Введение

Место прохождения инженерно-геодезической практики: Улица 20-летия Октября, г.Воронежа

Цель работы: закрепление полученных знаний, приобретение навыков работы с геодезическими приборами.

Необходимо выполнить:

• Проверка и юстировка геодезических приборов;

• Геодезические работы при создании геодезического обоснования;

• Теодолитная, высотная, тахеометрическая съемка;

• Специальные виды геодезических работ, а так же решение конкретных геодезических задач.

Виды работ:

1. Организационные мероприятия (формирование бригад, проведение инструктажа по технике безопасности, ознакомление с программой практики).

2. Проверка инструментов (теодолит, нивелир).

3. Создание геодезического съемочного обоснования (рекогносцировка местности, закрепление точек планово-высотного обоснования, проложение теодолитного хода, нивелирование точек теодолитного хода)

4. Теодолитная съемка (ознакомительно). Каждый студент должен выполнить съемку четырех контурных точек, используя различные способы съемки. Тахеометрическая съемка-1-2 станции на студента.

5. Построение совмещенного плана теодолитной и тахеометрической съемок.

6. Подготовка данных и вынос в натуру проектных осей (1 проектная точка на студента).

7. Геодезическое трассирование сооружений линейного типа (100м трассы на студента, ширина полосы съемки-20м от оси, число углов поворота-не меньше 2х, число поперечников-2 на бригаду).

8. Нивелирование поверхности по квадратам (размер площадки 50*50м, стороны квадрата-10м-выполняется бригадой).

9. Решение инженерно-геодезических задач (виды задач-по заданию преподавателя).

10. Полевой контроль и сдача инструментов.

11. Оформление отчета по практике с последующей проверкой руководителями и исправлением замечаний.

12. Сдача отчета.

Устройство и поверка нивелира н-3

Нивелированием называется совокупность геодезических измерений для определения превышений между точками, а также их высот.

В зависимости от применяемых приборов и измеряемых величин нивелирование делится на несколько видов.

Определение превышения одной точки над другой посредством горизонтального визирного луча называется геометрическим нивелированием. Осуществляют его обычно с помощью нивелиров. Они имеют зрительную трубу, цилиндрический уровень или компенсатор, круглый уровень, подставку с подъёмными винтами (см. рис. 1).

Согласно действующему ГОСТу нивелиры изготавливают трёх типов: высокоточные Н-05, точные Н3 (Н3К, Н3КЛ) и технические Н10 (Н10К и Н10КЛ). В названии Н – нивелир; 05, 3 и 10 – средняя квадратическая ошибка превышения на 1 км двойного нивелирного хода; К – компенсатор; Л – лимб.

В зависимости от того, каким способом визирный луч устанавливается в горизонтальное положение, нивелиры изготавливают в двух исполнениях:

• с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе, с помощью которого осуществляется горизонтирование визирного луча (рис. 1);

• с компенсатором – свободно подвешенная оптико-механическая система, которая приводит визирный луч в горизонтальное положение (рис. 2 и 3).

Точный нивелир Н3 предназначен для нивелирования III и IV классов, технический нивелир Н-10К для технического нивелирования.

В нивелире Н3 (рис. 1) увеличение зрительной трубы – 31,5^х, наименьшее расстояние визирования – 1 м, цена деления уровней: круглого – 10', цилиндрического – 15''.

Рис. 1.

Точный нивелир Н-3: а – вид со стороны круглого уровня; б – вид со стороны цилиндрического уровня; в – вид со стороны окуляра зрительной трубы без предохранительного колпачка: 1 – подъемные винты; 2 – элевационный винт; 3 – круглый уровень; 4 – кремальера; 5 – корпус зрительной трубы; 6 – наводящий винт; 7 – трегер; 8 – закрепительный винт; 9 – объектив; 10 – окуляр с диоптрийным кольцом; 11 – контактный цилиндрический уровень; 12 – юстировочные винты цилиндрического уровня; 13 – крышка; 14 – сетка нитей; 15 – металлическая пластина; 16 – крепежные винты сетки нитей

