Тема 3 геометрическое нивелирование.

Геометрическое нивелирование позволяет определить превышение одной точки над другой с помощью горизонтального луча нивелира и отвесно установленных нивелирных реек.

Существует 2 способа геометрического нивелирования: нивелирование из середины и нивелирование вперед.

При нивелировании из середины, в точках А и В устанавливают отвесно нивелирные рейки, а нивелир устанавливают между точками А и В на одинаковом расстоянии между ними, не обязательно в створе линии.

h

А

В

а и в отсчеты по рейке до мм. Плечи до 150 м (неравенство плеч до 5 м).

h = а – в = З – П

Нивелирная рейка с сантиметровыми делениями (двухсторонняя). Если рейка двухсторонняя – берут отсчет по черной и красной стороне. Контроль по станции: 3 _К - З _чер = пятка 1

Пк – П ч = пятка 2

пятка 1 – пятка 2 ≤ 5 мм.

Пятка – это начальный отсчет по красной стороне рейки.

Так как, на каждой точке мы берем по два отсчета, то превышение считаем дважды: h₁ = З_ч – П_ч,

h₂ = З_к – П_к

Если рейки односторонние, то производят нивелирование дважды при разных высотах инструмента.

Н ивелирование вперед.

i - высота инструмента, измеряется стальной рулеткой или отсчитывается по нивелирной рейке от колышка до середины окуляра.

Превышение, может быть положительным или отрицательным.

В тех случаях, когда превышения между точками, расположенными на значительном расстоянии, с одной постановки нивелира определить нельзя, выполняется последовательное нивелирование или сложное

При таком нивелировании точки 1 и 2 – связующие точки, а точки постановки нивелира – станции.

Е сли нивелирование выполняется вдоль какого-то направления (вдоль дороги) – то такое нивелирование – продольное. Одновременно с продольным нивелированием могут производить поперечное нивелирование.

Связующие точки при продольном нивелировании на местности намечают и закрепляют обычно через равные интервалы, обычно через 100 м (это пикеты) и эти точки часто не совпадают с перегибами рельефа, а для строительства необходимо знать отметки этих точек, которые называют промежуточными или плюсовыми. Они обозначаются числом метров, соответствующим расстоянию от задней точки.

Отсчеты на промежуточные точки берутся только по черной стороне рейки. А отметки (высоты) промежуточных точек находят через горизонт инструмента (ГИ).

ГИ – называется высота визирного луча над уровенной поверхностью. ГИ равен отметке точки + отсчет по черной стороне рейки на эту же точку.

ГИ₁=Н_з+З_ч ГИ₁=Н_п + П_ч,

тогда отметки промежуточных точек будут равны:

Н₊₇₅=ГИ₁-Пр₊₇₅

Н₊₃₀=ГИ₂-Пр₊₃₀

Н₊₁₅=ГИ₃-Пр₊₁₅

Н₊₈₀=ГИ₃-Пр₊₈₀

Вычисление отметок через ГИ очень удобно, когда с одной станции были сделаны отсчеты на несколько промежуточных точек.

Если производят поперечное нивелирование, то точки поперечников нивелируют как промежуточные точки и высоты их определяют через горизонт инструмента (ГИ).

При больших продольных уклонах между пикетами не всегда возможно определить превышение между ними с одной постановки нивелира, тогда между пикетами берут дополнительные точки – Х- точки, но это при условии однородности уклона, т.е. нет между ними точек перелома уклона. Это при h 3м. Х – точки на продольном профиле не изображаются и расстояние до них не измеряется.

Если уклоны не однородны, а превышение 3 м, то точка перелома уклона может быть взята в качестве связующей точки. Расстояние до такой точки измеряется и эта точка изображается на продольном профиле.

Все измерения при нивелировании заносятся в журнал соответствующего образца. В полевых условиях на каждой станции производится контроль пяток реек. Вычисленная пятка рейки должна соответствовать фактической пятке рейки. Допустимое расхождение в вычисленных пятках реек должна быть не более 5 мм по модулю.

Нивелирный ход продольного нивелирования обычно прокладывается между точками с известными отметками. Такой ход называют разомкнутым.

Математическая обработка результатов нивелирования (обработка журнала нивелирования) выполняется в следующей последовательности:

1.Вычисляют сумму средних превышений по всему ходу нивелирования:

,

где – средние превышения - й станций.

2.Вычисляют теоретическую сумму превышений по ходу, равную разности отметок реперов, на которые опирается ход:

,

где – отметки реперов в конце и начале хода.

Если ход замкнутый, то .

3.Вычисляют практическую невязку нивелирного хода:

.

4. Вычисляют невязку, допустимую для данного хода, по формуле

,

где – длина нивелирного хода, км.

5.Если , то грубых ошибок в нивелировании нет, а полученную невязку можно распределить поровну между всеми средними превышениями. Для этого вычисляют поправки:

,

где – число станций.

Поправки вычисляют с округлением до 1мм.

При этом должно выполняться условие

.

6. Вычисляют исправленные превышения:

.

Они должны удовлетворять условию:

.

7. Вычисляют отметки связующих точек:

.

Контролем правильности вычисления отметок связующих точек служит точное получение в конце хода отметки конечного репера.

8. Если в ходе имеются промежуточные точки, то для этих станций вычисляют горизонт инструмента по формуле ГИ=Н₃+З_чер

9 .Отметки промежуточных точек вычисляют по формуле , если их несколько на одной станции