Quy hoạch đường và đô thị - Trắc địa: Phần 1

Chia sẻ: Cuc Cuc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:132

Thêm vào BST

Báo xấu

164
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn tham khảo Tài liệu Trắc địa - Quy hoạch đường và đô thị: Phần 1 do TS. Vũ Thặng biên soạn sau đây để nắm bắt được những kiến thức về công tác trắc địa trong thiết kế và định tuyến công trình; quy hoạch mặt bằng khu đô thị. Tài liệu phục vụ cho các bạn chuyên ngành Xây dựng và những ngành có liên quan.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Quy hoạch đường và đô thị - Trắc địa: Phần 1

TS. VŨ THẶNG TRẢC ĐỊA QUY HOẠCH DƯ0NG VÀ Đâ THỊ (Tái bản) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ N Ộ I - 2 0 1 0
LỜI NÓI ĐẦU K hu đ ô thị nằm trẽn diện tích ỉớ tì, cúc công trình hình tuyến như đườỉìg ô tỏ , đường sắt, kênh mươrĩíỊ, đườììg ống d ẫ n , đường d â y tủi đ iệ n ... nằm trả i dùi qua các địa hình khác nhau. K hi kh ảo súĩ, th iết k ế q u y hoạch cũng như khi x ả y cỉiủìg công trìn h , đ ịa hình là m ộ t yếu t ố c ơ bủn ảnh hưởng tới ch ấ t lượng, hiệu qu ả kình tê\ ỷ nghĩa sử dụng của công írình. V ì v ậ y , những lìiểỉi h iếĩ chuyên m ôn trong lĩnh vực chuyên ngành côn g trình cũng như tro n g lĩnh vực trắc đ ịa s ẽ giúp các nhà thiết k ế qu y hoạch thực h iện tố t nhiệm vụ khi th iết kế, thi công công trình. T à i liệu “ Trắc đ ịa q u y h o ạ ch đư ờ n g và đ ỏ t h f ' s ẽ ỳ ú p bạn đ ọ c có được những hiểu b iết cần th iết, nắm đư ợc cá c m ôi liên hệ giữ a công tá c trắc đ ịa công trình cũng như côn g tá c thiết k ế quy h o ạ c h , thi công đường g ia o thông vù khu đô thị. Sách giói thiệu cú c ph ư ơn ẹ p h á p ỉh ìếí k ế quy hoạch có cúc v í dụ minh lĩoự cụ thể. V ì vậy, nó có th ể lủ c ơ s à đ ể nghiên cứu m ôn h ọc sưu khi đ ã h ọ c xon g cá c môn chuyên ngÙỊìỉì côn y trình cũng như trá c địa đ ạ i cươìiạ. Đồm* th ờ i, nó cũĩìy lù rủi liệu tham khảo tố t cho cúc b ạ n đan g làm cỏỉìiỊ túc ílìiết k ế quy ììoụcìì trotỉíỊ cúc lĩnh vực côni> trình chuyên nạùììh đườỉỉy vù quy hoạch đ ô th ị. N ội diitììị súcìì gồm bốn chương: Chương 1. Côm> túc trắ c đ ịa ỉroniỊ th iết k ế vù định tuyến cô n g trình; Chương 2. Q uy hoạch m ặt hâm* khu đ ô thị: C hương 3. K hảo sá í vù quy hoạch độ cao th eo tuyến; Chương 4 . Quy hoạch cao độ m ặỉ bằng khu đ ô thị: C húng ĩa đam* trong giai đoạn xây dựng hụ tầng cơ sở, hy vọ n g cuốn T rắ c địa q u y h oạch đ ư ờ n g và đ ô th ị s ẽ đúp ứng được y ê u câu của hạn đ ọ c vù góp ph ẩn lùm cho đường p h ố của chúmỊ ta h ớỉ đ i cúc đoạn ngập nư ớc, nhữniỊ đường cua ẹấp, cúc %óv p h ố hạn c h ế tám ỉìhhì... Sách được viết lần đầu ch ắc không ĩ hê tránh khỏi thiếu s ó t, túc ỳ ủ i rấ t monsị nhận đư ợc sự đón g iỊÓp V kiến của bạn đọc cũ n %ỉìhỉ{ cỉồnạ nẹ/iiệp đ ể cuốn súclì được hoàn íhiệỉì hơn. T á c g iá 3
Chương 1 C Ô N G T Á C T R Ắ C Đ ỊA T R O N G T H I Ế T K Ê V À Đ ỊN H T U Y Ế N C Ô N G T R ÌN H 1.1. B Ả N Đ Ổ P H Ụ C V Ụ T H IẾ T K Ế VÀ X Â Y D Ụ N G C Ồ N G T R ÌN H 1.1.1. Xác định tỉ lệ bản đồ cần thiết T ro n g q u á trình thực hiện thiết k ế công trình cần các loại tài liệu khảo sát m ặ t b ằ n g là bán đồ, b ình đồ, m ặt cắt. Việc c h ọ n tí lệ các tài liệu đ ó ch o phù h ợ p p h ụ thuộc vào các giai đoạn thiết k ế và tính chất củ a c ô n g trình sẽ đươc xây dự ng. K h i k h á o sát q u y h o ạ c h tổ n g thc llu rờ n g d ù n g c á c lo ạ i b ả n đ ồ tỉ lệ 1:50000; 1:100 00 0 . Đ ối với các loại công trình có liên q u an chật chẽ đến điạ h ìn h n h ư đường, cẩu, các loại đường hầm , c ô n g trình thủy lợi ... thì cần k h áo sát trc n bản đô két hợp với thực địa. C h ọ n t ỉ lệ b ả n (ĩồ p h ụ c vụ th iế t k ế C ác đ iể m chi tiết trên bản đồ được thể hiện với độ ch ính xác : m Đ = + Q.lnmi : 1 0,4/7//// K hi th iế t k ế cần xác định CÍÍC địa vật trên b ản đ ồ có độ c h ín h x ác tương đ ư ơ n g ở n g o ài thực địa là M Đ, phái chọn bản đồ có tỉ lệ tư ơng ứng th eo q u a n hệ : m D : M Đ= 1 : M ( 1 . 1.1) T ro n g đ ó : m D- đ ộ ch ính xác điểm trôn bán đổ; M 0 - đ ộ ch ín h xác của điếm ngoài thực đ ịa ; M - số tỉ lệ cù a bản đổ. K hi c ầ n các đ iểm đ ịa vật có độ ch ính x ác M Đ, n ếu lấy đ ộ c h ín h xác b iểu d iễ n đ iế m trên ban đ ồ là m Đ = 0,4/;//// thì phái ch ọ n b ả n đ ồ ti lệ là 1: M n h ư sau : 5
Sai số vị trí điểm M Đ 20 40 80 200 ịcm) Tỉ lệ bản đồ 1: M 1 :50 0 1:1000 1: 2000 1: 5000 C ác đ iể m đ ịa vật thể h iệ n trê n b ản đ ồ phải có k h o ả n g cách lớn hơn \m m . K h ô n g th ể hiện cá c đ iể m ờ cá c k h o ả n g n h ỏ h ơ n \m m trên b ả n đồ. Vì vậy từ k h o ả n g c á c h các đ iể m đ ịa v ật cần th ể h iện m à c h ọ n tỉ lệ b ản đ ồ cho tư ơng ứng. Khoảng cách địa vật s 0,5 1,0 2,0 5,0 (m) Tỉ lệ bản đồ 1: M 1: 500 1: 1000 1: 2000 1: 5000 T rên thực t ế khi thiết k ế c ô n g trình thường chọ n bản đ ồ ở các tỉ lệ sau : - Bản đ ồ 1: 10 0 0 0 với k h o ả n g cao đ ể u c ơ b ản củ a đ ư ờ n g đ ồ n g m ức h b ằn g 1 ^ 2 m c h o k hu vực đ ồ n g b ằ n g hoặc h = 5m c h o k h u vực đ ồ i núi để thiết k ế các c ô n g trình x â y d ự ng d â n d ụ ng , khi ch ọ n tuyến, c h ọ n đ ịa điểm , thiết k ế sơ bộ, xấc đ ịn h d iệ n tích, th ể tích c ủ a hồ chứa. - Bản đ ồ 1: 5 0 0 0 với k h o ả n g cao đ ề u c ơ b ả n c ủ a đ ư ờ n g đ ồ n g m ức h b ằn g 1m c h o k h u vực đ ồ n g b ằ n g và h = 2ni c h o khu vực đồi núi đ ể lậ p tổng bình đ ồ th àn h phố, thiết k ế cá c k h u c ô n g nghiệp, thiết k ế đ ồ án k h u công nghiệp, thiết k ế kỹ thuật tưới tiêu. - Bản đồ 1: 2 0 0 0 với k h o ả n g cao đều c ơ bản h = 1 ^ 0 ,5 m đ ể lập thiết k ế kỹ th uật k hu cô n g n g hiệp , d â n d ụ n g , thủy lợi, các loại c ô n g trình ngầm , bản vẽ thi c ô n g tưới tiêu. - Bán đ ồ tỉ lệ 1 : 1 00 0 , k h o ả n g cao đểu c ơ b ản h = 0 ,5 m được d ùn g để thiết k ế thi c ô n g k h u vực c h ư a x ây dựng, tổng bình đ ồ k h u x ây d ự n g thành phố, thiết k ế thi c ô n g c ô n g trìn h n g ầ m , thiết k ế q uy hoạch đứng. - Bản đ ồ 1: 5 0 0 với k h o ả n g c a o đ ểu c ơ b ản h = 0,5/?/ để lập các bản vẽ thi c ô n g x ây d ự ng dân d ụ n g ở th àn h phố, khu vực c ô n g n g hiệp có m ật độ x ây d ự n g d ày đặc, đ o vẽ h o àn công. T rên thực tế, đối với các k h u vực ch ư a x ây d ự ng hoặc m ậ t độ xây dựng thưa, có thể sử d ụ n g bản đ ồ tỉ lộ n h ỏ hơn. Khi thiết kế, để dễ thể h iệ n có thể p h ó n g b ả n đ ồ lên tỉ lệ lớn hơn. 1.1.2. Độ chính xác biếu diễn điểm chi tiết trên bản đồ Bản đ ồ địa hình được th ể hiện ở tỉ lệ c ơ b ản giai đo ạn trước là 1:10 000, hiện n ay là 1 : 2 000. Đ ố i với b ản đ ồ địa h ình cô n g trình, khi thành lập, được 6
