Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Болгов И.Ф. Геодезические измерения в сельскохозяйственном строительстве

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.43 Mб
Скачать

соответствующее превышение. Отметка передней точки может быть

вычислена методом горизонта инструмента. Горизонтом

инструмен­

та называется высота визирного луча над

уровенной поверхностью:

Нг = Ил

+ а. Горизонт инструмента

равен отметке точки

плюс

отсчет

по репке на этой

точке. Тогда HB =

Hi—в.

 

 

 

В

некоторых'

случаях (например, при

нивелировании

крутых

склонов) применяется нивелирование вперед (рис. 71, б) . Инстру­ мент ставится над одной точкой, например, над точкой А; рейка — над другой. Измеряется высота инструмента — расстояние по от­ весной линии от середины окуляра до точки местности, над которой

установлен инструмент. Тогда li = i—b,

т. е. превышение равно вы­

соте инструмента минус отсчет «вперед» на точку В.

 

 

Нивелирование с одной

постановки

инструмента (станции) на­

зывается простым. Если требуется определить превышение

между

точками, значительно удаленными одна от другой, то

нивелирова­

ние производят с нескольких станций, « ' т о г д а его называют

после-

довательны'М или сложным

(рис. 72).

Нивелирование

по трассам

Рис. 72.

инженерных сооружений (трассы водопровода, канализации, кана­ лов, автодорог н т. д.) называется продольным, а нивелирование поперек трассы — поперечным. Нивелировки, связанные с проекти­ рованием и строительством инженерных сооружений, носят общее 11 азв а и ие и н жен е р и о - тех н и ч е ски х нивелировок.

4. Влияние кривизны Земли и рефракции

Если бы инструмент д а в а л возможность визировать параллель ­ но уровенной поверхности, то /г = а—Ь. Но горизонтальный луч идет не параллельно уровенной поверхности, искривляясь под действием кривизны Земли п земной рефракции . В общих положениях отмеча­

лось, что с кривизной Земли при измерении вертикальных

расстоя­

ний надо считаться д а ж е при

небольших, горизонтальных

расстоя­

ниях м е ж д у точками,

ибо

при

расстоянии

в

1 км

поправка

Д/г = 79 мм; при d= 100

м A/i = 0,79

мм.

 

 

 

Р е ф р а к ц и я — это

искривление визирного

луча из-за различной

плотности, слоев воздуха; отклонение происходит

в сторону

плотных

101 -

слоев. Теперь доказано, что влияние рефракции носит случайный характер . При равенстве расстояний от инструмента до реек влия­ ние кривизны Земли и рефракции исключается. Отметим, что влия­

ние

указанных факторов в инженерно-техническом нивелировании

не

столь существенно, если учесть работу иа стройплощадках, т. е.

на

незначительных по размерам участках. Кроме того, в этих слу­

чаях следует применять способ нивелирования из середины, потому что в нем исключаются многие ошибки и результат получается точ­ нее, а производительность труда выше, чем при нивелировании «вперед».

5.

Нивелирные

знаки

 

 

 

 

Нивелирные точки

закрепляются специальными

знаками . Ни­

велирные ходы через 6—10 мм закрепляются грунтовыми или

стен­

ными постоянными реперами

или марками . На

строительных пло­

щ а д к а х

т а к ж е з а к л а д ы в а ю т с я

реперы, но значительно чаще

(через

100—300 м ) . З н а к и нивелирования представлены

на

рис. 73.

Дере ­

Рис. 73.

вянные столбы или колья могут быть временными знаками, нуж­ ными на период нивелирования. И третий вид знаков —переносные, которыми являются «башмаки» или «костыли», необходимые в про­

цессе передачи

высот по ходу нивелирования, чтобы ставить рейку

на одну и ту ж е

фиксированную точку. На строительстве в качестве

знаков применяют скобы, болты, выходы арматуры и т. д. Там,

где

точность нужна невысокая, рейку ставят на землю . •

'

 

6.Нивелирные рейки

Внивелирный комплект д о л ж н ы входить нивелир и рейки. Основным типом реек, применяемых в инженерных целях, являются двухсторонние рейки. Нивелирные рейки представляют собой дере­

вянные бруски длиной

3—4 м, толщиной 2—2,5 см и шириной

до

10 см, изготовляемые

из хорошо выдержанной сосны или ели. Рейки

окрашиваются масляной краской. Д е л е н и я на рейках

наносятся

через 1 см, деления по 5 см для удобства отсчитывай и я

объединены.

Величина одного деления называется ценой деления

рейки.

Н у л ь

102

черной стороны рейки совмещен с основанием,

а па красной сторо­

не основанию рейки соответствует какой-либо

отсчет, например,

4687. Это число является контрольным при производстве отсчетов. При отсутствии двухсторонних реек допускается применение одно­ сторонних, которые могут быть раздвижными или складными .

Рейки д о л ж н ы удовлетворять следующим

условиям:

1) они

не

д о л ж н ы быть покороблены, 2) деления на

рейке д о л ж н ы

быть

на­

несены и подписаны правильно, 3)

деления

д о л ж н ы

быть

четкими.

Периодически д о л ж н а проводиться

проверка

реек

(компарирова­

нйе). Перед началом работы рейки д о л ж н ы быть проверены в отно­ шении правильности нанесенных па них делений. Компарированйе реек производится с помощью контрольного метра (женевская ли­

нейка), у которого па одном скошенном краю нанесены

деления че­

рез

1 мм, а на другом — через

0,2 мм. Рейки проверяют

как по

дли­

нам

метровых

интервалов, так

и по дециметровым интервалам,

слу­

чайная

ошибка

которых не д о л ж н а быть более 1 мм. Иногда можно

рейки

проверять стальными рулетками (с точностью до

1 м м ) .

 

7. Инструменты, применяемые при геометрическом нивелировании

Геодезический инструмент, применяющийся для геометрическо­ го нивелирования и осуществляющий горизонтальную линию визи­

рования, называется

нивелиром. Д л я

выполнения нивелирования

применяются такие

типы

нивелиров:

1)

глухие

нивелиры, 2) ниве­

лиры с са'моустанавлнвающейся линией

визирования, 3)

нивелиры

с наклонным лучам визирования. Основными частями

нивелиров

являются: труба, уровень

или компенсатор,

подставка,

штатив,

впиты.

 

 

 

 

 

 

Рис. 74.

103

Г л а в н ым условием для нивелиров всех

конструкций

является

параллельность визирной оси и оси уровня.

Особенностью

глухих

нивелиров

последних конструкций является

то,

что изображение

пузырька

уровня передается с помощью системы

призм непосред­

ственно в трубу нивелира. Это значительно ускоряет процесс при­

ведения пузырька уровня на середину,

а следовательно,

увеличи­

вает производительность труда

в полевых условиях. Еще

больше

повышается производительность

при

использовании нивелиров с

самоустанавлпвающейся линией визирования, а на линиях с боль­ шими превышениями — нивелиров с наклонным лучом.

Т а б л и ц а 13

Конструк­

ция

уровня

Новый

шифр У-уровень К-ком-

пснсатор

H I

У

Н 2

У

НС2

К

НЗ

У

НСЗ

К

НС4

к

н т

У

 

W

Н Л С

к

Точносп на 1 км мм (±)

0,5

1,0

1,0

4,0

4,0

8.0

15,0

30,0

Труба

длина, увели­

ммчение

430

45

400

40

400

40

220

30

220

30

220

30

160

20

190

30

Вес, кг

7:5

4,5

5,0

21)

2%

2,5

2,5

2,0

Какой

инструмент

Группа

заменяется

 

Н Б - 3

Высоко­

НА-1

точные

Точные

НВ-1

»

НСМ-2А

Техни­

П Л - З

ческие

В табл . 13 приведены характеристики нивелиров,

их основные

параметры и технические требования по новому ГОСТу.

