Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Мовчан С.Ф. Геодезические работы при монтаже строительных конструкций учеб. пособие для проф.-техн. учеб. заведений

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.55 Mб
Скачать

стоит рейка, до точки пересечения рейки горизонталь­ ным лучом визирования) по рейке, установленной на передней точке1 В. Отсчет по рейке часто называют

а)

6)

Рис. 7. Схема геометрического нивелирования:

а—по способу «вперед», б—по способу «из середины»

взглядом. Таким образом, превышение h между двумя точками, определяемое по способу «вперед», равно вы­ соте инструмента минус взгляд вперед:

h = і — b.

(5)

Если известна отметка точки А, то отметка точки В будет

HB = HA + h,

(6)

т. е. высота определяемой точки равна высоте исходной точки плюс соответствующее превышение между этими точками.

Подставив значение h из формулы (5) в выражение (6), получим:

 

# в = # а

і — b.

1

Точку, относительно которой

определяют превышение, при­

нято называть задней, а вторую точку — передней.

20

*

 

Величину ( Я д + і ) , представляющую собой высоту линии визирования над уроненной поверхностью, назы­

вают горизонтом инструмента и обозначают ГИ.

Следо­

вательно,

 

НВ = ГИ — Ь,

(7)

т. е. при нивелировании «вперед» высота передней точ­ ки равна горизонту инструмента минус отсчет (взгляд) на эту точку.

Описанный способ нивелирования «вперед» на' прак­ тике применяют редко (см. § 9), так как по точности и надежности, а также по производительности труда он значительно уступает способу нивелирования «из сере­

дины».

 

 

 

При

и и в е л и р о в а и и и

«из

с е р е д и и ы»

(рис.

7,6)

нивелир ставят примерно посередине между

двумя

точками А и В, превышение

между которыми

нужно определить. На обе точки устанавливают рейки. Приведя визирную ось трубы в горизонтальное положе­

ние, наводят трубу сначала на заднюю

рейку (на

точ­

ке А), затем

на переднюю

(на

точке В)

и берут по ним

отсчеты

а

(взгляд назад)

и

b (взгляд вперед)

. Из

рис. 7,6

видно, что

 

 

 

 

 

 

h = a — b,

 

(8)

т. е. при нивелировании «из середины» превышение пе­ редней точки над задней равно взгляду (отсчету) назад минус взгляд (отсчет) вперед.

Если передняя точка будет ниже, чем задняя, то пе­ редний отсчет по абсолютной величине окажется больше заднего ш превышение получится отрицательным.

При геометрическом нивелировании отметка задней точки обычно бывает известна из предыдущих измере­ ний. Зная отметку Я А точки Аѵ находим Яв=Яд -і-/г. Подставив в последнее выражение значение h из фор­ мулы (8), получим:

 

Я в = Я А + а — Ь.

 

Как

и при нивелировании,

«вперед»,

величина

( Я А + а )

представляет собой высоту линии визирования

над уровенной поверхностью, т. е. горизонт

инстру­

мента

 

 

 

 

ГИ = Я А +

а.

( 9)

21

Значит, при нивелировании «из середины» горизонт инструмента равен высоте задней точки плюс взгляд на

эту заднюю точку.

 

 

Из приведенных формул

следует:

 

Нв=;ги

— ь,

(Ю)

т. е. при нивелировании «из середины» отметка перед­ ней точки равна горизонту инструмента минус взгляд на эту точку.

Установки нивелира называют стоянками, станция­ ми или штативами. Если превышение между двумя точ­

ками определяют в

результате одной

установки

инстру­

мента (одной станции) между ними,

то такое

нивели­

рование называется

п р о с т ы м .

