лекции по геодезии. Общие сведения по геодезии. Предмет геодезии
 Скачать 15.89 Mb.
|
|
Тема: Геометрическое нивелирование 1. Сущность геометрического нивелирования Геодезические измерения, выполняемые для определения превышений между точками земной поверхности, называются нивелированием.  Существуют различные методы нивелирования. В инженерной практике наибольшее распространение получили методы геометрического и тригонометрического нивелирования. Наиболее точным является метод геометрического нивелирования. Геометрическое нивелирование выполняется с помощью геодезического прибора – нивелира – и нивелирных реек. Существует два способа геометрического нивелирования.   формула нивелирования «вперед»:   формула нивелирования из «середины»:  Наиболее целесообразно производить нивелирование способом «из середины», так как в этом случае повышается производительность нивелирования вследствие увеличения расстояния между рейками, кроме того исключается ряд ошибок, присущих методу нивелирования. При нивелировании на значительные расстояния применяют последовательное нивелирование.  Места постановки нивелира называют станциями. Точки, на которые отсчеты берутся с соседних станций, называются связующими точками. При создании высотных государственных геодезических сетей и сетей сгущения применяется нивелирование I–го, II–го, III–го и IV–го классов. При создании съемочных геодезических сетей, а также при изысканиях и строительстве инженерных сооружений применяется техническое нивелирование. В зависимости от назначения работы и характера местности техническое нивелирование делится на продольное и нивелирование поверхности. 2. Продольное нивелирование 2.1. Продольное нивелирование 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.  Пикетажный журнал изготовляется из миллиметровой бумаги, все расстояния наносятся в масштабе. Углы поворота трассы показываются стрелками, подписывается их величина. 5.2. Порядок нивелирования трассы Нивелирование пикетных точек в основном выполняется методом «из середины». Расхождение в размерах плеч (  5 м), то есть L1–L2 = 5 м.ЛЕКЦИЯ 13 Тема: Устройство нивелира 1. Нивелиры и рейки 1.1. Нивелиры Выпускаемые нашей промышленностью нивелиры делятся на:
 Цифры показывают среднеквадратическую ошибку, определяемого превышения в миллиметрах, на один километр хода. 1.2. Нивелирные рейки  Нивелирные рейки бывают трехметровые. На одной стороне нанесены сантиметровые деления черной краской, на другой – красной. Низ рейки называется пяткой. На черной стороне нуль рейки совмещен с пяткой. На красной стороне (контрольной) какое–то целое число. Например, 4687 или 4787. Цифры на рейке перевернутые, а в трубе они будут видны прямыми. Отсчет делают по средней нити.  2. Основные части нивелира Основные части нивелира – это подставка с тремя подъемными винтами, зрительная труба. Труба имеет закрепительный и наводящий винты.  Для приближенной установки оси вращения нивелира в отвесное положение служит круглый уровень.   Осью круглого уровня называется прямая, проходящая через нуль –пункт уровня перпендикулярно плоскости, касательной к внутренней поверхности уровня в его нуль–пункте.  Установка трубы для наблюдений выполняется диоптрийным кольцом (по глазу) и кремальерой (по предмету).  В настоящее время применяются нивелиры с самоустанавливающейся линией визирования. В этих нивелирах используются компенсатор. Сбоку от трубы располагается цилиндрический уровень, помещенный в металлическую коробку.  При помощи оптических линз, расположенных над уровнем, изображение концов пузырька уровня передается в поле зрение окуляра. Совмещение изображений концов пузырька уровня производится с помощью элевационного винта, который выполняет медленные перемещения визирной оси в вертикальной плоскости.   3. Поверки нивелира Н3 3.1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира  Подъемными винтами приводят пузырек в центр кружка на ампуле круглого уровня.  Затем поворачивают верхнюю часть прибора на 180о.  При отклонении пузырька от центра ампулы перемещают его к центру на половину значения отклонения с помощью исправительных винтов круглого уровня. 3.2. Горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира    При несоблюдении условия необходимо снять защитный колпачок и развернуть сетку нитей, предварительно ослабив четыре винта в торце окулярной части трубы отверткой. Выполнение этого условия гарантируется заводом. Чаще поверку делают путем вращения трубы по азимуту. Исправление делают поворотом сетки. 3.3. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы (главное геометрическое условие нивелира) Поверка выполняется в полевых условиях двойным нивелированием одной и той же линии.   ; ; ; ;   Поверка производится нивелированием одной и той же линии способом «вперед». На ровной местности выделяют линию длиной примерно 50 м.    Производят отчет b1 по рейке, стоящей в точке В.  допустимое условие: X  4мм.В нашем случае X будет превышать допустимое значение:    При наблюдении главного условия нивелира отсчеты по рейке b1 и b2 будут отличаться от правильных на величину X, которая возникает от того, что ось уровня горизонтальна, а визирная ось наклонена. Величина X вычисляется по формуле, приведенной на слайде. Если величина X не превышает 4 мм по модулю, то исправление не производится. В противном случае вычисляется исправительный отсчет bисп. Наводим трубу на исправленный отсчет. В этот момент визирная ось придет в горизонтальное положение, а ось уровня отклонится, что будет заметно по расхождению концов пузырька. Отклонение концов пузырька уровня от середины исправляется исправительными винтами уровня. Техническое нивелирование производится в основном при изысканиях и строительстве инженерных сооружений. 4. Приведение нивелира в рабочее положение   Приведение пузырька цилиндрического уровня на середину выполняется непосредственно перед отсчетом с помощью элевационного винта.  Работа на станции складывается из следующих действий:
  Контроль:  После нивелирования пикетных точек нивелируются промежуточные (или плюсовые) точки. Эти точки не являются связующими, поэтому отсчеты на этих точках берутся только по черной стороне рейки. Результаты нивелирования записываются в специальные графы нивелирного журнала.  После того как работа на станции закончена, передняя рейка переходит на следующий пикет. В таком же порядке берутся отсчеты при привязке трассы к реперу. В некоторых случаях (при нивелировании крутых склонов) с одной стоянки нивелира нельзя взять отсчеты на два смежных пикета.  В этом случае берут дополнительные точки. Эти точки необходимы для передачи отметки с одного пикета на другой. На профиль эти точки не наносятся, поэтому их положение не определяется. Вследствие этого эти точки называют иксовыми, то есть неизвестными. Иксовая точка, так же как и пикетная, является связующей. Отсчеты на эту точку берутся по черной и красной сторонам рейки с обеих соседних станций.  ЛЕКЦИЯ 14 Тема: Геометрическое нивелирование. Камеральная обработка результатов технического нивелирования. Нивелирование поверхности 1. Проверка полевых вычислений Для проверки полевых вычислений производится постраничный контроль в нивелирном журнале: Σa – сумма отсчетов на заднюю рейку, Σb – сумма отсчетов на переднюю рейку, Σhср. – сумма средних превышений.  Допустимое расхождение – 2мм за счет округления. 2. Вычисление невязки в превышениях нивелирного хода Невязка в геодезии показывает отклонение полученного на практике результата от его теоретического значения (f), то есть для нивелирного хода:  Если нивелирный ход замкнутый, то  Если нивелирный ход разомкнутый, расположенный между двумя реперами с отметками HR1 и HR2, то  Допустимая невязка в превышениях нивелирного хода подсчитывается по формуле:  где l – длина нивелирного хода в (км). Для сильно пересеченной местности, когда приходится брать много иксовых точек и, соответственно, делать много станций, допустимая невязка вычисляется по формуле:  где n – число станций. Невязка распределяется поровну на все превышения с противоположным знаком. Сумма исправленных превышений должна быть равна Σhтеор. После этого вычисляются отметки всех точек нивелирного хода. 3. Вычисление отметок точек нивелирного хода Существует два способа вычисления отметок. 3.1. 1–й способ: вычисление отметок через превышения   Этот способ применяется при вычислении отметок связующих точек (пикетных и иксовых). 3.2. 2–й способ: вычисление отметок через горизонт прибора Этим способом вычисляются отметки промежуточных или плюсовых точек, а также точек поперечника.
 Известно: НПК2, НПК3, (a, b, c, d) – отсчеты по рейкам. Требуется определить горизонт прибора и НПК2+62, НПК2+80:  или  .Тогда  4. Построение профиля трассы По полученным отметкам строится профиль трассы. При построении профиля наносятся в определенном порядке все пикеты и промежуточные точки. Против каждой точки по вертикали откладываются их отметки.
 Для проектирования сооружения линейного типа строится профиль трассы. Профиль строится по вычисленным отметкам трассы нивелирного хода на миллиметровой бумаге. Для того чтобы изображение рельефа на профиле было более выразительным, масштаб вертикальных расстояний делается в 10 раз крупнее масштаба горизонтальных. Порядок построения профиля и методика проектирования по профилю будут рассмотрены на лабораторных занятиях. 5. Нивелирование поверхности Нивелирование поверхности производится для съемки рельефа местности и нанесения его на крупномасштабный топографический план. Результаты нивелирования поверхности используются при составлении проектов вертикальной планировки. Существует два способа нивелирования поверхности. 1. При нивелировании незастроенного участка со спокойным рельефом применяется способ нивелирования по квадратам. 2. При нивелировании застроенных участков применяется способ магистралей. Нивелирование поверхности по квадратам Квадраты разбивают с помощью теодолита и мерной ленты. Стороны квадратов – от 10 до 50 м, в зависимости от детальности изображения рельефа. Внутри участка прокладывается замкнутый нивелирный ход.   – связующие точки,X – станции. Отсчеты на связующие точки производятся по черной и красной сторонам рейки. Отсчеты на остальные вершины квадратов – только по черной стороне. Невязка в нивелирном ходе рассчитывается по следующей формуле:  Отметки связующих точек вычисляются через исправленные превышения. Отметки остальных вершин квадратов вычисляются через горизонт прибора. Если участок местности небольшой, нивелирование может быть выполнено с одной постановки нивелира.  Отметки точки в этом случае вычисляются через горизонт прибора.  По результатам нивелирования поверхности составляется топографический план с изображением рельефа горизонталями. Горизонтали наносятся на план путем интерполирования полученных отметок. 6. Построение плана При построении плана по результатам нивелирования поверхности по квадратам в заданном масштабе строится сетка квадратов, у вершин которых выписываются их отметки.  Горизонтали наносятся на план путем интерполирования отметок. Интерполирование отметок может быть выполнено на глаз, но метод требует достаточного навыка. Одним из наиболее простых является метод интерполирования с помощью миллиметровки.  Второй способ – интерполирование с помощью восковки.  ЛЕКЦИЯ № 15 |