Задача1. Определить отметку точки на плане с горизонталями
аналитическим способом.
h — высота сечения (h = 1 м)
а — расстояние от нижней горизонтали до искомой точки J_
НА = 310,00 + 30 • 10 = 310,33 м.
Задача2. Определить уклон линии на плане с горизонталями.
Задача3. Определить румб линии 1-2, если азимут ее равен 152° 43′. Величина азимута говорит, что линия расположена во II четверти. Для второй четверти
Задача 4. Определить отметку последующей точки через отметку предыдущей по следующим данным:
отметка начальной точки — Н, = 29,750 м
отсчет по задней рейке — 3 = 1730
отсчет по передней рейке — П = 2810
(эта задача на способ нивелирования «из середины»).
1. Определение отметки точки через превышение.
h = 3 – П = 1730 – 2810 = -1080
Н2 = Н, – h = 29,750 – 1.080 = 28,670 м.
2. Определение отметки через горизонт инструмента.
ГИ = Н, + 3 = 29,750 + 1,730 = 31,480 м
Н2= ГИ – П = 31,480 – 2,810 = 28,670 м.
Задача5. Определить отметку последующей точки через отметку предыдущей по следующим данным:
отметка начальной точки — Н, = 72,800 высота инструмента — i = 1450 отсчет по передней рейке — П=680 (способ нивелирования «вперед»).
1. Определение отметки точки через превышение — h. h =/-П=1450-680=+770 H2=H,+/z=72,800+0,770=73,570 м.
2. Определение отметки точки через горизонт инструмента — ГИ. ГИ=Н,+/=72,800+1,450=74,250 м Н2=ГИ-П=74,250-0,680=73,570 м.
Задача6. Определить прямоугольные координаты последующей точки (т.2) через координаты предыдущей (т.1) по следующим данным:
координаты первой точки — X, = 4250 м. У,=6730 м; расстояние до следующей точки 2= 120,10 м; направление линии 1-2, т.е. ее дирекционный угол — L, 2=48°30’=ч. (такую задачу называют прямой геодезической задачей).
Для определения координат точки 2 сначала нужно найти приращения координат: ∆ X; ∆ У. Затем сами координаты Х2;У2.
1. Определение приращений координат.
∆ X=dx cos г = 120,10×0,6626=79,51м
∆ y=dx sin г = 120,10х0,7490=89,95м.
2. Определение координат точки 2.
Х2=Х,+∆ Х=4250+79,51=4329,51м
У2=У,+∆ У- 6730+89,95=6819,95м.
| Точки стояния | Точки Визиро- вания | Положение вертикального круга | Отсчёт по верти кальному кругу | Место нуля МО | Угол наклона | вычисления |
| Теодолит Т30 | ||||||
| А | В | КЛ КП | 3˚ 34′ 176˚ 27′ | +0 ˚00,5′ | 3 ˚33,5′ | МО=(3˚ 34’+360°+(176˚ 27’+180°)) ̸ 2= =360°00,5´=0°00,5´ ν=3˚ 34’+360°-(176˚ 27’+180°) ̸ 2= =3°33,5´ |
| С | КЛ КП | 352 ˚33′ 187 ˚ 29′ | +0 ˚01.0′ | -7 ˚28′ | МО=(352°33´+(187˚29’+180°)) ̸2=360°00,5=0°01,0´ ν=(352°33´-(187˚29’+180°)) ̸ 2=-7°28,0´ | |
| Теодолит 2Т30П | ||||||
| А | В | КЛ КП | +2 ˚16′ -2 ˚15′ | +0 ˚00,5′ | +2 ˚15,5′ | МО=(+2 ˚16’+(-2 ˚15′)) ̸ 2=++0 ˚00,5′ ν=(+2 ˚16′-(-2 ˚15′)) ̸ 2=+2 ˚15,5′ |
| С | КЛ КП | -4 ˚34′ +4 ˚33′ | -0 ˚00,5′ | -4˚ 33,5  |
МО=(-4 ˚34’+4 ˚33′) ̸ 2=-0 ˚00,5′ ν=(-4 ˚34′-(+4 ˚33′)) ̸ 2=-4˚ 33,5 – |
Задача 7. Вычислить погрешность вертикального круга и подсчитать величину вертикального угла.
Задача 8. Решить обратную геодезическую задачу, т.е. найти расст+ояние между двумя точками и направление этой линии (румб, азимут),
если координаты начала и конца линии следующие: X,=320,50 м; Х2=230,70 м; У =780,20 м; У2=900,10 м.
1. Определение приращений координат.
∆ х=х2-х =230,70-320,50=-89,80 м
Знаки приращений говорят, что линия расположена во II четверти (ЮВ).
3. Величина румба определяется по формуле
4. tgr= 
= 
=1,33518931
по тангенсу найдем величину румба — 53° 10′:ЮВ
3. Расстояние между точками (d, 2) найдем по теореме Пифагора:
d1-2= 
= / 
89,80 2 + 119,90 2 = д/22440,05 = 149,8м.
поверка : d1-2=∆x ̸ 2=89,80 ̸ cos53° 10′ =149,8м или
d1-2=∆y ̸ sinα=119,90 ̸ sin 53°10=149,8м
Задача 9. Подготовить данные для построения картограммы земляных работ, т.е. подсчитать черные, красную и рабочие отметки по следующим данным нивелирования поверхности
Отметка репера — HRp = 18,700. Отсчет по рейке на репере — а = 1,300.
Для определения черных отметок точек площадки нужно найти горизонт инструмента ГИ= Н^ + а = 18,700+1,300=20,000.
Вычитая из горизонта инструмента отсчеты по рейкам, определим черные отметки соответствующих точек: Н = ГИ—b :
Нч1 = 20,000-1,350 – 18,65 м.
Нч2 = 20,000-1,490 = 18,51 м.
Нч3 = 20,000-1,570 = 18,43 м.
Н”4 = 20,000-1,700 = 18,30 м.
Нч5 = 20,000-1,430 = 18,51 м.
Н]6 = 20,000-1,510 = 18,49 м.
Нч7 = 20,000-^590 = 18,41 м.
Нч8 = 20,000-1,720 = 18,28 м.
Н*9 = 20,000-1,470 = 18,53 м.
Нч10 = 20,000-1,540 = 18,46 м.
Нч11 = 20,000-1,610 = 18,39 м.
Нч12 = 20,000-1,750 = 18,25 м.
Красная (проектная) отметка подсчитывается по формуле:
Н, — отметки точек, принадлежащих только одному квадрату (1,4,9,12);
Н2 — отметки точек, общих для двух квадратов (2,3,8,11,10,5); Н4 — отметки точек общих для 4 квадратов (6,7).
„ 73,73 + 2 x 110,64 + 4 х 36,90 , ,Л
Рабочие отметки подсчитываются по формуле: Н =Н —Н
Нр1 = 18,40-18,65 = -0,25 м. Р ” P ‘
Н 2 = 18,40-18,51 = -0,11 м.
Н^ – 18,40-18,30 = +0,10 м.
Н J = 18,40-18,57 – -0,17 м.
Н’ = 18,40-18,49 = -0,09 м.
Н , = 18,40-18,41 = -0,01 м.
6. ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ
1. Понятие о географических и прямоугольных координатах.
2. Назначение и устройство теодолита (Т-30). Виды теодолитов. Геометрическая схема.
3. Геометрическое нивелирование способом «из середины», его схема.
Определить отметку точек 1 и 2 на плане с горизонталями аналитическим путем.
Выбрать необходимый масштаб и определить уклон линии 1-2
1. Что такое отметка точки, превышение, абсолютная и относительная отметки?
2. Как установить теодолит в рабочее положение?
3. В чем суть нивелирования способом «вперед», его схема.
Определить уклон линии 1-2 на плане участка с горизонталями, если hсеч=0,25м ,М 1:100,Н=99,75м
Вариант 3
1. Дайте определение основным видам геодезических чертежей.
2. Как выполняются основные поверки и юстировка теодолита (Т-30)?
3. В чем суть геодезического обоснования, его виды?
Дан дирекционный угол 
. Дан дирекционный угол .
Определить румб r ,знаки приращений координат 
, 
| № | Дирекционный угол  |
Румб, r | Знак  |
Знак  |
| 128° 25′ | ||||
| 331°′ 48′ | ||||
| 12°12′ |
1.Масштабы, применяемые для составления геодезических чертежей
2 Как измеряется горизонтальный угол с помощью теодолита? (Способ приемов.)
3 Порядок нивелирования трассы, ведение журнала нивелирования.
По результатам нивелирования и известной отметке точки вычислить отметку точки В через превышение, а отметку точки С через горизонт инструмента. Вычертить схему нивелирования и показать на ней все известные и вычисляемые величины
| № | точки | Отсчёты по рейке, мм |
| задние | передние | проме- жуточ- ные |
| НА=150,84 | А В С |
1 Перечислите основные виды условных знаков для геодезических чертежей. Дайте их характеристику.
2. Как с помощью теодолита измеряется вертикальный угол? Необходимые вычисления.
3. Для чего делается нивелирование поверхности? Как выполняется эта работа? Как вычисляются черные, красные и рабочие отметки точек площади?
