Определение высот точек через горизонт прибора

32. Работа на станции при техническом нивелировании. Связующие и промежуточные точки.

Для технического нивелирования используют нивелиры Н-10, Н-3 и рейки РН-3, РН-10. Работу на станции выполняют в следующей последовательности:

1. На крайние точки A и В нивелируемой линии устанавливают рейки, и примерно на равном удалении от них - нивелир. Неравенство плеч на станции не должно превышать 10 м;

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 отсчеты 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 крайних точек A и B необходимо определить высоты точек C₁, C₂,..., C_n промежуточных точек, то заднюю рейку последовательно устанавливают на эти точки и берут отсчеты C₁, C₂,..., C_n 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 РО_п=а_к-а_ч и задней РО_з=b_к-b_ч. Расхождение разности нулей по абсолютной величине не должно превышать 5 мм;

7. На каждой станции вычисляют значения превышений, определяемых по черным и красным сторонам реек: h_ч=а_ч-b_ч, h_к=а_к-b_к. Измерения считают выполненными правильно, если h_ч-h_к

В техническом нивелировании расстояние от нивелира до реек не должно превышать 120 м. Высоту передней точки вычисляют по формуле Н_B=Н_A+h. Высоты промежуточных точек удобно вычислять через горизонт прибора (ГП). ГП - высота визирного луча над исходной уровенной поверхностью. ГП=Н_A+а=Н_B+b. Высоты промежуточных точек Н_C_i=ГП-C_i.

Случайные и систематические погрешности при нивелировании возникают вследствие недостаточной точности нивелира и реек, неполной юстировки нивелира, влияния внешней среды и нарушении методики измерений.

Для уменьшения приборных погрешностей превышения рекомендуется измерять способом из середины по двум сторонам реек, а рейки удерживать отвесно на устойчивых предметах. Предельные расстояния от нивелира до реек ограничивают 100-120 м, погрешности измерений превышений на станции в этом случае не превысят 5 мм.

промежуточные - характерные точки рельефа, на которых берут один отсчет только по черной стороне рейки;

связующие - общие точки для двух смежных станций

33. Определение отметок точек через горизонт инструмента

Чтобы определить отметку точки через горизонт инструмента необходимо от горизонта инструмента отнять чёрный отсчёт этой точки.

34. Устройство и поверки нивелира н-3 н-3к

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

При проверке, подъемными винтами подставки пузырек круглого уровня приводят в нуль-пункт и верхнюю часть нивелира поворачивают на 180 вокруг оси ращения нивелира. Если пузырек остался в нуль-пункте -условие выполнено. Если же отклонился, вращением юстировочных винтов его возвращают к центру ампулы до половины дуги отклонения. Проверку повторяют.

2. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна к оси вращения нивелира. Вращая зрительную трубу наводящим винтом, следят, изменяется ли отсчет при перемещении изображения рейки от одного края поля зрения к другому. Если отсчет изменяется больше чем на 1 мм, диафрагму с сеткой необходимо развернуть в требуемое положение, ослабив крепящие ее винты.

3.Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы. Это условие, называемое главным, проверяют двойным нивелированием пары точек способом "из середины" и "вперед"(рис.33). Для этого закрепляют неподвижно две нивелирные рейки

на расстоянии 60-90 м, а нивелир устанавливают между ними на середину с погрешностью 1 м. Расстояния до реек измеряют нитяным дальномером. Определяют превышение между рейками при двух горизонтах прибора, как разность отсчетов на заднюю и переднюю рейки. Превышение, полученное при одном горизонте прибора, не должно отличаться от превышения, полученного при втором горизонте прибора, не более 3 мм. Затем выбирают вторую станцию на расстоянии предела фокусирования (2...3 м) от одной из реек и берут по ней отсчет, который считают свободным от влияния непараллельности оси цилиндрического уровня и визирной оси. Используя этот отсчет и превышение, полученное на первой станции вычисляют отсчет по дальней рейке. Если вычисленный отсчет отличается от наблюдаемого более чем на 3 мм, устанавливают вычисленный отсчет на

Рис.33. Поверка главного условия нивелира

рейке элевационным винтом, а исправительными винтами цилиндрического уровня (двумя вертикальными, предварительно ослабив один горизонтальный) приводят пузырек на середину.

В зависимости от устройств, применяемых для приведения визирной оси трубы в горизонтальное положение, нивелиры изготавливают двух видов - с цилиндрическим уровнем на зрительной трубе (рис.31) и с компенсатором углов наклона, т.е. беэ цилиндрического уровня.