 

Из табл . 13

видно, что к а ж д ы й

нивелир с уровнем

дублируется

прибором такой

же конструкции,

по с компенсатором,

что делает

Рис. 75.

Рис. 76.

104

их более производительными. Поэтому в настоящее время наиболее прогрессивными являются нивелиры с саадоустанавливающейся ли­ нией визирования. Основным достоинством глухих нивелиров явля ­ ется то, что при любом повороте верхней части инструмента наклон трубы будет отражаться на уровне, креме того, зрительные качества труб с внутренней фокусировкой у современных нивелиров очень хорошие. Глухие нивелиры компактны, и самые точные нивелиры являются нивелирами глухой конструкции. На рис. 74,-75, 76 приве­ дены разные типы нивелиров: глухой, с самоустанавливающейся линией визирования, с наклонным лучом.

8.

Работа

с

нивелирами

 

 

 

 

Пузырек

цилиндрического уровня

глухих нивелиров приводится

в контакт элевацнонным

винтом. Труба фокусируется на ясную ви­

димость рейки, а сетка нитей устанавливается

«по глазу».

Инстру­

мент д о л ж е н

ставиться на твердый грунт. В точках

нивелирования

забиваются

колья

или ставятся

б а ш м а к и или

костыли, а на них

уже ставятся

рейки. Нивелиры

с самоустанавливающейся

линией

визирования

 

предварительно устанавливаю-тся

по

круглому уров­

ню.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если возникает необходимость определения цены деления уров­

ня, то лучше

это сделать по рейке следующим

образом (рис. 77).

Отношение разности отсчетов по рейке, полученных

при пузырьке

уровня

на

средине

и

гари

от­

 

 

 

 

 

клоненном

 

его

 

положении

«

*

 

I

 

(bi—Ьг)

к расстоянию

D,

 

д а е т

 

 

 

 

 

тангенс угла

н а к л о н а

'визирной

 

 

 

 

 

оси. Так как этот

угол а

соот­

 

 

 

 

 

ветствует т а к ж е

перемещению

 

 

 

 

 

пузырька уровня на п делений,

 

 

 

 

 

то цена

одного

деления

т р а в ­

 

 

 

 

 

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

=

о

,

откуда

 

 

 

 

 

 

 

т : = - * -

 

 

 

 

• где р " = 206265.

Цена деления уровней инструментов, применяемых при инже­

нерно-техническом

нивелировании, не д о л ж н а

быть больше

25", а

увеличение грубы

не д о л ж н о быть меньше

25х

. Увеличение

трубы

д о л ж н о соответствовать чувствительности

уровня.

 

9. Проверки глухих нивелиров НЗ

Л. Ось круглого уровня д о л ж н а быть параллельна оси враще ­ ния нивелира.

105

2. Одна из нитей сетки трубы д о л ж н а л е ж а т ь в плоскости, па­ раллельной оси вращения нивелира, а остальные в плоскостях, па­ раллельных к ней.

 

3. Визирная ось трубы д о л ж н а быть параллельна оси

цилинд­

рического

уровня.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные

поверки

глухого

 

нивелира

и 'способы

их

поправления

призедены

в табл .

14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

14

 

Условия

поверки

 

 

Способ

поверки

 

Способ

исправления

 

 

 

 

 

(юстировки)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Ось

круглого

уровня

Действуя подъемными

Если

пузырек

 

отошел

 

д о л ж н а

быть

парал­

винтами,

 

приводят

 

пузы­

от иульпункта, то испра­

 

лельна

основной

осп

рек

на

середину.

 

 

Затем

вительными

 

винтами

 

вращения

инструмента.

поворачивают

на

 

180°

уровня

 

смещают

его

 

 

 

 

 

 

 

верхнюю

 

часть

 

инстру­

ближе

к пульпункту

на

 

 

 

 

 

 

 

мента. Если пузырек ос­

половину

отклонения.

 

 

 

 

 

 

 

тался на

 

середине,

 

усло­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вие

выполнено.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Средняя

пить

сетки

Наводят

трубу

на

точ­

Исправление

произво­

 

д о л ж н а

быть

горизон­

ку п вращают

но

 

азиму­

дят

сеткой

нитей;

пово­

 

тальна.

 

 

 

 

ту;

если

 

нить

скользит

рачивается

все

сеточное

 

 

 

 

 

 

 

по точке, то условие вы­

кольцо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полнено.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Визирная

ось

трубы

 

Способом

нивелиро­

Если отсчеты b и ft, не

 

д о л ж н а

 

быть

парал­

вания из

середины

 

нахо­

равны

в пределах

 

± 4

мм,

 

лельна

 

оси

цилиндриче­

дят

истинное

превышение

то

устанавливают

па

ис­

 

ского

уровня.

 

 

Л, затем

 

устанавливают

тинный

отсчет

среднюю

 

 

 

 

 

 

 

нивелир

в

одном

 

 

конце

горизонтальную нить

эле-

 

 

 

 

 

 

 

линии, измеряют i,

вычис­

вацпоппым винтом, а за ­

 

 

 

 

 

 

 

ляют

истинный

 

отсчет

тем

исправляют

 

уровень

 

 

 

 

 

 

 

b = i—h.

Производят

от­

(рис. 78).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

счет

по рейке

Ь\.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А=а'-£'=(а->ху-(6<-фа-£.

Рис. 78.

10. Ошибки геометрического нивелирования

Нивелирование сопровождается случайными ошибками, к ко­ торым относятся: ошибка отсчета по рейке, ошибка, происходящая от неточной установки пузырька уровня на середину ампулы уров-.

106

ня, ошибка визирования и др. Возможны и грубые ошибки, напри­

мер, ошибка просчета по рейке

(ее о б н а р у ж и в а ю т

на

каждой стан­

ции

соответствующим контролем работ — получением

превышения

д в а ж д ы ) . Д л я

ослабления влияния рефракции

в часы,

близкие к

полудню, нивелировку ие следует производить.

 

 

 

 

 

 

 

П р и н я в расстояние от нивелира

до

рейки

в

среднем

равным

50- м, с одной станции можно нивелировать

точки,

удаленные друг

от друга

на 100 м. В этом

случае

на 1 км хода

будет

10 станций. Счи­

тая

погрешность одного счета по рейке равной ± 2

мм, в

превышении

получим

ошибку ± 2 - Y l — ± 2 , 8

мм, а при 10 станциях будем иметь

± 2 , 8 - /

10= ± 8 , 9 мм

или

округленно

1 см.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом,

неизбежная

ошибка

инженерно-технического

нивелирования

(что и д л я

I V класса)

на

1 км

в среднем

принимает­

ся равной ± 1

см. Считая

допустимой предельную

ошибку

на 1 км

хода вдвое больше, найдем, что допустимая невязка,

приходящаяся

на

L км,

будет:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/лдоп = ± (20 уТ)

мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

Расхождение между прямым

и обратным

ходом

будет

больше

в

V

2 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/лдо„ = +

(30 1/1)

мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

Следует о б р а щ а т ь в н и м а н и е

на

возможные

промахи в

работе,

например: забудем перед отсчетом по рейке привести пузырек уров­ ня на середину, при отсчете вместо одного метра запишем два, про­

пустим дециметр в отсчете,

рейку поставим не на головку

б а ш м а к а ,

а на его плиту, перепутаем

в ж у р н а л е запись

задней и

передней

реек и т. д. И з б е ж а т ь этого

можно только при

аккуратной

работе н

при производстве обязательного контроля, который необходим на любой стадии геодезических работ. Контролем на станции являет­ ся разность двух превышений по двум сторонам рейки, или превы­ шений, полученных двумя нивелирами, или одним — но при двух горизонтах инструмента. Общее превышение ЕА по всему ходу срав­ нивается с известным превышением, если известны отметки конеч­ ных точек.