Определить отметку последующей точки через отметку предыдущей точки при способе нивелирования «вперед» по следующим данным (решить двумя способами):
Н =42,83м0; 1=1470мм ; П=0850мм; найти Н2=?
1. Что такое рельеф, его типовые формы, как рельеф изображается с помощью горизонталей?
2. Как с помощью теодолита построить заданный горизонтальный угол?
3. В чем суть способов выноса на местность основных точек сооружения (полярного, координат, засечек)?
Определить прямоугольные координаты последующей точки (т.2), если известны координаты первой точки: Х,=2830 м, У,=4270 м.
Дано расстояние между этими точками d, 2 = 173,80 м и направление линии 1-2, т.е. ее дирекционный угол 0 45 1 (cos3 0 45 1 =0.99786; sin3 0 45 1 =0.03272);длина ленты l=19,992м; температура воздуха при измерении t=-10 0 С.Определить длину линии для перенесения её на местность.
Вариант14
1.Что такое план и карта и в чём их основные различия ? Чему равна графическая точность и что такое точность масштаба?
2.Как провести простейшую съёмку небольшого участка? Что такое глазомерная съёмка?
3.Чему должна быть равна теоретическая сумма углов в замкнутом и разомкнутом ходах ?Как определить угловую невязку и распределить её на углы?
Задача Определить дирекционные и румбы линий ВС и СД по дирекционному углу линии АВ и измеренным углам 
1 и 
2, указанным в таблице( привести схему)
Вариант15.
1.Какое значение имеет рельеф местности в народном хозяйстве ?Что такое горизонтали ,высота сечения рельефа, заложение ?Как изображают горизонталями основные формы рельефа?
2.Как устроены нивелирные рейки ,что означает отсчёт по рейке и в каких еденицах его считают?
3.Какие способы определения площади участка существуют и в каких случаях их целесообразно применять?
Задача
Вычислить место нуля и угол наклона по результатам измерений
| № вер- шин | Точки наблю- дения | Отсчеты по вертикальному кругу | М0 |  |
| КЛ | КП | |||
| верх низ | 7°40 358°23′′ | 172°10 178°25′ | ||
| верх низ | 3°25′ -10°11′ | -3°24′ 10°′10′ |
Маслов А.В., Гладилина Е.Ф., Костин В.А. Геодезия. — М.: Недра, 1986.
Родинов В.И. Геодезия. — М.: Недра, 1987.
Фельдман В.Д., Михелев Д.Ш. Основы инженерной геодезии. — М.: Высшая школа, 1988.
Клюшин Е.Б., Михелев Д.Ш. — М.: Недра, 1990.
Новак В.Г., Лукьянов В.Ф. и др. Курс инженерной геодезии. — М.: Недра, 1989. ‘
Орлов А.И. Рабочие тетради по геодезии: №1 «Работа с картой», №2 «Изучение теодолита», №4 «Изучение нивелира и работа с ним», №6 «Геодезические работы при вертикальной планировке участка». — М.: ГУЛ ЦПП, 1998.
Читайте также:
- Alt – выделение всех точек
- C) Определение соответствующего срока
- I. Геометрия режущего инструмента
- I. Определение плотности цилиндра
- I. Определение рода у несклоняемых имен существительных
- I. Самоопределение к деятельности
- II этап. Определение общих затрат на весь планируемый объем выпуска продукции.
- III этап. Определение предельного объема привлечения заемных средств.
- III, Самоопределение к деятельности
- III. Самоопределение к деятельности
- III. Самоопределение к деятельности
- III. Самоопределение к деятельности
В строительной практике широко используется нивелирование с целью определения высот точек при помощи горизонта инструмента. Такая схема определения высот взята из вертикальной съемки, нивелирования по квадратам (рис.15). Приведем пример определения высот для контроля при зачистке дна котлована.
Рис. 15. Определение высот точек
Нивелир устанавливается посередине проверяемой области и приводится в рабочее положение по круглому уровню. Зрительная труба устанавливается по глазу и предмету. На временном репере устанавливается рейка, и по ней берется отсчет «а» с предварительной установкой цилиндрического уровня с помощью элевационного винта. Этот отсчет на репере контролируется по черной стороне. Запись можно вести в специальном журнале (табл. 5).
Высота временного репера На1 = 98.414 м. отсчеты, взятые по красной и черной сторонам реек 6208 мм и 1425 мм, дают контроль 4783, равный разности шкал. Горизонт нивелира равен
Нги = Нal + a = 98,414 + 1,425 = 99,839 м;
Рейка устанавливается в точках пересечения продольных осей А, Б, В, Г и поперечной оси 1, а так же в промежутке между этими точками и по ней берутся отсчеты только по черной стороне рейки. Высоты вычисляются по формуле
НА1 = Нги – с = 126,913 – 1,275 = 125,638 м
Полученная высота в точке А1 сравнивается с проектной отметкой дна котлована Hnp = 98,450 и получается рабочая отметка.
hА1 = 98,450 – 98,414 = +0,036 м = +3.6 см.
Это означает подсыпку земли в данной точке приблизительно 4 см.
Результаты нивелирного контроля зачистки дна котлована
| Номер станции | Номера точек | Отсчеты по рейке | Горизонт нивелира | Высота | Рабочая отметка |
| Черная | Красная | ||||
| Вр. реп. | 99,839 | 98,414 | +3,6 | ||
| Контроль: 6208 – 1425 = 4783 | |||||
| 98,387 | +6,3 | ||||
| Б1 | 98,327 | + 12,3 | |||
| 98,514 | -6,4 | ||||
| В1 | 98,711 | -26,1 | |||
| 98,580 | -1,3 | ||||
| Г1 | 98,251 | + 19,9 |
В лабораторных условиях можно выполнить проверку высотных отметок пола в учебной лаборатории.
Дата добавления: 2014-12-07 ; Просмотров: 4464 ; Нарушение авторских прав? ;
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Рис. 5 Горизонтирование.
1.Установите нивелир на штативе. Затяните закрепительный винт.
2.Установите подъемные винты подставки (трегера) в среднее положение по высоте.
3.Приведите пузырек уровня в “нуль-пункт” c помощью подъемных винтов. Приведение пузырька уровня в “нуль-пункт”. Вращайте подъемные винты А и В одновременно в противоположные направления до тех пор, пока пузырек не выйдет в линию, перпендикулярную линии, соединяющий винты А и В. Вращайте винт С, приведите пузырек круглого уровня в центр.
Рис.6. Фокусировка зрительной трубы.
1. Наведите трубу на яркую поверхность (например, на лист белой бумаги).
2. Вращайте окулярное кольцо до тех пор, пока сетка нитей не станет четкой и черной. Теперь окуляр настроен по вашему зрению.
3. Наведите трубу на рейку, используя визир.
4. Вращайте фокусировочный винт, пока изображение рейки в поле зрения не станет четким. Добейтесь отсутствия параллакса, то есть такого положения, когда при смещении глаза вверх и вниз, изображение рейки и сетки не смещаются относительно друг друга.
Центрирование
Рис.7 Центрирование нивелира.
Необходимо установить нивелир над точкой:
1. Подвесьте отвес.
2. Ослабьте закрепительный винт. Смещайте нивелир по головке штатива до тех пор, пока отвес не укажет строго на точку.
3. Затяните закрепительный винт.
Измерения. Взятие отсчетов
Перед началом полевых работ или после периода длительного хранения прибора, выполните его поверки, описанные в данном руководстве.
Уменьшить возможную вибрацию можно, закрепив ножки штатива.
Если оптика загрязнена или запотела, результаты измерений могут быть искаженными. Следите за тем, чтобы оптика всегда была чистой. Следуйте инструкции по ее очистке, приведенной в данном руководстве.
Отсчитывание по рейке:
1. Установите прибор на штативе, выполните горизонтирование прибора и фокусировку сетки нитей.
2. Установите нивелирную рейку вертикально.
3. Выполните предварительное наведение трубы на рейку при помощи визира.
4.Точно от фокусируйте изображение рейки c помощью фокусировочного винта.
5. Выполните точное наведение с помощью наводящего винта.
6. Проверьте положение пузырька круглого уровня. Он должен быть в нуль пункте. Используйте призму контроля положения уровня.
7. Считайте отсчет по рейке. В качестве отсчетного индекса используйте среднюю горизонтальную нить сетки нитей.
Пример на рисунке 10. отсчет = 2.585 м
Рис.8.Отчет по рейке.
Рис .9. Измерение расстояний.
Выполните шаги 1-6. Для определения расстояния возьмите отсчеты по нижней и верхней нитям.
Пример на рисунке:
Отсчет по верхней нити: 2,670м
Отсчет по нижней нити: 2,502м
Разность отсчетов: L=0,168 м
Так как коэффициент дальномера равен 100, расстояние вычисляется по формуле D=100xL. В примере D=100×0,168= 16.8 м
Измерение углов.
Некоторые нивелиры оснащены горизонтальным кругом, который проградуирован в градусах. Необходимо измерить: горизонтальный угол между направлениями на точки А и В. Для этого потребуется выполнить шаги 1-6 из предыдущих примеров.
1. Установите прибор на штативе, выполните горизонтирование прибора и фокусировку сетки нитей.
2. Установите нивелирную рейку вертикально.
3. Выполните предварительное наведение трубы на рейку при помощи визира.
4. Точно от фокусируйте изображение рейки c помощью фокусировочного винта.
5. Выполните точное наведение c помощью наводящего винта.
6. Проверьте положение пузырька круглого уровня. Он должен быть в нуль-пункте. Используйте призму контроля положения уровня. После этого совместите вертикальную нить сетки c вертикальной осью рейки.
7. Выставите на лимбе отсчет, равный 0°, вращением рифленого кольца.
8. Наведите трубу на рейку, установленную на точке В.
9. Возьмите отсчет по лимбу. Это и будет значение горизонтального угла. В примере – 60º
Нивелирный ход
Задача: Определить превышение между точками А и В.
Рис.10.Нивелирный ход
Выбирайте станции и точки установки реек, отмеряя шагами длины плеч (расстояния от нивелира до рейки). Они должны быть примерно одинаковые, порядка 40-50 м.
1. Установите прибор на станции I1.
2. Установите рейку вертикально на точке А.
3. Наведите трубу на рейку и возьмите отсчет по рейке (задний R).
4. Наведите трубу на рейку, установленную на точке 2, возьмите отсчет (передний V).
5. Переставьте прибор на станцию I2. Наведите на связующую точку 2 и возьмите отсчет по рейке (задний).
6. Выполните визирование на переднюю связующую точку 3.
7. Продолжайте прокладку нивелирного хода до тех пор, пока не придете на точку В. Результат:
ΔH = сумма задних отсчетов – сумма передних.
См. пример, приведенный в журнале.
Таблица 1
| N точки | Задний отсчет (R), м | Передний отсчет V, м | Превышение, м | Отметка, м |
| А | 2.502 | 650,100 | ||
| 0.911 | 1.803 | |||
| 3.103 | 1.930 | |||
| В | 0.981 | 651,902 | ||
| Сумма | 6.516 | 4.714 | 1.802 | ΔH=1,802 |
Площадное нивелирование
Задача определить превышения нескольких точек относительно репера.
Как правило, точность таких измерений невысока, однако время от времени устанавливайте рейку на репер, отсчет не должен изменяться.
1. Установите прибор в центре площадки, на которой расположены определяемые точки. Прибор должен быть расположен выше всех точек.
2. Установите рейку вертикально на репер А (точку c известной отметкой).
3. Наведите трубу на рейку и возьмите отсчет (задний на известную точку).
4. Установите рейку вертикально на определяемую точку 1.
5. Наведите трубу на рейку и возьмите отсчет на точку, как на промежуточную.
6. Повторите шаги 4 и 5 для всех остальных определяемых точек. Они все нивелируются как промежуточные.
Отметка промежуточной точки определяется по формуле:
Н пр = (Отметка репера + Отсчет на репер ) – Отсчет на промежуточную
Замечание: Отметка репера + Отсчет на репер = ГИ (горизонт инструмента).
Таблица 2
Пример записи в журнал площадного нивелирования:
| № точки | Отсчет на промежуточную, м | Отметка промежуточной, м |
| А | 592.00 (отметка репера) | |
| R | 2.20 (отсчет на репер) | |
| ГИ | 594.20 (горизонт инструмента) | |
| S1 | 1.80 | 592.40 |
| S2 | 1.90 | 592.30 |
| S3 | 2.50 | 591.70 |
| S4 | 2.30 | 591.90 |
Съемка с помощью нивелира
Задача: определить положение некоторого количества точек на земной поверхности.
Замечание: съемка c помощью нивелира как правило выполняется при нивелировании поверхности
Рис.12.Съемка c помощью нивелира
1. Последовательность действий аналогична той, что описана для площадного нивелирования. Отличие заключается в том, что кроме отсчетов по средней нити для определения высоты, необходимо взять отсчеты по дальномерным нитям и горизонтальному кругу.
2. По полученным полярным координатам точки могут быть нанесены на план.
Высоту Н точки В
(рис.4.16) можно
вычислить или через измеренное превышение,
или через горизонт инструмента (прибора).
В первом случае высота точки В
(Нв) равна
НВ=НА
+ hАВ.
.
(4.9)
Во втором случае
сначала вычисляют горизонт инструмента,-
высоту
визирного луча над уровнем Балтийского
моря, как ГИ
= НА+а1
при
нивелировании
из середины или ГИ = НА+
i
при нивелировании способом вперед.
Зная горизонт инструмента, высота точки
НВ
в этом случае равна
НВ
= ГИ – в1
(4.10)
при любом способе
нивелирования.
Для контроля
вычислительного процесса рекомендуется
горизонт инструмента вычислять как для
черной стороны рейки, так и для красной
стороны. Расхождение не должно превышать
5 мм.
С точки зрения
вычислительного процесса, нет разницы,
как вычислять высоту точки В.
Горизонт инструмента, как правило,
применяют в тех случаях, когда с одной
станции нивелируют несколько точек,
например, при нивелировании по квадратам.
16. Перечислите погрешности, влияющие на точность геометрического нивелирования?
Анализ погрешностей
геодезических измерений всегда необходимо
связывать:
– с технологией
измерений;
-с точностными
характеристиками измерительного
прибора;
– с внешними
условиями, в которых выполняют измерения;
– с квалификацией
специалиста, выполняющего измерения;
– с изменением
параметров измеряемого объекта.
Рассмотрим анализ
погрешностей измерения превышения
способом нивелирования «вперед» (рис.
4.19). Установив нивелир на точке А и
приведя его в рабочее положение, измеряют
высоту прибора, то есть расстояние от
центра окуляра до закрепленной точки
на местности по отвесной линии. Это
измерение содержит погрешности, связанные
с отождествлением центра окуляра
зрительной трубы; с глазомерным
определением доли сантиметрового
деления на рейке; с отклонением рейки
от вертикального положения; с погрешностями
нанесения на рейку делений.
Все перечисленные
погрешности имеют как случайный, так и
систематический характер. Выразить их
в виде какой – либо математической
зависимости не представляется возможным,
да и необходимость этого отсутствует.
Известно, что глаз человека способен
уверенно делить отрезок на десять
частей. Следовательно, среднюю
квадратическую погрешность непосредственного
отсчета по рейке можно принять mi
=1 мм. Что
касается точности нанесения делений
на рейку, то перед работой она должна
быть компарирована и, если погрешности
нанесения делений выше установленных
допусков, рейка не должна использоваться
для измерений.
Следующий этап, –
это приведение пузырька цилиндрического
уровняв нуль – пункт. Точность выполнения
этой операции также, в основном, зависит
от совершенства органов чувств
наблюдателя. Так как симметрия концов
пузырька уровня относительно нуль –
пункта определяется на глаз, то,
следовательно, зависит от остроты
зрения; от чувствительности пальцев
рук при вращении элевационного винта;
от качества шлифовки внутренней
поверхности ампулы; от температуры
окружающего воздуха.
Рис.4.19. Нивелирование
способом «вперед»
В любом случае
погрешность установки пузырька уровня
в нуль – пункт составляет mур=0,5”
для простого уровня (3Н5Л) и 0,15 ”
для контактного уровня (Н-3),
где ”
– цена
деления
цилиндрического уровня.
Погрешность
приведения пузырька уровня в нуль –
пункт вызовет отклонение визирной оси
от горизонтального положения и,
следовательно, погрешность в отсчете
по рейке. Она зависит от удаления рейки
от нивелира и ее можно вычислить по
формуле
mo=
0,5”d/ρ″
мм. для нивелира 3Н5Л (4.11)
и
mo=0,15”
d/ρ″
мм для нивелира Н-3
Так как цена деления
уровня нивелира 3Н5Л равна ”=
45″, то при расстоянии от нивелира до
рейки d
= 150 м получим mo=
16,1 мм.
Так как погрешность
установки пузырька уровня в нуль –
пункт является случайной, то и погрешность
в отсчете по рейке также носит случайный
характер. Но она линейно зависит от
удаленности рейки от нивелира, а значит,
для ослабления ее надо
нивелировать
короткими плечами.
Следующая операция
нивелирования, – это снятие отсчета по
рейке. Погрешность отсчитывания зависит
от многих факторов. Часть из них
перечислена при измерении высоты
прибора. Повторим их и здесь. Прежде
всего, это глазомерное определение доли
сантиметрового деления. Она в значительной
мере зависит от остроты зрения наблюдателя;
от увеличения зрительной трубы; от
удаленности рейки от нивелира; от
прозрачности атмосферы; от фона, на
который проектируется изображение
рейки; от точности нанесения делений
на рейке; от погрешности установки рейки
в отвесное положение; от квалификации
специалиста.
В учебниках по
инженерной геодезии можно найти
эмпирические формулы, отражающие
зависимость погрешности в отсчете от
некоторых факторов. Использовать их
для расчетов необходимо крайне осторожно,
так как величина погрешности связана
с личными факторами наблюдателя и
внешними условиями.
