Тригонометрическое и гидростатическое нивелирование

Производство технического нивелирования

 

Техническое нивелирование применяется для построения высотного съемочного обоснования топографических съемок, при изысканиях линейных сооружений, при вертикальной планировке топографической поверхности. Производится нивелирами Н-10 или Н-3 или их модификациями и рейками РН-10 или РН-3. Основной способ нивелирования – способ из середины.

Порядок работы на станции следующий. 1. Между рейками устанавливают нивелир. Неравенство расстояний от нивелира до реек (разность плеч) допускается 10 м. Нормальное расстояние между рейками по СНиП 120 м. Минимальный отсчет по рейке 300 мм. Нивелир приводят в рабочее положение по круглому уровню.

2. Визируют на заднюю рейку и берут отсчет по черной стороне а_ч .

3. Визируют на переднюю рейку и берут отсчет по черной стороне b_ч , а затем по красной стороне b_к .

4. Визируют на заднюю рейку и берут отсчет по красной стороне а_к.

5. Если со станции необходимо определить отметки дополнительных точек (промежуточных) С₁, С₂ и т.д. , то рейку поочередно устанавливают на них и берут отсчеты по черной стороне с₁, с₂ и т.д. При использовании уровенных нивелиров перед каждым отсчетом (как на связующих точках, так и на промежуточных) пузырек цилиндрического уровня приводят в нульпункт элевационным винтом.

6. Для контроля вычисляют разности нулей красных и черных сторон реек. Расхождения в разностях не должны превышать 5 мм.

7. Вычисляют превышения по черным и красным сторонам реек. Расхождения в превышениях не должны превышать 5 мм.

8. При выполнении условий 6-7 вычисляют среднее превышение с округлением до 1 мм. Если разность нулей красных сторон реек 100 мм, то это необходимо учитывать при выводе среднего превышения.

 

Тригонометрическим нивелированием называется определение превышения по измеренному углу наклона и расстоянию между точками - нивелирование наклонным лучом, рис.37. Применяют при топографических съемках и при определении больших превышений. Выполняется теодолитами Т30, Т15, Т5 и их модификациями. Выгодно применять теодолиты с компенсатором. Теодолит устанавливают над точкой А (станция), в точке В отвесно рейку. Измеряют высоту прибора i – расстояние от точки А до центра вертикального круга (или до центра окуляра при горизонтальном положении трубы). Визируют на метку М рейки, фиксируют высоту визирования v - расстояние от точки В до точки М.

 

-24 -

Определяют угол наклона n и расстояние D по нитяному дальномеру. Горизонтальное проложение d = D сos²n (тема линейных измерений); h’ = d tgn . Из уравнения h+v= h’+ i находят превышение h=h’+i– v. Задача решается на МК. Для упрощения вычислений визируют на метку рейки на высоте прибора v = i и тогда h = h'.

При измерении углов наклона теодолитом Т30 и расстояний нитяным дальномером предельная погрешность определения превышения порядка 6 см на 100 м длины.

Гидростатическое нивелирование основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах, устанавливаться на одном уровне. В принципе – нивелирование горизонтальным лучом, рис38.

Гидростатический нивелир состоит из двух стеклянных сосудов со шкалами с ценой деления 1 мм, соединенных гибким шлангом. Сосуды заполняются жидкостью. Нуль делений шкалы совмещен с верхним срезом сосуда. Сосуды устанавливаются в точках А и В. Открывают кран, перекрывающий шланг. Через 2-3 минуты уровень жидкости в сосудах устанавливается на одной высоте. Берут отсчеты по шкалам сосудов. Превышение вычисляется по формуле геометрического нивелирования h=a–b. Если v1 и v2 - высоты сосудов, а с1 и с2 – отсчеты по шкалам сосудов, то a=v1–c1 ; b=v2 – c2 ; h=c2–c1–(v2 – v1) = c2 – c1 – МО.

(v₂ – v₁) = МО – величина постоянная и называется местом нуля. Для определения МО переставляют сосуды и вновь вычисляют превышение точки В над точкой А по отсчетам с’₂ и c’₁: h = (v₂ – c’₂) – (v₁ – c’₁) = c’₁ – c’₂ + МО.

Решая два уравнения, получим: h=((c₂ – c₁)– (c’₂ – c’₁)) / 2 ; МО=((c₂ – c₁)+(c’₂ – c’₁)) / 2 .

Перед производством работ определяют МО и затем нивелирование выполняют в одном направлении по формуле. Можно повысить точность нивелирования, если нивелировать прямо и обратно с перестановкой сосудов. Но этот метод трудоемкий.

Существует несколько систем гидростатических нивелиров. Распространенным является НШТ-1 – нивелир шланговый технический 1-ой модели. Технические характеристики: длина шкал измерительных элементов 200 мм, цена деления шкалы 1 мм, диапазон измерения превышений 200 мм, длина шланга 10 м, диаметр сосудов 50 мм, средняя квадратическая погрешность определения превышения 0.5 мм.

Гидростатическое нивелирование применяется при установке и монтаже технического оборудования, при определении осадок фундаментов различных агрегатов в том числе в реакторных отделениях АЭС – там, где другими методами измерить превышение между точками невозможно.

Лазерные приборы.

В настоящее время в инженерно-геодезических работах на строительной площадке используют лазерные приборы. В этих приборах взамен невидимого визирного луча используют видимый лазерный луч, который создает в пространстве опорную линию. Опорная линия может быть горизонтальной или наклонной под заданным уклоном. Относительно видимой опорной линии можно непосредственно по рейке брать отсчеты. Устанавливать рейку по заданному отсчету. Вести монтаж конструкций. Планировку участка или дороги и т. п. Наибольшее применение находят приборы лазерные: теодолит, нивелир, визир, уровень. Лазерные приборы позволяют в большой степени автоматизировать процесс геодезических работ. Точность лазерных приборов характеризуется погрешностью фиксации центра лазерного пятна и для расстояний 100 м не превышает 3 мм.