curs_10-13

Masuratori Ingineresti in Constructii si Industrie (II) CURS anul IV MTC

Conf.univ.dr.ing. Constantin COSARCA 65

11..33 NNiivveellmmeennttuull ttrraasseeuulluuii..

Această operaţiune cuprinde toate categoriile de lucrări efectuate înscopul obținerii produselor grafice necesare proiectării și – ulterior –aplicarea pe teren (trasarea în plan vertical) a proiectelor de căi decomunicații:

a. lucrări topografice în scopul întocmirii profilului longitudinalal traseului:

- presupune executarea unei drumuiri de nivelment geometricîn lungul traseului, pe punctele marcate în axul căii decomunicaţie, sprijinită pe punctele de cotă cunoscută dinreţeaua de nivelment de stat, urmărindu-se asigurarea uneiprecizii necesare atât pentru studiile de proiectare cât şi pentru

faza de execuţie a căii de comunicaţie. Produsulfinal al acestei operaţiuni este profilullongitudinal al traseului, scările uzuale fiind1:1000 pentru distanţe şi 1:100 pentru cote (Fig.1.36);

Fig. 1.36Profil longitudinal al

traseului

997.

020.

00

996.

7515

.54

15.54

996.

0848

.98

33.44

995.

9084

.28

35.30

996.

081

05.5

9

21.30

996.

121

19.3

1

13.72

996.

571

54.0

2

34.71

997.

031

82.8

4

28.81

997.

312

07.3

3

24.49

997.

522

25.4

1

18.07

997.

87

256

.26

30.85 24.73

1 2 3 4 5 6 7 8

+990.00

997.1

2

995.6

3

77.79

1.92%

997.7

4

147.621.43%

55.601.06%

B=0.49T=58.63m=3.35R=3500Km 0+000

Inceput proiectexistent

L=8.00m

Pod Elementeracordare verticala Profil proiect

Profil teren

Curs 10+11



Observație:Profilul longitudinal reprezintă proiecția desfășurată pe un plan

vertical, lateral al intersecției suprafeței terenului cu o suprafață cilindrică verticală, având ca directoare axul drumului.

b. lucrări topografice în scopul întocmirii profilelortransversale:

- profilele transversale se execută prin metoda radierii, deridicare altimetrică a detaliilor (nivelment geometric), pedirecţii perpendiculare pe axul căii de comunicaţie, pornind de

la punctele caracteristice marcate pe teren,din axul căii, care se regăsesc în profilullongitudinal. Aceste lucrări se executăconcomitent cu cele de la pct. a (Fig. 1.37).

c. lucrări topografice în scopul aplicării pe teren (trasarea înplan vertical) a proiectelor de căi de comunicații:

- pe graficul profilului longitudinal al terenului se fixează liniaroşie a traseului, conform principiilor şi condiţiilor impuse deproiectare (Fig. 1.36), iar pe profilele transversale ale terenuluise fixează platforma căii (profilele transversale tip sauproiectate - Fig. 1.40);- în urma operațiunilor aferente pregătirii topografice se calculează și se stabilesc elementele necesare trasării și modalitățile de aplicare pe teren a proiectelor de căi decomunicații: drumuri, căi ferate, etc.

Fig. 1.37Profil transversal (teren)

+5

.58

0.6

4Profil numarul: 11Km: 125+387.49Scara distante: 100Scara cote: 100Cota referinta: 579m

SI1

83-1

85

Cote teren

Distante

Distante

-7.05

1.41

583

.42

LE

S

-7.9

5

0.91

583

.41

-3.48

3.48

583

.45

MS

-4.0

50

.57

583

.42

SS

458

3.2

6S

S3

-5.26

1.10

583

.00

SS

2-5

.64

0.3

85

83.3

7S

S1

+4

.94

583

.25

SD

2

+4

.48

0.4

75

83.4

5S

D1

+3.81

0.6

75

83.4

8M

D

3.81

583

.56

AX

+10.15

583

.59

DF

GB

+8.60

1.55

583

.51

TR

D+7.26

1.34

583

.55

NU

C

+6

.09

1.17

583

.41

SD

40

.51

583

.07

SD

3

fata de AX

partiale



11..33..11 TTrraassaarreeaa ppee tteerreenn aa pprrooffiilluulluuii lloonnggiittuuddiinnaall pprrooiieeccttaatt aall ccăăiiiiddee ccoommuunniiccaaţţiiee..

Această operaţiune se execută pornind de la profilul longitudinaldin proiectul de execuţie, în care sunt evidenţiate în fiecare punctprincipal al traseului (Fig. 1.37):

- valorile declivităților- cota proiectată;- cota terenului;- distanţele între punctele principale ale traseului;- distanțele cumulate;- diferenţa în ax de săpătură hS sau de umplutură hU care trebuie

realizată pentru obţinerea liniei proiectate (linia roşie);- numărul picheților.

Observație:Diferența între cota proiectată și cota teren mai poartă denumirea

de “cotă de execuție”.Atunci când cota proiectată este mai mare decât cota terenului,

rezultă cota de execuție pozitivă (h>0 h=hU) și – în acest caz,din punctde vedere tehnic – se realizează o umplutură (sau un rambleu). În cazulunei cote de execuție negative (h<0 h=hS), vorbim – din punct devedere tehnic – de o săpătură (sau debleu).

