Основные виды нивелирования

Размещено на http://allbest.ru

1. СПОСОБЫ НИВЕЛИРОВАНИЯ

Нивелирование - это вид геодезических работ по определению превышений.

Нивелирование обычно используют для определения высот точек при составлении топографических планов, карт, профилей, при перенесении проектов застройки и планировки территории по высоте. При производстве строительно-монтажных работ с помощью нивелирования устанавливают строительные конструкции в проектное положение по высоте. Применяют нивелирование при наблюдениях за осадками и деформациями зданий, для определения вертикальных перемещений точек зданий и сооружений.

Различают следующие методы нивелирования: геометрическое, тригонометрическое, физическое и автоматическое.

Геометрическое нивелирование - это метод определения превышения с помощью горизонтального визирного луча и нивелирных реек (рис. 35). 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. Длины отрезков а и b в геодезии называют отсчетами, а иногда - «взглядом».

Тригонометрическое нивелирование - это метод определения превышения по измеренному углу наклона и расстоянию между точками. Его применяют при топографических съемках и при определении больших превышений.

На рис. 36 приведена схема тригонометрического нивелирования с целью определения превышения h между точками А и В на земной поверхности, расстояние d между которыми известно и не превышает 300м. В этом случае можно не учитывать кривизну уровенной поверхности Земли и рефракции и считать, что уровенная поверхность является плоскостью, а визирный луч прямолинеен. Установив в точке А теодолит и измерив высоту прибора i, наводят зрительную трубу теодолита на некоторую точку В' на рейке, стоящей в точке В. Расстояние ВВ' этой точки по рейке от пятки рейки называется высотой визирования х. С помощью вертикального круга теодолита измеряют угол наклона визирной оси зрительной трубы н.

Рис. 1 позволяет записать

h = JґBґ + AґJґ - BBґ,

AґJґ = i; BBґ = х.

h = hґ + i - х, где

hґ = dtg н.

С учетом всех соотношений запишем

h = dtg н - (х - i). (1)



Рис. 2. Схема тригонометрического нивелирования

Если в процессе наблюдения высоту точки визирования выбрать равной высоте инструмента, то из формулы (1) следует:

h = dtg н.

К физическому нивелированию относят методы, основанные на использовании различных физических явлений: метод гидростатического нивелирования, основанный на применении сообщающихся сосудов; барометрического нивелирования, основанный на определении превышений по разностям атмосферного давления в наблюдаемых точках; радиолокационного нивелирования, основанного на отражении электромагнитных волн от земной поверхности и определении времени их прохождения.

Метод гидростатического нивелирования применяют в производстве строительно-монтажных работ для выверки конструкций в стесненных условиях. Его часто используют при наблюдениях за деформациями инженерных сооружений.

Гидростатическое нивелирование (рис. 37) основывается на свойстве жидкостей находиться в сообщающихся сосудах на одном уровне. Превышение h между точками А и В может быть получено как разность отсчетов по шкалам сосудов 2, 3. Как правило, расстояние между точками ограничивается длиной соединительного шланга 1 между сосудами и достигает нескольких десятков метров. Достоинство гидростатического нивелирования, применяемого для строительных целей, - простота работы, возможность производства работы в тесных местах (комнатах, сооружениях, среди оборудования), быстрота действия. К недостаткам относятся: не высокая точность (±10мм) и затруднительные работы со шлангами.

Рис. 3. Схема гидростатиного давления в различных по высоте точках земной поверхности.

Барометрическое нивелирование применяют в начальный период инженерных изысканий.

Автоматическое нивелирование осуществляют с помощью специальных приборов, устанавливаемых на автомобилях, железнодорожных вагонах и т. п. При автоматическом нивелировании сразу вычерчивается на специальной ленте профиль местности. Этот метод находит применение при изысканиях линейных сооружений и для контроля положения железнодорожных путей.

2. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

Геометрическим нивелированием называют процесс измерения разностей высот точек местности (превышений) и определения их высот с помощью горизонтального луча визирования геодезического прибора (рис. 4).

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. 4, а, 6).

