Нивелирные знаки способы геометрического нивелирования

Способы геометрического нивелирования

ТЕМА 6. НИВЕЛИРОВАНИЕ

Лекция 8:

Задачи и методы нивелирования

Одним из основных видов геодезических работ является нивелирование, имеющий целью определение относительных отметок точек земной поверхности, элементов конструкций, а также их высоты относительно принятой уровенной поверхности.

Нивелирование производится для изучения форм рельефа и определения превышений отдельных точек конструкций и сооружения в целом при проектировании, строительстве и эксплуатации. Результаты этого вида геодезических работ используются при решении различных инженерных и научных задач в целом ряде отраслей, в том числе и оборонного значения.

По видам нивелирование подразделяется на:

Геометрическое нивелирование основано на горизонтальном положении визирного луча, которое задается с помощью инструментов, называемых нивелирами.

Тригонометрическое нивелирование производится наклонным лучом с использованием теодолитов либо тахеометров. В этом случае измеряются углы наклона и расстояния между определяемыми точками.

Физическое нивелирование разделяется на барометрическое, гидростатическое и аэронивелирование.

При барометрическом нивелировании используют барометры, с помощью которых по разности давлений в различных точках определяются превышения между ними.

Гидростатическое нивелирование основано на свойстве поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находится на одинаковом уровне.

Аэронивелирование производится с самолета при помощи радио-высотометра и статоскопа, позволяющих определять высоты самолета над земной поверхностью и изменение его высоты в полете; совместное использование этих данных определяет превышения между точками поверхности Земли.

Стереофотограмметрическое нивелирование выполняется путем измерений модели местности, основанное на стереоэффекте при рассматривании двух снимков одной и той же местности (стереопар).

Автоматическое нивелирование производится при помощи приборов, автоматически вычерчивающих профиль местности.

Наиболее точным и употребительным в инженерной практике является геометрическое нивелирование.

Способы геометрического нивелирования

Геометрическое нивелирование является наиболее распространенным и точным видом. С помощью геометрического нивелирования выполняются следующие виды работ:

— создание высотной государственной геодезической сети;

— передача отметок от пунктов высотной опорной сети на строительные площадки;

— при трассировании линейных сооружений;

— передача отметок на монтажные горизонты и дно глубокого котлована;

— наблюдение за вертикальными деформациями зданий и сооружений.

Различают два способа геометрического нивелирования: из середины и вперед. При выполнении первого способа нивелир устанавливают посередине между точками А и В и приводят визирную ось инструмента в горизонтальное положение (рис. 6.1). На точки А и В Вертикально устанавливают рейки с нанесенными делениями. Отсчет делений ведется от нижнего конца (пятки) рейки вверх. Превышение между точками определяют

где а и b – отсчеты по рейкам.

Если нивелирование производится от точки А к точке В, то рейка в точке А будет задней, а в точке В – передней. Следовательно, превышение равно разности отсчетов по задней и передней рейкам.

Второй способ заключается в следующем: нивелир устанавливают над точкой таким образом, чтобы вертикальная линия от окуляра с точкой А (рис. 6.2). Визирную ось приводят в горизонтальное положение, измеряют высоту i инструмента и берут отсчет b по рейке. В этом случае

т.е. превышение равно высоте инструмента минус отсчет по передней рейке.

Если известна отметка точки А и определено превышение точки В над точкой А,то из рис. 6.1 следует

Очень часто возникает необходимость вычислять отметки точек через горизонт инструмента ГИ. Горизонтом инструмента называется расстояние по вертикали от уровенной поверхности до визирного луча и согласно рис 6.1

. (6.4)

Для схемы на рис. 6.2 горизонт инструмента определится

. (6.5)

Отметка точки В получается

, (6.6)

т.е. отметка точки равна горизонту инструмента минус отсчет на данную точку.

