicație. Scările uzuale pentru profilul longitudinal, sunt 1:1000 pentru distanțe și 1:100 pentru cote.

Profilele transversale se execută prin metoda radierii, de ridicare altimetrică a detaliilor, pe direcții perpendiculare pe axul căii de comunicație, pornind de la punctele caracteristice marcate pe teren, dina xul căii, care se regăsesc în profilul longitudinal.

În Figura V-6 este prezentat profilul transversal 336, iar pe aceasta arătat elementele ce trebuie să cuprinde un asemenea profil.

Fig. V-6 Profilul transversal 336

TRASAREA PE TEREN A ELEMENTELOR TOPOGRAFICE DIN TEREN

Pregătirea topografică

După definitivarea proiectului obiectivului ingineresc de către proectantul de specialitate, aceasta trece în faza de execuție.

Înainte de începerea lucrărilor, este nevoie de o prelucrare a proiectului, operațiune numită pregătire topografică.

Pregătirea topografică constă din următoarele faze:

Fig. VI-1 Pregătirea topografică

1. Alegerea rețelei topografice de trasare

Rețeaua este alcătuită din puncte marcate pe teren prin borne sau țăruși, de coordonate și cote cunoscute(determinate).

În practică se folosesc două tipuri de rețele topografice de trasare:

Rețele de trasare provenite din rețele de sprijin existente

Sunt rețele folosite anterior la ridicarea topografică a zonei, dacă acestea corespund din punct de vedere al preciziei la determinarea punctelor cu criteriile de precizie la trasare.

Rețele speciale de trasare

Acestea sunt rețele proiectate, măsurate și calculate special pentru lucrarea respectivă, când precizia necesară execuției este mare. Precizia unui punct la rețelele speciale este de regulă 1.

În cazul trasării unor construcții izolate simple fără cerințe de precizie mare(diguri, drumuri de exploatare, sisteme de irigații și desecări, amenajări de cursuri de apă, canale, etc.) se utilizează rețeaua de ridicare existentă ca bază de trasare.

2. Alegerea metodelor de trasare în plan a punctelor din proiect

Trasarea în plan a axelor și punctelor caracteristice ale construcțiilor se efectuează prin diferite metode.

Alegerea metodelor de trasare se face în funcție de:

Natura obiectului de trasat

Dimensiunea și forma în plan a construcției

Condițiile de măsurători( accidentația terenului, zone construite, măsurători în subteran)

Precizia solicitată

Depărtarea punctelor de sprijin în plan

Dotarea cu aparatură

Modul de realizare a rețelei de trasare

3. Alegerea instumentelor și accesoriilor topografice pentru trasare

Se face în funcție de preciziile impuse de beneficiar și de aparatura existentă.

4. Calculul elementelor de trasat

Acest pas implică transformarea elementelor geometrice din proiect în

elemente topografice, cum ar fi: coordonate, cote, distanțe, diferențe de nivel, unghiuri.

5. Calculul preciziei de trasare în plan a punctelor din proiect

Aplicând principii ale statisticii matematice, se calculează valorile abaterilor standard, astfel se stabilește performanțele instrumentelor și accesoriilor care trebuie utilizate la trasare totodată și tehnologiile de măsurare adecvate.

Precizia de trasare se poate exprima prin intermediul relației:

Unde:

– abaterea standard de trasare

– abaterea standard de fixare

– abaterea standard a datelor inițiale

6. Aplicarea proiectului pe teren

Lucrările care se realizează după obținerea proiectului de execuție de la proiectant, fac parte din faza lucrărilor definitive și au ca scop elaborarea și aplicarea proiectului pe teren.

Faza lucrărilor definitive cuprinde o serie de lucrări topografice, care în final conduc la realizarea căii de comunicație proiectată:

trasarea pe teren a elementelor caracteristice conform proiectului de execuție;

efectuarea ridicării topografice pe traseul definitiv, din care rezultă

coordonatele și cotele punctelor, precum și planul de situație la scară mare(1:1000), profilul longitudinal și profilele transversale;

6.2. Trasarea pe teren a elementelor topografice din proiect

6.2.1. Trasarea unghiurilor orizontale

Se instalează aparatul de măsurat în punctul A, vizând punctul B, în poziția I, din care rezultă citirea .

