BQ GIAO THONG VAN TAI TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I GIAO TRINH MON HOC TRAC DIA TRINH DQ TRUNG CAP NGHE: XAY DUNG CAU DUONG Ban hành theo Quyết định số 1955/QĐ-CĐGTVTTWI-DT ngày 21/12/2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng GTVT Trung ương Ï Hà nội, 2017 | BO GIAO THONG VAN TAI TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG ƯƠNG I GIAO TRINH Môn học: Trắc địa NGHÈ: XÂY DỰNG CÀU ĐƯỜNG TRINH DO: TRUNG CAP LOI NOI DAU Trắc địa là môn học bắt buộc trong chương trình dạy nghề dài hạn, nhằm trang bị cho người học nghề một số kiến thức, kỹ năng cơ bản trong công tác máy. xây dựng trong thỉ công công trình. Hiện nay các cơ sở dạy nghỉ éu dang sir dung tải liệu giảng dạy theo nội dung tự biên soạn, chưa được có giáo trình giáng dạy chuẩn ban hành thống nhất, vì vậy các giáo viên và sinh viên đang thiếu tải liệu để giáng dạy và tham khảo. Nhằm đáp ứng yêu cầu giảng dạy và học tập trong giai đoạn mới của nhà trường, tập thể giáo viên khoa Công trình đã biên soạn giáo trình môn học ác địa hệ trung cắp.
“Trong quá trình biên soạn chúng tôi đã tham khảo các nguồn tài liệu sẵn có trong nước và với kinh nghiệm giảng dạy thực tế. Mặc dù đã có nhiều nỗ lực, tuy. nhiên không tránh khỏi thiếu sót Chúng tôi rất trân trong và cám ơn những ý kiến đóng của đồng nghiệp và các nhà chuyên môn để giáo trình Trắc địa đạt được sự hoàn thiện trong những lần biên soạn sau này. MỤC LỤC TEN BAI TRANG Bài 1 : Kiến thức chung về trắc địa 04 Bài 2: Bản đồ địa hình 05 Bài 3: Tính toán trắc 15 Bài 4: Đo góc 17 Bai 5: Do dai 27 Bài 6: Đo cao.
34 Bài 7: Đo vẽ bình đồ 39 Bài 8: Đo vẽ mặt cắt địa hình 48 Bài 9: Quan trắc biến dạng công trình 55 BAI 1:KIEN THUC CHUNG VE TRAC DIA. Khái niệm về trắc địa: 2. Các chuyên môn trắc ~ Trắc địa cao cáp: Nghiên cứu về hình dạng, kích thước của toàn bộ hoặc các vùng rộng lớn của bê mặt qùa đất, nghiên cứu biển dạng của vỏ qủa dat, xây dựng. mạng lưới tọa độ quốc gia có độ chính xác cao.
- Trắc địa địa chính — dja hình: Nghiên cứu qúa trình công nghệ thành lập bản đồ địa hình địa chính bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp hoặc chụp ảnh. ~ Trắc địa công trình: Nghiên cứu các phương pháp trắc địa trong khảo sát địa hình phục vụ thiết kế công trình, chuyển thiết kế ra ngoài thực địa, theo đõi thì dạng công trình xây dựng. ~ Trắc địa ảnh: Nghiên cứu các phương pháp chụp ánh bề mặt trái đất và công nghệ đo ảnh để thành lập bản đồ. - Ngành bản đồ: Nghiên cứu các phương pháp biểu thị, biên tập, trình bày, chế bản, in va sử dụng các loại bản đồ địa lý, bản đồ địa hình, bản đồ địa chính và các loại bản đồ khác.
- Trắc địa mỏ: Nghiên cứu chế tạo các loại máy đo ngoại nghiệp, nội nghiệp, xây dựng công trình. BÀI 2: BẢN ĐỎ ĐỊA HÌNH Mặt ngoài của qủa đất là một mặt cầu rất phức tạp, có tích bề mặt khoảng 510.8% là đại dương và 28.2% là lục địa Độ cao trung bình của lục địa so với mực nước đại dương khoảng +875m, còn độ sâu trung bình của đại dương khoảng -3800m. Chênh cao giữa điểm cao. nhất (đình Chomolungma trong diy Hymalaya cao 882m) và điêm sâu nhất (hố Marian ở Thái Bình Dương- gản Philipbin sâu 1 I.032m) xắp xỉ 20km.
Bán kính trung bình của qủa đắt là 6371km 1. Mặt thuỷ chuẩn và hệ độ cao: 1. Mặt Elipxoid quả đất Mặt Geoid không thể là một mặt có phương trình toán học, trong khi đó các số liệu trắc địa phải được tính toán xử lý tính toán. Vì lý do đó người ta thay thế mặt Geoid bằng một hình gần đúng đó là Elip tròn xoay gọi là Elipxoid qúa đất.
Ma6Elipxoid MaBñañ Mặt Elipxoid quả đất có các tính chất sau: - Tâm ct Elipxoid trùng với tâm của quả đi ~ Mặt phẳng xích đạo của Elipxoid trùng với mặt phẳng xích đạo của quả - Thể tích của Elipxoid bằng thể tích của Geoid; ~ Tổng bình phương chênh cao giữa mặt Elipxoid và mặt Geoid là nhỏ nhất ({h?}=min); - Mat Elipxoid qua đất có phương trình toán học - Tại mọi điểm trên mặt Elipxoid quả đất thì phương pháp tuyển không trùng với phương đường đây đọi mà lệch một góc e (gọi là góc lệch dây dọi). Kích thước qủa đất Trong tính toán các kết qủa đo đạc ta coi qua dat Li Elipxoid có kích thước. được đặc trưng bằng 3 yếu tố: ~ Bán kính trục lớn: a= OQ. - Bán kính trục nhỏ: b = OP.
- Độ dẹt: a = (a-b)/a Các kết qủa mà trong công tác xử lý số liệu ở nước ta đã sử dụng: Tên Elipxoid. Năm Bán kính trục lớn (_ Độ dẹta a(m) Everest 1830 6.2 Ta thấy: Độ đẹt rất bé nên khi đo đạc vùng đất bé so với mặt qủa đất thì người ta bỏ qua độ dẹt và coi qủa đất là một khối câu có bán kính R=6371 km. Mặt thuỷ chuẩn Mat seoid (mat thay chuda gua dit) 86 it vit Mi Mat Geoid hay con got 1a mat thuy chuan quá đất là mặt nước biên trung. bình ở trạng thái yên tĩnh kéo đài xuyên qua các lục địa và hai dao tạo thành một mặt cong khép kín.
Mặt Geoid có các tính chất sau: ~ Mặt Geoid không phải là mặt toán học; - Tai moi diém trên mặt Geoid thì phương của đường dây dọi trùng với với phương pháp tuyến tại điểm đó. “Trong trắc địa mặt mặt thủy chuẩn được dùng làm mặt chiếu khi đo lập bán 6, đồng thời cũng được dùng làm mặt so sánh độ cao của các điểm trên mặt đất. Mỗi quốc gia qui ước mặt thủy chuẩn có độ cao là 0m của nước đó và được gọi là mặt thủy chuẩn đại địa (mặt thủy chuân góc hay mặt thủy chuẩn qua dat). - Liên xô: Mặt thủy chuân Cronstat - Việt Nam: _ Hòn Dấu (Hải Phòng); Mũi Nai (Hà Tiên).
Mũi Nai cao hơn Hòn Dấu 0. Khái niệm độ cao của một điễm: Độ cao của một điểm là khoảng cách từ điểm đó theo hướng đường dây dọi đến mặt thủy chuẩn được chọn làm gốc. - Nếu mặt thủy chuẩn chọn làm gốc là mặt thủy chuẩn quả đất thì cao độ đó là cao độ tuyệt đối (Ký hiệu Hạ, Hy). Nếu mặt thủy chuân đó là mặt thủy chuẩn giả định thì cao độ đó gọi là cao độ tương đối (Ký hiệu H°a, H”;).
ic điểm năm phía trên mặt thủy chuẩn quả đất thì có cao độ dương (+), Các điểm nằm phía dưới mặt thủy chuẩn qua dat thi có cao độ âm (-), - Hiệu độ cao của một điểm là khoảng các theo phương đường dây dọi giữa 2 mặt thủy chuẩn qua 2 điểm đó: hạp= Hạ - HẠ= H'A-H'„ 8 A ae Hà H, bom, "Mặt thủy chuẩn gi định Mặt thủy chuẩn đại đã Hình 2. Hệ tog độ địa l. Để xác định toạ độ địa lý của một điểm trên bề mặt quả đắt chúng ta coi quả đất là hình cầu tâm 0, trục quay BN ( B, N: cực Bắc, cực Nam). B M_ VóuWeáquaM G Kinh tuyeá quaM T 9s Ñ a 6, M, Kinh tuyeá goá N Hình 2.
