ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 98
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
">http://www.allbest.ru/
Измерение длины линий в геодезии
ВВЕДЕНИЕ
Измерения – процесс сравнения какой-либо величины с другой одноименной величиной, принимаемой за единицу.
Геодезические измерения позволяют определять относительное взаимное расположение отдельных точек земной поверхности. Геодезические измерения бывают: 1) линейными, в результате которых на местности определяются расстояния между заданными точками; 2) угловыми, определяющими значения горизонтальных и вертикальных углов на земной поверхности в данных вершинах между направлениями на некоторые заданные точки; 3) высотными (нивелирование), в результате которых определяются разности высот отдельных точек, т. е. разности расстояний по нормали от принятой отсчетной поверхности до данных точек.
В России для перечисленных видов геодезических измерений используются следующие единицы:
а) в линейных измерениях (горизонтальных и вертикальных) – метр. Эталон длины метра физически реализован в виде однометрового платино-иридиевого жезла № 28, хранящегося во Всероссийском научно-исследовательском институте метрологии;
б) в угловых измерениях – окружность и ее доли – градус, равный 1/360 окружности; минута, равная 1/60 градуса; секунда, равная 1/60 минуты. В некоторых странах, например в ФРГ, применяется градовая (метрическая) система: 1 град, равный 1/400 окружности; 1 минута, равная 1/100 града; 1 секунда, равная 1/100 минуты.
Измерение расстояний производят непосредственным или косвенным методами. При непосредственном методе мерный прибор (измерительную рулетку, землемерную ленту и т. п.) последовательно укладывают в створе измеряемого отрезка. При косвенном методе измеряют вспомогательные параметры (углы, базисы, физические параметры и т. п.), а длину отрезка вычисляют по формуле, отображающей зависимость между измеренными величинами и длиной отрезка. Непосредственно длины отрезков измеряются с помощью механических мерных приборов – мерных лент, рулеток, длинномеров и т. д. Косвенные методы реализуются с использованием различных видов дальномеров – оптических, радиофизических, лазерных и т.д.
Точность определения расстояний зависит от метода измерений, применяемого прибора, условий измерений и колеблется от 1:200 до 1:1000 000 измеряемого расстояния.
1. механические мерные приборы
Для непосредственного измерения линий на местности используют землемерные ленты со шпильками. В соответствии с ГОСТ 7502-80 такие ленты изготавливают длиной 20, 24, 50м и называют Л3-20, Л3-24 и Л3-50.
Землемерные ленты изготавливают из стальной полосы, на концах которой прикреплены ручки (рис. 1, а, б). Длина ленты равна расстоянию между штрихами нанесенными у концов ленты против вырезов для шпилек. Метровые деления на лентах Л3-20 и Л3-50 обозначены пластинками с выбитыми на них порядковыми номерами, полуметровые деления отмечены круглыми заклепками, а дециметровые – отверстиями.
Лента ЛЗ-24 разделена на 20 интервалов, а каждый интервал – на 10 равных частей.
В комплект мерной ленты входят: лента, кольцо для ее наматывания и шпильки для фиксации концов ленты при измерениях.
Рис. 1. Землемерные ленты: а – при измерениях; б – на станке; 1 – штрих; 2 – вырез; 3 – заклепка; 4 – пластина; 5 – отверстие; 6 – линия, до которой выполнено измерение; 7 – ручка; в – стальная рулетка на крестовине; г - тесьмяная рулетка в футляре
Для измерения линий с повышенной точностью используют шкаловые ленты ЛЗШ-20, ЛЗШ-24 и ЛЗШ-50, длиной соответственно 20, 24 и 50м. У концов этих лент нанесены сантиметровые и миллиметровые деления. Длина шкаловой ленты равна расстоянию между нулевыми штрихами на концах ленты (рис.2).
Рис. 2. Лента землемерная шкаловая
Для измерения линий на строительных площадках и конструкциях здания обычно используют измерительные рулетки. В соответствии с ГОСТ 7502-80 отечественная промышленность изготавливает металлические рулетки ОПК2-20 AHT/I, ОПК2-30 AHT/1, ОПК2-50 АНТ/1 и др. Название рулетки ОПК2-20 АНТ/I означает, что рулетка в открытом корпусе (О), с плоской измерительной лентой (П), с вытяжным кольцом (К), 2-го класса точности, номинальной (стандартной) длины 20м. С началом, удаленным от торца измерительной ленты (А), с травлеными штрихами (Н), нанесенными через 1см (T/I). По дополнительным заказам предприятия изготавливают стальные рулетки на крестовине (рис. 1, в) с рукояткой для наматывания полотна рулетки на барабан.
Некоторые фирмы в Японии выпускают металлические рулетки с пластиковым покрытием, что обеспечивает сохранность делений и предохраняет полотно от коррозии. Новейшие типы рулеток изготовлены на основе стекловолокна с пластиковым покрытием. Они менее чувствительны к воздействиям температуры, выдерживают натяжение силой более 1000 Ни не проводят электрического тока, что предохраняет их от сгорания при попадании на металлические конструкции при прогреве железобетона и при сварке.
Для обмеров зданий и помещений внутри них, а также при измерениях небольших расстояний в некоторых видах съемочных и инженерно-геодезических работ используют тесьмяные рулетки в закрытом корпусе (рис. 1,г).
Для измерений длин отрезков местности используют специальные приборы, которые называются длинномерами. Длиномер представляет собою мерный диск со счетным механизмом и направляющими роликами, который прокатывается по предварительно натянутой между измеряемыми точками проволоке. Таким образом, длиномером измеряется длина проволоки между конечными точками А и В линии.
Мерный диск длиномера АД-l изготавливается из стали или инвара. Проектная длина окружности его канавки равна 300мм. Счетный механизм представляет собою типовой ступенчатый счетчик, связанный с мерным диском зубчатой передачей. Емкость счетчика равна 1000м. Считывание сантиметров и миллиметров производится по круговой шкале, скрепленной с диском, а метров, десятков и сотен метров – по счетному механизму. Примыкание к точкам обеспечивают два фиксатора.
Длиномер удобен для измерений через овраги, ямы и т. п. В случае препятствий их обходят с длиномером, оттягивая проволоку в сторону. Если примыкание на конечной точке производится при натянутой в исходном положении проволоке, то такие обходы препятствий не вызывают погрешности в измерениях.
На практике применяют также другие приборы и инструменты для непосредственного измерения линий, например: нутромеры – концевые меры со сферическими окончаниями для измерений и контроля расстояний контактным способом; катетометры – специальные приборы для измерений небольших (до 1м) вертикальных отрезков с очень большой точностью (0,006…0,050 мм); измерительные микроскопы, а также шаблоны и другие приспособления.
2. КОМПАРИРОВАНИЕ
Под влиянием различных факторов (времени, температуры, механических воздействий и т. д.) длина мерного прибора изменяется. Поэтому перед началом и в конце полевого сезона, а
также при повреждениях в процессе работы, мерные приборы компарируют, т. е. определяют их фактическую длину путем сравнения с эталоном. За эталоны принимают отрезки линий на местности, длины которых известны с высокой точностью. Такие приборы называются компараторами. Компараторы используют двух видов: стационарный – отрезок, закрепленный на местности специальными геодезическими знаками, длина которого известна высокой точностью.
В производственных условиях мерные приборы чаще всего эталонируют на полевых компараторах. Такие компараторы представляют собой выровненные участки местности преимущественно с твердым покрытием. Концы компаратора закрепляют знаками со специальными метками, расстояние между которыми известно с большой точностью.
Компарирование длинномерных рулеток и лент в полевых условиях производят на компараторах, длина которых, как правило, близка к l0= 120м. Такую длину выбирают для того, чтобы уложить мерный прибор на компараторе несколько раз. Укладывание мерных приборов ведут в прямом и обратном направлениях. Подсчитывают число целых и дробных уложений рулетки или ленты и определяют поправку, обусловленную компарированием. Ее вычисляют по формуле
∆lк = (l0 – l∑)/n
где l∑ – измеренная длина компаратора;l0 – длина компаратора; п – число укладываний мерного прибора.
Для предварительного компарирования или при желании знать фактическую длину вновь вводимого в эксплуатацию мерного прибора со сравнительно небольшой точностью поступают так. Нормальный мерный прибор (нормальным считается прибор, прошедший компарирование) и испытываемый укладывают на одну и ту же плоскость. Совмещают начальные штрихи, обе рулетки натягивают с одинаковой силой и миллиметровой линейкой измеряют расстояния между конечными штрихами. Измеренную величину считают поправкой вводимого в эксплуатацию мерного прибора по отношению к нормальному.
Определение поправки в длину испытываемой рулетки производят после приведения длины нормальной и испытываемой рулеток к одной и той же температуре.
На строительно-монтажной площадке часто приходится откладывать меньшую длину, чем длина рулетки. В этом случае проверяют длины метровых, дециметровых и более мелких делений. Компарирование мелких делений выполняют контрольной линейкой (нормальным метром), где минимальные отрезки нанесены через 0,2мм. Показания считывают через увеличительные стекла или микроскопы.
3. ИЗМЕРЕНИЕ ЛИНИЙ МЕРНЫМИ ПРИБОРАМИ
Измерение линий состоит в том, что мерный прибор (ленту, рулетку) последовательно откладывают между начальной и конечной точками измеряемой линии.
Измерение производят в такой последовательности.
Рекогносцировка, т. е. предварительное ознакомление с местностью. При рекогносцировке намечают на местности положение линий, подлежащих измерению. Линии стараются располагать так, чтобы условия для измерений были наиболее благоприятными.
Вешение линии,т. е. установка вешек в створе линии. Створом называют вертикальную плоскость, проходящую через конечные точки линии.
При подготовке створа линии к измерению ее концы фиксируют кольями, штырями, обрезками труб и т. д.; расчищают полосы шириной 1,5...2,0 м от растительности и остатков снесенных строений; забивают колья или штыри в местах перегибов местности. До измерения линию обозначают на местности (примерно через100м) вешками – деревянными или металлическими кругляками с равномерной яркой красно-белой окраской и заостренными концами. Вехи устанавливают либо «на глаз», либо с помощью оптической зрительной трубы с такой частотой, чтобы при нахождении мерщика у одной из них обеспечивалась видимость двух смежных. Вешение «на глаз» менее точно, чем с помощью оптической трубы с увеличением, однако его точность вполне достаточна, если измерение делать мерной лентой со шпильками.
Вешение «на глаз» (рис. 3, а)выполняют приемами «от себя» и «на себя». При вешении «от себя» один мерщик становится на исходной точке, а на конечной точке второй мерщик устанавливает веху 7 такой высоты, чтобы она была видна с исходной точки.
Второй мерщик по створу на расстоянии не более 100м от начала устанавливает веху 4, перемещая ее перпендикулярно створу до совпадения ее с вехой 7 на конечной точке. Команды о смещении устанавливаемой вехи в створ подают отмашкой руки.
Рис. 3. Вешение линии: а – профиль и план; б – измерение линии; 1,4,7 – вехи; 2,5 – шпильки; 3,6 – замеры
При вешении «на себя» мерщик выставляет вешку или укладывает мерную ленту в створе двух других вех, имея их перед собой.
Измерение линии (рис. 3, б)выполняет бригада из двух человек. Ленту разматывают с кольца. Передний мерщик (МП) с десятью (пятью) шпильками протягивает передний конец ленты и по указанию заднего мерщика (МЗ) укладывает ее в створ измеряемой линии. Задний мерщик совмещает начальный штрих заднего конца ленты с началом линии, вставляя в вырез ленты шпильку. Передний мерщик встряхивает ленту, натягивает ее «от руки» силой около 98 Н и в вырез на переднем конце вставляет шпильку. Затем МЗ вынимает заднюю шпильку, МП снимает со шпильки ленту, и оба переносят ее вперед вдоль линии. Дойдя до первой шпильки, МЗ закрепляет на ней ленту, ориентирует МП, выставляя его руку со шпилькой и лентой в створ линии по передней вехе 7. Затем работа продолжается в том же порядке, что и на первом уложении ленты. Целое уложение ленты называется