2.3.Геометричне нівелювання

1. Суть та методи геометричного нівелювання.

2. Конструкція нівелірів та призначення його основних частин.

3. Перевірки нівелірів та приналежностей до них.

Нівелюванням називається вимірювання перевищень між точками місцевості. Для інженерних цілей найчастіше застосовують геометричний метод нівелювання (рис.3.16). Нівелір - оптико-механічний прилад для створення горизонтального візирного променя.

Рейка у найпростішому розумінні - дерев’яна або металічна план­ка з точно нанесеними на неї поділками. З рис.3.16 вимірюване перевищення h визначається за формулою

h = 3 - П, (3.22)

де З, П - відліки відповідно по задній та передній рейці.

Зображена на рис.3.16 схема геометричного нівелювання називається нівелюванням "з середини".

Рис.3.16. Схема геометричного нівелювання.

Застосовується також схема нівелювання "вперед" (рис. 3.17), де вимірюється висота встановлення нівеліра і та зчитується відлік по рейці П.

З рис 3.17

h = i – П. (3.23)

Рис.3.17.Схема геометричного нівелювання "вперед".

При значній віддаленості кінцевих точок або різниці їх висот (відстань від нівеліра до рейки не слід допускати більше 100-150 м; між точками з однієї постановки нівеліра можна міряти перевищення не більше довжини рейки) застосовується складне нівелювання (рис.3.18). З рис.3.18 вимірюване перевищення h визначається за формулою

h = h₁+ h₂ = . (3.24)

Вибрана допоміжна точка Х називається в геодезії проміжною або ікс-точкою.

Рис.3.18.Схема складного нівелювання.

К ласифікація нівелірів, що використовуються в інженерній практиці показана на рис.3.19.

Рис.3.19.Класифікація нівелірів.

Найбільш розповсюдженими нині є глухі нівеліри з циліндричним рівнем (рис.3.20 ) або компенсатором замість нього. Компенсатор призначений для автоматичного приведення візирної осі нівеліра в горизонтальне положення.

Рис.3.20.Нівелір Н-3 з циліндричним рівнем : а) загальний вигляд; б) поле зору.

В лазерних нівелірах візирним променем є промінь лазера, який приводиться в горизонтальне положення, в основному за до­помогою рівня або компенсатора. При нівелюванні лазерними нівелірами використовуються, як правило, спеціальні рейки.

Точність вимірювань перевищення лазерними нівелірами нині не перевищує точності вимірювань оптико-механічними нівелірами відповідного класу. Перевага лазерних нівелірів над останніми в тому, що лазерні нівеліри використовують видимий візирній промінь, що дає можливість автоматизувати процес вимірювань, керування будівельними машинами і механізмами.

Нівелювання глухими нівелірами виконують таким чином (журнал нівелювання приведений у табл.3.4).

а). Нівелір встановлюють на штативі приблизно на середині відстані між точками. Місце встановлення нівеліра вибирають так, щоб була пряма видимість на обидві точки (не обов'язково у створі між точками). Відстань від нівеліра до рейки не повинна перевищувати 150 м. При невиконанні цієї умови, або якщо перевищення між точками більше довжини рейки, вибирають допоміжні ікс-точки.

б). Приводять за допомогою круглого рівня підйомними гвинтами візирний промінь приблизно у горизонтальне положення.

в). Встановлюють на точках, що нівелюються, рейки.

г). Наводять зорову трубу на задню рейку; за допомогою елеваційного гвинта циліндричного рівня встановлюють візирну вісь точно в горизонтальне положення, зчитують відлік по чорній стороні 3_ч , а потім і по червоній стороні З_к задньої рейки. Різниця відліків З_к - З_ч повинна бути рівною з точністю +5 мм попередньо визначеній різниці оцифрування п'яток чорної та червоної сторін рейки (якщо ця вимога не виконується, тоді пе­ревіряють правильність відліків).

д). Наводять зорову трубу на передню рейку, беруть відліки П_ч , П_к по чорній і червоній сторонах передньої рейки.

Таблиця 3.4

№№ станцій	№№ точ ок	Відліки		Перевищення		Горизонт інстру- менту	Відміт- ки
		задній (З)	передній (П)	Вирахувані h	Середні hсер	ГІ	Ні
9	5-4	1489	1119	+370	+370-2		99,635
		6173	5903	+270
		4684	4784
10	4-Рп1	0783	0784	- 1	-1-2		100,003 100,000
		5567	5468	-101
		4784	4684
	Зі,Пі=	19871	19035
	fh= 19мм	fhдоп= 10	32мм

Для нівелювання використовують рейки довжиною 3 або 4 м. Рейки виготовляють з сухого видержаного лісоматеріалу хвойних порід, або з пластмаси та металу (інвару). З інва­ру виготовляють рейки для високоточного нівелювання, а з дере­ва і пластмаси - для точного та технічного нівелювання.