Нивелир крепят к штативу с помощью станового винта и пружинящей пластины. В отвесное положение ось вращения нивелира устанавливают по круглому уровню 2 с помощью подъемных винтов 1, винтовая нарезка которых входит в гнезда подставки (трегера). Для приближенного наведения трубы на рейку служит визир 5 с мушкой, для точного – наводящий винт 9, который работает, когда труба зафиксирована закрепительным винтом 8. Резкость изображения сетки нитей достигается вращением диоптрийного кольца окуляра 4, вращением кремальеры 6 получают четкое изображение рейки. Перед каждым отсчетом по рейке визирный луч нивелира устанавливают в горизонтальное положение элевационным винтом 3. При этом следят за изображением четвертей пузырька цилиндрического уровня 10, которые через систему призм передаются в поле зрения трубы (рис. 2). Если центр пузырька уровня совместить с нуль-пунктом ампулы, то произойдет оптический контакт – изображения четвертей пузырька уровня будут равными по длине и образуют в верхней части один овал (рис. 2, в). При наклоне оси уровня контакт нарушается (рис. 2, а, б).

Рис.2. Поле зрения зрительной трубы нивелира Н-3 при положениях пузырька цилиндрического уровня вне нуль-пункта (а,б) и в нуль-пункте (в)

Сетка нитей нивелира имеет один вертикальный и три горизонтальных штриха, из которых два крайних (коротких) служат для определения расстояний. Нивелиры с цилиндрическими уровнями требуют тщательной установки по уровню при работе с ними и постоянного контроля положения пузырька уровня при взятии отсчётов. Этого недостатка лишены так называемые авторедукционные нивелиры, у которых линия визирования автоматически устанавливается в горизонтальное положение с помощью специальных компенсаторов.

На рис. 3 приведен точный нивелир третьего поколения с компенсатором и лимбом 3Н-3КЛ, на рис. 4– технический нивелир второго поколения с компенсатором и лимбом 2Н-10КЛ. Данные нивелиры не имеют закрепительного винта, зрительная труба у них наводится на предмет вращением наводящего винта 2, фокусировка трубы осуществляется кремальерой 3 (рис. 3).

Нивелир 2Н10-КЛ предназначен для выполнения технического нивелирования. Предварительная установка нивелира (горизонтирование) осуществляется по круглому уровню с ценой деления 10'. Призменный компенсатор нивелира обеспечивает установку визирной оси в горизонтальное положение при наклонах подставки в пределах ±15'.

Рис. 3. Точный нивелир ЗН-3КЛ с компенсатором и лимбом: 1 – лимб; 2 – наводящий винт; 3 – кремальера; 4 – визир

Рис. 4. Технический нивелир 2Н-10КЛ

Техническое нивелирование выполняют для определения высот точек высотного съемочного обоснования и при решении различных инженерно-технических задач при изыскании, строительстве и эксплуатации линейных сооружений и промышленно-гражданском строительстве.

Поверки нивелира Н3

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения 6нивелира. Вращением подъёмных винтов приводят пузырёк уровня на середину (нуль-пункт). Верхнюю часть нивелира поворачивают на 180 град.. Если пузырёк не сместился , то условие выполнено. В противном случае юстировочными винтами уровня перемещают его к нуль пункту на половину дуги отклонения, затем подъёмными винтами приводят на середину. После этого нивелир поворачивают на 180 град. и если пузырёк опять сместился с середины, исправление повторяется.

2. Визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня. Поверку выполняют двойным нивелированием по способу вперёд точек А и В, прочно закреплённых металлическими костылями на расстоянии 50-70 м. один от другого. Если визирная ось зрительной трубы не параллельна оси цилиндрического уровня, то в отсчёты по рейке войдёт погрешность Х.