Mặt phẳng kinh tuyến: Là mặt phẳng chứa trục quay của quả đất. b, Đường kinh tuyển: Là giao tuyên giữa mặt phẳng chứa trục quay quả đất với mặt cầu, e. Mặt phẳng kinh tuyển gốc: Là mặt phẳng kinh tuyến đi qua đài thiên văn Gonnuyt (G) gin Thu đô Luân Đôn. Mặt phẳng vĩ tuyến: Là mặt phẳng vuông góc với trục quay ciia qiia dit.
4L Đường vĩ tuyển: Là giao tuyễn giữa mặt phẳng vuông góc với trục quay quả đất với mặt cầu.£ Mặt phẳng xích đạo: Là mặt phẳng vĩ tuyển đi qua tâm quả đất. Toa độ địa lý của một đi - Tọa độ địa lý của một điểm M xác định bởi: + Kinh độ: 2. ~ Kinh độ địa lý (A) của một điểm M là góc nhị diện hợp bởi mặt phẳng. tuyển qua điểm đó với mặt phẳng kinh tuyế Kinh độ được tính từ kinh tuy: gốc về phía Đông gọi là kinh độ Đông, tính về phía Tây gọi là kinh độ Tây và độ biển thiên từ 0*+180”.
- Vĩ độ địa lý (@) của một điểm M là góc hợp giữa mặt phẳng đường xích đạo và phương đường dây dọi qua điểm đó. Vĩ độ được tinh tir mat phang xich dao về phía Bắc bán câu gọi là vĩ độ Bắc, về phía Nam gọi là vĩ độ Nam và có độ thign 0°+-90°. *Ví dụ: Tọa độ ịa lý Hà Nội: ọ: 21 vĩ độ Bắc. Phép chiều bản đồ và hệ toạ độ vuông góc phẳng.
~ Để thuận tiện trong công tác thiết kế kỹ thuật, trong trắc địa người ta đã nghiên cứu các phương pháp biều diễn bể mặt quả đất lên mặt phẳng. è mặt tự nhiên của quả đất cầu tạo rất phức tạp, vì vậy đề biểu diễn nó lên mặt phẳng, người ta chiếu bề mặt quả đất lên mặt cầu rồi thu nhỏ mặt cầu theo tỷ lệ yêu cầu. ~ Bằng phương pháp chiếu xuyên tâm ta tiếp tục chiếu hình cầu quả đất lên mặt trụ hoặc mặt nón rồi cắt nó theo một đường sinh chọn trước rồi trải ra mặt phẳng. ; - Các phương pháp chiếu này đều làm cho bể mặt quả đất m dang: 4.
Pháp chiếu bằn, - Giả sử ta có 4 điểm A, B, C, D nằm trên mặt đất tự nhiên để biểu diễn chúng lên mặt cẩu, chúng ta dùng phương pháp xuyên tâm theo phương đường dây. a,b’,¢,d la hinh chiéu A, B, C, D trên mặt cầu Q. ~ Nếu thay mặt cầu Q bằng mặt phing P ta cé a, b, c, d là hình chiếu của A. - Ta có hình chiều abed bj bién dang so voi alb’e'd’ vé ca chiéu dai và góc, độ biến dang này phụ thuộc vào diện tich do vé ABCD.
- - Với ABCD có diện tích nhỏ ta chiêu trực tiếp trên mặt phẳng mà vẫn đảm bảo, 10 A ” c »ấ " a Đ a © „mo a « Hình 2. Phương pháp chiếu Gauss (Pháp chiếu hình trụ ngang): 4.Nội dung: ~ Chia quả đất hình cầu theo các đường kinh tuyến ra từng múi 6” hoặc 3” và được đánh số thứ tự từ 1+ 60 hoặc 1+120, bat đầu từ kinh tuyến gốc có kinh độ 2.= (0° qua Đông sang Tây. - Kinh tuyến giữa của mỗi mũi gọi là kinh tuyến trục có kinh độ được tính theo công thứ Đối với múi 6': - 2„.6°+3” Đối với múi 3: - Arye = (N— 1).5° “Trong đó: n là số thứ tự của múi.