2.2. Нивелирование продольное

Поверки глухого нивелира

1. Ось цилиндрического уровня должна быть перпендику­лярна к оси вращения инструмента.

2. Ось цилиндрического уровня и визирная ось трубы, должны быть параллельны.

Полевые работы

Полевые работы начинают с подготовки трассы для ниве­лирования. Провешивают, если нужно, магистраль, измеряют теодолитом углы поворота (если они имеются), разбивают кривые (в главных точках), разбивают пикетаж. В вершине поворота забивают кол и на нем пишут номер угла, расстоя­ние от предыдущего пикета и величину угла поворота.

Разбивка кривой

Для разбивки кривой необходимо знать ее элементы (рис. 6):

1. Угол поворота трассы φ,

2. Радиус кривой R,

3. Длину касательной (тангенс кривой)

Т = АВ = ВС,

4. Длину кривой К = ADC,

5. Биссектрису Б = BD,

6. Домер Д = 2Т—К.

φ и R известны. По их значению из

таблиц Бажеевского,.Федорова выбирают

остальные элементы кривой.

При разбивке кривой на мест­ности

Рис.6 назначают главные точки:

Элементы кривой начало кривой — А;

середина кривой — D;

. конец кривой — С

От вершин . угла в обоих на­правлениях трассы откладывают отрезки Т (тангенсы}. Найденные точки закрепляют колышками. Это начало и конец. кривой. Середина кривой получится, если по направлению биссек­трисы отложить отрезок BD = Б. Направление биссектрисы получают установкой теодолита в вершине угла и отложением - от направления ВА в сторону кривой угла β = 90^º - φ/2

Разбивка пикетажа

От начала кривой оси лентой отмеряют равные участки длиной по 100 м.

Конец каждого пикета отмечают колышком, вбитым в уро­вень с землей. На эту точку при нивелировании ставят рейку. В 10 см справа от пикетной точки походу забивают другой ко­лышек, так называемый сторожок, выступающий над землей на 15—20 см. На нем пишут номер пикета: ПК 1, ПК 2 и т. д. .

Кроме пикетных точек, по оси нивелирования отмечают полупикетные точки, в которых устанавливают нивелир, и плюсо­вые точки, отмечающие места перегибов скатов. Их отмечают также колышком и сторожком. На сторожке подписывают но­мер предыдущего пикета и расстояние от него в целых метрах, например ПК 3+18.

Если требуется изучить в высотном отношении не только ось трассы, но и полосы местности вдоль трассы, то на трас­се разбивают поперечники. Поперечники разбивают на раз­личном расстоянии один от другого. Длина их равна 20-100 м, Направление коротких поперечников устанавливают на глаз. При длине не более 60 м применяют эккер.

Задав направления поперечников, промеряют их мерной лентой или рулеткой и

в характерных точках рельефа заби­вают колышки (сторожки), на которых пишут

номер, напри­мер ПК 3+18 вправо 20, ПК 3+.18 влево 15 и т. д. Места по­перечников на оси трассы и номера точек на поперечнике ука­зывают в пикетажной книжке.

Одновременно с разбивкой пикетажа снимают полосу местности по 25—30 м в обе стороны от оси трассы. На этой полосе снимают луга, пашни, леса, реки, дороги, населенные пункты и т. д. Съемку произво­дят способом прямоугольных координат и засечек. Абрис съемки ведут в пикетажной книжке (рис. 7) на миллимет­ровой бумаге. Ось трассы неза­висимо от поворотов на мест­ности изображают прямой, а углы поворота — стрелками, возле которых пишут величину угла. По оси трассы отмечают пикеты, плюсовые точки, по­перечники и их нумерацию. В местах, где ситуация и рельеф сложны; пикетажная книжка ведется в масштабе 1: 200. Если местность ровная и ситуация несложная — в более мелком масштабе.

Рис.7. Ведение пикетажной книжки

Работа на станции

Нивелирование производят «из середины» по двум гори­зонтам инструмента или по двум сторонам рейки (черной и красной).

Работу на станции выполняют в следующем порядке. По­ставив инструмент двумя ножками в направлении оси трассы, приводят его в рабочее положение и визируют на рейку, уста­новленную на заднюю точку. Подъемными винтами оконча­тельно подводят пузырек уровня на середину. Производят об­счет по вертикально стоящей рейке. Результат записывают в журнал (табл. 4). Такие же операции выполняют при наведе­нии на рейку, стоящую на передней пикетной точке. Затем ме­няют горизонт инструмента и повторяют нивелирование. Если рейки двухсторонние, то пикет нивелируют вначале по черной, а затем по красной (другой) стороне рейки, не меняя при этом горизонта инструмента.

Отсчет производят по средней горизонтальной нити с точностью до миллиметра. Перед каждым отсчетом пузырек уровня следует поправлять на середину с помощью подъем­ных винтов инструмента или элевационным винтом у нивели­ра НВ-1. Для установки в отвесное положение рейка может иметь круглый уровень. Если уровень отсутствует, то в момент наблюдения рейку следует слегка покачивать, то есть накло­нять ее вперед и назад по направлению визирования.

Выполнив нивелирование пикета и записав отсчеты, в жур­нале вычисляют превышения при различных горизонтах инструмента (или по разным сторонам реек). Расхождения в превышениях не должны превышать 5 мм.. В противном случае наблюдения следует повторить. Убедившись в правильности выполненной работы дают команду заднему реечнику, и он последовательно обходит все плюсовые точки и точки на поперечниках на данном пикете. Отсчеты на эти точки делают при одном (втором) горизонте инструмента (или по одной стороне рейки, если рейки двухсторонние) и записывают в журнал графу «Промежуточный отсчет по рейке». После этого инстру­мент переносят на следующую станцию.