La trasarea pe teren a profilului longitudinal proiectat se parcurgurmătoarele faze principale:

trasarea punctelor situate în palier (declivitate zero); trasarea punctelor de schimbare de declivitate; trasarea punctelor de îndesire (de detaliu) pe pantele de schimbare

de declivitate; trasarea şi racordarea declivităţilor.

Aceste operaţiuni se execută prin trasarea unui punct de cotăcunoscută şi prin trasarea unei linii de pantă proiectată în timpulexecutării terasamentelor în cazul primelor 3 faze şi în timpul efectuăriilucrărilor de aplicare a suprastructurii (îmbrăcămintea asfaltică la drumurisau montarea căii la pozarea căii ferate) în cazul fazelor 3 și 4, când se efectuează şi racordarea declivităţilor.

În axul căii, lângă ţăruşii care materializează punctele principale deax, se fixează ţăruşi martori pe care se indică valorile elementelor de trasat(hS sau hU).



1.3.1.1 Racordarea declivităţilor.

Asigurarea continuității circulației și a vizibilității în profil longitudinal se realizează prin racordarea declivităților cu ajutorul curbelor de racordare verticală.

Linia proiectului (linia roșie) în profil longitudinal este formată dinporțiuni drepte, numite declivități și porțiuni curbe, numite racordăriverticale.

Observație:Prin declivitate, notată în mod obișnuit cu ”i” se înțelege tangenta

unghiului format de linia roșie cu orizontala, se exprimă de regulă înprocente, poate avea valori pozitive („rampă”) sau negative („pantă”).Declivitatea cu valoarea zero poartă denumirea de „palier”.

Distanța între punctele de schimbare de declivitate se numește “pasde proiectare”.

Racordarea declivităţilor liniei roşii din profilul longitudinal seexecută – în mod curent – prin curbe verticale în arc de cerc (Fig. 1.38).Racordările se pot însă realiza și prin utilizarea arcelor de curbă progresivă, de tip clotoidă sau parabolă.

La traversarea vârfurilor de pantă sau a crestelor se introduc curbede racordare convexe.

AB

-p%

b1

1

1

2

1

M1

R1 R1

R2 R2

M2

2

b2

2

-p%3 +p

%4

2

C

22/2

O1

O2

Racordarede tip convex

Racordarede tip concav

Punct de schimbarea declivitatii

Linia rosiein profil longitudinal

V1

V2

Punct de schimbarea declivitatii

Fig. 1.38Racordarea

declivităţilor liniei roşii.



Mărimea razelor acestor curbe rezultă din condiţii de vizibilitate(Rmax. poate ajunge până la 1.000 m).

La trecerea peste văi se introduc curbe de racordare concave.Mărimea razelor acestor curbe se determină din condiţii de înlesnire

a circulaţiei și condiții de confort (Rmax. poate ajunge până la 2.000 m).

Observație:Mărimile declivităților se determină din profilul longitudinal

proiectat iar razele curbelor de racordare se determină în conformitatecu normativele în vigoare. Aceste elemente inițiale sunt diferite pentru drumuri și căi ferate și – de asemenea – diferite în funcție de tipul curbeide racordare (concavă sau convexă)

Curbele verticale se folosesc şi atunci când o linie roşie înclinată înprofil longitudinal este precedată sau urmată de o linie roşie orizontală (înpalier).

Pentru asigurarea unei suficiente vizibilităţi a traseului căii decomunicaţie în faţa vehiculului, raza curbei verticale convexe se calculeazăcu formula:

h

hdR f

2

22 (1.157)

în care: df este distanţa de frânare;h este înălţimea ochiului conducătorului vehiculului.(Ex: pentru df = 50 m şi h = 1.25 m se obţine R = 1000 m).

Lungimile minime ale curbelor concave sunt de 15 – 20 m.Unghiul la centru al racordării este egal cu suma algebrică a

unghiurilor de pantă:1 = 1 + 1; 2 = 2 + 2 (1.158)

Din punct de vedere topografic, racordarea declivităților se execută,în mod obişnuit, prin metoda coordonatelor rectangulare pe tangentă (Fig.1.39).

Calculul elementelor curbelor verticale în arc de cerc nu diferă, înprincipiu, de calculul elementelor curbelor orizontale în arc de cerc şi sepleacă de la raza R dată sau de la lungimea C aleasă a curbei:

2221 αtgαtg

Rδ

RtgT

(1.159)

Dacă declivităţile se exprimă procentual:

200

)( 21 ppRT

(1.160)



Observație:În practică, valoarea (p1+p2 sau i1+i2) se notează cu “m” și

reprezintă tangenta trigonometrică a unghiului format de cele douădeclivități (a doua declivitate minus prima declivitate, fiecare luată cu semnul ei, în valoare absolută). În practică se întâlnesc diversecombinații.