xác đ ịn h th e o các yếu tố cần thiết c h o tính to án th iết k ế n h ư tọa độ, đ ộ cao, đ ộ d ố c, và c á c số liệu khác. Bản đ ồ đ ịa h ìn h c ô n g trình gồm có các loại: - B ản đ ồ k h ả o sát: được thành lập để để k h ả o sát, lựa ch ọ n ph ư ơ n g án tối ưu c ủ a c á c tu y ến h oặc các kh u vực xây dựng c ô n g trình. B ản đồ loại n à y có thể d ù n g đ ể thiết k ế chi tiết cô n g trình. - Bản đ ồ h o ằn công: được thành lập khi x â y dự ng x o n g các h ạ n g m ụ c và toàn bộ c ô n g trình, để k iểm tra sự phù hợp củ a thi cô n g so với thiết kế, đ ồ n g thời làm tài liệu ch o q u á trình sử d ụ n g cũng n h ư cải tạo sửa ch ữ a sau này. - Bản đ ồ k iể m kê: được thành lập trong q u á trình sử d ụ n g cô n g trình, để k iểm tra b ả o dư ỡ n g và sửa chữa cô n g trình. D o m ỗ i loại b ả n đ ồ đ ều có đ ặc thù riêng. Đ ố i với từ n g c h u y ê n n g àn h cũ n g có y ê u cầu k h á c nhau. V í dụ côn g trình thủ y lợi c ó y êu cầu c a o về độ ch ính x ác c ủ a độ cao, cô n g trình g iao thông c ó yêu cầu cao về đ ộ c h ín h x ác d ọc tuyến. T rên m ộ t c ô n g trình, các hạng m ụ c k h á c nh au cũ n g có y ê u cầu kh ác nh au về đ ộ c h ín h xác. Đ ộ c h ín h xác của điểm biểu diễn trên bản đồ được đặc trưng b ằng sai số trung phương tổng hợp vị trí m ặt bàng và độ cao của điểm địa hình và địa vật. Sai số tru n g phư ơng vị trí m ặt bủng của đ iểm x ác đ ịn h th eo c ô n g th ứ c : T ro n g đ ó : m x và m Y - sai số tru n g phư ơng thành phần c ủ a điểm . T rên thực tế tư ơng q u a n giữa các sai số th àn h ph ần là yếu, nên c ó thể coi m x = m Y = m K, từ đ ó có th ể v i ế t : m Đ = m K. V 2 Sai s ố vị trí đ iể m g ồm : sai số đ iểm k h ố n g chế, sai s ố đo, sai s ố vẽ, sai số d o b iến d ạ n g c ủ a giấy...T rên thực tế sai số c ủ a đ iểm k h ố n g c h ế là rất nhỏ, nên có thể b ỏ qua. Vì vậy, sai số đ iểm được x ét so với đ iể m k h ố n g c h ế g ần nhất. T h e o s ố liệu k h ả o sát thì: m K = 0 ,1 8 /w ?7 đối với khu vực đã xây dựng; m K = 0,30//w/ đối với khu vực chưa xây dựng hoặc m ật độ xây d ựng thấp. T h e o c ô n g thức (1.1.3) tính được: 7
m Đ = m K. \ 2 = 0 ,3 mm đối với khu vực đ ã xây dựng; m Đ = m K. V2 = 0,4/?;//; đối với khu vực chưa xây dự n g hoặc m ậ t đ ộ xày d ự ng thấp. T ro n g qu á trình can in cò n m ộ t số n g u ồ n sai số k h ác ảnh h ư ờ ng đến độ ch ín h xác điểm . Khi thiết kế, độ ch ín h xác c ủ a các địa vật kiến trúc yèu c;1u rất cao, sai số k hô ng vượt q u á 0 ,2 m m. Vì vậy, cần phải đo vẽ với đ ộ chính xác rất c a o đối với các địa vật q u an trọng. Đ ối với bản đồ ti lệ lớn sai s ố khái q uát hoá đ iểm chi tiết k h ô n g được vượt qu á 0 ,5 mm. Đ ộ đ ầy đủ của các đ iểm chi tiết được đ ặc Irưng b ằn g m ức đ ộ d ày đặc củ a các đ iểm chi tiết cần thiết và có thể biểu diễn trên bàn đồ. Đ ộ đầy clii được b iếu thị b ằ n g kích thước n h ỏ nhất c ủ a đối tượng và k h o ản g cách nhò n hất giữa các đối tượng có thể biểu diễn trên bán đồ. V í dụ: Cần biểu diễn hai điểm địa vật cách nhau s= 1/» ng oài thực địa với k h o ả n g cách s = \m m trên bản đồ thì tỉ lệ bản đ ồ cần thiết : M s 1000 s 1.1.3. Độ chính xác biểu diễn địa hình trên bản đồ Đ ịa hình là yếu tố q u y ết định việc chọn tuyến và địa điếm xây dựng, quy h oạch c h u n g củ a côn g trình. Đ ịa h ình là c ơ sở để thiết k ế quy h o ạ c h đứng, đ ô dốc c ủ a các h ạ n e m ụ c cô n g trình ... Trên bản đồ, đ ịa hình được biêu thị bằng độ cao của các đ iểm chi tiết đặc trưng và các đư ờ n g đồ n g m ức. Đ ường đ ồ n g m ứ c được vẽ b ằn g phương p h áp nội suy tuyến tính hoặc trên các m ô h ình ảnh lập thể. T ro n g q u á trình vẽ, địa h ìn h đ ã được khái qu át hóa. VỊ trí đư ờng đ ổ n g m ức trên bán dồ có các nguồn sai số sau: - Các sai số ít phụ th uộc vào đ ộ dốc củ a m ặt đất n h ư xác đ ịn h độ cao của đ iểm chi tiết, khái q u át hoá đ ịa hình, độ lồi lõm của địa hình. - C ác sai số phụ thuộc n hiều vào độ dố c m ặt đất n h ư độ ch ín h xác vị trí đ iểm m ặt bằng, nội suy độ cao, vẽ đường đ ồ n g mức. Các sai số đ án g ch ú ý nhất là độ khái q u át hoá và đ ộ lồi lõ m của địa hình. Sai s ố này phụ thuộc vào m ậ t độ điểm chi tiết. Sự phụ ih uộc đ ó được biểu diễn th eo c ô n g thức: 8
T ro n g đó : s - k h o ả n g cá c h giữa các điểm chi tiết; e - hệ số ảnh hư ởng d o khái quát hoá và độ lồi lõm c ủ a đ ịa hình: - Đ ố i với kh u vực b ằng phẳng, có độ dốc đều: e = 0,01 - 0,012; - Đ ố i với k h u vực lồi lõm trung bình, độ d ố c k h ô n g đều: e = 0,015; - Đ ố i với khu vực vùng n ú i : e = 0 ,0 2 . Đ ê đ án h giá sai sỏ biếu diễn địa hình thường d ù n g c ô n g thức rút ra từ th ụ : ng hiệm : m „ = a + b.tgy (1.1.5) T ro n g đó : m H - sai số tru ng phương xác đ ịnh đ ộ cao th eo đ ư ờ n g đ ồ n g mức; Y - 2ÓC n g h iên g củ a đ ịa hình. Đ ộ dốc i = tgy; a - hệ số phụ th uộ c vào sai số m ốc độ cao, sai số đo đ iểm chi tiết, sai số d o khái q u á t địa hình; b - hệ số phụ th uộ c vào sai số nội suv, sai sô' vẽ và can đư ờn g đ ồ n g m ức. T h e o B olsakov sai sò' irưníỊ phtrơns xác đ in h đ ộ cao theo đ ư ờ n g đ ổ n g mức thê hiện b ằng c ó n g thức : mu = ( 1. 1.6 ) T ron g đó : e - hệ số ảnh hưởng d o khái quát hóa và đ ộ lồi lõm củ a địa hình; s - k h o ả n g cá c h giữa các đicm chi tiết; h - k h o ả n e c a o đều c ơ bản; iTB - đ ộ dốc tru n g bình; m Hct - sai số đ ộ cao đ iếm chi tiết; m mi;, - sai số m ặt b ằn g đ iểm chi tiết; M - số tỉ lệ bản đồ. C ông thức (1 .1.6) ch o thấy ành hưởng cua đ ộ kh ái q u át h ó a đ ịa h ình tới sai sỗ x ác xác đ ịn h đ ộ cao. M ật khác nó cò n c h o thấy tỉ lệ bản đồ c à n g n h ỏ sai số vị trí điểm chi tiết m ặt bằng ánh hưởng tới độ c h ín h x ác đ ộ c a o tăng càn g nhanh. Sai số đ ộ cao c h o phép q u v định là : 9
rriH (1.1.7) 3 : 4 T h ự c t ế c h o th ấy sai s ố đ ộ c a o k h i đ o vẽ b ả n đ ồ th e o phư ơng p h áp trực tiếp trên m ặ t đ ấ t và b ằn g p h ư ơ n g p h á p đ o vẽ ả n h to àn n ăn g là n h ư nhau. K ết q u ả k iể m tra đ á n h g iá n g o ài thực đ ịa ghi ở b ả n g 1.1. Bảng 1.1 Sai sô độ cao trên bản đồ Khoảng cao đều h Sai số độ cao mH Tỉ lệ bản đồ (m) (m) 1 : 500 - 1 : 1 000 0,5 0 ,0 8 - 0 ,1 2 1 : 2 000 - 1 : 5 000 1,0 0 ,1 8 - 0 ,2 2 1 : 5 000 2,0 0,30 - 0,40 Khoảng cao đều cơ bản cần thiết K h i lậ p b ả n đ ồ địa h ìn h , k h o ả n g cao đ ề u c ơ b ả n h được x á c đ ịn h theo y êu c ầ u th iết kế, đ ặ c đ iể m c ủ a c ô n g trình, đ ộ c h ín h xác cần thiết vể đ ộ cao, m ức đ ộ phứ c tạp c ủ a địa hình... V í d ụ : Sai s ố b iểu d iễ n đ ộ cao ở đ ồ n g b ằ n g m H = 0,2.h, khi thiết k ế c ô n g trìn h th ủ y lợi sai số đ ộ c a o c h o p h ép m cpH = 0,10/7?. K h o ả n g cao đ ều cần th iết c ủ a b ả n đ ồ là : h= — = 0,5/7/ 0,2 Đ ố i với b ả n đ ồ lập b ằ n g p h ư ơ n g p h áp ản h ỉậ p thể, độ c h ín h xác biểu d iễn đ ịa h ìn h c ò n ph ụ th u ộ c vào đ ộ cao b ay c h ụ p H . T h ư ờ n g q u an h ệ dó là: m H = H .5 .1 0 '3 (1.1.8) T h e o (1 .1 .7 ) thì : h = H. 10'3 (1.1.9) N ế u y êu cầu h = Im thì đ ộ c ao b a y c h ụ p là IOOOa?