книги из ГПНТБ / Сысоев, К. А. Основы геодезии и картографии учебное пособие для техникумов

Рис. 54. Нивелир НЗ и установка уровня

на его пузырька не изменяется при изменении температуры. На корпусе трубы нивелира прикреплены мушка 3 и целик 2 для приближенного наведения по ним трубы на рейку. Сетка нитей не имеет исправительных винтов.

У описанных нивелиров при работе на зыбких грунтах пузы­ рек уровня сходит с середины трубки, поэтому приходится все время при отсчетах по рейке следить за положением пузырька уровня и его подправлять. Указанный недостаток в значитель­ ной мере устраняется у нивелиров с самоустанавливающейся линией визирования НСМ-2А.

Этот нивелир имеет специальное устройство (компенсатор), автоматически поддерживающее линию 'визирования в горизон­ тальном положении и позволяющее работать при наклоне оси трубы в пределах ±10'. На станции нивелир приводят в рабо­ чее положение двумя взаимно перпендикулярными цилиндри­ ческими уровнями. При отсчетах по рейкам за положением пу­ зырьков уровней не следят. При наклоне же оси трубы на угол

оси. В этом случае нужно подвести пузырьки уровней на сере­ дину подъемными винтами. Рассмотрим полевые поверки основ­ ных условий, которые должны быть выполнены у нивелиров НГ и НЗ.

У нивелира НГ должны быть соблюдены следующие условия.

П е р в а я п о в е р к а . Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна к оси вращения инструмента. Это усло­ вие поверяют так же, как и в теодолите, в следующем порядке.

1. Устанавливают трубу с уровнем по направлению дв подъемных винтов и, вращая их в разные стороны, приводят пу­ зырек уровня к контакту изображений двух его половинок, на­ блюдаемых в лупу трубки уровня.

90

2.Вращают трубу с уровнем на 180°, и если при этом изобра­

жения концов пузырька не разойдутся, то условие соблюдено. В противном случае исправляют положение оси уровня. Для этого расхождение концов пузырька уменьшают наполовину ис­ правительным винтом при уровне. Поверку повторяют в описан­ ном порядке до тех пор, пока условие будет выполнено.

Рис. 55. Поверка параллельности осей трубы и уровня

Приведение оси вращения нивелира в отвесное положение (иначе нивелира в рабочее положение) выполняют в два приема.

а. Установив нивелир на станции и расположив трубу с ци­ линдрическим уровнем по направлению, параллельному линии, проходящей через два любых подъемных винта, вращают их в разные стороны и приводят пузырек уровня к контакту изобра­ жений двух его половинок, наблюдаемых в лупу трубки уровня.

б. Повернув трубу с уровнем на 90° и вращая третий подъ­ емный винт по направлению, на котором стоит цилиндрический уровень, приводят пузырек его на середину трубки.

В т о р а я п о в е р к а . Визирная ось трубы должна быть па­ раллельна оси цилиндрического уровня,

3. Это условие поверяют нивелированием одной и той же линии ЛВ длиной 75—100 м с двух станций (рис. 55). Первый раз нивелир приводят в рабочее положение на станции С — по­ середине линии. Рейки устанавливают на колышки в точках А и Б и по ним делают отсчеты а\ и Ь\. По этим отсчетам, если

d[ = 70—90 м, d2= 5—10 м, и по рейкам берут отсчеты а2 и Ь2. Если превышение h2= a 2—b2 будет отличаться от превыше­ ния /гь полученного нивелированием из середины, не более чем на 4 мм, то нивелир пригоден к работе. В противном случае

производят исправление положения визирной оси.

4. Для этого определяют ошибки хйг и Хъг в отсчетах а2 и Ъ2, взятых со станции D, по следующим формулам:

91

Отсчеты по рейкам берут в миллиметрах, расстояния d\ и d2 — в метрах; ошибки ха2 и хъ2 получают положительные или отрицательные (в миллиметрах).