Cazuri de racordări verticale și combinații pentru calculul valorii m:

Racordări verticale convexe Racordări verticale concave

i1=0

-i2m=|(-i2)-(0)|

m

-i1

-i2

mm =|(-i2)-(-i1)|

+i1 -i2

m

m =|(-i2)-(+i1)|

+i1

+i2m

m=|(+i2)-(+i1)|

i1=0

+i2

m=|(+i2)-(0)|

m

-i1

+i2

m=|(+i2)-(-i1)|

m

-i1

-i2

m=|(-i2)-(-i1)|

m

+i1

+i2

m=|(+i2)-(+i1)|

m



- în OAV

(OV)2 = T2 + R2 sau(R + b)2 = T2 + R2 (1.161)

- se neglijează termenul b2:

R

Tb

2

2

(1.162)

- pentru un punct oarecare i situat la distanţa xi de punctul detangenţă corespunde ordonata:

R

xy i

i2

2

(1.163)

Datorită faptului că unghiurile de pantă sunt mici se poate aproxima:

XM T şi YM b R

XY M

M2

2

(1.164)

Abscisele Xi se pot trasa (aplica) în valori orizontale. Ordonatele Yi nuse aplică după perpendiculara dusă pe abscisă (tangentă) ci după liniaverticalei punctului respectiv, pentru o abscisă Xi.

Fiecare ordonată Y reprezintă valoarea cu care trebuie să se măreascăsau să se reducă cotele roşii ale profilului longitudinal al traseului, motiv

Fig. 1.39Trasarea în detaliu a

curbelor verticale.

A B

M

V

O

F

RR

-p%

i

b=

yM

2

2 2

1

yi=

h

xi

T

0



pentru care ordonatele Y se mai numesc şi corecţiile cotelor de execuţieale profilului longitudinal al traseului.

Trasarea se face, de exemplu, de la V spre A, măsurând/trasândvalorile Xi (care de regulă se aleg la valori rotunjite de câte 5, 10, 20 m) iarîn punctul găsit se va trasa, prin nivelment geometric, cota proiectată apunctul i cu valoarea calculată, de exemplu, cu relația:

Hi = HV + Xi * tg 1 – Yi = HV – p1 Xi – Yi (1.165)

unde: HV este cota punctului V din profil;p este panta liniei proiectate.

11..33..22 TTrraassaarreeaa pprrooffiilleelloorr ttrraannssvveerrssaallee..

Considerând că pe teren sunt marcate în ax punctele principale aletraseului, conform proiectului şi implicit a profilului longitudinal, aplicareape teren a elementelor de trasat ale profilelor transversale se referă:

în plan vertical:- aplicarea elementelor în plan vertical ale profilului transversal tip

(proiectat) al căii de comunicaţie, prin trasarea pe teren cotelor şi apantelor proiectate, valori evidenţiate în documentaţia care cuprindepropunerile (valorile proiectate) rezultate din suprapunerea profilelorproiectate peste cele ale terenului, în funcţie de configuraţia şi condiţiileoferite de teren, precum şi a principiilor de proiectare ale căii decomunicaţie (Fig. 1.40);

în plan orizontal:- la determinarea punctelor de intersecţie a taluzelor rambleelor şi

debleelor cu suprafaţa terenului natural, prin aplicarea (trasarea) pe teren

3.48

583.21

583

.00

0.3

8

0.91

583.

41

583

.37

583

.42

1.41

583

.45

583

.42

583

.26

0.5

60.10

1.10

583.564.25

(2.50%)

583.21

4.25(2.50%)

Km 125+387.56

d = + 0.09

P.R.=581.00

583

.56

3.81

583.67

P11

583

.48

0.6

7

583.

41

583

.07

583

.25

583

.45

0.5

1

0.6

4

0.4

6

583.56

583

.59

1.34

583

.55

1.15

583.

51

1.55

Profil transversal

Profil transversal

Cote proiectate

Diferenta intre ax existentsi ax proiectatteren

proiectat

Fig. 1.40Profil transversal proiectat.



a unor elemente proiectate (distanţe), care se calculează cu ajutorulelementelor proiectate evidenţiate în profilele transversale tip (proiectate).

În funcţie de configuraţia terenului, se pot întâlni următoarelesituaţii:

a. terenul natural este aproximativ orizontal:

lăţimea rambleului „la bază”:

2L = b + 2a;a

H

m

1; a = m * H

2L = b + 2* m*H Hmb

L 2

(1.166)

Se aplică în valoare orizontală aceste distanţe, la stânga şi la dreaptareperului din ax şi se materializează astfel punctele de intersecţie aletaluzelor cu suprafaţa terenului natural (Fig. 1.41).

lăţimea debleului „sus”:

2L = b + 2a + 2c;a

H

m

1; a = m * H;

2L = b + 2c + 2 *m*H Hmcb

L 2

(1.167)

Se aplică distanţa L la stânga şi la dreapta reperului C din ax şi astfelse materializează pe teren lăţimea debleului sus (Fig. 1.42).