Геометрическое нивелирование «из середины» осуществляют следующим образом. Для определения превышения h между точками А и В (рис. 35, 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. 35, а, превышение между точками А и В равно:

h = a - b. (1)

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 Н_а задней точки А, то вычислив превышение, легко определить высоту Н_b передней точки В по формуле

H_b = H_a + h. (2)

То есть высота передней точки равна высоте задней плюс соответствующее превышение.

Высота последующей точки может быть также определена через горизонт инструмента прибора H_i (рис. 4, а):

H_i = H_a + a (3)

Горизонт прибора равен высоте точки плюс «взгляд на эту точку». Тогда высоту передней точки В легко определить по формуле:

H_b = H_i - b. (4)

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 результах нивелирования точность юстировки прибора (нивелира), 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. 4, 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 (т. е. обеспечение практической горизонтальности визирной оси), 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. 38).

Рис. 4. Схема нивелирного хода: точки связующие (Рп, ПК1, +28, ПК3, +31, +72, ПК5); точки промежуточные (+41, ПК2, ПК4)

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 (поперечникам). 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.

3. КЛАССИФИКАЦИЯ И УСТРОЙСТВО НИВЕЛИРОВ И НИВЕЛИРНЫХ РЕЕК

По точности нивелиры в соответствии с ГОСТ 10528-76 разделяют на три типа: высокоточные (типа Н-05) , точные (типа Н-3) и технические (типа Н-10).

Цифра в обозначении нивелира указывает значение средней квадратической ошибки превышения на 1км двойного хода т_км: для нивелира Н-05 т_км= 0,5мм, для нивелира Н-3 т_км= 3мм, для нивелира Н-10 т_км= 10мм.

По конструктивным особенностям приведения визирной оси в горизонтальное положение различают нивелиры с уровнем при зрительной трубе и нивелиры с компенсатором. Для нивелиров с компенсатором к обозначению нивелира добавляется буква К. Если нивелир имеет лимб, к его обозначению добавляется буква Л.

Например, Н-3К - нивелир с компенсатором, обеспечивающий измерение превышений с ошибкой т_км= 3мм; Н-10КЛ нивелир с компенсатором и лимбом, т_км= 10мм.

Установлено, что применение нивелиров с компенсатором позволяет повысить производительность нивелирных работ на 10-15 %, поэтому в геодезическом приборостроении наблюдается тенденция замены нивелиров с уровнями нивелирами с компенсаторами. Однако, высокоточный нивелир Н-05 (т_км= 0,5мм) в настоящее время выпускается только с уровнем.



Рис. 5. Нивелиры: а - Н-3 и поле зрения его зрительной трубы; б - Н-3К; в - Н-10 КЛ; 1 - окуляр; 2 - зеркало; 3 - корпус; 4 - наводящий винт; 5 - лимб

На рис. 5, а представлен нивелир с уровнем Н-3. Его зрительная труба 1 с внутренним фокусированием имеет увеличение 20^x, фокусирование трубы производят при помощи кремальеры 2. Нивелир снабжен закрепительным 3 и микрометренным 4 винтами. Круглый уровень 5 служит для приведения оси вращения нивелира в отвесное положение с помощью подъемных винтов. Нивелир имеет контактный цилиндрический уровень и элевационный 6 винт. Цилиндрический уровень наглухо скреплен со зрительной трубой. Изображения концов цилиндрического уровня через систему призм передаются в поле зрения трубы. Через лупу в поле зрения зрительной трубы нивелира можно видеть одновременно оба конца уровня, разрезанного вертикально по оси. Перед отсчетом по рейке элевационным винтом осуществляют точное совмещение (контакт) концов пузырька уровня, приведя тем самым визирную ось зрительной трубы в горизонтальное положение. Именно поэтому уровень в нивелире Н-З называют контактным.

В момент контакта, когда визирная ось занимает горизонтальное положение, и производят отсчеты по рейкам. Например, отсчет с рейки (рис. 5, а) равен 1250.

Нивелир Н-З является достаточно точным и портативным прибором, масса его без укладочного ящика 2кг.

Нивелир Н-ЗК (рис. 5, б) имеет устройство для автоматического приведения визирной оси в горизонтальное положение при наклоне прибора в диапазоне ±15'. В отличие от нивелира Н-З подставка 1 зрительной трубы не имеет закрепительного винта, окончательное наведение трубы производят микромерным винтом 2.