5. На величину полученных ошибок хй2 и хь2 исправляю отсчеты а2 и Ь2 по рейкам и получают верные отсчеты по фор­ мулам

а — а2 — ха2

(25>

Ь = ь „ - xb2

по которым и исправляют положение визирной оси.

Для этого, ослабив боковые котировочные винты, передви­ гают вертикальными винтами сетку нитей вниз или вверх до тех пор, пока в поле зрения трубы, наведенной на рейку в точ­ ке А, против горизонтальной нити будет виден верный отсчет а, а на рейке В при наведении на нее трубы — отсчет 6. По­

зрительную трубу направляют на стену и на ней отмечают ка­ рандашом точку против проекции горизонтальной нити. За­ крепив зажимной винт трубы, ее медленно вращают наводящим винтом в горизонтальной плоскости. Если нить не сходит с на­ меченной точки, то условие выполнено. В противном случае ис-

92

4

правление достигают поворотом всей сетки около геометрической оси трубы.

При работе с нивелирами НЗ поверяют следующие условия.

П е р в а я п о в е р к а . Ось круглого уровня должна быть па­ раллельна оси вращения нивелира.

7. Для поверки этого условия пузырек круглого уровня при­ водят, действуя тремя подъемными винтами, в центральную ок­ ружность. Затем вращают трубу около оси вращения инстру­ мента на 180°. Если пузырек не выйдет из окружности, то ус­ ловие выполнено. В противном случае котировочными винтами перемещают пузырек к центру на половину его отклонения. По­ верку повторяют несколько раз.

В т о р а я п о в е р к а . Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси трубы.

8. Поверку этого условия выполняют так же, как вторую по­ верку нивелира НГ. При несоблюдении этого условия исправ­ ляют не визирную ось трубы, так как сетка нитей закреплена наглухо, а ось цилиндрического уровня приводят в положение, параллельное визирной оси. Для этого элевационным винтом приводят горизонтальную нить сетки на верный отсчет. Откло­ няющийся при этом пузырек уровня от нульпункта приводят к совмещению изображений его концов, видимых в поле зрения трубы, вертикальными винтами при уровне. Чтобы убедиться

висправлении ошибки, поверку повторяют.

§36. ПРОДОЛЬНОЕ И ПОПЕРЕЧНОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

Нивелирование какой-либо линии местности, проводимое с целью определения отметок характерных точек рельефа вдоль

Это обычно ломаная линия с углами поворота, величина кото­ рых не превышает 180°. Углом поворота оси нивелирования счи­ тают угол между продолжением предыдущего направления оси и последующим направлением ее вправо или влево от продол­ женного направления. Продольное нивелирование ведут по оси будущего сооружения: дороги, канала, трубопровода и т. д.

Перед работой с нивелиром на оси нивелирования сначала

длиной 100 м, считая их по горизонтальной проекции. Если на­ клон местности более 3°, то на оси откладывают отрезки больше 100 м на величину поправки за наклон ее к горизонту (ем. § 11). Точки на оси нивелирования, для которых определяют высоты, называют п и к е т н ы м и . Эти точки закрепляют на местности и нумеруют, начиная с нулевой в начале оси. Каж­ дый номер пикетной точки определяет расстояние ее от начала

93

оси. Например, пикетная точка 5 (ПК 5) означает, что от нача­ ла оси до нее расстояние равно 500 м.

Если между соседними пикетными точками имеются харак­ терные переломы линий, то эти точки также закрепляют на местности и называют их п л ю с о в ы м и или п л юс а м и . Они обозначаются указанием расстояния до них от предыдущей пи­ кетной точки, например ПК 5+40 м. К плюсовым точкам от­

ляют колышками длиной 20—25 см и толщиной 5—б ом, заби­ ваемыми вровень с землей. Рядом с ними забивают колышкисторожки длиной 40—50 см и толщиной 4—б см, выступающие над поверхностью земли на 20 см, которые служат для отыска­ ния точек. На затеске сторожка, обращенной к точке, пишут обозначение точки.

