Đề cương trắc ñịa công trình

ĐH GTVT
SV: Nguyễn Văn Hữu Page 1
ĐỂ CƯƠNG TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH
Chương 1:
1. Khái niệm bố trí công trình:
- Là công tác trong trắc ñại ñược tiến hành ngoài hiện trường ñể xác ñịnh vị trí mặt bằng, ñộ
cao các ñiểm, ñộ thẳng ñứng của các kết cấu, các mặt phẳng ñặc trưng, của công trình ñể
XD ñúng với thiết kế bản vẽ.
- Quá trình bố trí công trình ñược thực hiện ngược lại với quá trình ño vẽ bản ñồ. Trong ño
vẽ bản ñồ , người ta ño trên thực ñịa , lấy số liệu ñể thành lập bản ñồ, ñô chính xác ño
thường phụ thuộc tỷ lệ bản ñồ cần thành lập,. Ngược lại trong bố trí công trình, người ta dựa
vào bản thiết kế công trình ñể xác ñịnh các trục, các ñ’ , các mặt phẳng ñặc trưng của công
trình trên thực ñịa với ñộ chính xác theo yêu cầu của thiết kế. Vì vật phương pháp ño trong
bố trí công trình có một số ñặc ñiểm khác với trong ño vẽ bản ñồ, với yêu cầu ñộ chính xác
cao hơn
-Để tiến hành bố trí công trình, cần xd trên thực ñịa một hệ thống các ñiểm mặt bằng và ñộ
cao gọi là lưới khống chế thi công, tọa ñộ và ñộ cao của chúng ñc xác ñinh với ñộ chính xác
cần thiết.
- Công tác bố trí công trình ñc tiến hành theo 3 giai ñoạn
a. Bố trí cơ bản: từ ñiểm khống chế trắc ñịa bố trí trục chính của công trình, từ trục chính bố
trí trục cơ bản, ñộ chính xác 3-5cm.
b. Bố trí chi tiết, từ trục chính và trục cơ bản bố trí các trục dọc ngang của các bộ phận công
trình , ñông thời bố trí các ñiểm và mặt phẳng theo ñộ cao thiết kế, ñộ chính xác 2-3mm
c. Bố trí công nghệ:Bảo ñảm lắp ñặt và ñiều chỉnh các kết cấu xd và thiết bị kĩ thuật, ñòi hỏi
ñộ chính xác cao nhất 0,1-1mm.
2. Khái niệm lưới bố trí CT:

lập lưới bố trí dạng lưới ô vuông xây dựng với một hệ thống tọa ñộ vuông góc mà hướng của
các trục song song với các trục công trình.
+Lưới ô vuông xây dựng ñc bố trí thành những hình ô vuông và chữ nhật với các ñỉnh ñc
ñánh dấu bằng các mốc bê tôg cốt sắt, ñông thời cũng là mốc chuẩn, ñộ dài các cạnh lưới từ
50-200m, ñộ cao xác ñịnh bằng thủy chuẩn hạng III hoặc IV
3. Bố trí góc và ñộ chính xác bố trí.
a. Yêu cầu: trên thực ñịa cho trước ñiểm B, và hướng BA, cần bố trí góc
β
theo thiết kế, ñặt
hướng BC sao cho ABC=
β

hv
b. Cách bố trí:
+Đặt máy kinh vĩ tại B(ñịnh tâm cân máy), ngắm A ño hai lần trái và phải: TR: ñịnh hướng
ngắm A, ñọc số trên bàn ñộ ngang a
1
, quay máy thuận chiều kdh, ñến góc
tk
a
β
+
1
, ta có
hướng BC
1

PH: Ngắm A ñọc trị số a
2
, quay máy thuận chiều Kdh, ñến góc ngắm

"
ρ
β
∆
=sx
ñược D
o

+Nếu
ñotk
βββ
<<∆ ,0
, góc bố trí bị lớn, thu hẹp tương tự nhưng theo chiều ngược lại.
+ss do chuyển dịch DD
o

