Поверки нивелира Н3

Пользуясь подъемными винтами, совмещаем пузырек круглого уровня с центром ампулы и поворачиваем верхнюю часть нивелира на 180°. Если пузырек поверяемого уровня будет оставаться в центре ампулы, то условие выполнено. В противном случае, пользуясь исправительными винтами круглого уровня, перемещаем пузырек его к центру ампулы на половину дуги отклонения, а на вторую половину – подъемными винтами. Так пов­торяем эти действия, пока будет выполнено поверяемое условие.

Эту поверку можно делать иначе: установить ось цилиндри­ческого уровня перпендикулярно к оси вращения нивелира (элевационным и подъемными винтами), ось вращения при этом займет вертикальное положение. Затем пузырек круглого нужно уровня нужно привести в нуль-пункт исправительными винтами.

2. Одна из нитей сетки должна быть перпендикулярна к оси вращения нивелира.

Приведя ось вращения нивелира в отвесное положение, наводим горизонтальную нить сетки на какую-либо точку (на стене или на рейке). И, действуя наводящим винтом, перемещаем зрительную трубу в обе стороны. Если при этом нить сетки не будет сходить с точки, то поверяемое условие выполнено.

Удобно выполнять эту поверку и с помощью отвеса, совмещая изображение его нити с вертикальной нитью сетки.

Для юстировки снимаем окулярную часть, ослабляем три закрепительных винта, которыми прикреплена пластинка с сеткой нитей к корпусу трубы. Затем поворачиваем пластинку, закреп­ляем винты и укрепляем окуляр. Если при этом сетка не будет правильно установлена, что выясняется повторной поверкой, то юстировку повторяем.

3. Ось цилиндрического уровня и визирная ось зрительной трубы должны лежать в отвесных параллельных плоскостях, когда основная ось нивелира вертикальна.

Для поверки этого условия, выполне­ние которого должно гарантироваться заводом, приводят основную ось нивелира в отвесное положение по круглому уровню и ставят трубу в направлении одного из подъемных винтов.

Пользуясь элевационным винтом, совмещают изображения концов пу­зырька цилиндрического уровня и производят отсчет по рейке, установленной в 50 – 60 м от инструмента. Затем вращением двух других подъемных винтов в разные стороны на 2 - 3 оборота на­клоняем нивелир в одну сторону (при этом отсчет по рейке не должен изменяться) и следят за положением изображений цилин­дрического уровня. После чего теми же подъемными винтами при­водим нивелир в исходное положение, при этом отсчет по рейке также не должен изменяться. То же делают, наклоняя нивелир в другую сторону. Если при таких наклонах концы пузырька цилиндрического уровня будут контактироваться или смещаться в одну сторону, то пове­ряемое условие выполнено. Если расхождение больше двух делений шкалы, то исправление производим боковыми исправительны­ми винтами уровня.

б)

а)

Рис. 3
4. Ось цилиндрического уровня должна быть па­раллельна визирной оси трубы.

При этой поверке производим двойное ниве­лирование одной и той же линии АВ. Для этого уста­навливают нивелир окулярным концом над точкой А и приводим его в рабочее положение. В точке В, примерно в 75 м от точки А, ставим рейку (рис. 3). Совместив концы изображений пузырька цилиндри­ческого уровня, производим по средней нити отсчет а ₁ по рейке и изме­ряем высоту инструмента i ₁.
Далее, переставив нивелир в точку В, рейку – в точку А, а затем снова совместив концы изображений пузырька, производим по средней нити отсчет а ₂ по рейке и измеряем высоту инструмента i ₂.

Если визирная ось составляет с осью цилиндрического уровня некоторый угол, то оба отсчета по рейке (а ₁ и а ₂) будут преувеличены на отрезок х (или преуменьшены). Из равенства противолежащих сторон прямоугольников получим:

i ₁ = h + a ₁ - x; a ₂ - x = h + i ₂.

Решая эту систему уравнений, находим

X= (a ₁ +a ₂)/2 - (i ₁+ i ₂)/2.

i =1440 мм i =1335 мм

a =1690 a =1116

X= (1440 + 1116)/2 - (1440+1335)/2=1403-1385=15,5 (мм)

Если значение x не превышает 4 мм для расстояния в 75 м от нивелира до рейки, то поверяемое условие считают выполнен­ным. В противном случае, действуя элевационным винтом, совме­щают среднюю горизонтальную нить сетки с точкой на рейке, соответствующей исправленному отсчету .

= а ₂ – x.

