Геометрическое нивелирование, нивелирный ход

Перечень лабораторных работ

1-2. Изучение высокоточных, точных и технических нивелиров. Цифровые нивелиры. Нивелирные рейки

В процессе выполнения работы студенты изучают устройство точных и технических нивелиров разных фирм, разной конструкции, разной точности, их основные части, нивелирные рейки, учатся устанавливать прибор в рабочее положение, брать отсчёты по нивелирным рейкам разных типов, изучают геометрические схемы приборов, выполняют поверки, учатся выполнять юстировку приборов. Сдают на проверку предыдущее и получают следующее домашнее контрольное задание.

3. Изучение технологии выполнения технического нивелирования

В процессе работы студенты изучают методику и последовательность действий при выполнении технического нивелирования. Каждая бригада студентов из двух человек прокладывает в лаборатории нивелирный ход из двух-трёх станций между двумя реперами, используя специальный стенд, обрабатывает журнал измерений. Сдают на проверку предыдущее и получают следующее домашнее контрольное задание. Получают задание на четвёртую расчётно-графическую работу.

Текстовый материал лекции:

Рельеф местности – это совокупность неровностей поверхности земли; он является одной из важнейших характеристик местности. Знать рельеф – значит знать отметки всех точек местности. Отметка точки – это численное значение ее высоты над уровенной поверхностью, принятой за начало счета высот. Отметку любой точки местности можно определить по топографической карте, однако, точность такого определения будет невысокой.

Отметку точки на местности определяют по превышению этой точки относительно другой точки, отметка которой известна. Процесс измерения превышения одной точки относительно другой называется нивелированием. Начальной точкой счета высот в нашей стране является нуль Кронштадтского футштока (горизонтальная черта на медной пластине, прикрепленной к устою одного из мостов Кронштадта). От этого нуля идут ходы нивелирования, пункты которых имеют отметки в Балтийской системе высот. Затем от этих пунктов с известными отметками прокладывают новые нивелирные ходы и так далее, пока не получится довольно густая сеть, каждая точка которой имеет известную отметку. Эта сеть называется государственной сетью нивелирования; она покрывает всю территорию страны.

Отметки всех пунктов нивелирных сетей собраны в списки – “Каталоги высот”. Эти списки непрерывно пополняются, издаются новые каталоги по новым нивелирным ходам. Для нахождения отметки любой точки местности в Балтийской системе высот нужно измерить ее превышение относительно какого-либо пункта, отметка которого известна и есть в каталоге. Иногда отметки точек определяют в условной системе высот, если поблизости нет пунктов государственной нивелирной сети. Вследствие того, что измерение превышений выполняют различными приборами и разными способами, различают:

1) геометрическое нивелирование (нивелирование горизонтальным лучом)

2) тригонометрическое нивелирование (нивелирование наклонным лучом)

3) барометрическое нивелирование

4) гидростатическое нивелирование и некоторые др.

Геометрическое нивелирование или нивелирование горизонтальным лучом выполняют специальным геодезическим прибором – нивелиром; отличительная особенность нивелира состоит в том, что визирная линия трубы во время работы приводится в горизонтальное положение.

Различают два вида геометрического нивелирования:

1) нивелирование из середины

2) нивелирование вперед.

При нивелировании из середины нивелир устанавливают посредине между точками А и В, а на точках А и В ставят рейки с делениями (рис. 1 4.29). При движении от точки A к точке B рейка в точке А называется задней, рейка в точке В – передней. Сначала наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет a, затем наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчет b. Превышение точки B относительно точки А получают по формуле:

h = a – b. (1 4.49)

Если a > b, превышение положительное, если a < b -отрицательное. Отметка точки В вычисляется по формуле:

Hв = H а + h. (2 4.50)

Рис.1 4.29 - Нивелирование из середины Рис.2 4.30- Нивелирование вперед

Высота визирного луча над уровнем моря называется горизонтом прибора и обозначается Hг:

Hг = H_А + a = H_В + b. (3 4.51)

При нивелировании вперед нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы был на одной отвесной линии с точкой. На точку В ставят рейку. Измеряют высоту нивелира i над точкой А и берут отсчет b по рейке (рис.2 4.30- Нивелирование вперед). Превышение h подсчитывают по формуле:

h = i – b. (44.52)

Отметку точки B можно вычислить через превышение по формуле (2 4.50) или через горизонт прибора: Hв = Hг – b.

