МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова» (ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова») Т.А. Плеханова, Ю.Н. Гинчицкая УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ по выполнению лабораторных работ. Часть I. Нивелиры Ижевск 2021 Рег. номер _________________ Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ составлено в соответствии с рабочими программами учебных дисциплин «Инженерная геодезия», «Основы геодезии», «Геодезические работы, выполняемые в строительстве», разработанных на основе Федерального государственного образовательного стандарта по направлениям подготовки 08.03.01 «Строительство» и 07.03.01 «Архитектура». Рецензент: Мокеев С.Л., Заместитель начальника надзора Управления по надзору УР инспекции строительного Составители: Плеханова Т.А., к.т.н., доцент Гинчицкая Ю.Н., ст. преподаватель Рекомендовано Ученым советом факультета/института для использования в учебном процессе в качестве учебно-методических материалов для студентов, обучающихся по направлениям 08.03.01«Строительство» / профили ПГС, СЭиРЗ, ВиВ, ТГВ, ТГВВиВ и 07.03.01 «Архитектура» / профиль АП при изучении дисциплин «Инженерная геодезия», «Основы геодезии», «Геодезические работы, выполняемые в строительстве». (протокол № 6-21 от «28» сентября 2021 г.) 2 ОГЛАВЛЕНИЕ 1 ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ........... 5 2 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «УСТРОЙСТВО НИВЕЛИРОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЯТКИ РЕЙКИ» .................................................................. 6 2.1 Общие сведения о нивелирах и нивелирных рейках................................. 6 2.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Устройство нивелиров. Определение пятки рейки» .............................................................................. 11 3 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ СПОСОБОМ «ВПЕРЕД» ............................................ 14 3.1 Способы измерения превышения на станции. Геометрическое нивелирование способом «вперед» и «из середины» .................................... 14 3.2 Погрешности геометрического нивелирования ....................................... 17 3.3 Порядок выполнения лабораторной работы «Геометрическое нивелирование способом «вперед» ................................................................. 20 4 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НИВЕЛИРОВ» .......................... 23 4.1 Метрологические параметры нивелиров .................................................. 23 4.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Определение метрологических параметров нивелиров»...................................................... 26 5 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ПОВЕРКИ УРОВЕННОГО НИВЕЛИРА В ЛАБОРАТОРИИ» ............................................................................................ 28 5.1 Поверки и юстировки нивелиров .............................................................. 28 5.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Поверки уровенного нивелира в лаборатории» ................................................................................. 34 6 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «СОВРЕМЕННЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ. НИВЕЛИРЫ» ................................................................................ 37 6.1 Устройство нивелиров с компенсатором.................................................. 37 6.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Современные геодезические приборы. Нивелиры» ............................................................... 38 7 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ИЗМЕРЕНИЕ ПРЕВЫШЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛАЗЕРНЫХ НИВЕЛИРОВ» .................................. 40 7.1 Устройство лазерных нивелиров .............................................................. 40 3 7.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Измерение превышений с использованием лазерных нивелиров» ........................................................... 42 8 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ПОВЕРКА И ЮСТИРОВКА НИВЕЛИРОВ С КОМПЕНСАТОРОМ» ........................................................ 