Рис.31. Общая схема нивелира, название его частей и осей, поле зрения трубы. Нивелиры бывают трех классов точности:

1. Н-05, Н-1, Н-2 - высокоточные для нивелирования I и II классов;

2. Н-3 - точные для нивелирования III и IV классов;

3. Н-10 - технические для топографических съемок и других видов инженерных работ.

Число в названии нивелира означает среднюю квадратическую погрешность в мм нивелирования на 1 км двойного хода. Для обозначения нивелиров с компенсатором к цифре добавляется буква К, а для нивелиров с горизонтальным лимбом - буква Л, например Н-10КЛ.

Для установки нивелира в рабочее положение его закрепляют на штативе становым винтом и вращением сначала двух, а затем третьего подъемных винтов приводят пузырек круглого уровня на середину. Отклонение пузырька от середины допускается в пределах второй окружности. В этом случае диапазон работы элевационного винта позволит установить пузырек цилиндрического уровня в нульпункт и установить визирную ось зрительной трубы в горизонтальное положение при соблюдении главного условия (для нивелира с цилиндрическим уровнем UU1 WW1). Приближенное наведение на нивелирную рейку выполняют с помощью мушки, расположенной сверху зрительной трубы. Более точное наведение осуществляют вращением наводящего винта зрительной трубы, которую перед отсчетом по рейке предварительно устанавливают по глазу (вращением окуляра) и по предмету (вращением кремальеры) для четкого совместного изображения сетки нитей и делений на нивелирной рейке. Перед отсчетом по средней нити тщательно совмещают концы пузырька цилиндрического уровня в поле зрения трубы, медленно вращая элевационный винт.

StudFiles.ru

Геометрическое нивелирование. Геометрическим нивелированием называется измерение превышений при помощи горизонтального луча, который строится нивелиром

Тема 6. НИВЕЛИРОВАНИЕ

Геометрическим нивелированием называется измерение превышений при помощи горизонтального луча, который строится нивелиром. Принципиальная схема устройства нивелира: параллельность визирной оси трубы и оси цилиндрического уровня. При положении пузырька уровня в нульпункте визирная ось трубы горизонтальна. В строительстве геометрическое нивелирование – основной вид измерения превышений. Применяется два способа геометрического нивелиро-

вания: из середины и вперед.

При нивелировании из середины, рис.32, в точках А и В отвесно установлены рейки P₁ и P₂ , а на равных расстояниях от них – нивелир (необязательно в створе линии АВ). Если направление нивелирования от А к В, то рейка P₁ будет задней, а рейка P₂ – передней. Визируют на заднюю рейку P₁ , приводят пузырек уровня в нульпункт и берут отсчет а по рейке. Затем визируют на рейку P₂, снова приводят пузырек уровня в нульпункт и берут отсчет b. Превышение передней точки А над задней В : h = a - b - разность отсчетов по задней и передней рейкам. При нивелировании способом вперед в точке А устанавливают нивелир, а в точке В рейку, рис.33. Визируют на рейку, приводят пузырек уровня в нульпункт, по рейке берут отсчет в. Измеряют высоту прибора i – расстояние от точки А до центра окуляра. В этом случае h= i–b - высота прибора минус отсчет по передней рейке. Если отметка задней точки известна, то отметка передней точки будет равна H_B = H_A + h . Высоту точки В можно определить через горизонт прибора ГП – расстояние от отсчетной поверхности до горизонтального луча, рис.29: ГП=H_A+a; H_B = ГП–b.

Вычисление отметок через ГП удобно, когда с одной станции (станцией называется установка прибора) нивелируется несколько точек.

Если расстояние между точками А и В большое, то между ними прокладывают нивелирный ход, состоящий из последовательных станций, рис.34. Точки 1, 2, 3 ,…, через которые передаются высоты, называются связующими: H₁=H_A+h₁; H₂=H₁+h₂; H₃+H₂+h₃ и т.д. Точки С, высоты которых определяются дополнительно для решения поставленных задач (например, определение отметки перегиба ската для детального построения продольного профиля), называются промежуточными . Отметки таких точек вычисляют через горизонт прибора: ГП_ст.2 =H₁+a₂=H₂+b₂; H_C ГП_ст.2 – с (отсчет по рейке на промежуточной точке). Отметку точки В можно вычислить

через суммарное превышение: H_B = H_A + . Последовательное нивелирование в строительстве применяется при изысканиях линейных сооружений: автодороги, подземные коммуникации и др.