11.

Классификация

геометрического

нивелирования

Выполняемое на

территории С С С Р государственное

геометри­

ческое нивелирование

по своей точности делится

на 4 класса:

I класс —.высокоточное нивелирование. Оно имеет целью соз­

дание на

территории

страны

сети н а д е ж н о определенных высотных

пунктов. Кроме того, нивелирование I класса выполняется и д л я

решения

различных научных

задач,^ например,

д л я

определения

разностей уровней океанов и открытых морен, для изучения совре­

менных колебаний земной коры и др.

4

107

I I класс — точное нивелирование. Ходы нивелирования этого класса прокладываются м е ж д у пунктами высокоточного нивелиро­

вания с целью сгущения высотной опорной

сети.

 

 

 

 

I I I

класс

— это нивелирование

выполняется

для

дальнейшего

сгущения

системы опорных

пунктов

нивелирования.

 

 

 

I V класс — такое нивелирование выполняется

для

создания ра­

бочего

высотного обоснования

при

выполнении

топографических

съемок

и для различных

инженерно-технических целей.

 

 

 

Н и в е л и р н а я сеть 1 и

I I к л а с с о в

является

главной

высотной ос­

новой,

посредством которой

устанавливается

единая система

высот

( Б а л т и й с к а я )

на всей территории С С С Р . Она

предназначается

так­

ж е . для

использования

в научных

 

исследованиях.

Нивелирные

сети I I I и I V классов с л у ж а т для обеспечения

топографических

съе­

мок и решения

инженерных

задач . Средняя

квадратпческая

ошибка

I класса ± 0 , 5

мм на 1 км;

I I

класса

± 2 , 5

мм на

1 км; I I I

класса

± 5 мм

на

1 км; I V класса

± 1 0 мм на

1 км.

Следовательно,

в IV

классе на

1 км хода предельная

ошибка будет

± 2 0

мм.

 

 

 

12. Выполнение нивелирования IV класса

Ходы нивелирования I V класса

прокладываются

следующих

видов

(рис. 79):

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

между твердыми нивелирными пунктами или замкнутые хо­

ды. В

качестве

грунтовых

реперов

берутся

отрезки

рельсов

или

труб; глубина

з а л о ж е н и я

их не менее

глубины

промерзания

грунта

в этом

месте;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

висячие ходы, начинаемые

с твердого

нивелирного

пункта.

Такие

ходы

нивелируются

д в а ж д ы :

лш5о в прямом и обратном

на­

правлениях,

либо последовательно

двумя

инструментами,

следуя

один за другим;

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 79.

108

в) ходы, образующие одну или несколько узловых точек. Узло­ вой точкой считается точка пересечения ходов, в ней обязательно ставится марка или репер. Во всех случаях марки и реперы ставят­ ся заранее до производства самих наблюдений, т. е. в процессе ре­ когносцировки.

Порядок наблюдений на нивелирной станции IV класса сле­ дующий. Расстояния между нивелиром и каждой из реек в среднем д о л ж н ы быть порядка 50—100 м. Расстояния эти измеряются тро­ сиком, дальномером или шагами . Рейки устанавливаются на баш ­ маки, костыли или забитые в землю колья. Если у реек есть круг­ лый уровень, то пользуются им для установки реек в вертикальное положение. Если его пет, то производят покачивание реек в направ­ лении визирного луча при отсчетах, больших 500 мм; при этом бе­ рется наименьший отсчет. Установка нивелира заключается в при­

ведении визирной оси нивелира в горизонтальное

положение.

 

Последовательность

выполнения

наблюдений

на

станции

при

работе

с двухсторонними рейками

принимается

следующая

(рис.

80):

 

 

 

 

 

 

1)

устанавливают

инструмент

в горизонтальное

положение

(при вращении его верхней части вокруг вертикальной оси пузырек уровня не должен уклоняться от середины более чем на 2 деления шкалы уровня);

 

Рис.

