Нивелирный ход как делать

Читайте также:

1. Геометрическое распределение
2. Гипергеометрическое распределение.

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:

Если a > b, превышение положительное, если a

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:

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 – a₁ и по передней – b₁. Затем переносят нивелир в середину второго участка, а рейку с точки A переносят в точку 2; берут отсчеты по рейкам: по задней – a₂ и по передней – b₂. 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:

Отметка точки B получится по формуле:

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.

|	следующая лекция ==>
Перечень практических работ	|	Нивелиры и рейки, их типы, устройство

Дата добавления: 2013-12-14 ; Просмотров: 9910 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

В инженерной геодезии для определения отметок съемочного обоснования, а также при изыскании и строительстве инженерных сооружений значительной протяжённостью, прокладывают нивелирные ходы. Число станций (стоянок) такого хода зависит от протяжённости и сложности рельефа. Нивелирный ход всегда должен начинаться с репера. Точки, общие для двух смежных станций, называются связующими, а остальные — промежуточными. Связующие точки нивелируют по двум сторонам рейки, а промежуточные — по одной. Превышение на каждой станции равно разности отсчётов по рейке на связующих точках

Если сложить правые и левые части этих равенств, то получим

которое обычно и используют для постраничного контроля. Если нивелирный ход опирается в начале и в конце на реперы, то вычисленную сумму сравнивают с теоретической суммой

где Н_а и Н_п — отметки начального и конечного репера.

Невязка нивелирного хода определяется как

и её сравнивают с допустимой невязкой, которая при техническом нивелировании вычисляется по формуле

где L — длина нивелирного хода в км. Если фактическая невязка меньше допустимой, то считается, что полевые измерения выполнены с надлежащим качеством. Распределяют невязку равномерно с противоположным знаком и вычисляют исправленные превышения. Контролем вычисления высотных отметок служит отметка конечного репера. Если фактическая невязка окажется больше допустимой невязки, измерения следует повторить.

По способу исполнения нивелирные ходы могут быть замкнутыми, разомкнутыми, висячими и свободными.

Замкнутый ход опирается начальной и конечной точками на один и тот же репер. Репер — закрепленная на местности точка с известной абсолютной отметкой.

Разомкнутый ход прокладывается между двумя различными реперами.

Висячий ход опирается только начальной точкой на репер. Нивелирование такого хода обычно выполняется в прямом и обратном направлении (для контроля).

Свободный ход не имеет известных абсолютных отметок.

Для контроля превышений на каждой станции отсчеты берутся по обеим сторонам двухсторонних нивелирных реек (черной и красной). Разность превышений на станции по черной и красной стороне реек не должна превышать 5 мм., а разность плеч, по возможности, не превышать 5 м.

Нивелирные ходы служат высотной основой съемочных работ, разбивочных работ, архитектурных обмеров, определении осадок при изучении деформаций сооружений и т. д. Нивелирные ходы прокладываются либо техническим нивелированием с применением нивелиров Н-3 или Н-10 и реек РН-3 или РН-10, или нивелированием 1У класса нивелирами Н-3 и рейками РН-3. Методика нивелирования практически одинакова.

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. Схемы построений будут соответствовать рис.7.1, только к заданным координатам точек 1 и n задаются отметки этих точек Н₁ и Н₂ .

Вычислительная обработка нивелирных ходов

!) Уравнивание превышений. Теоретические суммы превышений аналогично суммам приращений координат h_теор= 0 в полигонах и h_теор=Н_n—H₁ в разомкнутых ходах. Следовательно, невязки в превышениях

Допустимые невязки вычисляются по формулам:

доп.f_h = 10ммдля технического нивелирования , (7.16)

доп. f_h = 5ммдля нивелирования 1У класса, (7.17)

где n – число станций в ходе.

Так как измерения превышений считают равноточными, то невязка f_h распределяется на все превышения поровну.

2) Вычисление отметок точек:

отметка последующей точки равна отметке предыдущей точки плюс уравненное превышение между ними.

Контроль вычислений: получение отметки Н₁ в полигоне или Н_n в разомкнутом ходе.

Если в ходе имеются промежуточные точки, то их вычисление ведется через горизонт прибора, который вычисляется по отметкам связующих точек.

Вычислительная обработка может быть выполнена вручную на МК, или на ЭВМ в вычислительном центре по программе «вычислительная обработка нивелирного хода — wonhod»,[4], [5], [6].

7.4 Виды съемок

Съемкой называют комплекс полевых работ для составления плана. Различают съемки горизонтальные, вертикальные, топографические. При горизонтальных съемках на планах получают только положение контуров местности. При вертикальных съемках – рельеф местности. При топографических съемках – и контуры местности, и рельеф.

Масштаб съемки и высота сечения рельефа регламентируются инструкциями в зависимости от назначения, стадии проекта. Так для разработки рабочих чертежей выбирают крупные масштабы 1:500, 1:1000 с высотой сечения рельефа 0.5 м. Для разработки генеральных планов (генпланов) выбирают более мелкие масштабы 1:2000, 1:5000 с высотой сечения рельефа 1 м.

