Как брать отсчет по рейке

Лабораторная работа 3. нивелиры и рейки, их устройство. техника нивелирования

Лабораторная работа 3.
нивелиры и рейки, их устройство.
Техника нивелирования

3.1. Цель, состав и порядок выполнения работы

Цель работы: ознакомиться с устройством точного теодолита Н3 и технического нивелира Н-10КЛ, с устройством реек РН, с методикой нивелирования и обработкой журнала технического нивелирования.

Работа выполняется индивидуально каждым студентом. Студент получает методическое пособие и нивелир Н3 или Н10КЛ. Преподаватель задаёт станцию установки нивелира и две точки, между которыми необходимо определить превышение.

В состав работы входит:

1) ознакомление с устройством нивелиров Н3 и Н10КЛ и рейками РН3;

2) установка нивелира в рабочее положение;

3) выполнение технического нивелирования (наблюдения, заполнение журнала нивелирования и его обработка).

При сдаче лабораторной работы студент должен уметь отвечать на контрольные вопросы.

3.2. Геометрическое нивелирование. Типы и устройство нивелиров

Нивелированием называется совокупность геодезических измерений для определения превышений между точками, а также их высот.

В зависимости от применяемых приборов и измеряемых величин нивелирование делится на несколько видов.

Определение превышения одной точки над другой посредством горизонтального визирного луча называется геометрическим нивелированием. Осуществляют его обычно с помощью нивелиров. Они имеют зрительную трубу, цилиндрический уровень или компенсатор, круглый уровень, подставку с подъёмными винтами (см. рис. 24).

Согласно действующему ГОСТу нивелиры изготавливают трёх типов: высокоточные Н-05, точные Н3 (Н3К, Н3КЛ) и технические Н10 (Н10К и Н10КЛ). В названии Н – нивелир; 05, 3 и 10 – средняя квадратическая ошибка превышения на 1 км двойного нивелирного хода; К – компенсатор; Л – лимб.

В зависимости от того, каким способом визирный луч устанавливается в горизонтальное положение, нивелиры изготавливают в двух исполнениях:

— с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе, с помощью которого осуществляется горизонтирование визирного луча (рис. 24);

— с компенсатором – свободно подвешенная оптико-механическая система, которая приводит визирный луч в горизонтальное положение (рис. 25 и 26).

Точный нивелир Н3 предназначен для нивелирования III и IV классов, технический нивелир Н-10К для технического нивелирования.

В нивелире Н3 (рис. 24) увеличение зрительной трубы – 31,5х, наименьшее расстояние визирования – 1 м, цена деления уровней: круглого – 10′, цилиндрического – 15».

Рис. 24. Точный нивелир Н-3 с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе: 1 – подъемные винты; 2 – круглый уровень; 3 – элевационный винт; 4 – окуляр зрительной трубы с диоптрийным кольцом; 5 – визир; 6 – кремальера; 7 – объектив зрительной трубы; 8 – закрепительный винт; 9 – наводящий винт; 10 – контактный цилиндрический уровень; 11 – юстировочные винты цилиндрического уровня

Нивелир крепят к штативу с помощью станового винта и пружинящей пластины. В отвесное положение ось вращения нивелира устанавливают по круглому уровню 2 с помощью подъемных винтов 1, винтовая нарезка которых входит в гнезда подставки (трегера). Для приближенного наведения трубы на рейку служит визир 5 с мушкой, для точного – наводящий винт 9, который работает, когда труба зафиксирована закрепительным винтом 8. Резкость изображения сетки нитей достигается вращением диоптрийного кольца окуляра 4, вращением кремальеры 6 получают четкое изображение рейки. Перед каждым отсчетом по рейке визирный луч нивелира устанавливают в горизонтальное положение элевационным винтом 3. При этом следят за изображением четвертей пузырька цилиндрического уровня 10, которые через систему призм передаются в поле зрения трубы (рис. 25). Если центр пузырька уровня совместить с нуль-пунктом ампулы, то произойдет оптический контакт – изображения четвертей пузырька уровня будут равными по длине и образуют в верхней части один овал (рис. 25, в). При наклоне оси уровня контакт нарушается (рис. 25, а, б).

Рис.25. Поле зрения зрительной трубы нивелира Н-3 при положениях пузырька цилиндрического уровня вне нуль-пункта (а, б) и в нуль-пункте (в)

Сетка нитей нивелира имеет один вертикальный и три горизонтальных штриха, из которых два крайних (коротких) служат для определения расстояний. Нивелиры с цилиндрическими уровнями требуют тщательной установки по уровню при работе с ними и постоянного контроля положения пузырька уровня при взятии отсчётов. Этого недостатка лишены так называемые авторедукционные нивелиры, у которых линия визирования автоматически устанавливается в горизонтальное положение с помощью специальных компенсаторов.

