Bài giảng Trắc địa công trình - Chương 1: Lưới khống chế trắc địa công trình - Thái Văn Hòa

hần
khác của mạng lưới sẽ tiếp tục hoàn thiện sau.
Nhược điểm: Trong suốt quá trình đo đạc, tính toán
bình sai thì các điểm của lưới được giữ lại trên thực địa
bằng các cọc gỗ tạm thời nên có khả năng dễ bị hư hại,
mất mát.
1304:49 CH
c, Cách đánh số và ký hiệu điểm
Các điểm của mạng lưới xây dựng được đánh số
bắt đầu từ điểm gốc theo 1 trong 2 cách sau đây:
Cách 1:
Hình 3-2: Đánh số và ký hiệu điểm lưới ô vuông cách 1
1314:49 CH
Cách 2:
Theo các khoảng cách 100m trên trục x thì ký hiệu
chữ A, còn trên trục y ký hiệu chữ B.
Hình 3-3: Đánh số và ký hiệu điểm lưới ô vuông cách 2
1324:49 CH
9/21/2015
34
d, Công tác hoàn nguyên điểm
Việc bố trí mạng lưới gần đúng ban đầu có độ chính
xác không cao (sai số tương đối 1:1000 – 1:2000) cho nên
tọa độ thực tế các điểm của mạng lưới sẽ khác nhiều so
với tọa độ thiết kế. Trên những khu vực rộng lớn, sự sai
khác đó có thể tới 2-3 m hoặc lớn hơn.
Để tìm vị trí thiết kế của các điểm trên thực địa, dựa
vào tọa độ thực tế tính được và tọa độ thiết kế của chúng,
bằng cách giải bài toán nghịch ta xác định được các yếu tố
hoàn nguyên về góc và chiều dài. Sau đó từ các mốc tạm
thời ta đặt các yếu tố hoàn nguyên để tìm vị trí đúng của
các điểm.
1334:49 CH
Thí dụ: Điểm N10 có các tọa độ:
Tọa độ thực tế tính được Tọa độ thiết kế
x' = 400,372 m x = 400,000 m
y’ = 0,673 m y = 0,000 m
Ta tính được các yếu tố hoàn nguyên:
Do vậy:
 S = 0,764 m.
1344:49 CH
Sau khi tính được các yếu tố hoàn nguyên cho tất
cả các điểm ta lập sơ đồ hoàn nguyên đối với từng điểm.
Dưới đây là ví dụ về sơ đồ hoàn nguyên điểm N10 (Hình
3-4).
Trên sơ đồ này tại mỗi điểm tạm thời của lưới người
ta ghi rõ các yếu tố hoàn nguyên. Để tìm hướng hoàn
nguyên (N10’ – N10) người ta còn ghi chú thêm góc định
hướng 1 của hướng từ điểm N10’ đến một trong các điểm
lân cận, giá trị này lấy từ bảng tính đường chuyền (chẳng
hạn góc 1=89
0 59’ 20”).
Góc kẹp  chính là hiệu của hai góc định hướng:
 = 2 - 1 = 151
0 05’ 10”.
1354:49 CH
Hình 3-4
1364:49 CH
9/21/2015
35
Thao tác cụ thể của việc hoàn nguyên điểm trên
thực địa như sau:
Đặt máy kinh vĩ tại điểm mốc tạm thời cần hoàn
nguyên N10’ rồi ngắm về tiêu ngắm ở N11’. Đưa số đọc
trên bàn độ ngang về giá trị 890 59’ 20”.
Quay máy đặt giá trị 2 = 241
0 04’ 30”, rồi dọc theo
hướng ngắm đặt đoạn thẳng hoàn nguyên.
Vì yếu tố hoàn nguyên về chiều dài thường không
vượt quá một vài mét, cho nên để đặt nó một cách chính
xác, người ta dùng một sợi dây thép dài 10-15 m căng
bằng 2 que sắt, 1 que dựng tại tâm mốc, còn que kia nằm
trong mặt phẳng ngắm của máy kinh vĩ.
1374:49 CH
Để kiểm tra hướng hoàn nguyên ta có thể đo lại trị
số góc  theo cách sau: đưa ống kính ngắm về điểm N11’
và đặt số đọc trên bàn độ ngang là 0000’00”. Sau đó quay
máy bắt tiêu thứ hai là que sắt đang căng dây thép, rồi đọc
số góc kẹp. Nếu góc đó sai lệch so với trị số tính toán
không quá 30” – 60” thì dọc theo hướng dây thép đang
căng ta đặt đoạn thẳng hoàn nguyên S = 0,764 m bằng
thước thép và đánh dấu điểm tìm được bằng một cọc nhỏ
tạm thời.
Sai số trung phương vị trí điểm sau hoàn nguyên so
với điểm tạm thời có thể tính theo công thức:
1384:49 CH
(3-2)
Trong đó:
mP – Sai số trung phương xác định vị trí điểm hoàn
nguyên;
mS – Sai số đặt đoạn hoàn nguyên s;
m - Sai số trung phương đặt góc .
