153544-317914

16.В каких случаях для измерения углов используется способ круговых приемов и как он выполняется?

17.Каково назначение вертикального круга?

18.Что называется местом нуля вертикального круга?

19.Какие измерения теодолитом необходимо выполнить, чтобы определить превышения между точками?

20.Что такое коллимационная погрешность?

21.Можно ли определить расстояние между точками при помощи теодолита?

22.Что такое угол наклона?

23.Перечислите основные оси теодолита?

24.Что такое асимметрия сетки нитей?

25.По каким формулам определяют место нуля?

26.Как связаны между собой угол наклона и зенитное расстояние?

ТЕМА «НИВЕЛИРОВАНИЕ»

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИБОРОВ ДЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ

Нивелирование – это геодезические работы по определению превышений (разности

высот точек).

Взависимости от метода определения различают геометрическое,

тригонометрическое, гидростатическое и другие виды нивелирования. В строительном производстве наиболее часто используют геометрическое нивелирование.

Геометрическое нивелирование выполняют горизонтальным визирным лучом. Для получения такого луча и служат приборы, называемые нивелирами.

Приборы для геометрического нивелирования классифицируются по точности и способу их установки в рабочее положение. По точности нивелиры делят на:

–высокоточные (средняя квадратическая погрешность 0,3…0,5 мм и менее на 1 км двойного хода);

–точные (средняя квадратическая погрешность 2…3 мм и менее на 1 км двойного хода);

–технические (средняя квадратическая погрешность 5…10 мм на 1 км двойного хода).

По способу установки линии визирования в горизонтальное положение (или близкое к нему, но всегда однообразное относительно отвесной линии) различают так называемые

93

уровенные нивелиры, у которых линии визирования устанавливают по цилиндрическому

уровню, скрепленному со зрительной трубой. Для другого типа нивелиров, называемых

самоустанавливающимися, линия визирования устанавливается автоматически

горизонтально с помощью компенсатора после грубой (с погрешностью 5 – 10') установки оси нивелира в отвесное положение. Практически все современные нивелиры являются

превышения на 1 км двойного хода в мм. Если нивелир снабжен компенсатором или лимбом,

то в условное обозначение добавляется соответственно буква К и (или) Л. Пример условного обозначения нивелира с допустимой средней квадратической погрешностью измерения превышения на 1 км двойного хода 5 мм с компенсатором и лимбом: Н-5КЛ ГОСТ 10528 – 90. Основные параметры нивелиров должны соответствовать указанным в таблице 1.

Таблица 1 – Основные параметры нивелиров

Совершенствованием и производством нивелиров занимаются в Германии, Швейцарии,

Японии, США, Китае. В России массовым производством оптических нивелиров занимается Уральский оптико-механический завод (УОМЗ, г. Екатеринбург). Широкое распространение среди потребителей приобрели инструменты Экспериментального оптико-механического завода

(ЭОМЗ, г. Москва), Изюмского приборостроительного завода (ИПЗ, Украина), а также большого

94

числа зарубежных производителей. Среди них фирмы: Leica Geosystems (Швейцария), Chicago Steel Corp./Berger (США), Topcon Corp., Sokkia, Nikon (Япония), SETL (Китай) и др.

В настоящее время наибольшая степень автоматизации геометрического нивелирования достигается при использовании цифровых нивелиров, которые выпускаются только зарубежными фирмами. Эти приборы являются пассивными. Отсчет производится автоматически по кодовой рейке и вносится в память прибора. С помощью цифрового нивелира можно автоматически осуществлять отсчеты по нивелирной рейке, определять расстояния до реек и вычислять превышения между нивелируемыми точками.

В последние годы для определения отметок точек при инженерно-геодезических работах в промышленном и гражданском строительстве все больше начинают применяться лазерные нивелиры. В отличие от обычных нивелиров они практически не используются для прокладки нивелирных ходов. В основном они находят применение при выполнении строительно-монтажных работ внутри зданий, для задания опорной плоскости при укладке полов, установке и выравнивании стен и перегородок, установке бетонных блоков или для нивелирования площадей, вертикальной планировке, автоматизации геодезического контроля при движении строительных машин и механизмов во время работы, прокладке дренажных и канализационных систем, контроле качества дорог, забивке свай и т.д.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13

УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ НИВЕЛИРОВ С КОМПЕНСАТОРОМ

Цель работы: изучить устройство нивелира, освоить методику поверок и юстировок

нивелира.