/. N g o ài ra, đ ể đ ả m b ảo khi sử d ụ n g các đ ư ờ n g đ ồ n g m ứ c phải cách n h au 5mni - 20m m trên bản đồ. K hi đ ó k h o ả n g cao đ ề u c ơ b ản củ a đư ờng đ ồ n g m ứ c trên b ả n đ ồ ti lệ 1 : M tính th eo cô n g thức: h = s.i.M ( 1.1.10) T ro n g đ ó : h - k h o ả n g c a o đều c ơ bản; 10
i - độ d ố c đ ịa hình; s - k h o ả n g c ách đường đồng m ức trên bản đồ; M - s ố tỉ lệ b ả n đồ. V í dụ, với b ản đ ồ tỉ lệ 1 : 1000, có độ d ố c i = 0,2; k h o ả n g c á c h đ ư ờ n g đ ồ n g m ứ c s = 5m m thì khoảng cao đ ều cơ bản cần thiết là h = \m . K h o ả n g c a o đ ề u cơ bản được ch ọ n khi lập b ả n đ ồ đ ịa h ình c ô n g trìn h ở b ảng 1.2. Bảng 1.2 Khoảng cao đều cơ bản đế ỉập bản đồ địa hình. Khoảng cao đều cơ bản Tỉ lệ bản đồ (m) Đồng bằng- dốc < 6° Vùng núi 1 : 500 0,5 1,0 1 : 1 000 0,5 1,0 1 : 2 000 0,5 2,0 1 : 5000 0,5 2,0 1.1.4. Độ chính xác đo trên bản đồ 1. Độ chính xác đo cạnh trên bản đồ Đ iể m chi tiết được biểu diễn trên bản đ ồ với sai s ố m Đ. Khi đo khoảng cách trên b ả n đồ sai số c ủ a nó phụ thuộc vào đ ộ ch ín h xác c ủ a đ iể m ch i tiết. K h o ả n g c á c h tính theo vị trí đ iểm là: s= (1.1.11) N ế u coi sai số các tọa độ như nhau và b ằng rriị, th eo phân b ố sai s ố c ủ a các đại lư ợng đ o tron g hàm , tính được: ms = mĐ ( 1. 1.12) hay là độ chính x á c cạnh đo trên bíbì đỏ tương đươììg với đ ộ chính xú c của điếm trên bủn đỗ. 2. Độ chính xác của hướng đo trên bản đổ G ó c đ ịn h hướng trên bản đồ được tính theo tọ a đ ộ củ a hai đ iể m A và B th eo c ô n g thức:
Y b- Y tga (1.1.13) X b- X . N ếu coi sai số vị trí đ iể m là m Đ, từ c ô n g thức tính góc định hướng xác đ ịn h đư ợc : m " a -= -~zr m Đ po” (1.1.14) T ro n g đ ó : s - khoảng cách giữa hai đ iểm . S ai s ố x á c định ÍỊÓC trên bản đ ồ tỉ lợ thuận với sa i s ố vị trí điếm m D và tỉ lệ nghịch với khoảììiỊ cách iỊÌữa h ai điểm . 3. Độ chính xác tính góc trén bấn đồ G ó c p trên bản đồ có thê tín h từ các g óc đ ịn h hướng: pAR (1 .1 .1 5 ) C ác g ó c đ ịn h hướng đư ợc lín h từ tọa đ ộ c ủ a các điểm : Y Y - Y A o B o |3 AB = arctg arctg .1.16) X -X X -X B o n o N ếu coi các đ iểm có đ ộ c h ín h xác n h ư n hau và đều có sai số là rriị, m A = m n = m 0 = m Đ. T ừ h à m (1.1.16) lính được sai số xác đ ịn h góc bằn trên bản đ ồ ■> -* cosp rri[i + p -m õ- (1.1.17) V V OAO 'BO S ao - S bo/ X é t các trường hợp sau đối với c ô n g thức 1.1.17: - K hi k h o ả n g cách b ằn g n h a u S vo = SRO = s, thì : _ , P-mĐ n IT1[( = + n i ^ i H x/ 2 - c o s p o - K h i p = 9 0 ° , co sp = 0, thì : ni(ì - —= + p' ,rLĐựĩ K hi (ỉ = 180° , c o s p = -1, thì : _ , p- m Đ /õ ni[Ị - ± — VJ