От масштаба зависит точность и полнота изображения элементов местности на плане. Так, точность плана масштаба 1:500 t=5 см, масштаба 1:5000 t=0.5 м. В соответствии с этим выбирается точность и полнота геодезических измерений на местности. Следует заметить, что приведенные точности являются максимальными точностями графических построений на плане. Инструкции допускают среднюю погрешность в построении предметов и контуров местности с четкими очертаниями до 0.5 мм относительно ближайших точек съемочного обоснования. А это будет соответствовать в масштабе 1:500 до 25 см, в масштабе 1:5000 до 2.5 м.

По названию основного прибора, которым выполняют работы, различают следующие виды съемок.

Теодолитная съемка производится с помощью теодолита и ленты.

Тахеометрическая съемка выполняется теодолитом-тахеометром (теодолит с вертикальным кругом) и дальномерной рейкой.

Нивелирование поверхности (вертикальная съемка) производится нивелиром и нивелирной рейкой.

Фототеодолитную съемку выполняют фототеодолитом – прибором, в котором вместо зрительной трубы установлен фотоаппарат.

Аэрофотосъемка производится фотоаппаратом с самолета.

Виды съемок регламентируются инструкцией СН-212-73. Так, съемки участков до 1 кв. км. производятся в частной системе координат и высот первыми тремя видами. Они и будут рассмотрены в данной теме.

Теодолитная съемка – съемка горизонтальная. Применяется при съемке застроенных территорий. Съемочным обоснованием являются теодолитные ходы. При съемке определяют положение характерных точек ситуации (углов зданий, изгибов контуров, смотровых колодцев подземных коммуникации и т.п.). Результаты измерений выписывают на схематический чертеж – абрис. Различают следующие способы теодолитной съемки .

Способ перпендикуляров (прямоугольных координат) (рис.7.3).

Рис.7.3 Съемка ситуации способом прямоугольных координат

По створу линии теодолитного хода измеряют расстояния от точки теодолитного хода до основания перпендикуляров, опущенных из определяемых точек, и длины перпендикуляров. Этих данных достаточно, чтобы построить контур на плане. Дополнительно выписывают на абрис характеристики контуров: тип и размеры здания (двухэтажный каменный жилой), ширину и тип покрытия дороги (ширина 4 м, асфальт) и т.д.

Универсальный способ. Полярные углы измеряют теодолитом, полярные расстояния – рулеткой. На плане точку строят транспортиром и линейкой. Предельные длины полярных расстояний, измеряемых рулеткой, при съемке в масштабе 1:500 до твердых контуров 120 м, до нетвердых (расплывчатых) контуров 150 м, в масштабе 1:1000 соответственно 180 м и 200м.

Способ применяется при съемке контуров, расположенных вблизи линий теодолитного хода. Длины перпендикуляров ограничиваются инструкциями. Так при съемке в масштабе 1:500 длины перпендикуляров не должны превышать 4 м при их построении на глаз, в масштабе 1:1000 — 6 м. При больших длинах применяются специальные приборы для построения на местности прямых углов – экеры. В этом случае длины увеличиваются до 20 м и до 40 м для указанных масштабов.

Способ полярных координат (рис7.4).

Рис.7.4 Полярный способ съемки ситуации

Способ линейной засечки (рис.7.5). В створе линии теодолитного хода выбирают две вспомогательные точки е и f, расстояния до которых от точки теодолитного хода измеряют рулеткой. И измеряют рулеткой длины d₁ и d₂ от точек e и f до определяемой точки..

Точка на плане строится циркулем-измерителем. От точки е радиусом d₁ прочерчивают дугу,, которую засекают дугой радиуса d₂ из точки f. Способ применяется для съемки твердых контуров при длинах перпендикуляров, превышающих допустимые.

Рис.7.5 Съемка ситуации линейной засечкой

Длины засечек не должны превышать длины рулетки (при 50-метровой рулетке — не более 50 м). Наиболее благоприятной засечкой в смысле точности является засечка под углом близким к 90 0 .

С точек теодолитного хода измеряют углы на определяемую точку. Точка строится на плане как пересечение двух направлений, откладываемых транспортиром. Для обеспечения точности построения необходимо, чтобы угол засечки при определяемой точке был в пределах от 30 0 до 150 0 . Наилучшим считается угол близкий к 90 0 . Применяется способ при недоступности измерения расстояний рулеткой (точка на дне котлована, водной поверхности и т.д.).

Способ угловой засечки (рис.7.6).

Рис.7.6 Съемка ситуации угловой засечкой

Порядок камеральных работ при теодолитной съемке:

1) вычисляют координаты точек теодолитных ходов;

2) на ватмане строится координатная сетка со стороной 10 см линейкой Дрбышева или координатографом; точность построения 0.3 мм;

3) линии координатной сетки оцифровывают кратно масштабу плана (в масштабе 1:500 кратно 50 м: 0, 50, 100 и т.д. метров);

4) на план наносят точки теодолитных ходов по их координатам; точность нанесения 0.3 мм:

5) по данным абрисов наносят на план ситуацию (точки и контуры местности), пользуясь транспортиром, циркулем-измерителем и линейкой:

6) вычерчивают план в соответствии с действующими «Условными знаками».

