Сущность, способы и виды нивелирования»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

2.1 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. [ Л.А. Черкас , Гродно : ГрГУ, 2011. – 145 с.]

 

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.

 

 

 

 

 

2.2 Горизонтирование инструмента

  Рис. 5 Горизонтирование.

1.Установите нивелир на штативе. Затяните закрепительный винт.

2.Установите подъемные винты подставки (трегера) в среднее положение по высоте.

3.Приведите пузырек уровня в “нуль-пункт” c помощью подъемных винтов. Приведение пузырька уровня в “нуль-пункт”. Вращайте подъемные винты А и В одновременно в противоположные направления до тех пор, пока пузырек не выйдет в линию, перпендикулярную линии, соединяющий винты А и В. Вращайте винт С, приведите пузырек круглого уровня в центр.                [ Черкас, Л.А. Гродно : ГрГУ, 2011. – 145 с.]

 

Рис.6. Фокусировка зрительной трубы.

1. Наведите трубу  на яркую поверхность (например, на лист белой бумаги).

2. Вращайте окулярное  кольцо до тех пор, пока сетка  нитей не станет четкой и  черной. Теперь окуляр настроен  по вашему зрению.

3. Наведите трубу на рейку, используя визир.

4. Вращайте фокусировочный  винт, пока изображение рейки  в поле зрения не станет  четким. Добейтесь отсутствия параллакса, то есть такого положения, когда  при смещении глаза вверх и  вниз, изображение рейки и сетки не смещаются относительно друг друга.

 

2.3 Центрирование

Рис.7 Центрирование нивелира.

Необходимо установить нивелир над точкой:

1. Подвесьте  отвес. 

2. Ослабьте закрепительный  винт. Смещайте нивелир по головке  штатива до тех пор, пока  отвес не укажет строго на точку.

3. Затяните закрепительный  винт.

2.4 Измерения. Взятие отсчетов

Перед началом  полевых работ или после периода  длительного хранения прибора, выполните  его поверки, описанные в данном руководстве.

Уменьшить возможную  вибрацию можно, закрепив ножки штатива.

Если оптика загрязнена или запотела, результаты измерений могут быть искаженными. Следите за тем, чтобы оптика всегда была чистой. Следуйте инструкции по ее очистке, приведенной в данном руководстве.

Отсчитывание  по рейке:

1. Установите прибор на штативе, выполните горизонтирование прибора и фокусировку сетки нитей.

2. Установите  нивелирную рейку вертикально. 

3. Выполните  предварительное наведение трубы  на рейку при помощи визира.

4.Точно отфокусируйте изображение рейки c помощью фокусировочного винта.

5. Выполните  точное наведение с помощью  наводящего винта. 

6. Проверьте  положение пузырька круглого  уровня. Он должен быть в нуль-пункте. Используйте призму контроля  положения уровня.

7. Считайте отсчет  по рейке. В качестве отсчетного индекса используйте среднюю горизонтальную нить сетки нитей.

Пример на рисунке 10. отсчет = 2.585 м

 

Рис.8.Отчет по рейке.

 

Рис .9. Измерение расстояний.

Выполните шаги 1-6. Для определения расстояния возьмите отсчеты по нижней и верхней нитям.

Пример на рисунке:

Отсчет по верхней  нити: 2,670м

Отсчет по нижней нити: 2,502м

Разность отсчетов: L=0,168 м

Так как коэффициент  дальномера равен 100, расстояние вычисляется по формуле D=100xL. В примере D=100x0,168= 16.8 м

Измерение углов.

Некоторые нивелиры оснащены горизонтальным кругом, который проградуирован в градусах. Необходимо измерить: горизонтальный угол между направлениями на точки А и В. Для этого потребуется выполнить шаги 1-6 из предыдущих примеров.

1. Установите  прибор на штативе, выполните горизонтирование прибора и фокусировку сетки нитей.

2. Установите  нивелирную рейку вертикально. 

3. Выполните  предварительное наведение трубы  на рейку при помощи визира.

4. Точно отфокусируйте изображение рейки c помощью фокусировочного винта.

5. Выполните точное наведение c помощью наводящего винта.

6. Проверьте  положение пузырька круглого  уровня. Он должен быть в нуль-пункте. Используйте призму контроля  положения уровня. После этого совместите вертикальную нить сетки c вертикальной осью рейки.

7. Выставите на лимбе отсчет, равный 0°, вращением рифленого кольца.

8. Наведите трубу  на рейку, установленную на  точке В. 

9. Возьмите отсчет  по лимбу. Это и будет значение  горизонтального угла. В примере  - 60º

 

 

2.5. Нивелирный ход

Задача: Определить превышение между точками А и В.

Рис.10. Нивелирный ход

 

Выбирайте станции  и точки установки реек, отмеряя  шагами длины плеч (расстояния от нивелира до рейки). Они должны быть примерно одинаковые, порядка 40-50 м.

Порядок действий:

1. Установите  прибор на станции I₁.

2. Установите  рейку вертикально на точке  А. 

3. Наведите трубу  на рейку и возьмите отсчет  по рейке (задний R).

