Лабораторна робота 6
Тема: Визначення висот методом геометричного нівелювання.
Мета роботи: вивчити методику і набути навичок виконання геометричного нівелювання, навчитись вести записи результатів вимірювання в журналі і виконувати необхідні обчислення.
Прилади та приладдя: нівелір Н-3, 2 рейки
Основні теоретичні положення
Геометричне нівелювання – це метод визначення перевищень шляхом візування горизонтальним променем за допомогою нівеліра і взяттям відліків по нівелірним рейкам.
Геометричне нівелювання за точністю поділяють на нівелювання I, II, III, IV класів і технічне нівелювання з допустимими, відповідно, нев’язками , , , , в ходах довжиною L км.
Технічне нівелювання застосовується для визначення висот точок знімального обгрунтування при виконанні топографічних знімань, виконанні трасування лінійних споруд а також при вирішенні різних задач в процесі будівництва і експлуатації інженерних споруд.
Нівелірний хід повинен прокладатися між двома найближчими висотними пунктами-реперами з відомими відмітками. Нівелювання виконується способом з середини, з допустимою розбіжністю відстаней до задньої і передньої рейок (не більше 10 м). Довжина візирного променя не повинна перевищувати 120 м, а в добрих умовах - 200 м. Розбіжність перевищень, визначених за чорними та червоними відліками задньої і передньої рейок допускається 5 мм. Відліки знімають тільки з середньої нитки.
Спостереження на станції виконують в такій послідовності:
а) встановлюють нівелір в робоче положення на визначеному місці;
б) наводять зорову трубу на задню рейку і, з’єднавши кінці бульбашки циліндричного рівня елеваційним гвинтом, знімають відлік з чорного боку рейки;
в) наводять зорову трубу на передню рейку і знімають відліки з чорного та червоного боків рейки;
г) наводять зорову трубу на задню рейку і знімають відлік з червоного боку рейки;
д) якщо є проміжні точки, то задню рейку послідовно ставлять на ці точки і знімають відліки з чорного боку.
Всі результати спостережень записують в журналі технічного нівелювання (табл.6.1).
Таблиця 6.1 – Журнал геометричного нівелювання
№№ ст |
№№ точок нівелю-вання |
Відліки з рейок
|
Переви-щення, h, мм |
Се- реднє, h сер, мм |
Горизонт приладу
|
Висоти точок, м |
||
задні |
передні |
проміжні |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
1 |
1472(1) |
|
|
|
|
|
180,000 |
|
|
6254(4) |
|
|
+122 (7) |
+2 |
|
|
1 |
2 |
4782(5) |
1350(2) |
|
|
+120 (9) |
|
180,122 |
|
|
|
6135(3) |
|
+119 (8) |
+122 |
|
|
|
|
|
4785(6) |
|
|
|
|
|
|
2 |
1571(10) |
|
|
|
|
|
180,122 |
|
|
6352(1) |
|
|
+43 |
+1 |
|
|
2 |
3 |
4781 |
1528(14) |
|
|
+42 |
|
180,165 |
|
|
|
6311(15) |
|
+41 |
+43 |
|
|
|
|
|
4783 |
|
|
|
|
|
|
3 |
2316(12) |
|
|
|
|
182,481 |
180,165 |
|
|
7100(13) |
|
|
-168 |
+1 |
|
|
3 |
4 |
4784 |
|
1037 |
|
-166 |
|
181,444 |
|
1 |
|
2484(16) |
|
|
-165 |
|
180,000 |
|
|
|
7264(17) |
|
-164 |
|
|
|
|
|
|
4780 |
|
|
|
|
|
Посторінковий контроль |
25065 25072 -7 -3,5 |
25072 |
|
-7 |
hc=-4 hт=0 fh=-4 |
|
|
Записавши в журналі відліки (1), (2), (3), (4), обчислюють різниці нулів («п’ятки») (5) і (6), для чого від відліків з червоного боку рейки віднімають відлік з чорного боку цієї ж рейки. Значення «п’ятки» контролює правильність зняття відліків з рейок.
Значення перевищень h обчислюють як різницю відліків по задній і передній рейках з чорних і червоних боків рейок, тобто (7)=(1)-(2) і (8)=(4)-(3).
(6.1)
де а – відлік по задній рейці;
b – відлік по передній рейці.
Якщо розбіжність між перевищеннями не перевищує 5 мм, то обчислюють їх середнє значення, яке заокруглюють до цілого числа. Якщо значення перевищень відрізняються більше як на 5 мм, то всі записи в журналі закреслюють, а вимірювання повторюють.
На наступній станції вимірювання записи і їх контроль виконують в такій же послідовності. В подальшій обробці обчислення в журналі контролюють посторінково. На кожній сторінці обчислюють суми відліків з задніх а і передніх b рейок, а також суми перевищень h і hс. Якщо обчислення виконані правильно, то повинна задовольнятись рівність
(6.2)
Розбіжність допускається на 1-2 мм за рахунок округлення середніх перевищень.
Перед обчисленням висот точок середні перевищення hс врівноважують. Для цього обчислюють нев’язку:
(6.3)
яку розподіляють з оберненим знаком пропорціонально числу перевищень з точністю до 1мм так, щоб сума поправок дорівнювала величині нев’язки з оберненим знаком. Сума теоретичних перевищень hт дорівнює нулю, коли нівелірний хід замкнутий, і різниці висот кінцевого та початкового реперів, коли хід розімкнутий.
Висоти передніх точок обчислюють шляхом алгебраїчного складання висоти задньої точки з виправленим перевищенням:
. (6.4)
Контролем такого обчислення буде одержання висоти вихідної точки в замкнутому ході або кінцевої точки в розімкненому ході.
Висоти проміжних точок обчислюють за горизонтом приладу, використовуючи формули:
, (6.5)
, (6.6)
де с – відлік по рейці на проміжній точці;
ГП – значення горизонту приладу;
Ha і а висоти задньої точки і відлік з чорного боку рейки на цій точці відповідно.
Порядок виконання роботи
1 Виконати технічне нівелювання ходу з 4-5 точок, які утворюють замкнутий полігон, записавши виміри в журнал геометричного нівелювання з двох-трьох станцій.
2 Виконати обробку журналу геометричного нівелювання і обчислити висоти всіх заданих точок, знаючи висоту вихідної точки, яку задає викладач
3 Оформити роботу.
Звітність з роботи
1 Короткі відомості.
2 Журнал геометричного нівелювання.
3 Відповідь на контрольні запитання.
Контрольні запитання
Як відрізняються відліки з чорного та червоного боків рейки?
Що означає «встановити нівелір в робоче положення»?
Що називають горизонтом приладу і чому він дорівнює?
Як контролюють відліки, зняті на станції геометричного нівелювання?
Який порядок роботи на станції при геометричному нівелюванні?
Для чого і як виконують посторінковий контроль?
Як обчислюють висоти точок за горизонтом приладу?
Як обчислюють і розподіляють нев’язку в замкнутому ході технічного нівелювання?