На рис. 26 приведен точный нивелир третьего поколения с компенсатором и лимбом 3Н-3КЛ, на рис. 27 – технический нивелир второго поколения с компенсатором и лимбом 2Н-10КЛ. Данные нивелиры не имеют закрепительного винта, зрительная труба у них наводится на предмет вращением наводящего винта 2, фокусировка трубы осуществляется кремальерой 3 (рис. 26).

Нивелир 2Н10-КЛ предназначен для выполнения технического нивелирования. Предварительная установка нивелира (горизонтирование) осуществляется по круглому уровню с ценой деления 10′. Призменный компенсатор нивелира обеспечивает установку визирной оси в горизонтальное положение при наклонах подставки в пределах ±15′.

Рис. 26. Точный нивелир ЗН-3КЛ с компенсатором и лимбом:
1 – лимб; 2 – наводящий винт; 3 – кремальера; 4 – визир

Рис. 27. Технический нивелир 2Н-10КЛ

Техническое нивелирование выполняют для определения высот точек высотного съемочного обоснования и при решении различных инженерно-технических задач при изыскании, строительстве и эксплуатации линейных сооружений и промышленно-гражданском строительстве.

3.3. Нивелирные рейки

При техническом нивелировании применяются двухсторонние шашечные рейки, изготавливаемые из дерева или пластмассы. Они бывают складные или цельные длиной 3-4 м. На рейки наносят деления, цена деления рек для технического нивелирования 10 мм. Счёт делений ведётся от нижнего конца (пятки рейки). Для упрощения отсчётов по рейкам начало каждого дециметра обозначают чертой. С этой же целью первые пять делений каждого дециметра отображают в виде буквы Е. Дециметры подписывают арабскими цифрами. Если используется прибор со зрительной трубой, дающей перевёрнутое изображение, то для удобства отсчитывания дециметры на рейку наносятся в перевёрнутом виде.

Для технического нивелирования чаще всего используют рейку РН-3 (рис. 28, а) длиной 3 м.

Рис. 28. Нивелирная рейка РН-3 (а) и поле зрения зрительной трубы нивелира с цилиндрическим уровнем (б)

Основная шкала рейки имеет деления черного и белого цвета, нулевой отсчёт совмещен с пяткой рейки. Дополнительная шкала на другой стороне рейки имеет чередующиеся красные и белые деления. На красной стороне с пяткой рейки совмещен отсчет больше 4000 мм. Деления на красных сторонах реек сдвинуты относительно делений на чёрных сторонах так, что с пяткой одной рейки совпадает, например, отсчёт 4687 мм, с пяткой другой 4787 мм, т. е. отсчёты по красным стороны пары реек различаются на 100 мм. Сдвиг делений позволяет контролировать правильность отсчётов по обеим сторонам каждой рейки (разность отсчётов должна быть равна 4687 или 4787), а также правильность определения превышений на станции (превышение, полученное по чёрным и красным сторонам реек, должны последовательно отличаться на +100 или –100 мм). Отсчёты по рейкам при техническом нивелировании берут по среднему штриху сетки нитей в миллиметрах, оценивая доли сантиметра – миллиметры на глаз.

3.4. Работа с нивелиром на станции

3.4.1. Установка нивелира в рабочее положение.

Штатив устанавливают на станции. Нивелир при помощи станового винта закрепляют на штативе. По круглому уровню с помощью подъемных винтов ось вращения нивелира устанавливают в отвесное положение. Для этого, подъёмные винты выводят на одну высоту, затем всеми тремя подъёмными винтами приводят пузырёк круглого уровня в нуль-пункт и поворачивают прибор на 180°. Если пузырёк остался в нуль-пункте, то ось вращения нивелира приведена в отвесное положение. В противном случае необходимо выполнить юстировку в следующей последовательности. На половину дуги отклонения пузырёк приводят к нуль-пункту, действуя исправительными винтами круглого уровня, предварительно ослабив стопорный винт, а на вторую половину – подъёмными винтами.