Для ослабления
погрешности отсчета по рейке необходимо
нивелировать короткими плечами в часы
спокойного состояния атмосферы. В
высокоточных нивелирах предусмотрены
специальные микрометры для измерения
доли цены деления рейки.
Особое внимание
следует обращать на отвесность рейки.
При проекции сетки нитей на самый верх
рейки данная погрешность может привести
к недоброкачественным результатам
измерений. Так при наклоне рейки в 5º
и отсчете
по рейке равном 3
000
мм,
погрешность составит 12
мм. Поэтому
на практике, при отсутствии на рейке
уровня, ее рекомендуется покачивать в
плоскости створа линии таким образом,
чтобы она проходила через отвесное
положение. В это время наблюдатель видит
минимальный отсчет по рейке, который
записывает в журнал.
Особо большую
погрешность на отсчет по рейке оказывает
невыполнение главного геометрического
условия. Добиться идеального выполнения
главного геометрического условия не
удается даже тщательной юстировкой.
Считается, что если величина не
параллельности визирной оси и оси
цилиндрического уровня не превышает
τ”≤10″, то условие выполняется. Но
такой погрешности при расстоянии от
нивелира до рейки 150 м соответствует
погрешность в отсчете по рейке 7,3 мм.
При нивелировании способом «вперед»
эта погрешность носит систематический
характер и полностью войдет в измеряемое
превышение. Для ослабления влияния этой
погрешности на точность измерения
превышения необходимо нивелировать
способом «из середины». Выше доказано,
что в этом случае погрешность полностью
исключается.
Допустимую разность
длин плеч при заданной точности измерений
можно вычислить по формуле
∆d
≤ mτ”
ρ”
/ τ”, (4.13)
где: ∆d
– разность длин плеч,
mτ”
–погрешность
в отсчете по рейке, вызванная не
выполнением главного геометрического
условия.
Е
сли
задаться mτ
≤ 1 мм и τ
= 10″, получим ∆d
= 20 м. Используя данную методику можно
всегда выбрать правильный путь для
повышения производительности труда
без ущерба для точности измерительных
работ.
Рис.4.20. Влияние
кривизны Земли на точность геометрического
нивелирования
При нивелировании
способом «вперед» на точность измерения
превышения оказывает влияние кривизна
Земли (рис.4.20). Если принять Землю за
шар, то визирный луч является линией,
касательной к этой поверхности. Рейки,
установленные в точках А и В, будут
направлены по радиусам сферы (Земли).
Если бы визирный луч шел по дуге окружности
земного шара, то формула вычисления
превышения h = a1
b1
была бы полностью справедлива. Но так
как он является касательной к этой
окружности, то отсчеты по рейкам будут
содержать погрешности
Δa=а-а1
и Δb=b-b1.
Их величину можно вычислить по формуле
∆ = d2
/2R.
(4.14)
При расстоянии от
нивелира до рейки d
= 150 м и R
= 6400 км, величина ∆ = 1,8 мм. При нивелировании
способом «вперед» данная погрешность
носит систематический характер,
следовательно, накапливается. При
нивелировании «из середины» она полностью
компенсируется и превышение свободно
от данной погрешности.
Следующим источником
погрешности измерения превышений
геометрическим нивелированием способом
«вперед» является вертикальная
составляющая рефракции, то есть
искривление визирного луча при прохождении
его через слои атмосферы с различной
плотностью. Выразить влияние этого
фактора на точность измерения превышения
в виде математической зависимости не
представляется возможным. Однако
известно, что при нивелировании способом
«вперед» эта погрешность носит
систематический характер (накапливается),
а при нивелировании способом «из
середины» в значительной мере ослабляется.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Геометрическое нивелирование
Рельеф местности — это совокупность неровностей поверхности земли, он является одной из важнейших характеристик местности. Знать рельеф – значит знать высоты всех точек местности. Высоту точки на местности определяют по превышению этой точки относительно другой точки, высота которой известна. Процесс измерения превышения одной точки относительно другой называется нивелированием.
Начальной точкой счета высот в нашей стране является нуль Кронштадтского футштока. От этого нуля идут ходы нивелирования, пункты которых имеют Балтийской системе высот. Затем от этих пунктов с известными высотами прокладывают новые нивелирные ходы и так далее, пока не получится довольно густая сеть, каждая точка которой имеет известную высоту. Эта сеть называется государственной сетью нивелирования; она покрывает всю территорию страны. Иногда высоты точек определяют в условной системе высот, если поблизости нет пунктов государственной нивелирной сети.
Вследствие того, что измерение превышений выполняют различными приборами и разными способами, различают следующие нивелирования:
- геометрическое;
- тригонометрическое;
- барометрическое;
- гидростатическое.
Геометрическое нивелирование – это метод определения превышения с помощью горизонтального визирного луча и нивелирных реек (рис. 1). Для получения горизонтального луча используют прибор, который называется нивелиром. Геометрическое нивелирование широко применяется в геодезии и строительстве.
Рис. 1. Способы геометрического нивелирования: а – способ «из середины»; б – способ «вперед»
Сущность геометрического нивелирования заключается в следующем. Нивелир устанавливается горизонтально и по рейкам с делениями, стоящими на точках А и В, определяют превышение h как разность между отрезками а и b: h = а – b. Длины отрезков а и b в геодезии называют отсчетами, а иногда – «взглядом».
Горизонтальный визирный луч создает специальный геодезический прибор – нивелир, устанавливаемый между точками А и В. На точках А и В местности отвесно устанавливают нивелирные рейки с нанесенными на них делениями.
Для геометрического нивелирования могут быть использованы кроме нивелира и другие геодезические приборы (теодолиты, тахеометры и т. д.), если придать их визирным осям строго горизонтальное положение. Различают способы геометрического нивелирования «из середины» и «вперед» (рис. 1, а, 6).
Геометрическое нивелирование «из середины» осуществляют следующим образом. Для определения превышения h между точками А и В (рис. 1, а) в этих точках отвесно устанавливают рейки и берут отсчеты а («взгляд назад») на точку А и b («взгляд вперед») на точку В. Как следует из рис. 1, а, превышение между точками А и В равно:
h = a – b
Если превышение h оказалось положительным, то это означает, что передняя точка В расположена выше задней точки А и, наоборот, при отрицательном значении превышения h передняя точка расположена ниже задней.
Таким образом, превышение передней точки над задней равно разности отсчетов «взгляд назад» минус «взгляд вперед».
Если известна высота На задней точки А, то вычислив превышение, легко определить высоту Нb передней точки В по формуле:
Hb = Ha + h
То есть высота передней точки равна высоте задней плюс соответствующее превышение. Высота последующей точки может быть также определена через горизонт инструмента прибора Hi (рис. 1, а):
Hi = Ha + a
Горизонт прибора равен высоте точки плюс «взгляд на эту точку». Тогда высоту передней точки В легко определить по формуле:
Hb = Hi – b
Высота точки равна горизонту инструмента минус «взгляд на эту точку».
Способ нивелирования «из середины» является основным при производстве инженерных работ, поскольку практически не сказывается на результатах нивелирования точность юстировки прибора, а также влияние кривизны Земли и рефракции земной атмосферы. При геометрическом нивелировании способом «вперед» прибор устанавливают таким образом, чтобы окуляр его трубы находился над точкой А (рис. 1, 6). Вертикальное расстояние от центра окуляра до точки А называют высотой прибора i. Высоту прибора обычно измеряют с помощью вертикально установленной рейки.
Если в точке В установить рейку и взять на нее отсчет «взгляд вперед» b, то превышение между точками А и В определится:
h = i – b
На результаты нивелирования способом «вперед» существенное влияние оказывает точность юстировки прибора, а также влияние кривизны Земли и рефракции земной атмосферы. Поэтому геометрическое нивелирование способом «вперед» используют, как правило, при поверках и юстировках нивелиров перед началом полевых работ.
Нивелирование с одной стоянки прибора (станции) называют простым. Если требуется определить превышения или высоты для многих точек на значительном протяжении, то нивелирование осуществляют с нескольких станций, т. е. прокладывают нивелирный ход. Такое нивелирование называют сложным.
В процессе сложного нивелирования точки, общие для двух смежных станций, называют связующими, а остальные – промежуточными (рис. 2).
Рис. 2. Схема нивелирного хода: точки связующие (Рп, ПК1, +28, ПК3, +31,+72, ПК5); точки промежуточные (+41, ПК2, ПК4); а – продольный план.
При сложном нивелировании особое внимание уделяют связующим точкам, так как ошибка, допущенная в определении высоты одной из связующих точек, передается на все последующие.
При изысканиях автомобильных дорог, мостовых переходов, каналов и других линейных инженерных сооружений нивелирование ведут вдоль трассы сооружений, с определением высот переломных и характерных точек местности, с последующим составлением продольного профиля по оси будущего сооружения. Такое нивелирование называют продольным.
В характерных местах производят определение высот точек местности по перпендикулярам к трассе. Такое нивелирование называют поперечным. Необходимо иметь в виду, что поперечное геометрическое нивелирование производят обычно при небольшом перепаде высот между крайними точками поперечников, когда каждый поперечник может быть снят с 1-2 станций.
Классификация и устройство нивелиров
В соответствии с ГОСТ Р 53340-2009 нивелиры классифицируют по нескольким признакам.
По принципу приведения визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение существует нивелиры с уровнем при зрительной трубы нивелиры с компенсаторами.
В приборах с уровнем перед каждым отсчетом по рейке пузырек цилиндрического уровня выводится на середину элевационным винтом. Таким нивелиром является, например, нивелир Н-3. Его устройство показано на рис. 3.
Рис. 3. Устройство нивелира с уровнем при трубе:
1 – зрительная труба; 2 – фокусирующий винт зрительной трубы;
3, 4 – закрепительный и наводящий винты; 5 – круглый уровень;
6 – исправительные винты круглого уровня; 7 – подъемные винты; 8 – подставка;
9 – элевационный винт; 10 – окуляр с диоптрийным кольцом для фокусировки трубы по глазу;
11 – исправительные винты цилиндрического уровня;12 – цилиндрический уровень
Вращая элевационный винт 9 (рис. 3), изменяющий наклон трубы 1 и цилиндрического уровня 12, приводят ось уровня в горизонтальное положение. Ось уровня горизонтальна, если его пузырек находится в нуль-пункте, на что указывает совмещение концов изображений половинок уровня в поле зрения трубы (рис. 4).
Рис. 4. Поле зрения зрительной трубы нивелира: отсчет по рейке равен 1449 мм
У нивелиров с компенсаторами визирная ось зрительной трубы автоматически приводится в горизонтальное положение с помощью специального устройства, называемого компенсатором. Компенсатор действует в пределах определенного диапазона, обычно 12-15´, поэтому предварительно прибор должен быть приведен в рабочее положение по круглому установочному уровню. Компенсаторы делят на две группы: оптико- механические и жидкостные.
Оптико-механические (маятниковые) компенсаторы используют свойство маятника занимать отвесное положение при наклоне прибора. На маятнике крепится оптическая деталь зрительной трубы (призма, зеркало), которая при наклоне прибора приводит визирную ось в горизонтальное положение. Для гашения колебаний маятника нивелир снабжают демпфером. По конструкции демпферы бывают воздушные или магнитные. Более надежны ми в эксплуатации считаются магнитные демпферы, они обеспечивает более высокую стабильность результатов измерений.
В жидкостных компенсаторах компенсирующим элементом является слой жидкости, поверхность которой при наклоне прибора всегда принимает горизонтальное положение, образуя со стеклянным дном ампулы оптический клин с углом, при вершине равным углу наклона прибора.
Нивелиром с компенсатором является, например, нивелир SETL AT24D. Его устройство показано на рис. 5.
Рис. 5. Устройство нивелира с компенсатором:
1 – зрительная труба; 2 – круглый уровень;
3 – исправительные винты круглого уровня; 4 – наводящий винт;
5 – подъемные винты; 6 – подставка; 7 – кремальера;
8 – визир; 9 – крышка окуляра; 10 – окуляр;
11 – горизонтальный лимб
По точности, в зависимости от величины средней квадратической погрешности (СКП) измерения превышения на 1 км двойного хода, нивелиры делят на высокоточные, точные и технические.
По способу отсчитывания по рейке нивелиры делятся на визуальные и цифровые. Нивелиры с цифровым отсчетом в своей конструкции содержат электронно-цифровой датчик, позволяющей автоматически считывать положение визирной линии по специальной штрих-кодовой рейке, а также регистрировать, хранить и обрабатывать информацию.
Цифровые (электронные) нивелиры являются многофункциональными геодезическими приборами, совмещающими функции оптического нивелира, электронного запоминающего устройства и встроенного программного обеспечения для обработки полученных результатов. К таким нивелирам относится, например, точный нивелир SDL50 (рис. 6).
Рис. 6. Цифровой нивелир SDL50
Основные требования к нивелирным рейкам
Нивелирные рейки используют для определения превышений точек местности относительно плоскости нивелирования. В зависимости от класса и точности нивелирования применяются различные типы реек.
Условное обозначение отечественных нивелирных реек, применяемых для оптических нивелиров, состоит из буквенного обозначения, цифрового обозначения группы нивелиров, для которой она предназначена (для высокоточных нивелиров 05, точных – 3, технических – 10), номинальной длины рейки и обозначения стандарта. В обозначении складных реек или реек с прямым изображением оцифровки шкал после указания номинальной длины добавляют соответственно буквы С и (или) П.
Рейки для цифровых нивелиров имеют RAB- или BAR-код, по которому с помощью цифрового нивелира снимают отсчет и определяют расстояние до рейки. Рейки для цифровых нивелиров могут быть односторонними или двухсторонними (с дополнительной сантиметровой или E-градуировкой, позволяющей снимать отсчеты с помощью оптического нивелира). Нивелирные рейки могут также использоваться для установки детектора лазерного луча на заданной высоте при работе с лазерными нивелирами (построителями плоскостей).
По конструкции нивелирные рейки могут быть цельными, складными или телескопическими.
Цельными и складными являются, как правило, деревянные рейки. Для их изготовления используют деревянные бруски двутаврового сечения из выдержанной древесины хвойных пород. На нижнюю часть рейки крепится металлическая пластина, называемая пяткой рейки. На одной из сторон реек деления нанесены черным цветом, на другой – красной. На рис. 7 представлены разные виды реек.
Рис. 7. Рейки нивелирные
Рейки телескопической конструкции имеют компактные размеры (в сложенном состоянии), малый вес и очень удобны в использовании с различными оптическими нивелирами. Телескопические рейки обычно изготавливаются из алюминиевого сплава или фибергласса.
Оформление полевых журналов
После получения задания инженеры оформляют обложки журналов и необходимые чертежи, обертывают журнал плотной бумагой и на лицевой стороне пишут номер журнала, свою фамилию. Затем нумеруют листы и оформляют титульный лист, данные о нивелирах и рейках.
Записи в журналах делают вычислительным шрифтом, простым карандашом или шариковой ручкой черного или синего цвета.
Запрещается пользоваться химическими и цветными карандашами.
Ну что понравилась вам статья? Теперь вы знаете, что такое геометрическое нивелирование. Если у вас есть вопросы или нужна консультация пишите сюда.
Подписывайтесь на наш youtube канал, где мы постоянно выкладываем образовательные видео о чертежах, технологиях, 3D.
Нивелирование
– определение превышений между точками земной поверхности.
Нивелирование выполняют различными приборами и разными способами, различают:
– геометрическое нивелирование (нивелирование горизонтальным лучом),
– тригонометрическое нивелирование (нивелирование наклонным лучом),
– барометрическое нивелирование,
– гидростатическое нивелирование и некоторые другие.
Гидростатическое нивелирование
Выполняют с помощью сообщающихся сосудов, заполненных одной жидкостью. Жидкость устанавливается в обоих сосудах на одном уровне, на одной отметке. Пусть высота столба жидкости в первом сосуде будет c1, а во втором c2; тогда превышение точки В относительно точки А будет равно:
Рекомендуемые материалы
h = c1 – c2
Точность гидростатического нивелирования зависит от расстояния между сосудами, типа жидкости, диапазона измерения превышения, конструкции отсчетного устройства и других условий. Она может быть очень высокой; средняя квадратическая ошибка измерения превышения лучшими гидростатическими нивелирами достигает 5 – 10 мкм; диапазон измерения превышений при этом невелик – всего около 1 см. При расстоянии между сосудами до 500 м можно измерить превышение с ошибкой около 10 мм.
Барометрическое нивелирование
Основано на зависимости атмосферного давления от высоты точки над уровнем моря. Известно, что с увеличением высоты на 10 м давление падает примерно на 1 мм ртутного столба.
Приближенное значение превышения между точками 1 и 2 можно вычислить по формуле:
h = H2 – H1 = ΔH ∙ (P1 – P2),
P1 и P2 – давление в первой и во второй точках;
ΔH – барометрическая ступень (значения ΔH выбирают из специальных таблиц)
Более точные формулы барометрического нивелирования получают, учитывая закономерности распределения плотности и температуры воздуха по высоте. Приведем полную формулу Лапласа:
h = K0∙(1 + α ∙tm)∙(1 + 0.378.em/Pm)∙ (1 + β∙Cos2φfm)∙(1 + 2/R∙Hm) ∙lg(P1/P2).
В этой формуле:
P1, P2 – давление воздуха на высоте H1 и H2 соответственно
Pm – среднее значение давления
Hm – среднее значение высоты
tm, em – среднее значение температуры и влажности воздуха
fm – среднее значение широты
α – температурный коэффициент объемного расширения воздуха, равный 0.003665 град.–1
β – коэффициент, равный 0.00265
K0 – коэффициент, равный 18400 при некоторых стандартных значениях давления воздуха и силы тяжести.
Известны и так называемые сокращенные барометрические формулы, в которых значения некоторых параметров состояния атмосферы приняты фиксированными; так в формуле М.В. Певцова:
h = N∙(1 + α∙tm) ∙lg(P1/P2),
где N = 18470, принято: em = 9 мм рт.ст., fm = 55o, Hm = 250 м, Pm = 740 мм рт.ст.