H

AB

C

1:m1:m

aa

L L

2L

b

Fig. 1.41Trasarea profilului

transversal tip în terenorizontal – în rambleu.



b. terenul natural este înclinat:

cazul rambleului:

- se acceptă că panta transversală a terenului este aceeaşi de la A la B(1:n);

- panta taluzului proiectat este 1:m;- cota de terasament este H;- pentru determinarea distanţei orizontale L1 se scriu relaţiile:

SC = SM + MC = SO – OC

n1

LOC;

m1

LSO

HMC;2m

bSM

Hm

2b

nm

1

11

L (1.168)

- pentru determinarea distanţei orizontale L2 se scriu relaţiile:

SC = SM + MC = SE + EC

n2

LEC;

m2

LSE

HMC;2m

bSM

Hm

2b

nm

1

12

L (1.169)

C

ccH

b

1:m1:m

A B

aa

L L

2L


transversal tip în terenorizontal – în debleu.



Se trasează la stânga şi la dreapta pichetului din ax (C) distanţeleorizontale L1 şi L2, perpendicular pe axa longitudinală, marcându-se astfelpunctele de intersecţie ale taluzului rambleului cu terenul natural (Fig.1.43).

cazul debleului:


SC = SM + MC = SE + EC

n1

LEC;

m1

LSE

HMCc;2m

bSM

Hmc

2b

nm

1

11

L (1.170)


SC = SM + MC = SO - OC

n2

LOC;

m2

LSO

HMCc;2m

bSM

Hmc

2b

nm

1

12

L (1.171)

S

O

b

L1 L2

C1:n

1:n

A

BE

M1:m

1:mH


transversal tip în terenînclinat – în rambleu.



Se trasează la stânga şi la dreapta pichetului din ax (C) distanţeleorizontale L1 şi L2, perpendicular pe axa longitudinală, marcându-se astfelpunctele de intersecţie ale taluzului rambleului cu terenul natural (Fig.1.44).

Trasarea pe teren a pantelor taluzurilor se face cu ajutorul jaloanelorşi al şabloanelor. Nivelul platformei este dat de cota de execuţie în ax, carese găseşte calculată atât în profilul longitudinal cât şi în cel transversal.

În cazul săpăturilor, cota platformei nu poate fi materializată de laînceput.

Din acest motiv, pe ţăruşul din ax se scrie adâncimea săpăturii şi seindică săpătura printr-o săgeată cu vârful în jos.

Înainte de începerea terasamentelor este absolut necesar să se fixezepe teren martori (ţăruşi sau borne) în afara amprizei şi a zonei circulate,pentru a se putea reconstitui planimetric şi altimetric punctele de ax alecăii.

S

M

Hcc 1:m

1:m

AE

1:n

1:n

C

BO

L1 L2

b


transversal tip în terenînclinat – în debleu.



22.. LLUUCCRRĂĂRRII TTOOPPOOGGRRAAFFIICCEE LLAA PPRROOIIEECCTTAARREEAA ŞŞII EEXXEECCUUŢŢIIAA

CCOONNSSTTRRUUCCŢŢIIIILLOORR HHIIDDRROOTTEEHHNNIICCEE

Principalele construcţii, caracteristice ale unui obiectiv hidrotehnic,sunt:

- centrala hidroelectrică;- barajul;- diguri;- lacul de acumulare;- canale;- conducte şi galerii de aducţiune şi evacuare;- ecluze;- bazine portuare;- etc.

22..11 LLuuccrrăărrii ttooppooggrraaffiiccee llaa pprrooiieeccttaarreeaa uunnuuii oobbiieeccttiivv hhiiddrrootteehhnniicc

1. ridicări topografice (fotogrammetrice) pentru întocmireaplanurilor la scări mari;

2. asigurarea topografică a studiilor hidrologice, pentru întocmireaprofilului longitudinal şi a profilelor transversale ale albiei râului;

3. trasarea axelor drumurilor şi a căilor de acces;4. trasarea conturului proiectat al lacului de acumulare.

22..11..11 RRiiddiiccaarreeaa ttooppooggrraaffiiccăă aa vvăăiiii rrââuulluuii ((ccuurrssuulluuii ddee aappăă))

Această etapă cuprinde:- realizarea reţelei de sprijin (planimetrice şi altimetrice),

alcătuită din puncte de drumuiri principale;- realizarea reţelei de nivelment;- ridicarea detaliilor planimetrice şi altimetrice de pe maluri

pe baza profilelor transversale (perpendiculare pe albie) iarîntre profile prin metoda radierii.

Curs 12+13



22..11..22 LLuuccrrăărrii ttooppooggrraaffiiccee îînn ttiimmppuull ssttuuddiiiilloorr hhiiddrroollooggiiccee

a. Lucrări topografice pentru întocmirea profilului longitudinal alalbiei cursului de apă. Profilul longitudinal se utilizează laproiectarea centralelor hidroelectrice, a regularizărilor de râuri, laproiectarea amplasamentelor lucrărilor de artă (baraje, poduri,traversări, etc.)

Acest tip de lucrări topografice cuprinde:- alcătuirea bazei altimetrice pentru nivelmentul orizontului

apei;- nivelmentul orizontului apei;- prelucrarea măsurătorilor şi întocmirea profilului.

b. Măsurarea adâncimii albiei.Această operaţiune permite cunoaşterea reliefului fundului albiei pe

diferite direcţii, în scopul întocmirii unui plan al albiei, cu curbe de nivel, aprofilelor longitudinale şi transversale. Măsurarea adâncimilor comportăurmătoarele operaţiuni principale:

- măsurarea adâncimilor prin sondare, în raport cu nivelulapei în momentul sondajului (nivel de lucru Nl);

- determinarea poziţiei în plan a punctelor de sondaj;- reducerea adâncimilor măsurate de la nivelul de lucru (Nl) la

nivelul cel mai coborât de navigaţie sau la un nivel oarecareal apei (nivelul convenţional Nc).

