Научный журнал

Успехи современного естествознания

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,976

• Авторы
• Вклад авторов
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Солодунов А. А. 1 Пшидаток С. К. 1 Гайтян Е. А. 1

---

1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина»

Солодунов А.А. - разработка концепции, работа с данными, анализ данных

Пшидаток С.К. - разработка концепции, работа с данными, проведение исследования, методология исследования

Гайтян Е.А. - методология исследования, административное руководство исследовательским проектом, предоставление ресурсов

В статье рассмотрены топографо-геодезические изыскания, выполненные с целью создания инженерно-топографического плана для получения данных в полном объёме при дальнейшей разработке проектной документации и строительства мостового перехода в селе Лермонтово Туапсинского района. Цель данного исследования заключается в систематизации специфики выполнения топографо-геодезических задач при реконструкции моста. Мосты, будучи фундаментальными компонентами транспортной инфраструктуры, подвергаются постоянным механическим и климатическим нагрузкам, что вызывает естественный износ и обуславливает необходимость проведения регулярных мероприятий по процессу восстановления эксплуатационных характеристик. Актуальность исследования обусловлена необходимостью обеспечения высокой точности и надежности строительных работ в условиях сложного рельефа и плотной застройки. На основе данных технического отчёта проанализированы методы исполнительной съемки. Создаются планово-высотные геодезические сети, и осуществляется предварительная обработка и анализ полученных материалов, с целью осуществления контроля их точности, качества и полноты. Участок характеризуется сложными инженерно-геологическими и планировочными условиями, пересеченным рельефом, наличием действующих транспортных коммуникаций и инженерных сетей. Полученные результаты имеют практическое значение для оптимизации топографо-геодезического сопровождения аналогичных объектов. Реконструкция мостов представляет собой достаточно важную инженерную задачу, требующую высокой степени точности на всех этапах реализации проекта. Данный процесс включает в себя не только технические аспекты, но и тщательное планирование, анализ и контроль качества выполнения работ.

Статья в формате PDF

2084 KB

топографо-геодезические работы

исполнительная съемка

мостовое сооружение

данные полевых геодезических измерений

реконструкция моста

конструктивные элементы

эксплуатация объекта

1. Подтелков В. В., Прокопенко А. В., Пшидаток С. К. К вопросу расчета платежей за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при строительстве логистических центров на примере ЛЦ «Адыгея-2» // Экономика и предпринимательство. 2019. № 1 (102). С. 1004-1007. EDN: PPDQSH.

2. Подтелков В. В., Пшидаток С. К. К вопросу хранения, переработки и утилизации производственных отходов предпринимательской деятельности крупных логистических центров на примере ЛЦ «Адыгея-2» // Экономика и предпринимательство. 2018. № 11 (100). С. 952-955. EDN: YPFIOL.

3. Пшидаток С. К., Турк Г. Г., Жарникова А. А., Лавренина Е. А. Геодезические изыскания при проектировании и прокладке нефтепровода // Актуальные научные исследования в современном мире. 2021. № 11-13 (79). С. 82-86. EDN: WSOVDJ.

4. Соколов Ю. Г., Губанова Н. Я., Гурский И. Н. К определению координат точек обратными угловыми засечками методом последовательных приближений // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2009. № 45. С. 49-56. EDN: JWXYIN.

5. Bespalov V., Turk G., Gurova O. Physical features of reducing air pollution for the operating conditions of the drying drum of brick factories // E3S Web of Conferences: Innovative Technologies in Environmental Science and Education, ITESE 2019, Divnomorskoe Village, 09–14 сентября 2019 года. Vol. 135. Divnomorskoe Village: EDP Sciences. 2019. P. 01034. DOI: 10.1051/e3sconf/201913501034. EDN: EDHBHS.

6. Савченко Ю. М., Турк Г. Г., Гурский И. Н. Современные возможности использования фотограмметрии // Московский экономический журнал. 2024. Т. 9. № 1. DOI: 10.55186/2413046X_2023_9_1_49. EDN: BFWWII.

7. Савченко Ю. М., Турк Г. Г. Безопасность при производстве работ // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2023. № 191. С. 61-75. DOI: 10.21515/1990-4665-191-013. EDN: ARDFZW.

8. Gura D., Boltenkova K., Bespyatchuk D. [et al.] Practical implementation of the use of GNSS RTK technologies for obtaining topographic and geodetic data // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Ussurijsk, 20–21 июня 2021 года. Ussurijsk, 2021. P. 042075. DOI: 10.1088/1755-1315/937/4/042075. EDN: ZIIYAA.

9. Gura D., Gribkova I., Berkova E. [et al.] Creation of a digital map for Sochi city masterplan development in the modern geoinformation system ArcGIS // E3S Web of Conferences. 2024. Vol. 531. P. 04007. DOI: 10.1051/e3sconf/202453104007. EDN: WYPEIW.

10. Солодунов А. А., Смоляков Д. С., Разгоняев С. В., Ерж А. С. Результаты сравнительного анализа орбитальных группировок глобальных навигационных спутниковых систем // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2022. № 183. С. 274-291. DOI: 10.21515/1990-4665-183-027. EDN: DAKAXZ.

11. Солодунов А. А. Мониторинг эксплуатационной надежности сооружений внутрихозяйственной сети рисовых оросительных систем // Вестник Чувашской государственной сельскохозяйственной академии. 2019. № 4 (11). С. 126-131. DOI: 10.17022/btj7-tx55. EDN: NNZIJO.

12. Струсь С. С., Смоляков Д. С., Солодунов А. А. Структура системы управления земельными ресурсами с учетом эколого-экономических факторов // Экономика и предпринимательство. 2013. № 4 (33). С. 237-241. EDN: PWWNWP.

13. Бондарчук А. В., Перов А. Ю. Использование спутниковых данных для мониторинга негативных процессов на землях сельскохозяйственного назначения Краснодарского края // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2024. Т. 18. № 4. С. 45-55. DOI: 10.31161/1995-0675-2024-18-4-45-55. EDN: BVZHHV.

14. Туров Д. И., Гура Д. А., Шевченко Г. Г., Гура Т. А. Комплекс геодезических работ для составления пространственных обмерных чертежей подземных сооружений на примере ГЭС // Электронный сетевой политематический журнал «Научные труды КубГТУ». 2017. № 4. С. 51-59. EDN: ZKAOHX.

15. Струсь С. С. Основные направления экологически устойчивого развития экономики города // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2009. № 45. С. 145-154. EDN: JWXYKV.

Введение

Реконструкция мостовых сооружений является сложным и ответственным процессом, требующим высокой точности на всех стадиях выполнения работ. Мосты, являясь ключевыми элементами транспортной инфраструктуры, подвержены постоянным нагрузкам и воздействию внешней среды, что приводит к их естественному износу и необходимости в реконструкции [1]. В сельском поселении Лермонтово Туапсинского района Краснодарского края, как и в других населенных пунктах, есть необходимость в улучшении и поддержании транспортной артерии [2]. В процессе данного исследования активное участие приняли преподаватели кафедры геодезии Кубанского государственного аграрного университета. Мостовое сооружение, расположенное на его территории, играет важную роль в обеспечении транспортной связи между двумя частями посёлка и равной доступности к инфраструктуре для всех жителей. Топографо-геодезические работы являются основополагающими для успешной реконструкции моста. Они позволяют получить точную информацию о существующем положении объекта, выявить деформации, определить оптимальные пути решения проектных задач и обеспечить точное положение всех строительных элементов в пространстве [3]. Неточности на этапе геодезических работ могут привести к серьезным проблемам, включая перерасход денежных средств, увеличение сроков строительства, и к снижению безопасности самого сооружения [4].

Целью настоящего исследования является систематизация особенностей выполнения топографо-геодезических работ при реконструкции мостового сооружения.

Материалы и методы исследования

Объект исследования находится в сельском поселении Лермонтово Туапсинского района. В качестве материалов исследования использовались проектная документация, данные полевых геодезических измерений, исполнительная документация и др. Важным этапом для достижения цели реконструкции мостового сооружения является обеспечение условий, при которых оси опор, пролетные строения и другие конструктивные элементы будут располагаться на участке по строго заданным проектным координатам. Для этого необходимо с высокой точностью выполнить разбивку пунктов и осуществить контроль на всех этапах работ [5].

Результаты исследования и их обсуждения

Одним из важнейших видов инженерных изысканий для строительства является инженерная геодезия. Инженерно-геодезические изыскания в строительстве обеспечивают получение топографо-геодезических материалов и данных о рельефе местности, о существующих зданиях и сооружениях, об элементах планировки, необходимых для оценки природных и техногенных условий территорий предполагаемого строительства и обоснования проектирования строительства и эксплуатации объектов [6].

Основной результат проведения инженерно-геодезических изысканий – получение инженерно-топографического плана территории. План содержит показатели, характеризующие рельеф и ситуацию изучаемой местности, определение наличия на ней зданий и строений, способных создать препятствия в процессе строительства [7]. Если топографический план призван отобразить точные и подробные изображения местности с населенными пунктами, рельефом и другими объектами, то инженерно-топографический план в первую очередь определяет площадь земельного участка, его размеры и координаты, характер и особенности строения земной коры, а также наличие протяженных коммуникаций [8]. Под топографо-геодезическими работами понимают сложный комплекс измерений, вычислений и построений, который сопровождает любой проект: от строительства частного дома до прокладки федеральных трасс [9].

В качестве объекта инженерно-геодезических изысканий рассматривается мостовое сооружение в сельском поселении Лермонтово Туапсинского района. Участок работ в административном отношении расположен в Туапсинском районе, муниципальное образование Тенгинское сельское поселение, село Лермонтово. Участок изысканий представляет собой участок улицы Ленина на пересечении с р. Шапсухо. Участок начинается с перекрестка с улицей Тенгинской, проходит через перекресток с ул. Совхозной, пересекает р. Шапсухо и оканчивается на перекрестке с ул. Ипподромной. Вся площадка представляет собой застроенную часть поселения, по которой проходят подземные, наземные коммуникации.

Объект работ связан с другими населенными пунктами автомобильным транспортом. По территории участка изысканий проходит хорошо развитая дорожная сеть автомобильных проездов, с различными типами твердого покрытия (асфальтобетонное, гравийное). Проезд к площадке изысканий возможен в любое время года от автомобильной дороги Джубга – Туапсе. Железнодорожное сообщение к площадке изысканий отсутствует. Растительный покров в границах площадки изысканий представлен на незастроенных территориях в основном луговой растительностью, на застроенной территории – газонами с однолетней и многолетней растительностью, с участками луговой растительности. На территории участка изысканий естественная древесная растительность отсутствует. Участок характеризуется благоприятными условиями для проведения полевых работ: отсутствуют технические барьеры и зоны с выраженной заболоченностью (рис. 1).

На всех этапах строительства сооружений требуется высокая точность исполнения проекта, которая обеспечивается инженерно-геодезическими работами [10].

На подготовительном этапе выполнено обследование пунктов опорной сети и государственной геодезической сети. Целью данного этапа является формирование информационной базы и обоснование методики работ, этап является ключевым, так как на данной стадии закладываются основы точности и надежности последующих измерений. Было установлено, что изыскания прошлых лет отсутствуют. Установленные допуски по планово-высотному положению точек съемочной сети обеспечивают возможность использования полученных материалов при проектировании и строительстве.

Рис. 1. Схема расположения объекта работ Примечание: составлено авторами на основе полученных данных в ходе исследования

Таблица 1

Каталог координат исходных геодезических пунктов (в МСК-23)

Примечание: составлено авторами по результатам данного исследования.

Рис. 2. Схема расположения исходных пунктов Примечание: составлено авторами на основе полученных данных в ходе исследования

Одним из ключевых работ полевого этапа стало выявление и обследование пунктов на местности. После нахождения нужного пункта проводилась визуальная оценка состояния наружных знаков и центров. Согласно информации, полученной из Росреестра, по карточкам привязок устанавливались пригодные к дальнейшему использованию пункты. Оценка проводилась следующим образом: если верхняя марка пункта цела, вскрытие нижних центров не требуется – такой пункт считается сохранным; при утрате нижнего центра пункт признается утраченным; при отсутствии следов разрушения, но невозможности обнаружения – пункт классифицируется как не найденный. Все данные по обследованию сводились в итоговую ведомость. Каталог координат исходных геодезических пунктов представлен в таблице 1.

Обследование включало визуальный осмотр пунктов, оценку их сохранности, доступности и пригодности для использования [11]. Также произведено закрепление различными типами центров и наружных знаков пунктов ГГС и ОГС, определение координат и высот пунктов ОГС [12] (рис. 2).

Пункты ГГС, пункты опорной сети сгущения закреплены различными типами центров и наружных знаков. Результаты обследования пунктов приведены в таблице 2.

Таблица 2

Ведомость обследования исходных пунктов

Примечание: составлено авторами по результатам данного исследования.

Объект топографо-геодезических работ расположен на территории сельского поселения Туапсинского района Краснодарского края в зоне реконструкции моста через реку. Общая площадь участка изысканий определена по материалам технического задания и составила 2,65 га. В ходе рекогносцировочного обследования территории, отведенной под инженерные изыскания, были уточнены исходные данные, необходимые для организации и последующего выполнения топографо-геодезических работ. В первую очередь определялись фактические границы участков, подлежащих съемке, а также актуальное состояние пунктов ГГС и пунктов ГНСС. Особое внимание уделялось обследованию ранее заложенных реперов и центров, с оценкой их технического состояния и пригодности к повторному использованию. После этого приступали к работам, которые включают создание и развитие геодезических сетей, в том числе и сетей специального назначения [13]. Производилась съемка подземных и наземных сооружений.

Работы проводились с использованием ГЛОНАСС/GPS. Также использовались следующие средства измерения: дальномер лазерный Leica DISTO A5 Госреестр № 30855-07, спутниковая геодезическая аппаратура Trimble R8 GNSS Госреестр № 33967-07, электронный тахеометр Nikon NPR-332 (5”) Госреестр № 39639-08, оптический нивелир с компенсатором CST/bergerSAL28 Госреестр № 44548-10.

На момент проведения изысканий вследствие значительной утраты пунктов опорной геодезической сети для обеспечения точности создания планово-высотного обоснования потребовалось произвести развитие опорной геодезической сети с использованием спутниковых технологий. При производстве спутниковых геодезических наблюдений применялись геодезические приемники фирмы Trimble модели R8-2 GNSS № 4750142932, № 4750142933, № 4750142943, прошедшие метрологическую поверку в соответствии с требованиями законодательства и действующей нормативно-технической документации.

Планово-геодезическая основа при развитии съемочного обоснования для производства инженерно-топографической съемки в масштабе 1:500, сечением рельефа 0,5 м, на территории площадки инженерных изысканий создана прокладыванием теодолитных ходов с относительной погрешностью 1/2000 от пунктов опорной сети ВР1, ВР2, ВР3. При прокладке теодолитных ходов съемочной геодезической сети использовался электронный тахеометр Nikon NPR-332(5”) Госреестр № 39639-08.

При производстве измерений на пунктах сети применялись статический или быстрый статический способы, которые обеспечивали наивысшую точность измерений. При проектировании и закладке новых пунктов особое внимание уделялось выбору оптимальных по условиям наблюдения и эксплуатации площадок. Всего в результате полевых работ было заложено 3 новых пункта опорной геодезической сети с привязкой к пунктам государственной геодезической сети, для которых были подготовлены, в соответствии с техническим заданием, карточки закладок.

Высотным обоснованием топографической съемки послужили ходы технического нивелирования от пунктов ВР1, ВР2, ВР3, закрепленные постоянными знаками [14]. Каталог координат точек, закрепленных постоянными знаками, представлен в таблице 3.

Таблица 3

Каталог координат точек, закрепленных постоянными знаками

Примечание: составлено авторами по результатам данного исследования.

Рис. 3. Схема GPS-наблюдений Примечание: составлено авторами на основе полученных данных в ходе исследования

Таблица 4

Уравненные плоские координаты

Примечание: составлено авторами по результатам данного исследования.

Таблица 5

Расчет сметной стоимости работ

Измерения превышений производились нивелиром CST/bergerSAL28 Госреестр № 44548-10. Для производства работ по топографической съемке был использован электронный тахеометр фирмы Nikon NPR-332(5”) Госреестр № 39639-08 с регистрацией и накоплением результатов во внутреннюю память инструмента. Инструмент прошел поверку, свидетельство о поверке № 025382.

Все измерения в период спутниковых наблюдений производились только во время благоприятного временного интервала [15]. Для этого перед началом работ было произведено планирование сеансов наблюдений с помощью ПО Planning фирмы Trimble. Работы по созданию планово-высотного съемочного обоснования с применением глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС/GPS производились статическим методом. Сеть создана в виде полигонов, включающих в себя ряды замкнутых фигур, перекрывающихся треугольников и геодезических четырехугольников, стороны которых образованы векторами. Схема ГЛОНАСС/GPS-наблюдений представлена на рисунке 3.

Работы по поиску и съемке подземных коммуникаций выполнялись путем обследования местности для отыскания на ней по внешним признакам местоположения и назначения подземных сооружений, а затем определялись участки трубопроводов и кабелей для поиска с помощью трубокабелеискателя RD2000CPS. Произведено обследование колодцев на местности и определены глубины залегания подземных коммуникаций. Координирование выходов, углов поворота и других точек подземных сооружений производилось полярным методом, с точек магистрального хода, электронным тахеометром NIKON NPR-332(5”).

Итоговые документы камерального этапа являются основой для принятия решений о продолжении монтажных работ и возведении объекта или необходимости вносить корректировки в разработку проекта.

Обработка полученных данных. Обработка базовых линий, получение векторов, уравнивание сети планово-высотного обоснования производилась на ПК с использованием программного обеспечения Trimble Business Center фирмы Trimble. Уравнивание опорной геодезической сети производилось параметрическим способом по методу наименьших квадратов, в Местной системе координат (МСК-23). Уравненные плоские координаты представлены в таблице 4.

Совместное уравнивание линейных и угловых измерений системы теодолитных ходов с узловыми точками выполнено на IBM PC с использованием модуля CREDO_DAT 2.0 программного комплекса CREDO. Уравнивание производилось параметрическим способом по критерию минимизации суммы квадратов поправок в измерения. При этом производилась полная оценка точности измерений в сети и положения каждого пункта.

Описание итоговой документации

Финансовый аспект остается одним из ключевых при выборе оборудования и методов для выполнения геодезических работ. Это связано с тем, что в современных приборах используются передовые технологии, что, в свою очередь, влияет на конечную стоимость, удерживая ее на достаточно высоком уровне. На формирование стоимости топографо-геодезических изысканий также оказывает влияние совокупность факторов, среди которых: масштаб и точность съемки, особенности застройки на участке, плотность и наличие подземных коммуникаций, выраженность и сложность рельефа, наличие растительности, а также гидрологические характеристики и сезонность проведения изысканий.

Для расчета используется Приказ № 812/пр от 2 декабря 2024 года, детальный расчет приведен в таблице 5.

Заключение

Проведена рекогносцировка местности, планово-высотной основы и плотности геодезической сети на участке исследований, определены и закреплены исходные пункты, обеспечена надежная производственная привязка при реконструкции мостового сооружения. Особое внимание уделено сохранности геодезических знаков и обеспечению непрерывности измерительной сети. Выполненные изыскания и полученные данные могут служить надежной основой для дальнейших этапов проектирования, строительства, эксплуатации моста на территории сельского поселения Лермонтово.

Все работы выполняются на территории сельского поселения Лермонтово Туапсинского района, соответственно, в смету берутся коэффициенты для застроенной территории, что значительно увеличивает стоимость работ. Другим важным фактором, который влияет на смету, является категория сложности работ. Таким образом, стоимость всех видов работ обойдется в 916 809 руб.

Конфликт интересов

Финансирование

Библиографическая ссылка