Точность барометрического нивелирования невысока; средняя квадратическая ошибка измерения превышения колеблется от 0.3 м в равнинных районах до 2 м и более в горных. Основные области применения барометрического нивелирования – геология и геофизика.
Тригонометрическое нивелирование
В тригонометрическом нивелирование превышение определяется при помощи наклонного визирного луча на местности непосредственно измеряется вертикальный угол и расстояние между точками. Точность определения превышения зависит от точности измерения расстояний (1 см).
Применяется при топографических съемках для создания съемочного обоснования и съемки рельефа, а также при передаче отметок на большие расстояния.
Схема тригонометрического нивелирования
Для определения превышения между точками А и В надо точкой А устанавливают прибор таким образом, чтобы его основная ось проходила через точку А, и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i. В точку В устанавливают рейку длиною l. Визируют на верх рейки и измеряют вертикальный угол v. Если известно горизонтального проложение d между точками А и В, то можно вычислить превышение
h’=d tg v
h+l=h’+i
h=h’+i–l=d tg v +i–l
Если горизонтальное проложение d не известно, а измерено наклонное расстояние при помощи нитяного дальномера, то формула меняется:
Для удобства вычисления обычно визируют не на верх рейки, а на высоту инструмента i=l, тогда превышение вычисляется по формуле:
Геометрическое нивелирование
Выполняется при помощи горизонтального визирного луча. Точность определения превышение может достигать десятых долей миллиметра. Имеет наиболее широкое применение, поскольку самый точный способ. Выполняется двумя способами: «вперед» и «из середины»
Нивелирование «вперед»
Для определения превышения между точками А и В на точку с известной отметкой (заднюю) устанавливают нивелир таким образом чтобы его окуляр находился на одной отвесной линии с этой точкой и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i. В точку отметку которой определяют (переднюю) вертикально устанавливают рейку и берут по ней отсчет b.
Отсчет по рейке – расстояние от начала рейки до проекции на нее визирной оси.
h=i–b
Hb=Ha+h
Отметку точки В можно вычислить через горизонт инструмента (ГИ).
Горизонт инструмента – расстояние от средней уровенной поверхности до визирного луча прибора.
ГИ=Ha+i
Hb=ГИ–b
Нивелирование «из середины»
Для определения превышения между точками А и В на них вертикально устанавливают рейки и на равном удалении от них устанавливают нивелир, приводят его в рабочее положение.
Визируют на заднюю и переднюю точки и берут отсчеты по рейкам (а и b).
Превышение равно разности отсчетов на заднюю и переднюю точки
h=a–b
ГИ=Ha+a
Hb=Ha+h=ГИ–b
Простое и сложное нивелирование
Если превышение между точками можно определить с одной стоянки (станции) прибора, то нивелирование называется простым.
Если для этого необходимо несколько станций, то нивелирование называется сложным.
Число станций зависит от расстояния между точками и крутизны склона. Для определения превышения между точками А и В между ними закрепляют вспомогательные промежуточные точки (их также называют «переходные» или «иксовые» точки).
Последовательно определяют превышение h1, h2, …, hn и общее.
hi=Зi +Пi
h=Σhi=ΣЗi –ΣПi
Классификация и устройства нивелиров
Нивелиры делятся по:
–точности на 3 группы:
–высокоточные – предназначены для нивелирования I–го и II–классов, позволяющие определять превышения со средней квадратичной погрешностью (СКП) не более 0.5–1 мм на 1 км хода;
–точные – предназначены для нивелирования III и IV классов с СКП не более 5–10 мм на 1 км хода;
–технические – предназначены для инженерно–технических работа, позволяющих определять превышение с СКП не более 10 мм на 1 км хода. Для технических работа допустимое СКП 15–50 мм на 1 км хода.
– по конструкции на 3 группы:
–нивелиры с цилиндрическим уровнем;
–нивелиры с компенсатором;
–нивелиры с наклонным лучом визирования.
Устройства нивелиров с цилиндрическим уровнем (на примере Н3)
Основными частями является зрительная труба с укрепленными на ней цилиндрическим контактным уровнем и подставка с подъемными винтами и круглым уровнем. Труба закрепляется зажимным винтом, для точного визирования используется наводящий винт. Для точного горизонтирования визирной оси трубы используют элевационный винт.
Круглый уровень предназначен для приближенного горизонтирования прибора, а цилиндрический контактный для точного горизонтирования его визирной оси. Поэтому должно выполнятся следующие геометрическое условие: визирная ось трубы и ось цилиндрического уровня должны быть параллельны.
Нивелирные рейки
Обычно применяют трех метровые деревянные, двусторонние складные рейки.
На нижнюю часть рейки набита металлическая пластина предохраняющая рейку от истирания, называемая «пяткой» рейки. На рейке нанесены подписанные дециметровые деления. На черной шкале от 00 до 29 дм, на красной от произвольного значения превышающего 30 дм. Дециметровые деления поделены на сантиметровые, которые для удобства отсчитывания объедены группами по 5 см. Отсчет по рейке берут по средней горизонтальной нити с точностью до 1 мм в момент когда пузырек цилиндрического уровня находиться в нуль–пункте.
Поверки нивелиров с уровнем
Поверка 1.
Ось круглого уровня должна быть параллельна оси прибора. Поверки и исправления выполняются аналогично поверке цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга теодолита.
Поверка 2.
Вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения нивелира. Для выполнения поверки на расстоянии 20–30 м от нивелира на тонком шнуре подвешивают отвес и нивелир горизонтируют по круглому ровню. Совмещают один конец вертикальной нити сетки со шнуром отвеса. Если другой коней вертикальной нити отклонился от шнура не более 0.5 мм, условие поверки выполняется. В противном случае сетку нитей исправляют также, как сетку теодолита.
Поверка 3.
Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси трубы. Поверка выполняется двойным нивелирование одной и тоже линии, с разных ее концов. Для этого на местности закрепляют два колышка на расстояние 50–70 м друг от друга. Над одной из точек устанавливают нивелир так, чтобы его окуляр находился на одной отвесной линии с точкой, горизонтируют и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i1. В другой точке вертикально устанавливают рейку и визируют на нее.
Совмещают концы изображения пузырька уровня и берут отсчет по рейке. Если условие поверки выполняется то по рейке будет взят отсчет b1’, а если нарушено – b1 содержащий в себе ошибку х.
Информация в лекции “Опухолевые заболевания предстательной железы” поможет Вам.
h=i1–b1’=i1–(b1+x)
Нивелир и рейку меняют местами, измеряют i2 и берут отсчет по рейке b2. Поскольку расстояние между точками постоянно отсчет b2 будет ошибочным также на х.
|x|≤4 мм
В противном случае вычисляют правильный отсчет по рейке 
, и действуя элевационным винтом устанавливают среднюю нить сетки на этот отсчет.
При этом концы изображения пузырька разойдутся и их необходимо совместить исправительными винтами цилиндрического уровня. Для контроля поверку повторяют.
Вычисление горизонтов прибора станций
Нивелирование поверхности по квадратам
Нивелирование поверхности по квадратам — это вид геодезической съемки, который используется для создания крупномасштабных топографических планов. Топографические планы на основе нивелирования поверхности по квадратам широко применяются в строительстве для вертикальной планировки строительных площадок.
Целью данной работы является составление топографического плана участка местности по результатам нивелирования поверхности по квадратам и на основе этого плана – проектирование вертикальной планировки строительной площадки.
Основой для производства нивелирования является сеть квадратов, разбиваемая на местности. Сторона квадрата может быть 10, 20, 40 и более метров. Разбивку сети квадратов выполняют при помощи теодолита и мерной ленты. Вершины квадратов закрепляются колышками. Одновременно с разбивкой квадратов ведут съемку контуров местности. Для этого на листе бумаги строят ту же сеть квадратов и наносят ситуацию условными знаками.
Стороны внешнего прямоугольника привязывают к пунктам опорной геодезической сети. На одну из вершин передается отметка с пункта нивелирной сети .
При нивелировании поверхности обычно используется метод геометрического нивелирования. В зависимости от рельефа и площади участка нивелирование производится с одной или нескольких станций. Чаще всего не менее 3 станций. Намечают границы станций пунктирными линиями.
Нивелирование вершин квадратов в границах станции
На станции нивелир приводят в рабочее положение, на вершинах квадратов устанавливают рейки, и снимают отсчеты только по черной стороне рейки, записывают на полевую схему. На границах станций намечают связующие точки для передачи высот с одной станции на другую и контроля работ на станции. Контроль: суммы накрест лежащих отсчетов должны быть равны.
Для вычисления высот вершин квадратов передают высоту от исходного репера на связующую точку или вершину квадрата. Далее выполняют вычислительную обработку и построение плана.
Цель вычислительной обработки – вычисление высот вершин квадратов. Для этого из связующих точек намечают замкнутый нивелирный ход, выполняют его обработку и вычисляют высоты связующих точек. Зная высоты связующих точек и отсчеты на них с каждой станции, вычисляют горизонты приборов.