= 1116-15,5=1100,5

После этого пузырек цилиндрического уровня отой­дет от середины ампулы. Для совмещения изображений пузырька пользуются исправительными винтами этого уровня.
2. УПРАЖНЕНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Производство угловых измерений
1. Измерение горизонтального угла способом приемов. Измеряется горизонтальный угол, заданный преподавателем. На поверхности земли деревянными колышками закрепляются три точки, определяющие положение угла.

V ₁ = КЛ – МО;

V ₂ = МО – КП;

V ₃ =

h = a,

где а и в – отсчеты по рейкам (рис. 4).

Н _ги

Н _рп

Н _В

Р _п

Д

а

Рис. 4

Задней является точка с известной высотой. Отсчеты снимаем по красной и черной сторонам рейки. При этом их разница должна быть равна началу красной стороны рейки. Превышение также вычисляем дважды, разница между красным и черным превышением должна быть не больше ± 5 мм. Если это условие выполняется, то вычисляем среднее превышение, через которое определяют абсолютную высоту точки В:

H _B = H _pп + h ^cp =120,10+1,200=121,3

На этой стоянке вычисляют также горизонт инструмента H _ги = Н _pп + 3 =120,1+1,361=121,461 и определяют высоту промежуточной точки Д:

Н _Д = Н _ги - d= 121,461-1,303=120,158,

где d=1,303 – отсчет по рейке, установленной над точкой Д.

Результаты измерения и вычисления:

Задний отсчет по рейке в точке А = 1,362 (кр.), 1,360(чер.), 1,361(ср.)

Передний отсчёт по рейке в точке В = 1,200(кр.), 1,200(чер.) 1,200(ср.)
5. Нивелирование «вперед». Выполняем между теми же точками А и В (рис. 5). Высота точки А, являющейся репером, равна 120,10 мм, над ней устанавливается нивелир и приводится в рабочее положение. Измеряем высоту инструмента i – расстояние от поверхности земли до центра окуляра. Зрительную трубу нивелира визируем на рейку, установленную над точкой В, и снимем отсчет. Превышение определяем как разницу h = i – b.

Н _ГИ

Н _РП

Н _В

Рис. 5

В=1,559(кр.) 1,560(чёр.)

i=1,325

Н _ги =120,1+1,325=121,425

Н = H _pп + h=120,1-0,234=119,866

h=i-b=1,325-1,559=-0,234
6. Определение расстояния по нитяному дальномеру нивелира. Расстояние измеряем между теми же точками А и В. Нивелир, установленный над точкой А, визируем на рейку В и снимаем два отсчета по дальномерным штрихам (рис. 6). Затем вычисляем расстояние

Д = К · n= 100*20=2000см=20м.

где К – коэффициент нитяного дальномера, равный 100; n – разница отсчетов, снятых по дальномерным штрихам сетки нитей инструмента.

Рис. 6
3. ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА УЧАСТКА МЕСТНОСТИ
При выполнении измерений все результаты заносятся в журнал тахеометрической съемки (см. прил. 1).

Работы выполняли на участке, имеющем перепад высот. Основой для съемочных работ являются точки I и II, закрепленные на участке на расстоянии 50 м друг от друга.

Теодолит-тахеометр устанавливаем над точкой I, приводим в рабочее положение и измеряем высоту инструмента i ₁.

i1=1.40 м

к корпусу теодолита прикручиваем буссоль и измеряем магнитный азимут линии I – II

Ам=181°29',

через который вычисляем дирекционный угол направления:

1816°20'29' +

где δ – склонение магнитной стрелки, принимается δ = 2˚15˚; γ – сближение меридианов, принимается γ = 6˚20΄.

181°29'+2°15'- 6°20'=177°24'

Затем на направление точки II устанавливаем отсчеты по горизонтальному кругу 0˚00΄ и, поворачивая зрительную трубу по часовой стрелке, снимаем плановое и высотное положение десяти характерных точек ситуации и рельефа. На каждую точку измеряем расстояние по нитяному дальномеру Д, снимаем отсчет по горизонтальному кругу и высоту визирования по рейке В.

Затем инструмент переносим в точку II и тоже измеряем его высоту i _2..