Для передачи отметок на значительные расстояния, а также для составления профиля местности нивелируемая линия АС (рис. 6.3) разбивается на отрезки, каждый из которых нивелируется с одной постановки инструмента, которая называется станцией. Установив нивелир в точке К₁,получают превышение точки 1относительно точки А:

Далее последовательно определяют h₂, h₃ . между точками 2и 1, 3и 2и т.д. Таким образом, превышение конечной точки над первой равно сумме отсчетов по задней рейке минус сумма отсчетов по передней

. (6.8)

Отметка точки С будет

. (6.9)

Точки нивелирного хода, через которые происходит последовательная передача отметок, называются связующими. В том случае, если последовательное нивелирование производится для составления профиля, возникает необходимость определять отметки характерных точек местности. Такие точки, расположенные между связующими, называются промежуточными или плюсовыми, и не участвуют в передаче отметок. Они обозначаются числом метров, соответствующим расстоянию от задней точки до промежуточной, (+71 на станции К₂ и +66на последней станции).

Источник

15.Линейные измерения. Способы. Приведение к горизонту измеренных наклонных расстояний.

Линейные (геодезические) измерения – вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются длины сторон геодезических сетей (расстояния или их разности).

Способы: 1)Импульс; 2)Светодальномеры; 3)Фактическая длина 4)Мерные проволоки; 5)Шкаловая лента

Вычисление горизонтального проложения измеренных длин линий, приведенных к центрам, выполняется по формуле: Dr = D + δh

где δh– поправка за приведение к горизонту.

16.Назначение и виды нивелирования. Нивелирные знаки.

Нивелирование – процесс геодезических измерений для определения превышения точек одной над другой и высот точек над уровнем моря.

Назначение – для определения высот точек при топографической съемке, составлении карт, планов, профилей, для установки строительных конструкций, для наблюдения за осадкой и деформациями зданий.

Существуют следующие виды нивелирования:

1)Геометрическое состоит в непосредственном измерении разности высот (превышений) точек с помощью горизонтального луча зрения. При 2)тригонометрическом (геодезическое) нивелировании разность высот точек определяется вычислением по формулам тригонометрии, по измеренному углу наклона и горизонтальному расстоянию между точками. 3)Барометрическое (физическое) нивелирование состоит в определении разности высот точек вычислением по показаниям барометра, показывающего давление воздуха в данных точках. Наиболее точным видом нивелирования, применяемым обычно в строительной геодезии, является геометрическое, а менее точным, применяемым лишь в частных случаях, — тригонометрическое нивелирование.

Геодезический знак может быть в виде простого сигнала, сложного сигнала, пирамиды, тура или штатива, в зависимости от высоты, на которую необходимо поднять визирную цель или прибор, и исходя из местных условий. В равнинных районах наиболее распространены сигналы и пирамиды, в горных — штативы и туры. По материалу изготовления геодезические знаки могут быть из дерева, камня, ж/б или металла.

17.Сущность и способы геометрического нивелирования. Проложение нивелирных ходов.

Геометрическое нивелирование — выполняют с помощью нивелира, задающего горизонтальную линию визирования. Сущность в следующем. Нивелир устанавливают горизонтально и по рейкам с делениями, стоящими на точках А и В, определяют превышение h как разность между отрезками а и b: h = а — b.

Если известна отметка Н_А точки А и превышение h, отметку Нв точки В определяют как их сумму: Нв= Н_А+ h

Место установки нивелира называется станцией. С одной станции можно брать отсчеты по рейкам, установленным во многих точках. Для вычисления отметки искомой точки можно применять способ вычисления через горизонт прибора (ГП). Очевидно, что если к отметке точки А прибавить отсчет по рейке на точке А, то получится отметка визирной оси нивелира. Эта отметка и называется горизонтом прибора. Если теперь из горизонта прибора вычесть отсчеты на всех точках, взятые на этой станции, получатся отметки этих точек. Если для определения превышения между точками А и В достаточно один раз установить нивелир, то такой случай называется простым нивелированием (см. рис. 7.9, а). Если же превышение между точками можно определить только после нескольких установок нивелира, то такое нивелирование условно называют сложным (рис. 7.9, б). В этом случае точки D и С называют связующими. Если известна отметка точки А, можно определить отметку точки В: H_B = HA+∑hi. Такую схему нивелирования называют нивелирным ходом (Х.Н.). В зависимости от требуемой точности определения отметок нивелирование делят на 1 . 4-й классы и техническое. Ходы нивелирования 1-го класса прокладывают вдоль железных и шоссейных дорог в различных направлениях. Х.Н. 2-го класса, прокладываемые вдоль дорог и больших рек, образуют полигоны периметром 500. 600 км, которые опираются на пункты нивелирования 1-го класса. Х.Н. 3-го класса прокладывают между пунктами нивелирования 1-го и 2-го классов. Х.Н. 4-го класса и техническое применяют для сгущения нивелирной сети более высоких классов. Эти сети являются высотным обоснованием для топографических съемок при составлении карг и планов

Источник

30 Способы геометрического нивелирования.

Геометрическое нивелирование выполняется горизонтальным лучом визирования. Перед нивелированием точки на местности закрепляют колышками, костылями, башмаками, на которые устанавливают вертикально нивелирные рейки. Место установки нивелира для работы называют станцией, а расстояние от нивелира до рейки — плечом нивелирования.

Различают два способа геометрического нивелирования: из середины и вперед. При нивелировании из середины (рис.30а) нивелир устанавливается примерно на равных расстояниях от реек, поставленных на точки А и В, а превышение вычисляют по формуле:

Рис.30. Способы геометрического нивелирования:

а — из середины; б – вперед

где а и b — отсчеты в мм по рейкам, установленным соответственно на задней по ходу движения при нивелировании и передней точках.

Знак превышения h получится положительным, если а больше b, и отрицательным, если а меньше b. Если известна высота Н_А задней точки А, то высота передней точки В

При нивелировании вперед нивелир ставят так, чтобы его окуляр находился над точкой А, измеряют высоту прибора i, затем визируя на рейку, отвесно поставленную в точке В, берут отсчет b. В этом случае:

При нивелировании нескольких точек для вычисления их высот используют горизонт прибора, которым называют высоту горизонтальной линии визирования, т.е. горизонт прибора равен высоте точки, на которой установлена рейка, плюс отсчет по рейке. Из рис. 30 б следует:

Последовательное нивелирование применяется для измерения превышений между точками А и D, разделенными значительным расстоянием или превышениями.

31 Классификация нивелиров. Устройство технических нивелиров.

В зависимости от устройств, применяемых для приведения визирной оси трубы в горизонтальное положение, нивелиры изготавливают двух видов — с цилиндрическим уровнем на зрительной трубе (рис.31) и с компенсатором углов наклона, т.е. беэ цилиндрического уровня.

Рис.31. Общая схема нивелира, название его частей и осей, поле зрения трубы

Нивелиры бывают трех классов точности:

1. Н-05, Н-1, Н-2 — высокоточные для нивелирования I и II классов;

2. Н-3 — точные для нивелирования III и IV классов;

3. Н-10 — технические для топографических съемок и других видов инженерных работ.

Число в названии нивелира означает среднюю квадратическую погрешность в мм нивелирования на 1 км двойного хода. Для обозначения нивелиров с компенсатором к цифре добавляется буква К,

а для нивелиров с горизонтальным лимбом — буква Л, например Н-10КЛ.

Для установки нивелира в рабочее положение его закрепляют на штативе становым винтом и вращением сначала двух, а затем третьего подъемных винтов приводят пузырек круглого уровня на середину. Отклонение пузырька от середины допускается в пределах второй окружности. В этом случае диапазон работы элевационного винта позволит установить пузырек цилиндрического уровня в нульпункт и установить визирную ось зрительной трубы в горизонтальное положение при соблюдении главного условия (для нивелира с цилиндрическим уровнем UU1 WW1). Приближенное наведение на нивелирную рейку выполняют с помощью мушки, расположенной сверху зрительной трубы. Более точное наведение осуществляют вращением наводящего винта зрительной трубы, которую перед отсчетом по рейке предварительно устанавливают по глазу (вращением окуляра) и по предмету (вращением кремальеры) для четкого совместного изображения сетки нитей и делений на нивелирной рейке. Перед отсчетом по средней нити тщательно совмещают концы пузырька цилиндрического уровня в поле зрения трубы, медленно вращая элевационный винт.

Источник