80.

 

 

 

Рис.

81.

 

2)

наводят

трубу

нивелира

на черную

сторону

задней

рейкн; •

приводят пузырек

уровня

у Н З

элевационным винтом строго

на се­

редину

в контакт

и делают

отсчет по средней нити ( а ч ) ;

 

3)

наводят

трубу

нивелира на черную сторону передней рецки,

приводят пузырек на середину и делают отсчет ( 6 Ч ) ;

 

 

4)

наводят

трубу

нивелира

на красную

сторону

передней рей­

ки, приводят пузырек

иа середину и делают

отсчет ( Ь К ) \

 

5)

н а в о д я т

трубу

на красную сторону задней рейки, приводят

пузырек на середину и делают отсчет ( а ц ) .

 

 

 

Контроль:

 

 

 

 

 

 

 

 

ч — 6Ч ) — (аА bk) < + 5 мм.

109

Если на нивелирной станции проводят наблюдения с односто­

ронними рейками

(рис. 81),

то

последовательность работ такова:

1) отсчет

н а з а д ( а , ) , 2)

отсчет вперед {),

изменение

высоты

инструмента не менее, чем па

10 см, 3) — отсчет

вперед 2),,

4) —•*.

отсчет н а з а д

2).

( 0 2 ^ - 6 2 )

 

 

 

Контроль:

(fli — bi)

^ ± 5 мм.

 

 

Нивелировка д в а ж д ы производится с целью контроля и получе­

ния более

точного

результата

нивелирования . Можно последова­

тельно нивелировать двумя

инструментами.

 

 

13.

Увязка

результатов

нивелирования

IV

класса

1. Ход между

твердыми

пунктами

и замкнутый

нивелирный

ход. Н е в я з к а

подсчитывается

как разность практической и теорети­

ческой

сумм

превышений

по

формуле: / / , = 2 j ^ n p — X

К-

В разом ­

кнутом

ходе

между

 

двумя твердыми

точками

^ h T

= H^ — Ни.

В

замкнутом

полигоне

1/гт = 0.

Оценка

допустимости

полученной

не­

вязки в превышениях

производится по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/л доп = •£ (20

УТ)

 

мм,

 

 

 

 

 

где L длина хода в км.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ходы двойного

нивелирования.

 

 

 

 

Невязка в превышениях при прокладке таких ходов вычисляет­

ся следующим образом:

fh =

2 Kv +

2

^обР .

где

2/г

алгебраи ­

ческая сумма превышений по прямому и обратному ходам . При по­

следовательном нивелировании хода двумя

инструментами невязка

в превышениях подсчитывается по формуле

//, = 2 ^ i ~

2 ^ H i

г Д е

~Lh — суммы превышений, получаемые

первым и вторым

нивелира ­

ми. Оценка допустимости невязки в превышениях производится

по

формуле:

 

 

 

 

fh доп = ± (30 y'L)

мм,

 

 

 

где L — длина хода в км.

Следовательно, подсчитав фактическую невязку по ходу ниве­

лирования I V класса, необходимо

определить ее допустимость. Ес­

ли полученные невязки оказываются допустимыми,

то

они развёр ­

стываются с обратным знаком между полученными

превышениями

пропорционально длине хода или

числу станций. П о

отметке

на­

чальной точки и исправленным превышениям определяются

отмет­

ки всех других точек хода по правилу: отметка последующей

точки

равна отметке предыдущей точки плюс соответствующее

превыше­

ние.

 

 

 

 

 

 

Результаты нивелирования записывают простым к а р а н д а ш о м

аккуратно в специальный ж у р н а л

геометрического

нивелирования,

форма

которого приводится ниже,

где п о к а з а н порядок работы и

записи

результатов при использовании двухсторонних

(станция

7)

и односторонних (станция 15) реек.

 

 

 

_

'

ПО

 

 

 

 

 

_

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