Устройство нивелиров с компенсатором

Основными деталями нивелира являются (рисунок 1):

–подставка (1) с подъемными винтами (2);

–зрительная труба (3);

–компенсатор;

–круглый уровень (4).

Основные оси нивелира:

95

ратное изображение предметов. Оптико-механический компенсатор маятникового типа поме-

щен в сходящемся пучке лучей между фокусирующей линзой и сеткой нитей.

Визирный луч (рисунок 2 б) через объектив 1 и фокусирующую линзу 2 попадает на чув-

ствительный элемент компенсатора – подвижную призму 7, подвешенную на двух скрещиваю-

щихся стальных нитях 3, неподвижную призму 6 компенсатора, затем на сетку нитей 4 и в оку-

ляр 5. Колебания компенсатора гасятся воздушным демпфером 8. Угол i юстируют винтами сет-

ки нитей. Нивелир Н-ЗК выпускают с лимбом (Н-ЗКЛ) и без лимба. Отсчет по лимбу до 0,1°.

Рисунок 2 – Нивелир Н-ЗК:

а) общий вид: 1 – головка фокусирующего устройства; 2 – головка наводящего винта; 3 – подъемный винт; 4 – окуляр; 5 – зеркало круглого уровня; 6 – исправительный винт круглого уровня; 7 – круглый уровень; 8 – подставка;

б) оптическая схема компенсатора: 1 – объектив; 2 – фокусирующая линза; 3 – нити подвески; 4 – пластина сетки нитей; 5 – окуляр; 6 – неподвижная призма; 7 – подвешенная призма; 8 – успокоитель колебаний.

Поверки нивелиров с компенсатором

Поверки нивелиров выполняют для выявления их отступлений от геометрических условий, положенных в основу конструкции приборов. Начинают их с проверки внешнего состояния нивелира, его комплектности и работоспособности.

Проверку внешнего состояния и комплектности нивелира производят осмотром. Ви-

зуально проверяют чистоту оптических деталей зрительной трубы, контрастность и чет-

кость одновременного изображения нитей сетки, концов пузырька контактного уровня (при его наличии). Убеждаются в отсутствии коррозии и дефектов на приборе, которые могут затруднить работу с прибором. Комплектность нивелира должна соответствовать ком-

плектности, указанной в паспорте нивелира.

97

Проверку работоспособности нивелира и взаимодействие его подвижных узлов произ-

водят опробованием. При опробовании обращают внимание на исправность всех частей ниве-

лира, отсутствие качаний в подъемных, наводящих и закрепительных винтах; плавность вра-

щения окуляра, элевационного винта. Проверяют исправность зеркала подсветки уровня и крепления всех подвижных частей нивелира и стопорных винтов. Юстировочные винты долж-

ны занимать среднее положение. При проверке нивелира с компенсатором необходимо убе-

диться, что подвесная система компенсатора и демпфер работают.

Проверяют исправность штатива, убеждаются, подходит ли становой винт к нивелиру.

Подтягивают все винты и гайки на штативе и проверяют его устойчивость. Для этого нивелир устанавливают на штатив и приводят его в рабочее положение; наводят трубу на рейку и запо-

минают по ней отсчет. Затем слегка нажимают на головку штатива, после чего опять отсчиты-

вают по рейке. При устойчивом штативе отсчеты по рейке и положение пузырька незначи-

тельно отличаются от первоначального. При проверке нивелира с компенсатором при легком постукивании по штативу отсчет по рейке не должен изменяться. Если отсчеты различаются значительно, то следует установить и устранить причины неустойчивости штатива.

Поверка круглого уровня

Название: Проверка круглого (установочного) уровня.

Геометрическое условие: Ось круглого уровня V3 – V4 (рисунок 1) должна быть па-

раллельна оси вращения нивелира V1 – V2.

Ось круглого уровня – нормаль к поверхности шлифовки уровня в точке нуль-пункта.

Выполнение: Зрительную трубу устанавливают параллельно любой паре подъемных винтов. Тремя подъемными винтами приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт (см.

рисунок 3). При этом наиболее целесообразно привести пузырек уровня двумя подъемными винтами 1 и 2 на линию АВ, а затем винтом 3 в нуль-пункт.