Проверка внешнего состояния и комплектности нивелира

Проверку внешнего состояния и комплектности нивелира производят осмотром. Визуально проверяют чистоту оптических деталей зрительной трубы, контрастность и четкость одновременного изображения нитей сетки, концов пузырька контактного уровня. Убеждаются в отсутствии коррозии и дефектов на приборе, которые могут затруднить работу с прибором. Комплектность нивелира должна соответствовать указанной в паспорте нивелира.

Проверка работоспособности нивелира

Проверку работоспособности нивелира и взаимодействие его подвижных узлов производят опробованием. При опробовании обращают внимание на исправность всех частей нивелира, отсутствие качаний в подъемных, наводящих и закрепительных винтах; плавность вращения окуляра, элевационного винта. Проверяют исправность зеркала подсветки уровня и крепления всех подвижных частей нивелира и стопорных винтов. Юстировочные винты должны занимать среднее положение. При проверке нивелира с компенсатором необходимо убедиться, что подвесная система компенсатора и демпфер работают.

Проверяют исправность штатива, убеждаются, подходит ли становой винт к нивелиру. Подтягивают все винты и гайки на штативе и проверяют его устойчивость. Для этого нивелир устанавливают на штатив и приводят его в рабочее положение; наводят трубу на рейку и запоминают по ней отсчет. Затем слегка нажимают на головку штатива, после чего опять отсчитывают по рейке. При устойчивом штативе отсчеты по рейке и положение пузырька незначительно отличаются от первоначального. При проверке нивелира с компенсатором при легком постукивании по штативу отсчет по рейке не должен изменяться. Если отсчёты различаются значительно, то следует установить и устранить причины неустойчивости штатива.

Проверка круглого (установочного) уровня

Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Ось круглого уровня – нормаль к поверхности шлифовки уровня в точке нуль-пункта.

Зрительную трубу устанавливают параллельно двум подъемным винтам. Тремя подъемными винтами приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт и поворачивают верхнюю часть нивелира вокруг вертикальной оси на 180° . Если после этого пузырек уровня останется в центре ампулы, то условие выполнено. В противном случае пузырек приводят в первоначальное положение, перемещая его на первую половину дуги отклонения при помощи юстировочных винтов уровня к нуль-пункту, а на другую половину - подъемными винтами. После этого проверку повторяют до выполнения условия. По окончании проверки юстировочные винты надежно закрепляют.

Проверка правильности установки сетки нитей зрительной трубы

Проверку правильности установки сетки нитей производят для того, чтобы убедиться, что вертикальная нить сетки при среднем положении пузырька уровня совпадает с отвесной линией, а горизонтальная нить сетки перпендикулярна к вертикальной оси нивелира.

Для выполнения проверки на расстоянии 10 - 15 м от нивелира закрепляют отвес. Приводят нивелир в рабочее положение и наводят вертикальную нить сетки на нить отвеса. Если один конец вертикальной нити сетки отклоняется от нити отвеса более чем на 1 мм (определяется линейкой), то установку сетки нитей исправляют. Для этого отвинчивают винты (под отвертку), крепящие окулярную часть, и отсоединяют ее от корпуса трубы, тем самым освобождают доступ к оправе сетки нитей. Ослабив винты 16 (рис.6,в), крепящие оправу, слегка поворачивают ее до совпадения изображения вертикальной нити сетки и нити отвеса. После этого винты закрепляют и устанавливают на место окулярную часть. Проверку повторяют, чтобы убедиться, что вертикальная нить установлена правильно.

Проверку правильности установки горизонтальной нити сетки производят следующим образом: приводят нивелир в рабочее положение, наводят краем горизонтальной нити на четко видимую цель, находящуюся на удалении около 10 м от нивелира. Медленно перемещают в горизонтальной плоскости зрительную трубу наводящим винтом и следят, не отклоняется ли горизонтальная нить с выбранной цели. При отклонениях более 1 мм выполняют юстировку сетки нитей так же, как для вертикальной нити.

Проверка правильности установки цилиндрического уровня при трубе

Для нивелира с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе необходимо выполнение следующего главного условия: ось цилиндрического уровня должна быть параллельна оси визирования зрительной трубы.