Nếu lấy các giá trị:
mS = 2 mm; s = 5 m; m = 1’ thì ta tính được: mP =
2,4 mm.
1394:49 CH
Khi hoàn nguyên điểm, khoảng cách hoàn nguyên
cần được đặt theo hướng nằm ngang. Vì vậy ở những chỗ
dốc cần tính số hiệu chỉnh do độ nghiêng vào chiều dài
ngang theo công thức:
(3-3)
Trong đó:
h – Chênh cao giữa 2 đầu đoạn hoàn nguyên.
Kinh nghiệm cho thấy hầu hết những sai số lớn
trong việc lập lưới xây dựng đều là do khi hoàn nguyên ta
không tính đến số hiệu chỉnh này.
Các điểm của mạng lưới xây dựng sau khi hoàn
nguyên xong được cố định bằng các mốc bê tông. Vì các
mốc này là các mốc độ cao nên cần phải được chôn sâu
từ 1,2 – 1,5 m (có trường hợp chiều sâu mốc có thể tới 2 –
2,5 m).
1404:49 CH
9/21/2015
36
Khi các điểm rơi vào vùng đào đắp thì có thể chôn
bằng các mốc gỗ dài 1 – 1,5 m.
Để đặt cho tâm mốc bê tông trùng với tâm điểm
hoàn nguyên thì trước khi đào hố chôn mốc, theo hai
hướng vuông góc với nhau tại vùng tâm mốc người ta
đóng 4 cọc cách tâm mốc khoảng 2 – 2,5 m, để khi căng
chỉ qua từng cặp điểm cọc thì giao của chúng sẽ là tâm
mốc.
Sau khi chôn mốc bê tông xong, nếu mốc tạm thời
vẫn còn lưu lại thì để kiểm tra người ta đo lại khoảng cách
giữa hai tâm mốc này.
Xung quang mốc bê tông phải đào rãnh thoát nước
và rào lại để bảo vệ.
1414:49 CH
e, Đo kiểm tra lưới ô vuông xây dựng
Đo kiểm tra lưới ô vuông xây dựng nhằm mục đích
kiểm tra xem việc hoàn nguyên các điểm có chính xác hay
không, đồng thời đánh giá khả năng sử dụng của mạng lưới.
Việc kiểm tra bao gồm cả kiểm tra về góc và kiểm
tra về chiều dài cạnh.
+ Kiểm tra về góc:
Việc đo kiểm tra về góc được tổ chức như thế nào
đó để có thể bao gồm tất cả các cạnh của mạng lưới. Khi
đó máy sẽ được đặt tại các điểm của lưới theo trật tự xen
kẽ như sơ đồ (hình 3-5).
Việc đo kiểm tra về góc được thực hiện bằng máy
kinh vĩ quang học với 1-2 vòng đo. Chênh lệch của các
góc trong mạng lưới so với góc vuông không được vượt
quá 10-15”.
1424:49 CH
+ Đo kiểm tra về cạnh:
Việc kiểm tra chiều dài cạnh được tiến hành trên
một số cạnh của mạng lưới ở những chỗ yếu nhất của nó
(ví dụ cạnh nối hai điểm giữa của hai đường chuyền cấp 2
kề nhau). Số lượng cạnh kiểm tra thường là 10% tổng số
cạnh. Sai lệch về chiều dài không vượt quá 10 – 15 mm
đối với cạnh lưới 200 m.
Hình 3-5
1434:49 CH
Các hạn sai đo kiểm tra về góc và cạnh được ước
tính như sau:
Sai số vị trí tương hỗ giữa hai điểm của lưới khi
chiều dài cạnh S = 200 m là 2 cm được tính theo công
thức đã biết:
Nếu coi ảnh hưởng của sai số đo góc và đo cạnh là
như nhau thì:
1444:49 CH
9/21/2015
37
3.2 Bố trí đường cong
3.2.1 Bố trí đường cong tròn
3.2.1.1 Bố trí các điểm cơ bản của đường cong
Tại các đỉnh góc chuyển của tuyến đường, ngoài ta
sử dụng các đường cong để nối các đoạn thẳng của tuyến
đường với nhau.
Các yếu tố chính của đường cong tròn bao gồm:
- Góc ngoặt : đo ngoài thực địa.
- Bán kính cong R chọn tùy thuộc vào điều kiện thực
địa và cấp đường.
- Chiều dài tiếp cự T:
(3-4)
1454:49 CH
- Chiều dài đường cong tròn K:
(3-5)
- Chiều dài đoạn phân cự B:
(3-6)
- Độ rút ngắn của đường cong D:
(3-7)
- Chiều dài dây cung DC=b
(3-8)
1464:49 CH
Cách bố trí:
Các điểm đầu, cuối và giữa của đường cong gọi là
những điểm cơ bản của đường cong. Để bố trí các điểm
này, trên các hướng tiếp cự kể từ đỉnh góc ngoặt người ta
đặt bằng thước thép các đoạn bằng T. Trên hướng phân
giác của góc ở tâm đặt đoạn bằng B để xác định điểm
giữa.