Увеличение зрительной трубы нивелира Н-3К составляет 20^x. Ось вращения прибора приводится в отвесное положение при помощи круглого уровня 3.

Маятниковый, оптико-механический компенсатор (рис. 6) расположен между сеткой нитей 4 и фокусирующей линзой 1 в сходящемся пучке лучей. Компенсатор состоит из двух прямоугольных призм 3 и 5. Верхняя призма 3 служит для передачи изображения в плоскость сетки нитей 4, она скреплена с корпусом зрительной трубы. Нижняя призма 5 подвешена на двух парах стальных нитей 2, пересекающихся в центре тяжести подвески 6. Воздушный демпфер 7 служит для гашения колебаний призмы.

Рис. 6. Оптическая схема зрительной трубы нивелира Н-3К



Нивелир Н-10КЛ (рис. 5, в) имеет оптико-механический компенсатор. Чувствительным элементом компенсатора является прямоугольная призма, подвешенная на шарикоподшипниковой подвеске, колебания компенсатора гасятся воздушным демпфером. Зрительная труба имеет прямое изображение. Наводящий винт трубы отсутствует. В нижнюю часть нивелира вмонтирован горизонтальный лимб со шкалой через 1°, что расширяет возможности нивелира при решении различных инженерных задач в строительстве.

Рейки для нивелирования выпускают согласно ГОСТ 11158-83 трех типов: РН 05, РН 3, РН 10. Буква Р - рейка, Н - нивелирная, цифрами, стоящими после букв, обозначают величину средней квадратической погрешности в мм на 1км хода. В комплекте к каждому нивелиру даются две однотипные нивелирные рейки.

Рейки РН-3, PH-l0 изготовляют из дерева хвойных пород, цельными и складными. К нижнему концу рейки (пятке) прибивается металлическая пластина толщиной 2мм. Рейки имеют на обеих сторонах шкалы (рис. 41, а), выполненные в виде сантиметровых шашек.

Каждый дециметр шкал оцифрован. С одной стороны шашки наносятся черного цвета на белом фоне (черная сторона), с другой - красные на белом фоне (красная сторона). На черных сторонах реек нуль (начало шкалы) совпадает с пяткой рейки, на красных сторонах с плоскостью пятки совпадает другой отсчет, например, 4687. Таким образом, начало отсчета по черной и красной сторонам смещено на определенную величину. Это сделано для того, чтобы контролировать правильность отсчетов в процессе нивелирования. Разность отсчетов по черной и красной сторонам одной и той же рейки - величина постоянная. Отсчеты по рейкам берут по средней нити сетки с округлением до миллиметра. Для точной установки рейки в отвесное положение к ней прикрепляют круглый уровень или отвес. В рабочем положении рейки удерживают с помощью ручек.



Рис. 7. Приспособления для нивелирования: а - рейка РН-10; б - рейка РН-05 в поле зрения трубы; в - костыль; г - башмак

В последнее время на строительстве часто применяют для нивелирования рейки со шкалой, выполненной на лавсановой пленке. Такие шкалы, свернутые в рулон, удобны при транспортировке, для работы их прикрепляют к деревянным брускам нужной длины.

Согласно ГОСТ 11158-83 шкалы на рейки РН-З наносятся со следующими предельными погрешностями: отклонения от номинального значения длины наименьшего интервала равны 0,2мм, допустимая разность между средней длиной метра пары реек одного комплекта 0,8 мм. Рейки могут быть длиной 1,5; 3,0; 4,0м, в особо стесненных условиях, например, при производстве нивелирования внутри трубопроводов используют специальные рейки длиной 0,8 и 1,0м.

Рейки РН-05 состоят из деревянного корпуса, на который натягивают ленту со штрихами через 5мм. Обычно имеются две шкалы - «основная» и «дополнительная». На шкалах подписываются полудециметры. Ленты изготовляют из сплава (инвара) с низким коэффициентом линейного расширения, что позволяет устранить температурные деформации шкал.

