геодезия. Геодезия реферат. Бывает несколько видов нивелирования, чаще встречаемые из них на местности геометрическое и тригонометрическое нивелирования
 Скачать 37.33 Kb.
|
|
При работах по вынесению в натуру планов нужно определяться с разницей высот нескольких точек на участках поверхности и отметкой, которую принято считать условным уровнем (часто уровень моря или водоёма). Наиболее распространена работа с нивелиром и геодезическими рейками, позволяющая определять и проводить геометрическое нивелирование (нахождение разности высот). Нивелир- это геодезический инструмент для нивелирования, то есть определения разности высот между несколькими точками земной поверхности относительно условного уровня, то есть определение превышения. Самый простой оптический нивелир Н-3 состоит из: корпуса, мушки, уровня, наводящего винта, упругой пластинки, подъёмных винтов, подставки, элевационного винта, опорной площадки, винта кремальеры, окуляра и зрительной трубы. Нивелирная рейка — проградуированная рейка для измерения разности в уровнях с помощью нивелира или другого геодезического оборудования. Изготавливается из дерева или алюминия, для особо точных измерений изготавливают рейки из инвара. На сторонах стандартной нивелирной рейки обычно нанесена градуировка: с лицевой стороны разметка выполняется в метрической измерительной системе, а с оборотной стороны-в дюймовой. Перед тем, как работать с нивелиром, рейка устанавливается специальной отметкой на нижней металлической скобе в центр точки измерения. Бывает несколько видов нивелирования, чаще встречаемые из них на местности: геометрическое и тригонометрическое нивелирования. Во время геометрического нивелирования превышение между точками получают как разность отсчётов по рейкам при горизонтальном положении визирной оси нивелира. Этот метод является наиболее простым и точным, но позволяет с одной постановки прибора получить превышение не более длины рейки, поэтому при больших превышениях в горной местности его эффективность падает. 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. Для того, чтобы не ошибиться, как правильно пользоваться нивелиром, нужно понимать его устройство и ориентироваться в существующих видах, хотя бы в общих чертах. Наиболее распространённые оптические нивелиры могут иметь разную степень точности измерения. В целом, их конструкция включает зрительные трубы, с обязательным наличием специального (цилиндрического) уровня, позволяющего контролировать горизонт оптической оси. Его изображение через оптическую призматическую систему проецируется в оптику зрительной трубы и таким образом, постоянно контролируется. Перед началом работы с нивелиром важно правильно его настроить для проведения точных измерений. Специальные винтовые механизмы (включающие элевационные, азимутальные, подставочные) обеспечивают точность выставляемого горизонта. Прибор устанавливается на специальной треноге, имеющей ось вращения. Оптическая ось нивелира горизонтальна, и из точки условного уровня, находятся разницы высот- показаний по отметкам на рейке. Во время работ каждая такая точка находится на расстоянии до ста метров от точки установки нивелира, её уровень измеряется не менее трёх раз, и принимается среднее арифметическое значение. На основании полученных данных строятся планы участков земли. Таким образом, назначение нивелира и состоит в определении разницы высот в точках измерений (их превышения). Продольному нивелированию по трассе предшествуют следующие виды работ: рекогносцировка, для определения наивыгоднейшего направления трассы, закрепление трассы знаками, вешение, разбивка на трассе поперечников и пикетажа, измерение горизонтальных углов и, наконец, нивелирование трассы и поперечников, а также главных элементов кривых, разбиваемых на трассе. Продольное нивелирование по пикетажу, является способом передачи отметки начальной точки трассы на все остальные точки. 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 какой-либо условной отметкой. Начатое в условных отметках нивелирование, ведут до ближайшего постоянного репера, после чего все отметки должны быть пересчитаны на абсолютные. 