Поверки и исследования нивелирных реек

Лекция № 6

Для нивелирных работ применяют нивелирные рейки, выпускаемые по ГОСТ 10528, а так же равноценные им по назначению и точности отечественные и импортные рейки, разрешенные к эксплуатации.

Для нивелирования I и II классов предназначаются штриховые инварные рейки длиной Зм и подвесные рейки длиной 1,2 м. Натяжение инварных полос 20 + 1 кг. Нуль подвесной рейки должен быть совмещен с центром отверстия для штифта, на котором подвешивают рейку. Для нивелирования III и IV классов применяют двухсторонние шашечные рейки с сантиметровыми делениями. На одной стороне (например, черной) начало шкалы должно совпадать с плоскостью пятки рейки, а на другой (например, красной) с плоскостью пятки совмещают отсчет более 4000 (например, 4680). В комплект нивелиров с компенсатором допускается включать односторонние нивелирные рейки, в этом случае при работе на станции при нивелировании III и IV классов измерения проводятся при двух горизонтах нивелира. Возможность использования телескопических реек на дюралюминиевой основе должна оговариваться в техническом проекте на производство работ и обосновываться метрологически.

Обозначение типа нивелирной рейки включает буквы РН, погрешность нивелирования и длину рейки, например, рейка нивелирная для работы с погрешностью 3 мм на 1 км хода, длиной 3000 мм, складная - РН- 3-3000 С.

Общие требования к нивелирным рейкам, предназначенным для нивелирования I, II, III и IV классов должны соответствовать нормам, указанным в табл.

Наименование характеристик	Единицы измерений	Нормы по классам
I	II	III	IV
Цена деления шкалы	мм	5(10)
Отклонение метровых интервалов от номинального значения, не более	мм	0.1	0,2	0.5	1,0
Случайные погрешности дециметровых интервалов, не более; тоже для горных районов	мм	0,10 0,05	0,4 0.1	0,6
Цена деления установочного уровня, не более	угл. мин на 2мм	10-12		-
Стрелка прогиба, не более	мм
Неперпендикулярность плоскости пятки к оси рейки, не более	мм/ на длину рейки	0,1	0,2	-	-
Натяжение инварной полосы	кг	20±1

Для цифровых нивелиров поставляются односторонние штрих-кодовые рейки длиной от 1 до 4 м (для некоторых цифровых приборов поставляются рейки, на второй стороне которых наносится шкала с сантиметровыми делениями для визуальных измерений).

Для точного нивелирования рейки комплектуются башмаками, которые представляют собой железные штыри, пластины или болванки с тремя шипами и одним или двумя штырями для установки на них рейки. Башмаками с двумя штырями пользуются при нивелировании с контролем по двум парам связующих точек.

Исследование реек производится с целью выяснения пригодности их для нивелирования соответствующей точности и определения поправок. В результате исследования определяют:

· стрелку прогиба;

· среднюю длину метрового интервала рейки, ошибки дециметровых интервалов;

· поверку перпендикулярности плоскости пятки к оси рейки и разности высот нулевых штрихов в паре реек;

· поверка правильности установки круглого уровня на рейке

Исследование производится в соответствии с инструкцией по нивелированию I, II, III и IV класса.

Поверка перпендикулярности плоскости пятки к оси рейки. Это исследование выполняют раз в год перед выездом в поле. Поверку перпендикулярности плоскости пятки к оси инварной рейки осуществляют следующим образом. На расстоянии ~ 15м от нивелира забивают три костыля. На головку первого костыля последовательно пятью точками пятки устанавливают рейку, делая при каждой установке рейки по три отсчета по основной шкале с точностью 0,1 деления барабана. При этих исследованиях рейку поддерживают двумя палками и устанавливают строго отвесно. Во время отсчета по рейке изображения концов пузырька уровня нивелира должны быть, точно совмещены. Затем отсчеты делают по дополнительной шкале рейки. Эти действия составляют один прием, всего выполняют три приема, переставляя между ними рейку с костыля на костыль.