Вычисление горизонтов прибора станций
| № станции | ГП вычисленный | VГП | ГП исправленный |
| II | |||
| III | |||
| IV | |||
| I | |||
| II | |||
| ƒгп=ГП2 / -ГП2 доп ƒгп=12 мм |
Невязка горизонтов ¦ГП распределяется с обратным знаком «нарастающим итогом» в отдельные значения горизонтов прибора. Поэтому соответствующие поправки вычисляются так:
Окончательные (исправленные) значения горизонтов прибора вычисляются по формуле:
Вычисление высот всех вершин квадратов со станции «i» выполняем по формуле:
ГПi – горизонт прибора i-той станции;
чi– отсчет по черной стороне рейки на i – тую вершину квадрата.
Составление топографического плана
Топографический план строится на листе ватмана формата А3. Составление топографического плана начинают с построения сетки квадратов со стороной 20 м в масштабе 1: 500 . Около каждой вершины квадратов
выписывают отметку, округленную до сотых долей метра (рис.2).
Следующим этапом работы является проведение горизонталей — линий равной высоты. Высота сечения рельефа (разность отметок соседних горизонталей) равна 0.25 м.
Положение горизонталей на плане определяют методом аналитического интерполирования.
Сущность аналитического расчета вытекает из рисунка, приведенного ниже.
Интерполирование выполняется по всем сторонам всех квадратов, через которые проходят искомые горизонтали, а также по диагоналям квадратов. Точки с одинаковыми отметками соединяют плавными линиями, получая, таким образом, горизонтали.
Затем на план наносится ситуация местности по данным абриса.
Далее план вычерчивается тушью. Сеть квадратов с отметками вершин, а также контуры местности изображаются черным цветом. Горизонтали вычерчивают коричневым цветом. При этом толщина горизонталей, кратных одному метру, равна 0.3 мм, остальных — 0.1мм. Утолщенные горизонтали подписывают в разрыве их отметками так, чтобы верх цифр был направлен в
сторону повышения рельефа.
Дата добавления: 2016-08-08 ; просмотров: 4228 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Геометрическое нивелирование.
Геометрическое нивелирование выполняют двумя способами — “из середины” и “вперед”.
Рис. 9.1. Нивелирование: а — из середины; б — вперед; ee – исходная уровенная поверхность
Нивелирование из середины – основной способ. Для измерения превышения точки B над точкой A (рис. 9.1 а) нивелир устанавливают в середине между точками (как правило, на равных расстояниях) и приводят его визирную ось в горизонтальное положение. На точках А и В устанавливают нивелирные рейки. Берут отсчет a по задней рейке и отсчет b по передней рейке. Превышение вычисляют по формуле
Обычно для контроля превышение измеряют дважды – по черным и красным сторонам реек. За окончательный результат принимают среднее.
Если известна высота HA точки А, то высоту HВ точки В вычисляют по формуле
При нивелировании вперед (рис. 9.1 б) нивелир устанавливают над точкой A и измеряют (обычно с помощью рейки) высоту прибора k. В точке B, высоту которой требуется определить, устанавливают рейку. Приведя визирную ось нивелира в горизонтальное положение, берут отсчет b по черной стороне рейки. Вычислив превышение
по формуле (9.1) находят высоту точки В.
На строительной площадке, где на земляных работах, укладке бетона или асфальта и пр. требуется с одной стоянки нивелира определить высоты многих точек, сначала вычисляют общую для всех точек высоту HГИ горизонта инструмента, то есть высоту визирной оси нивелира
а затем – высоты определяемых точек
где 1, 2, … — номера определяемых точек.
Если точки А и В, расположены так, что измерить между ними превышение с одной установки нивелира невозможно, превышение измеряют по частям, то есть прокладывают нивелирный ход (рис. 9.2).
Превышения вычисляют по формулам (см. рис. 9.2):
Превышение между конечными точками хода А и В равно сумме вычисленных превышений
а высота точки В определится по формуле (9.1).
Оставьте свой комментарий
Оставить комментарий от имени гостя
Комментарии
Закрепленные
Понравившиеся
Последние материалы
Заключение (Грунты)
При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8.
Представления о решении задач нелинейной механики грунтов
На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов.
Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии
Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем.
Основные закономерности татического деформирования грунтов
За последние 15. 20 лет в результате многочисленных экспериментальных исследований с применением рассмотренных выше схем испытаний получены обширные данные о поведении грунтов при сложном напряженном состоянии. Поскольку в настоящее время в…
Упругопластическое деформирование среды и поверхности нагружения
Деформации упругопластических материалов, в том числе и грунтов, состоят из упругих (обратимых) и остаточных (пластических). Для составления наиболее общих представлений о поведении грунтов при произвольном нагружении необходимо изучить отдельно закономерности…
Описание схем и результатов испытаний грунтов с использованием инвариантов напряженного и деформированного состояний
При исследовании грунтов, как и конструкционных материалов, в теории пластичности принято различать нагружение и разгрузку. Нагружением называют процесс, при котором происходит нарастание пластических (остаточных) деформаций, а процесс, сопровождающийся изменением (уменьшением)…
Инварианты напряженного и деформированного состояний грунтовой среды
Применение инвариантов напряженного и деформированного состояний в механике грунтов началось с появления и развития исследований грунтов в приборах, позволяющих осуществлять двух- и трехосное деформирование образцов в условиях сложного напряженного состояния…
О коэффициентах устойчивости и сопоставление с результатами опытов
Так как во всех рассмотренных в этой главе задачах грунт считается находящимся в предельном напряженном состоянии, то все результаты расчетов соответствуют случаю, когда коэффициент запаса устойчивости к3 = 1. Для…
Давление грунта на сооружения
Особенно эффективны методы теории предельного равновесия в задачах определения давления грунта на сооружения, в частности подпорные стенки. При этом обычно принимается заданной нагрузка на поверхности грунта, например, нормальное давление р(х), и…
Несущая способность оснований
Наиболее типичной задачей о предельном равновесии грунтовой среды является определение несущей способности основания под действием нормальной или наклонной нагрузок. Например, в случае вертикальных нагрузок на основании задача сводится к тому…
Процесс отрыва сооружений от оснований
Задача оценки условий отрыва и определения требуемого для этого усилия возникает при подъеме судов, расчете держащей силы «мертвых» якорей, снятии с грунта морских гравитационных буровых опор при их перестановке, а…
Решения плоской и пространственной задач консолидации и их приложения
Решений плоской и тем более пространственных задач консолидации в виде простейших зависимостей, таблиц или графиков очень ограниченное число. Имеются решения для случая приложения к поверхности двухфазного грунта сосредоточенной силы (В…
Источник
Статьи о радиотехнике, технологиях, чертежах, 3D-моделировании
Публикации для людей, интересующихся наукой и техникой
Рельеф местности — это совокупность неровностей поверхности земли, он является одной из важнейших характеристик местности. Знать рельеф — значит знать высоты всех точек местности. Высоту точки на местности определяют по превышению этой точки относительно другой точки, высота которой известна. Процесс измерения превышения одной точки относительно другой называется нивелированием.
Начальной точкой счета высот в нашей стране является нуль Кронштадтского футштока. От этого нуля идут ходы нивелирования, пункты которых имеют Балтийской системе высот. Затем от этих пунктов с известными высотами прокладывают новые нивелирные ходы и так далее, пока не получится довольно густая сеть, каждая точка которой имеет известную высоту. Эта сеть называется государственной сетью нивелирования; она покрывает всю территорию страны. Иногда высоты точек определяют в условной системе высот, если поблизости нет пунктов государственной нивелирной сети. Вследствие того, что измерение превышений выполняют различными приборами и разными способами, различают следующие нивелирования:
Геометрическое нивелирование – это метод определения превышения с помощью горизонтального визирного луча и нивелирных реек (рис. 1). Для получения горизонтального луча используют прибор, который называется нивелиром. Геометрическое нивелирование широко применяется в геодезии и строительстве.
Рис. 1. Способы геометрического нивелирования: а – способ «из середины»; б – способ «вперед»
Сущность геометрического нивелирования заключается в следующем. Нивелир устанавливается горизонтально и по рейкам с делениями, стоящими на точках А и В, определяют превышение h как разность между отрезками а и b: h = а – b. Длины отрезков а и b в геодезии называют отсчетами, а иногда – «взглядом».
Горизонтальный визирный луч создает специальный геодезический прибор – нивелир, устанавливаемый между точками А и В. На точках А и В местности отвесно устанавливают нивелирные рейки с нанесенными на них делениями.
Для геометрического нивелирования могут быть использованы кроме нивелира и другие геодезические приборы (теодолиты, тахеометры и т. д.), если придать их визирным осям строго горизонтальное положение. Различают способы геометрического нивелирования «из середины» и «вперед» (рис. 1, а, 6).
Геометрическое нивелирование «из середины» осуществляют следующим образом. Для определения превышения h между точками А и В (рис. 1, а) в этих точках отвесно устанавливают рейки и берут отсчеты а («взгляд назад») на точку А и b («взгляд вперед») на точку В. Как следует из рис. 1, а, превышение между точками А и В равно:
Если превышение h оказалось положительным, то это означает, что передняя точка В расположена выше задней точки А и, наоборот, при отрицательном значении превышения h передняя точка расположена ниже задней.