- Khi p = 0° , COSỊ3 = 1, thì : _ -L. p- m Đ míí= s 4. Đ ộ c h ín h x á c tín h d iện tích trên bản đ ồ M ộ t đ a g iác g ồ m i = 1 - n điểm . T ọ a độ cứa đ iể m i là X; và Yj. D iệ n lích đ a giác tính theo cô n g thức: 2 p = Ẻ X,(Yi-i - Yi+1) = Ệ Yi(Xi+! - X,-,) (1.1.18) 1 1 N ếu coi sai số vị trí các đ iế m như nhau, sai s ố th àn h phần m xi = m Yi, từ (1 .1 .1 8 ) ta có : = (1.1.19) 2 V2 VT T ro n g đó D l l+2 là đ ộ dài đư ờ n g ch éo từ m ộ t đỉnh, bỏ q u a đ ỉn h tru n g gian, n ối tới các đ ỉn h tiếp iheo. T h e o M a slo v sai s ố tru ng phư ơng tính d iện trên b ản đ ồ tính b ằn g c ô n g thức g ần đ ú n g ------- - rrip = ( 1 . 1 .2 0 ) T ro n g đó : p - diện tích k h u vực cần xác định; K - tỉ s ố giữa chiều dài và ch iều rộng củ a khu vực; ■> 11 + K 2 T ro n g biểu thức (1.1.20) đai lượng , I— -----n h ỏ nhất khi K = 1. ■ V 2K D o đ ó d iện tích hình v u ô n g hoặc tam giác có đ á y b ằn g c h iều cao được x á c đ ịn h d iện tích c h ín h xác nhất. 5. Sai số tính chênh cao và độ dốc trên bản đồ C h ê n h cao h ABtrên bản đồ tính iheo cô n g thức : h.AB = H b - H a, T ro n g đ ó : H,„ H a - đ ộ c a o tu yệt đối củ a điếm B và A tính được trên bản đồ. 13
N ếu coi sai s ố đ ộ cao các đ iểm n h ư n h a u m HA = m HB = m H thì sai sô x ác đ ịn h c h ê n h c a o : m hAB = m HV 2 Đ ộ d ốc đ ư ờ n g th ẳn g A B tính th eo c ô n g thức: _ hAB S ab Sai số tín h đ ộ d ố c : rr ih rrtH -v 2 ( 1. 1.22 ) 1.2. ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA M ẠNG LƯỚI M ẶT BẰNG M ạ n g lưới trắc địa được x ây dự ng đ ể làm c ơ sở p h ụ c vụ đ o vẽ các tài liệu k h ả o sát m ặ t b ằ n g và p hụ c vụ thi c ô n g c ô n g trình. M ậ t đ ộ đ iể m và đ ộ ch ín h x ác c ủ a lưới ph ụ th u ộ c tỉ lệ, đ ộ c h ín h xác đo vẽ và đ iều k iện đ ịa h ình k h u vực đo vẽ. K h i đ o vẽ c á c b ản đ ồ tỉ lệ lớn 1: 500 , 1: 1000 trên k h u vực diện tích lớn h ơ n 25km 2 th ư ờ n g xây d ự ng các d ạ n g đư ờ n g c h u y ề n h ạ n g I và II d ự a trên cơ s ở c ủ a m ạ n g lưới k h ố n g c h ế quốc gia. M ạ n g lưới đ ộ cao x ãy d ự n g tương đ ư ơ n g lưới đ ộ c a o h ạn g I 4- II. Đ ố i với k h u vực đ o vẽ d iện tích từ 2,5 25kỉ?i2 thư ờ n g x â y d ự n g các đư ờ n g c h u y ề n k h é p k ín h ạn g I và II. M ạ n g lưới trắc đ ịa xây d ự n g n g o ài c ô n g trư ờ n g đ ể p h ụ c vụ thi c ô n g c ô n g trình đư ợ c x â y dự ng làm 3 cấp, đặc biệt k h i cô n g trư ờ n g lớn hơ n 100Ấ77Í2 có th ể x â y d ự n g m ạ n g lưới 4 cấp. Đ ộ ch ín h x á c củ a m ạ n g lưới trắc địa p h ụ th u ộ c vào đ ộ c h ín h xác b ố trí c ô n g trình cần thiết. Đ ố i với m ạ n g lưới trắc đ ịa 3 cấp thư ờ ng đư ợc x â y dự ng n h ư sau : - M ạ n g lưới tổ n g thê - m ạ n g tam g iác đ o g óc, đo cạ n h h o ặc m ạ n g đư ờng c h u y ề n h ạn g I ; - M ạ n g lưới tăn g d ày - đư ờng ch u y ền h ạn g II; - M ạ n g lưới b ố trí đo vẽ - đư ờ n g c h u y ề n k in h vĩ h o ặ c m ạ n g tam g iác nhỏ. 14
N ếu m ạ n g lưới trắc đ ịa được x ây d ự n g k h ô n g p h ụ th u ộ c lẫn n h a u thì sai s ố vị trí c á c đ iể m k h ố n g c h ế trắc địa được tính n h ư sau: m = V m ỉ + n i2 + rm ( 1.2. 