Нулевой пикет трассы привязываем к существующему реперу, высоту которого задает преподаватель. Затем над ним устанавливаем теодолит, приводится в рабочее положение и задается створ с помощью вехи. Затем измеряется вертикальный угол полученного направления и вычисляем поправка за наклон линии к горизонту, определяем расстояние, соответствующее горизонтальному проложению 100 м, D = 100 + Δ Dν. Далее два мерщика и наблюдатель у инструмента откладывает в заданном створе полученное расстояние и закрепляют пикеты. Полотно мерной ленты при этом должно совпадать с вертикальным штрихом сетки нитей теодолита. На каждом пикете одновременно закрепляются по две плюсовых точки, это характерные точки ситуации и рельефа (самые высокие и самые низкие места, пересечения с существующими дорогами, тропинками и т.д.). При этом колышек высотой примерно 10 см забивается вровень с землей и рядом устанавливается сторожок высотой примерно 20 см, на боковой грани которого должно быть подписано обозначение точки. Измерения выполняют до точки, являющейся вершиной угла и определяют ее пикетажное выражение.

Затем теодолит переносим в эту точку (ВУ) и измеряем угол поворота трассы φ, задав дальнейшее направление хода и закрепив ВУ его вехой (рис. 7).

У

φ

Рис. 7
По величине угла φ и радиусу кривой R = 100 м определяют параметры круговой кривой:

ВУ

Рис. 8
Используя полученные значения, определяют положения главных точек круговой кривой (НК; СК; КК) и вычисляют их пикетажное значение. Только после этого производится дальнейшая разбивка трассы.

ВУ

Рис. 9

На каждом пикете должно быть не менее двух плюсовых точек, на одной из них может быть разбит поперечник. При этом теодолит устанавливают над точкой, в которой он разбивается, от направления трассы откладывают угол, равный 90°, и измеряют вертикальные углы двух направлений (слева и справа от оси трассы). Вычисляют поправку за наклон линии к горизонту и закрепляют по две точки слева и справа от оси трассы, затем определяют горизонтальное положение до них.

После закрепления пикетов, плюсовых точек, точек поперечника и главных точек круговой кривой составляют пикетажный журнал и производят нивелирование, все результаты которого заносят в журнал технического нивелирования (см. прил. 2).

В пикетажном журнале ось трассы изображают в виде прямой линии, направление поворота показывают стрелкой. Все расстояния откладывают в масштабе 1: 2000, обозначают ситуацию и на полях выполняют расчет и контроль главных точек горизонтальной круговой кривой.

Нивелирование производится дважды (в прямом и обратном направлениях) методом «из середины». В прямом ходе инструмент устанавливают на каждом пикете примерно на середине. На предыдущий пикет снимают задние отсчеты (черный и красный), на последующий – передние (черный и красный). Плюсовые точки поперечника и кривой нивелируются как промежуточные только по черной стороне рейки. Отсчеты записывают в соответствующие графы журнала технического нивелирования, соблюдая строки. В обратном ходе нивелируют только связующие точки (некоторые пикеты или плюсовые) методом «из середины». После окончания нивелирования трассы производят детальную разбивку горизонтальной круговой кривой способом прямоугольных координат. За ось Х принимают направление тангенса, а за ось Y – перпендикулярное к нему направление (рис. 9). Разбивка производится в двух направлениях: от начала кривой к вершине угла и от конца кривой к вершине угла. На кривой закрепляют точки через каждые 5 м (10 м) кривой. Координаты Х и Y каждой точки вычисляют по формулам:

Х = R sin α;

Y = 2 R sin² α/2;

Α = = ρ,

где ρ – угол, равный 1 рад; К – длина криволинейного участка.

x ₁

у ₁

Рис. 10
Аналогично производят вынос пикета на кривую. Длина кривой в этом случае определяется следующим образом:

К = 100 – l,

где l – расстояние от предыдущего пикета до начала кривой.

После окончания полевых работ все используемые деревянные колышки собираются.

При выполнении расчетов определяется высотная невязка f_h, мм:

f _h = ∑ h _пр - ∑ h _обр

и сравнивается с допустимой f_{h доп}, мм:

f_{h доп} = ± 50 ,

где L – длина хода, км.

Если выполняется условие f_h f_{h доп}, то полученная невязка f_h распределяется с обратным знаком на все средние превышения прямого хода, пропорционально их величине, в виде поправки, которую подписывают над каждым средним превышением. С учетом поправки вычисляют исправленные (уравненные) превышения, через которые определяются высоты всех передних точек. Абсолютные отметки промежуточных точек находят через горизонт инструмента.

После выполнения всех вычислений на миллиметровой бумаге строят продольный и поперечный профили трассы.

Продольный профиль строится в масштабах: горизонтальный – 1: 1000; вертикальный – 1: 1000.