 

 

С одной станции можно определить превышение между точками, находящимися друг от друга на рас­ стоянии до 150—200 м. Чем больше расстояния от ин­ струмента до реек (плечи), тем ниже точность нивели­ рования. Если расстояние между точками больше 200 м или точки имеют между собой значительное превыше­ ние, приходится прибегать к установке инструмента в нескольких местах, т. е. делать несколько станций, об-

Уробенная поверхность

Рис. 8. Схема сложного геометрического нивелирования

22

разующих нивелирный

ход. Такое

нивелирование

назы­

вается

с л о ж н ы м .

 

 

 

 

При

сложном нивелировании

(рис. 8)

точки,

общие

для двух смежных

станций, называются

связующими.

Превышение конечной точки В над исходной А , т. е. разность (#в — Н а ) , равно сумме отдельных превыше­ ний между связующими точками, полученных на каж­ дой станции, т. е.

Яв — HA =

h1 +

h2

+

hs

+ . . .

+

hn.

(11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

Обозначим сумму

(h\ + h2

+ h3+

... +hn)

через

2 h,

тогда:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я В

- Я а

=

2 А .

 

 

(12)

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

Так как Іг=а—Ь,

то

2

А=2аЪЬ,

т. е. сумма

пре-

вышений между двумя точками при сложном нивелиро­ вании равна сумме взглядов назад минус сумма взгля­ дов вперед.

По степени точности и назначению геометрическое нивелирование может быть I , I I , I I I и IV классов, а так­ же техническим. Проектирование и строительство раз­ личных инженерных сооружений чаще всего обслужи­

вается

техническим

нивелированием, нивелированием

IV класса, иногда I I I .

 

 

В каждом

конкретном случае

точность выполнения

нивелирования

обусловливается

допусками,

содержа­

щимися

в проектном

задании или технических

условиях.

§ 7. Инструменты для геометрического нивелирования; их типы и устройство

Нивелиры различают по точности и способу установ­

ки их линии визирования в горизонтальное

положение.

В зависимости от точности нивелиры делятся на три

группы: высокоточные для нивелирования

I и I I

клас­

сов, точные для нивелирования I I I и IV классов

и тех­

нические.

По способу установки различают нивелиры, визир­ ную линию которых устанавливают горизонтально по скрепленному со зрительной трубой цилиндрическому уровню, и нивелиры с самоустанавливающейся линией

23

визирования. Нивелиры первого типа часто называют уровенными, а второго — самоустанавливающимися.

Нивелиры, визирную линию которых устанавливают по цилиндрическому уровню. В настоящее время выпу­ скают только глухие нивелиры (см. рис. 9, 14 и» 15). Это значит, что у них зрительная труба и цилиндриче­ ский уровень соединены наглухо с подставкой и имеют лишь совместное вращение вокруг вертикальной оси вращения инструмента. Нивелиры с перекладывающи­ мися трубами сейчас не выпускают, они все реже встре­ чаются в производстве, а потому в этой книге не опи­ саны.

Благодаря высоким оптико-механическим качествам, портативности, малому весу и удобству в работе наи­ более распространенным в строительных организациях

является нивелир НВ-1; все чаще

встречаются выпуска­

емые с 1969 г. нивелиры НЗ и HT.

 

Н и в е л и р НВ-1. Основанием

инструмента (рис.9)

 

 

Рис. 9. Нивелир

НВ-1:

 

/ — столик штатива, 2 — пружинящая

пластин­

ка.

3 — втулка вертикальной

осн.

4 — круглый

уровень,

5 — элевацнонный

винт,

б — окуляр­

ное

колечко,

7 — целик, S — коробка

контакт­

ного

цилиндрического уровня, 9 — кремальера,

10

опорная

площадка, / / — мушка,

12— объ­

ектив,

13 —

закрепительный

винт

трубы,

14 — мнкрометренный винт трубы,

15 — трегер,

 

 

 

16 — подъемный

винт

 

 

24

служит треножник (трегер 15) с тремя подъемными винтами 16. Подъемные винты упираются в прорези "треугольной пружинящей пластинки 2 с резьбовой втулкой для станового винта, с помощью которого ни­ велир прикрепляют к столику 1 штатива.