"
"
ρ
β
m
s
x
m =

4. Bố trí chiều dài thiết kế, bố trí ñộ cao và ñộ chính xác bố trí.
4.1.Bố trí chiều dài thiết kế:
a.Yêu cầu: từ A cho trước, theo hướng cho trước bố trí một ñoạn chiều dài có hình chiếu
nằm ngang bằng giá trị thiết kế
b.Btr:hv


+ Căn cứ vào yêu cầu ñộ chính xác bố trí chiều dài ñể chọn máy và dụng cụ ño.
4.2. Bố trí ñộ cao thiết kế:hv
a.Yc: cho ñộ cao H
A
,bố trí B với
TKB
HH =

b.PP:
+sử dụng máy thủy bình, mia cao. Phương pháp ño cao từ giữa.
+ quay máy ngắm mia A, ñọc trị số trên mia a.

b
TK
Ha
A
H +=+
TK
Ha
A
Hb −+=⇒

+quay máy ngắm và ñiều chỉnh người cầm mia tại B nâng hoặc hạ mia sao cho số ñọc mia
tại B ñúng bằng b
+ñánh dấu ñiểm B tại chân mia
+ñể nâng cao ñộ chính xác pp này ta ño lại nhiều lần, xác ñịnh ñc ñiểm B chính xác.
c.SS:
+ss số liệu gốc : ss ñộ cao ban ñâu
HA

AC
y
arctg
AC
∆
∆
=
α
và
AB
α
tương tự
d. Bố trí: hv ñặt máy kinh vĩ tại A, dựa vào hướng gốc AB, dựng góc thiết kế ở 2 vị trí bàn
ñộ theo hướng trung bình AC (pp bố trí góc), bố trí s
AC
trên hướng ñóm ñược ñiểm B
c.SS:
+ss dựng góc thiết kế m
β

+ss ñặt chiều dài thiết kế m
s

+ss ñánh dấu ñiểm bố trí m
dd
(bỏ qua)
2
"
2
"

+trên hướng chuẩn cạnh của lưới ô vuông ñặt các ñoạn
x
∆
trên trục x (hoặc
y
∆
trên trục y)
ñược ñiểm D
+Đặt máy kinh vĩ tại D bố trí một góc vuông, trên hướng ñó ñặt ñoạn
y
∆
(hoặc
x
∆
) sẽ ñược
ñiểm C cần bố trí.
d.SS:
Nếu bỏ qua các sai số ñiểm lưới bố trí, sai số ñịnh tâm cân máy, ss ñinh tâm tiêu, thì các
nguồn ss chính là:
+ss ñặt gia số tọa ñộ:
yx
mm
∆∆
,

+ ss dựng góc vuông: m
gv

+ss ñánh dấu C: m
dd

ααβ
−=
1

BABC
ααβ
−=
2

c. Bố trí:
+ñặt máy tại A với hướng chuẩn AB, bố trí góc
1
β
, ñược hướng AA’
+tương tự với góc
2
β
, ñược hướng BB’
+Giao của hai hướng AA’ và BB’ sẽ ñược vị trí ñiểm C cần tìm.
d.SS:
+ss vị trí ñiểm lưới , ss ñịnh tâm cân máy, ñịnh tiêu
+ss dựng các góc
1
β
và
2
β

+ss ñánh dấu ñiểm C
2

2
sin"
"
ss
m
mc
+
−+=
γρ
β

Nx: nếu
o
90=
γ
, chính xác nhất;
oo
180,0 ==
γγ
thiếu chính xác nhất.
8. Bố trí ñiểm bằng pp giao hội cạnh?
a.ứng dụng khi mặt bằng bố trí tiện lợi cho việc ñặt kc, tốt nhất là khi kc ngắn hơn chiều dài
thước ño, nếu khoảng cách lớn có thể dung máy ño dài quang học hoặc máy toàn ñạc ñiện
tử.
b. Tính các yếu tố bố trí:
22
1 AC
y
AC
x

m
s
m
C
m +=
γ
, nếu s1, s2 ñược bố trí với cùng ñộ cxac , ta có:
2
sin
1
s
m
C
m
γ
=