Порядок взятия отсчета с помощью нивелира Н-05 по такой рейке следующий:

· после установки нивелира в рабочее положение и наведения трубы на рейку, совмещают изображение концов пузырька цилиндрического уровня;

· вращая барабан микрометра, наводят биссектор или горизонтальную нить на ближний штрих шкалы (см. рис. 7 б);

· отсчитывают полудециметры и полусантиметры, на рис. 7, б - 148;

· берут отсчет по барабану микрометра 25, а полный отсчет 14825.

При наблюдениях за осадками зданий и других сооружений часто вместо реек используют короткие шкалы, которые прикрепляют к стенам или подвешивают на специальные реперы.

При проложении нивелирного хода в точках установки реек забивают колья или металлические штыри, на которые при нивелировании ставят рейки. Для более точного нивелирования рейки устанавливают на костыли или башмаки (рис. 7 в; г).

Костыли выполняют в виде металлических стержней со сферической головкой, на которую ставят рейку. При забивке костыля в грунт на верхнюю часть надевают крышку. Башмак-металлическая пластина толщиной 15-20мм со сферической головкой для установки рейки.

4. ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ НИВЕЛИРА

Зрительная труба. В современных геодезических приборах применяют зрительные трубы с внутренней фокусировкой (рис. 7, а). Оптическая схема такой трубы с ходом лучей в ней показана на рис.7, б.

При выполнении работ трубу обычно наводят (визируют) на предметы, значительно удаленные от прибора, поэтому предмет АВ всегда находится вне фокусного расстояния О₁F объектива, а изображение А₂В₂ предмета, полученное через объектив 1 (см. рис. 7, а), будет действительным и обратным. Чтобы увеличить это изображение, в трубу вводят окуляр 5.

Окуляр устанавливается таким образом, чтобы расстояние сО₂ было меньше фокусного расстояния 0₂F₁. В таком случае изображение А₃В₃ получится мнимым и увеличенным. Между объективом и окуляром ставится плосковогнутая линза 2 (см. рис. 7, а), перемещаемая внутри трубы с помощью кремальеры 3. Изменение положения этой линзы меняет положение фокуса объектива, поэтому она называется фокусирующей линзой.

В окулярной части зрительной трубы, в том месте, где получается действительное изображение предмета A₂B₂, помещается диафрагма, в отверстие которой вставлена стеклянная пластинка с нанесенной на ней сеткой нитей 4.

Зрительная труба имеет две оси: визирную и оптическую. Прямую, соединяющую оптический центр объектива с центром сетки нитей, называют визирной осью трубы.

Рис. 7. Зрительная труба с внутренним фокусированием: а - устройство; б - ход лучей; в - увеличение; г - поле зрения

Прямую, соединяющую оптические центры объектива и окуляра, называют оптической осью трубы.

Установка зрительной трубы для наблюдения. Перед наведением трубы на предмет окуляр должен быть установлен «по глазу», а изображение предмета совмещено с плоскостью сетки нитей. Для установки окуляра «по глазу» трубу наводят на светлый фон и передвигают окулярную трубочку до тех пор, пока нити сетки не будут четко видны.

Совмещение изображения предмета с плоскостью сетки нитей, т. е. фокусировка, производится перемещением фокусирующей линзы в трубе при помощи кремальеры; при этом добиваются такого положения, чтобы изображение предмета получилось резким. Если изображение предмета не совпадает с плоскостью сетки нитей, то при перемещении глаза относительно окуляра точка пересечения нитей сетки будет проектироваться на разные точки изображения предмета. Такое явление называется параллаксом. Параллакс сетки нитей устраняется небольшим поворотом кремальеры.

Увеличение трубы. Увеличением трубы х называется отношение угла в, под которым изображение предмета А'В' видно в трубу, к углу б., под которым предмет АВ виден невооруженным глазом (рис. 7, в), т. е.

х= в/б.

Практически, увеличение трубы принимается равным отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра

х = f_об/f_ок

Трубы геодезических приборов имеют увеличение от 15 до 50^Х.

Поле зрения трубы. Пространство, видимое в трубу при неподвижном ее положении, называется полем зрения.

Его определяют углом зрения ц (рис.7, г), вершина которого находится в оптическом центре объектива, а стороны опираются на диаметр аb сеточной диафрагмы.

