![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Мовчан С.Ф. Геодезические работы при монтаже строительных конструкций учеб. пособие для проф.-техн. учеб. заведений
.pdfстоит 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=2а— ЪЬ, |
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
![](/html/65386/283/html_2m7HugUV0d.nTMl/htmlconvd-9WOLL730x1.jpg)