4. Наведите трубу  на рейку, установленную на  точке 2, возьмите отсчет (передний V).

5. Переставьте  прибор на станцию I₂. Наведите на связующую точку 2 и возьмите отсчет по рейке (задний).

6. Выполните  визирование на переднюю связующую  точку 3.

7. Продолжайте  прокладку нивелирного хода до  тех пор, пока не придете  на точку В. Результат:

ΔH = сумма задних отсчетов – сумма передних.

См. пример, приведенный в журнале.

 

 

Таблица 1

Журнал нивелирования

N точки	Задний отсчет (R), м	Передний отсчет V, м	Превышение, м	Отметка, м
А	2.502			650,100
2	0.911	1.803
3	3.103	1.930
В		0.981		651,902
Сумма	6.516	4.714	1.802	ΔH=1,802

 

 

2.6 Площадное нивелирование

 

Задача определить превышения нескольких точек относительно репера.

Как правило, точность таких измерений невысока, однако время от времени устанавливайте рейку на репер, отсчет не должен изменяться.

Порядок действий:

1. Установите  прибор в центре площадки, на  которой расположены определяемые  точки. Прибор должен быть расположен  выше всех точек. 

2. Установите рейку вертикально на репер А (точку c известной отметкой).

3. Наведите трубу  на рейку и возьмите отсчет (задний на известную точку).

4. Установите  рейку вертикально на определяемую  точку 1.

5. Наведите трубу  на рейку и возьмите отсчет  на точку, как на промежуточную. 

6. Повторите  шаги 4 и 5 для всех остальных  определяемых точек. Они все  нивелируются как промежуточные.

Отметка промежуточной  точки определяется по формуле:

Н пр = (Отметка  репера + Отсчет на репер ) – Отсчет на промежуточную

Замечание: Отметка репера + Отсчет на репер = ГИ (горизонт инструмента).

Рис.11 Площадное нивелирование.

Таблица 2

Пример записи в журнал площадного нивелирования:

№ точки		Отсчет на промежуточную, м	Отметка промежуточной, м
А	592.00 (отметка  репера)
R	2.20 (отсчет на  репер)
ГИ	594.20 (горизонт  инструмента)
S1		1.80	592.40
S2		1.90	592.30
S3		2.50	591.70
S4		2.30	591.90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.7 Съемка с помощью нивелира

 

Задача: определить положение некоторого количества точек на земной поверхности.

Замечание: съемка c помощью нивелира как правило выполняется при нивелировании поверхности

Рис.12. Съемка c помощью нивелира

Порядок действий:

1. Последовательность  действий аналогична той, что описана для площадного нивелирования. Отличие заключается в том, что кроме отсчетов по средней нити для определения высоты, необходимо взять отсчеты по дальномерным нитям и горизонтальному кругу.

2. По полученным  полярным координатам точки могут быть нанесены на план.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Поверки и юстировки

 

3.1 Поверки нивелиров

Перед началом, a также в процессе полевых работ, нивелировщик обязан выполнять поверки нивелира.

Поверки подразделяются на ежедневные и периодические.

К ежедневный поверкам нивелиров всех типов относятся поверки уровней.

К периодическим - поверка параллельности визирной оси трубы и продольной оси  цилиндрического уровня и другие.

Полный комплекс поверок, выполняется перед началом работ, по прибытии инструментов на базу отряда, a также после тяжелых условий транспортировки или резких сотрясений инструмента.

Основное требование, предъявляемое ко всем нивелирам, состоит  в том, чтобы визирная ось трубы  была параллельна оси уровня и  перпендикулярна к оси вращения инструмента. Для равных типов нивелиров поверки различны; в приложении № 1 приведены поверки для наиболее распространенных систем: HТ, HГ, HB-I, HСМ.

Рис.13. Поверка и юстировка.

Соединения  отдельных частей всегда должны быть затянуты.

1. Затяните умеренно  винты Алена (2).

2. Затяните шарнирные  соединения на головке штатива  (1) таким образом, чтобы ножки  штатива не складывались самопроизвольно,  когда штатив снимают со станции. [ Черкас, Л.А. Гродно : ГрГУ, 2011. – 145 с.]

 

рис.14  Круглый уровень.                                           

1. Отгоризонтируйте  прибор.

2. Поверните  его на 180º 

3. Если пузырек  уровня отклонился из нуль-пунктa и вышел за пределы окружности, его необходимо юстировать.

4. Используя  ключ-шестигранник и юстировочные  винты уровня, сместите пузырек  на половину отклонения и повторите  шаги 2 и 3.

При необходимости, выполните юстировку еще раз. По окончании юстировки, пузырек должен оставаться в нуль-пункте при любом положении зрительной трубы.

При пузырьке уровня в нуль-пункте, визирная ось должна быть горизонтальна.

 рис.15 Поверка и юстировка.                                     

1. Выберите две  точки на ровной земной поверхности на расстоянии порядка 30 метров.

2. Установите  рейки на начальной и конечной  точках линии (А и В).

3. Установите  прибор в точке I₁, посередине между точками. Приведите пузырек в нуль-пункт.

4. Возьмите отсчеты  по рейкам.