Если точки А и В находятся на большом расстоянии одна от другой и превышение между ними нельзя измерить с одной установки нивелира, то на линии AB намечают промежуточные точки 1, 2, 3 и т.д. и измеряют превышение по частям (рис.34.31 – Промежуточные точки при нивелировании).

Рис.3 4.31 – Промежуточные точки при нивелировании

На первом участке A-1 берут отсчеты по задней рейке – a ₁ и по передней – b ₁. Затем переносят нивелир в середину второго участка, а рейку с точки A переносят в точку 2; берут отсчеты по рейкам: по задней – a ₂ и по передней – b ₂. Эти действия повторяют до конца линии AB. Точки, позволяющие связать горизонты прибора на соседних установках нивелира, называются связующими; на этих точках отсчеты берут два раза – сначала по передней рейке, а затем по задней.

Превышение на каждой установке нивелира, называемой станцией, вычисляют по формуле (1 4.49), а превышение между точками A и B будет равно:

h_AB = Σh = Σ a – Σ b. (5 4.53)

Отметка точки B получится по формуле:

H_B = H_A + Σh. (6 4.54)

При последовательном нивелировании получается нивелирный ход.

Нивелирный ход – геодезический ход, прокладываемый способом геометрического нивелирования с помощью нивелира. Служит для определения высот нивелирных знаков (реперов). Создается путем измерения превышений между точками.

Нивелирные ходы служат высотной основой съемочных работ, разбивочных работ, исполнительных съемок строительно-монтажных работ. В строительстве нивелирные ходы прокладываются либо техническим нивелированием с применением нивелиров Н-3 или Н-10 и реек РН-3 или РН-10, или нивелированием IV класса нивелирами Н-3 и рейками РН-3. Методика нивелирования практически одинакова.

Государственная нивелирная сеть в зависимости от точности подразделяется классы: I, II, III и IV.

Нивелирная сеть I класса строится отдельными линиями, прокладываемыми преимущественно вдоль железных дорог. Она обеспечивает территорию государства единой системой высот. При нивелировании сети I класса используют нивелиры высокой точности. Такие геодезические приборы могут быть снабжены микрометром с ценой деления 0,05 мм.

Нивелирная сеть II класса, опираясь на пункты сетей нивелирования I класса, прокладывается, как правило, по железным, шоссейным и другим улучшенным дорогам в виде полигонов с периметром 500-600 км. При выполнении геодезических измерений такой точности используют высокоточные нивелиры и штриховые рейки с инварной полосой.

Нивелирная сеть III класса строится внутри полигонов нивелирования I и II классов, как отдельными линиями, так и системами ходов с узловыми точками. При этом полигон II класса делится на 6-9 полигонов III класса с периметрами 150-200 км каждый. Для получения пунктов нивелирования такого класса применяют точные уровенные нивелиры. Рейки применяют трехметровые шашечные двусторонние с сантиметровыми делениями.

Построение нивелирных ходов IV класса осуществляется отдельными линиями на исходные пункты, или системами ходов с узловыми точками. Пункты нивелирования IV класса служат непосредственным обоснованием топографических съемок и основой для различного рода строительства.

Рис.4 – Схемы нивелирных ходов

Нивелирные ходы, как и теодолитные, строятся в виде полигонов (замкнутых ходов) или в виде разомкнутых ходов, опирающихся на реперы в начале и конце хода. Они могут прокладываться автономно или совмещаться с точками теодолитных ходов. В последнем случае они называются теодолитно - нивелирными ходами.

Дата добавления: 2013-12-14