Методика измерений превышений.

Гидростатическое нивелирование широко применяется при монтаже прецизионных конструкций, требующем повышенной точности. Оно основано на использовании основных свойств жидкости и законов гидростатики:

1) Поверхность жидкости всегда устанавливается перпендикулярно направлению силы тяжести в данной точке;

2) В сообщающихся сосудах свободная поверхность жидкости всегда находится на одинаковом уровне, независимо от массы жидкости и сечения сосудов.

Таким образом, гидростатический нивелир состоит из двух сообщающихся сосудов, устанавливаемых на марки. Превышения «h» измеряют при прямом и обратном положении сосудов. Если отсчетам по микрометренным винтам присвоить название «заднего» и «переднего» (а), то превышение между точками А и В составит:

,

З₁ и П₁ - отсчёты по головкам заднего и переднего сосудов; d₁ и d₂ - расстояние от нуля шкалы до плоскости сосудов или:

При перестановке сосудов местами (б) получим:

(d₁ - d₂) - место нуля прибора. Суммируя и вычитая выражения для (а) и (б) получают:

и .

Наибольшее распространение для измерения осадок и деформаций сооружений получили переносные гидростатические нивелиры конструкции Мейсера.

Гидростатический нивелир Мейсера состоит из двух гидростатических сосудов. Сосуды соединены шлангом. Методика измерения:

1) Гидростатические сосуды с перекрытыми кранами 12 подвешиваются на реперные болты 1. Для этого оттягивается правый верхний фиксирующий винт и сосуд посадочным местом 4 (пяткой прибора) устанавливается на реперный болт 1, после чего этот винт отпускается;

2) Нижняя часть сосуда охватывается хомутом 11;

3) Юстировочными винтами 10 пузырёк круглого уровня 3 приводится в нуль-пункт;

4) Открывают краны 12 и ждут стабилизации положения уровней жидкости в сосудах (3-5 минут);

5) После успокоения жидкости производят измерения положения её уровней. Для этого вращением винтов 7 по возможности одновременно касаются концами штоков 8 поверхностей жидкостей в сосудах 9, после чего снимают отсчёты по микрометренному винту.

При нивелировании снимаются три пары отсчётов, после чего краны перекрываются и сосуды меняются местами.

После окончания измерения превышения между двумя марками краны снова перекрываются, и один из сосудов переносится на смежный реперный болт и производится измерение следующего превышения.

При выполнении измерений допустимы следующие расхождения:

1. Разница отсчётов по одной измерительной трубке при одном положении нивелира - 0,02 мм;

2. Разница отсчётов по передней и задней трубкам - 0,03 мм;

3. Колебание значения МО - 0,20 мм;

4. Допустимая невязка в полигоне: , гдеn - число станций в полигоне.

Уравнивание, оценка точности и вычисление отметок.

Результаты нивелирования из журнала выписываются на схему нивелирных ходов. Вычисляются невязки f_h: , где- сумма превышений, подсчитанная в полигоне в одном направлении.

Рассчитываются допустимые невязки в полигонах: , гдеm_h - СКО измерения превышения на одну станцию для принятого класса нивелирования, а n - число станций в полигоне.

Если вычисленная невязка превышает допустимую - измерения по полигону переделывают.

Уравнивание:

1. Рисуется схема уравнивания. На схеме внутри полигонов заготавливают столбцы для невязок и вписывают в них величины фактических невязок.

2. Рисуют столбцы распределения невязок вне каждого полигона;

3. Рассчитывают веса P_i каждого хода: ,n’ - число станций в ходе между узловыми точками, - число станций в полигоне. Контроль: сумма весов по полигону равняется 1;

4. Распределяют невязки по полигонам, начиная с максимальной;

5. Вычисляют поправки в ходы. Сумма поправок в ходы равняется невязке полигона с обратным знаком;

6. Вычисляют отметки марок. Для этого отметку одной из узловых точек принимают за 100 мм. При вычислении следует помнить, что знаки поправок соответствуют направлению обхода полигонов при вычислении невязок.