После установки оси вращения нивелира в отвесное положение зрительную трубу наводят на рейку, используя для этого визир с мушкой, закрепительный и наводящие винты. Вращением диоптрийного кольца окуляра настраивают изображение сетки нитей, поворотом кремальеры получают четкое изображение рейки. Перед отсчетом по рейке элевационным винтом устанавливают визирный луч нивелира в горизонтальное положение, совмещая изображение четвертей пузырька цилиндрического уровня в поле зрения трубы. Они должны быть равны по длине и образовывать в верхней части один овал (см. рис. 28, б).

3.4.4. Порядок снятия отсчётов

Отчеты по рейкам записывают в журнал нивелирования (табл. 3). Последовательность записи отсчётов и вычислений обозначены в таблице числами в скобках.

Порядок измерений на станции следующий:

1) нивелир наводят на заднюю рейку 1 и снимают отсчёт по чёрной стороне рейки;

2) рейку 1 разворачивают красной стороной и снимают отсчёт по красной стороне;

3) открепляют закрепительный винт нивелира, наводят прибор на переднюю рейку 2 и берут отсчёт по чёрной стороне рейки;

4) рейку 2 разворачивают красной стороной и снимают отсчёт по красной стороне.

Вычисляют превышения (h) по красной и чёрной сторонам реек:

hч = 1545 –1415 = 130,

hк = 6232 –6202 = 30.

Разность пяток 100 мм, допускается расхождение в превышении до 5 мм. Если разность допустимая, вычисляют hср – среднее превышение

Журнал технического нивелирования

Дата: 07.09.2011. Нивелир Н3 № 000. Время 8 ч 50 мин.

Процедура снятия отсчета по нивелирной рейке.

Рис.1.Вид сетки нитей и нивелирной рейки.

Отсчёт берётся в миллиметрах и всегда выражается четырёхзначным числом: первые две цифры — номер дециметра, 3-я цифра — число полных сантиметровых делений от начала дециметра до средней нити, 4-я цифра — десятые доли следующего сантиметрового деления.

Порядок измерения превышений «из середины».

1 Нивелир устанавливают посередине между точками. Равенство расстояний от нивелира до точек (разность плеч) при техническом нивелировании определяется на глаз. Предельная длина визирного луча для технического нивелирования принимается равной 100 м ( при благоприятных условиях- 150 м).

2 Нивелир на станции приводят в рабочее положение (приводят ось вращения зрительной трубы в отвесное положение по круглому уровню).

3 Рейки в общем случае ставятся только на закрепленных точках (реперах, колышках, костылях, башмаках), между которыми определяется превышение. Рейки на землю устанавливаются лишь при съемке рельефа.

Если на нивелирной рейке нет отвеса или круглого уровня, то для получения правильного отсчета по рейке реечник производит качание рейки, плавно наклоняя ее от себя в сторону нивелира и на себя, а наблюдатель берет наименьший отсчет, который соответствует отвесному положению рейки. Если отсчет по рейки менее 0500, то рейку не качают.

4 Последовательность снятия отсчетов на станции зависит от точности нивелирования. При техническом нивелировании можно применять следующую технологию:

— наводят зрительную трубу на черную сторону задней рейки и берут отсчет по средний нити сетки; при этом перед отсчетом по рейке необходимо привести пузырек цилиндрического уровня в нульпункт. Запись отсчетов производится в «Журнал технического нивелирования»;

— после этого заднюю рейку поворачивают к нивелиру красной стороной и

-затем наводят трубу на черную сторону передней рейки, тоже берут отсчеты по средней нити сетки;

-после этого переднюю рейку поворачивают к нивелиру красной стороной и берут отсчет;

-на каждой станции осуществляется контроль отсчетов по рейкам двукратным получением превышения.

Расхождение двух значений превышения, определенных как разность отсчетов по черным и красным сторонам реек, не должно превышать более 5 мм. Если расхождение превышает 5 мм, то нивелирование повторяют.

По проведенной работе было сделаны подсчеты и замеры превышений.

Были измерены высота рейки и нивелира в двух точках. В точке «А» высота нивелира 1347мм, а высота рейки после измерения – 1350мм. После мы меняли местами нивелир и рейку, точка «Б», высота нивелира составляет 1352мм, а рейки 1354мм. После были рассчитаны данные, насколько превышает высота рейки и нивелира. Для этого складываются высоты нивелиров и реек.

Определяется длина линий: (1380-1210)*100=17м.

Вывод

В данной практической работе изучили устройство нивелир серии Н3: его основные узлы, винты и оси. Научились обрабатывать журнал нивелирования.

