Глава 2. Нивелирование. Нивелирование на примере оптического нивелира с компенсатором

Введение

Нивелирование – это геодезические работы по определению превышений. В зависимости от метода определения различают геометрическое, тригонометрическое, гидростатическое и другие виды нивелирования.

Целью моей работы является обогащение теоретических и практических знаний в нивелировании, изучить устройство нивелира, освоить методику поверок и юстировок нивелира.

Задачи: углубить свои теоретические знания в области нивелирной съемки, расширить и закрепить их; научиться работать самостоятельно с нивелиром и проводить нивелирную съемку местности, поверку и юстировку нивелира.

При выполнении курсовой работы я воспользовалась такими методами как метод наблюдения, математические, статистические методы.

Работа состоит из следующих глав: введения, главы 1 (Нивелир. Устройство и типы), глава 2 (нивелирование), глава 3 (поверка, юстировка прибора), заключения и из списка использованной литературы. При этом работа содержит 15 рисунков и иллюстраций. Использованной литературы насчитывается 13. Особенно важные информации я нашел в учебниках Курошева, В.Н. Ганьшина, Л.А. Черкаса и В.Е. Новакова.

 

Глава 1. Нивелир. Типы и устройство

Нивелир— геодезический прибор, предназначенный для определения разности высот двух точек горизонтальным визирным лучом по вертикально установленным в этих точках рейкам. Нивелир (от фрaнц. nivеlеr - выравнивать, niveau - уровень), геодезический инструмент для измерения превышения точек земной поверхности – нивелирования, a также для задания горизонтальных направлений при монтажных работах. Наибольшее распространение имеют оптико-механические нивелиры, снабженные зрительной трубой, при помощи которой производят отсчет по рейке. Перед отсчетом визирную линию зрительной трубы устанавливают горизонтально при помощи уровня; в нивелирах c самоустанавливающейся линией визирования это осуществляется автоматически.

 

Типы нивелиров

Нивелиры подразделяются на следующие типы:

1. Глухие (НГ, HB-1) зрительная труба, уровень и подставка инструмента соединены так, что изменение их взаимного положения возможно лишь при помощи исправительных винтов, предназначенных для регулировки инструмента.

2. Глухие с поворотной трубой (полуглухие);

3. Со свободной (перекладной) трубой (НТ), a) C уровнем при подставке,

б) C уровнем при трубе;

4. C самоустанавливающейся линией визирования (HС-3, HСМ-2, HЗК);

5. C наклонным лучом визировния HЛ-3).

Наиболее совершенны те системы нивелиров, y которых обеспечена надежная связь трубы c уровнем, a все части инструментов лучше защищены от внешних влияний.

У глухих нивелиров зрительная труба наглухо прикреплена к вертикальной оси вращения инструмента. В работе глухие нивелиры последних систем удобны тем, что позволяет одновременно вести отсчеты по рейке и наблюдать за положением уровня.

У полуглухих нивелиров труба соединена c вертикальной осью вращения так, что, кроме поворота вокруг этой оси, она может поворачиваться на 180° вокруг своей геометрической (горизонтальной) оси. Для окончательной установки в горизонтальное положение имеется элевационный винт. Уровень наглухо (сбоку) прикреплен к трубе.

У нивелиров со свободной (перекладной) трубой к вертикальной оси вращения прикреплены вилкообразные подставки (лагеры), на которые опирается труба своими кольцеобразными выступами (цапфами). Трубу можно вынуть и переложить в лагерях или, не вынимая ее из лагер, повернуть вокруг геометрической оси на 180° (поворот в лагерах). Трубу можно также переложить и повернуть в лагерах на 180°. Наиболее распространенный тип нивелира c перекладной трубой - нивелир c уровнем при подставке.

Нивелиры c самоустанавливающейся линией визирования (c призменным, линзовым или зеркальным компенсатором) выгодно отличаются от обычных нивелиров тем, что требуют меньшей затраты времени на установку, так как нивелировщик приводит нивелир в горизонтальное положение по уровню малой точности (c ценой деления порядка 2^′-10^′). Окончательное приведение линий визирования в горизонтальное положение выполняется автоматически, упомянутыми компенсаторами.