Зрительная труба нивелира НВ-1 и ее опорная пло­ щадка 10 совместно вращаются в горизонтальной пло­ скости на вертикальной цилиндрической оси, входящей во втулку 3. Чтобы было удобнее наводить на рейку, на корпусе трубы установлен целик 7 с мушкой И. После грубой наводки положение зрительной трубы фиксиру­ ют закрепительным винтом 13 и, сфокусировав враще­ нием кремальеры 9 изображение рейки, уточняют наведение. Для этого трубу плавно вращают в горизон­ тальной плоскости с помощью микрометренного (наво­ дящего) винта 14.

Главной частью нивелира является контактный ци­ линдрический уровень, коробка 8 которого прикреплена сбоку к корпусу зрительной трубы. Цилиндрический уровень представляет собой изготовленную из стекла ампулу (рис. 10), внутренняя отшлифованная поверх-

/г 3

Рис. 10. Ампула цилиндрического уровня

вразрезе:

/— внутренняя отшлифованная поверхность, 2 — пузырек, 3 — внешняя поверхность

ность / которой имеет веретенообразную форму. Ампу­

ла, наполненная серным эфиром или

спиртом,

вставле­

на в металлическую оправу. Небольшое

пространство

внутри

ампулы,

заполненное

парами

жидкости,

образу­

ет пузырек 2 уровня.

3

 

 

 

 

 

 

На

внешней поверхности

ампулы нанесена

шкала

из

равных делений

(обычно через 2 мм).

Середина этой

шкалы

называется

нулыгунктом

уровня, а прямая линия

UU' касательная

к внутренней

сферической

поверхно­

сти

ампулы

в

нульпункте,

 

осью

 

цилиндрического

уровня.

Ось

цилиндрического

уровня

занимает

горизои-

25

талы-юе положение тогда, когда концы пузырька рас­ положены симметрично относительно пульпункта. Чув­

ствительность уровня

характеризуется

ценой

деления

уровня

— величиной

угла (в секундах),

на который на­

клонится ось уровня

при смещении пузырька

от нуль-

пункта на одно деление шкалы. Чем меньше

значение

цены

деления, тем уровень чувствительнее, точнее.

Со стороны окуляра коробка цилиндрического уров­ ня закрывается подвижной крышкой, под которой нахо­ дятся крепящие торцовую часть оправы уровня юсти-

ровочные

винты

два горизонтальных и два

верти­

кальных.

С

помощью

этих

винтов

посадку

цилиндрического уровня на инструменте при необходи­ мости можно изменять.

Если

ось

цилиндрического

уровня

займет горизон­

тальное

положение,

то устанавливается горизонтально

и зрительная

труба

нивелира,

точнее

— ее

визирная

ось. В окулярной части трубы

установлена

диафрагма

со стеклом в металлической оправе. На стекле награви­ рованы тонкие прямые линии — сетка нитей, изображе­ ние которой в поле зрения трубы фокусируют враще­

нием

окулярного

колечка 6

(см. рис. 9). У нивелира

НВ-1

сетка (рис. 11,а) состоит

из трех горизонтальных

 

 

 

 

 

и одной вертикальной нитей. Во­

 

 

 

 

 

ображаемая

прямая,

проходящая

 

 

 

 

 

через

оптический центр

объекти­

 

 

 

 

 

ва и центр

(центральное

перекре­

 

 

 

 

 

стие)

сетки

нитей, и служит

ви­

 

 

 

 

 

зирной осью зрительной трубы. В

 

 

 

 

 

соответствии

с этим

при

геомет-

Рис. п. Виды

сетки

іш- п И ч е с

к о м

нивелировании

отсчеты

 

теи нивелиров:

 

 

 

 

 

ПО центру

 

 

а - д л я технического

и точ-

С Л е д у е т б р З Т Ь

С в Т К И

нога

нивелирования,

б д л я

нитей. Практически

отсчеты

по

высокоточного

нивелнпова-

»

^

 

 

 

о

горизон­

 

,,ня

 

 

 

рейке

берут

по средней

 

 

 

 

 

тальной

нити.