Величина поля зрения определяется по формуле

ц = 38,2є/х,

где х - увеличение трубы.

Из формулы следует, что чем больше увеличение трубы, тем меньше ее поле зрения.

В геодезических приборах поле зрения трубы обычно колеблется в пределах от 30' до 2°.

Точность визирования зрительной трубой. Разрешающая способность глаза человека (предельно малый угол, при котором две точки еще воспринимаются раздельно) примерно равна одной минуте дуги. Поэтому погрешность визирования невооруженным глазом принимается равной 60".

При рассматривании изображения предмета в зрительную трубу погрешность визирования уменьшается обратно пропорционально увеличению трубы х и равна

m_х = 60Ѕ /х

Уровни. В геодезических приборах применяются уровни двух типов: цилиндрические и круглые.

Цилиндрический уровень (рис. 8, а) представляет собой стеклянную трубку (ампулу) 1, внутренняя поверхность которой отшлифована по дуге определенного радиуса. Радиус кривизны в зависимости от назначения уровня бывает от 3,5 до 200м. Стеклянная трубка заполняется нагретым до +60Сє спиртом или эфиром и запаивается. После охлаждения жидкость сжимается, и в трубке образуется небольшое пространство, заполненное парами спирта или эфира, которое называют пузырьком уровня. Трубка помещается в металлическую оправу 2. Для регулирования уровень снабжен исправительным винтом 3. На наружной поверхности трубки через 2мм нанесены штрихи. Точка О в средней части ампулы называется нуль-пунктом уровня. Прямая ии₁ касательная к внутренней поверхности уровня в его нуль-пункте, называется осью уровня.

Рис. 8. Цилиндрический уровень: а - устройство; в - изображение концов контактного уровня

Пузырек уровня всегда стремится занять наивысшее положение, поэтому, когда концы пузырька расположены симметрично относительно нуль-пункта, ось уровня занимает горизонтальное положение. Этим свойством пользуются для приведения отдельных частей прибора в горизонтальное положение. Уровни различаются в зависимости от цены деления, чувствительности и конструкции.

Ценой деления уровня ф называют угол, на который наклонится ось уровня, если пузырек сместится на одно деление, т. е.

ф = lс/R

Линейная величина одного деления данного уровня l постоянна, поэтому его цена зависит от радиуса R дуги внутренней поверхности трубки. Чем больше радиус, тем цена деления уровня меньше и тем уровень чувствительнее, и наоборот. Под чувствительностью уровня понимают линейное перемещение пузырька, соответствующее единице угла наклона оси уровня.

Минимальный угол наклона оси уровня, при котором перемещение пузырька можно заметить невооруженным глазом, называется порогом чувствительности. В качестве наименьшего принимают перемещение в 0,1 деление, т. е. 0,2мм. Чувствительность уровня должна соответствовать точности прибора. В технических теодолитах цена деления уровней колеблется в пределах 45-60".

Для более точной установки пузырька в нуль-пункт, а также для большего удобства в работе применяются контактные уровни (рис. 8, в). В них над уровнем устанавливается система призм, через которую изображение концов пузырька передается в поле зрения глаза наблюдателя. При перемещении пузырька к нуль-пункту изображения его концов движутся навстречу друг другу. Когда пузырек уровня будет находиться в нуль-пункте, изображения его концов совместятся (см. рис. 8, в). Точность установки пузырька в нуль-пункт в контактном уровне в 5- 6 раз выше, чем у обычных уровней.

Круглый уровень (рис. 9, а) представляет собой стеклянную ампулу 1 (рис. 9, б) с отшлифованной внутренней сферической поверхностью определенного радиуса. Ампула помещена в металлическую оправу 2.

За нуль-пункт 0 круглого уровня принимается центр окружности, выгравированной в середине верхней поверхности ампулы. Осью круглого уровня (рис. 9 б,) является нормаль uu₁, проходящая через нуль-пункт 0 перпендикулярно к плоскости, касательной внутренней поверхности уровня в его нуль-пункте. Круглый уровень имеет, как правило, небольшую чувствительность (цена деления порядка 3-5') и применяется там, где не требуется большой точности, а также для предварительной установки прибора.