Разбивка площадки по квадратам производится с помощью теодолита и мерной ленты (рис. 11). Инструмент устанавливают над одной из угловых вершин (Д1), приводят в рабочее положение и задают вехой направление Д1 – Д5.

Измеряют вертикальный угол этого ската, вычисляют поправку за наклон линии к горизонту и откладывают расстояние Д ₁ = 10 + Δ Д ν₁ в заданном створе, закрепляют колышками, забитыми вровень с землей, вершины Д 2, Д 3, Д 4 и Д 5.

Затем от направления Д 1 – Д 5 откладывают угол 90º и опять измеряют вертикальный угол ската Д 1 – А 1. Вычисляют поправку Δ Д ν₂, закрепляя колышками вершины Г 1, В 1, Б 1 и А 1. Теодолит переносят в вершину А1, приводят в рабочее положение и от направления А 1 – Д 1 откладывают угол 90º, закрепляют вехой створ А 1 – А 5, измеряют его вертикальный угол и откладывают расстояния Д ₃ = 10 + Δ Д ν₃, закрепляя вершины А 2, А 3, А 4 и А 5.

Затем измеряют длину А 5– Д 5, она должна отличаться от проектного значения не более чем на расстояние, содержащееся в 0,5 мм плана (масштаб построения плана 1: 500).

Р_п

А

Б

В

Г

Д

Рис. 11
Если это условие выполняется, то разницу распределяют на четыре части и, откладывая расстояния, закрепляют вершины Г5, В5, Б5. Аналогично разбиваются внутренние вершины. При их закреплении могут также использоваться две стальные проволоки длиной 41 м, натягиваемые по двум взаимно перпендикулярным направлениям. В точке их пересечения закрепляют положение всех внутренних вершин.

При разбивке квадратов одновременно измеряются расстояния до характерных точек ситуации (до границы луча, пашни, тропинки, дороги). Площадка нивелируется с одной или нескольких стоянок инструмента. При значительном перепаде высот, стоянок должно быть не меньше трех (рис. 12).

Р_п

Рис. 12
Между соседними стоянками должна быть связующая точка – точка, нивелируемая дважды с двух стоянок. В каждой вершине снимают черный и красный отсчеты и записывают на схеме квадратов у соответствующей точки. Затем определяют высоты связующих точек. Для этого рассматривается замкнутый нивелирный ход (рис. 13).

Б2

h ₁

h ₂

h ₃

Г4

Р_п

Рис. 13
На каждой стороне хода определяется среднее между красным и черным превышение и вычисляется высотная невязка f_h,, мм:

f_h = ∑^ср,

которая сравнивается с допустимой высотной невязкой f_{h доп.} , мм,

f_{h доп} = ± 10 ,

где n – число сторон хода.

Если выполняется условие f_h f_{h доп.}, то невязку f_h распределяют на все средние превышения с обратным знаком в виде поправки δ, с учетом которой находят уравненные превышения. Величину поправки назначают пропорционально абсолютному значению превышения:

h ₁^испр = h ₁^ср + δ₁;

h ₁^испр = h ₁^ср + δ₂;

h ₁^испр = h ₁^ср + δ₃.

Через полученные исправленные превышения определяют абсолютные высоты всех вершин хода:

Н _ги = Н _рп + h ₁^испр ,

Н _Б2 = Н _Г4 + h ₂^испр ,

Н _Рп = Н _Б2 + h ₃^испр .
Зная высоты трех точек, можно определить горизонты инструментов на всех стоянках. Горизонты считают по черной и красной сторонам реек:

Н ^ч_{ГИ I} = Н _рп + а ^ч,

Н ^к_{ГИ I} = Н _рп + а ^к,

где а ^ч, а ^к - отсчеты по рейке, установленной в точке, являющейся репером, снятые с первой стоянки инструмента.

Аналогично определяют горизонт инструмента на второй и третьей стоянке. Высоты всех остальных точек находят через горизонт инструмента.

Так,

= – d ^ч ;

= – d ^к,

где d ^r, d ^к – отсчеты по рейке, установленной в точке Д3.

За окончательное значение высоты принимается среднее значение в том случае, если разница между полученными значениями не превышает ± 5 мм.

После определения абсолютных высот всех вершин строится топографический план в масштабе 1:500.

На плане прорисовывается система квадратов, строится ситуация по результатам линейных измерений с использованием условных знаков, у каждой вершины проставляются абсолютные высоты и строятся горизонтали методом графического интерполирования.