43 8.1 Особенности поверок и юстировок нивелиров с компенсатором ......... 43 8.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Поверка и юстировка нивелиров с компенсатором»........................................................................... 44 9 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ПОСТРОЕНИЕ ТОЧКИ НА ПРОЕКТНОЙ ВЫСОТЕ».................................................................................. 46 9.1 Построение точки на проектной высоте ................................................... 46 9.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Построение точки на проектной высоте» ............................................................................................ 47 10 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ПОСТРОЕНИЕ ЛИНИИ С ПРОЕКТНЫМ УКЛОНОМ» ............................................................................ 49 10.1 Построение линии с проектным уклоном .............................................. 49 10.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Построение линии с проектным уклоном» ........................................................................................ 51 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................. 52 4 1 ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ Лабораторные работы оформляются на бумаге формата А4. В конце каждой лабораторной работы приведен перечень контрольных вопросов, на которые необходимо знать ответы. Все работы должны быть защищены в форме устной беседы или в виде тестирования / контрольной работы. Количество и последовательность выполнения лабораторных работ определяет преподаватель в соответствии с рабочей программой дисциплины. Правила работы с приборами В процессе выполнения лабораторных работ необходимо помнить о том, что геодезические приборы являются сложными оптико-механическими или оптико-электронными устройствами. Поэтому во всех случаях нельзя прилагать больших усилий при закреплении отдельных частей приборов. Все винты имеют ограниченную резьбу. Нельзя прикасаться руками к оптическим деталям, это значительно ухудшает их светотехнические качества. Правила обработки результатов измерений При измерении превышения способом геометрического нивелирования отсчет по рейке всегда является четырехзначным числом в мм. Поэтому отсчет 2560 нельзя записать как 256, также как отсчет 0567 записать в виде 567. Расстояние, измеренное с точностью до сантиметров, нельзя записать в виде 56 м, даже если число дециметров и сантиметров равно нулю. Результат должен быть записан в виде 56,00 м и т.д. Правило округления. В приближенных вычислениях в результате оставляют только значащие цифры. Если отбрасываемая цифра является 5, то последняя оставшаяся цифра должна быть четной. Например, при округлении до миллиметров двух результатов измерений а1=1334.5 мм и а2=1333.5 мм, получим а1= 1334 м и а2 =1334 м. 5 2 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «УСТРОЙСТВО НИВЕЛИРОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЯТКИ РЕЙКИ» 2.1 Общие сведения о нивелирах и нивелирных рейках Нивелиры предназначены для измерения превышений между точками на местности или строительными конструкциями горизонтальным лучом при отвесном положении нивелирных реек. В нашей стране, согласно ГОСТ 10528-90 «Нивелиры. Общие технические условия», выпускают три типа нивелиров, разделяемые по допустимой средней квадратической погрешности измерения превышения m на 1 км двойного хода в мм: - высокоточные (m = 0.3-0.5 мм), - точные (m = 2-3 мм), - технические (m = 5 мм). В зависимости от метода приведения визирной оси в горизонтальное положение нивелиры подразделяются на два типа: - нивелиры с уровнем при зрительной трубе; - нивелиры с компенсатором. а) б) в) Рис 2.1. Нивелиры, выпускаемые Уральским оптико-механическим заводом: а) нивелир 3Н-5Л; б) нивелир 4Н-2КЛ; в) нивелир 4Н-3КЛ При выполнении геодезических работ на строительной площадке применяют в основном нивелиры точные (например, 4Н-2КЛ) и технической точности (например, 3Н-5Л, 4Н-3КЛ). Некоторые из них, выпускаемые Уральским оптико-механическим заводом, показаны на рис. 2.1. Буква «К» означает, что нивелир снабжен компенсатором, а буква «Л» означает, что у нивелира имеется лимб (круг, оцифрованный от 0 до 360°). 