9. Bố trí ñiểm bằng phương pháp giao hội hướng chuẩn?
a. Ứng dụng phổ biến trong xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp khi phần lớn
các trục thường giao nhau dưới 1 góc vuông.
b. Bố trí: hv
+ñặt máy kinh vĩ tại A ngắm A’, ñặt tại B ngắm B’
+ Giao của hai hướng ñó ta ñược ñiểm C.
c. SS, nếu bỏ qua sai số số liệu gốc,sai số ñánh dấu ñiểm C, thì ñộ chính xác khi bố trí sẽ là:
2
2
1
2
hc
m

A 180−=
θ
(nếu góc chuyển hướng trái)
+Kiểm tra kết quả ño :
Ss ño 2 lần TR, PH:
21
ββ
−=∆
<2t ,ñộ cx máy =30” với máy quang cơ.
Ss khép góc ño :
)
0
(
αα
θθ
β
−−
∑
∑
−=
n
phtrai
f

Ss khép góc cho phép:
nt
cf
f 5,1−+=

Kiểm tra

a.KN:Tại ñỉnh của tuyến ñường ñể nối hai cánh tuyến ta sd loại ñường cong ñơn giản nhất
là ñường cong tròn.
Đề cương trắc ñịa công trình

ĐH GTVT
SV: Nguyễn Văn Hữu Page 6
Hai ñiểm tiếp xúc của ñường cong tròn với hai cánh tuyến ñược gọi là ñiểm tiếp ñầu Td và
ñiểm tiếp cuối Tc, còn ñiểm phân giác P là ñiểm ở chính giữa ñường cong
b. Tính các yếu tố bố trí:
Để bố trí các ñiểm chủ yếu ñctr ta cần pải tính ñc các yếu tố sau:
-ñộ dài tiếp tuyến:T=Rtg
2
θ

-ñộ dài ñường phân giác:
)1
2
cos
1
( −=
θ
Rb

-ñộ dài ñường cong:
o
o
R

−=
−=
δ
δ
suy ra:
21
δδθ
+=

-tính các yếu tố: T=Rtg
2
θ
;
)1
2
cos
1
(
−=
θ
Rb
;
o
o
R
K
180
θπ
=
; D=2T-K

ñoạn (DF1-T) ñược Tñ. Điểm Tc bố trí tương tự.
* Bố trí P:
-giả sử ñã xác ñịnh ñc P, qua P kẻ tiếp tuyến cắt hai cánh tuyết tại I và J.
-Ta có TñI=IP=JP=TcJ=Rtg
4
θ
=t
Đề cương trắc ñịa công trình

ĐH GTVT
SV: Nguyễn Văn Hữu Page 7
=> cách bố trí P: Đặt máy tại Td, ngắm ñỉnh phía sau, ñảo kính, trên hướng ngắm lấy ra 1
ñoạn bằng t, ñc ñiểm I,tương tự với ñiểm J.Chuyển máy về I, ngắm J, trên hướng I J bố trí ra
một ñoạn t ñược ñiểm P cần tìm.
5. Bố trí ñiểm chi tiết ñường cong tròn theo phương pháp tọa ñộ góc vuông.
Trl:
*yêu cầu, bố trí trên ñường cong tròn các ñiểm chi tiết cách nhau một khoảng nhất ñịnh bằng
k, k ñc quy ñịnh theo bán kính R của ñg cong tròn.
*Trong phương pháp này ta chọn hệ tọa ñộ ñể tính và bố trí các ñiểm chi tiết như sau:
-Gốc tọa ñộ:Td, hoặc Tc
-Trục x:tiếp tuyến với ñường cong tròn tại Td hoặc Tc chính là hướng Td-D hoặc Tc-D
-trục y vuông góc với x và hướng về tâm
HV
*Công thức tính:
-góc ở tâm :
; 2;
180