Fig. VI-2 Trasarea unghiurilor orizontale

Se calculează citirea care trebuie înregistrată la dispozitiv, pe direcția AC:

Se rotește luneta până când dispozitivul de citire al cercului orizontal se înregistrează valoarea citirii calculate anterior. Pe acest aliniament se va ghida un operator până când vârful jalonului se va situa la intersecția firelor reticulare. În punctul marcat de vârful jalonului se bate un țăruș, apoi se repetă operațiunea de trasare bătând un cui la partea superioară a țărușului acesta marcând punctul matematic.

După care se vizează punctul B în poziția a doua a lunetei și se citește valoarea .

Se calculează citirea , care trebuie înregistrată la dispozitiv, pe direcția AC:

Se rotește luneta în sens orar până ce obținem la cercul orizontal valoarea calculată anterior.Se repetă operațiunile prezentate pentru poziția I a lunetei: ghidarea operatorului, baterea țărușului precum marcarea punctului matematic prin cui.

Se măsoare distanța dintre , punctul defitinitv trasat,fiind la mijlocul segmentului ,care se va marca pe un țăruș.

6.2.2. Trasarea pe teren a distanțelor proiectate

Înainte de trasarea distanțelor efective pe teren, în faza pregătirii topografice se determină aceste distanțe în metri.

Trasarea distanțelor se poate executa prin mai multe metode:

Metoda directă, când se utilizează benzi de oțel(panglici, rulete topografice), fire, benzi de invar;

Metoda indirectă, pe cale optică utilizând teodolite de precizie;

Meotda electrono-optică, utilizând stația totală;

Indiferent de metoda folosită, trasarea distanțelor presupune etapele:

Din punctul A pe direcția AB se trasează distanța D’, materializând punctul B.

Fig. VI-3 Trasarea distanțelor

Se măsoară distanța D trasată provizoriu și se determină corecția: ΔD=

Din punctul B’ aplicăm corecția calculată, obținând poziția finală a punctului B.

Pentru control, se măsoară distanța AB trasată, comparând cu valoarea proiectată după care se verifică încadrarea acesteia în toleranță.

Unde,

ΔD – reprezintă abaterea maximă admisă impusă prin condițiile de proiectare sau dată prin norme

6.2.3. Trasarea pe teren a cotelor proiectate

Trasarea cotei proiectate presupune materializarea pe teren a unui punct, a cărui poziție planimetrică este cunoscută, astfel încât cota lui să corespundă cu valoarea din proiect.

6.2.3.1. Trasarea cotelor prin nivelment geometric

Aplicarea pe teren a cotelor din proiect prin nivelment geometric se execută, de regulă, folosind nivelmentul geometric de mijloc, determinând cota orizontului instrumentului sau a planului de vizare față de care se trasează toate cotele proiectate din stația respectivă.

Fig. VI-4 Nivelment geometric de mijloc

Pentru aceasta se instalează instrumentul de nivelment la mijlocul distanței dintre reperul A și punctul B (fig. 4.3), iar mirele în punctul A și B.

Se determină citirile pe miră în punctul A și în punctul B. Se calculează înălțimea planului de vizare a instrumentului, utilizând una dintre relațiile:

sau

unde:

– cota planului de vizare;

– cota reperului A;

a – citirea pe mira din reper

(6.5)

unde:

– cota planului de vizare;

– cota reperului A;

b – citirea pe mira către punctul de trasat

Citirea pe miră b, se determină cu relația:

sau (6.6)

– diferența de nivel dintre reperii A și B

Pentru trasare se ridică sau se coboară mira până se obține în dreptul firului reticular orizontal al lunetei instrumentului, citirea b pe miră. Poziția tălpii mirei trebuie să corespundă cotei proiectate , care se fixează pe teren, bătând un țăruș.

Controlul trasării pe teren a cotelor se efectuează prin determinarea cotelor reale ale punctelor trasate care se compară cu cele proiectate.

După fixarea punctului B la cota din proiect se efectuează citiri repetate pe mirele din reperul A și din punctul trasat B și se determină diferența de nivel . Ținând seama de semnul diferenței se variază înălțimea punctului B, pentru a se obține

6.2.3.2. Trasarea cotelor prin nivelment trigonometric

Nivelmentul trigonometric oferă posibilitatea vizării la distanțe mari, trasarea cotelor pe diferențe mari de nivel și în cazul terenurilor greu accesibile, însă din punctul de vedere al preciziei este relativ mai mic, decât în cazul nivelmentului geometric.

Fig. VI-5 Nivelment trigonometric

Principiul metodei constă în calculul unghiului de înclinare a lunetei corespunzător cotei proiectate sau diferenței de nivel h, prin relațiile :

unde:

– diferența de nivel;

– cora reperului A în care staționează aparatul;

– cota punctului trasat B;

distanța între punctele A și B;

Se instalează aparatul în punctul A, se măsoară înălțimea acestuia și se instalează o miră în punctul B.

Se introduce, la dispozitivul de citire al cercului vertical, elementul de trasare: calculată.

Se ridică sau se coboară mira până în momentul în care, la firul reticular orizontal, se citește o valoare egală cu valoarea înălțimii aparatului. Se materializează nivelul proiectat, printr- un țăruș, astfel încât partea superioară a acestuia să coincidă cu talpa mirei.

Pentru control se determină cota punctului trasat, prin nivelement trigonometric și se compară cu cea proiectată.

6.2.4. Trasare prin metoda coordonatelor polare

Se aplică în general pe șantierele de construcții civile și industriale, la trasarea construcțiilor hidrotehnice și la trasarea căilor de comunicație, utilizând la trasarea pe teren a punctelor din proiect în cazul în care există o bază de trasare sau o rețea de trasare.

În cazul în care se utilizează mijloace clasice, este de preferat ca terenul să nu fie prea accidentat, însă în cazul în care se utilizează tehnologii moderne, accidentația nu se mai consideră o problemă.

Metoda coordontelor polare de trasare a punctelor, constă în trasarea unui unghi orizontal și a unei distanțe orizontale pentru fiecare punct i din proiect.

Fig. VI-6 Metoda coordonatelor polare

Considerăm punctele A și B ca fiind baza de trasare și 1 punctul ce urmează a fii trasat.

Calculul elementelor de trasare

Elementele necesare trasării punctului 1 sunt : unghiul orizontal și distanța orizontală.

unde : =

=

Descrierea operațiilor efectuate pe teren:

Se instalează aparatul în punctul A și se vizează punctul B efectuându-se citirea la cercul orizontal ;

Se calculeză citirea necesară ;

Se rotește aparatul până ce valorea citirii la cercul orizontal este aproximativ egală cu cea a citirii , după care cu ajutorul șuruburilor de mișcare fină se aduce cercul orizontal pe valoarea citirii . Se blochează mișcarea pe orizontală.

Pe aliniamentul nou obținut A-1 se trasează distanța (cel de-al doilea element de trasare) deplasându-se prisma pe acest aliniament până ce distanța indicată de aparat este egală sau aproximativ egală cu valoarea distanței de trasat ;

La baza prismei s-a bătut țărușul, s-a verificat distanța cu prisma fixată pe țăruș, punctul matematic fiind marcat printr-un cui bătut în țăruș.

Pentru verificare ce procedează similar și din pct. B.

6.3. Trasarea în plan orizontal a traseului căii de comunicație

6.3.1. Marcarea vârfurilor traseului Vi, măsurarea unghiurilor β și a laturilor

Pe planul topografic se fixează baza de trasare, alegând o scară mare pentru aceasta.

Trasarea se efectuează din punctele rețelei de trasare, care au fost marcate în prealabil și se realizează pe baza metodei coordonatelor polare, care constă în trasarea unui unghi orizontal și a unei distanțe orizontale, pentru fiecare punct ‘i’ din proiect.

