Набор учебников PDF Хороший солдат / Геодезия / Руководство к лабараторным работам

Лабораторный практикум составлен в соответствии с учебным планом и рабочей программой по дисциплине "Инженерная геодезия" для студентов 1-го курса строительного факультета дневной и заочной форм обучения в виде руководства, состоящего из двух частей.

Первая часть используется при изучении геодезических приборов и методики измерений, вторая часть – при решении задач по топографическим картам и планам, при решении задач по оценке точности измерений и при расчете разбивочных элементов для геодезической подготовки проекта сооружения.

Обе части руководства составлены однотипно. После выполнения каждой лабораторной работы предусмотрено составление отчета. Вопросы, которые должны быть отражены в отчете, приводятся в конце каждого раздела данного пособия.

Руководство может использоваться как на аудиторных занятиях, так и при самостоятельной работе студентов.

Автор: доцент, к.т.н. Резницкий Ф.Е.

Рецензенты: заведующий кафедрой "Геодезия и кадастры" Уральского государственного горно-геологического университета доцент, к.т.н. Коновалов В.Е.

профессор кафедры «Мосты и транспортные тоннели» УрГУПС к.т.н. Чернявский Б.Г.

© Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС) 2008

Литература

1. Инженерная геодезия. Учебник для вузов ж.-д. трансп. /Г.С. Бронштейн, В.Д.Власов, Н.С. Зайцева и др.; под ред. С.И.Матвеева. – М.; 1999. - 455 с.

2.Резницкий Ф.Е. Инженерная геодезия: Учебное пособие для студентов специальности 290900. – Екатеринбург: Из-во УрГУПС, 2000. -132 с.

3.Визгин А.А., Коугия В.А., Хренов Л.С. Практикум по инженерной геодезии: Учебное пособие для вузов. – М.: Недра, 1989. - 285 с.

4.Сборник инструкций по производству поверок геодезических приборов /Главное управление геодезии и картографии при СМ СССР. –М.: Недра, 1988.

-77 с.

1. УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ ТЕОДОЛИТА 2Т30

Задание

1.Изучить устройство теодолита 2Т30, назначение его частей.

2.Научиться центрировать прибор.

3.Научиться горизонтировать прибор.

4.Научиться готовить трубу к наблюдениям и визировать на точку.

5.Научиться брать отсчёты по горизонтальному и вертикальному кругам теодолита.

6.Изучить геометрическую схему теодолита.

7.Выполнить поверки и юстировку теодолита.

8.Составить отчёт о выполненной работе.

Методические указания к выполнению работы

1.1. Назначение и устройство теодолита 2Т30

Технический теодолит Т30 выпускался в сериях Т30, 2Т30, 2Т30П, 3Т30П, 4Т30П с обратным и прямым (П) изображением, даваемым зрительной трубой, со штриховым (Т30) и шкаловым (все остальные модели) микроскопом, неразъёмной конструкции (Т30…3Т30) и со съёмной подставкой (4Т30), в которую вмонтирован оптический центрир. Теодолиты 2Т30…4Т30 устроены принципиально одинаково.

Теодолит 2Т30 предназначен для измерения горизонтальных и вертикальных углов с точностью 30″. Труба теодолита снабжена нитяным оптическим дальномером с коэффициентом 100, позволяющим измерять расстояния с точностью порядка 1:300. С помощью буссоли можно измерять магнитные азимуты.

Основными частями теодолита являются горизонтальный и вертикальный угломерные круги (лимбы) и зрительная труба. Соосная с горизонтальным кругом вращающаяся часть теодолита называется алидадой.

Подставка теодолита 1 (рис. 1.1, 1.2) установлена на основании 2, которое служит дном футляра прибора. Основание скрепляется с головкой штатива с помощью станового винта. Подъёмные винты 4 и цилиндрический уровень 5 служат для приведения оси вращения прибора в отвесное положение. Для визирования на предмет служит зрительная труба 6. Она снабжена объективом, окуляром, фокусирующей линзой, диафрагмой с сеткой нитей (горизонтальных и вертикальных штрихов). Вид сетки нитей показан на рис. 1.3. С одной стороны трубы установлен оптический визир 9, с другой – цилиндрический уровень 3, ось которого параллельна визирной оси трубы. Диоптрийное кольцо 7 служит для фокусирования трубы по глазу наблюдателя. Кремальера 8 передвигает фокусирующую линзу, с помощью которой фокусируют трубу по наблюдаемому предмету. Оптический визир 9 служит для приближённого наведения трубы на

предмет. С помощью уровня при трубе 3 можно установить визирную ось в горизонтальное положение, т.е. использовать теодолит как нивелир.

Поворачивают алидаду на 90o (рис. 1.5,б). При этом объектив или окуляр трубы расположится над третьим подъёмным винтом. Вращая этот винт, приводят пузырёк уровня в нульпункт. Точность горизонтирования 0,5...1 деление уровня.

1.4. Подготовка трубы к наблюдениям

Подготовка трубы к наблюдениям – это фокусировка (установка) трубы по глазу наблюдателя. Для этого вращают диоптрийное кольцо 7 окуляра (рис. 1.1) и добиваются отчётливого изображения сетки нитей.

1.5. Визирование на точку

Визирование – это наведение центра (креста) сетки нитей на наблюдаемую точку. Закрепляют лимб. Ослабив закрепительные винты алидады 11 и трубы 12 (рис. 1.2), с помощью визира 9 наводят трубу на марку (наблюдаемую точку). При этом глаз следует располагать на расстоянии 5...20 сантиметров от окуляра. Закрепляют закрепительные винты. С помощью кремальеры 8 фокусируют трубу по предмету, т.е. получают резкое изображение наблюдаемой марки. С помощью наводящих винтов 14, 15 (рис. 1.1) совмещают крест сетки с центром марки.

1.6. Отсчитывание по кругам

Отсчёты по кругам делают с помощью шкалового микроскопа, окуляр которого расположен рядом с окуляром трубы. Яркость поля зрения микроскопа регулируют с помощью зеркала 19. Резкое изображение штрихов лимбов устанавливают вращением диоптрийного кольца 18 (рис. 1.1).

Горизонтальный и вертикальный круги теодолита 2Т30 разделены через 1°. Каждый градусный штрих оцифрован.

Поле зрения микроскопа теодолита 2Т30 показано на рис. 1.4. В верхней части, отмеченной буквой В, видны штрихи вертикального круга и шкалы, а в нижней, отмеченной буквой Г, – штрихи горизонтального круга и шкалы. Угло-

вой размер шкал равен одному градусу. Шкала содержит шесть больших – деся-

тиминутных – делений. Каждое большое деление разделено пополам, т.е. всего на шкале 12 делений, а цена наименьшего деления шкалы составляет 5′. От-

счетным индексом служит градусный штрих лимба, находящийся в пределах шкалы. Отсчет берут с точностью 0,1 наименьшего деления шкалы, т.е. с точностью 0,5′.

Следует помнить, что в пределах шкалы может находиться только один градусный штрих лимба.

По шкале для горизонтального круга минуты отсчитывают всегда слева направо от нуля шкалы до градусного штриха лимба. На рис. 1.4 отсчёт по горизонтальному кругу составляет 225° + 10′ + 0,4 5′ = 225° 12,0'.

Шкала для вертикального круга имеет двойную оцифровку. По нижнему ряду цифр (отрицательной шкале) берут отсчёт справа налево, когда в пределах

шкалы находится штрих вертикального круга с отрицательным знаком. На рис. 1.4 отсчёт по вертикальному кругу составляет

– (2° + 35′ + 0,5 5′) = – 2° 37,5'.

Если в пределах шкалы вертикального круга находится штрих лимба без знака, минуты и их доли отсчитывают по верхнему (положительному) ряду цифр слева направо.

1.7. Геометрическая схема теодолита

В процессе измерения углов плоскость горизонтального круга должна быть горизонтальной, а визирная (коллимационная) плоскость должна быть вертикальной. Для выполнения этих условий оси прибора (рис. 1.6) должны занимать следующее положение.

OКроме того, одна из нитей сетки должна быть перпендикулярна оси вращения трубы.

поверхности продольного сечения ампулы уровня в нульпункте.

Визирной осью трубы VV называется линия, проходящая через крест сетки нитей и оптический центр объектива.

Действия, в результате которых проверяется выполнение указанных геометрических условий, называются поверками теодолита.

Устранение обнаруженных несоответствий во взаимном положении осей прибора называется юстировкой (исправлением).

1.8. Поверки и юстировка теодолита

1.8.1. Поверка цилиндрического уровня при алидаде теодолита

Условие: ось цилиндрического уровня UU должна быть перпендикулярна оси вращения прибора ОО .

Установив уровень по направлению двух подъемных винтов (рис.1.5,а), приводят пузырёк в нульпункт. Поворачивают алидаду на 180°. Если пузырёк остался в нульпункте, условие выполнено. Если отклонение пузырька от нульпункта превышает 1 деление, то выполняют юстировку:

–вращая шпилькой (специальной иглой) исправительные винты уровня 21 (рис. 1.2), перемещают пузырёк в сторону нульпункта на половину дуги его отклонения; при этом сначала ослабляют один юстировочный винт, а затем подтягивают второй;

–приводят пузырёк в нульпункт с помощью двух подъёмных винтов, по направлению которых уровень был установлен.

Для контроля поверку повторяют. После выполнения юстировки уровня уточняют горизонтирование теодолита. Для этого поворачивают алидаду на

90° и третьим подъёмным винтом приводят пузырёк уровня в нульпункт. 1.8.2. Поверка коллимационной погрешности трубы

Условие: визирная ось трубы VV должна быть перпендикулярна оси вращения трубы HH.

Открепив алидаду, при положении трубы «круг лево» (Л) визируют на удалённую точку, расположенную примерно на линии горизонта прибора. Записывают отсчёт по горизонтальному кругу. Переводят трубу через зенит, открепляют алидаду и поворачивают её на 180°. Визируют на ту же точку при положении трубы «круг право» (П). Записывают второй отсчёт по горизонтальному кругу. Величина

с = 0,5(Л – П ± 180° )

называется коллимационной погрешностью трубы теодолита. Поверяемое условие выполнено, если с ≤ 2'. В противном случае можно изменить положение визирной оси трубы. Для этого наводящим винтом алидады устанавливают на горизонтальном круге свободный от влияния коллимационной погрешности отсчёт Л′или П′:

После установки вычисленного отсчёта крест сетки сместится с наблюдаемой точки. Свинчивают колпачок 22 (рис. 1.1), закрывающий юстировочные (исправительные) винты сетки нитей. Шпилькой ослабляют вертикальные юстировочные винты 21 (рис. 1.3). Затем с помощью горизонтальных юстировочных винтов перемещают крест сетки до совпадения с наблюдаемой точкой. После этого закрепляют вертикальные юстировочные винты. Для контроля поверку повторяют.

1.8.3. Поверка горизонтальности оси вращения трубы теодолита

Условие: Ось вращения трубы НН должна быть перпендикулярна оси вращения прибора ОО.

Соблюдение этого условия гарантируется заводом-изготовителем. Однако оно обязательно должно поверяться, если прибор используется для контроля вертикальности конструкций.

В 5…10 метрах от теодолита на стене выбирают высоко расположенную точку. Под ней на уровне горизонта прибора прикрепляют линейку. Визируют на точку. Опускают трубу и берут отсчёт по линейке. Переводят трубу через зенит, снова визируют на точку, опускают трубу и снова берут отсчёт по линейке. При совпадении отсчётов в пределах биссектора нитей условие считают выполненным. В противном случае положения оси вращения трубы исправляют в специализированной мастерской.

Следует помнить, что влияние недостаточного выполнения условий 2 и 3 (п.1.7) полностью исключается, если работа выполняется при двух положениях вертикального круга – Л и П.

1.8.4. Поверка положения сетки нитей

Условие: одна из нитей сетки должна быть перпендикулярна оси вращения трубы.

Наводят трубу теодолита на шнур отвеса. Если вертикальная нить сетки на всём своём протяжении совпадает со шнуром отвеса, условие выполнено. В противном случае сетку необходимо развернуть. Для этого снимают защитный колпачок 22 (рис. 1.1), ослабляют отвёрткой торцевые винты, скрепляющие окулярную часть с корпусом трубы, и поворачивают окуляр.

1.9.Контрольные вопросы

1.Для чего предназначен теодолит? Перечислите его основные части.

2.Перечислите закрепительные, наводящие и юстировочные винты.

3.Что называется центрированием прибора, как и с какой точностью оно выполняется?

4.Что называется нульпунктом уровня? Что означает выражение «привести пузырёк уровня в нульпункт»?

5.Что называется горизонтированием прибора, как и с какой точностью оно выполняется?

6.Как подготовить тубу к наблюдениям?

7.Что означает выражение «визирование на точку», в какой последовательности оно выполняется?

8.Какое приспособление применяется в теодолите 2Т30 для отсчитывания по лимбам? Укажите цену деления лимбов и шкал, точность отсчёта.

9.Нарисуйте схему отсчёта по горизонтальному кругу.

10.В чём состоит особенность взятия отсчёта по вертикальному кругу?

11.Нарисуйте геометрическую схему осей теодолита. Какие положения должны занимать оси теодолита в процессе измерения углов?

12.Что называется осью цилиндрического уровня и визирной осью трубы?

13.Как выполняется поверка и юстировка цилиндрического уровня?

14.Как выполняется поверка и юстировка коллимационной погрешности трубы теодолита?

15.Как выполняется поверка и юстировка сетки нитей?