3. Обработка журнала геометрического нивелирования

Выполненные в процессе полевых работ на станции нивелирования отсчёты по рейкам регистрируют в журнале нивелирования (см. табл. 1.3).

Для проверки правильности проведённых на каждой станции нивелирного хода измерений проводят контрольные вычисления. Они заключаются в вычислении по полученным отсчётам разности пяток реек, т. е. вычисляют разность отсчётов по красной и чёрной сторонам и записываются ниже указанных отсчётов (см. табл. .2.2). Эти разности не должны отличатся от значения пятки контрольной шкалы 4785 мм более чем на 5 мм.

Заполнять журнал нивелирования нужно таким образом, чтобы каждая страница журнала начиналась задними отсчётами по рейке и заканчивалась передними. Новая страница журнала должна начинаться задними отсчетами по рейке на той же точке, передними отсчётами на которой была закончена предыдущая страница.

Затем вычисляют превышения одной связующей точки над другой. Превышения вычисляют дважды по разностям отсчётов по чёрной и красной сторонам рейки и вычисляются средние превышения. Если полученное среднее превышение не является целым числом, то оно округляется до ближайшего чётного числа.

Например, превышения на первой станции в таблице 2.2 равны:

h₁ =1572 – 1689 = –117мм,

h₂ = 6359 – 6473 = –114 мм.

Среднее превышение составит h_ср = –116 мм.

Если между двумя смежными пикетами хода, например, между пикетами 7 и 8 в табл. 1.3, превышение невозможно определить с одной станции, то эту процедуру проводят с нескольких станций. При этом между пикетами выбирают дополнительные иксовые связующие точки, расстояние до которых не измеряется. Нивелирование же выполняют обычным образом, т.е. определяют отсчёты по чёрной и красной сторонам рейки.

Наряду со связующими точками выполняют нивелирование промежуточных, являющихся точками перегиба рельефа и расположенных на оси трассы дороги. Они не участвуют в передаче высоты и потому отсчёты на них производятся только по чёрной стороне рейки. Эти точки называются плюсовыми.

После того, как страница журнала заполнена полностью, выполняют постраничный контроль. Он заключается в проверке соблюдения следующего условия:

где Σa и Σb – суммы отсчетов по черной и красной сторонам соответственно задних и передних реек; Σh_ср – сумма средних превышений на данной странице журнала. Вследствие выполненных округлений h_ср указанное условие может иметь расхождение на 1-3 мм.

Например в табл. 2.2 сумма средних превышений равна

Σh_ср =3058, а 1/2 (45 594 – 39 476) = 3059 , т.е. отличается на 1мм , что допустимо.

Таблица 2.2

Пример составления журнала геометрического нивелирования

Наиме-нование точки	Отсчёты на рейках в мм			Превышения		Гори-зонт прибора	Отметки точки в метрах
	Зад-ний	Перед-ний	Промежу-точный	Занивели-рованые	Сред-нее
Рп №1 ПК0	1572 6359 4787	1689 6473 4784		–117 –114	–3 –116		130,117 129,998
ПК0 +38,92(НК) ПК1п ПК1к ВУ № 1	1946 6731 4785	2847 7634 4787	735 506 201	–901 –903	–4 –902	131,944 131,942 131,939	129,998 131,207 131,436 131,741 129,092
ВУ № 1 ПК2п	2812 7595 4783	350 5138 4788		+2462 +2586	–4 +2460		129,092 131,548
ПК 2п ПК2к +67,21(КК)	2793 7579 4786	206 4993 4787	2753	+2587 +2586	–4 +2586	134,341 134,338 134,336	131,549 131,505 134,130
+67,21(КК) ПК3 +30 +67	1711 6496 4785	2681 7465 4784	203 2674	–970 –969	–4 –970	135,841 135,839 135,857	134,130 135,636 133,655 133,156 130,117

∑а = 4559 ∑в = 39476 ∑h_cр= +3058 3,039

3059 – 19

3039

Выполнив вычисления и контроль всех страниц журнала, приступают к уравниванию нивелирного хода. С этой целью вычисляют невязку нивелирного хода по формуле:

где – сумма средних превышений всего хода;

и – отметки реперов соответственно начального и конечного, значения которых приведены в таблице 1.4.

Полученные значения невязки сравнивают с допустимой, которая определяется по формуле:

мм,

где L – длина хода в км.

Длину хода от репера 1 до репера 2 принять равной 1,6 км, считая, что суммарная длина привязочных ходов от репера 1 до ПК0 и от ПК12 до репера 2 равна 400 м.

В задании указаны такие исходные данные, при которых в случае правильности обработки журнала технического нивелирования фактическая невязка не превышает допустимую. Результаты вычислений и контроля измерений по нивелирному ходу записываются в конце журнала нивелирования. Если условие соблюдается, то выполняют уравнивание нивелирного хода. Уравнивание отметок производят путём введения поправок в средние превышения, причём поправки вносятся с обратным знаком невязке. Поправки определяются по формуле;

где n – число станций в нивелирном ходе.

Например: 51 : 13 = 3 (12 в остатке),

3 × (13 – 12) + 4 × 12,

то есть в данном случае на одной станции вводят поправку – 3мм, а на других 12 станциях вводят поправки по 4мм со знаком (–). Поправки записывают в журнале над средними превышениями, как это показано в таблице 2.2.

С помощью уравненных превышений вычисляют отметки связующих точек. Например, на первой станции отметка ПК0 будет равна (см. табл. 2.2);

Н_ПКО = 130 117 – 116 – 3 = 129 998 мм.

На каждой странице журнала делается контроль вычислений отметок связующих точек, например:

133,156 – 130,117 = 3,039 = 3,058 – 0,019 = 3,039 м.

Здесь: 133,156 – отметка последней связующей ПК3+67 на этой

странице;

130,117 – отметка первой связующей точки (Рп №1) на этой странице;

3,058 – сумма средних превышений;

(–0,019) – сумма поправок среднее превышение на этой

странице.

Отметки промежуточных точек определяются после вычисления всех отметок связующих точек по формуле:

Н_ср = ГП_ср – С_ч,

где ГП_ср – средние значения горизонта прибора на данной станции;

С_ч – отсчёт по чёрной стороне рейки, установленной на

промежуточной точке;

ГП_ср – высота визирного луча над уровенной поверхностью,

определяется как среднее из двух результатов :

где ГП₁ = Н_задн + а_ч ; ГП₂ = Н_перед + в_ч .

Здесь а_ч и в_ч – отсчёты по чёрным сторонам соответственно задней и передней реек.

Например, применительно к таблице 2.2 требуется определить на второй станции отметки промежуточных точек ПК0+38,92; ПК1п и ПК1к. При этом а_ч = 1942мм, в_ч = 2847 мм. Значения ГП равны:

ГП₁ = 129,998 + 1,946 = 131,944 м;

ГП₂ = 129,098 + 2,847 = 131,939 м;

ГП_ср = (133,944 + 133,939) : 2 = 131,942 м.

Таким образом:

Н_ПК0+38,92 = 131,942 – 0,735 = 131,207 м;

Н_ПК1п = 131,942 – 0,506 = 131,436 м;

Н_ПК1к = 131,942 – 0,201 = 131,741 м.