•2		4
	•1
•3		5

Рис. Схема установки пятки рейки

Вычисляют разности: а₁ — а₂, а₁ — а₃, а₁ — а ₄ и а₁ — а ₅ (табл. 31), где а —среднее из отсчетов по барабану, когда рейка установлена на костыле точками пятки 1, 2, 3, 4 и 5.

Если есть средние значения разностей a₁ — а_i больше 0,1 мм, то при нивелировании I класса такой рейкой необходимо пользоваться подпятником. При нивелировании II класса подпятник применяют, если a₁ — а_i больше 0,2 мм.

Те же действия повторяют для другой рейки. Разность средних отсчетов а₁ будет указывать на разность нулевых штрихов реек.

Определение стрелки прогиба рейки. В результате внешних воздействий, а также небрежного обращения с инварными рейками они коробятся. Коробление может быть причиной погрешностей нивелирования. Поэтому два раза в месяц при нивелировании I и II классов следует определять стрелку прогиба рейки.

Для этого рейку горизонтально кладут на боковое ребро, натягивают тонкую металлическую проволоку или нить между ее концами, при помощи линейки или миллиметровой бумаги измеряют расстояние от этой нити до поверхности инварной полосы около 2, 30 и 58 делений рейки.

По полученным соответственно расстояниям а₁, а₂ и а₃ вычисляют прогиб по формуле:

f=a₂ - (a₁+a₃)/2.

Прогиб у инварной рейки должен быть менее 5 мм. Если во время работ в поле прогиб стал более 5 мм, то при перерывах рейки укладывают на поры так, чтобы они выравнялись

Для определения разности высот нулевых штрихов красной и черной сторон рейки (пятки рейки) на расстоянии около 20 м от нивелира устанавливают на башмаке или забитом в землю костыле рейку и берут отсчеты по черной и красной сторонам. Разность между вторым и первым отсчетами дает разность высот нулевых штрихов рейки. Наблюдения повторяют при нескольких, не менее четырех, горизонтах инструмента и за окончательный результат берут среднее значение из всех определений.

Нулевое деление (начало отсчета на рейке) каждой рейки должно совпадать с плоскостью пятки, которой рейка устанавливается на башмак при нивелировании. При изготовлении реек не всегда удается совместить нулевое деление с пяткой.

Если обозначить d1 и d2 смещение пяток первой ии второй реек соответственно, то как видно из рисунка превышения на соседних станциях будут вычисленны по формулам:

, а

(2.30)

т.е. сумма превышений двух соседних станций свободна от ошибки из-за несовпадения нулевых делений реек с пятками.

Рисунок Влияние смещения пяток реек на превышения

Для исключения ошибки рекомендуется:

· строго соблюдать чередование реек при прерходе от станции к станции;

· делать четное число станций в ходе (секции), т.е. на конечном репере должна стоять та рейка, которая стояла на начальном.

Поверка правильности нанесения дециметровых делений шкал рейки. Поверку выполняют при помощи контрольной линейки перед выездом в поле при нивелировании I, II и III классов и при получении новых реек при нивелировании IV класса. У инварных реек определяют ошибки дециметровых интервалов 02—10, 10—30, 30—50, 50— 58 основной шкалы и 60—70, 70—90, 90—100 и 100—118 дополнительной шкалы рейки. У деревянных реек определяют ошибки дециметровых штрихов в интервале 1—29 на черной и 47—76 на красной сторонах рейки. Рейку укладывают на горизонтальную поверхность.