Для изучения рельефа местности, прилегающей к оси ниве­ лирования, часто производят нивелирование <в поперечном на­ правлении. Для этого на местности разбивают поперечники пер­ пендикулярно к оси нивелирования, по обе стороны от нее. Дли­ на поперечников 'может быть различной в зависимости от целей нивелирования. Для каналов и дорог, например, поперечники берут длиной по 25—50 м в обе стороны от оси. На поперечни­ ках закрепляют точки заметных переломов (местности и на сто­ рожках записывают их положение в плане, например: ПК 15+ +40 м, право+10, лево +20 м. Ось продольного нивелирования часто привязывают к государственным или ведомственным репе­ рам для передачи от них абсолютных отметок на пикетные точ­ ки оси нивелирования. Расстояния между нивелирными точками в ходе берут, как правило, не более 100 м.

При разбивке пикетажа в поле ведут от руки чертеж в пи­ кетажном журнале, изготовленном из миллиметровой бумаги. Посередине каждой страницы журнала проводят жирно черным карандашом прямую линию, которую принимают за выпрямлен­ ную ось нивелирования. На ней отмечают все пикетные и плю­ совые точки, ставят их номера, указывают стрелками повороты,, подписывают величину углов поворота. Вдоль оси нивелирова­ ния определяют по буссоли азимуты или румбы отдельных от­ резков ее между углами поворота, а также, пользуясь экером и рулеткой, ведут съемку ситуации способом перпендикуляров, или засечек и результаты измерения заносят на чертеж. Пер­ пендикулярно к оси нивелирования вычерчивают поперечники.. На рис. 56 дана страница из пикетажного журнала, на которой показан чертеж продольной оси между ПК 0 и ПК 5. Пикетаж­ ный журнал является основным полевым документом, и всезаписи в нем должны выполняться тщательно и четко.

После разбивки в натуре пикетажа производят нивелирова­ ние всех точек данной оси. Так как ось продольного нивелиро­ вания является относительно длинной линией, содержащей не-

94

*

Рис. 56. Страница пикетажного журнала

Рис. 57. Сложное нивелирование

сколько пикетов, то нивелирование их ведут с нескольких стан­ ций; такое нивелирование называют с л о ж н ы м (рис. 57) в. отличие от простого, когда превышение двух точек, удаленных на расстояние не более 100 м, получают нивелированием с од­ ной станции. Сложное нивелирование, как правило, выполняют способом из середины, и превышения отдельных пикетов при этом могут быть как положительные, так и отрицательные. Об­ щее превышение h двух крайних точек А и В оси продольного нивелирования равняется алгебраической сумме отдельных пре­ вышений (2/г), или сумме всех отсчетов назад без суммы всех отсчетов вперед, а также разности отметок крайних точек,

где НА и Нв — соответственно отметки крайних точек оси ни­ велирования.

На крутом скате иногда невозможно пронивелировать пол­ ный пикет с одной станции, так как визирный луч нивелира «бьет» в землю или идет выше рейки. В этом случае пикет раз­

95.

Рис. 58. Схема продольного и поперечного нивели­ рования

ко для определения превышений [между пикетными точками с нескольких станций. Иксовые точки закрепляют колышками и

и задней для последующей, называется связующей. Точки, рас­ положенные в промежутках между связующими точками, на которые берут отсчеты с одной станции, называются промежу­ точными.

Пикетные и иксовые точки при нивелировании всегда явля­ ются связующими. Плюсовые точки, как правило, являются промежуточными, но в тех случаях, когда плюсовая точка ис­ пользуется и в качестве иксовой при нивелировании пикета, она является связующей.

. Порядок производства нивелирования на каждой станции несколько изменяется в зависимости от типа нивелира и реек, применяемых при работе. Нивелирами НГ и НЗ и односторон­ ними рейками работу на станции выполняют в такой последо­ вательности.