Нивелир c наклонным лучом позволяет непосредственно отсчитывать превышения до 20 м c одной стоянки, что удобно в сильно пересеченной местности. Однако шкала, по которой делается отсчет превышений, ограниченно освещена, что значительно сужает область его применения, особенно при нивелировании в лесу, a также в пасмурную погоду.

Различают следующие три основных типа нивелиров по точности нивелира:

1 -высокоточные - дающие на 1 км хода ошибки, не превышающие, 0,5 – 1,0 мм. Н-0,5, Н-2, используются при нивелировании I, II классов;

2 -точные - дающие на 1 км хода ошибки, не превышающие, 4– 8 мм. Н-3, НС-4, используются при нивелировании III, IV классов.

3 -технические - дающие на 1 км хода ошибки, не превышающие, 15 мм. НГ, Н – 10, НТ, используются для технического нивелирования.

Цифры после Н указывают точность нивелирования (средняя квадратичная погрешность на 1км двойного хода).

Маркировка нивелиров состоит из буквенно-цифрового кода примерно такого вида 3H-2КЛ. Здесь: цифра 3 – модификация прибора, буква Н – Нивелир, цифра 2 – среднеквадратичная погрешность на 1 километр двойного хода в миллиметрах, К – обозначает наличие компенсатора, Л – наличие горизонтального лимба для измерения горизонтальных углов с технической точностью.

Устройство нивелира

В качестве примера можно рассмотреть строение оптического нивелира. Проведение геодезических работ невозможно представить без такого прибора, как оптический нивелир, c помощью которого на местности определяется превышение (разность высот) одной точки над другой. Они являются самые распространенными и популярными геодезическими приборами. Эти приборы различают по принципу их работы и способу выполнения измерений. Остановимся подробнее на классическом геодезическом инструменте — оптическом нивелире. Рассмотрим устройство нивелира c уровнем.

Рис. 1 Устройство нивелира

1 - пружинящая пластина со втулкой; 2 - подставка; 3 - элевационный винт;

4 - окуляр; 5 - целик; 6 - корпус зрительной трубы; 7 - коробка цилиндрического контактного уровня; 8 - механический визир (мушка); 9 - объектив; 10 - кремальерный винт (головка трубки); 11 - закрепительный винт; 12 - наводящий винт;13 - установочный круглый уровень; 14 - исправительный винт установочного уровня; 15 - подъемный винт.

Методы нивелирования

Нивелирование– определение абсолютных высот (глубин) или превышений точек земной поверхности относительно уровня моря или какого-либо другого уровня.

Нивелирование обычно используют для определения высот точек при составлении топографических планов, карт, профилей, при перенесении проектов застройки и планировки территории по высоте. При производстве строительных работ c помощью нивелирования устанавливают строительные конструкции в проектное положение по высоте. Применяют нивелирование при наблюдениях за осадками и деформациями зданий, для определения вертикальных перемещений точек зданий и сооружений.

Различают следующие методы нивелирования:

1) геоме­трическое нивелирование;

2) тригонометрическое нивелирование;

3) физическое нивелирование:

- гидростатическое нивелирование;

- барометрическое нивелирование;

- радиолокационное нивелирование;

4) автомати­ческое.

 

 

1) Геометрическое нивелирование - это метод определе­ния превышения с помощью горизонтального визирного луча и нивелирных реек. Для получения горизонтального луча используют прибор, который называется нивелиром. Геометрическое нивелирование широко применяется в геодезии и строительстве.Нивелирование выполняется горизонтальным визирным лучом с помощью нивелира. Превышение одной точки над другой определяется непосредственно из отсчётов, которые берутся по рейкам с помощью горизонтального луча зрения. Геометрическое нивелирование в зависимости от преследуемой цели делится на две категории. К первой категории относится геометрическое нивелирование, которое выполняется с целью получения системы опорных высотных пунктов I, II, III и IV классов. Нивелирование первой категории называется государственным. Геометрическое нивелирование второй категории производится для нужд строительства и инженерных изысканий. Оно называется техническим нивелированием. В результате государственного нивелирования получают сеть марок и реперов, расположенных на территории страны по определённому плану. Марки и реперы служат исходными точками для технического нивелирования. Для производства геометрического нивелирования необходимы специальные инструменты - нивелиры и нивелирные рейки.

2) Тригонометрическое нивелирование - это метод опре­деления превышения по измеренному углу наклона и расстоянию между точками. Его применяют при топо­графических съемках и при определении больших превышений. Оно выполняется наклонным визирным лучом c помощью теодолита. Здесь превышения точек определяются путём вычислений по формулам тригонометрии, исходя из расстояния между точками и угла наклона визирного луча к горизонту. Тригонометрическое нивелирование называется также геодезическим. Если при этом нивелировании расстояния между точками определяются дальномером, то оно носит название тахеометрического нивелирования. Тригонометрическое нивелирование применяется для получения точек высотной рабочей основы, а также в целях пополнения высотных данных при составлении мелкомасштабных карт и т. д. Тригонометрическое нивелирование может производиться любым инструментом, имеющим вертикальный круг.

3) К физическому нивелированию относят методы, основанные на использовании различных физических явлений: метод, гидростатического нивелирования нивелирования, основанный на применении сообщающихся сосудов; барометрического ни­велирования, основанный на определении превышений по разностям атмосферного давления в наблюдаемых точках; радиолокационного нивелирования, основанного на отражении электромагнитных волн от земной поверхности и определении времени их прохождения. При таком нивелировании превышения точек получаются с помощью физических приборов (гидростата, барометра, термометра и др). В основе гидростатического нивелирования лежит свойство свободной поверхности: жидкости в сообщающихся сосудах всегда находятся на одном уровне. При барометрическом нивелировании применяется барометр. В этом случае превышения определяются по разностям атмосферного давления в наблюдаемых точках. Барометрическое нивелирование применяется при высотном обосновании аэросъёмок мелкого масштаба, при географических исследованиях и различного рода рекогносцировках.

-Метод гидростатического нивелирования применяют в производстве строительно-монтажных работ для выверки конструкций в стесненных условиях. Его часто используют при наблюдениях за деформациями инженер­ных сооружений.

-Барометрическое нивелирование применяют в началь­ный этап инженерных изысканий.

-Радиолокационное нивелирование выполняют при аэрофотосъемке местности.

4) Автоматическое нивелирование осуществляют с по­мощью специальных приборов, устанавливаемых на авто­мобилях, железнодорожных вагонах. При автома­тическом нивелировании сразу вычерчивается на специаль­ной ленте профиль местности. Этот метод находит приме­нение при изысканиях линейных сооружений и для кон­троля положения железнодорожных путей.

 

Глава 2. Нивелирование. Нивелирование на примере оптического нивелира с компенсатором

 

 

Подготовка к измерениям

Достаньте прибор из транспортировочного футляра и проверьте комплектность:

1. Нивелир

2. Ключ Аллена

3. Руководство пользователя

4. Защитный чехол

Рис.2 Комплект нивелира.

 

 

1. Ослабьте винты на ножках штатива, выдвиньте ножки на нужную высоту и хорошо затяните винты.

2. Для того, чтобы гарантировать устойчивость штатива, с достаточным усилием вдавите ножки в грунт. Утапливая ножки в грунт, обратите внимание, что усилие должно прилагаться вдоль ножек.

Рис. 3 Установка штатива.

При установке штатива обращайте внимание на то, чтобы головка штатива была горизонтальна. Значительный наклон штатива должен корректироваться с помощью подъемных винтов трегера.

Рис.4 Установка штатива

 

 

Бережно обращайтесь c прибором.

• Проверьте все винты и болты.

• В процессе транспортировки помещайте штатив в специальный футляр.

• Царапины и другие повреждения могут привести к снижению точности измерений.

• Используйте штатив только для топографических работ.

123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: