Файл: Учебное пособие для вузов Б. Ф. Азаров, ив. Карелина, он. Романенко, ли. Хлебородова под ред. Б. Ф. Азарова е изд, перераб и доп.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 258
Скачиваний: 18
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» Б. Ф. Азаров, ИВ. Карелина, ОН. Романенко, ЛИ. Хлебородова ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА Учебное пособие Рекомендовано Новосибирским региональным отделением УМО вузов РФ по образованию в области строительства в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению
270800.62 Строительство
Изд-во АлтГТУ Барнаул
2014
270800.62 Строительство
Изд-во АлтГТУ Барнаул
2014
УДК 528.48
Азаров, Б. Ф. Геодезическая практика учебное пособие для вузов / Б. Ф. Азаров, ИВ. Карелина, ОН. Романенко, ЛИ. Хлебородова; под ред. Б. Ф. Азарова. – е изд, перераб. и доп.
Барнаул : Изд-во АлтГТУ,
2014.
249 с.
ISBN 978-5-7568-1028-8 Учебное пособие содержит указания по проведению геодезической и проектно-изыскательской практик в соответствии с программой курса общеобразовательных дисциплин Геодезия и Основы геодезии Федерального государственного образовательного стандарта для бакалавров, обучающихся по направлениям 270800 Строительство, 271103 Строительство уникальных зданий, 270100 Архитектура и 270300 Дизайн архитектурной среды. Подробно рассмотрены классические и современные геодезические приборы, их устройство, поверки и юстировки. Приведены сведения о решении различных инженерно-геодезических задач на местности. Изложены основные способы выполнения крупномасштабной топографической съемки, вертикальной планировки участков, полевого трассирования линейных сооружений. Описана подготовка разбивочных данных при выносе сооружения на местность. Для студентов строительных и архитектурных специальностей всех форм обучения при выполнении лабораторных работ, практических занятий и прохождении практики по геодезии. Рекомендовано Новосибирским региональным отделением УМО вузов РФ по образованию в области строительства в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению 270800.62 Строительство. Протокол № 1 от 30 мая 2013 г. Рецензенты Г. И. Швецов, д.г.-м.н., профессор,заведующий кафедрой оснований, фундаментов, инженерной геологии и геодезии Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова; Г. В. Громов, заместитель генерального директора ОАО «АлтайТИ-
СИз», почетный геодезист РФ.
ISBN 978-5-7568-1028-8
© Азаров Б. Ф, Карелина ИВ, Романенко ОН Хлебородова ЛИ Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, 2014
3 ПРЕДИСЛОВИЕ Учебное пособие предназначено для студентов строительных и архитектурных специальностей и служит руководством при выполнении всех видов работ геодезической и проектно-изыскательской практик. Основное внимание сосредоточено на устройстве, поверках и юстировках классических и современных геодезических приборов, атак- жена организации и выполнении отдельных видов геодезических работ. В пособии подробно описаны методы производства угловых и линейных измерений на местности, рассмотрены способы создания съемочного обоснования в виде теодолитных ходов и методы производства съемок (теодолитной, тахеометрической, методы определения превышений проложением ходов технического нивелирования. Подробно изложены способы решения различных инженерно- геодезических задач, приведены сведения о полевом трассировании линейных сооружений и о подготовке разбивочных данных при выносе сооружения на местность. В пособии даны примеры отчетной документации и приведены образцы ее оформления. Все разделы пособия содержат примеры вычислительной обработки полевых материалов. Данное пособие позволит приобрести студентам навыки и умение самостоятельного выполнения геодезических работ в рамках курсов Геодезия и Основы геодезии. Учебное пособие подготовлено коллективом авторов сотрудниками кафедры Основания, фундаменты, инженерная геология и геодезия Алтайского государственного технического университета им.
И.И. Ползунова: доцентом, к.т.н. Азаровым Б.Ф.; доцентом Хлеборо- довой ЛИ доцентом, к.т.н. Карелиной ИВ. и старшим преподавателем Романенко ОН. Общее редактирование пособия выполнено Азаровым Б.Ф., компьютерная верстка и графика – Карелиной ИВ.
4 Раздел 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ
1.1. Цели и задачи практики Геодезическая практика является заключительным этапом изучения курсов Геодезия и Основы геодезии. Эта практика проводится после изучения теоретической части курса и выполнения лабораторных работ и практических занятий. Ее основная цель – закрепление теоретических знаний на практике. К основным задачам практики относятся
1) приобретение навыков и умения в работе с оптическими геодезическими приборами
2) овладение основными методами геодезических измерений, вычислений и построений на местности
3) приобретение навыков организации и выполнения работ в составе бригады
4) воспитание самостоятельности и ответственности студентов.
1.2. Организация практики Практика проводится после окончания летней сессии. Сроки и содержание практики определяются рабочими программами для каждого направления по профилю.
Учебно-методическое руководство практикой осуществляет секция инженерной геодезии кафедры Основания, фундаменты, инженерная геология и геодезия в лице заведующего секцией. Для непосредственного руководства практикой в группах приказом по университету назначаются преподаватели – руководители практики. Руководители практики распределяют студентов по бригадам, назначают бригадиров, определяют участки работ, контролируют выполнение работ, соблюдение правил техники безопасности. Как правило, численный состав бригады составляет 5-6 человек. Состав бригады в течение практики не меняется. Каждый студент обязательно участвует в выполнении всех видов работ согласно программе практики. Для выполнения заданий по практике каждая бригада получает необходимый комплект приборов и инструментов, журналы для измерений и ведомости для вычислений. Дополучения приборов студенты обязаны прослушать инструктаж по технике безопасности и ознакомиться с правилами поведения на практике. Без росписи в журнале по технике безопасности студенты к прохождению практики не допускаются Перед выполнением отдельного вида работ студенты знакомятся с содержанием работы в целом, изучают по литературным источникам или конспекту лекций методику ее выполнения, в необходимых случаях получают объяснения преподавателя, распределяют обязанности в процессе работы. Для каждого вида работ студент должен попеременно выполнить обязанности исполнителя (наблюдателя, помощника записывающего и выполняющего расчеты) и рабочего (реечника, мерщика и т.п.). Каждый студент участвует в выполнении всех видов работ, предусмотренных программой практики. После завершения работ по практике студенты обязаны представить отчет (на бригаду, сдать приборы, инструменты и принадлежности в исправном состоянии. Прием работ и зачет по практике проводится руководителем практики в присутствии всей бригады. Бригады, не сдавшие отчет по практике, к зачету не допускаются. В случае поломки, порчи или утраты приборов, инструментов и принадлежностей их ремонт, восстановление или приобретение осуществляют студенты за свой счет.
1.3. Правила техники безопасности
1. Все студенты, выполняющие геодезические работы вовремя практики, обязаны соблюдать правила по технике безопасности.
2. Студенты в нетрезвом виде или в состоянии наркотического опьянения к работам по практике не допускаются и направляются руководителем практики в распоряжение деканата.
3. Студенческим бригадам запрещается пользоваться неисправным оборудованием и инструментами. За соблюдением этого требования обязан следить бригадир.
4. Вовремя перерывов в работе запрещается оставлять приборы и инструменты без присмотра.
5. При работе вблизи мест с интенсивным движением автотранспорта рейки следует переносить в вертикальном положении.
6. При выполнении работ вблизи зданий необходимо предварительно убедиться в том, что в здании закрыты окна и форточки. При сильном и порывистом ветре (более 15 м/сек) выполнять измерения запрещается.
7. Студентам запрещается открывать люки колодцев и других подземных коммуникаций.
8. При переходе с приборами с одного места на другое следует идти полевой стороне дороги навстречу движущемуся транспорту.
6 9. При пересечении проезжей части улицы необходимо предварительно убедиться в полной безопасности перехода.
10. Следует соблюдать особую осторожность при работах вблизи перекрестков улиц.
11. Складные рейки должны иметь исправные винты в местах скрепления. При работе стопор рейки должен быть надежно закреплен.
12. Ящики или футляры приборов должны иметь прочно прикрепленные ручки или ремни.
13. При переносе штативов необходимо следить затем, чтобы их стопорные винты были закреплены. Запрещается переносить штативы острыми концами ножек вверх.
14. Запрещается ломать ветки деревьев, рубить кустарник, рвать цветы на клумбах.
15. Запрещается засорять территорию. Бумага, полиэтиленовые пакеты, бутылки, остатки пищи и т.п. должны быть убраны в мусорные ящики.
16. После завершения работы все колышки должны быть извлечены из земли.
17. При работе в жаркое время необходимо защищать голову и тело от прямого воздействия солнечных лучей.
1.4. Обязанности бригадира и членов бригады Приборы, инструменты и принадлежности выдаются бригадиру под расписку. Материальную ответственность за поломку или утерю приборов и оборудования несет вся бригада. Все студенты обязаны быть на месте работы в назначенное время. При неблагоприятных погодных условиях (дождь, сильный ветер и т.п.) студенты являются на практику как обычно и выполняют камеральную обработку материалов практики. Бригадир обязан
- получить и сдать приборы, инструменты и оборудование вначале и конце практики, следить за их исправностью
- поддерживать учебную и производственную дисциплину в бригаде
- следить за своевременностью и аккуратностью ведения полевых журналов, абрисов, ведомостей и другой документации. Каждый член бригады обязан
- бережно обращаться с геодезическими приборами, инструментами, принадлежностями и оборудованием
- соблюдать правила техники безопасности и внутреннего распорядка
- сознательно и ответственно относиться к порученному делу.
7
1.5. Правила обращения с геодезическими приборами, штативами и рейками Геодезические приборы требуют бережного обращения и тщательного ухода. Качество измерений во многом зависит от состояния приборов и приспособлений (реек, штативов, поэтому при работе с приборами (теодолитом, нивелиром) следует соблюдать следующие правила
1. Прежде чем вынуть прибор из футляра, следует ознакомиться сего укладкой и закреплением. Особое внимание необходимо обращать на расположение частей в соответствующих гнездах, закрепление их винтами или зажимами. Перед укладкой прибора в футляр прилагать усилие запрещается.
2. Перед установкой прибора на штатив необходимо убедиться в надежности крепления стопорных винтов на ножках штатива.
3. Прибор берут только за основание подставки при установке на штатив закрепляют становым винтом.
4. При переходах необходимо проверять надежность закрепления прибора на штативе при передвижении прибор должен находиться в вертикальном положении.
5. Нельзя подвергать прибор ударами сотрясениям. Вовремя перерывов в работе он должен быть закрыт чехлом.
6. У исправного прибора все части двигаются легко и плавно. Нельзя прилагать резкие усилия при вращении винтов или отдельных частей прибора.
7. Подъемные и наводящие винты не должны качаться в гнездах. Перед началом работы их следует установить в среднее положение. Категорически запрещено касаться оптических поверхностей пальцами.
9. Студентам запрещено производить разборку и ремонт приборов. При работе с рейками запрещено ударять ими по колышкам или другим предметам, загрязнять пятки реек, использовать рейки для переноски грузов.
8 Раздел 2. ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ Измерения горизонтальных и вертикальных углов на местности выполняют при создании разбивочных сетей, трассировании дорог, каналов и других линейных объектов, создании планово-высотного обоснования топографических съемок, привязке к пунктам государственной геодезической сети, решении ряда задач инженерной геодезии. Горизонтальный угол – это плоский угол, являющийся мерой двугранного угла, образованного вертикальными плоскостями, проходящими через стороны данного угла. Вертикальный угол (угол наклона – это угол, лежащий в вертикальной плоскости, образованный направлением визирования и его проекцией на горизонтальную плоскость. Зенитное расстояние – это вертикальный угол между отвесной линией и направлением визирования. Для измерения горизонтальных и вертикальных углов или зенитных расстояний используют геодезический прибор – теодолит. Теодолит классифицируют по разным признакам точности, конструктивным особенностями назначению. Поточности измерения углов теодолиты подразделяются согласно ГОСТ 10529-96 на высокоточные (со средней квадратической ошибкой измерения угла одним приемом до 1
), точные (2
- 5
) и технические. В соответствии с этим теодолиты обозначают Т, Т, Т, Т, Т. В зависимости от конструктивных особенностей различают теодолиты в следующем исполнении с цилиндрическим уровнем при вертикальном круге (ВК) – в маркировке прибора обозначение отсутствует К – с компенсатором углов наклона, заменяющим цилиндрический уровень при ВК; А – автоколлимационные – со специальным окуляром и особой сеткой нитей М – маркшейдерские – для работы в шахтах Э – электронные (цифровые, позволяющие представлять результаты измерений на цифровом табло П – со зрительными трубами прямого изображения. Водном приборе могут сочетаться различные варианты исполнения. Перед обозначением типа теодолита у современных теодолитов указывается порядковый номер модели 4Т30П, 3Т5КП, 2Т30М и т.д.
9
2.1. Устройство теодолита Т (2Т30П), 2Т30М и 4Т30П На практике студенты работают техническими теодолитами Т
(2Т20П), 2Т30М и 4Т30П. Рассмотрим их устройство. Теодолит Т. Основание теодолита 1 (рисунок 2.1), с которым скреплена подставка 13, одновременно служит дном футляра, что позволяет закрывать прибор, не снимая его со штатива при переходе сточки на точку и при перерывах в работе. Зрительная труба 6 снабжена оптическим визиром 7 для приближенного наведения трубы на наблюдаемый предмет. Для точного совмещения перекрестья сетки нитей с центром визирной цели используют наводящий винт трубы 4 и наводящий винт алидады 3. Зрительную трубу фокусируют вращением кремальеры 9, а сетку нитей устанавливают по глазу вращением окулярного кольца 6. Микроскоп 5 отсчетного устройства расположен рядом с окуляром. Для освещения оптического устройства используют зеркало для направления лучей (зайчика) в отверстие для подсветки. Вращение теодолита вместе с лимбом горизонтального круга производят его наводящим винтом 12. Для совместного вращения лимба и алидады открепляют закрепительный винт 2 горизонтального круга, закрепительный винт алидады 11 закрепляют. Рисунок 2.1 – Теодолит Т и его основные части
1 – основание теодолита
2 – закрепительный винт лимба горизонтального круга
3 – наводящий винт алидады горизонтального круга
4 – наводящий винт зрительной трубы
5 – микроскоп отсчетного устройства окулярное кольцо зрительной трубы
7 – оптический визир
8 – закрепительный винт трубы
9 – кремальера
10 – цилиндрический уровень
11 – закрепительный винт алидады горизонтального круга
12 – наводящий винт лимба горизонтального круга
13 – подставка теодолита
14 – подъемный винт подставки
10 Необходимо помнить, что теодолит Т не имеет уровня при вертикальном круге, его заменяет уровень при горизонтальном круге. Потому при наведении на предмет и отсчете по вертикальному кругу пузырек уровня горизонтального круга должен находиться в нуль- пункте. В отсчетном устройстве теодолита Т использован шкаловой микроскоп сценой деления 5
. Отсчеты при этом производят до десятых долей деления шкалы, те. до 0,5
. Так, на рисунке 2.2, а отсчет по горизонтальному кругу равен
8
+ 0,7
5
= 8
3,5
; на рисунке 2.2, б
111
35
+ 0,5
5
= а – при положительном угле наклона б – при отрицательном Рисунок 2.2 – Поле зрения микроскопа теодолита Т Шкала вертикального круга (рисунок 2.2) имеет два ряда цифр по верхнему ряду со знаком «+», по нижнему – со знаком «-». Оцифровку подписей по верхнему ряду используют тогда, когда шкалу пересекает штрих лимба со знаком «+». Подписи шкалы в этом случае возрастают слева направо. На рисунке 2.2, а отсчет по вертикальному кругу равен 1
35
+ 0,3
5
= 1
36,5
. Если штрих лимба имеет подпись со знаком «-», то используют нижнюю оцифровку шкалы, где подписи возрастают справа налево. Так, отсчет по вертикальному кругу на рис.
2.2, б равен -0
40
- 0,5
5
= -Теодолит 2Т30П в отличие от Т имеет зрительную трубу прямого изображения. В остальном (устройство, основные части, характеристики оба прибора идентичны.
11 Теодолит 2Т30М – технический оптический маркшейдерский теодолит. Его устройство, вид сетки нитей и шкалы микроскопа несколько отличаются от теодолита Т (2Т30П). Фокусирование зрительной трубы на предмет производится вращением кремальеры 8 (рисунок 2.3). Вращением диоптрийного кольца
7 окуляр устанавливают по глазу наблюдателя дополучения четкого изображения сетки нитей (рисунок 2.4). Рисунок 2.3 – Основные части теодолита 2Т30М:
1 – закрепительный винт алидады горизонтального круга
2 – наводящий винт алидады горизонтального круга
3 – наводящий винт зрительной трубы 4 – зрительная труба 5 – визир
6 – окуляр микроскопа 7 – диоптрийное кольцо 8 – кремальера
9 – закрепительный винт трубы 10 – цилиндрический уровень
11 – подставка 12 – подъемный винт
13 – закрепительный винт подставки (трегера)
12 Сетка нитей представляет собой систему горизонтальных и вертикальных штрихов, нанесенных на стеклянную пластинку, установленную перед окуляром зрительной трубы. Структура штрихов сетки нитей содержит основное перекрестие, образованное средней горизонтальной нитью и вертикальными нитями. Два коротких горизонтальных штриха, расположенные симметрично по обе стороны от центра сетки нитей, образуют нитяной дальномер и называются дальномерными нитями. Рисунок 2.4 – Вид сетки нитей теодолита 2Т30М
Двойная вертикальная нить сетки называется биссектором и служит для повышения точности визирования. Под средней горизонтальной нитью сетки теодолита 2Т30М нанесена шкала сценой деления 1
, предназначенная для измерения малых углов, например, колебаний отвеса. По обе стороны трубы имеются оптические визиры 5 (рисунок
2.3) для предварительного наведения нацель. Глаз наблюдателя располагается на расстоянии 20-25 см от визира, в поле зрения которого виден светлый крест. Вращением зрительной трубы крест совмещается с предметом. Точное наведение зрительной трубы на предмет вверти- кальной плоскости производится наводящим винтом 3 (рисунок 2.3) при закрепленном винте 9. Поворот теодолита по азимуту и точное наведение зрительной трубы на предмет в горизонтальной плоскости осуществляется наводящим винтом 2 при зажатом винте 1. Теодолит снабжен повторительным устройством. Нажатием рычага (рисунок 2.5) горизонтальный круг скрепляется с алидадой. Пользуясь рычагом 3 для крепления или освобождения лимба, рекомендуется мягко нажать на него пальцами в направлении, параллельном вертикальной оси теодолита, слегка придерживая пальцами наружную сторону фиксатора 4. Нажатием фиксатора 4 горизонтальный круг освобождается, в результате чего при вращении алидады он остается неподвижным. Теодолит имеет стеклянные лимбы с делениями от 0
до 360
через. Каждое градусное деление оцифровано. С помощью оптической системы изображения штрихов лимбов и шкалы передаются в поле зрения оптического микроскопа 6 (рисунок 2.3).
13 Рисунок 2.5 – Особенности устройства теодолита 2Т30М:
1 – винт 2 – гайка регулировочная 3 – рычаг 4 – фиксатор 5 – штифт
6 – зеркало подсветки 7 – колпачок 8 – заглушка 9 – заглушка 10 – винт
11 – винт стопорный 12 – ось 13 – гайка 14 – втулка Рисунок 2.6 – Вид поля зрения шкалового микроскопа теодолита 2Т30М: отсчеты по горизонтальному кругу 101
56
; по вертикальному кругу 0
08
14 На рисунке 2.6 показан вид поля зрения отсчетного микроскопа при горизонтальном положении прибора. Отсчет и оценка доли градусного деления лимба производится по шкале. Отсчетная шкала разделена на 60 делений. Цена деления равна 1
. Отсчет берется до десятых долей минут. Вертикальная ось устанавливается в отвесное положение с помощью цилиндрического уровня 10 (рисунок 2.3). Теодолит имеет полую ось, что позволяет центрировать прибор над точкой с помощью зрительной трубы. Подставка теодолита 11 (рисунок 2.3) съемная, имеет зажимной винти пружинящий фиксатор, который необходимо оттягивать при разъединении подставки с теодолитом. Ход подъемных винтов 12 рисунок) регулируется специальной гайкой (рисунок 2.5), для этого необходимо вращать винт 1 до тех пор, пока отверстие в кожухе винта не совместится с отверстием регулировочной гайки. Вращая шпилькой эту гайку, добиваются наилучшего хода подъемного винта. На крышке колонки теодолита имеется зеркало 6 (рисунок 2.5) для подсветки отсчетной системы в естественных условиях. Теодолит 4Т30П – технический оптический теодолит со зрительной трубой прямого изображения, специальным винтом для перестановки лимба и съемной подставкой со встроенным оптическим цен- триром (поставляется отдельно) (рисунок 2.7). Фокусирование зрительной трубы 10 осуществляется вращением кремальеры 1. Вращением диоптрийного кольца 11 окуляр устанавливают по глазу до четкой видимости изображения сетки нитей. Корпус зрительной трубы представляет единое целое с горизонтальной осью, установленной в лагерах колонки 6.
Коллиматорные визиры 4, установленные по обе стороны зрительной трубы, предназначены для грубого наведения нацель, при этом глаз должен быть на расстоянии 25-30 см от визира. Точное наведение зрительной трубы на предмет в горизонтальной плоскости осуществляется наводящим винтом 14 после закрепления алидады горизонтального круга винтом 9, в вертикальной плоскости наводящим винтом 15 после закрепления винта 2. Окуляр микроскопа 3 устанавливают по глазу до появления четкого изображения шкал вращением диоптрийного кольца. Поворотом и наклоном зеркала 5 достигают оптимального освещения поля зрения. Перестановку участков лимба горизонтального круга между приемами проводят винтом 8 после нажатия на него вдоль оси вращения Рисунок 2.7 – Основные части теодолита 4Т30П:
1 – кремальера 2 – закрепительный винт зрительной трубы 3 – окуляр микроскопа
4 – визир 5 – зеркало подсветки 6 – колонка 7 – подставка 8 – винт для перестановки лимба 9 – закрепительный винт алидады горизонтального круга 10 – зрительная труба
11 – диоптрийной кольцо окуляра зрительной трубы 12 – вертикальный круг
13 – цилиндрический уровень при алидаде горизонтального круга 14 – наводящий винт алидады горизонтального круга 15 – навозящий винт зрительной трубы
16 – юстировочные винты цилиндрического уровня Цилиндрический уровень 13 предназначен для горизонтирования прибора. Уровень, входящий в комплект, устанавливают на зрительную трубу теодолита вместо коллиматорного визира 4 для приведения визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение при выполнении геометрического нивелирования. Отсчетное устройство теодолита 4Т30П идентично устройству шкалового микроскопа теодолита Т (рисунок 2.2).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 19
2.2. Осмотри проверка взаимодействия узлов После получения теодолита со склада работу с ним начинают с общего осмотра и проверки взаимодействия его частей. Осмотр прибора производят после установки и закрепления его на штативе. Становой винт затягивают так, чтобы подъемные винты подставки теодолита вращались свободно. При осмотре должны выполняться следующие требования
16
- вращение верхней части теодолита в подставке должно быть плавным
- закрепительные винты подставки и зрительной трубы должны вращаться без видимых усилий
- вращение наводящих и подъемных винтов должно быть плавным, без качания
- зрительная труба, алидада горизонтального круга, кремальера, диоптрийные кольца окуляра зрительной трубы и отсчетного микроскопа должны вращаться плавно
- оптические детали (окуляр, объектив зрительной трубы, визиры) и уровни не должны иметь видимых повреждений
- изображение предметов и сетки нитей в зрительной трубе должны быть четкими
- изображение штрихов лимбов и отсчетных шкал в отсчетных устройствах должны быть четкими
- исправительные винты уровней и сетки нитей не должны иметь повреждений резьбы
- зеркало подсветки должно удерживаться в любом приданном ему положении
- замки футляра теодолита должны быть исправны.
2.3. Поверки и юстировки теодолита К теодолиту предъявляется ряд требований, связанных с взаимным расположением его основных частей. При измерении горизонтальных и вертикальных углов в приборе должны быть соблюдены следующие основные условия
- ось вращения прибора должна быть отвесна
- плоскость лимба горизонтального круга должна быть горизонтальна- визирная плоскость должна совпадать с вертикальной плоскостью. Соблюдение этих условий проверяется при выполнении поверок теодолита [5].
2.3.1. Поверка цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга Условие ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна коси вращения теодолита.
17 Перед выполнением поверки выполняют горизонтирование прибора. Алидаду с верхней частью прибора поворачивают так, чтобы ось уровня при ней расположилась параллельно прямой, соединяющей любые два подъемных винта подставки. Вращая эти винты одновременно в противоположных направлениях, выводят пузырек уровня на середину. Алидаду поворачивают на 90
и третьим подъемным винтом устанавливают пузырек уровня на середину.
Горизонтирование следует выполнять до тех пор, пока пузырек не будет отклоняться от середины ампулы. Как правило, достаточно повторить действия 2-3 раза. Выполнение поверки. После горизонтирования алидаду поворачивают на 180
к первоначальному положению (когда ось уровня параллельна линии любых двух подъемных винтов подставки) и оценивают величину смещения пузырька относительно середины ампулы. Допустимым считается отклонение не более 1 деления ампулы. В противном случае требуется выполнить юстировку уровня. Юстировка уровня. Половину смещения устраняют подъемными винтами подставки, вторую половину – юстировочными винтами самого уровня (рисунок 2.7
16). При юстировке предварительно необходимо определить направление перемещения торцевой части уровня, расположенной у исправительных винтов. Если ось уровня необходимо поднять, то вращением против хода часовой стрелки (наблюдая сверху) ослабляют верхний исправительный винта затем действуют нижним исправительным винтом, вращая его в том же направлении, что и верхний. Если торцевую часть уровня необходимо опустить, то сначала вращают походу часовой стрелки нижний исправительный винта затем – верхний. Такие действия выполняют до тех пор, пока пузырек уровня не займет среднее положение на ампуле. После юстировки поверку уровня обязательно повторяют.
2.3.2. Поверка сетки нитей Условие вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения прибора, а горизонтальная – перпендикулярна. Выполнение поверки. Теодолит устанавливают на штативе, ось вращения прибора приводят в отвесное положение и наводят зрительную трубу на хорошо видимую точку местности. Изображение точки совмещают с левым концом горизонтальной нити сетки и, вращая али- даду наводящим винтом по горизонту, следят, не сходит ли изображение точки с правого конца нити. Если изображение точки не сходит с
18 горизонтальной нити сетки, то условие считается выполненным. Если смещение изображения превосходит три ширины нити, то выполняется юстировка сетки нитей. Юстировка. Для устранения наклона сетки нитей с окуляра зрительной трубы снимается защитный колпачок, ослабляются четыре крепежных винта окуляра и окуляр поворачивается так, чтобы горизонтальная нить сетки расположилась горизонтально. Поверка сети нитей повторяется. После разворота сетки нитей окуляр закрепляется, и колпачок навинчивается обратно.
2.3.3. Поверка коллимационной ошибки Коллимационная ошибка – это угол отклонения визирной оси трубы от перпендикуляра коси вращения зрительной трубы теодолита. Условие визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна коси вращения зрительной трубы теодолита. Выполнение поверки. Наводят зрительную трубу при положении круг лево» на удаленную (не менее чем нам) хорошо видимую точку на горизонте (отклонение угла наклона от горизонта не более 2
) и берут отсчет КЛ по лимбу горизонтального круга. Переводя трубу через зенит и, поворачивая верхнюю часть прибора наменяют положение круга, вновь визируют на туже точку и берут отсчет по лимбу при круге право КП
1
Открепив зажимной винт подставки теодолита, поворачивают прибор на 180
и вновь закрепляют зажимной винт. Зрительную трубу наводят на туже точку при двух положениях круга и берут отсчеты по лимбу КЛ и КП
2
Коллимационную ошибку вычисляют по формуле
4
)
180
(
)
180
(
2 2
1 1
КП
КЛ
КП
КЛ
С
(2.1) Определение коллимационной ошибки повторяют и вычисляют ее среднее арифметическое значение. Если среднее арифметическое значение превышает 1
, то требуется юстировка коллимационной ошибки. Юстировка. При недопустимом значении коллимационной ошибки предварительно вычисляют правильный отсчет по горизонтальному кругу
КЛ
прав
= КЛ – С или КП
прав
= КП + С, (2.2)
19 где КЛ и КП – отсчеты по горизонтальному кругу на удаленную хорошо видимую точку. Правильный отсчет устанавливается на горизонтальном круге теодолита. При этом вертикальная нить сетки сместится с изображения наблюдаемой точки. С помощью боковых исправительных винтов сетки ее передвигают до совпадения вертикальной нити с изображением точки. После юстировки поверку повторяют.
2.3.4. Определение места нуля (МО) вертикального круга Отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси трубы теодолита называется МО вертикального круга. Для определения МО вертикального круга теодолита визируют на удаленную точку при двух положениях вертикального круга КЛ и
КП и берут отсчеты по вертикальному кругу. Перед наведением следует проверить положение пузырька уровня при алидаде горизонтального круга. В случае смещения его выводят подъемными винтами подставки на середину ампулы.
МО вычисляют по формулам а) для теодолитов Т, 2Т30П и 4Т30П
МО = 0,5
(КЛ + КП). (2.3) б) для теодолитов 2Т30М и Т
МО = 0,5
(КЛ + КП + 180
). (2.4) В формуле (2.4) к отсчету меньше 90
следует прибавить 360
МО определяют дважды и вычисляют его среднее арифметическое значение. Если среднее арифметическое значение МО больше 1
, то требуется его исправление – юстировка. Юстировка МО. Зрительную трубу дважды наводят на удаленную хорошо видимую точку и берут отсчеты КЛ и КП по вертикальному кругу. Вычисляют правильный отсчет по вертикальному кругу
КЛ
прав
= КЛ – МО или КП
прав
= МО – КП для Т (2Т30П, 4Т30П),
КЛ
прав
= КЛ – МО или КП
прав
= МО – КП - 180
для 2Т30М.
20 Этот отсчет устанавливают по вертикальному кругу теодолита. При этом горизонтальная нить сетки сместится с наблюдаемой точки. Действуя вертикальными исправительными винтами сетки, совмещают нить с изображением точки. После юстировки повторно определяют МО. Примечание. Рекомендуется определять коллимационную ошибку и место нуля совместно, те. при выполнении наблюдений отсчеты берутся на одну и туже удаленную хорошо видимую точку как по горизонтальному, таки по вертикальному кругам теодолита. Результаты определения величин заносят в журнал (таблица 2.1). Таблица 2.1 – Журнал определения коллимационной ошибки и места нуля
№ приема
ФИО наблюдателя Отсчеты по лимбам С, минут
МО, минут
ГК
ВК КЛ
КП КЛ
КП
1 Иванов
279 51,5 99 52,5 9 55,5 170 04,5
-1,0 0
98 30,0 278 31,0 9 54,0 170 05,0
-1,0
-0,5 2 Петров
277 01,5 96 59,5 7 20,5 172 38,5
+2,0
-0,5 97 42,0 277 41,0 7 21,0 172 40,0
+1,0
+0,5 3 Сидоров
319 27,0 139 26,5 9 35,5 170 25,0
+0,5
+0,2 240 15,0 60 14,0 9 36,0 170 25,0
+1,0
+0,5 4 Федоров
315 29,5 135 27,5 5 09,0 174 52,0
+2,0
+0,5 135 05,0 315 02,5 5 10,5 174 52,0
+2,5
+1,2 5 Дмитриев
311 27,5 131 25,0 6 02,5 173 57,5
+2,5 0
130 20,0 310 20,5 6 02,5 173 56,5
-0,5
-0,5 Среднее
1,0 0,1
2.3.5. Поверка неравенства подставок Условие Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита. Выполнение поверки. Теодолит устанавливают в 3-4 мот стены и приводят ось вращения прибора в отвесное положение. Наводят перекрестие сетки нитей на точку А стены при положении КЛ, расположенную под углом 25-35
к горизонту. Закрепляют алидаду и наклоняют зрительную трубу примерно до горизонта прибора, отмечают на стене положение перекрестья сетки нитей (тонким карандашом)
точку А. Аналогичные действия повторяют при другом положении вертикального круга – КП и отмечают на стене точку А. Если отрезок
21
А
1
А
2
в поле зрения трубы не выходит из биссектора сетки (двойной вертикальной нити, то условие поверки выполнено. В противном случае юстировка производится в специализированных мастерских. Формулировки поверок, краткое описание последовательности действий и результаты поверок оформляются Актом (см. Приложение А, который входит в отчет по практике.
2.4. Устройство нивелиров Нивелирование – определение превышения между точками земной поверхности. В зависимости от применяемых приборов и методов различают нивелирование геометрическое, тригонометрическое, барометрическое, гидростатическое, спутниковое и др. Наибольшее распространение получил метод геометрического нивелирования, когда превышение между точками определяется с помощью горизонтального луча прибора. Таким прибором является нивелир. Нивелиры классифицируют поточности и способу приведения линии визирования в горизонтальное положение. В соответствии с ГОСТ 19528-90 поточности нивелиры делят на высокоточные (со средней квадратической ошибкой определения превышения на 1 км двойного хода m
h
= 0,3…0,5 мм, точные (m
h
= 2…3 мм) и технические
(m
h
= 5…10 мм. В зависимости от способа приведения линии визирования прибора в горизонтальное положение различают уровенные нивелиры, имеющие цилиндрический уровень и элевационный винт, с помощью которого добиваются горизонтальности визирного луча при нивелировании. Другой тип нивелиров – нивелиры с компенсатором, у которых линия визирования занимает горизонтальное положение автоматически после приведения оси прибора в отвесное положение с ошибкой в
5-10
. Подавляющее большинство современных нивелиров имеют компенсатор, те. являются автоматическими или самоустанавливающи- мися. Применение нивелиров с компенсаторами повышает производительность труда на 15-20%. Согласно ГОСТ шифр каждого прибора состоит из буквенного обозначения, цифра после нее указывает m
h
. Если нивелир снабжен компенсатором или лимбом горизонтального круга, тов маркировку добавляется соответственно буква К и (или) Л. Модификация прибора указывается перед буквой Н (нивелир. Пример 3Н-5Л, 3Н-3КЛ. Высокоточные приборы изготавливаются малыми партиями. Современные отечественные точные и технические нивелиры серии 3 и 4) имеют зрительную трубу прямого изображения. У этих
22 приборов расширены функциональные возможности сих помощью можно измерять и строить горизонтальные углы с точностью Лимбы оцифрованы через 1
, отсчеты берутся на глаз, визирование производится горизонтальным лучом нивелира. Приборы могут быть укомплектованы дополнительными приспособлениями, повышающими точность изменения (например микро- метренной насадкой на объектив для работы со штриховыми рейками. Призменная насадка позволяет использовать нивелир как прибор вертикального проецирования, те. это устройство позволяет развернуть визирный луч нивелира на 90
вверх или вниз. Отметим конструктивные особенности отечественных нивелиров
- приборы имеют часть пластмассовых деталей (подъемные винты подставки, наводящие винты зрительной трубы, элевационный винт
- подставка имеет круглую форму, подъемные винты расположены над подставкой
- у зрительной трубы отсутствует закрепительный винт
- наличие двух наводящих винтов зрительной трубы
- цилиндрический уровень находится на верхней крышке корпуса, имеет зеркало и два юстировочных винта
- у нивелира 3Н-2КЛ и 4Н-2КЛ сетка нитей дополнена биссекто- ром, который служит при использовании микрометренной насадки для взятия отсчетов по штриховым рейкам.
2.4.1. Общие требования к нивелирам Для выполнения работ по практике студенты получают уровен- ные нивелиры 3Н-5Л, Н, НВ-1 или нивелиры с компенсаторами 3Н-
3КЛ. В комплект нивелира входят штатив и две нивелирные рейки. Получив прибор, студенты производят его общий осмотр. Нивелир осматривают после установки на штатив и закрепления его становым винтом. Вовремя осмотра прибора следует убедиться в соблюдении следующих требований
- кремальера, диоптрийное кольцо окуляра, а также подъемные винты подставки должны вращаться плавно, без усилий
- верхняя часть нивелира должна вращаться свободно
- изображения предмета (например, рейки, сетки нитей и пузырька уровняв поле зрения трубы (для нивелиров Н, НВ-1) должны быть четкими
- закрепительные винты должны быть исправны наводящие винты должны обеспечивать плавное перемещение зрительной трубы
23
- у уровенных нивелиров плавное перемещение элевационного винта должно обеспечивать плавное перемещение визирной оси
- исправительные винты не должны иметь повреждений резьбы, их вращение должно происходить плавно и без усилий. Замки футляра нивелира должны быть исправны, а нивелир после закрывания крышки должен быть закреплен неподвижно.
2.4.2. Устройство нивелира Н
Уровенный нивелир Н состоит из двухосновных частей рисунок- нижней неподвижной, куда входит подставка 3 с подъемными винтами 4 и пластинкой 5 с втулкой для станового винта
- верхней части, которая вращается относительно нижней, ее также можно наклонять в вертикальной плоскости (в пределах
20
). В верхней части нивелира Н расположены (рисунок 2.9) зрительная труба 2 с объективом 4 и окуляром 1. На оправе объектива находится механический визир 3. С правой стороны объектива расположены кремальера 5, наводящий винт трубы, а также круглый уровень 7 стремя юстировочными винтами 8 и элевационный винт 9. Под объективом расположен закрепительный винт 1 трубы (рисунок 2.8). С левой стороны объектива расположен цилиндрический уровень
2 (рисунок 2.8) с системой призм, передающих изображение его концов в поле зрения трубы. Верхняя и нижняя части нивелира соединены винтом 6 (рисунок
2.8). В корпусе зрительной трубы в окулярной части имеются четыре исправительных винта для юстировки цилиндрического уровня. Рисунок 2.8 – Вид нивелира Н со стороны уровня при трубе
1 – закрепительный винт
2 – коробка уровня
3 – подставка
4 – подъемный винт
5 – пружинящая пластина с втулкой
6 – винт
24 Рисунок 2.9 – Вид нивелира Н со стороны кремальеры
1 – окуляр
2 – корпус трубы
3 – механический визир
4 – объектив
5 – кремальера
6 – наводящий винт
7 – установочный уровень
8 – исправительный винт установочного уровня
9 – элевационный винт
Зрительная труба нивелира Н дает обратное изображение, поэтому в комплекте с ним следует использовать рейки с обратной (перевернутой) оцифровкой шкал.
2.4.3. Устройство нивелира 3Н-5Л Малогабаритный нивелир 3Н-5Л относится к техническим нивелирам со средней квадратической погрешностью измерения превышения мм на 1 км двойного хода. Нивелир имеет малую массу и размеры, простое устройство, удобен для работы на строительной площадке. Для снижения влияния одностороннего нагрева зрительная труба и цилиндрический уровень помещены внутри корпуса 12 (рисунок 2.10). На оправу объектива 11 зрительной трубы можно надевать линзовую насадку для визирования на расстоянии от 0,5 дом. Окуляр зрительной трубы устанавливают по глазу вращением диоптрийного кольца 1 (рисунок 2.11). По предмету зрительную трубу устанавливают вращением кремальеры 2 (например, при наведении на рейку. В верхней части корпуса зрительной трубы имеется продольный прилив А рисунок 2.10), играющий роль механического визира для приближенного наведения нивелира на рейку. Цилиндрический уровень снабжен белым экраном 4. Для удобства наблюдения за положением пузырька уровня служит зеркало 2. Юстировка цилиндрического уровня осуществляется с помощью двух гаек (рисунок 2.10). Для приведения пузырька цилиндрического уровня на середину ампулы служит элевационный винт 3 (рисунок 2.11). Осевая система нивелира снабжена червячной передачей и фрикционным устройством, что позволяет свободно вращать нивелир вокруг оси и одновременно выполнять точное наведение на рейку.
25 Рисунок 2.10 – Общий вид нивелира 3Н-5Л со стороны круглого уровня
1 – заглушка
2 – зеркало
3 – юстировочные гайки
4 – белый экран
5 – юстировочные винты круглого уровня
6 – круглый уровень
7 – подъемные винты
8 – подставка
9 – наводящий винт
10 – корпус нивелира
11 – объектив
12 – корпус зрительной трубы А – продольный прилив (механический визир) Рисунок 2.11 – Общий вид нивелира
3Н-5Л со стороны кремальеры
1 – диоптрийное кольцо
2 – кремальера
3 – элевационный винт
4 – лимб горизонтального круга
5 – отсчетный индекс лимба
6 – крепежная гайка
Рукоятка 9 (рисунок 2.10) механизма наведения расположена по обе стороны прибора. Круглый уровень 6 (рисунок 2.11) предназначен для установки оси нивелира в отвесное положение. Его юстировку выполняют четырьмя юстировочными винтами 5 (рисунок 2.10). В нижней части корпуса нивелира расположен металлический лимб 4 рисунок, который можно вращать рукой. Отсчет по лимбу берут относительно индекса 5. При вращении нивелира он остается неподвижным Конструктивной особенностью нивелира 3Н-5Л является то, что подъемные винты подставки 7 (рисунок 2.10) расположены между корпусом нивелира и подставкой. Ход подъемных винтов регулируется тремя винтами снизу подставки. В подставке имеется втулка с резьбовым отверстием для соединения со становым винтом штатива. При работе с нивелиром 3Н-5Л следует использовать рейки с прямым изображением дециметровых делений на шкалах.
2.4.4. Устройство нивелира 3Н-3КЛ Согласно ГОСТ 10528-90 нивелир 3Н-3КЛ относится к нивелирам технической точности. Его основные особенности зрительная труба прямого изображения имеется компенсатор, приводящий визирную ось зрительной трубы в горизонтальное положение прибор снабжен лимбом для измерения и построения горизонтальных углов отсутствуют закрепительные винты. В корпусе 4 (рисунок 2.12) нивелира расположены зрительная труба 7 и кремальера 5. В нижней части корпуса нивелира расположен двусторонний наводящий винт 9 для точного наведения прибора нацель рейку. На задней крышке корпуса 3 установлен блок компенсатора и окуляр 1 зрительной трубы. Нивелир закреплен на подставке 11 с подъемными винтами 12. В ее верхней части установлен лимб 3 рисунок. Лимб вращается рукой. Отсчет по лимбу берут относительно отсчетного индекса 2 (рисунок 2.13). Рисунок 2.12 – Общий вид нивелира 3Н-3КЛ со стороны кремальеры
1 – окуляр
2 – колпачок
3 – крышка
4 – корпус
5 – кремальера
6 – визир
7 – зрительная труба
8 – бленда
9 – наводящий винт
10 – трегер;
11 – подставка
12 – подъемный винт
27 Рисунок 2.13 – Вид нивелира
3Н-3КЛ со стороны окуляра
1 – установочный уровень
2 – отсчетный индекс лимба
3 – лимб
4 – юстировочный винт круглого уровня Сверху на корпусе нивелира установлен визир 6 (рисунок 2.12) для приближенного наведения нивелира на рейку. Бленда 8 защищает объектив зрительной трубы от прямых солнечных лучей. Круглый (установочный) уровень 1 (рисунок 2.13) снабжен юстировочными винтами. Поверки и юстировки нивелиров Целью выполнения поверок и юстировок нивелира является, во- первых, приведение прибора в рабочее положение и, во-вторых, обеспечение горизонтальности визирной оси [5].
2.5.1. Поверка круглого уровня При выполнении поверки проверяется соблюдение следующего условия ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Выполнение. Одновременно вращая все три подъемных винта подставки, приводят пузырек уровня на середину ампулы. Затем верхнюю часть прибора разворачивают на 180
. Если пузырек уровня остался в пределах двух концентрических окружностей на ампуле, то условие выполнено. В противном случае выполняется юстировка уровня. Юстировка. Половина смещения пузырька устраняется юстировочными винтами самого уровня, другая половина – подъемными винтами подставки. После исправления положения пузырька поверку уровня повторяют. Поверка сетки нитей К сетке нитей предъявляется следующее требование вертикальная нить сетки должна совпадать с отвесной линией, а горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна к вертикальной оси нивелира. Другими словами, сетка нитей должна быть установлена правильно ее вертикальная нить должна быть отвесна, а горизонтальная нить должна находиться в горизонтальной плоскости. В зависимости оттого, положение какой нити проверяется, поверка может быть выполнена двумя способами. При поверке вертикальной нити в защищенном от ветра месте подвешивают отвеса на расстоянии 20-25 м устанавливают нивелир и приводят его в рабочее положение, устанавливая пузырек круглого уровня на середину ампулы. Затем наводят зрительную трубу на отвес так, чтобы вертикальная нить сетки совпала со шнуром отвеса. Если один конец нити сетки отклоняется от шнура меньше, чем на толщину нити, то условие выполнено. Перпендикулярность горизонтальной нити сетки к вертикальной оси нивелира проверяют следующим образом. Нивелир приводят в рабочее положение (по круглому и цилиндрическому уровням, выводя пузырьки уровней на середину ампулы. Зрительную трубу наводят горизонтальной нитью у левого края поля зрения наделение рейки, выставленной в 20-30 мот инструмента. Далее медленно перемещают зрительную трубу наводящим винтом к правому краю поля зрения трубы и следят, идет ли горизонтальная нить потому же делению рейки. Отклонение (расхождение) не должно превышать 2 мм или 4 ширины нити сетки. Для нивелира Н следует поверять вертикальную нить, для нивелиров 3Н-5Л, 3Н-3КЛ рекомендуется поверять горизонтальную нить, т.к. способы юстировки положения сетки нитей зависят оттого, положение какой нити проверялось. Юстировка. Для нивелира Н исправление положения вертикальной нити выполняют в следующей последовательности
1) Отвинтив крепежные винты окуляра, его снимают со зрительной трубы. При этом открывается доступ к оправе с сеткой нитей, у которой имеется три крепежных винта.
2) Верхний и нижний винты оправы сетки ослабляются на один полный оборота средний – на четверть оборота. После этого оправу разворачивают, надевают окуляр на трубу и, не привинчивая ее винтами, проверяют положение вертикальной нити. Если нить не изменила
29 своего положения, то, сняв окуляр, еще на четверть оборота ослабляют средний винт оправы. Вновь поворачивают оправу с сеткой нитей. В итоге нужно добиться того, чтобы вертикальная нить сетки точно совпала со шнуром отвеса.
3) Сняв окуляр, завинчивают сначала средний, а затем верхний и нижний винты оправы сетки, надевают окуляр и проверяют правильность положения вертикальной нити (по отвесу. Только после этого крепят окуляр к корпусу трубы. Для нивелира 3Н-5Л наклон сетки нитей устраняется в следующей последовательности
1) На окуляре вывинчивается стопорный винти слегка ослабляется гайка 6 (рисунок 2.11).
2) Наклон сетки устраняется вращением окуляра.
3) Гайка 6 (рисунок 2.11) затягивается, проверяется положение горизонтальной нити сетки. Если нить расположена правильно, то затягивается стопорный винт окуляра. Для нивелира 3Н-3КЛ устранение наклона сетки нитей выполняется следующим образом
1) В окулярной части зрительной трубы снимается защитный колпачок 2 (рисунок 2.12).
2) Слегка ослабляются (на ¼ или ½ оборота) четыре крепежных винта окуляра, окуляр поворачивают в нужном направлении вместе с сеткой нитей.
3) Убедившись в правильности положения горизонтального штриха сетки нитей, затягивают крепежные винты окуляра и устанавливают защитный колпачок на место. После исправления разворота сетки нитей поверку выполняют заново.
2.5.3. Поверка главного условия нивелира Главное требование, которое предъявляется к нивелиру при работе с ним – это обеспечение горизонтальности визирного луча зрительной трубы. Поскольку для уровенных нивелиров в горизонтальное положение зрительная труба приводится с помощью цилиндрического уровня, то отсюда и условие поверки ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы. Иногда эту поверку называют поверкой угла i», где i – угол между осью уровня и визирной осью трубы. Другими словами, угол i должен быть в пределах установленной величины (i
10
для всех типов нивелиров.
30 Для нивелиров с компенсатором (с самоустанавливающейся линией визирования) главное условие может быть сформулировано так визирная ось трубы должна быть горизонтальна, если нивелир приведен в рабочее положение. В этом случае угол i - это отклонение визирной оси от горизонтального положения. Определение угла i нивелира следует проводить одним из следующих способов
1) нивелирование вперед - способ рекомендуется для уровен- ных нивелиров (Н, 3Н-5Л);
2) нивелирование из середины в сочетании с нивелированием вперед - способ рекомендуется для нивелиров с компенсатором (Н-
3К, 3Н-3КЛ);
3) нивелирование с различными плечами – способ рекомендуется при работе с нивелиром, когда диапазон расстояний от нивелира до рейки может быть любыми малые расстояния и большие. Независимо от способа поверка выполняется не менее трех раз. За окончательное значение угла i принимают среднее арифметическое из всех результатов. Расхождение отдельных значений i не должно превышать 5
для точных и технических нивелиров. При выполнении поверки главного условия независимо от способа на местности закрепляют линию 1-2 длиной от 40 дом. Если поверку выполняют способом двойного нивелирования вперед, то нивелир устанавливают так (рисунок 2.14), чтобы его окуляр находился над точкой и измеряют высоту прибора i
1
(те. расстояние от центра окуляра до колышка, закрепляющего т. 1) с погрешностью мм. Затем по рейке, установленной в точке 2, берут отсчет
b
1
. Нивелир и рейку меняют местами, вновь измеряют высоту прибора
i
2
и берут отсчет по рейке b
2
Непараллельность визирной оси и оси цилиндрического уровняв этом случае можно найти по формуле
,
2
)
(
)
(
2 1
2 1
d
i
i
b
b
i
(2.5) где
= 206265
- величина радиана в угловых секундах
d
расстояние между точками 1 и 2.
2 2
2 1
2 1
i
i
b
b
x
(2.6)
31 Рисунок 2.14 – Поверка главного условия нивелира двойным нивелированием вперед Например, прими допустимом значении i = 10
разность сумм отсчетов по рейками высот прибора (i
1
+ i
2
) составит
5 мм. Соответственно
x – допустимое колебание x между приемами, будет равно
2,5 мм. Результаты измерений заносят в специальный журнал (таблица 2.2). Таблица 2.2 – Журнал измерений Дата 15.07.2012 г. Время 10 час. 00 мин. d = 50 м
№ приема
№ точки Высота нивелира
i, мм Отсчеты по дальней рейке b, мм
x, мм
i = x
/d,
1 1
1285 1494
-2
-8 2
1529 1316
2814 2810 2
1 1245 1455
-3
-12 2
1483 1267
2728 2722 3
1 1253 1463
-2
-8 2
1502 1288
2755 2751 Среднее
-2,3
-9,3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 19
b
1
i
1
2 1
b
2
i
2
2 1
32 Если среднее значение непараллельности визирной оси и оси уровня из трех определений
x
ср
> 5 мм, то требуется юстировка цилиндрического уровня. Юстировка. Вычисляют правильный отсчет
x
b
b
2 2
(с учетом знака x), (2.7) и наводят на него с помощью элевационного винта среднюю горизонтальную нить сетки. При этом пузырек уровня сместится с середины ампулы. Юстировочными винтами цилиндрического уровня пузырек возвращают на середину ампулы. Для нивелира Н при этом следует отодвинуть защитную шторку в торце цилиндрического уровня идей- ствуя вертикальными исправительными винтами (ослабляя один и затягивая другой, постепенно переместить пузырек уровня на середину, следя затем, чтобы отсчет по рейке оставался равным правильному. Для нивелира 3Н-5Л параллельность оси цилиндрического уровня визирной оси трубы достигается с помощью юстировочных гаек 3 рисунок 2.10). После установки на рейке правильного отсчета, отпуская одну гайку и затягивая другую, выводят пузырек цилиндрического уровня на середину. После юстировки необходимо определить величину x еще раз. При определении угла i способом нивелирования из середины в сочетании с нивелированием вперед порядок действий следующий. В точках 1 и 2 закрепленной на местности линии устанавливают рейки, а точно посередине между ними (с погрешностью
1 м) устанавливают нивелир (рисунок 2.15) и приводят его в рабочее положение. По рейкам берут отсчеты a
1
и Нивелир переносят и располагают за или перед первой точкой на расстоянии 3-5 мот нее по створу линии 1-2. Прибор приводят в рабочее положение и берут отсчеты a
2
и b
2
по рейкам в точках 1 и 2. Вычисляют величину угла i по формуле
,
1 2
d
h
h
i
(2.8) где h
2
= a
2
– b
2
и h
1
= a
1
– b
1
или
x = (a
2
– a
1
) - (b
2
– b
1
) = h
2
– h
1
. (2.9)
33 Рисунок 2.15 – Поверка главного условия нивелира нивелированием из середины в сочетании с нивелированием вперед Таблица 2.3 – Журнал измерений Дата 16.07.2012 гм Время 10 час. 30 мин.
№ приема Измеренное превышение Обозначения Отсчеты по рейкам
h, мм
x, мм
i = x
/d
, черные красные
1 Из середины a
1 1400 6085
-314
-3
-10 b
1 1715 6398 h
1
= a
1
– b
1
-315
-313 Нивелир заточкой Из середины a
1 1272 5956
-316
-2
-7 b
1 1589 6271 h
1
= a
1
– b
1
-317
-315 Нивелир заточкой Из середины a
1 1180 5866
-313
-4
-14 b
1 1492 6180 h
1
= a
1
– b
1
-312
-314 Нивелир заточкой Среднее -3
-10 а 1 а 1
3-5 м
2
d
34 По сути, превышение h
1
, определенное из середины, свободно от влияния угла i, а превышение h
2
из нивелирования вперед содержит полное значение x. Например, для d = 60 ми получили x = 3 мм. Пример записи наблюдений для данного способа приведен в журнале измерений (таблица 2.3). При юстировке угла i следует, прежде всего, вычислить правильный отсчет
,
1 2
2
h
a
b
(2.10) где a
2
– отсчет по ближней рейке, установленной на точке 1, при измерениях на ой стоянке прибора. Нужно этот правильный отсчет установить на дальней рейке в точке 2. Дальнейшие действия аналогичны описанным ранее. Для нивелира с компенсатором 3Н-3КЛ при исправлении негори- зонтальности визирной оси трубы следует снять с окуляра защитный колпачок 2 (рисунок 2.12) и, вращая в противоположных направлениях вертикальные юстировочные винты сетки, установить среднюю горизонтальную нить сетки на правильный отсчет При третьем способе определения угла i (нивелирование с разными плечами) превышение между концами линии 1-2 определяется дважды. Сначала нивелир устанавливают на расстоянии 3-5 мот рейки на продолжении створа 1-2 (рисунок 2.16), приводят прибор в рабочее положение и берут отсчет по рейке a
1
, установленной в точке 1. Рисунок 2.16 – Поверка главного условия нивелира нивелированием с разными плечами а 1
40-60 мам м
35 Изменив фокусировку зрительной трубы, берут отсчет b
1
по дальней рейке. Не меняя фокусировку трубы, устанавливают нивелир на расстоянии 3-5 мот второй рейки на продолжении створа 1-2. Берут отсчеты b
2
по дальней и a
2
по ближней рейкам. Результаты измерений записывают в журнал (таблица 2.4). Таблица 2.4 – Журнал измерений Дата 15.07.2012 гм Время 12 час. 15 мин.
№ приема
№ точки Отсчеты по рейкам, мм
x, мм
i = x
/d, по ближней a по дальней b
1 1
1428 1838 3
12 2
1315 1719
-113
-119 2
1 1472 1880 2,5 10 2
1410 1813
-62
-67 3
1 1397 1806 2
8 2
1450 1855
53 49 Среднее
2,5 10 Угол i вычисляют по формуле
,
d
x
i
(2.11) где
,
2 2
)
(
)
(
2 1
2 2
1 1
h
h
b
a
b
a
x
(2.12) где h
1
= a
1
– b
1
и h
2
= a
2
– b
2
– соответственно, превышения, вычисленные на 1 и 2 стоянках прибора. Контролем правильности вычислений будет служить определение разности отсчетов по дальней и ближней рейкам, взятым на точках 1 и 2 ближняя = a
2
– a
1
, дальняя = b
2
– и соблюдение условия
2 2
2 1
h
h
x
дальняя
ближняя
36 Правильный отсчет
2
b
при юстировке следует вычислять по формуле (2.7) с учетом знака x.
2.5.4. Поверка работы компенсатора Условие, которое должно соблюдаться при выполнении поверки работы компенсатора, можно сформулировать так визирная ось трубы должна оставаться горизонтальной при наклоне оси вращения нивелира на угол компенсации. Практически это означает, что проверка работоспособности компенсатора состоит из определения диапазона его работы и определения систематической погрешности компенсации. Диапазон работы компенсатора характеризуется максимальным наклоном нивелира (углом компенсации, при котором визирная линия остается в горизонтальном положении. Угол компенсации нивелира
3Н-3КЛ должен быть не менее В полевых условиях диапазон работы компенсатора определяют следующим образом. Нивелир устанавливают так, чтобы один из подъемных винтов подставки был расположен со стороны наблюдателя. Круглый уровень предварительно должен быть проверен и отъюстирован. Нивелир приводят в рабочее положение и наводят на рейку, установленную в 20
30 м на подъемном винте со стороны наблюдателя наносят метку. Наблюдая в окуляр трубы, вращают подъемный винт подставки почасовой стрелке до тех пор, пока изображение рейки не начнет резко смещаться относительно средней горизонтальной нити сетки. Положение подъемного винта фиксируют меткой и определяют (на глаз) угол его поворота
1
. Поворот винта на ¼ оборота (на 90
) соответствует наклона нивелира. Этим же подъемным винтом подставки приводят нивелир в исходное положение, затем вращением винта против хода часовой стрелки наклоняют прибор в противоположную сторону и вновь определяют угол поворота
2
. Для более надежного определения угла компенсации его определение следует повторить 2-3 раза. Систематическая погрешность компенсации ку нивелира 3Н-
3КЛ не должна превышать 0,5
или в линейной мере при угле компенсации к = 10
и расстоянии до рейки S = 100 м
5 2
мм
i
S
к
к
(2.13)
37 В полевых условиях погрешность работы компенсатора определяют следующим образом. Нивелир располагают в середине створа для 3Н-3КЛ длина створа устанавливается равной 100 м) между двумя рейками. Наблюдения выполняют числом приемов не менее 5. Нивелир приводят в рабочее положение и определяют превышение. Затем определяют превышения h
1
, h
2
, h
3
, h
4
при наклоне его визирной осина угол компенсации. Наклон нивелира на угол
10
может быть осуществлен по установочному уровню, цена деления которого
5
. Для этого, вращая подъемный винт подставки, расположенный по направлению рейки, смещают пузырек уровня к одному из краев большой концентрической окружности на его ампуле (рисунок 2.17). Рисунок 2.17 – Положение пузырька установочного уровня при наклоне оси нивелира подъемными винтами Указанные действия составляют один прием измерений. Между приемами изменяют горизонт прибора. Пример наблюдений при выполнении данной поверки приведен в таблице 2.5. Таблица 2.5 – Определение погрешности работы компенсатора нивелир 3Н-3КЛ № 23459
№ приема Положение пузырька круглого уровня Отсчеты по рейкам, мм ч, к, мм р, мм
h = h
i
–h
0 задняя передняя
1 В нуль- пункте
1584 1899
-315
-316 0
6256 6572
-316 В сторону задней рейки
1583 1901
-318
-318
-2 6255 6574
-319 В сторону передней рейки
1584 1904
-320
-319
-3 6259 6577
-318 Вправо от створа
1585 1902
-317
-317
-1 6257 6574
-317 Влево от створа
1582 1895
-313
-314
+2 6255 6570
-315 среднее
-1