Ca date cunoscute avem coordonatele rectangulare ale punctelor din rețeaua de ridicare și coordonatele proiectate ale vârfurilor în același sistem cu punctele rețelei de ridicare. Pe baza metodei coordonatelor polare elementele de trasat pentru vârful V2 fiind unghiul orizontal ωV2 și distanța D102-V2, prezentat în Figura VI-7.

Fig. VI-7 Trasarea vârfurilor

ωV2 se calculează prin diferență de orientări:

D102-V2 se poate calcula în trei moduri:

Analog se determină elementele de trasat pentru celelalte puncte, valorile obținute în urma aplicării acestor formule se regăsesc în tabelele următoare:

Tabelul VI-1 Calculul orientării de referință între 101-151

Tabelul VI-2 Calculul orientării și distanței între 101-V1

Tabelul VI-3 Calculul orientării de referință între 102-101

Tabelul VI-4 Calculul orientării și distanței între 102-V2, 102-V3

Tabelul VI-5 Calculul orientării de referință între 105-104

Tabelul VI-6 Calculul orientării și distanței între 105-V4,105-V5

Tabelul VI-7 Calculul orientării de referință între 107-106

Tabelul VI-8 Calculul orientării și distanței între 107-V6

Tabelul VI-9 Calculul orientării de referință între 108-107

Tabelul VI-10 Calculul orientării și distanței între 108-V7,108-V8

Tabelul VI-11 Calculul orientării de referință între 111-110

Tabelul VI-12 Calculul orientării și distanței între 111-V9,111-V10

Tabelul VI-13 Calculul orientării de referință între 113-112

Tabelul VI-14 Calculul orientării și distanței între 113-V11,113-V12

Tabelul VI-15 Calculul orientării de referință între 115-114

Tabelul VI-16 Calculul orientării și distanței între 115-V13,115-V14

Tabelul VI-17 Calculul orientării de referință între 116-115

Tabelul VI-18 Calculul orientării și distanței între 116-V15

Tabelul VI-19 Calculul orientării de referință între 118-117

Tabelul VI-20 Calculul orientării și distanței între 118-V16,118-V17

Tabelul VI-21 Calculul orientării de referință între 152-119

Tabelul VI-22 Calculul orientării și distanței între 152-V18

Trasarea și marcarea vârfurilor se realizează după cum urmează.

Se staționează cu aparatul într-unul dintre punctele rețelei de ridicare și se setează în aparat orientarea de referință calculată anterior. Se vizează punctul de referință și se înregistrează citirea.

Se rotește luneta până când citirea la cercul orizontal a punctului Vi este apropiată de ceea calculată și se blochează mișcarea pe orizontală. Cu ajutorul șuruburilor de mișcare fină se setează orientarea dorită.

Pe direcția astfel obținută, se deplasează cu prisma pe direcția respectivă până ce distanța măsurată este egală cu distanța calculată. Se materializează punctul cu un țăruș, după care pentru verificare se ține prisma pe această. Dacă distanța și orientarea măsurată în acest punct coincide cu cele calculate, în țăruș se bate un cui, ulterior efectuând o altă verificare a acestuia.

Măsurarea unghiurilor β se realizează de obicei pe partea dreaptă a drumuirii construită în lungul traseului. Măsurarea se execută cu o singură serie.

Fig. VI-8 Măsurarea unghiurilor β

Măsurarea laturilor dintre vârfurile Vi se execută împreună cu măsurătorile unghiulare. Măsurarea laturilor fiind realizat prin tahimetrie optică.

6.3.2. Pichetarea traseului

Pichetarea traseului reprezintă operațiunea de materializare în detaliu a axului drumului. Pichetarea traseului implică marcarea și măsurarea distanțelor dintre picheți, trasarea punctelor principale ale curbelor, numerotarea și kilometrarea picheților. Odată cu pichetarea trsaeului se efectuează și pichetarea profilelor transversale. Marcarea se face prin țăruși de lemn sau borne din beton armat. În primul rând se pichetează punctele de început și sfârșit ale traseului, după care se pichetează: punctele obligate, intersecții cu alte drumuri, puncte principale, puncte secundare, puncte obijnuite, borne kilometrice, hectometrii, puncte principale ale curbelor de racordare.

După trasarea picheților acestea se numerotează, care constă din însemnarea pe teren cu vopsea roșie a semnificației picheților. Pichetajul în aliniament se execută amplasând țăruși la fiecare 100 m.

6.3.3. Racordarea aliniamentelor cu arce de cerc de rază unică

Aliniamentele se racordează între ele, cel mai frecvent, prin curbe arc de cerc, a căror rază trebuie să fie cât mai mare sau egală cu raza minimă.

În ceea ce urmează se prezintă elementele unei curbe, pe una dintre curbele existente

în proiect, după care se calculează elementele principale și se prezintă trasarea acestuia.

6.3.3.1. Elementele curbei

Fig. VI-9 Elementele curbei de arc de cerc

Tabelul VI-23 Elementele principale ale unei curbe de racordare

6.3.3.2. Calculul elementelor principale al curbei

Ca și elemente cunoscute avem dat raza curbei de racordare, impusă de condițiile de circulație precum și unghiul de frângere al aliniamentelor.

R= 100 m

β= 183.08.00

Tabelul VI-24 Calculul elementelor principale ale curbei

6.3.3.3. Trasarea pe teren a elementelor principale al curbei

Staționând în punctul V, pe direcția de referință rezultată prin vizarea unui punct trasat anterior pe aliniamentul I(sau prin vizarea vârfului anterior Vn-1) se trasează distanța T=13.368 m și se materializează punctul Te( tangenta de ieșire).

Din punctul V, față de direcția de referintă V-Te se trasează unghiurile orizontale β=183g08c00c și β/2=91g54c00c

Pe direcția obținută prin trasarea unghiului orizontal β se trasează distanța T=13.368 m, materializând punctul Ti, iar pe direcția obținută prin trasarea unghiului orizontal β/2 se trasează lungimea bisectoarei b=0.889 m. Cele două puncte se materializează.

Pentru control există două variante:

Prima variantă

Se măsoară elementele de trasat aplicate pe teren verificând pozițiile punctelor

proiectate. Diferențele dintre acestea trebuie să se încadreze în toleranță:

Tabelul VI-25 Calculul toleranței

A doua variantă

Se trasează punctul bisector B, prin metoda coordonatelor rectangulare.

Cu aparatul în Ti se vizează punctul V și pe această direcție se trasează abscisa XB, pichetând punctul.

Se mută teodolitul în punctul nou, se vizează punctul V sau Ti și față de aceasta direcție se trasează un unghi de 100g. Pe noua direcție se trasează abscisa YB, pichetând punctul B.

Toate informațiile referitoare la datele cunoscute, modul de lucru și rezultatele măsurătorilor se trec în schița de trasare, anexat mai jos în Figura VI-10.

Fig. VI-10 Schița de trasare a elementelor principale unei curbe cu arc de cerc

6.3.3.4. Trasarea punctelor intermediare a curbelor de racordare în arc de cerc

Pentru realizarea curbei nefiind suficiente cele trei puncte principale ale sale, se trasează puncte intermediare pe arcele TiB și Bte.

Calculele se fac doar pentru o singură ramură(Ti-B sau B-Te), datorită simetriei, elementele de trasat fiind același.

Pentru trasarea curbei prezentate s-a ales metoda coordonatelor polare. Metoda face

parte din cele mai des utilizate, fiind una dintre metodele cele mai simple și eficiente.

Fig. VI-11 Metoda coordonatelor polare

Calculul elementelor de trasat

Ca date cunoscute avem:

Raza curbei de racordare: R= 100 m

Unghiul de frângere complementar: ϕ= 183.08.00

Coarda S se alege în funcție de rază, astfel:

Pentru R<100 m, S=5 m

Pentru 100<R<1000m, S=10 m

Pentru R>1000 m, S= 20 m

În cazul nostru alegem s= 5 m, raza fiind de 100 m.

Unghiul polar, corespunzător lui s, se determină conform relației:

Tabelul VI-26 Calculul elementelor de trasat pentru punctele intermediare

Trasarea elementelor calculate

Din Ti, pe direcția de referintă Ti-V se trasează unghiul = 1.59.17.

Pe noua diecție rezultată se trasează d1=s=5 m și se materializează punctul 1.

Din Ti pe direcția de referință Ti-V se trasează unghiul =3.18.34

Pe noua direcție se trasează distanța d2=9.997 m și se materializează punctul 2.

Toate aceste operațiuni se repetă și pentru cealaltă ramură a curbei circulare, cu aceeasi valori ale elementelor de trasat.

Ca verificare, putem să alegem una dintre variantele:

Prima variantă

Considerând că în faza de proiectare s-au ales corzi egale, se poate măsura distanțele între punctele de detaliu cum ar fi s, s’.

Valorile obținute în urma măsurătorilor, trebuie să fie la fel cu cele proiectate, în limitele preciziei.

A doua variantă

Se trasează punctele și printr- o altă metodă de trasare.

A treia variantă

Retrasăm punctul B.

Schița de trasare a punctelor intermediare curbei respective prin metoda coordonatelor polare este prezentat în figura următoare(Fig.VI-22).

Fig. VI-12 Schița de trasare a punctelor intermediare a unui arc de cerc

6.3.4. Racordarea aliniamentelor prin curbe progresive. Clotoida.

Pe baza vitezei proiectate și a condițiilor locale oferite de teren, se realizează proiectarea judicioasă a elementelor geometrice realizându- se confort și siguranță pe drumurile publice.

La căile de comunicații parcurse cu viteze mari, se introduc arce de curbă speciale, denumite curbe progresive între aliniament și arcul de cerc de racordare inițial.

S-a dovedit că este util ca jumătate din lungimea curbei progresive să fie intercalată înaintea punctului ce marchează trecerea din aliniament pe curba circulară, iar cealaltă jumătate să fie amplasată între acest punct și arcul de cerc central.

Cele mai utizate arce progresive utilizate la drumuri sunt:

Clotoida, la care curbura este proporțioanlă cu lungimea arcului progresiv parcurs;

Lemniscata, unde curbura este proporțională cu raza polară R;

Clotoida sau spirala lui Euler este curba mecanică prin excelență care corespunde traiectoriei unui autovehicul care se deplasează cu viteză constantă și rotire a volanului uniformă, la trecerea de pe aliniament de cerc și invers.

Proprietatea clotoidei este dată de relația:

Unde: – raza de curbură într- un punct al clotoidei

s- lungimea arcului de clotiodă de la originea sa până în punctul de rază

modulul clotoidei

Fig. VI-13 Clotoida folosită în proiectarea drumurilor

6.3.4.1. Elementele principale ale unui viraj arc de cerc cu clotoide la capete

Fig. VI-14 Elementele principale ale unui viraj arc de cerc cu clotoide la capete

Tabelul VI-27 Elementele principale ale curbelor progresive și ale curbei arc de cerc

6.3.4.2. Calculul elementelor principale ale unui viraj arc de cerc cu clotoide la capete

Ca date cunoscute, a fost dat în proiect:

Raza curbei de racordare: R=25 m

Viteza proiectată: V= 20km/h

Unghiul de frângere al aliniamentelor: β=111.30.00

Lungimea arcelor de clotoidă: L=23 m

Tabelul VI-28 Calculul elementelor principale al clotoidei și al curbei de arc central

6.3.4.3. Trasarea punctelor principale ale virajului arc de cerc cu clotoide la capete

Se staționează în punctul V, pe direcția de referință rezultată prin vizarea unui punct trasat anterior pe aliniamentul I( sau vizarea vârfului anterior) se trasează distanța TO= 33.105 m calculată, după care se materializează poziția punctului principal al clotoidei Oi.