- 21 -

studopedia.ru

8.3. Методы определения высот точек

Различают два метода определения высот точек: метод превышений и метод горизонта инструмента.

8.3.1. Метод превышений.

Дана отметка точки А – НА (рис. 8.4.), требуется определить отметку точки В. При помощи нивелира и реек определяют превышение точки В над точкой А. Отметку точки В определяют по формуле:

Н_В = Н_А +h.

Этот метод применяют при вычислении отметок связующих точек.

Рис.8.4. Определение отметки точки методом превышений

8.3.2. Метод горизонта инструмента.

Этот метод применяют при вычислении отметок промежуточных точек. Так, например, дана отметка точки А – Н_А (рис. 8.5.) и отсчет по рейке, поставленной в этой точке – а, требуется определить отметку точки С – характерной точки рельефа.

Рис.8.5. Определение отметки точки через горизонт инструмента

Вначале вычисляют высоту визирного луча над уровенной поверхностью, которую называют горизонтом инструмента – ГИ, ГИ = Н_А + а

Сделав отсчет по рейке, установленной в характерной точке рельефа С, вычисляют отметку точки С по формуле: Н_С = ГИ – с, где с – отсчет по рейке, установленной в точке С.

8.4. Нивелиры и нивелирные рейки.

За последние 20 – 30 лет конструкции нивелиров претерпели существенные изменения. Современные нивелиры классифицируют:

по точности;
по способу установки визирной оси в горизонтальное положение,

По точности нивелиры делятся на три группы:

высокоточные – для нивелирования I и II класса (Н–05, Н – 1);
точные – для нивелирования III и IV класса (Н – 3, Н3К);

технические для инженерно-геодезических работ (Н – 10, Н – 10К).

По второму признаку нивелиры делят на:

нивелиры, у которых визирная ось устанавливается а горизонтальное положение при помощи цилиндрического уровня, скрепленного с трубой (Н – 05 , НВ-1, Н – 3, Н – 10);
нивелиры с самоустанавливающейся линией визирования (Н3К, Н10К).

8.4.1. Нивелиры с цилиндрическим уровнем.

Нивелир Н-3 применяют для производства нивелирования III и IV классов и технического (рис. 8.6.). Нивелир имеет три основных части: подставку (1) трегер, зрительную трубу (2) и цилиндрический уровень (3). Зрительная труба с внутренней фокусировкой. Увеличение зрительной трубы 31х, поле зрения 1020I. Цена деления цилиндрического уровня 20II на 2 мм. Вес нивелира 1,8 кг. Нивелир крепиться к штативу при помощи станового винта и пружинящей пластины. В отвесное положение ось вращения нивелира устанавливается по круглому уровню (4) при помощи подъемных винтов (5).

Рис.8.6. Нивелир Н-3

Круглый уровень имеет три исправительных винта. Зрительная труба имеет зажимной (6) и микрометренный (7) винты. Кроме того, перед каждым отсчетом по рейке визирную ось трубы нивелира устанавливают в горизонтальное положение при помощи элевационного (8) винта и цилиндрического уровня. В поле зрения трубы (рис. 8.7.) наблюдатель видит кроме рейки изображение половины обоих концов пузырька цилиндрического уровни.

Сетка нитей зрительной трубы закреплена наглухо. Цилиндрический уровень – компенсированный контактный, при измерении температуры длина его пузырька практически не изменяется. Цилиндрический уровень имеет исправительные винты, которыми пользуются только при поверках.

Рис.8.7. Поле зрения трубы нивелира Н-3

StudFiles.ru

1.2.4. Вычисление высот плюсовых точек

При обработке журнала геометрического нивелирования трассы Вам приходилось определять высоту плюсовой точки, которая являлась связующей точкой. Такой точкой была, например, при обработке журнала (табл. 2.1) плюсовая ПК4+28 (на станциях 7 и 8). Теперь же речь идет о тех плюсовых точках, на которые брали только один (промежуточный) отсчет по черной шкале нивелирной рейки. В табл. 1 ими являются точки ПК0+56, ПК1+48, ПК1+76, ПК2+40, ПК5+43, а также точки С1С16, являющиеся устьями буровых разведочных скважин.

Высоты плюсовых точек определяют через горизонт прибора на данной станции.

Горизонт прибора - это абсолютная высота визирного луча нивелира.

Горизонт прибора на станции геометрического нивелирования может быть определен через абсолютную высоту задней или передней связующей точки и отсчету на данную связующую точку на данной станции, полученному по черной шкале нивелирной рейки:

ГП = Н _{задн. связ.} + черный отсчет на задн. связ. (2.15)

ГП = Н _{передн. связ.} + черный отсчет на передн. связ. (2.16)

Для принятой формы записи результатов измерений в журнале геометрического нивелирования удобно использовать формулу (2.15).

