Б) Способы геометрического нивелирования
В практике геодезических работ применяют два способа геометрического нивелирования – из с е р е д и н ы и в п е р ё д.
При нивелировании из середины ( рисунок 2 а) в точках А и В устанавливают отвесно рейки, а нивелир – посередине между ними. Если по рейкам взять отсчёты "а" и "в" при горизонтальном положении визирного луча, то превышение h между точками А и В при нивелировании от точки А к точке В вычисляют по формуле
h = a – в
а)
Нивелирование "из середины "
б) Нивелирование " вперёд "
а в в
i
А В
А В
Рисунок 2 - Геометрическое нивелирование
При нивелировании вперёд ( рис.2 б) нивелир устанавливают в точке А, измеряют высоту прибора i, а затем горизонтальным лучом нивелира берут отсчёт по рейке " в". Превышение h между точками А и В и высоту точки В в обоих способах нивелирования вычисляют по формулам
h = i – в,
Н = НА + h.
Ч
асто
возникает задача определения высоты
точки, расположенной на значительном
удалении от точки с известной высотой.
В этом случае от точки с известной
высотой А
до определяемой точки В
прокладывают нивелирный ход ( рисунок
3 ),
a'' b''
a' b' В
a b 2 h3
h 2 h A-B = h1 +h2+h3
1 h1
А
Рисунок 3 - Нивелирный ход от точки А до точки В
состоящий из нескольких станций ( точек стояния нивелира ).
В этом случае превышение h между точками А и В будет равно сумме превышений, измеренных на станциях: между точками А и 1, 1 и 2, 2 и В
h А-В = h1 + h2 + h3 = h i,
где h1 = а - b; h2 = а'- b'; h3 = а''- b'' .
Высоту НВ точки В в этом случае вычисляют по формуле
НВ = НА + h i .
3 Нивелиры, нивелирные рейки и знаки а) Нивелиры, нивелирные рейки
Нивелир – геодезический прибор, с помощью которого определяют превышения между точками с помощью горизонтального визирного луча.
В соответствии с ГОСТ в России выпускаются следующие типы нивелиров:
высокоточные нивелиры Н-05 , определяющие превышения с погрешностью не более ±0.5 мм на 1 км хода;
точные нивелиры Н-3, определяющие превышения с погрешностью не более ±3 мм на 1 км хода;
технические Н-10, определяющие превышения с погрешностями не более ±10 мм на 1 км хода.
Нивелиры выпускаются с компенсаторами и лимбами. В этом случае маркировка следующая: Н-3К ( с компенсатором ) или Н-3Л ( с лимбом ).
У нивелиров, имеющих цилиндрический уровень при зрительной трубе, визирная ось устанавливается в горизонтальное положение путём приведения пузырька уровня на середину элевационным винтом.
У нивелиров, снабжённых компенсатором, визирная ось в горизонте устанавливается автоматически.
При геодезическом обеспечении строительства широкое применение получили нивелиры типа Н-3, имеющие цилиндрический уровень при трубе.
Нивелир Н-3 имеет зрительную трубу, состоящую из объектива, окуляра, сетки нитей, фокусирующей линзы, перемещаемой с помощью маховичка, расположенного на зрительной трубе. Для фиксирования нивелира в неподвижном положении имеется закрепительный винт. Для точного наведения нивелира на рейку имеется микрометренный винт трубы. Закрепительный и микрометренный винты располагаются под объективом зрительной трубы. Для приведения пузырька уровня на середину имеется элевационный винт, расположенный под окуляром трубы.
Нивелирование осуществляется при помощи нивелирных реек. Согласно ГОСТ 11158-83 нивелирные рейки выпускаются трёх типов - РН-05, РН-3, РН-10. При этом буквы означают " рейка нивелирная ", а цифры, стоящие после букв, указывают погрешности в мм на 1 км хода.
Рейка РН-05 - деревянная, на которую натягивают инварную ленту со штрихами через 5 мм. Применяют рейку при нивелировании 1, 11 классов.
Рейки РН-3, РН-10 - деревянные из хвойных пород дерева цельными и складными. Они могут иметь длину 1.5, 3.0, 4.0 м. К нижнему концу рейки ( пятке ) прибивается металлическая пластина толщиной 2 мм.
Каждый дециметр шкал оцифрован. С одной стороны деления чёрного цвета на белом фоне, с другой – красного. На чёрной стороне рейки нуль совпадает с пяткой рейки. На красных сторонах с плоскостью пятки совпадает другой отсчёт, например, 4700 или 4800. Таким образом, начало отсчёта по чёрной и красной сторонам смещено на определённую величину, что позволяет в процессе нивелирования контролировать правильность отсчётов: разность отсчётов по чёрной и красной сторонам одной и той же рейки должна быть постоянной.
Для точной установки реек вы отвесное положение к ним прикрепляют круглый уровень. В рабочем положении рейки удерживают с помощью ручек.
Рейки РН-3, применяют при выполнении нивелирования 111, 1V классов, технического нивелирования, а рейки РН-10 - при техническом нивелировании.
При проложении нивелирных ходов невысокой точности, например, при создании съёмочного высотного обоснования в точках установки реек забивают колья или металлические штыри, на которые ставят рейки.
При выполнении более точного нивелирования рейки устанавливают на специальные костыли или башмаки
а) костыль б) башмак
Рисунок 4 - Специальные предметы для установки реек
Костыль – металлический стержень со сферической головкой, на которую ставят рейку. Башмак – металлическая пластина, толщиной 15-20 мм, со сферической головкой для установки рейки.