Рис. 9. Круглый уровень: а - общий вид; б - устройство



5. ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКИ НИВЕЛИРОВ

Прежде чем начать работу с нивелиром, как и с любым геодезическим прибором, его осматривают. Если при внешнем осмотре нивелира повреждения не обнаружены, то приступают к поверкам. Поверки - это действия, которыми контролируют правильность взаимного расположения основных осей прибора. Если при выполнении поверок обнаруживается несоответствие взаимного расположения частей прибора, то его юстируют исправительными винтами.

Рассмотрим, какие поверки выполняют при подготовке нивелира с цилиндрическими уровнями к работе.

1. Ось круглого уровня ии должна быть параллельна оси вращения JJ нивелира (рис. 10, а).

Рис. 10. Поверки нивелира: а…в - схема расположения осей; г - позиции нивелира при третьей поверке; д - положения 1…5 пузырька круглого уровня

Чтобы проверить параллельность осей, выполняют следующие действия: пузырек круглого уровня приводят подъемными винтами на середину, верхнюю часть нивелира поворачивают на 180^є. Нивелир считается исправным, если пузырек остался в центре, а неисправным, если пузырек сместился.

Для устранения такой неисправности нивелир приводят в отвесное положение, перемещая пузырек к центру на первую половину дуги отклонения исправительными винтами уровня, на вторую половину - подъемными винтами.

2. Горизонтальная нить АА сетки должна быть перпендикулярна оси вращения JJ нивелира (рис. 10, б). Это условие гарантируется заводом - изготовителем прибора, но небольшое исправление и доводка могут быть выполнены исполнителем.

Поверку выполняют в такой последовательности: ось вращения нивелира приводят по круглому уровню в отвесное положение, на расстоянии 20...30 м от нивелира устанавливают рейку и берут отсчет, наводят левый конец средней горизонтальной нити на рейку и берут отсчет, перемещают винтом трубу в горизонтальной плоскости до пересечения правого конца средней горизонтальной нити и берут отсчет. Если нивелир исправен, то отсчет по рейке не изменится или изменится в пределах 1мм, если неисправен - изменится более чем на 1мм.

Чтобы устранить неисправность, ослабляют исправительные винты сетки и развертывают диафрагму с сеткой нитей за счет люфта винтов.

3. Визирная ось VV зрительной трубы должна быть параллельна оси ии цилиндрического уровня (рис. 10 в, г).

Последовательность выполнения поверки: на местности выбирают две точки А и В с расстоянием между ними 70...80 м, точки закрепляют кольями, нивелир устанавливают в точке С₁ (строго посередине) и берут отсчеты а₁, b₁ по рейкам. После этого вычисляют превышение h₁. Далее нивелир устанавливают в точке С₂ на расстоянии 3...5 м от одной из реек, по рейкам берут отсчеты а₂ и b₂ и вычисляют превышение h₂ .

При равенстве превышений или разнице между ними менее 4мм нивелир пригоден к эксплуатации. Если разница превышений больше 4мм, то вычисляют правильный отсчет по дальней рейке а₂

Горизонтальную нить сетки наводят винтом на этот отсчет (при этом пузырек отклонится от середины). Ослабляют боковые исправительные винты уровня и возвращают вертикальными винтами пузырек уровня на середину или смещают сетку нитей ее исправительными винтами. У самоустанавливающихся нивелиров горизонтальную нить сетки устанавливают на правильный отсчет с помощью исправительных винтов сетки нитей.

4. Нивелир не должен иметь недокомпенсации (поверка выполняется только для самоустанавливающихся нивелиров).

Поверку выполняют в такой последовательности: нивелир устанавливают посередине между рейками, отстоящими одна от другой на 100м, и приводят в отвесное положение. Далее по рейкам берут отсчеты а₁ и b₁ и определяют превышение h₁ Затем смещают пузырек круглого уровня (рис. 10, д, позиции 2...5) и при каждом смещении берут по два отсчета по рейкам: a₂ и b₂, ...,a₅ и b₅. После этого определяют превышения h₂ ..., h₅.