Последовательность записей в журнале обозначена цифра­ми в скобках (табл. 4). Записи (1), (2) являются отсчетами при первом горизонте инструмента;

(3), (4) — отсчеты при втором горизонте. Вертикальные графы 1—9 заполняют в поле. Все остальные графы заполняют при камеральной обработке материала.

Нивелировка в начале и конце хода должна быть привя­зана к реперам. Если в учебной обстановке привязку осу­ществить невозможно, то для установления «невязки» хода нивелирование выполняют в прямом и обратном направле­ниях.

Камеральные работы

Обработка журнала

Камеральные работы начинают с обработки полевого жур­нала. Внизу каждой страницы подсчитывают сумму задних и передних отсчетов и суммы превышений связующих точек. Разность сумм отсчетов назад и вперед должна быть равна сумме превышений. Когда будут вычислены отметки пикетов, выводят разность отметок последней и начальной пикетной точки. Эта разность также должна быть равна сумме превы­шений (исправленных). Когда постраничный контроль выполнен, вычисляют прак­тическую невязку

хода. Для хода, проложенного в прямом и обратном направлениях, эту невязку находят по формуле

f_hn = Σ h_прям - Σ h_обрат,

для замкнутого хода по формуле

f_hn = Σ h

и, наконец, для хода, проложенного между двумя реперами с известными отметками, по формуле

f_hn = Σ h– (H_з – H_п),

,

где Σ h_прям - сумма превышений прямого хода;

Σ h_обрат - сумма превышений обратного хода;

H_з - отметка заднего репера;

H_п - отметка переднего репера.

Предельную, допустимую невязку хода или замкнутого полигона .подсчитывают по формуле

f_hт = ±50 √ L,

где L — длина хода в одном направлении, км.

Если практическая невязка допустима, ее распределяют на все превышения с обратным знаком. По исправленным пре­вышениям вычисляют отметки связующих пикетных точек по формуле

H_п = H_п+1 + h

(см. журнал нивелирования, графы 10—12).

Отметки промежуточных (плюсовых) точек и точек на по­перечниках вычисляют по горизонту инструмента и формулам

ГИ = H_п + а; H _в = ГИ - в

(см. журнал нивелирования).

Горизонт инструмента на станции получают, если к отмет­ке задней связующей точки прибавить сделанный на неe от­счет по рейке (при втором горизонте инструмента). Отметка промежуточной точки равна разности высоты горизонта ин­струмента и отсчета по рейке на эту точку.

Построение профиля

Профиль - разрез местности, построенный но данным ни­велирования, уменьшенный в определенное число раз. Про­филь обычно вычерчивают на миллиметровой бумаге в двух масштабах, Вертикальный масштаб должен быть в 10 раз больше горизонтального. Образец профиля показан на рис. 8.

Проводят линию условного горизонта, на которой в приня­том для горизонтальных расстояний масштабе намечают пи­кетные и плюсовые точки по их расстояниям.

Рис. 8. Построение продольного профиля

Из полученных точек восстанавливают перпендикуляры, на которых откладывают отрезки, равные разности абсолютной отметки точки и отметки условного горизонта. Концы перпен­дикуляров соединяют прямыми лилиями и получают профиль по продольной оси трассы.

Ниже профиля должны быть добавлены следующие дан­ные.

В первой полосе под профилем шириной в 20 мм строится план трассы по данным пикетажной книжки. Ниже плана в полосках щириной 10, 15 и 10 мм соответственно наносятся расстояния до точек нулевых работ, красные и синие отметки, уклоны и их длина. Ниже в полосе шириной 15 мм, против соответствующих точек на профиле записывают их абсолют­ные (черные) отметки, округленные до сотых долей метра,

Далее в полосе 10 мм — расстояния, которые показаны верти­кальными линиями.

Между плюсовыми точками расстояния подписывают, а между пикетами нет. Под этой полосой подписываются номе­ра пикетов. В последней полосе шириной 20 мм вычерчивают ось трассы и кривые, где указаны начало, конец кривой и ее элементы, угол поворота, радиус, длина кривой и тангенсы.

Проектная линия и красные отметки выполняются красной тушью, рабочие отметки — синей, все осталь­ные вычерчиваются чёрной.

Поперечные профили строят в более крупном и одинако­вом для горизонтальных и вертикальных расстояний масштабе, обычно 1:500.

Под поперечным профилем, аналогично продольному, должны быть выписаны: проектные данные, черные отметки и расстояния между точками. Образец показан на рис. 9.

Масштаб 1: 500

Рис.9. Построение поперечного профиля

Для проведения на профиле проектной линии задаются отметкой начальной точки Но, длиной проектной, линии и ее уклоном i. Красные отметки пикетных точек вычисляют по формулам:

H₁ = H₀ + 100 xi;

H₂ = H₁ + 100 xi

Также вычисляют .красные отметки плюсовых точек. Разности между красными и черными отметками называются рабочими отметками, которые показывают высоту насыпи или глубину выемки.

Если между пикетными точками насыпь переходит в выемку или наоборот (точка нулевых работ), то вычисляют отметку точки перехода (синяя отметка) и устанавливают, в каком. месте происходит этот переход.

Для этого вычисляют расстояние от предыдущей пикетной точки по формуле х = ,

где а, b - абсолютные величины работах отметок на предыдущем и

последующих пикетах; l - расстояние между пикетами.

Рабочие отметки подписывают возле проектной линии: над линией – высоту насыпей, под линией – глубину выемки.