những nơi có ñịa hình rộng và băng phẳng. Hạn chế: phức tạp, tg bố trí lâu.
6. Bố trí ñiểm chi tiết ñường cong tròn theo phương pháp tọa ñộ cực ?
TRl:
*Trong phương pháp này thay chiều dài cung k bằng chiều dài dây cung S.
Hv
* Giả sử có các ñiểm chi tiết 1,2 ,3 như hình vẽ. Điểm 1: hướng Td-1 tạo với hướng Td-Đ
một góc
2
θ
và cách Td một ñoạn S. Hướng Td-2 tạo với Td-Đ một góc 2
2
θ
và cách
ñ
i
ể
m 2 m
ộ
t
ñ
o
ạ
n S…
Như vậy xác ñịnh ñc góc
θ
thì có thể bố trí các ñiểm theo qui luật trên.
* tính số liệu bố trí:
-Xét tam giác Td O 1:
R
S

số bố trí của ñiểm sau. Nhưng có ưu ñiểm là áp dụng thuận tiện và nhanh chóng hơn pp tọa
ñộ gvuong và sử dụng ñc ở ñịa hình khó khăn.
7.Bố trí ñiểm chi tiết ñg cong tròn bằng pp kéo dài dây cung?
Hv
*Giả sử ñã biết vị trí ñiểm chi tiết 1,2,3…như hve~.Theo hướng Td-1 ñã biết có ñiểm 2’
cách ñiểm 1 một ñoạn bằng S, như vậy ñiểm chi tiết 2 cách ñiểm chi tiết 1 một ñoạn bằng S
và cách ñiểm 2’ một ñoạn bằng d. Tương tự ñiểm 3 cách 2 ñoạn S và cách 3’ một ñoạn d.
Như vậy nếu xác ñịnh ñc kc d thì có thể bố trí ñiểm chi tiết bằng pp giao hội cạnh.
*Tính yếu tố bố trí:
Xét tam giác OTd 1 ñồng dạng với tam giác 12’2, ta có:
R
S
d
R
S
S
d
2
=⇒=
trong ñó S=k; k quy ñịnh theo bán kính R của ñg cong tròn.
*Bố trí:
-Điểm 1 ñc xác ñịnh bằng pp tọa ñộ vuông góc

1
cos
1
;
1
sin
1

a.Ý nghĩa:hv
-Khi xe chạy từ ñương thẳng vào ñường cong tròn sẽ xuất hiện lực li tâm tác dụng vào
chúng
Lực li tâm tăng từ 0( ñường thẳng) tới F=
R
mv
2
(ñường cong tròn), với m:khối lượng xe;v:vận
tốc tiếp tuyến của chuyển ñộng;R là bán kính ñg cong tròn. Hợp lực của F và P có xu hướng
làm nghiêng xe và hư hại phần ñường phía ngoài trước.
Đề cương trắc ñịa công trình

ĐH GTVT
SV: Nguyễn Văn Hữu Page 9
Nếu lực li tâm tăng ñột ngột sẽ gây nguy hiểm, mất an toàn cho xe tàu chạy trên ñường. Do
ñó ñể lực ly tâm tác dụng vào tàu xe ko tăng ñột ngột mà tăng dần,người ta bố trí 1 ñường
cong khác vào giữa ñường thẳng và ñường cong tròn cả về hai phía, có tác dụng chuyển tiếp
từ ñthang ñến ñg cong tròn và ñgl ñường cong chuyển tiếp, hay ñg cong hòa hoãn(nối).
Đồng thời với việc bố trí ñg cong chuyển tiếp, ñể tăng cường sự an toàn và thuân lợi cho
người và phương tiện, tại nơi ñường cong người ta thường thiết kế mặt ñường phía ngoài cao
hơn phía trong hoặc ray ngoài cao hơn ray trong với ñường sắt. Mức ñộ tăng cao ñó phải ñc
tăng từ từ và ñc gọi là siêu cao h.
b. Phương trình ñường cong chuyển tiếp có dạng:
i
K
c
i