1474:49 CH
3.2.1.2 Bố trí chi tiết đường cong tròn
a/ Phương pháp tọa độ vuông góc
Trong phương pháp này, tọa độ các điểm chi tiết
trên đường cong được xác định trong hệ tọa độ vuông
góc, nhận điểm đầu hay cuối đường cong làm gốc tọa độ
và hướng tiếp cự của đường cong làm trục hoành.
Trong hệ này, tọa độ các điểm chi tiết được xác định
như sau:
Trong đó:
R – bán kính cong đã chọn của đường cong tròn.
i – số thứ tự của điểm chi tiết.
 - góc ở tâm giữa các điểm chi tiết.
1484:49 CH
9/21/2015
38
(3-10)
Với K là khoảng cách trên đường cong tròn giữa
các điểm chi tiết.
Ngoài thực địa, kể từ điểm đầu hoặc điểm cuối
đường cong, trên hướng tiếp cự người ta đặt trực tiếp
bằng thước thép hoặc máy toàn đạc điện tử liên tiếp các
khoảng cách xi.
Tại các điểm mới tìm được này, người ta dựng các
hướng vuông góc với tiếp tuyến (bằng eke, máy kinh vĩ,
máy toàn đạc điện tử) và trên đó đặt các khoảng cách
bằng các hoành độ yi, xác định vị trí các điểm chi tiết trên
đường cong tròn.
1494:49 CH
Hình 3-7
1504:49 CH
b/ Phương pháp tọa độ cực
Trong phương pháp này, góc cực để bố trí các
điểm chi tiết là góc hợp bởi tiếp cự và các tia đi từ điểm
đầu (hoặc cuối) đường cong tròn qua các điểm chi tiết.
Cách 1: khoảng cách cực là chiều dài S giữa hai điểm chi
tiết trên dây cung. Từ hình vẽ 3-8a, chúng ta thấy rằng:
Do vậy:
Ngoài thực địa, đặt máy tại điểm đầu D. Mở ra góc
cực /2 so với hướng tiếp cự. Trên hướng tìm được, đặt
trực tiếp bằng thước thép khoảng cách cực S, xác định
điểm 1. Tiếp tục mở ra góc /2 nữa, rồi từ điểm 1 đo một
đoạn S sao cho đoạn S cắt hướng ngắm trên máy kinh vĩ,
ta được điểm 2... Cứ tiếp tục như vậy cho đến điểm giữa
đường cong tròn.
1514:49 CH
4:49 CH 152
Hình 3-8a: Phương pháp tọa độ cực
9/21/2015
39
b/ Phương pháp tọa độ cực (tiếp)
Trong phương pháp này, góc cực để bố trí các
điểm chi tiết là góc hợp bởi tiếp cự và các tia đi từ điểm
đầu (hoặc cuối) đường cong tròn qua các điểm chi tiết.
Cách 2: khoảng cách cực là chiều dài Si giữa điểm đầu
(hoặc cuối) đến điểm chi tiết i. Từ hình vẽ 3-8b, chúng ta
thấy rằng:
 = 2.  ∗


 ;  = 


Ngoài thực địa, đặt máy tại điểm đầu D. Mở ra góc
cực /2 so với hướng tiếp cự. Trên hướng tìm được, bố trí
khoảng cách cực S1, xác định điểm 1. Tiếp tục mở ra góc
/2 nữa, rồi bố trí khoảng cách S2, ta được điểm 2... Cứ
tiếp tục như vậy cho đến điểm giữa đường cong tròn.
1534:49 CH
4:49 CH 154
Hình 3-8b: Phương pháp tọa độ cực
c/ Phương pháp dây cung kéo dài
Theo phương pháp này, điểm 1 được bố trí theo
phương pháp tọa độ vuông góc.
Bố trí điểm 2: Trên hướng dây cung D-1 kéo dài,
đặt đoạn S tìm được điểm 2’. Từ điểm 1 và 2’ giao hội
cạnh với các khoảng cách S và d, xác định vị trí điểm 2
trên đường tròn.
Để xác định khoảng cách d, ta thấy:
2’12 =   2’12  102.
Vì vậy:
(3-11)
1554:49 CH
c/ Phương pháp dây cung kéo dài (tiếp theo)
Bố trí điểm 3: Tiếp tục trên hướng 1-2 kéo dài kể từ
điểm 2, đặt khoảng cách S xác định điểm 3’. Từ 3’ và 2
giao hội cạnh với các khoảng cách d và S, xác định điểm
3... Việc bố trí tiếp tục cho đến điểm giữa đường cong tròn.
1564:49 CH
Hình 3-9: Phương pháp 
dây cung kéo dài