6.4 Техника нивелирования, основные источники ошибок определения превышений и мероприятия по обеспечению необходимой точности

Различают два способа геометрического нивелирования: из середины и вперед.

Нивелирование из середины

При этом способе нивелир, позволяющий получить горизонтальный луч, устанавливают между нивелируемыми точками А и В, в которых ставят вертикально рейки.

Место установки нивелира для работы называют станцией. Если нивелирование производят в направлении от точки А к точке В, то рейка, стоящая на точке А, называется задней, а точка В – передней. Высота горизонтального визирного луча над точкой А определяется отсчетом назад а по задней рейке, полученным по средней горизонтальной нити сетки, видимой в поле зрения зрительной трубы нивелира. Высота горизонтального визирного луча над точкой В определяется отсчетом в по передней рейке. Согласно рисунку «Нивелирование из середины», превышение между точками h=а-в, то есть при нивелировании из середины превышение равно отсчету назад минус отсчет вперед.

Нивелирование вперед

Нивелир устанавливают над задней точкой А. Измеряют высоту нивелира i, то есть расстояние по вертикали между визирной осью зрительной трубы и точкой, над которой установлен нивелир. Берут отсчет в по рейке, поставленной отвесно на точке В. Тогда

h=i-в 6.2

то есть при нивелировании вперед превышение равно высоте нивелира минус отсчет вперед.

Если превышения одной или нескольких точек определены при одной постановке нивелира (при одной станции), то такое нивелирование называется простым.

Если для определения превышения между двумя точками А и К требуется не одна станция, а несколько, то такое нивелирование называется сложным. То есть при сложном нивелировании из середины превышение конечной точки над начальной равно сумме всех отсчетов назад минус сумма всех отсчетов вперед.

Нивелирование «из середины» обладает следующими преимуществами перед нивелированием «вперед»:

1. При одном и том же числе установок прибора скорость выполнения работ увеличивается в два раза.

2. Погрешность прибора, уклоняющие визирный луч от горизонтального проложения, примерно одинаковы по знаку и размеру в заднем и переднем отсчетах и почти не входят в h.

3. Влияние кривизны Земли и рефракции почти полностью исключается в разности а-в.

7. Инженерные задачи

7.1 Построение круговой кривой методом прямоугольных координат

Для окончательного обозначения на местности круговой кривой на ней необходимо закрепить точки через расстояния S, зависящие от радиуса кривой. При R=100 м кривая разбивается через 25 метров, а при R=150 м – через 5 метров. Такие отрезки практически являются прямыми линиями. Существует много способов разбивки. Каждый их них применяется в зависимости от конкретных условий.

При разбивке круговой прямой способом прямоугольных координат принимается точка А, то есть НК и КК; осью иксов считается тангенс с направлением к вершине угла; осью игреков – радиус R между НК и КК и центром кривой.

При разбивке через дугу S имеем:

γs=(180º×S)/(π×R) 7.1

x1=R×sinγs 7.2

x2=R×sin2γs 7.3

y1=2×R×sin2(γs/2) 7.4

y2=2×R×sin2γs и т.д 7.5

Для нахождения на кривой точек 1,2,3…,n надо на тангенсе отложить отрезки x1, x2, …, xn и от полученных точек – перпендикуляры у1, у2, …, уn. Значения х и у выбирают из таблиц разбивки кривых по аргументам S и R.

Способ прямоугольных координат удобен в открытой местности.

Т=R×tg(α/2) 7.6

K=π×α×R/180º 7.7

Б=R×[1/cos(α/2)-1] 7.8

Д=2×T-K 7.9

φ=α×l/K 7.10

где R – радиус кривой

K - кривая

T – тангенс кривой или длина круговой кривой

Д - домер

Б - биссектриса

α – угол

φ – угол между точками кривой

l – расстояние угол между точками кривой

В нашем случае параметры кривой следующие: R= 50 K=61,06 T=35,01 Д=8,96 Б=11,04 α=70º φ=5,73º x1=4,99 y1=0,25 x2=9,93 y2=1 x3=14,78 y3=2,23 x4=19,47 y4=3,95 x5=23,97 y5=6,12 x6=28,23 y6=8,73 x7=32,21 y7=11,76

7.2 Передача отметок на пункт

Передача объекта на пункт служит для задания поверхности ориентированных отметок. Используется в строительстве.

Перенесение точки на проектную отметку производится относительно южного знака компаратора на участке к югу от футбольного поля. Бригада снимает отсчеты на заднюю и переднюю точки по черной стороне нивелирных реек. З=1668, П=1418. h=1668-1418=250. Чтобы увеличить превышение нужно поднять переднюю точку на 25 см. После передачи отметки на пункт отсчеты З=1668, П=1168, h=500.

7.3 Измерение высот объекта

Высоту дерева или какого-либо объекта определяет каждый студент, пользуясь теодолитом для измерения углов наклона, оптическим или нитяным дальномером для измерения расстояний. Задача сопровождается схемой, на основе которой выводится расчетная формула. Результат округляется до 0,01 м.

d=D×cos2νместности 7.11

hн=tgνн×d 7.12

hв=tgνв×d 7.13

hобъекта=hв- hн 7.14

где D – расстояние по дальномеру

d – горизонтальное проложение

νн – угол наклона при наведении на низ объекта

νв - угол наклона при наведении на верх объекта

hв, hн– превышение при наведении на верх (низ) объекта

h – высота объекта

Было получено задание : вычислить высоту двух берез и трубы. Высота березы№1= Высота березы№2= Высота трубы=