2.1.2.1 Metode de măsurare a adâncimii albiei cursului de apă

1. Pe baza observaţiilor nivelului apei în posturile hidrometrice;2. Utilizând mirele de nivelment (în cazul adâncimilor mici), bastonul

de sondaj, sonda de mână, sonda mecanică, sonda acustică.

Sonda acustică (telemetru acustic) este formată dintr-un dispozitivemisie-recepţie de unde sonore ultrascurte, instalat la fundul uneiambarcaţiuni.

Emiţătorul (vibratorul) A emite impulsuri de unde sonore care se vorreflecta pe fundul albiei râului în punctul C şi apoi vor fi recepţionate dereceptorul B (Fig. 2.1).



Înregistrând timpul t (dus-întors) al undelor sonore pe traseul AC +CB se poate calcula această distanţă, cunoscând viteza de propagare asunetului în apă:

0

22

04

hatv

hlh

(2.172)

unde:v - este viteza de propagare a sunetului în apă (v = 1500 m/s);a - este jumătatea distanţei dintre axele verticale ale aparatelor de

emisie şi recepţie;h0 - este adâncimea la care se află dispozitivul de emisie-recepţie.

Cu acest dispozitiv se pot măsura adâncimi între 0.5 – 60 m cu oprecizie de +/- 10 cm. Există posibilitatea efectuării continue amăsurătorilor ( 250 măsurători / minut).

2.1.2.2 Aplicarea pe teren a conturului lacului de acumulare

În etapa studiilor definitive, pe zona viitorului lac de acumulare, setrece la marcarea pe teren a conturului lacului de acumulare, care – deregulă – este o linie sinuoasă. Marcarea pe teren se face prin ţăruşi (stâlpi)de lemn şi balize avertizoare (dacă este cazul).

Conturul lacului de acumulare este determinat de punctelecorespunzătoare cotei remuului normal proiectat.

Lucrările topografice se referă la:- alcătuirea reţelei de sprijin planimetrice şi altimetrice pe

teritoriul viitorului lac;- aplicarea pe teren a conturului proiectat;

C

h0

hl

a a

ABFig. 2.1

Determinarea adancimiicu sonda acustica



- ridicarea planimetrică a conturului marcat pe teren (dacăeste cazul).

Pe teren se trasează linia frântă a – b – c – d – e – f – g în aşa fel încâtabaterile în plan (faţă de punctele proiectate) să nu depăşească – pe câtposibil – 10 – 25 m (Fig. 2.2).

Se determină cotele punctelor a, b, c, … g, efectuând o drumuire denivelment (geometric sau trigonometric) sprijinită pe reperi din reţeaua denivelment a barajului.

Poziţia punctelor proiectate A, B, C,.... F, G de pe conturul lacului deacumulare se transpune (trasează) pe teren prin nivelment geometric sautrigonometric.

Poziţia punctului A se stabileşte prin tatonări, deplasând mira pepanta terenului, în urma unei operaţiuni de trasare a cotei proiectate apunctului A, din punctul a, de cotă cunoscută, prin nivelment geometric demijloc, de exemplu.

Modul de lucru este identic cu cel de la metoda de trasare a cotelorproiectate prin nivelment geometric (Fig. 2.3):

Fig. 2.2Marcarea provizorie aconturului lacului de

acumulare

A

B

C

D

E

F

G

RN1 RN2

a

b

c

d e

f

g

LAC DE ACUMULARE

Puncte proiectate

Puncte trasate provizoriu

Conturul proiectat

BARAJ



HV = Ha + ca (2.173)cA = HV – HA (2.174)

- HA este cota proiectată sau cota nivelului normal al remuului;- ca este citirea efectuată pe mira din punctul a;- cA este elementul de trasat (citirea pe care va trebui să o

interceptăm pe miră, căreia îi corespunde valoarea coteiproiectate).

S0

ca cA

a

A

HAHa

HV

Fig. 2.3Trasarea prin nivelment

geometric



22..11..33 LLuuccrrăărrii ttooppooggrraaffiiccee îînn ttiimmppuull eexxeeccuuţţiieeii ccoonnssttrruuccţţiiiilloorrhhiiddrrootteehhnniiccee

1. Aplicarea pe teren a axelor principale ale construcţiilorhidrotehnice:

- axele barajelor de beton şi de pământ;- axele turbinei centralei hidrotehnice;- axele deversorului şi ale evacuatorului de ape mari;- axele canalelor de aducţiune, de evacuare şi derivaţie;- axele podurilor rutiere şi de cale ferată;- axele tunelurilor şi galeriilor.-

2. Lucrări topografice în timpul execuţiei terasamentelor:- trasarea axei unui canal, de pantă proiectată;- trasarea debleelor (canale mari, ecluze, etc.);- trasarea barajelor de pământ (ramblee);- trasarea unor platforme orizontale şi a planurilor înclinate;- trasarea cotelor la adâncimi mari.

2.1.3.1 Trasarea barajelor de greutate

Noţiune de baraj de greutate este asociată, în practica de proiectareşi execuţie a construcţiilor hidrotehnice, componentei principale aleamenajării unui nod hidrotehnic, conceput în scopul acumulărilor de apăpentru centrale hidroelectrice de diverse dimensiuni, lacuri de acumularepentru alimentări cu apă a localităţilor, acumulări de apă proiectate înscopul evitării dezastrelor naturale, etc. Construcţia unui baraj de greutatese poate concepe în mai multe variante:

- baraj de beton;- baraj de anrocamente cu miez de beton;- baraj de pământ cu miez de beton sau anrocamente.

De regulă, aceste construcţii au o formă liniară şi sunt caracterizate,din punct de vedere topografic de:

- axa principală (longitudinală) a barajului;- axele de bază;- axele secundare (auxiliare) sau transversale;

In proiectul de execuţie, împreună cu dezvoltarea pe verticală,acestea oferă o imagine de ansamblu a formei şi poziţiei spaţiale a barajului.



Lucrările topografice în timpul execuţiei barajelor de greutate sereferă la aplicarea pe teren a acestor axe şi la asistenţa topografică despecialitate la execuţia lucrărilor de realizare a miezului barajului şi aterasamentelor, care vor da, în final, forma acestuia, precum şi la execuţiatuturor lucrărilor de artă aferente.

În scopul îndeplinirii acestor deziderate, într-o primă fază, seproiectează şi se materializează pe teren o reţea planimetrică şialtimetrică, care va constitui baza topografică a tuturor lucrărilor deconstrucţie care se vor efectua. Realizarea bazei topografice, ţinând cont decaracteristicile tehnice ale unui asemenea tip de construcţie, reprezintăunul din criteriile de bază care contribuie la succesul aplicării pe teren aproiectului.

Y

rostexterior

rostcentral

rostexterior

R2-2

R21 2

X

34R1

A

B

R2-R1

Fig. 2.4Trasarea barajelor de greutate



Pornind de la considerentul că o construcţie masivă de beton (deexemplu, miezul de beton al barajului de greutate) se execută pe ploturi(secţiuni care formează corpul barajului), prevăzute cu rosturi de dilatareîntre ele, în faza de proiectare este necesar să se ţină seama de o serie departicularităţi ale bazei de trasare:

- baza de trasare planimetrică se proiectează, de regulă, ca o reţealocală, concepută ca o reţea de microtriangulaţie (în cele mai multe cazuri)sau ca o reţea combinată (triangulaţie + trilateraţie);

- amplasarea punctelor reţelei se va face în zone cu teren stabil (dinpunct de vedere geotehnic) şi în afara zonei de influenţă a lucrărilor deconstrucţie a viitorului obiectiv;

- sistemul de axe de coordonate se alege în aşa fel încât axa principală(longitudinală) a barajului să reprezinte axa X iar axa transversală arostului central axa Y;

- axa principală a barajului să reprezinte una din laturile reţelei (bazeide trasare);

- se proiectează puncte, care se vor marca cu borne, care sămaterializeze axele rosturilor dintre ploturi. Poziţiile acestor puncte sedetermină în etapa de pregătire topografică a proiectului reţelei;

- pentru fiecare rost se proiectează câte trei borne de fiecare parte abarajului (parament amonte şi aval), borne necesare pentru trasare şicontrol permanent al lucrărilor de execuţie a barajului;

- din considerente de ordin economic şi tehnic, punctele bazei detrasare planimetrice vor îndeplini şi rolul bazei altimetrice de trasare. Înacest scop, se vor efectua lucrări topografice de încadrare a acestor puncteîn reţeaua de nivelment oficială (reţeaua naţională de nivelment).

Calcule:- se calculează unghiul de trasare a axei barajului, din diferenţa de

orientări (R2-R1- R2-2), cunoscând coordonatele punctelor R1, R2, 1, 2, 3, 4,care aparţin reţelei de trasare (Fig. 2.4);

- se calculează coordonatele punctelor de capăt A şi B ale axeibarajului, cunoscând distanţele R1A, R2B, AB;

- se calculează limitele amprizei, în funcţie de pantele taluzurilor şi decota de execuţie a fiecărui punct luat de pe profilul longitudinal al terenuluiîn lungul axei barajului.

Modul de lucru:- trasarea axei barajului din punctele R1 şi R2. Operaţiunea constă în

trasarea punctelor A şi B (capetele miezului de beton al barajului);



- se trasează şi se materializează punctele intermediare de pe axalongitudinală a barajului: puncte caracteristice, puncte care materializeazărosturile, etc.;

- se trasează şi se materializează cu borne punctele care aparţinaxelor transversale, corespunzătoare rosturilor, utilizând datele de lapregătirea topografică;

- se execută măsurători care au drept scop încadrarea acestor puncteîn sistemul generat de reţeaua (planimetrică şi altimetrică) de trasare abarajului;

- se trasează lăţimea coronamentului b, cunoscută, perpendicular peaxa barajului, în fiecare din punctele marcate în profilul longitudinal;

- se trasează şi se marchează lăţimea amprizei (a) în amonte şi avalpentru fiecare punct din axul barajului, determinându-se punctele deintersecţie ale limitei amprizei (baza taluzelor) cu terenul natural;

În această fază, lucrările topografice de specialitate se efectuează înscopul trasării (poziţionării) punctelor proiectate, utilizând metode şiprocedee cunoscute (metoda coordonatelor polare, metoda intersecţiei

unghiulare înainte, metodaaliniamentului) şi trasări dedistanţe pentru marcarealimitei amprizei şicoronamentului.

- trasarea pe înălţime a barajului (Fig. 2.5) se execută pe baza datelorconţinute în profilul longitudinal al terenului în lungul axei principale(cotele teren ale punctelor principale şi intermediare) şi a valorilorproiectate, atât pentru realizarea miezului barajului cât şi pentru lucrărilede terasamente care se efectuează ulterior;

- cunoscând cota de execuţie (proiectată) a coronamentului şi coteleteren ale punctelor din ax se calculează elementul de trasat (cota de lucru)în fiecare punct al profilului longitudinal:

b

Ht

Hex.

1:m 1:n

l1 l2

a - ampriză

Fig. 2.5Trasarea pe inaltime



Cl = Hex. – Ht (2.175)În această fază, lucrările topografice constau în trasarea unei cote

proiectate, urmărindu-se realizarea cotei finale a coronametului şi trasareaunor linii de pantă proiectată, în scopul realizării pantelor proiectate aletaluzelor.

2.1.3.2 Trasarea barajelor de beton arcuite

Barajul de beton în arc se prezintă ca un corp cu suprafeţe laterale decurburi variabile pe toată înălţimea (Fig. 2.6 a, b).

Barajul de beton arcuit este definit, din punct de vedere geometric,prin raza de curbură şi unghiul la centru, în diferite combinaţii:

- rază constantă şi unghi la centru variabil pe toată înălţimeabarajului;

- unghi la centru constant şi rază variabilă;- rază şi unghi la centru variabile.

Construcţia barajului de beton în arc se face pe ploturi iar fiecare plotcuprinde un număr de lamele suprapuse, de înălţime 1.50 – 2.00 m.

Secţiunile orizontale ale lamelelor sunt patrulatere la care cele douălaturi curbe (1-2 şi 3-4) sunt corespunzătoare paramentului amonte şi avaliar celelalte două sunt corespunzătoare rosturilor dintre ploturile vecine.

Fig. 2.6 aElementele componente

ale unui baraj de beton inarc – vedere in plan

Y O

X

Y

Parament amonte

Parament aval

O'

Ploturi



Pentru trasarea pe teren sunt necesare:- planuri de situaţie la scara 1:500 ale amplasamentului proiectat

(conţinând şi curbele de nivel);- schemele de trasare cu elementele topografice ce urmează a fi

aplicate pe teren.Trasarea barajului în arc, în timpul execuţiei (betonării) se face pe

ploturi, cu lungimi de 10 – 16 m şi lăţimi variabile în funcţie de înălţime.

Fiecare plot se betonează, de la fundaţie până la coronament, petronsoane numite lamele.

Fig. 2.6 bElementele componente

ale unui baraj de beton inarc – sectiune verticala

prin plot

Fig. 2.7Plot – vedere in plan la

orizontul (lamela) „j” deexecutie

Fij

1 2

4 3PARAMENT AVAL

PARAMENT AMONTE

10 m

16 m

Rost dedilatatie

Fi

Fij

1

23

4

Plot

Lamela



Fiecare plot are câte un punct fundamental Fi, situat pe una dinverticalele plotului, astfel aleasă încât străbate (intersectează) un număr câtmai mare de lamele. În proiect se determină, în sistemul de coordonate alreţelei de trasare, coordonatele rectangulare ale punctelor fundamentale Fi

pentru fiecare plot al barajului.Faţă de punctul fundamental Fi sunt calculate, în proiectul de

execuţie, elementele geometrice pentru montarea cofrajului necesarturnării betonului în fiecare lamelă. După turnarea betonului se executătrasarea pe înălţime a părţii superioare a fiecărei lamele, pentru aducerea eila cota proiectată.

Trasarea în plan a punctului fundamental se repetă pentru lamelelefiecărui plot, după fiecare turnare a betonului, deoarece acesta dispare, capoziţie, odată ce operaţiunea de turnare este încheiată.

2.1.3.3 Trasarea în plan a punctului fundamental

Trasarea se poate efectua prin una din metodele intersecţiei sau ocombinaţie a acestora. Folosirea uneia sau alteia din metode depinde decondiţiile topografice oferite de teren, de procesul tehnologic folosit laexecutarea barajului arcuit, de forma şi numărul de puncte ale reţelei detrasare şi – nu în ultimul rând – de opţiunea specialistului în măsurători.

Cerinţa de bază a trasării este materializarea rapidă şi cu precizieridicată a poziţiei punctului fundamental Fi succesiv, pe toate lameleleplotului, chiar în timpul execuţiei barajului. Datorită preciziei ridicatesolicitată la poziţionare (eroarea maximă 1.5 – 2.0 cm) aplicarea pe teren apunctului fundamental proiectat Fi se efectuează în două etape:

1. trasarea aproximativă (provizorie):- se trasează un punct provizoriu F’ij, prin intersecţie liniară, faţă de

două din punctele de colţ ale lamelei (utilizând distanţele d2 şi d3);

2. definitivarea trasării (corectarea poziţiei punctului marcatprovizoriu):

- se staţionează cu teodolitul în F’ij;- faţă de punctele reţelei de trasare din zona barajului (P1, P2, P3 şi

P4) se măsoară unghiurile i;- se determină coordonatele punctului F’ij prin intersecţie înapoi

(analitic);



- se determină valorile corecţiilor (reducţiilor) ce trebuie aplicate dinpunctul F’ij pentru a stabili poziţia proiectată a punctului Fij,utilizând metoda coordonatelor rectangulare:

xF’F = xF – xF’ yF’F = yF – yF’ (2.176)- se trasează punctul Fij, prin metoda coordonatelor rectangulare, din

punctul F’ij;- se pot transforma aceste corecţii în valori aplicabile prin metoda

coordonatelor polare:2

'

2

'' FFFFFF yδxδd = F’P1 - F’F (2.177)

- se trasează, prin metoda coordonatelor polare, punctul Fij din F’ij,având ca direcţie de referinţă latura F’P1;

- pentru control, se instalează teodolitul în punctul Fij trasat şi seexecută un tur de orizont în care se include punctele din reţeaua detrasare. Unghiurile măsurate trebuie să fie egale cu cele calculatedin diferenţe de orientări (orientări obţinute din coordonateleproiectate ale punctului Fi şi cele ale punctelor din reţeaua detrasare Pi ).

Fig. 2.8Trasarea in plan a

punctuluifundamental, la unorizont oarecare „j”Fij

1 2

4 3

d2

d3

P1

P2

P3

P4

PARAMENT AMONTE

PARAMENT AVAL

F'ij



2.1.3.4 Trasarea lamelei în timpul execuţiei

Trasarea se execută din punctul fundamental Fi , din care se traseazăîn plan, prin metoda coordonatelor polare, punctele de colţ 1, 2, 3, 4 (cuelementele de trasat di şi i faţă de direcţia de referinţă FP1).

Trasarea în detaliu a laturilor curbe (parament amonte, aval) seexecută prin metoda coordonatelor rectangulare pe coardă, în condiţiile încare lungimile corzilor (so şi s’o) şi a săgeţilor (fo şi f’o) sunt cunoscute dinproiect.

Datorită faptului că lucrările se desfăşoară de regulă la înălţimiconsiderabile, pentru comoditate şi siguranţă în timpul măsurătorilor, setrasează două aliniamente AB şi CD, retrase spre interiorul lamelei, ladistanţele a şi b, paralele cu direcţiile 1-2, respectiv 3-4.

Faţă de aceste laturi (aliniamente) se trasează, prin metodacoordonatelor rectangulare pe coardă, punctele necesare pentru instalareacofrajului curb (parament amonte şi parament aval), în vederea turnăriibetonului lamelei respective.

Punctele de detaliu i de pe laturile curbe se trasează prin metodacoordonatelor rectangulare pe coardă, faţă de mijlocul corzii 1-2 (AB),respectiv 3-4 (CD), astfel (Fig. 2.9):

- se aleg abscise egale si faţă de centrul coardei;- dacă se acceptă că s l

Fig. 2.9Trasarea in plan alamelei in timpul

executiei



ccρR

lλ ; (2.178)

- dacă notăm2

λε , se calculează săgeata curbei fo:

εRεRREOBOfo cos1cos ; (2.179)

- se dezvoltă expresia în serie Taylor şi se neglijează termenii deordin superior şi rezultă:

2

2εRfo (2.180)

- pentru valori ale absciselor so 15 m se poate aproxima:

εRsl o 22

R

sε o

2 (2.181)

- în aceste condiţii rezultă:

R

s

R

sRf oo

o88

2

2

2

(2.182)

- se calculează ordonatele yi corespunzătoare:- pentru coarda 1-2 (amonte):

R

s

R

saffay io

ioi8

2

8)(

22

(2.183)

- pentru coarda 3-4 (aval):

Fig. 2.10Trasarea in detaliu a

lamelei in timpul executiei



R

s

R

sbffby io

ioi8

2

8)(

2'2''' (2.184)

- abscisele si se trasează faţă de mijlocul laturilor AB şi CD, simetric;- se trasează apoi ordonatele corespunzătoare, conform schiţelor de

trasare.

2.1.3.5 Trasarea pe înălţime a lamelei în timpul execuţiei

Trasarea la cota proiectată HF a lamelelor se face prin nivelmentgeometric la baza plotului şi continuă prin nivelment trigonometric,folosind 3 sau 4 repere de nivelment din reţeaua de trasare a barajului.

Calculul corecţiei h şi metodologia trasării prin nivelmenttrigonometric se poate face în diferite moduri.

Verificarea turnării betonului la cota HF a lamelei se face prinnivelment geometric tehnic, faţă de cota HT marcată pe cofraj.

curs_10-13

Documents