В

3

А

Рисунок 3 – Схема поверки круглого уровня нивелира

98

Выводы: При выполнении условия круглый уровень можно использовать для приближенного горизонтирования нивелира и диапазона работы компенсатора хватит, чтобы задать горизон-

тальную поверхность с максимальной возможностью прибора. В противном случае, пузы-

рек приводят в первоначальное положение, перемещая его на первую половину дуги откло-

нения при помощи юстировочных винтов уровня к нуль-пункту, а на другую половину – подъемными винтами. После этого проверку повторяют до выполнения условия. По оконча-

нии проверки юстировочные винты надежно закрепляют.

Поверка сетки нитей

Название: Проверка правильности установки сетки нитей зрительной трубы.

Геометрическое условие: вертикальная нить сетки при среднем положении пузырька уровня совпадает с отвесной линией, а горизонтальная нить сетки перпендикулярна к верти-

кальной оси нивелира.

Выполнение: На расстоянии 10 – 15 м от нивелира закрепляют отвес. Приводят нивелир в рабочее положение и наводят вертикальную нить сетки на нить отвеса. При совпадении нити отвеса с вертикальной нитью сетки нитей по всей длине условие выполняется.

При проверке правильности установки горизонтальной нити сетки, приведя нивелир в рабочее положение, наводят краем горизонтальной нити на четко видимую цель, находящуюся на удалении около 10 м от нивелира. Медленно перемещают в горизонтальной плоскости зри-

тельную трубу наводящим винтом и следят, не отклоняется ли горизонтальная нить с выбранной цели.

Эту поверку можно провести и следующим образом: наводят правый край поля зрения трубы нивелира на рейку, установленную на расстоянии порядка 40 м, и берут отсчет а по сред-

нему штриху сетки нитей. Повернув наводящим винтом зрительную трубу, наводят трубу на рейку левым краем поля зрения и берут второй отсчет b по среднему штриху. Если отсчеты a и b

отличаются не более чем на 2 мм, то условие выполняется.

Выводы: при выполнении условия сетка нитей пригодна для снятия отсчетов.

В противном случае, если один конец вертикальной нити сетки отклоняется от нити отве-

са более чем на 1 мм (определяется линейкой), или разность отсчетов более 2 мм, установку сетки нитей исправляют. Для этого отвинчивают винты (под отвертку), крепящие окулярную часть, и отсоединяют ее от корпуса трубы, тем самым освобождают доступ к оправе сетки ни-

тей. Ослабив винты, крепящие оправу, слегка поворачивают ее до совпадения изображения вер-

тикальной нити сетки и нити отвеса. После этого винты закрепляют и устанавливают на место окулярную часть. Проверку повторяют, чтобы убедиться, что вертикальная нить установлена правильно.

99

Поверка и юстировка главного условия

Название: Поверка главного условия

Геометрическое условие: визирная ось зрительной трубы должна быть горизонталь-

ной при наклонах нивелира в пределах работы компенсатора.

Выполнение: На достаточно ровной местности закрепляют точки А и В (рисунок 4 а),

находящиеся в 50 – 70 м друг от друга, и устанавливают нивелир на одинаковом расстоянии до точек. Расстояние от прибора до рейки называют плечом. В данном случае плечи d/2.

Приводят ось вращения прибора по круглому уровню в отвесное положение и берут от-

счеты по рейке в точке А и точке В.

Очевидно, что при выполнении главного условия в качестве отсчетов будут взяты

отсчеты a1 и b1, а превышение будет h1 = a1 – b1 (таблица 1).

б)

i

х

b2

а2

h В

А2...3 м

Рисунок 4 – Схема поверки главного условия нивелира (определения угла i) при нивелировании из середины в сочетании с нивелированием вперед

100

Таблица 1 – Результаты выполнения поверки главного условия нивелира

На следующем шаге нивелир переносят на станцию, расположенную вблизи одной из точек, например, А (см. рисунок 4 б), на расстоянии наименьшего визирования (2 – 3 м), и

берут отсчеты по рейкам, установленным на точках А и В. Превышение будет h2 = a2 – b2.

Находят разность полученных превышений х и вычисляют угол i:

Если разность х менее 4 мм (угол i меньше 10"), то условие параллельности счита-

ется выполненным.

Если i больше 10", то у нивелиров с компенсаторами устанавливают верный отсчет на

где а1, а2 – отсчеты на рейку в точке А из середины и при нарушении равенства плеч; b1, b2 – отсчеты на рейку в точке В из середины и при нарушении равенства плеч.

При х < хдоп. условие считается выполненным.

Выводы: При выполнении условия, компенсатор в заданных пределах хорошо опреде-

ляет горизонтальную поверхность и им можно приводить прибор в горизонтальное положение.

101