1. Нивелир на штативе прочно устанавливают на оси ни лирования или в стороне от нее на равных расстояниях от свя­ зующих точек с возможным отклонением в ту или другую сто­ рону до 5 м и приводят его в рабочее положение (см. § 35). Затем трубу поочередно направляют на рейки, установленные на связующих точках, и делают отсчеты сначала по задней рей-’

96

П р о д о л ж е н и е т а б л . 13

ке а\, затем по передней Ьх. Перед каждым отсчетом по рейке контролируют положение пузырька уровня, и если он хоть нем­ ного отклонится от середины, его обязательно устанавливают на пульпункт подъемным винтом, расположенным вдоль оси ни­ велирования, или у нивелира НЗ — злевационным винтом.

2. Для контроля нивелирования меняют высоту инструмент (снижают или повышают его на несколько сантиметров), снова приводят его в рабочее положение и при новом горизонте сни­ мают по рейкам отсчеты: по задней а2, по передней Ь2. Вычис­ ленные превышения должны быть равны, т. е. а\—Ь\ = а2—Ь2, или расхождения между ними не должны превышать 4 мм. После поверки отсчетов на связующие точки заднюю рейку пе­ реносят и поочередно устанавливают на всех промежуточных точках, расположенных между ними, и производят по ней от­ счеты только при втором горизонте нивелира. На рис. 58 пока­ зана схема продольного и поперечного нивелирования. На плане дана ось с расположением на ней станций, связующих и про­

му — на промежуточных точках, которые заносятся в нивелир­ ный журнал (табл. 13) при производстве работ в натуре. На всех последующих станциях работа по нивелированию повторяется аналогично. С двусторонними рейками нивелирование выполня­ ют, не меняя высоты инструмента, в таком порядке:

—снимают отсчеты по красным делениям рейки на задней,

азатем на передней точках;

98

—повернув рейки другой стороной, по черным делениям берут взгляд вперед, а потом назад;

—проверив правильность полученных двух значений пре­ вышения на станции, нивелируют промежуточные точки, беря

отсчеты на них только по черным делениям рейки.

§ 37. ОБРАБОТКА НИВЕЛИРНОГО ЖУРНАЛА, СОСТАВЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ

Задачей обработки журнала нивелирования является получе­ ние отметок всех точек, пронивелированных вдоль оси. Рас­ смотрим порядок обработки результатов нивелирования, при­ веденных в табл. 13, для некоторой части нивелирного хода

(см. рис. 58).

1. По отсчетам нивелирования из середины (графы 3 и 4) вычисляют превышения по формуле h= a—b. Например, на станции 1 при первом горизонте hi = 1683—476= + 1207 мм и при втором горизонте h2= 1580—373=4-1207 мм (графа 6). Из этих превышений, если они различаются не более чем на 4 мм, определяют среднее значение (графа 7). Таким способомвы­ числяют превышения между связующими точками для всех станций нивелирного хода. Если нивелирный ход сомкнутый, то алгебраическая сумма всех превышений теоретически должна равняться нулю. В нивелирном ходе, проложенном между двумя реперами, алгебраическая сумма всех превышений должна рав­ няться разности отметок конечного и начального реперов. В дей­ ствительности же практическая сумма превышений в этих хо­

где L — число километров нивелирного хода, то ее распределя­ ют равномерно по всем средним превышениям и получают ис­ правленные превышения (графа 8).

2. Отметки связующих точек (графа 10) вычисляют после­ довательно по превышениям (формула (21)). Например,отметка нулевой точки определена по исходной отметке репера (R 40).

//0 = //п + Л = 126,418 + 1,207 = 127,625 м и т. д.

^■40

3. Отметки промежуточных точек вычисляют по горизонту инструмента (формула (22)). В данном примере на станции 3 вычислен второй горизонт инструмента, при котором взяты от­

126,588—1,750=124,838 м.

4. Контроль вычислений нивелирного журнала осуществляют