Превышения, полученные в позициях 2...5 круглого уровня, не отличаются от среднего значения позиции 1 более чем на 7мм. При большем расхождении нивелир неисправен. (Его исправляют в заводских условиях).

6. ПРОИЗВОДСТВО НИВЕЛИРОВАНИЯ

геодезический нивелир юстировка репер

Для определения высот точек на строительных площадках в основном применяют техническое нивелирование, для создания съемочного обоснования - нивелирование IV класса, а при наблюдениях за осадками зданий - высокоточное нивелирование короткими лучами.

Техническое нивелирование. Для технического нивелирования используют нивелиры H-10, Н-3 и рейки РН-3, PH-10.

Работу на станции выполняют в следующей последовательности.

1. На крайние (связующие) точки А и В нивелируемой линии устанавливают рейки, а на равном удалении от них - нивелир. Неравенство плеч на станции недолжно превышать 10м.

2. Нивелир приводят в рабочее положение, наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет по черной ее стороне а_ч.

3. Наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчет сначала по черной, а затем по красной стороне b_ч и b_к.

4. Наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет по красной стороне а_к.

5. Если кроме связующих точек А и В необходимо дополнительно определить высоты точек С₁, С₂, ..., С_n промежуточных точек, то заднюю рейку последовательно устанавливают на эти точки и берут отсчеты по черной стороне. При выполнении ответственных работ отсчеты на промежуточных точках производят по обеим сторонам рейки. При использовании уровенных нивелиров перед каждым отсчетом пузырек приводят в нуль-пункт.

6. Для контроля вычисляют разность нулей передней Р0п = а_к - а_ч и задней

Р0з = b_к - b_ч реек.

Расхождения разности нулей по абсолютной величине недолжно превышать 5мм. На каждой станции вычисляют значения превышений, определяемых по черным и красным сторонам реек:

h_ч = a_ч - b_ч, h_к = a_к - b_к.

Измерения считают выполненными правильно, если ¦h_ч - h_к¦? 5мм. В техническом нивелировании расстояние от нивелира до реек не должно превышать 120м. В отдельных случаях при благоприятных условиях измерений и определении высот точек для выполнения земляных работ допускается длина плеча до 150м.

Для исключения грубых ошибок и уменьшения неизбежного влияния случайных погрешностей в ходе геометрического нивелирования обязательно осуществляют контроль одним из следующих способов.

Нивелирование в два нивелира. Геометрическое нивелирование трасс линейных объектов осуществляют два нивелировщика. Первый нивелировщик фиксирует все репера, связующие и промежуточные точки, а второй нивелировщик - только репера и связующие точки. При обнаружении недопустимых невязок в превышениях между отдельными связующими точками осуществляют третье (контрольное) нивелирование только между этими точками. Этот один из наиболее надежных способов контроля нивелирования используют в качестве основного при изысканиях автомобильных дорог и мостовых переходов.

Двойной нивелирный ход. В этом случае нивелирование ведут одним прибором, но нивелирование производят два раза - в прямом и обратном направлении. Превышения между конечными точками, полученные в результате прямого и обратного нивелирных ходов, сравнивают между собой, а полученное расхождение с допустимой погрешностью нивелирования данного класса. Наиболее часто этот способ нивелирования и контроля используют при привязке трассы автомобильной дороги или мостового перехода к пунктам государственной нивелирной сети.

Замкнутый нивелирный ход наиболее часто используют при создании планово-высотного обоснования топографических съемок в виде замкнутых теодолитных ходов - полигонов. Контролем в этих случаях служит алгебраическая сумма превышений между связующими точками, которая должна равняться нулю. Этот способ контроля не дает возможности обнаружить ошибки в превышениях соизмеримой величины, но разных знаков.

Нивелирный ход между реперами и марками государственной нивелирной сети. Поскольку высоты последних всегда известны из результатов нивелирования более высоких классов, их сравнивают с высотами, полученными по результатам собственного нивелирования. Допустимые невязки распределяют пропорционально длинам сторон нивелирного хода с обратным знаком. Такой способ нивелирования и контроля иногда используют при прокладке протяженных нивелирных ходов. Он также не дает возможность обнаружения равных ошибок в превышениях разных знаков.

Размещено на Allbest.ru