Общий вывод

Геодезия – наука об измерениях на земной поверхности. В геодезии применяются преимущественно линейные и угловые измерения. Такие измерения необходимы для определения формы и размеров нашей планеты – Земли и её частей, для определения координат пунктов, создания карт, планов и профилей и для строительства различных сооружений.

В ходе прохождения учебной практики мы приобрели опыт работы с теодолитом 2Т30П и нивелиром Н3 и убедились в необходимости точности измерений.

Научились определять отметки точек, географические и прямоугольные координаты, дирекционный угол и географический азимут направлений по топографической карте, а так же вычислять площади земель по карте.

Изучили виды условных знаков, такие как линейные, площадные, внемасштабные и пояснительные. Усвоили их смысловое содержание, т.е. отношение к изображаемым объектам, явлениям и процессам.

Как будущие специалисты горного профиля обязаны знать основы геодезии и уметь работать с геодезическими приборами, свободно читать планы и карты.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баканова В.В. Геодезия: учебник для вузов / В.В. Баканова; под. общ. ред. Л.М. Комарьковой; М.: Недра, 1980, 277 С.

2. Баршай С.Е. Инженерная геодезия / С.Е. Баршай, В.Ф. Нестеренок, Л.С. Хренов; под общ. ред. Л.С. Хренова; Минск: Высшая школа, 1976, 400С.

3. Дьяков Б.Н. Геодезия: учебное пособие для вузов/ Б.Н. Дьяков; отв. ред. И.В. Лесных; СГГА 2-е изд., перераб. и доп. Новосибирск: СГГА, 1997, 173 С.

4. Измайлов П.И. Практикум по геодезии / П.И. Измайлов; под. общ. ред. И.М. Блудовой; М.: Недра, 1970, 376 С.

5. Маслов А.В. Геодезия / А.В. Маслов, А.В. Гордеев, Ю.Г. Батраков; под общ. ред. В.А. Чураковой; Изд. 6-е перераб. и доп. М.: Колос, 2006, 598С.

6. Михеева Д.Ш. Инженерная геодезия / Д.Ш. Михелев, М.И. Киселев, Е.Б. Клюшин; под ред. Д.Ш. Михелева; 6-е изд. стер. М.: изд. центр Академия, 2006, 480 С.

7. Неумывакин Ю.К. Практикум по геодезии/ Ю.К. Неумывакин, А.С. Смирнов; под общ. ред. Н.Т. Куприной; М.: Недра, 1985, 200 С.

8. Поклад Г.Г. Геодезия: учебное пособие ля вузов/ Г.Г. Поклад, С.П. Гриднев; Воронеж. гос. аграрн. унив-т., М.: Академический проект, 2007, 592С.

9. Петерс И. Шестизначные таблицы тригонометрических функций / И. Петерс; под. общ. ред. Л.М. Комарьковой; М.: Недра, 1975, 300 С.

10. Указания по вычислению площадей: Утв. Гл. управлением землепользования, землеустройства и охраны почв МСХ РСФСР 24.04.74. М., 1974, 48 С.

11. Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000, 1:500: Утв. ГУГК при Совете Мигистров СССР 25.11.86. М.: Картгеоиздат – Геоиздат, 2000, 286 С.

12. Федотов Г.А. Инженерная геодезия / Г.А. Федотов; под общ. ред. Л.А. Савиной; М.: Высшая школа, 2002, 463 С.

13. Чижмаков А.Ф. Практикум по геодезии / А.Ф. Чижмаков, А.М. Кривоченко, В.М. Лазарев [и др.]; под общ. ред. Л.М. Комарьковой; М.: Недра, 1977, 240 С.

14. Южанинов В.С. Картография с основами топографии / В.С. Южанинов; под общ. ред. Ю.Э. Ивановой; М.: Высшая школа, 2001, 302 С.

Нивелиры и нивелирные рейки

Лекция 10.

Нивелирование

1. Виды нивелирования
2. Общее устройство нивелира, нивелирных реек; подготовка нивелира к работе
3. Способы геометрического нивелирования. Работа с нивелиром на станции.
4. Общие сведения о новых нивелирах

Виды нивелирования

Нивелирование – геодезическое измерение по определению превышений между точками, а также определение высот точек.

Результаты измерений очень актуальны в практике строительства и объем их очень значительный.

В зависимости от используемых средств (приборного оборудования) различают следующие виды нивелирования:

-гидростатическое;

h= -۷+i+αtg۷

m_n=±0,5 до 50 мм на 1 км хода mh_пред.= ±4 см на 100м длины линии нивелира

С использованием гидростатического нивелира С использованием барометра-анероида

СтереофотограмметрическоеАэронивилирование

Общее устройство нивелира, нивелирных реек; подготовка нивелира к работе.

