23

Рисунок 11– Продольный профиль нивелирования трассы

24

2 НИВЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ПО КВАДРАТАМ

2.1Цель и задачи работы, исходные данные.

Цель задания:Освоение студентами методики камеральной обработки материалов, полученных при нивелировании поверхности по квадратам.

Для выполнения задания необходимо:

1.В журнале нивелирования поверхности по квадратам выполнить расчѐты необходимые для вычисления отметок вершин заполняющих квадратов с контролем.

2.Вычертить план поверхности в масштабе с указанием полученных отметок, на основании которых, методом интерполирования, построить горизонтали с заданной высотой сечения рельефа. Решить инженерные задачи по топографическому плану.

Исходными даннымиуказаны в полевом журнале нивелирования поверхности по квадратам.

2.2Общие положения

Нивелирование поверхности производят для детального изображения рельефа местности на строительных площадках, промышленных площадках предприятий, для проектирования осушительных и оросительных систем, планировке полей и т.д.

Взависимости от характера рельефа и ситуации местности, требуемой точности, а также от площади нивелируемой поверхности применяют различные способы нивелирования: параллельных линий, магистралей с поперечниками, по квадратам.

Входы нивелирования обязательно включают пункты государственной высотной опоры (опорные пункты).

2.3 Краткие сведения об организации и проведении полевых работ

Нивелирование поверхности по квадратам - это вид геодезической съѐмки, который используется для создания крупномасштабных топографических планов.

Основой для производства нивелирования является сеть квадратов, разбиваемая на местности. Разбивку сети квадратов выполняют при помощи теодолита и мерной ленты, по принципу от общего к частному. Стороны внутренних (заполняющих) квадратов могут быть 10, 20, 40 и более метров. Вершины квадратов закрепляются колышками.

Стороны внешнего прямоугольника привязывают к пунктам опорной геодезической сети. На одну из вершин передаѐтся отметка с пункта нивелирной сети. В качестве связующих точек выбирают вершины квадратов, ко-

25

торые можно пронивелировать с соседних станций. Для контроля они должны составлять замкнутый ход.

Связующие точки нивелируют обычно способом «из середины».Нивелирование производят по чѐрной (рабочей) и красной (контрольной) сторонам реек.

При нивелировании поверхности используется метод геометрического нивелирования. В зависимости от рельефа и площади участка с одной или нескольких станций.

При нивелировании с одной станции прибор устанавливают посередине участка и приводят его в рабочее положение. Отсчѐты берут поочередно на каждую вершину заполняющих квадратов только по чѐрной стороне рейки. Значения (в мм) записывают в журнал нивелирования.Он представляет собой план сетки квадратов, где указаны местоположения станций нивелирования и даются отсчѐты по рейкам, установленным в соответствующую вершину квадрата. Так отсчѐт в точке а1 равен 1110мм, а в точке б1 – 2050 мм. Пример журнала нивелирования поверхности по квадратам показан на рисунке 12.

2.4Обработка результатов измерений

Обработка результатов измерений заключается в следующем:

1. На станции (в поле) вычисляют превышение h между связующими точками по черной и красной сторонам реек:

hч= Зч – Пч ; hк= Зк – Пк,

где Зч, Пч– задний и передний отсчеты по черной стороне рейки, мм; Зк, Пк – задний и передний отсчеты по красной стороне рейки, мм.

2. Выполняют контроль на станции: hч - hк ≤ ± 5 мми выводят средние превышения, округляя их до 1 мм:

hср= .

Пример,(таблица 2):

Станция I: hч = 1440 – 2715 = - 1275 мм, hк = 6226 – 7502 = - 1276 мм,

hср = - 1275 мм.

3. После окончания сбора полевых данных производят контроль нивелирования всего хода – полевой контроль. Для этого вычисляют фактическую и допустимую невязки в превышениях:

- фактическая невязка в замкнутом нивелирном ходе равна сумме средних превышений:

26

- допустимую невязку в мм определяют по формуле:

где = 50 мм – коэффициент для технического нивелирования.

– длина нивелирного хода в км.

Пример,(таблица 2).

мм.

Для рассматриваемого примера длина хода примерно равна периметру большого квадрата, т.е. км.

мм.

4. Если , то фактическую невязку распределяют с обратным знаком на все средние превышения примерно поровну, округляя поправку до 1 мм, и находят исправленные превышения.

Исправленные превышения вычисляют как алгебраическую сумму поправки и среднего превышения.

Контроль вычислений

Сумма исправленных превышений в замкнутом ходе должна равняться нулю:

6. Для каждой станции дважды вычисляют горизонт нивелира:

ГН =Нп+Зч;ГН =Нп+1+Пч;ГН=

где Нп - отметка задней связующей точки (для данной станции); Нп+1 - отметка передней связующей точки (для данной станции).

28

Контроль: расхождение между дважды вычисленной величиной ГН не должно превышать ±5 мм.

Если контроль выполняется, то за окончательное принимают среднее значение ГН.

Пример. Рассчитаем горизонт нивелира для I станции (значения округляют до 0,01 м):

I станция:

ГН = +Зч = 43,00 +1,440 = 44,44 м;

ГН =+Пч = 41,72 + 2,715 = 44,44 м;

7. Вычисляют отметки вершин заполняющих квадратов (как промежуточных точек) через горизонт нивелира по формуле:

ГНср. – сч,

где сч– отсчет по черной стороне рейки на соответствующую вершину,

мм → м.

Пример.

I станция:

= 44,44 – 0,730 = 43,71 м. = 44,44 – 0,590 = 43,85 м.

2.5Построение плана нивелирования поверхности по квадратам

Топографический план строится на листе ватмана формата А-4 в масштабе М 1:500. Начинают с построения сетки квадратов с площадью 20×20 м. У вершины каждого квадрата подписывают соответствующую ей отметку, округленную до 0,01 м.

Следующим этапом работы является проведение горизонталей при заданной высоте сечений рельефа h = 0,25 м. Горизонтали – это плавные линии, соединяющие точки земной поверхности с одинаковыми отметками. Высота сечения рельефа – это разность отметок соседних горизонталей.

Сеть квадратов с отметками вершин вычерчивают тонкими линиями (черной тушью или гелиевой ручкой). Горизонтали вычерчиваются коричневым цветом. При этом толщина горизонталей, кратных одному метру, равна 0,3 мм, а остальных – 0,1 мм. Утолщенные горизонтали подписываются в разрыве соответствующими отметками, основаниями в сторону понижения рельефа.

29

Аналитический способ интерполирования

Рассмотрим на примере одной из сторон квадрата ED = 20 м (рисунок

13).

При сечении рельефа h = 0,25 м, между вершинами E и D необходимо определить, в каком именно месте (d1=?) горизонталь пересечет сторону квадрата ЕD. Отметки вершин имеют следующие значения: НЕ = 40,50 м и НD = 40,85 м.

Рисунок 13 – Аналитический способ интерполирования

Для решения этой задачи восстановим на перпендикулярах высоты всех точек и получим, таким образом, профиль стороны квадрата. При построении получены два подобных треугольника ЕС1С и ЕD1D, отношение соответствующих сторон пропорционально:

Так как проекции точек Е, С1, D1 лежат на одной горизонтали, то их отметки равны: НЕ = Нс1 = , отсюда можно записать:

Из полученного отношения выразим искомую величину:

где НС– отметка искомой горизонтали (кратная 0,25), м; НЕ – минимальная отметка стороны квадрата, м;

НD – максимальная отметка стороны квадрата, м;

d – расстояние между интерполируемыми точками, см.

При подстановке размерностей получаем: