D и С называют связующими. Если известна отметка точки А, можно определить отметку точки В: HB = HA+∑hi. Такую схему нивелирования называют нивелирным ходом (Х.Н.).
42.Тригонометрическое нивелирование.
Тригонометрическое нивелирование - метод определения разностей высот точек на земной поверхности по измеренному углу наклона и длине наклонной линии визирования или её проекции на горизонтальную плоскость.
При тригонометрическом нивелировании превышение между точками определяют по измеренным вертикальным углам и расстояниям между точками (горизонтальным проложениям). Тригонометрическое нивелирование позволяет с одной станции определить практически любое превышение между точками, имеющими взаимную видимость, но его точность ограничена из-за недостаточно точного учёта влияния на величины вертикальных углов оптического преломления и уклонений отвесных линий, особенно в горной местности.
Превышение определяется по измеренному теодолитом (кипрегелем, эклиметром) углу наклона линии визирования с одной точки на другую
(α) и расстоянию между этими точками (S). Тригонометрическое нивелирование применяется при топографической съемке и других работах
Тригонометрическое нивелирование – определение превышения между точками с помощью наклонного визирного луча
В точке А устанавливают теодолит, в точке В – рейку. Рулеткой или рейкой измеряют высоту теодолита. Используя вертикальный круг теодолита, определяют угол наклона визирной оси трубы ν при её наведении на какую-либо точку рейки. Расстояние от этой точки до пятки рейки называется высотой визирования l. Длину линии АВ измеряют лентой или дальномером.
43.Схема устройства и поверки нивелира Н-3.
Рис.2. Точный нивелир Н-3:
а – вид со стороны круглого уровня; б – вид со стороны цилиндрического уровня; в – вид со стороны окуляра зрительной трубы без предохранительного колпачка: 1 – подъемные винты; 2 – элевационный винт; 3 – круглый уровень; 4 – кремальера; 5 – корпус зрительной трубы; 6 – наводящий винт; 7 – трегер; 8 – закрепительный винт; 9 – объектив; 10 – окуляр с диоптрийным кольцом; 11 – контактный цилиндрический уровень; 12 – юстировочные винты цилиндрического уровня; 13 – крышка; 14 – сетка нитей; 15 – металлическая пластина; 16 – крепежные винты сетки нитей
1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.Тремя подъемными винтами приводят пузырек круглого уровня в центр ампулы и поворачивают верхнюю часть нивелира на 180°. Если после этого пузырек уровня останется в центре ампулы, то условие выполнено. В противном случае исправительными винтами круглого уровня перемещают пузырек к центру ампулы на половину дуги отклонения, а затем подъемными винтами приводят его в центр. Поверку повторяют до полного выполнения условия.
2.Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна к оси вращения нивелира.Поверка горизонтальной нити сетки производится следующим образом. С помощью круглого уровня ось вращения нивелира устанавливают в отвесное положение. Наводят пересечение сетки нитей на неподвижную рейку, установленную на расстоянии 15-25м, и замечают точку наведения (отсчет). Если при вращении трубы по азимуту с помощью наводящего винта горизонтальная нить не уклоняется от точки наведения, т.е. отсчет по рейке остается неизменным, то условие выполнено. В случае невыполнения этой поверки отвинчивается и снимается окулярная часть зрительной трубы и поворачивается сетка на требуемый угол.
3.Визирная ось зрительной трубы и ось цилиндрического уровня должны находиться в параллельных вертикальных плоскостях при отвесном положении оси вращения нивелира.Приведя по круглому уровню ось вращения нивелира в вертикальное положение, совмещают при помощи элевационного винта изображения концов пузырька уровня и производят отсчет по рейке. Действуя подъемными винтами, придают нивелиру небольшой боковой наклон, следя, чтобы отсчет по рейке не изменился, и замечают положение изображений концов пузырька уровня. Приведя прибор в начальное положение, проверяют отсчет по рейке и вновь наклоняют нивелир теми же подъемными винтами, но в противоположную сторону, сохраняя неизменным отсчет по рейке. Если изображения концов пузырька не расходятся или расходятся в обоих случаях в одну сторону, то условие выполнено. При расхождении изображений концов пузырька в разные стороны положение оси уровня исправляют боковыми юстирвочными винтами.
4.Визирная ось должна быть параллельна оси цилиндрического уровня
(главное условие).Это условие проверяют двойным нивелированием точек концов отрезка линий длиной 50-80м. в конечных точках линий забивают в землю колышки А и В (рис.68).
Рис. 68. Проверка главного условия нивелира Н-3
Нивелированием по способу вперед при положении нивелира сначала в точке А, а затем в точке В производят отсчеты а и в с одновременным измерением высоты прибора в обеих точках jA и jB. Если визирная ось не параллельна оси цилиндрического уровня, то отсчеты по рейке а и в будут ошибочны на величину х, которую вычисляют по формуле:
х = а+в / 2 - jA + jB / 2.
Если величина |х| ≤ 4 мм, то условие выполнено. В противном случае на второй станции (точка В) с помощью элевационного винта наводят среднюю нить сетки на отсчет а´, вычисляемый по формуле:
а´ = а – х,
а затем вертикальными исправительными винтами цилиндрического уровня, находящимися под крышкой торцевой части коробки уровня, точно совмещают изображения концов уровня, видимые в поле зрения трубы. Для контроля действия повторяют.
44.Полевые работы при трассировании железнодорожной линии в прямой.
1)Вынос точек трассы на местности (НТ, ВУ,КТ)
2)Измерение горизонтальных углов трассы
3)Измерение расстояний между точками трассы
4)Закрепление пикетажных и плюсовых точек
5)Расчет кривых и вставка их в пикетаж
6)Определение превышений между точками трассы
Пикет – нумерованная точка на трассе, служащая для определения положения вдоль линии. Расстояние между двумя пикетами – 100 метров по оси трассы.
Плюсовая точка – место пересечения трассы другими искусственными сооружениями или место перелома продольного профиля трассы.
Одновременно с измерением длины линии ведется пикетажный журнал, в который заносится выписка характеристик кривых, разбивка пикетов и плюсов при нанесении ситуации.
Пикетажный журнал служит основой для составления планов трассы, ведомость прямых и кривых и продольного профиля.
Масштаб в пикетажном журнале 1:2000 с увеличением в сложных местах.
45.Нивелирование трассы по готовому пикетажу, привязка трассы в плане и по высоте.
Вслед за пикетажем ведется нивелирование трассы. Желательно нивелирование начинать от постоянного репера, абсолютная отметка которого известна.
Нивелирование ведут в абсолютных отметках. Если вблизи от начала трассы нет постоянного репера, должен быть установлен временный репер с какойлибо условной отметкой. Нивелир при изысканиях можно применять любого типа, но вполне исправный и не имеющий дефектов, которые не могли бы быть исправлены обычной юстировкой. Нивелирование обычно ведут в два нивелира: первый — основной и второй — контрольный. Первый нивелировщик ведет нивелирование по основному ходу, по всем пикетажным и промежуточным плюсовым точкам, установленным на всех переломах продольного уклона. Если характерная точка пропущена пикетажистом, нивелировщик обязан выставить точку, установив ее пикетаж. Во избежание возможных ошибок при нивелировании следует, как правило, устанавливать нивелир на равных расстояниях от связующих точек. Предельное расстояние от нивелира до рейки на связующей точке обычно принимают 100 м. Все реперы на трассе должны быть пронивелированы как связующие точки.
Порядок нивелирования следующий: 1) Нивелировщик устанавливает инструмент и записывает в журнал связующие и все находящиеся между ними промежуточные точки, добавляя, если нужно, пропущенные пикетажистом; 2) нивелировщик производит отсчеты на заднюю и переднюю связующие точки, перекладывают трубу и вновь делает отсчеты с точностью до 1 мм, сразу записывая их в журнал, выводя средние отсчеты и подсчитывая отметки; 3) задний реечник по сигналу нивелировщика идет по всем промежуточным точкам. Нивелировщик делает отсчеты и записывает их в журнал; 4) дойдя до переднего реечника, который все время стоит на передней точке, не снимая рейки, задний реечник идет на следующую точку и становится перед ним; 5) нивелировщик подсчитывает отметки и идет на следующую стоянку, где устанавливает инструмент, после чего цикл работы повторяется.
Второй нивелировщик ведет работу независимо от первого. Он нивелирует все связующие точки, принятые первым нивелировщиком, в том же порядке и с той же точностью. Второй нивелировщик нивелирует так же все поперечники как на косогорных местах, так и по тальвегам. При нивелировании поперечников по существующим дорогам с твердой одеждой проезжей части должны быть пронивелированы точки: по оси дороги, по
кромкам дорожной одежды, по бровкам дорожного полотна, по бермам, по дну резервов или кюветов и на обрезах на поверхности земли. Записи ведут в журнале специальной формы, в котором обязательно фиксируют расстояния от оси трассы до точек вправо и влево.
Километровые пикеты (кратные десяти) всегда должны быть связующими. Реперы, расположенные в стороне от трассы, нивелируют отдельным ходом от трассы с возвращением к той же связующей точке и также обязательно двумя нивелирами.
46.Виды измерений расстояний. Мера длины, принятая в России.
Прямой метод измерения расстояний.
Если требуется определить расстояние к объекту по прямой линии и местность является доступной для исследования, используется такой простейший прибор для измерения расстояния, как стальная рулетка.
Измерение расстояний на местности дистанционно.
В случае нахождения объекта измерения в зоне прямой видимости, но при наличии неодолимой преграды, делающей невозможным прямой доступ к объекту, (например озера, речки, болота, ущелья и пр), применяется измерение расстояния дистанционно визуальным методом, а точнее методами, так как существует их несколько разновидностей: Высокоточные измерения. Низкоточные или приблизительные измерения. К первым относятся измерения при помощи специальных приборов, таких, как оптические дальномеры, электромагнитные или радиодальномеры, световые или лазерные дальномеры, ультразвуковые дальномеры. Ко второму виду измерений относится такой способ, как геометрический глазомерный. Тут и определение расстояния по угловой величине предметов, и построение равных прямоугольных треугольников, и метод прямой засечки многими другими геометрическими способами. Рассмотрим некоторые из способов высокоточных и приблизительных измерений.
47.Измерение расстояний мерными лентами и рулетками.
Измерение линий выполняет бригада из двух человек. Ленту разматывают с кольца. Передний мерщик с десятью шпильками и передним концом ленты протягивает ленту по указанию заднего мерщика укладывает её в створ измеряемой линии. ЗМ совмещает начальный штрихзаднего конца ленты с началом линий, вставляя в вырез ленты шпильку.ПМ встряхивает ленту , натягивает её и в вырез на переднем конце вставляет шпильку : ЗМ вынимает заднюю шпильку, ПМ снимает со шпильки ленту, и оба переносят её вперед вдоль линии. Дойдя до первой шпильки, ЗМ закрепляет на ней ленту, ориентирует ПМ, выставляя его руку со шпилькой и лентой в створ линии по
передней вехе. Затем работа продолжается в том же порядке, что и на прервом уложении ленты. Целое уложение ленты называется пролетом. Когда все 11(6) шпилек будут выставлены, у ЗМ оказется десять или 5 шпилек, передает ПМ все собранные шпильки. Измеренный отрезок будет равен lx10, что при 20 длине = 200 метров. Число таких передач записыват в журнал сюда же записывают результаты измерения неполного пролета: от последней шпольки в полном пролете до конечной точки линий.для контроля линию измеряют вторично, при этом мерщики меняются местами, а за начала принимают бывшую последнюю точку. Измерниние линий на местности – один из самых распространенных видов геодезических измерений. Без измерения линий не обходится ни однагеодезическая работа.
48.Дальномеры геодезические.
Дальномеры это геодезические приборы, с помощью которых измеряют расстояние между двумя точками. Они делятся на два основных типа:
1)Оптические (с постоянным параллактическим углом, постоянным базисом)
2)Электронные (электронно-оптические, радиоэлектронные) Простейший оптический дальномер с постоянным углом, это, так называемый, нитяной дальномер. Он присутствует в зрительных трубах
практически всех геодезических приборов. В поле зрения зрительной трубы видны 3 горизонтальные “нити”. Две их них расположены симметрично относительно третьей, находящейся посередине. Они называются дальномерными линиями. Нитяной дальномер используется в комплекте с нивелирной рейкой, разделенной сантиметровыми делениями. Чтобы измерить расстояние от прибора до нивелирной рейки необходимо подсчитать количество делений между дальномерными линиями. Это значение, в метрах, будет равно искомому расстоянию. С помощью нитевого дальномера можно измерять расстояния
до 300метров. Радиодальноме́р — средство для определения расстояний бесконтактным методом с помощью радиоволн, технически реализованное в
виде автономного прибора либо в составе радиодальномерной системы. Светодальномеры используют электромагнитные колебания светового диапазона и широко используются в инженерно – геодезических измерениях. Для этого в одной точке устанавливают светодальномер, а в другой отражатель. Световой поток посылается из передатчика на отражатель и принимается обратно на тот же прибор. По времени прохождения светового потока измеряется расстояние. В последнее время широкое распространение получили лазерные
дальномеры, которые не требуют специальных отражателей.
Принцип работы (электромагнитными дальномерами) работы этих приборов основан на определении промежутка времени t, необходимого для
прохождения электромагнитных волн (световых и радиоволн) в прямом и обратном направлении от точки А, в которой центрирован прибор, до точки В, где установлен отражатель.
49.Порядок работы на станции при техническом нивелировании.
Работу на станции выполняют в следующей последовательности:
1.На крайние точки A и В нивелируемой линии устанавливают рейки, и примерно на равном удалении от них - нивелир. Неравенство плеч на станции не должно превышать 10 м;
2.Нивелир приводят в рабочее положение, наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет по черной ее стороне ач;
3.Наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчеты сначала по черной, а затем по красной стороне bч и bк;
4.Наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет по красной стороне ак;
5.Если кроме крайних точек A и B необходимо определить высоты точек C1, C2, ...Cn промежуточных точек, то заднюю рейку последовательно устанавливают на эти точки и берут отсчеты C1, C2,
...Cn по черной стороне. При выполнении ответственных работ отсчеты на промежуточных точках производят по обеим сторонам рейки. При использовании уровенных нивелиров перед каждым отсчетом пузырек приводят в нуль-пункт;
6.Для контроля вычисляют разность нулей передней РОп=ак-ач и задней РОз=bк-bч. Расхождение разности нулей по абсолютной величине не должно превышать 5 мм;
7.На каждой станции вычисляют значения превышений, определяемых по черным и красным сторонам реек: hч=ач-bч, hк=ак-bк. Измерения считают выполненными правильно, если hч-hк <5 мм;
В техническом нивелировании расстояние от нивелира до реек не должно превышать 120 м. Высоту передней точки вычисляют по формуле НB=НA+h. Высоты промежуточных точек удобно вычислять через горизонт прибора (ГП). ГП - высота визирного луча над исходной уровенной поверхностью. ГП=НA+а=НB+b. Высоты промежуточных точек НCi=ГП-Ci.
Случайные и систематические погрешности при нивелировании возникают вследствие недостаточной точности нивелира и реек, неполной юстировки нивелира, влияния внешней среды и нарушении методики змерений.
Для уменьшения приборных погрешностей превышения рекомендуется измерять способом из середины по двум сторонам реек, а рейки удерживать отвесно на устойчивых предметах. Предельные расстояния от нивелира до реек ограничивают 100-120 м, погрешности измерений превышений на станции в этом случае не превысят 5 мм.
50.Нивелирование трасс, связующие и промежуточные точки.
Подготовка трассы для технического нивелирования
_______Выполняется при изыскании и проектировании сооружений, вытянутых в длину (дорог, подземных коммуникаций и т.д.). По результатам нивелирования строится профиль, и по нему ведется проектирование.
_______Вдоль оси трассы будущего сооружения прокладывается нивелирный ход – в виде магистрали с возможно более длинными сторонами. Ход обязательно должен быть привязан к точкам высотной геодезической сети
– реперам или маркам.
_______ Подготовка трассы для нивелирования заключается в разбивке пикетажа.
_______ Пикеты намечаются через 100 м. Нумерация пикетов начинается с нуля. Между пикетами могут встретиться перегибы местности, эти точки закрепляются кольями и называются промежуточными, или плюсовыми.
_______ На поворотах трассы теодолитом измеряют горизонтальные углы (Уг.1). Вправо и влево от трассы снимается ситуация. Результаты съемки, а также пикеты и плюсовые точки заполняются в пикетажный журнал.
Места постановки нивелира называют станциями. Точки, отсчеты на которые берутся с соседних станций, называютсясвязующими.Пикетные и реперные точки являются связующими, т.к. они связывают между собой соседние станции.
Между пикетами могут встретиться перегибы местности, эти точки закрепляются кольями и называются промежуточными, или плюсовыми
51.Определение неприступных расстояний.
Эта задача встречается при прокладке нивелирных, теодолитных, тахеометрических ходов через препятствия (реки, болота, загруженные транспортом магистрали и т.д.), а также при привязке запроектированных сооружений. Для выполнения полевых работ необходимо иметь: теодолит со штативом, мерную ленту, две вешки, топорик, пять колышков.
Определение неприступного расстояния производят косвенным способом – путем использования других измеренных величин.
Пусть требуется определить горизонтальное расстояние между точками В и Д (Рис.29).
По обе стороны от одной из точек разбивают два базиса (откладывают отрезки АВ и АС) и измеряют их с точностью не ниже 1/3000. Место закладки базисов выбирают наиболее ровное и горизонтальное. При наклоне местности более 2° в длины базисов вводят поправки на наклон. По длине и направлению базисы должны приближать треугольники АВД и ВДС к