6 Кроме того, существуют лазерные нивелиры (лазерные построители), которые позволяют визуализировать плоскости с помощью лазерного луча, и электронные нивелиры, в которых снятие отсчетов по специальным рейкам и их обработка автоматизированы. Устройство нивелиров с цилиндрическим уровнем Наиболее распространенным прибором этого класса является технический нивелир 3Н-5Л (рис. 2.2), выпускаемый УОМЗ. Он предназначен для нивелирования 3 и 4 класса, а также для инженерногеодезических работ при изысканиях и строительстве зданий и сооружений. Рис. 2.2. Нивелир технической точности 3Н-5Л: 1 – диоптрийное кольцо; 2 – зеркало цилиндрического уровня; 3 – юстировочные винты цилиндрического уровня; 4 – цилиндрический уровень; 5 – юстировочные винты круглого уровня; 6 – круглый уровень; 7 – подъемный винт; 8 – подставка; 9 – наводящий винт; 10 – окуляр; 11 – объектив; 12 – корпус; 13 – кремальера; 14 – элевационный винт; 15 – металлический лимб; 16 – индекс; А – механический визир Нивелир 3Н-5Л состоит из следующих основных частей: зрительной трубы с корпусом 12, цилиндрического уровня 4, круглого уровня 6, подставки 8 с тремя подъемными винтами 7. Зрительная труба нивелира (рис. 2.3) состоит из объектива 1, окуляра 2, плосковогнутой фокусирующей линзы 3, которая перемещается в зрительной трубе с помощью кремальеры 4. Изменение положения фокусирующей линзы изменяет фокусное расстояние объектива, что позволяет видеть резкое изображение визирной цели (рейки) на каком бы расстоянии от прибора она не находилась. 7 Рис. 2.3. Зрительная труба нивелира: 1 – объектив; 2 –окуляр; 3 – фокусирующая линза; 4 – кремальера, 5 – сетка нитей В окулярной части зрительной трубы установлена сетка нитей 5 (рис. 2.3, 2.4). Верхняя и нижняя нити называются дальномерными, а по средней нити снимают отсчет по рейке при нивелировании. Перед работой сетку нитей устанавливают «по глазу», вращая диоптрийное кольцо до резкого ее изображения. Рис. 2.4. Сетка нитей нивелира Мнимая линия, соединяющая оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей называется визирной осью зрительной трубы. К зрительной трубе жестко прикреплен цилиндрический уровень (рис. 2.5), который предназначен для приведения визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение. Цилиндрический уровень состоит из стеклянной ампулы, внутренняя поверхность которой отшлифована по дуге окружности. Ампула уровня заполняется легко подвижной жидкостью в нагретом состоянии. После охлаждения жидкости в трубке образуется небольшое пространство, заполненное парами этой жидкости, которое называется пузырьком уровня. Под действием силы тяжести жидкость в ампуле опускается вниз, а пузырек 8 стремится занять наивысшее положение. Радиус кривизны у различных уровней может принимать значения от 3 до 200 м в зависимости от требуемой точности приведения оси цилиндрического уровня в горизонтальное положение. λ λ Рис. 2.5. Цилиндрический уровень Чем больше радиус, тем меньше цена деления, а, следовательно, выше чувствительность уровня. Это, в свою очередь, позволяет с более высокой точностью приводить визирную ось зрительной трубы в горизонтальное положение. Связь радиуса кривизны и цены деления уровня имеет вид: = l / R (2.1), где l - линейная величина одного деления уровня (2 мм); R - радиус кривизны ампулы; = 206265" - число секунд в радиане. Мнимая линия UU, касательная к внутренней поверхности ампулы в нуль-пункте, называется осью цилиндрического уровня. Когда концы пузырька уровня расположены симметрично относительно нуль-пункта, ось уровня занимает горизонтальное положение. А если визирная ось зрительной трубы параллельна оси цилиндрического уровня, то и она займет горизонтальное положение, обеспечив тем самым выполнение основного требования геометрического нивелирования - горизонтальность визирного луча. Для предварительного приведения нивелира в рабочее положение служит круглый уровень (рис. 2.6). Он представляет собой стеклянную ампулу с отшлифованной внутренней сферической поверхностью. За нульпункт принят центр окружности, выгравированной в середине верхней 9 поверхности ампулы. Осью