Таким образом, превышение передней точки над задней равно разности отсчетов «взгляд назад» минус «взгляд вперед».
Если известна высота На задней точки А, то вычислив превышение, легко определить высоту Нb передней точки В по формуле:
То есть высота передней точки равна высоте задней плюс соответствующее превышение. Высота последующей точки может быть также определена через горизонт инструмента прибора Hi (рис. 1, а):
Горизонт прибора равен высоте точки плюс «взгляд на эту точку». Тогда высоту передней точки В легко определить по формуле:
Высота точки равна горизонту инструмента минус «взгляд на эту точку».
Способ нивелирования «из середины» является основным при производстве инженерных работ, поскольку практически не сказывается на результатах нивелирования точность юстировки прибора, а также влияние кривизны Земли и рефракции земной атмосферы. При геометрическом нивелировании способом «вперед» прибор устанавливают таким образом, чтобы окуляр его трубы находился над точкой А (рис. 1, 6). Вертикальное расстояние от центра окуляра до точки А называют высотой прибора i. Высоту прибора обычно измеряют с помощью вертикально установленной рейки.
Если в точке В установить рейку и взять на нее отсчет «взгляд вперед» b, то превышение между точками А и В определится:
На результаты нивелирования способом «вперед» существенное влияние оказывает точность юстировки прибора, а также влияние кривизны Земли и рефракции земной атмосферы. Поэтому геометрическое нивелирование способом «вперед» используют, как правило, при поверках и юстировках нивелиров перед началом полевых работ.
Нивелирование с одной стоянки прибора (станции) называют простым. Если требуется определить превышения или высоты для многих точек на значительном протяжении, то нивелирование осуществляют с нескольких станций, т. е. прокладывают нивелирный ход. Такое нивелирование называют сложным.
В процессе сложного нивелирования точки, общие для двух смежных станций, называют связующими, а остальные – промежуточными (рис. 2).
Рис. 2. Схема нивелирного хода: точки связующие (Рп, ПК1, +28, ПК3, +31,+72, ПК5); точки промежуточные (+41, ПК2, ПК4); а – продольный план.
При сложном нивелировании особое внимание уделяют связующим точкам, так как ошибка, допущенная в определении высоты одной из связующих точек, передается на все последующие.
При изысканиях автомобильных дорог, мостовых переходов, каналов и других линейных инженерных сооружений нивелирование ведут вдоль трассы сооружений, с определением высот переломных и характерных точек местности, с последующим составлением продольного профиля по оси будущего сооружения. Такое нивелирование называют продольным.
В характерных местах производят определение высот точек местности по перпендикулярам к трассе. Такое нивелирование называют поперечным. Необходимо иметь в виду, что поперечное геометрическое нивелирование производят обычно при небольшом перепаде высот между крайними точками поперечников, когда каждый поперечник может быть снят с 1-2 станций.
Классификация и устройство нивелиров
В соответствии с ГОСТ Р 53340-2009 нивелиры классифицируют по нескольким признакам.
По принципу приведения визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение существует нивелиры с уровнем при зрительной трубы нивелиры с компенсаторами.
В приборах с уровнем перед каждым отсчетом по рейке пузырек цилиндрического уровня выводится на середину элевационным винтом. Таким нивелиром является, например, нивелир Н-3. Его устройство показано на рис. 3.
Рис. 3. Устройство нивелира с уровнем при трубе:
1 — зрительная труба; 2 — фокусирующий винт зрительной трубы;
3, 4 — закрепительный и наводящий винты; 5 — круглый уровень;
6 — исправительные винты круглого уровня; 7 — подъемные винты; 8 — подставка;
9 — элевационный винт; 10 — окуляр с диоптрийным кольцом для фокусировки трубы по глазу;
11 — исправительные винты цилиндрического уровня;12 — цилиндрический уровень
Вращая элевационный винт 9 (рис. 3), изменяющий наклон трубы 1 и цилиндрического уровня 12, приводят ось уровня в горизонтальное положение. Ось уровня горизонтальна, если его пузырек находится в нуль-пункте, на что указывает совмещение концов изображений половинок уровня в поле зрения трубы (рис. 4).
Рис. 4. Поле зрения зрительной трубы нивелира: отсчет по рейке равен 1449 мм
У нивелиров с компенсаторами визирная ось зрительной трубы автоматически приводится в горизонтальное положение с помощью специального устройства, называемого компенсатором. Компенсатор действует в пределах определенного диапазона, обычно 12-15´, поэтому предварительно прибор должен быть приведен в рабочее положение по круглому установочному уровню. Компенсаторы делят на две группы: оптико- механические и жидкостные.
Оптико-механические (маятниковые) компенсаторы используют свойство маятника занимать отвесное положение при наклоне прибора. На маятнике крепится оптическая деталь зрительной трубы (призма, зеркало), которая при наклоне прибора приводит визирную ось в горизонтальное положение. Для гашения колебаний маятника нивелир снабжают демпфером. По конструкции демпферы бывают воздушные или магнитные. Более надежны ми в эксплуатации считаются магнитные демпферы, они обеспечивает более высокую стабильность результатов измерений.
В жидкостных компенсаторах компенсирующим элементом является слой жидкости, поверхность которой при наклоне прибора всегда принимает горизонтальное положение, образуя со стеклянным дном ампулы оптический клин с углом, при вершине равным углу наклона прибора.
Нивелиром с компенсатором является, например, нивелир SETL AT24D. Его устройство показано на рис. 5.
Рис. 5. Устройство нивелира с компенсатором:
1 — зрительная труба; 2 — круглый уровень;
3 — исправительные винты круглого уровня; 4 — наводящий винт;
5 — подъемные винты; 6 — подставка; 7 — кремальера;
8 — визир; 9 — крышка окуляра; 10 — окуляр;
По точности, в зависимости от величины средней квадратической погрешности (СКП) измерения превышения на 1 км двойного хода, нивелиры делят на высокоточные, точные и технические.
По способу отсчитывания по рейке нивелиры делятся на визуальные и цифровые. Нивелиры с цифровым отсчетом в своей конструкции содержат электронно-цифровой датчик, позволяющей автоматически считывать положение визирной линии по специальной штрих-кодовой рейке, а также регистрировать, хранить и обрабатывать информацию.
Цифровые (электронные) нивелиры являются многофункциональными геодезическими приборами, совмещающими функции оптического нивелира, электронного запоминающего устройства и встроенного программного обеспечения для обработки полученных результатов. К таким нивелирам относится, например, точный нивелир SDL50 (рис. 6).
Рис. 6. Цифровой нивелир SDL50
Основные требования к нивелирным рейкам
Нивелирные рейки используют для определения превышений точек местности относительно плоскости нивелирования. В зависимости от класса и точности нивелирования применяются различные типы реек.
Условное обозначение отечественных нивелирных реек, применяемых для оптических нивелиров, состоит из буквенного обозначения, цифрового обозначения группы нивелиров, для которой она предназначена (для высокоточных нивелиров 05, точных — 3, технических — 10), номинальной длины рейки и обозначения стандарта. В обозначении складных реек или реек с прямым изображением оцифровки шкал после указания номинальной длины добавляют соответственно буквы С и (или) П.
Рейки для цифровых нивелиров имеют RAB- или BAR-код, по которому с помощью цифрового нивелира снимают отсчет и определяют расстояние до рейки. Рейки для цифровых нивелиров могут быть односторонними или двухсторонними (с дополнительной сантиметровой или E-градуировкой, позволяющей снимать отсчеты с помощью оптического нивелира). Нивелирные рейки могут также использоваться для установки детектора лазерного луча на заданной высоте при работе с лазерными нивелирами (построителями плоскостей).
По конструкции нивелирные рейки могут быть цельными, складными или телескопическими.
Цельными и складными являются, как правило, деревянные рейки. Для их изготовления используют деревянные бруски двутаврового сечения из выдержанной древесины хвойных пород. На нижнюю часть рейки крепится металлическая пластина, называемая пяткой рейки. На одной из сторон реек деления нанесены черным цветом, на другой — красной. На рис. 7 представлены разные виды реек.
Рейки телескопической конструкции имеют компактные размеры (в сложенном состоянии), малый вес и очень удобны в использовании с различными оптическими нивелирами. Телескопические рейки обычно изготавливаются из алюминиевого сплава или фибергласса.
Оформление полевых журналов
После получения задания инженеры оформляют обложки журналов и необходимые чертежи, обертывают журнал плотной бумагой и на лицевой стороне пишут номер журнала, свою фамилию. Затем нумеруют листы и оформляют титульный лист, данные о нивелирах и рейках.
Записи в журналах делают вычислительным шрифтом, простым карандашом или шариковой ручкой черного или синего цвета.
Запрещается пользоваться химическими и цветными карандашами.
Ну что понравилась вам статья? Теперь вы знаете, что такое геометрическое нивелирование. Если у вас есть вопросы или нужна консультация пишите сюда.
Подписывайтесь на наш youtube канал, где мы постоянно выкладываем образовательные видео о чертежах, технологиях, 3D.
Источник