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. При устройстве автомобильных дорог разрешается производить одиночную нивелировку в случаях: 1) если в начале, в конце и вдоль трассы имеются реперы, сложенные друг от друга на расстоянии не более 40 км, и, следовательно, привязкой к этим реперам можно проконтролировать правильность нивелировки; б) если нивелирование производится по замкнутому контуру. Последнее может, например, иметь место при назначении вариантов, когда один нивелировщик идет по одному варианту, а второй по другому. Контроль нивелирования осуществляется сличением отметок общих точек. Каждый нивелировщик в течение всей работы ведет записи в журнале в «своих» отметках, сверяя результаты нивелирования ежедневно по работе, выполненной за день и с начала трассы. При этом должны быть сверены отметки всех реперов. Если расхождение окажется больше допустимой величины, следует найти места возможных ошибок, после чего нивелировку нужно повторить. Если при этом выяснится, что ошибку допустил первый нивелировщик, повторная нивелировка должна быть проведена и по всем промежуточным точкам. Для предупреждения ошибок при одиночном нивелировании применяют следующие методы нивелирования: а) нивелирование с двусторонними рейками; б) нивелирование с контрольными точками; в) нивелирование с изменением высоты инструмента. Отметки следует вычислять в поле у инструмента немедленно после сделанных отсчетов. На каждой странице журнала записи должны начинаться с взгляда назад и оканчиваться взглядом вперед. Правильность подсчета отметок проверяют по каждой странице суммированием отсчетов по рейке назад и вперед; разность между суммами отсчетов должна равняться разности отметок первой и последней точек на странице. При пересечении трассой глубоких оврагов следует при нивелировании перекидывать отметку взглядом с одного края оврага на другой. К нивелировке самого оврага следует приступать после установления отметки пикета или плюса, лежащего за оврагом. Запись промежуточной нивелировки в журнале должна быть выделена. При проведении трассы по недоступным или труднодоступным местам (скальные выступы или обрывы, крутые косогоры) разрешается применение тупиковых ходов, но с обязательной нивелировкой в обход препятствия. Отметки точек на труднодоступном участке определяют ватерпасовкой. Записи тупиковых ходов в журнале выделяют особой отметкой. Во всех случаях, все отметки должны, при первой возможности проверены привязкой к реперу сети государственного нивелирования, что сказывается на точности измерений. Пользуясь обработанным журналом нивелирования и пикетажной книжкой, приступают к составлению продольного профиля трассы. Для построения нормального продольного профиля задается горизонтальный масштаб 1:10000 и вертикальный 1:200. Построение профиля начинается с того, что в 35 мм от нижнего края миллиметровки проводят черту, на которой размечают и нумеруют пикеты. Номера пикетов пишут под чертой. Проведя вторую линию на 1 см выше, получают графу «Расстояния». Ее заполняют в соответствии с пикетажной книжкой. Положение плюсовых точек и пикетов показывают ординатами. Для плюсовых точек указывают еще и расстояния между ними. Например, если на местности между двумя пикетами были плюсовые точки +42 и +80, то между ними в графе «Расстояния» должны быть указаны расстояния 42, 38 и 20, сумма которых равна 100. Далее заполняется графа «Отметки земли». В ней против каждой ординаты выписываются из журнала нивелирования отметки точек. После этого приступают к построению линии земли. Построение линии земли на продольном профиле производят по отметкам точек трассы «отметки земли». Для этого после вычерчивания сетки остро отточенным карандашом откладывают на соответствующих ординатах, проведенных выше линии «Развернутый план пути», черные отметки точек в заданном вертикальном масштабе 1:200. Полученные точки соединяют отрезками прямых. На этом заканчивается построение профиля поверхности земли по трассе. Поперечный профиль необходим для подсчета объема земляных работ, для выявления данных о рельефе около трассы, для решения различных инженерных задач. Данные для поперечных профилей получают в результате нивелирования точек, расположенных справа и слева от магистрали, перпендикулярно к ней или под некоторым произвольным углом. В обработанном журнале нивелирования указаны два поперечника: на ПК6 и ПК14. По вычисленным отметкам точек поперечного профиля (графа 10 журнала нивелирования) вычерчивают поперечный профиль (по заданию 1) в масштабе горизонтальном и вертикальном 1:200. Вычерчивается поперечный профиль на миллиметровой бумаге. В графе «Горизонтальные расстояния» выписывают из журнала нивелирования или из пикетажной книжки расстояния от оси пути до первой точки поперечного профиля и далее указывают расстояние вправо и влево от пикета. Отметки земли вписывают в соответствующую графу, округляя их до сантиметра. При выполнении задания необходимо построить только линию земли без проектирования. Поэтому две последние графы вычерчивают красным цветом и оставляют их незаполненными. Для построения самого поперечного профиля указан вертикальный масштаб 1:200. Продолжают ординаты, проведенные в графе «Горизонтальные расстояния» выше последней графы «Проектные отметки», на 4 – 5 см, и проводят линию условного горизонта. Относительно этой прямой откладывают оставшиеся величины отметок в данном масштабе (1 мм соответствует 0,2 м). Соединив наклонные точки отрезками прямых, получают линию земли в поперечном направлении относительно трассы. Особенности нивелирования при изысканиях для реконструкции дорог. § 60. При совмещении трассы с осью существующей дороги, не имеющей твердого покрытия, нивелирование производится по точкам, забитым по оси дороги. Если же дорога имеет твердое покрытие, то нивелирование осуществляется по связующим точкам, забитым по бровке земляного полотна, с одновременным нивелированием точек по оси дороги. § 61. При проложении трассы по существующим дорогам нивелированию подлежат (см. § 56 "Инструкции по изысканиям и проектированию реконструкции автомобильных дорог" 1959 г.) следующие точки: - все переломы продольного профиля (количество точек назначается с таким расчетом, чтобы в профиле полностью обрисовались вертикальные кривые); - дно кюветов; - настилы мостов (начало и конец моста, а при значительной длине его - также и середина моста); - верх устоев мостов и оголовки труб; - живые сечения вне моста и под существующим мостом); - лотки входного и выходного отверстий труб; - уклоны тальвегов; - следы зафиксированных горизонтов высокой воды; - верх ледорезов; - смотровые колодцы подземных сооружений и пр. § 62. При наличии на проезжей части, земляном полотне или в зоне предполагаемых работ по реконструкции существующей дороги - смотровых колодцев водопроводной, канализационной, телефонной и прочих сетей и коммуникаций, нивелировщик обязан установить отметку верха этих колодцев, а также определить путем замера отметку верха и низа канализационного коллектора, водопроводных труб и пр. При пересечении трассой болотистых мест или лощин со слабым уклоном, где намечается устройство водопропускных сооружений или какое-либо иное мероприятие по отводу воды, нивелировщик обязан выяснить характер пониженного места /замкнутая низина, седловина или русло/ и подтвердить это нивелировкой. Передача отметок через реки шириной менее 300 м производится двойным нивелированием связующих точек со стоянок, расположенных по обеим сторонам реки в расстоянии 10-20 м от связущих точек хода. При ширине реки более 300 м передача отметки производится дважды: сначала с одного, затем с другого берега реки. Ввиду большой трудности взятия отсчетов обычным способом, визирование производится на ярко окрашенный картонный или фанерный щиток, передвигаемый по рейке, до совпадения средней нити зрительной трубы с краем щитка. По сигналу нивелировщика рабочий-реечник прочитывает и записывает отсчет, одновременно отмечая карандашом на рейке положение края щитка. Вертикальная съемка площадей нивелированием производится по квадратам или способом параллельных линий. Для этого при помощи эккера /или теодолита/ и ленты по всей площади съемки разбивается сеть квадратов или параллельных линий. Длина сторон квадрата назначается в соответствии с характером рельефа местности и масштабом съемки. При нивелировке по квадратам составляется схема съемки и ведется абрис. При нивелировании подробностей, расположенных внутри квадратов, положение их определяется промерами рулеткой перпендикуляров от сторон квадратов. В целях контроля нивелировка производится замкнутыми ходами по внешнему контуру съемки. § 70. При расположении снимаемой площадки в непосредственной близости от трассы, съемка производится в отметках трассы. § 71. В местах пересечения дорог должны быть занивелированы ось пересекаемой автомобильной дороги и головки рельсов железной дороги на протяжении не менее 200 м в каждую сторону. § 72. Если предполагается проектирование пересечения автомобильной дороги в разных уровнях, то существующая дорога нивелируется