Различия в горизонтах прибора, полученных по формулам (2.15) и (2.16) могут достигать 5 мм.

Высоту плюсовой точки получают по формуле:

Н ₊ = ГП - промежуточный отсчет на плюсовую точку (2.17)

Рассмотрим пример использования формул (2.15) и (2.17) для определения высот плюсовых точек на станции 3 (табл. 2.1, рис. 2.2).

ГП ₃ = Н_ПК1 + 1,741 = 64,492 + 1,741 = 66,233 м

Н _ПК1+48 = ГП₃ - 2,220 = 66,233 - 2,220 = 64,013 м

Н _ПК1+76 = ГП₃ - 1,093 = 66,233 - 1,093 = 65,140 м

Рис. 2.2. Определение высот плюсовых точек.

Аналогичным образом определяют горизонт прибора и высоты плюсовых точек на других станциях.

1.3. Построение профиля трассы

Профиль трассы составляют на миллиметровой бумаге.

Горизонтальный масштаб профиля 1:2000 (в 1 см 20 м), вертикальный масштаб профиля 1:200 (в 1 см 2 м).

Для построения профиля используют данные, приведенные в табл. 2.1 (столбцы 9 и 10 журнала геометрического нивелирования). Вам для построения профиля необходимо пользоваться данными своего журнала.

Образец профиля представлен на рисунке 2.3.

Порядок построения профиля следующий:

На миллиметровой бумаге вычерчивают заготовку осей профиля и его сетку, которая включает в себя графы: «Отметки земли по оси трассы» (ширина 15 мм), «Пикеты» (ширина 5 мм), «Расстояния» (ширина 5 мм), «Отметка устья скважины» (ширина 15 мм), «Расстояния» (ширина 5 мм) – для расположения скважин на профиле, «№№ скважин» (ширина 5 мм).

2. Размечают в графе «Пикеты» положения соответствующих пикетов, начиная с ПК0 (через 100 м в масштабе 1:2000).

В правой графе «Расстояния» отмечают положение плюсовых точек:

если между пикетами нет плюсовых точек, то в этом промежутке никаких записей не производится. Например, ПК3 - ПК4 (иксовые точки на профиль не наносят);
если между пикетами имеется одна плюсовая точка, то ее отмечают соответствующим расстоянием от младшего пикета и записывают величину этого расстояния и подписывают, кроме того, остаток расстояния до старшего пикета. Например, между ПК0 и ПК1 имеется плюсовая точка ПК0+46 и от нее расстояние до ПК1 - 44 м;
если между пикетами имеется две (или более) плюсовые точки, то записывают величины расстояний между всеми плюсовыми точками и пикетами в последовательном ходе. Например, ПК1+48, ПК1+76 указаны расстояниями 48 м от ПК1 до ПК1+48, 28 м от ПК1+48 до ПК1+76 и 24 м от ПК1+76 до ПК2.

3. Пользуясь журналом (табл. 2.1.), заполняют вторую графу «Расстояния» для разведочных скважин, в соответствии с разъяснениями, приведенными в п. 2.

4. В графе «№№ скважин» записывают номер скважины в соответствующем для нее месте.

5. Из журнала в графы «Отметки земли по оси трассы» и «Отметка устья скважины» напротив соответствующих точек выписывают абсолютные высоты с округлением их до 0,01 м.

6. Определяют абсолютную высоту линии условного горизонта (УГ). Для этого по журналу находят минимальную абсолютную высоту. Данная точка (с минимальной высотой) должна находиться на расстоянии 4 - 8 см от линии условного горизонта. При этом высоту линии условного горизонта следует сделать кратной 2 или 10 м.

Например, из табл. 2.1 следует, что минимальная высота равна 62,863 м (по основному профилю), следовательно условный горизонт можно принять равным 50 м.

От линии условного горизонта по вертикальной оси производят подписи высот через каждый сантиметр (масштаб 1:200, 1 см = 2 м).

7. От пикетов и плюсовых точек восстанавливают перпендикуляры к линии условного горизонта, продолжая их до соответствующей высоты точки на шкале высот.

8. Полученные точки последовательно по ходу соединяют прямыми линиями.

9. Весь графический рисунок профиля, как это показано на рисунке 2.3, обводят тушью черного цвета (можно использовать гелиевую ручку с наполнителем черного цвета).

StudFiles.ru