θ

-Độ dài ñường cong tròn: K=
L
pR
o
2
180
)2)((
−
−
−
β
θ
π

-Đoạn ño chọn:D=2T-K
-Với:
R
L
o
π
β
90
=
; p=
β
cos
o
yR

tương tự ngắm Đ3, trên hướng ñó ngắm ra ñoạn T ñược ñiểm Nc
2
.
-Máy ngắm về Nd2, quay máy 1 góc
2
180
θ
−
o
trên hướng ñó ño ra một ñoạn bằng b ñược ñiểm
phân giác P
-Chuyển máy về Nd2, ngắm Đ2, bố trí ra một ñoạn x
o
, ñược ñiểm C, ñánh dấu ñiểm ñó.
Chuyển máy về C, ngắm về Nd, bố trí 1 góc vuông, trên hướng mới lấy ra một ñoạn y
0
ta
ñược ñiểm Tñ2, tương tự ñặt máy ở Nc2 bố trí ñược Tc2
10. Bố trí các ñiểm chi tiết ñường cong tổ hợp bằng pp tọa ñộ góc vuông?
Trl:
*hv
Đề cương trắc ñịa công trình

ĐH GTVT
SV: Nguyễn Văn Hữu Page 10
*Việc bố trí ñiểm chi tiết ñược thực hiện trên 2 phần riêng biệt là ñg cong tròn và ñg cong
chuyển tiếp.

jj
j
pRRY
tpRXj
φ
φ
cos)(
sin)(
−−=
+
−
=

Trong ñó :
β
π
φ
+
−
=
)(
180
pR
k
o
j
j

Thay k=10, 20m… tính ñược tọa ñộ các ñiểm chi tiết của ñường cong tròn thuộc ñường cong
chuyển tiếp.

ñc các góc cực là:
o
nL
n
L
o
δδδ
2
1
2
2
)(
1
==

(
)
1
4
2
2
2
δδδ
==
o
n

1
9
3

số bố trí của ñiểm sau. Nhưng có ưu ñiểm là áp dụng thuận tiện và nhanh chóng hơn pp tọa
ñộ gvuong và sử dụng ñc ở ñịa hình khó khăn.

b.Trên phần ñường cong tròn:
*Để bố trí các ñiểm chi tiêt trên ñường cong tròn theo pp tọa ñộ cực ta phải xd ñược tiếp
tuyến tại Td và Tc, có hai pp xác ñịnh tiếp tuyến:
+)PP1:hv Tính giá trị góc
o
δβ
−
, trong ñó:
o
x
o
y
arctg
o
R
L
o
==
φ
π
β
;
90

o
x
o

)
o
o
δβ
−−180
với ñường cong ngoặt trái
hoặc
(
)
o
o
δβ
−+180
với ñường cong ngoặt phải.ta sẽ ñc tiếp tuyến tại Td. Với Tc bố trí tương tự.
+)PP2:Tính khoảng cách T
1

Qua ñiểm Td kẻ tiếp tuyến cặt trục hoành tại E và tạo với trục hoành một góc
β

β
g
o
y
o
xECNdCNdET cot
1
−=−==
Tù ñó xác ñịnh tt như sau:Đặt máy kinh vĩ tại Nd ngắm ñỉnh Đ trên hướng
ngắm ñó xác ñịnh một ñoan là T

*NX: phương pháp này có nhược ñiểm là sai số của việc bố trí ñiểm trước ảnh hưởng tới sai
số bố trí của ñiểm sau. Nhưng có ưu ñiểm là áp dụng thuận tiện và nhanh chóng hơn pp tọa
ñộ gvuong và sử dụng ñc ở ñịa hình khó khăn.