на протяжении 500 м в каждую сторону от оси пересечения, со съемкой поперечников по ней через каждые 100 м /рис. 7/. При нивелировании поперечного профиля пересекаемых железных дорог определяются отметки всех переломов поперечного профиля /рис. 5/. Нивелирование поперечников производится: - на участках трассы, уложенных по косогору /при поперечных уклонах местности 1:10 и круче/; - при совмещении трассы с существующими дорогами; - при проложении трассы в непосредственной близости от водотоков; - при проложении трассы по населенным пунктам, - для проектирования в местах затрудненного водоотвода; - для установления или подтверждения возможности естественного стока воды на водораздельных участках трассы; - вообще на всех сложных участках трассы. В местах со сложным рельефом и в горной местности поперечники снимаются на каждом пикете и плюсе. Длина поперечников назначается в соответствии с предполагаемыми в данном месте земляными и другими работами и, во всяком случае, не короче 20 м в каждую сторону от оси проектируемой дороги /трассы/. На пологих косогорах /менее 1:10/ поперечные профили снимаются через 1-2 пикета с нивелированием минимального количества точек. Запись отсчетов при нивелировании поперечников производится в специальном журнале /см. приложение № 3/. § 76. Поперечники при проложении трассы по существующим дорогам снимают в следующих случаях: - на характерных участках продольного профиля, но не менее одного поперечника на каждом пикете; - во всех местах, где меняется очертание поперечного и продольного профиля существующего земляного полотна и проезжей части /в местах перехода из выемки в насыпь, смены уклонов на местности и по существующему полотну и пр./; - в местах расположения всех водопропускных труб и прочих искусственных сооружений /фильтрующих насыпей, подпорных стенок и пр./; - по осям съездов и переездов; - на кривых, где имеются или должны быть запроектированы виражи; - в пределах используемых улиц и проездов в черте городов и поселков городского типа. Длина и число поперечников, снимаемых для проектирования реконструкции дороги, выбираются с таким расчетом, чтобы обеспечить правильное решение следующих вопросов: - мероприятия по реконструкции земляного полотна и дорожной одежды; - проектирование водоотвода; - размещение притрассовых резервов; - устройство дренажей; - назначение и проектирование съездов, пешеходных и велосипедных дорожек; - проектирование мероприятий по снегозащите и озеленению дороги и т.п. Для характеристики поперечного уклона существующего покрытия должны быть занивелированы, помимо оси дороги, точки по кромкам покрытия к не менее одной промежуточной точки с каждой его стороны. При реконструкции черных покрытий или мостовых, для подсчета материалов на выравнивание поперечного профиля, точки в пределах покрытия должны быть пронивелированы не реже, чем через 2 м. Крайние точки должны быть взяты в некотором расстоянии от кромок покрытия /0,6-0,8 м/, так как точки на самом краю покрытия могут исказить величины поперечного уклона существующего покрытия. Кроме того, фиксируется отметка кромки проезжей части и обочины у кромки. При съемке поперечников в тех случаях, когда трасса не совмещена с осью существующего покрытия, должно быть точно обмечало положение оси существующего покрытая по отношению к трассе. На участках совмещения трассы с осью существующего покрытия при нивелировании и вычислении отметок за исходную точку берется ось существующей дороги. При восстановлении трассы перед началом строительных работ производится повторное нивелирование всех точек восстановленной трассы с одновременным нивелированием вынесенных на границу полосы отвода пикетных столбиков /см. "Наставление пикетажисту", § 30, изд. 1957г./. Все уничтоженные реперы восстанавливаются и добавляются с таким расчетом, чтобы расстояние между ними было не более 1-2 км. Реперы дополнительно устанавливаются и нивелируются также на больших мостовых переходах, в местах сосредоточенных земляных работ крупных искусственных сооружения, обязательно вне пределов строительных работ. § 85. Результаты нивелирования сопоставляются с продольным профилем и ведомостью реперов проектного задания или технического проекта. Ошибки, обнаруженные в нивелировании, произведенном во время предшествующих изысканий /не допустимые невязки на реперах/ актируются, после чего в ведомость реперов: вносятся необходимые поправки Запись отсчетов при нивелировании ведется в полевых, журналах установленной формы. Титульный этот журнала заполняется перед началом работ. На титульном листе указывается фамилия нивелировщика наименование и адрес проектной организации; Журналу присваивается порядковый номер для каждого, нивелира (I нив., II нив.) отдельно; все страницы нумеруются, и на последней странице (ниже оглавления) после заполнение журнала делается запись о количестве пронумерованных и заполненных листов. На каждой странице журнала должны быть указаны: дата производства работ, фамилия нивелировщика, краткая отметка о состоянии погоды (ветер, сильный ветер, дождь и т.п.). § 87. При заполнении журналов следует иметь в виду следующее: записи ведутся простым черным карандашом средней мягкости; замеченную при нивелировании ошибочную запись зачеркивают тонкой линией, а правильную запись (взамен ошибочной) делают выше зачеркнутой. Подчистки резинкой записей отсчетов по рейке в журнале и переписка журналов не допускаются; запись нивелирования вариантов трассы ведется, как правило, в отдельном журнале; страницы, на которых записаны отсчеты брошенных нивелировочных ходов, зачеркиваются накрест двумя наклонными линиями с надписью "Брошено" с пояснением в графе "Примечания" о причинах их исключения из журнала; запись нивелирования живых сечение, уклонов рек и тальвегов осуществляется в отдельном, специально предназначенном для этой цели журнале. Форма журнала технического нивелирования и порядок записей приведены в приложении № 2. § 88. В процессе нивелирования трассы и выполнения других нивелировочных ходов оба нивелировщика в поле вычисляют отметки связывающих точек о постраничный подсчетом задних и передних взглядов. Отметки могут вычисляться способом горизонта инструмента, либо способом превышений. Первый способ предпочтительнее, ввиду удобства его для подсчета промежуточных отметок. § 89. Обработку журналов нивелирования должны производить сами нивелировщики. Запрещается передоверять другим сотрудникам изыскательской партии: - подсчет отметок продольного нивелирования; - составление ведомости невязок и ведомости реперов. ВЕДОМОСТЬ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| №№ связующих точек | Неисправленные отметки | Разница отметок I и II нивелиров | Превышения | По какому нивелиру принято превышение | исправленные отметки | Примечание | | ||||
| по I нив. ± | по II нив. ± | По контролю ± | | ||||||||
| I нив. | II нив. | I нив. | II нив. | | |||||||
| I | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
| Рп 1485 | | | | | | | | | | | |
| пк 85 | 85,730 | 85,730 | 0 | | | | | 85,730 | | 85,730 | |
| пк 86 | 85,320 | 85,326 | +6 | | | | | 85,320 | 85,326 | | |
| пк 87 | 85,352 | 85,362 | +10 | | | | | 85,352 | 35,362 | | |
| пк 88 | 35,067 | 85,082 | +15 | | | | | 85,067 | 35,082 | | |
| пк 89 | 85,300 | 85,309 | +9 | | | | | 85,300 | 85,309 | | |
| | | | | +455 | +445 | +445 | II | | | | |
| пк 90 | 84,845 | 84,863 | +18 | | | | | 84,855 | 84,863 | | |
| пк 91 | 53,720 | 83,735 | +15 | | | | | 83,730 | 83,735 | | |
| пк 92 | 82,998 | 83,018 | +20 | | | | | 83,008 | 83,018 | | |
| пк 93 | 82,593 | 82,614 | +21 | | | | | 82,603 | 82,614 | | |
| пк 94 | 82,529 | 82,557 | +28 | | | | | 82,539 | 82,557 | | |
| | | | | +890 | +879 | +891 | 1 | | | | |
| пк 95 | 83,419 | 83,436 | +17 | | | | | 83,429 | 88,447 | | |
| пк 96 | 84,019 | 84,039 | +20 | | | | | 83,029 | 84,050 | | |
| пк 97 | 85,185 | 85,200 | +15 | | | | | 85,195 | 85,211 | | |
| пк 98 | 86,235 | 86,248 | +13 | | | | | 86,245 | 86,259 | | |
| | | | | +1252 | +1242 | +1247 | К | | | | |
| пк 99 | 87,487 | 87,490 | +3 | | | | | 87,492 | 87,506 | | |
Составил: ___________________/____________/
Проверил: __________________/____________/
Начальник партии: __________/____________/
Нивелирование поперечников. Поперечники – это прямые линии, перпендикулярные к направлению трассы. Разбивают их обычно с помощью эккера или теодолита на 20–50 м влево и вправо от оси трассы. Если позволяют условия местности, то нивелирование поперечников производят с ближайших к ним станций продольного нивелирования трассы. В противном случае поперечники нивелируют с отдельных станций, причем отсчеты по рейке берут на всех точках поперечника только по черной стороне рейки. Отсчеты записывают на отдельных страницах в конце журнала нивелирования. Образец записи показан в таблице 1.2.