Нивелиры и нивелирные рейки.

Основным прибором для геометрического нивелирования является нивелир.

Нивелир- геодезический прибор, который служит для получения горизонтального визирного луча на местности.

Принципиальная схема нивелира включает зрительную трубу и цилиндрический уровень для приведения визирного луча в горизонтальное положение.

Вертикальная ось прибора

визирная ось зрительной трубы

подставка с подъемными винтами

-нивелир в укладочном корпусе

-нивелирные рейки (две)

1) по точности нивелиры делятся на три типа:

высокоточные Н-05 (m_n=±0,5мм на 1 км хода)

точные Н-3 (m_n=±0,5мм на 1 км хода)

технические Н-10 (m_n=±0,5мм на 1 км хода)

2) По способу установки визирной оси в горизонтальном положении различают два типа нивелиров

— нивелир с уровнем при зрительной трубе: (Н-05, Н-3, Н-10);

— нивелир с компенсатором (Н-0,5К, Н-3К, Н-10К)

Компенсатор — дополнительное оптическое приспособление автоматически приводящие визирную ось трубы в горизонтальное положение.

Принципиальная оптическая схема компенсатора

При наклоне трубы на небольшой угол (± 15´) подвижная призма наклоняется в противоположную сторону на такой угол, чтобы направить визирный луч точно на центр сетки нитей.

Контроль правильности работы компенсатора- при вращении подъемного винта нивелира в направлении визирования на угол ±15´ отсчет по рейке не должен изменятся.

Нивелиры могут изготавливаться с лимбами для измерения горизонтальных углов: Н-3КЛ, Н-10Л.

Общее устройство точного нивелира Н-3.

Состоит из двух основных частей:

-подставка с тремя винтами

-пружинистая пластина (трегер) с втулкой имеющий резьбу для крепления нивелира к штативу столовым винтом.

ф.в.

Элл. винт КУ нав./в

-корпус зрительной трубы с цилиндрическим уровнем и исправительный винт

-круглый уровень с исправительными винтами для горизонтальния прибора

-закрепительный, наводящий и элевационный винт нивелира

-кремальера для фокусирования зрительной трубы и мушки для грубого наведения зрительной трубы

— с окуляром и объективом, внутренней фокусировкой – представляет собой телескопическую систему. Позволяет получить обратное, мнимое изображение предмета.

В поле зрения трубы выведены:

— изображение цилиндрического (контактного) уровня

Изображение цилиндрического уровня выводится системой призм в поле зрения трубы.

Система призм позволяет получать изображение двух противоположных половинок пузырька в поле зрения.

При совмещении концов пузырька уровня элевационным винтом (наличии контакта) ось уровня занимает горизонтальное положение; визирная ось трубы занимает горизонтальное положение и можно брать отсчет по рейке средней нити.

Основные технические характеристики Н-3:

Увеличение зрительной трубы- 30 х

Поле зрения трубы- 1º20´

Цена деления цилиндрического уровня-15´´

Цена деления круглого уровня-5´

Наименьшее расстояние визирования-2м

Вес нивелира- 2кг.

с.к.п. снятия отсчета ¼ сантиметрового деления (2,5мм)

Подготовка нивелира к работе:

1. Установка штатива, закрепление прибора
2. Горизонтирование прибора по круглому уровню
3. Подготовка зрительной трубы к наблюдению

Нивелирные рейки и отсчеты по ним.

— цельные или складные;

— длина 3 или 4 м;

— концы реек обиты металлическими пластинами- «пятки» реек;

— на рейки могут закрепляться ручки и круглый уровень для установки их в отвесное положение;

— на рейках нанесены сантиметровые деления черного и красного цветов

-дециметровые деления подписаны цифрами в перевернутом виде (для труб с обратным изображением);

— в комплект нивелира входит две рейки:

на рейках деления по основной черной стороне идут от нуля, а на дополнительной красной стороне они смещены от нуля на 4687 и 4787мм.

Следовательно, отсчеты по обеим сторонам рейки не могут быть одинаковыми, а их разность является постоянной величиной, используется для контроля отсчетов.

Отсчеты по нивелирным рейкам

1.Рейку ставят вертикально нулем вниз на вбитые в землю колышки (или башмаки, костыли)

2.Медленно покачивают рейку вперед к нивелиру и назад

3. Записывают меньший отсчет по средней горизонтальной нити сетки, который будет соответствовать отвесному положению рейки.

4. Отсчет берут по средней горизонтальной нити сетки в мм:

Работа с теодолитом

Работа с теодолитом – тема настоящей инструкции. Ниже поэтапно приведена методика измерения теодолитом, аккуратное выполнение пунктов которой обеспечит получение точных результатов. Настоящая инструкция предполагает, что пользователь обладает начальными знаниями о том, как работать с теодолитом, знаком с основными узлами и принципом работы прибора.

Установка теодолита в рабочее положение

Измерение горизонтальных углов теодолитом предполагает установку прибора в вершине определяемого угла. Для этого сначала ставят штатив так, чтобы центр площадки для установки штатива был примерно над точкой, а плоскость площадки – горизонтальна. Только после этого теодолит закрепляют на штативе, центрируют и горизонтируют прибор.

Центрирование теодолита — это проецирование оси вращения алидады и лимба по отвесной линии на вершину определяемого угла с точностью для механического отвеса ± 5 мм, ± 1-2 мм для оптического отвеса. Сначала проводится центрирование штатива с помощью механического отвеса с точностью 10-15 мм. При этом необходимо установить штатив горизонтально, чтобы регулировка подъемных винтов позволила произвести горизонтирование прибора. При установке прибора на штатив, производим окончательное центрирование теодолита, передвигаем оптический теодолит, ослабив становой винт.

Горизонтирование теодолита – это последовательное горизонтирование плоскости лимба горизонтального угломерного круга (ГУК) и приведение вертикальной оси вращения в отвесное положение. Процесс горизонтирования контролируется по цилиндрическому уровню алидады ГУК и производится посредством подъёмных винтов теодолита. Поворачивая алидаду, направляют ось уровня по двум подъёмным винтам и перемещают пузырёк уровня в центр. Затем следует повернуть алидаду на 90° и, используя третий подъёмный винт, вновь перевести пузырёк в центр. Действия необходимо повторять до тех пор, пока пузырек не станет сходить с середины при всех позициях алидады горизонтального круга. Допустимое его отклонение не больше двух делений шкалы цилиндрического уровня.

Для получения достоверного результата работа с теодолитом требует соблюдения двух геометрических условий:

1. ось вращения прибора находится в вертикальном положении;
2. ось цилиндрического уровня — в горизонтальном положении.

Измерение горизонтального угла теодолитом
Визирование

Визирование – совмещение центра сетки нитей с точкой.

Сетка нитей – это стеклянная пластина с нанесёнными на нём линиями (характер их нанесения может быть разным). Пересечение средних линий называют центром сетки нитей Z.

Наведение центра нитей на точку

Для визирования теодолита на точку необходимо:

1. Закрепить лимб.
2. Открепить алидаду для того, чтобы по грубому визиру, расположенному наверху зрительной трубы, установить прибор примерно на искомую точку.
3. Закрепить алидаду.
4. Для наблюдения установить зрительную трубу так, чтобы сетка нитей имела резкое изображение. Эта операция называется установкой по глазу и производится вращением окулярного колена.
5. Установить зрительную трубу так, чтобы точка визирования была видна наилучшим образом. Эта операция называется установкой по предмету и производится вращением кремальеры.
6. Навести центр сетки нитей точно на точку визирования посредством наводящих винтов алидады и зрительной трубы. Если вертикальный круг оказывается с правой стороны от трубы, если смотреть со стороны окуляра, говорят «круг право» (КП). Если вертикальный круг оказался слева – «круг лево» (КЛ).

Измерение горизонтального угла β

Измерение горизонтального угла теодолитом предполагает установку прибора в вершине измеряемого горизонтального угла (т.н. станция), а рейки на станциях n+1 и n–1.

Перекрестие сетки нитей совмещают с самой нижней видимой точкой рейки так, чтобы вертикальная нить совпадала с осью рейки.

Затем выполняют следующую последовательность действий (первый полуприём):

1. наводят центр сетки нитей на вершину заднего (правого) угла (n – 1) и снимают отсчёт по лимбу горизонтального круга — отсчёт а1;
2. наводят на вершину переднего (левого) угла (n + 1) снимают отсчет а2;
3. определяют значение угла при круге лево βкл=а1-а2.

Измерение горизонтального угла на станции n:
β – горизонтальный угол

До начала второго полуприёма (КП) разблокируют зрительную трубу и переводят через положение зенита. Затем разблокируют алидаду и поворачивают прибор на 180° , проводят измерения при КП. При втором полуприёме (КП) визирование и измерения производят аналогично, различия в значениях угла в двух полуприёмах (С) не должно превышать двойной точности прибора (t): С

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 H_A точки А, то высоту H_В 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 H_ГИ 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).

Рис. 9.2. Нивелирный ход

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

• Комментарии не найдены

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…

Как выбрать нивелирную рейку?

Нивелиры — очень полезные инструменты. Но чтобы они измеряли разницу между уровнями, обязательно нужны нивелирные рейки. Стоит разобраться, что из себя представляют эти приспособления, как их выбирают и применяют на практике.

Особенности

Рейка для нивелира — это особого вида рейка с точной градуировкой. Без градации было бы невозможно использовать ее, чтобы определять разницу между уровнями обследуемых точек. Стоит заметить, что иногда такое приспособление применяется и для иного геодезического оборудования. Традиционно для их изготовления применяют древесину либо алюминиевые сплавы. В некоторых случаях, когда точность особенно критична, используют рейки из инвара. Цифры на современных моделях наносятся в нормальном виде. В старых моделях чаще применялись перевернутые изображения. Нивелирные рейки применяют:

• в строительстве;
• при составлении геодезических планов и схем;
• в топографических работах;
• в геологических исследованиях.

Разновидности

Нивелирная рейка — это всегда устройство прямоугольной формы. На плоскости размещается шкала. Цена деления шкалы установлена официальными стандартами для каждого прибора и вида измерений. Современные рейки могут быть сконструированы для аналогового или цифрового нивелира. Второй вариант подразумевает считывание штрих-кода стандарта BAR.

Складная нивелирная рейка чаще всего изготавливается из древесины. Типичное решение — складывание по центру. Длина отдельных секций составляет приблизительно 1,5 м. Механизм складывания в деревянных моделях очень надежен и не имеет люфта.

Кроме того, ценятся диэлектрические свойства древесины, позволяющие спокойнее работать вблизи от проводки, трансформаторов и высоковольтных ЛЭП.

Довольно широкое распространение получили телескопические рейки. Их изготавливают в основном из легких веществ (алюминиевых сплавов или даже пластмассы). Очевидны преимущества такого решения для геодезистов и других людей, которым нужно сделать не одно измерение и обойти не один километр за день. Телескопическая конструкция оснащается круглым уровнем, благодаря которому ставится строго вертикально. Некоторые модели в длину достигают от 3 до 5 м, при этом после складывания длина уменьшается до 1,5 м.

Недостаток телескопической рейки в том, что такие приспособления служат меньше, чем классические деревянные изделия. Все дело в недостаточной надежности механизма трансформации.

Шкалу наносят с двух сторон. Одна грань размечается в миллиметрах, а другая, предназначенная для относительно дальних промеров, покрывается шашечками.

Вместе с цифровыми нивелирами обычно стараются пользоваться фибергласовыми рейками. Разумеется, они также имеют разметку с двух сторон. На одну сторону наносятся пометки в метрических единицах. Фиберглас отличается отменными диэлектрическими свойствами. Его, как и дерево, можно спокойно использовать, чтобы брать отсчет вблизи объектов электрической инфраструктуры.

Рейки из инвара нужны в том случае, как уже говорилось, если требуется особо точная работа. Погрешность замеров (при правильном их проведении) может составлять всего около 1 мм. Корпуса инварных реек, строго говоря, также изготавливают из дерева. На основе специального сплава изготавливают лишь ленту, которая обтягивает внешний корпус. Подобное решение очень популярно, потому что получается очень легкая конструкция, да и применять ее несложно.

Типичная нивелирная рейка состоит из:

• брусков шириной 0,1 и толщиной 0,02 м;
• пяток (то есть пластин из металла) на концах;
• скрепляющих эти части шурупов.

Рельсы окрашивают белым красящим составом. На одну сторону наносят деления черного окраса, а на другую — красные деления. Считать деления нужно от самой нижней пятки. С «черного» края с ней должна совпадать нулевая отметка, а с «красного» – точка отсчета 4787 мм. Градация нивелирных реек прописывается еще и в ГОСТ 11158-76. Согласно этому стандарту, для геометрического нивелирования можно применять:

• РН-05 (этот индекс присваивается односторонним штриховым изделиям для замеров 1 и 2 категорий; допустимая погрешность 0,5 мм на 1000 м);
• РН-3 (индекс присваивается двусторонним рейкам шашечного типа, предназначенным для нивелирования 3 и 4 категории; допускается ошибка промеров на уровне 3 мм на 1000 м);
• РН-10 (двусторонние рейки для нивелирования технического класса с максимально допустимой погрешностью 10 мм на 1000 м).