1) T ro n g đ ó : m , , m 2 , m 3 - sai số vị trí các đ iể m các c ấ p tư ơng ứng khi x â y d ự n g lưới k h ố n g chế. D ựa trê n n g u y ê n tắc sai s ố vị trí đ iểm c ủ a lưới h ạ n g trê n ả n h h ư ở n g tới đ ộ ch ín h x á c vị trí đ iể m c ủ a lưới h ạn g dưới < 13% thì có th ể b ỏ q u a , vì vậy n ê n c ó th ể c h ọ n m ộ t h ằn g s ố K sao cho: ( 1.2.2) Đăt : thì : m = m3Ọ . V ớ i K = 1,5 thì Q = 1,28; với K = 2 ,0 thì Q = 1,15. L ấ y m = 0,2 m m sẽ xác địn h được sai s ố m , , m 2 và m 3 c ủ a c á c c a p lưới k h ố n g c h ế tư ơ n g ứn^’ ơ n goài thực địa ch o b ản đ ồ tỉ lệ ] : M . m , = 0 .2 .M : K 2.Q m 2 = 0 ,2 .M : K .Q m 3 = 0 ,2 .M : Q (1.2.3) V í d ụ : k h i vẽ b ản đ ồ 1 : 5 0 0 với K = 1,5 thì sai số vị trí đ iể m c ủ a lưới k h ố n g c h ế c á c c ấ p là : m , = ± 3 ,5 em; m , = ± 5 ,2 crrr, m 3 = ± 7,8cm . V ớ i K = 2 tính được : m , = ± 2,2c??/; m 2 = ± 4,4(7?/; m , = ± 8,8t77/. N h ư vậy kh i đ o vẽ bản đồ tỉ lệ lớn 1 : 5 0 0 sai s ố vị trí c á c đ iể m k h ố n g c h ế c á c c ấp < 3 ^ -4 cm . Các đ iể m đ ư ờ n g c h u y ề n tăn g d ày < 5-^-6cm . T rư ờ n g h ợ p tổ n g quát, lưới có n cấp, đ ể ảnh h ư ở n g c ủ a đ iể m c ấ p trên đến đ i ể m c ấ p dưới là k h ô n g đ á n g kể c ầ n xác đ ịn h hệ s ố k : 15
m m ; = (1.2.4) N h ư v ậy sai s ố c ủ a lưới cấp dưới sẽ là : m:= m (1 .2 .5 ) T ro n g đ ó : IT1; - sai s ố c ủ a lưới cấp i; lĩ^., - sai số lưới cấp trên. Suy ra : k = ( 1 . 2 .6 ) r _ V mị V Khi rriị : m M = 1,10, tức là ảnh hưởng của lưới cấp trên là 10%, thì k = 2,2. T rên thực t ế lấy k = 2. Sai s ố c ủ a lưới c ấ p thứ n lính được : = m Dn V k= V ■ ... V í d ụ khi là m b ả n đồ tỉ lệ 1 : 50 0, yêu c ầ u sai số vị trí đ iể m n g o ài thực đ ịa m Đ = = 0,1/;/. iheo c ô n g thức (1.2.7) tính đ ư ợc k ế t q u ả ò b ả n g 1.3 đối với lưới 3 c ấ p và lưới 4 cấp. Bảng 1.3 Sai sô vị tr í điếm lưói khống chê n cấp. k L ưới 3 cấp Lưới 4 cấ p T am Đa Đo H ạng III H ang Đa Đo g iá c g iá c vẽ IV g iá c vẽ V ĩ 38/77/7/ 5 3 11ÌÌ1Ì 7 8 IIIIIÌ 16 m m 3 6 m in 5 2 nim 73 m m 2 22 44 83 11 22 43 87 2 ,5 15 37 92 9 15 37 92 3 10 31 94 3,5 11 32 95 B ản g 1.3 c h o th ấy khi tăng số c ấ p của lưới, tăn g giá trị c ủ a k thì độ c h ín h x á c yêu c ầ u đối với lưới c ấ p trên tăng lên. 16
1.3. XÁC ĐỊNH Đ ộ DÀI CỦA ĐƯỜNG CH UYỂN TRẮC ĐỊA Đ ư ờng c h u y ề n trắc đ ịa là d ạn g lưới thư ờng đư ợc x ây d ự n g đ ối với các cỏ n g trình hình tuyến. Đ ư ờ n g ch u y ền trắc đ ịa nối hai m ố c A và B khi x â y dựng nếu bỏ q u a sai số đ iểm gốc thì nó bị ản h h ư ở n g c ủ a sai s ố đ o c ạ n h m s và sai số đo góc mp . Đ ộ dài cho p hép củ a đư ờ n g ch u y ề n trắc đ ịa ph ụ thu ộc vào ảnh hưởng c ủ a các sai số trên. Đ iể m K trcn hình 1.1 được xác định tọ a độ từ các m ố c A và B. A B s B' Hình 1.1. Sai sô dườiìiỉ chuyền trắc dịa. T rọ n g s ố đ iểm K tính từ hai m ố c : p1 A = _ 1 •’ 1p B = _ 1 La Lb T ron g đó: L a - k h o ản g cách từ m ố c A đến m ố c K; L B-k h o ả n g cá c h từ m ố c B đến m ố c K. T rọn g s ố trun g bình củ a đ iểm K : T r ọ n s s ố đ iếm B tính theo đ iểm A là : 1 = h . ( 1.3.1) L 4 17
Biểu thức 1.3.1 cho thấy ở điểm cuối đườngchuyền sai số chuyển vị dọc lớn gấp hai lần sai số chuyển vị dọc ở điểm giữaK = 2mDK (1.3.2) Ảnh hưởng của sai số đo góc trong đường chuyền hay còn gọi là sai số ngang ( hình 1.2) tính theo công thức : m N = b in * ịm ĩh ĩ (1 .3 .3 ) p V 3 Trong đó : L - chiều dài đường chuyền; mp - sai số đo góc bằng; n - số điểm của đường chuyền. Sai sô' chuyển vị ngang của điểm K tính từ mốc A , được xác định theo công thức: m _ Lmp n i+ 1,5 3 ° ' 34) Trong đó : n, - số điểm tính từ mốc A đến mốc K. Nếu điểm K tính từ hai mốc tới thì sai số trung phương ngang tính theo công thức: Ib _ Lfxip /1 "5