 

 

 

Крайние горизонтальные нити сетки являются дальномерными и их можно использовать для приближен­ ного определения расстояния от инструмента до точки установки рейки. Для этого надо количество сантимет­ ровых делений рейки и их долей, видимых в поле зре­ ния трубы между крайними нитями сетки, умножить на коэффициент дальномера. Коэффициент нитяного даль­ номера у всех геодезических инструментов, как прави­ ло,26 близок к 100,0.

У нивелира НВ-1 и у других нивелиров уровенного типа в поле зрения зрительной трубы (рис. 12) посред­ ством системы призм передаются и изображения кон-

а) Ю В)

Рис. 12. Поле зрения зрительной трубы нивелира НВ-1 при нахождении пузырька цилиндрического уровня вне нульпункта (а, б) и в нульпункте (s)

цов пузырька цилиндрического уровня. Эти изображе­

ния освещаются через

боковое

окно в коробке уровня

с помощью откидного

зеркала.

Положению пузырька

уровня на середине (в нульпункте) соответствует совме­ щение (контакт) изображений половинок противопо­

ложных концов пузырька (рис. \2,в), поэтому

уровень

и называется контактным.

 

Цилиндрический уровень компенсирован. В

ампулу

вложена стеклянная палочка, занимающая часть ее объема. Благодаря уменьшению количества жидкости длина пузырька с изменением температуры изменяется весьма незначительно. Поэтому как в жаркую, так и в морозную погоду контакт изображений половинок кон­ цов пузырька, приведенного в нульпункт, происходит в поле зрения трубы.

Перед отсчетом по рейке нивелировщик, глядя в окуляр, наблюдает за положением пузырька цилиндри­ ческого уровня и вращает элевационный1 винт 5 (см. рис. 9), имеющий тонкую резьбу с малым шагом. Этот винт позволяет быстро и точно совместить изображения концов пузырька уровня, приведя тем самым ось ци-

1 Слово «элевационный» в переводе на русский язык значит «подъемный». С помощью элевацнонного впита зрительная труба может в небольших пределах наклоняться в вертикальной плос­ кости.

27

лнндрмческого уровня и визирную ось зрительной тру­ бы в горизонтальное положение.

Для того чтобы при наведениях на рейки не прихо­ дилось всякий раз подолгу вращать элевацнонный винт, на каждой станции начинают с того, что приводят ин­ струмент в рабочее положение: инструмент устанавли­ вают так, чтобы его ось вращения расположилась отвесно. Ось вращения нивелира приводят в отвесное положение с помощью 'Подъемных винтов 16 (см. рис. 9)

по круглому уровню 4, прикрепленному

к опорной пло­

щадке 10 тремя юетировочным'и винтами

(с отверстиями

в головках).

 

Круглый уровень представляет собой круглую стек­ лянную ампулу, наполненную серным эфиром или спир­

том

и заключенную в металлическую оправу. Внутрен­

няя

сторона верхней стенки ампулы (рис. 13,а) отшли-

 

V.

U'

 

а)

6)

Рлс. 13. Ампула круглого уровня:

а — разрез, б — шід

сверху

фована по сферической поверхности определенного

радиуса. За

нульпункт

круглого

уровня

принимают

центр

концентрических

окружностей,

награвированных

на верхней

стенке

(рис.

13,6)

ампулы.

Осью

круглого

уровня

называют

нормаль UU'

к

внутренней

сфериче­

ской поверхности его ампулы, проходящую через нульпункт. Вращая три подъемных винта, пузырек кругло­ го уровня приводят в нульпункт. При этом ось круглого уровня, а с нею и ось вращения нивелира устанавлива­ ются отвесно.

Нивелир НВ-1 относится к группе точных; его мож­ но использовать для технического нивелирования, а так­ же для нивелирования IV и I I I классов.

28

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