Все измерения на реечную точку выполняются достаточно быстро (порядка 30 секунд), что объясняет название съемки. С греческого «тахео – быстро, метрио – мерить» — «тахеометрия» означает “быстрое измерение”.

Тахеометрия применяется при съемке незастроенных территорий. Для обеспечения точности съемки длины полярных расстояний и плотность пикетных точек регламентируются инструкциями в зависимости от масштаба съемки.

При тахеометрической съемке одновременно определяют плановое и высотное положение точек местности, что позволяет сразу составлять топографический план. Планово – высотным обоснованием служат теодолитно-нивелирные ходы. Плановое положение точек местности определяют способом полярных координат, высотное положение – тригонометрическим нивелированием. При наведении зрительной трубы на рейку, установленную в определяемой точке (называетсяреечной точкой или пикетом) (рис.7.7), измеряют со станции А полярный угол , расстояние по дальномеру S, угол наклона  при наведении на точку М рейки и высоту визирования L. По данным измерений вычисляют горизонтальное проложение d, превышение h и отметку пикета Н_m. Точку m на план Р наносят по полярным координатам  и d и выписывают ее отметку.

Так, масштаб съемки 1:500 : максимальная длина полярного расстояния до твердых контуров – 60 м, до нетвердых (расплывчатых) контуров – 80 м, до рельефных точек – 100 м, максимальное расстояние между пикетами 15 м при высоте сечения рельефа 0.5 м. и 20 м при h_В.С =1 м, причем максимальное расстояние до рельефных точек увеличивается до 150 м.

Для тахеометрии применяют технические теодолиты Т30, Т15. Для повышения точности и быстроты съемки отечественной промышленностью выпускаются полуавтоматические и автоматические тахеометры. Наиболее совершенным и точным прибором является тахеометр электронный ТЭ с автоматической регистрацией результатов угловых и линейных измерений на табло.

Порядок работы на станции при тахеометрической съемке. Устанавливают теодолит на станции. Измеряют рейкой высоту прибора. Совмещают при КЛ нуль алидады с нулем лимба и вращением лимба наводят зрительную трубу на заднюю точку высотно-планового обоснования. Открепляют алидаду и последовательно визируют на заранее намеченные реечные точки (пикеты). Отсчеты по горизонтальному кругу (), по вертикальному кругу (КЛ), по дально-

меру (S), высоту визирования (L) записывают в заранее подготовленный журнал. Одновременно с журналом ведут глазомерную зарисовку местности – абрис (рис.7.8).

На абрисе показывают расположение реечных точек, снятых с данной станции, их порядковые номера, соответствующие номерам в журнале, контуры ситуации, объекты местности. Стрелками показывают направления скатов., которые являются основой проведения горизонталей по отметкам точек

Рис. 7.8 Абрис тахеометрической съемки

Камеральные работы. Вычислительную обработку журнала тахеометрической съемки (вычисление углов наклона, горизонтальных проложений, превышений, отметок реечных точек) ведут либо вручную на МК, либо на ЭВМ по заданной программе. Причем на ЭВМ вычисляются координаты всех реечных точек. Нанесение их на план может выполняться либо по полярным углам и расстояниям при помощи транспортира и линейки, либо по координатам, что является точнее.

Порядок составления плана аналогичен теодолитной съемке. Только дополнительно к контурам на план наносят рельефные точки, выписывают их отметки. По отметкам точек проводят горизонтали. Для этого по линиям равномерного ската, указанным стрелками на абрисе, проводят интерполяцию – определение промежуточных значений высот кратных высоте сечения рельефа. Точки с равными высотами соединяют плавными кривыми. Оформление топографического плана ведется в соответствии с действующими «Условными знаками».

Нивелирование поверхности – высотная съемка. Выполняется геометрическим нивелированием при помощи нивелира и нивелирных реек. При съемке застроенных территорий применяется как дополнение к теодолитной съемке. Плановое положение контуров местности построено, а высотное положение характерных точек контуров (углов зданий, колодцев подземных коммуникаций, покрытий проезжей части улиц, тротуаров и т. д.) определяется геометрическим нивелированием. В незастроенных территориях применяется при съемке равнинных участков со слабо выраженными формами рельефа или при высоких требованиях к точности определения отметок. Этот вид работ используют при проектировании промышленных и гражданских зданий, гидромелиоративных систем, благоустройстве территорий.

На местности в пределах проектируемого участка разбивается сетка квадратов со стороной d при помощи теодолита и рулетки. Оптимальная длина d=20 м, в застроенной территории может быть 10 м. Вершины квадратов закрепляют колышками. В 50-100 м от участка устанавливается репер, на который передается отметка с точки высотной сети. Нивелирный ход начинается с репера и заканчивается репером, образуя полигон. На рис.7.9 двойными линиями показаны отсчеты по черным и красным сторонам реек на связующие точки, одинарными