Проверку правильности установки цилиндрического уровня выполняют в два последовательных этапа:

а) отвесная плоскость, проходящая через ось цилиндрического уровня, должна быть параллельна отвесной плоскости, проходящей через визирную ось зрительной трубы;

б) проекция на отвесную плоскость угла (i) между осью цилиндрического уровня и визирной осью трубы должна быть не более установленной величины (по инструкции - 20").

Для проверки первого условия нивелир устанавливают в 50 м от рейки, при этом один подъемный винт подставки должен быть направлен в сторону рейки. Тщательно горизонтируют прибор, совмещая элевационным винтом концы пузырька уровня (см. рис.7, в), фокусирующим винтом добиваются четкого изображения и записывают отсчет. Далее подъемными винтами дают боковой наклон оси прибора (примерно на два полных оборота винта), следя при этом, чтобы отсчет по рейке не изменялся, и отмечают положение концов пузырька уровня. Те же операции необходимо проделать при боковом наклоне оси в противоположную сторону. Если в обоих случаях концы пузырька уровня остаются в совмещенном положении или смещаются в обоих случаях в одинаковом направлении, установка уровня считается правильной. В противном случае (см. рис.7,а, б) должна быть выполнена юстировка уровня с помощью горизонтальных исправительных винтов 12 (см. рис.6,в) при цилиндрическом уровне 11 (см. рис.6,б), предварительно необходимо ослабить один из вертикальных исправительных винтов 12.

Проверку второго условия следует проводить одним из следующих способов:

• нивелированием вперед (рис.5);

• нивелированием из середины в сочетании с нивелированием вперед (рис.6);

• нивелированием с разными плечами (рис.7).

Количество приемов при каждом способе измерений должно быть не менее трех. В каждом приеме определяют угол i. За окончательное значение угла i принимают среднее арифметическое из всех результатов. Расхождение отдельных значений угла i не должно превышать 5".

Способ нивелирования вперед основан на принципе двойного нивелирования двух точек 1 и 2, закрепленных на местности костылями или кольями на расстоянии около 50 м.

Нивелир устанавливают над одной из точек, приводят его в рабочее положение, измеряют высоту прибора h1 над точкой 1 и берут отсчет l2 по рейке, установленной в точке 2. Меняют местами нивелир и рейку, повторяют операции и получают высоту h2 и отсчет l1. Значение угла i вычисляют по формуле

где S - расстояние между точками 1 и 2; r = 206265" - число секунд в радиане.

Юстировка угла i выполняется с помощью вертикальных исправительных винтов 12 (см. рис.2, в) при цилиндрическом уровне, предварительно слегка ослабив один из горизонтальных винтов 12.

В лаборатории второе условие поверки можно выполнить методом кондукторов. Для этого закрепляют металлические линейки на противоположных стенах лаборатории на одном уровне от пола. Нивелир устанавливают на станции, приводят его в рабочее положение, берут отсчеты а и b, соответственно по дальней и ближней линейкам. Если отсчеты одинаковы или различаются на 1 мм, то условие поверки выполняется.

В противном случае полученный отсчет по дальней линейке считается неправильным. Необходимо определить правильный отсчет а₁, для чего рулеткой измеряют расстояния до дальней D₁ и ближней D₂ линеек и вычисляют отсчет а₁ по формуле

Для юстировки визирную ось трубы устанавливают элевационным винтом на правильный отсчет а1, при этом пузырек цилиндрического уровня отклоняется с нуль-пункта. Отклонение устраняют вертикальными исправительными винтами 12 (см. рис.2,в) при цилиндрическом уровне, предварительно слегка ослабив один из горизонтальных винтов 12.

Примечание. У нивелиров с компенсатором проверяют угол между горизонтальной плоскостью и визирной осью трубы (выполняют только второе условие проверки). Проверку проводят как для нивелиров с уровнем при трубе. Юстировку выполняют вертикальными исправительными винтами (под шпильку), расположенными на окулярном колене трубы.