Лабораторная работа по "Геодезии"

Министерство образования  и науки РФ

ФГБОУ

Восточно-Сибирский Государственный университет технологий и управления

Кафедра « Промышленное и  Гражданское строительство »

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                             Лабораторная работа

на тему: «Измерение превышений нивелиром Н3»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                        Выполнил: ст-ка Б332-1 строй.фак.

                                                                                                       Цыремпилов Ц.В

                                                                                                    Проверила: преп-л

                                                                                                        Дамдинова Р.Ш.

 

 

 

 

 

 

 

 

Улан-Удэ

2013 г.

 

 

 

 

 

Нивелирование – вид геодезических работ, в результате которых  определяют разности точек земной земной поверхности (превышения), а также высоты этих точек над принятой отсчетной поверхностью. Нивелирование используется для изучения форм рельефа и определения разности высот отдельных точек при проектировании,  строительстве и эксплуатации различных сооружений.

 

Методы нивелирования:

-Геометрическое – производится горизонтальным визирным лучом, который получают в основном при помощи нивелиров.

- Тригонометрическое - производится наклонным лучом теодолита.

- Гидростатическое – основано на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находится на одном уровне.

- Барометрическое – основано на изменении атмосферного давления с изменением высоты над уровнем моря.

- Механическое – производится с помощью приборов , автоматически записывающих профиль местности.

 

 

                             Используемые приборы

Геометрическое  нивелирование заключается в непосредственном определении разности высот двух точек с помощью горизонтального визирного луча, получаемого прибором –нивелиром ,и нивелирных реек. В соответствии  с ГОСТ 10528-98 нивелиры классифицируются по точности и по конструкции .По точности нивелиры делятся на три группы:

-высокоточные(нивелирН-05),предназначенные для нивелирования 1 и 2 классов и позволяющие получать средние квадратические погрешности не более 0,5 мм на 1 км хода;

-точные(нивелирН-3) предназначенные для нивелирования 3 и 4 классов и позволяющие получать средние квадратические погрешности не более 3 мм на 1 км хода;

-технические(нивелирН-10) предназначенные для инженерно-технических работ,строительства и позволяющие получать средние квадратические погрешности не более 10 мм на 1 км.

 

                               УСТРОЙСТВО НИВЕЛИРА Н3

 

Нивелир Н-3 является «глухим», так как зрительная труба жестко соединена с осью вращения прибора. Нивелир состоит из следующих частей:

1 . пружинной пластины;

2 . подъемных винтов;

3 . триггера;

4 . крутого уровня;

5 . наводящего винта; 

6 . элевационного винта;

7 . окуляра;

8 . съемной крышки;

9 . зрительной трубы;

10 . кремальера;

11 . визира;

12 . объектива.

Нивелирная рейка

Рейки, предназначенные для технического нивелирования, имеют сантиметровые деления черного и красного цвета, нанесенные делительной машинкой или п о трафарету. На черной стороне рейки пятка имеет нулевой отсчет, а на красной - произвольный (4687, 4787), что позволяет осуществлять контроль по одинаковой разнице цифровых отсчетов . Надписи на рейках делают через 1 дм в перевернутом виде, чтобы при наблюдении в зрительную трубу иметь их правильное изображение. Каждый дециметр при разбивке на сантиметры сгруппирован в фигуру, похожую на букву Е и отдельные шашки шириной по 10 мм. Против каждого дециметра наносится цифра. Отсчеты по рейке берутся с точностью до 1 мм.

Требования к рейке 

1 . Деления и цифры должны  быть четкими и ясно видимыми  в трубу. 

2 . Пятка рейки должна иметь  окантовку. 

3 . Крепление раздвижных реек  должно обеспечивать их единство  по длине. 

В процессе транспортировки и работы избегать нагрузок тяжестями. Предохранять от ударов, царапин, загрязнений и  влаги. Рейка с точки на точку  должна переноситься рабочим на плече  ребром.

 

                             ПОВЕРКИ и ЮСТИРОВКИ НИВЕЛИРА

 Ось цилиндрического  уровня и визирная линия трубы  должны быть параллельны и  лежать в параллельных вертикальных  плоскостях - это условие называется главным условием нивелира с уровнем при трубе. Первая часть главного условия проверяется двойным нивелированием вперед. На местности забивают два колышка на расстоянии около 50 м один от другого. Нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы находился на одной вертикальной линии с точкой (рис.2а). От колышка до центра окуляра измеряют высоту инструмента i₁. Затем рейку ставят в точку В, наводят на нее трубу нивелира, приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке b₁. Затем нивелир и рейку меняют местами, измеряют высоту инструмента i₂, приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке b₂ (рис.2б).

 
рис. 2

Пусть главное условие  нивелира не выполняется, и при положении  пузырька уровня в нульпункте визирная линия не горизонтальна, а составляет с осью уровня некоторый угол i. Тогда вместо правильного отсчета b⁰ ₁ получается ошибочный - b₁. Ошибку отсчета обозначим x, и превышение точки В относительно точки А будет равно:

h = i₁ - (b₁ + x).

При положении нивелира в  точке В превышение точки А относительно точки В:

h' = i₂ - (b₂ + x).

Но h = - h', поэтому

i₁ - (b₁ + x) = - [i₂ - (b₂ + x)].

Отсюда получаем:

x = 0.5*(i₁ + i₂) - 0.5*(b₁ + b₂).

Если x получается больше 4 мм, необходимо выполнить юстировку  уровня, т.е. устранить угол i. Для  этого элевационным винтом наклоняют трубу нивелира до тех пор, пока отсчет по рейке не будет равен правильному отсчету:

b⁰₂ = b₂ + x,

при этом пузырек уровня уйдет из нуль-пункта. Исправительными винтами уровня приводят пузырек в нуль-пункт и повторяют поверку заново. Полная программа поверки главного условия включает еще проверку параллельности вертикальных плоскостей, проведенных через визирную линию трубы и ось уровня.

При нивелировании строго из середины ошибка отсчета по рейке  из-за невыполнения главного условия  нивелира не влияет на величину измеряемого  превышения (рис.3)

 
рис. 3

Ось круглого установочного уровня должна быть параллельна  оси вращения нивелира. Приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт, затем поворачивают нивелир по азимуту на 180^o. Если пузырек отклонился от нуль - пункта, то на половину отклонения его перемещают с помощью подъемных винтов и на половину - исправительными винтами круглого уровня.

Существует и другой, более  надежный способ поверки круглого уровня: сначала тщательно устанавливают  ось вращения нивелира в отвесное положение с помощью элевационного винта и цилиндрического уровня при трубе, затем исправительными винтами круглого уровня приводят его пузырек в нуль-пункт.

 Горизонтальная  нить сетки нитей должна быть  перпендикулярна оси вращения  нивелира, т.е. быть горизонтальной. Рейку ставят в 30 - 40 м от нивелира и закрепляют ее, чтобы она не качалась. Затем берут отсчеты по рейке при трех положениях ее изображения: в центре поля зрения, слева от центра и справа. Если отсчеты отличаются один от другого более, чем на 1 мм, то сетку нитей нужно развернуть.

Предполагая, что сетки  нитей строго перпендикулярны, можно  проверить вертикальность вертикальной нити. Для этого в 20 м от нивелира подвешивают отвес, наводят на него трубу и проверяют совпадение вертикальной нити сетки с нитью  отвеса.

Важнейшими характеристиками нивелира, определяющими точность измерения  превышений, являются увеличение зрительной трубы и цена деления цилиндрического  уровня при трубе. По этим характеристикам  определяет пригодность нивелира для  выполнения работ заданной точности. Чтобы получить численные значения увеличения трубы и цены деления  уровня, выполняют соответствующие  исследования нивелира.

 

Определение превышений и отметок при геометрическом       нивелировании

Превышения между точками определяются двумя способами геометрического  нивелирования:

1) нивелированием из середины;

2) нивелированием вперед.

 

Производство  технического нивелирования

Техническое нивелирование производится для определения отметок пунктов  съемочного обоснования топографических съемок, а также при изыскании и строительстве инженерных сооружений.

Превышения между точками определяется, как правило, способом из середины, расстояние от нивелира до реек допускается  до 150м, неравенство этих расстояний не должно превышать 5м. С помощью  подъемных винтов пузырек круглого уровня устанавливается в нуль-пункт. Зрительная труба направляется на рейку. Отсчет по рейке делается по средней  нити с точностью до 1мм.

При техническом нивелировании  порядок на станции. После установки  нивелира в рабочее положение, следующее:

-отсчет по черной стороне  задней рейки

-отсчет по черной стороне  передней рейки

-отсчет по красной стороне  передней рейки

-отсчет по красной стороне  задней рейки

 

          Обработка результатов технического нивелирования

Обработка начинается с проверки полевых  вычислений в журнале. Для этого  подсчитывается сумма отсчетов по задним hкр и hч и передней hч иhкр. А так же алгебраическая сумма средних превышений hср.

Допустимую невязку распределяют с обратным знаком поровну в превышения каждой станции или на сумму превышения. Сумма поправок должна быть равно 0 для замкнутого нивелирного хода. После вычисляют отметки связующих  точек по формуле H2=H1+ h1-2 т.е. отметка точки последующей равна отметки точки предыдущей плюс превышение между ними.

 

 

                            Журнал технического нивелирования

№	Наб.точки	Отсчеты Задн.	Отсчеты Перед.	З-П h,м	hсреднее	Отметки
1	1             2	ч.1390 кр.6195	ч.1410 кр.6216	hч. -0,020   hкр.-0,021	hср=hч + hкр     2      -0,021
2	2             3	ч.1410 кр.6216	ч.1435  кр.6242	hч.-0,023   hкр. -0.026	-0,025
3	3             1	ч.1435 кр.6242	ч.1390 кр.6195	hч. 0,045   hкр.0,0 47	0,046

                                                                                                              =0