Đề cương trắc ñịa công trình

ĐH GTVT
SV: Nguyễn Văn Hữu Page 12
12. Nêu các pp xác ñịnh tiếp tuyến tại Td và Tc của ñường cong tròn trong ñg cong tổ
hợp?
Trl: có hai pp xác ñịnh tiếp tuyến:
+)PP1:hv Tính giá trị góc
o
δβ
−
, trong ñó:
o
x
o
y
arctg
o
R
L
o
==
φ

o
y
6
2
=
;
Cách xác ñịnh: ñặt máy tại Td ngắm Nd, bố trí 1 góc
(
)
o
o
δβ
−−180
với ñường cong ngoặt trái
hoặc
(
)
o
o
δβ
−+180
với ñường cong ngoặt phải.ta sẽ ñc tiếp tuyến tại Td. Với Tc bố trí tương tự.
+)PP2:Tính khoảng cách T
1

Qua ñiểm Td kẻ tiếp tuyến cặt trục hoành tại E và tạo với trục hoành một góc
β

β
g

φ
:ño ñược
mrR ;;; chọn phụ thuộc yêu cầu kĩ thuật và ñk ñịa hình.
hv
Tính: góc
β
;
Rr
RRrRmm
tg
+
+++−
=
2
)2(2
2
2
β

Các yếu tố của ñường cong tròn phụ:T,b,K,D(
βθ
=
;T=Rtg
2
θ
;
)1
2
cos
1

2360
sin
90
0
φπ
φγφ
β
βγ
=
−−=
=
−=

b.Bố trí:
-Bố trí cọc chủ yếu:Đặt máy kinh vĩ tại O theo hướng cánh tuyến sau và cánh tuyến trước bố
trí một ñoạn thẳng có ñộ dài d, ta ñc vị trí hai ñỉnh của ñường cong tròn phụ M, N Tiếp tục
từ M và N ño một ñoạn MA,NB=T, ta ñược ñiểm ñầu A và cuối B của ñường cong quay ñầu
ñxứng. Dựa vào hai hướng OA, OB; quay 1 góc
γ
, trên hướng ñó bố trí một ñoạn R, ta ñược
ñiểm ñầu E và ñiểm cuối F của ñường cong tròn chính.
-Bố trí cọc chi tiết ñường cong tròn chính: Cứ 3-5m có một cọc chi tiết. Chia góc
o
φ
Thành n
góc nhỏ bằng nhau. Đặt máy kinh vĩ tại O,ngắm về E hoặc F, quay các góc
o
φ
/n, trên mỗi
hướng ño ra một ñoạn R từ tâm O, ñc các ñiểm chi tiết ñg cong tròn chính.

n
D
n
D
n
P
LT
n
P
LT
CT
S
CT
S
TQ
S
S
TQ
S
s

LTPn+1, LTpn: cự li cộng dồn ñến cọc Pn+ và Pn
Lý trình của một ñiểm trên tim tuyến ñường chính là cự ly cộng dồn từ cột Km ñầu tuyến
của km ñó ñến ñiểm xet.
16.Đo cao tổng quát tuyến ñường?
TRl:
Đo cao tổng quát là ño ñể xác ñịnh ñộ cao các mốc trên tuyến.
Đề cương trắc ñịa công trình

ĐH GTVT

như vị trí ñiểm chuyển CH sao cho khoảng cách từ máy ñến mia sau và mia trước gần bằng
nhau và lưu ý khi dựng mia ñọc giá trị trên mia tại các ñiểm chuyển cao ñộ CH
Kết quả ño ghi vào sổ theo mẫu:
Hv
hv