Длина рельсов на этих трех моделях соответственно составляет:

Рейка длиной 4 м всегда делается составного исполнения. Отдельные варианты РН-3 могут складываться. На рейках РН-3 цена деления составляет 0,01 м. Через каждые 10 см предусматривается пометка прямыми или перевернутыми цифрами. Каждая конкретная модель маркируется специальным цифробуквенным индексом. Условное обозначение РН-3П 3000С раскрывается так:

• РН — нивелирная рейка;
• 3 — модель для снятия особо точных замеров;
• П — нивелировка прямого изображения;
• 3000 — число миллиметров;
• С — сложное строение.

Хорошим примером нивелирной рейки длиной 6 метров служит GEOBOX TS-6. Это достойное телескопическое приспособление для геодезической съемки. Оно дополнено двусторонней измерительной шкалой. Масса конструкции составляет 2,8 кг. Обратная сторона размечена в миллиметрах.

Как для оптических, так и для лазерных нивелиров подойдут любые рейки. Разница только в точности самих измерений, в удобстве работы и других тонкостях (цене, опциях). Хорошо, если нивелир поставляется изначально в комплекте с рейкой и штативом.

Однако надо понимать, что многие производители экономят на штатной комплектации. В нее добавляют обычно компоненты бюджетного класса.

Методика работы

Для начала надо, конечно, разобраться с единицами измерения, чтобы сразу четко понимать показания прибора. Также следует внимательно прочитать инструкцию к нивелиру и сопроводительные документы на комплектующие. Далее надо будет поставить рейки на прочно внедренные в землю колья из дерева. Эти колья будут надежно держать конструкцию, если они выходят над поверхностью приблизительно на 0,02 м. Когда крепить точки установки реек не нужно, их монтируют с помощью мобильных башмаков или костылей.

В требуемых местах стоит убрать дерн и крепко заколотить башмак либо костыль. При этом старательно контролируют, чтобы эти опоры сами держались непоколебимо. Окончив с наблюдениями на определенной позиции, башмак или костыль извлекают, а затем переставляют в конец следующего отрезка. Передний крепеж не переставляют, потому что это обернется нарушением последовательности в передаче высот. Тогда никакая обработка результатов нивелирования не может быть адекватной и придется перемерять все с нуля от твердо закрепленной реперной точки.

Иногда практикуется нивелирование «из середины». Эта методика подразумевает установку реек на точках нивелирования. Далее основным прибором, поставленным горизонтально, отсчитывают назад и вперед отрезки по обеим сторонам рейки. На основе полученных данных можно вычислить превышение по черной стороне. Расчет по красной линии делается обязательно, но сугубо для самоконтроля. В норме разница результатов составляет не более 5 мм.

Иногда приходится нивелировать с односторонними рейками. Тогда первоначально проводят отсчеты назад и вперед при одинаковой высоте инструмента. Следующим шагом будет повторение этих отсчетов после изменения высоты ножек штатива на 0,1 — 0,2 м (2 раза). Так можно оценить превышение. В норме его величина составляет также максимум 5 мм.

Рейки моделей РН-0,5 и РН-3 оснащаются прикрепляемыми сбоку уровнями круглой формы. Эти уровни имеют винты для корректировки и кожухи для защиты. С помощью уровней можно будет на требуемой точке поставить рейку строго отвесно. До начала работ всегда осматривают рельсы и проверяют их качество. При визуальном контроле смотрят, насколько хорошо окрашены шашечные уровни и цифровые обозначения.

Придется также проверять крепления отдельных элементов. Сначала выясняют, правильно ли поставлен круглый уровень. Для этой цели используют или вертикальные нити нивелиров, или крепящиеся к рейкам отвесы, крючки и штифты.

На крючок цепляют отвес, а затем рейку наклоняют так, как надо. Добиваются, чтобы острые концы отвесов и штифтов точно совпадали.

Когда это достигнуто, корректирующими винтами выводят пузырек на центральный нулевой пункт. После этого надо будет определить среднюю длину метра. Для этой цели используют контрольную линейку. Следующий шаг — установление погрешностей дециметровых делений. Завершающие манипуляции:

• установление стрелки прогиба;
• оценка перпендикулярности пятки рейки и оси;
• оценка разности нулевых высот реек.