"" 4 V (n + 1.5) 4 Tính sai sô' trung phương vị trí điểm K sau bình sai khi xét ảnh hưởng của sai số đo cạnh và sai số đo góc theo các công thức (1.3.1) và (1.3.4) M Ĩ= ± V m 2 DK+ m 2 NK (1.3.8) Tính sai số trung phương vị trí điểm B sau bình sai khi xét ảnh hưởng của sai số đo cạnh và sai số đo góc theo các công thức (1 .3 .3 ) và (1 .3 .6 ), được : M t = ± J m 2DB+ m ịB (1.3.9) Tính sai số trung phương trung bình của điểm K sau bình sai khi xét ảnh hường của sai số đo cạnh và sai sô' đo góc theo các công thức : ' M Ĩ= M i (1.3.10) K 2,5 Biểu thức (1.3.9) cho thấy sai số vị trí điểm giữa đường chuyền sau bình sai giảm 2,5 lần so với sai số 1chép điểm cuối đường chuyền trước bình sai. Từ đó tính sai số cho phép điểm yếu nhất trên đường chuyền : Íq, = 2,5 M * = 0 ,4 .2 ,5 =1 m m > 0 ,8 mm. T ừ đ ó su y ra sai s ố tương đối đ o c ạ n h c h o p h é p : - = 0 ,8 m m . — T L hay : L = 0 ,8 .M .T (1.3.11) T ro n g đ ó : M - s ố tỉ lệ của b ả n đồ; L - c h iề u d ài đư ờ n g ch uy ền ; T - xác định từ sai số tương đối đo cạnh cho phép.
K hi đ o cạn h vớ i sai số 1 : 1 5 0 0 , tí lệ b ả n đ ồ 1 : M = 1 : 5 0 0 0 thì tính được ch iều dài đ ư ờ n g c h u y ề n ch o p h é p : L = 0,8.1500.5000 = 6/7/1 1.4. LƯỚI ĐỘ CAO CÔNG TRÌNH 1.4.1. Độ chính xác của lưới độ cao Lưới đ ộ cao trong trắc đ ịa thư ờ ng được x â y d ự n g đê p h ụ c vụ đ o vẽ bản đồ, đ ồ n g thời ph ục vụ b ố trí c ô n g trình. T h ư ờ n g lưới đ ộ c a o đ ư ợ c c h ia làm ba cấp, khi diện tích đ o vẽ lớn có thê xày d ự n g lưới b ố n cấp. C ác lưới đó thường được phát triển từ m ạ n g lưới đ ộ cao q u ố c gia h ạn g II. K hi xây d ự ng m ạ n g lưới độ cao g ồ m b a cấp, sai số đ ộ cao tính n h ư sau: (1.4.1) T ro n g đ ó : Ahn, Ah|,|, Ah,v - cá c sai s ố x ây dự n g lưới đ ộ c a o dược x em n h ư đ ộ c lậ p ở các cấp tư ơng ứng. N ế u lấy sai s ố đ ộ c a o c á c đ iể m tro n g lưới Ah < ± 3 0 nim , c ó th ể viết n h ư sau (1 .4 .2 ) Khi đó : (1 .4 .3 ) h oăc : Ah = Ah|V Q Với k = 1,5 tính Q theo (1.4.3) được Q = 1,28 đ ả m bảo ảnh h ư ở n g sai số đ iểm gốc < 13%. Khi đó tính được sai s ố tương ứng ở các cấp :
Ah,v = — - = ± 2 3 ,4 rum ( 1 .4 . 4 ) T ro n g xây d ự n g lưới ô vuông thường đư ợc d ù n g đ ồ n g thời làm lưới k h ố n g chê độ cao. Khi đó các đường ch u y ề n đ ộ cao ch ính là các đư ờ n g c h u y ề n độ cao k h é p kín hạng III. Bên tro n g được tăng d ày b ằn g các đ ư ờng c h u y ề n đ ộ cao h ạ n g IV (hình 1.3). IV!
Tính được chiều dài của đường chuyền độ cao hạng m: 1 0 m m 'S ĩ , ( k m ) = ±33,1 m m (1.4.8) L = ± ( 33,1 mm : 10 )2 = ± 10,9 km ( 1.4.9) Trong trường hợp các đường chuyền độ cao có độ dài lớn hơn so với các độ dài cho phép tính ở trên thì phải đo nối chúng với các mốc độ cao hạng trên cần được xây mới để bảo đảm độ dài đường chuyền cho phép. Lưới xây dựng thường được thiết kế ở dạng lưới ô vuông nên các đường chuyên độ cao có thể đo theo sơ đồ (hình 1.4). Trong đó trạm Đ , đo các mốc 1, 2, 3, 4; Trạm Đ 2 đo các mốc 3, 4 5, 6. Trạm Đ j đo các mốc 5, 6, 7,*8... 7 8 2 Hình 1.4. S ơ đ ổ đư ờ n g c h u y ê n đ ộ ca o . 1.4.2. Đánh giá độ chính xác của lưới Sai số điểm i trên đường chuyền nối hai mốc độ cao tính từ công thức tính trọng s ố : n ( 1 .4 .1 0 ) hoạc: L ( 1 .4 .1 1 ) 22