Отсчеты по инварным рейкам выполняют по двум краям штрихов при помощи контрольной линейки. В прямом ходе делают отсчеты по левым краям штрихов Л, в обратном — по правым П. Отсчеты по левому и правому краям штрихов Л — П не должны различаться между собой на исследуемом интервале более чем на 0,2 мм. В случае больших расхождений все измерения на данном метре повторяют. Из полученных результатов берут среднее, исключая грубые отсчеты и просчеты. Перед началом и в конце измерений каждого метрового интервала отсчитывают температуру контрольной линейки. Ошибки дециметровых интервалов при нивелировании I и II классов не должны превышать 0,1 мм.

Ошибки дециметровых делений рейки при нивелировании III класса не должны превышать 0,4мм, IV класса — 0,6мм. При определении ошибок дециметровых делений деревянной рейки металлической линейкой и тонко отточенным карандашом отмечают края дециметровых шашек. Затем укладывают рейку горизонтально и проверяют полностью сначала черную, а затем красную стороны рейки. Измерения каждого метрового интервала выполняют дважды. Перед вторым измерением контрольную линейку немного сдвигают. При записях вторых отсчетов указывают только сотые миллиметра. Перед началом и в конце исследований измеряют температуру контрольной линейки. Разности отсчетов I—II в пределах метрового интервала не должны различаться между собой на 0.1 мм.

Контрольное определение длины метровых интервалов реек. Инварную рейку укладывают на упоры, которые должны находиться под 12 и 48 делениями. Метровые интервалы инварной рейки 10—30, 30—50, 70—90 и 90—100 измеряют сначала в прямом, затем в обратном направлениях. Перед обратным ходом контрольную линейку поворачивают на 180°. Два раза отсчитывают по двум краям штрихов. Перед вторым измерением каждого интервала линейку немного сдвигают. Разности отсчетов по правому и левому П—Л концам на каждом интервале не должны различаться более чем на 0,1 мм, длины метровых интервалов, определенные в прямом и обратном направлениях — 0,05 мм. При получении больших расхождений измерения повторяют, из найденных результатов берут среднее, исключая грубые отсчеты и просчеты. Перед началом измерений каждого интервала определяют температуру контрольной линейки.

Длины метровых интервалов у всех реек определяют, как правило, в помещении или палатке. Перед началом исследований остро отточенным карандашом по металлической линейке отмечают тонкими штрихами края шашечных делений, по которым будут отсчитывать. Исследуемую рейку кладут горизонтально. Каждый интервал рейки 1 — 10, 10— 20, 20—29, 48—57, 57—67 и 67—76 измеряют сначала в прямом, а затем в обратном направлениях. При обратных измерениях контрольную линейку поворачивают на 180°. Измерение интервала состоит из двукратного отсчитывания по концам метрового интервала при помощи контрольной линейки. Сначала отсчитывают по левому концу, а затем по правому. Перед вторым измерением интервала контрольную линейку немного сдвигают.

Разности отсчетов по правому и левому концам контрольной линейки на каждом интервале не должны различаться между собой больше чем на 0,1 мм. Если бьши получены большие расхождения, то контрольную линейку сдвигают еще раз и повторяют измерения. Грубые отсчеты вычеркивают, а из оставшихся берут среднее. Перед началом и в конце измерений каждой стороны рейки определяют и записывают температуру контрольной линейки. В измеренные длины вводят Поправку за приведение контрольной линейки к температуре компарирования рейки.

Порядок работы с контрольным метром:

· К.М.. укладывают на горизонтально расположенную рейку параллельно ее ребру. Начало шкалы К.М. совмещают с началом исследуемого деления на рейке.

· берут отсчет с помощью луп по шкале К.М. против начала и конца дециметровых делений измеряемого интервала рейки; отсчет следует брать с точностью до 0,1 делений шкалы К.М. Отсчет будет равен:

· количеству целых сантиметровых делений К.М., лежащих левее отсчитываемого штриха (N_см), умноженных на 10, плюс;

· количество целых миллиметровых делений (N_мм), плюс;

· количество наименьших делений К.М., с оценкой до 0.1 (Nдел), умноженных на цену деления стороны К.М.

Дата добавления: 2014-01-20