Din punctul V, față de direcția de referință V-Ti se trasează unghiurile orizontal proiectate β= 111.30.00 respectiv β/2= 55.65.00. Pe noile direcții astfel obținute se trasează distanțele proiectate b= 15.408 m respectiv TO= 33.105 m. Se materializează pozițiile proiectate ale punctelor principale ale curbei de racordare circulare B și al clotoidei Oe.

Din punctul Oi, față de direcția de referință Oi-V se trasează unghiul orizontal proiectat ϕO= 09.89.30. Pe direcția nou obținută se trasează distanța proiectată ro= 22.788 m și se materializează poziția punctului principal al clotoidei Si.

Se repetă operațiunile în punctul Oe și se materializează poziția proiectată a punctului principal al clotoidei Se.

Controlul trasării se poate face prin două moduri:

Prima variantă

Se măsoară elementele de trasat aplicate pe teren și se verifică pozițiile punctelor proiectate.

A doua variantă

Se trasează punctele Si și Se prin metoda coordonatelor rectangulare.

Pașii parcurși în acest caz:

Cu aparatul în punctul Oi se vizează vârful, pe direcția această trasând abscisa Xo, pichetând punctul care marchează piciorul perpendiuclarei dusă din Si pe direc

Ia V-Oi.

Se mută aparatul în acest punct, se vizează V sau Oi, trasând față de această direcție un unghi drept. Pe direcția nou obținută se trasează abscisa Yo, pichetând punctul Si.

Toate aceste trasări s- au executat conform schiței de trasare care conține toate datele neceare trasării. Schița de trasare pentru clotoida resepctivă se găsesțe în Figura VI-15.

Fig. VI-15 Schița de trasare a punctelor unei clotoide

6.4. Trasarea în plan vertical a căii de comunicație

În urma primirii proiectului de execuție, avem la dispoziție profilul longitudinal al terenului pe care este fixată linia roșie a traseului, iar pe profilele transversale platforma căii, conform principiilor și condițiilor impuse de proiectare.

Se stabilesc și calculează elementele necesare trasării și modalitățile de aplicare pe teren a proiectului.

6.4.1. Trasarea profilului longitudinal

Se execută după profilul longitudinal din proiectul de executție, în care sunt evidențiate în fiecare punct principal al traseului: cota terenului, cota proiectată, distanțele între punctele principale ale terenului. În axul căii, lângă țărușii care materializează punctele principale de ax, se fixează țăruși martori, indicând valorile elementelor de trasare.

Trasarea se va executa prin nivelment geometric de mijloc, prezentat la subcapitolul 6.2.3.1. acestei lucrări.

Elementele necesare trasării sunt prezentare în tabelul de mai jos. Stațiile sunt aproximativ la mijlocul celor două puncte, cota punctului trasat este dat în proiect(linia roșie) iar pe baza citirii pe punctul de reper se calculează citirea pe miră a punctului a cărui cotă urmează să fie trasată.

Tabelul VI-29 Calculul elementelor de trasare pentru profilul longitudinal

6.4.2. Trasarea profilelor transversale

Pe teren fiind marcate în ax punctele principale ale traseului, conform proiectului, aplicarea pe teren a elementelor de trasare a profelelor transversale se referă:

Determinarea punctelor de intersecție a taluzelor rambleelor și debleelor cu suprafața terenului natural, prin trasarea pe teren a unor elemente proiectate, care se calculează pe baza elementelor proiectate evidențiate în profilele transversale tip.

Totodată trasarea cotelor și a pantelor proiectate, valori care se găsesc în proiectul de execuție, valorile rezultând din suprapunerea profilelor proiectate peste cele ale terenului.

Elementele necesare trasării cotelor a punctelor proiectate pentru profilul transversal 336 sunt prezentate în Tabelul VI-30, iar profilul transversal proiectat în Figura VI-16 . Ridicarea acestuia și profilul transversal după ridicare fiind prezentate în capitolul 5.4.

Tabelul VI-30 Calculul elementelor de trasare a punctelor profilului transversal 336

Fig. VI-16 Profilul trasnversal cu platfroma căii proiectată pentru profilul 336