круглого уровня является нормаль, проходящая через нуль-пункт перпендикулярно к плоскости касательной внутренней поверхности ампулы в нуль-пункте. Рис. 2.6. Круглый уровень Круглый уровень для нивелиров с цилиндрическим уровнем является вспомогательным приспособлением, его отсутствие не скажется на точности измерения превышения, но повлияет на производительность труда, так как без круглого уровня сложно привести в нуль-пункт пузырек цилиндрического уровня. Нивелирные рейки По материалу изготовления рейки для нивелирования подразделяются на деревянные, алюминиевые, инварные (представляют собой деревянный брус или алюминиевый профиль, поверх которого со значительным натяжением натянута инварная лента) и фиберглассовые. а) б) в) Рис. 2.7. Общий вид нивелирных реек: а) с Е-градуировкой; б) с миллиметровыми делениями; в) с RAB-кодом Рейки могут иметь шкалы в виде нанесенных сантиметровых и миллиметровых делений, а также в виде RAB/BAR-кода для цифровых нивелиров. 10 Отечественная промышленность выпускает рейки для нивелирования РН-05, РН-3, РН-10, где цифра обозначает величину средней квадратической ошибки в мм на 1 км хода. Инварные штриховые рейки РН-05 могут применяться при наблюдении за деформациями сооружений. В строительстве используют, в основном, рейки РН-3 и РН-10. Данные рейки, как правило, имеют на обеих сторонах (черная и красная) шкалы с сантиметровыми делениями. Каждый дециметр шкал оцифрован. На черной стороне рейки начало оцифровки шкалы ведется с нуля. На красной стороне оцифровка шкалы начинается не с нуля, а с произвольного числа (4687, 4787, 4700, 4800 и т.д.), которое является фактической пяткой рейки. Разность отсчетов по красной и черной сторонам рейки, снятых с одной точки, является постоянной величиной и называется вычисленной пяткой рейки. Вычисленная пятка рейки служит для контроля правильности снятия отсчетов и должна быть равна фактической пятке рейки с учетом точности измерений 2.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Устройство нивелиров. Определение пятки рейки» Цель работы: Изучить устройство нивелиров с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе. Освоить взаимодействие его основных частей и научиться производить отсчеты по нивелирным рейкам. Определить пятку рейки не менее, чем на четырех реечных точках, снимая отсчеты по верхней, средней и нижней нитям. Выполнить оценку точности полученных результатов по формуле Бесселя. Порядок работы: 1) Ознакомиться с теоретическим материалом и изучить устройство нивелира с цилиндрическим уровнем. 2) Нивелир установить на штатив и прикрепить его становым винтом. Выдвижением ножек штатива отрегулировать его высоту по своему росту, добиваясь одновременно горизонтальности (на глаз) верхней плоскости головки штатива. 3) Привести нивелир в рабочее положение: ─ подъемными винтами привести пузырек круглого уровня в нуль-пункт (рис. 2.8); ─ вращением диоптрийного кольца добиться резкого изображения сетки нитей; ─ навести зрительную трубу на рейку и вращением кремальеры получить резкое изображение рейки; 11 ─ вращением элевационного винта привести пузырек цилиндрического уровня в нуль-пункт. Рис. 2.8. Приведение пузырька круглого уровня в нуль-пункт 4) Для определения пятки рейки последовательно установить ее отвесно на четырех закрепленных в лаборатории точках. При горизонтальном визирном луче снять отсчёты по верхней, средней и нижней нитям, по черной и красной сторонам этой рейки. Таблица 2.1. Результаты измерений определения пятки рейки нивелиром ___ № ___ № ст. № реечной точки 1 1 2 3 4 Нить сетки Верхняя Средняя Нижняя Верхняя Средняя Нижняя Верхняя Средняя Нижняя Верхняя Средняя Нижняя Отсчеты по черной шкале, мм 1760 1743 1717 1804 1755 1703 1823 1749 1670 1810 1713 1615 Отсчеты по красной шкале, мм 6550 6527 6499 6589 6535 6485 6606 6533 6450 6591 6497 6400 Изм. пятка рейки, мм 4783 4784 4782 4785 4780 4782 4783 4784 4780 4781 4784 4785 Сред. пятка рейки, мм 4782,8 ν, мм 0,2 1,2 -0,8 2,2 -2,8 -0,8 0,2 1,2 -2,8 -1,8 1,2 2,2 Отсчет по рейке снимают в такой последовательности: читают подписанный дециметр, на который проектируется горизонтальная нить сетки, и от его начала, отмеченного на рейке горизонтальной чертой, считают число полных сантиметровых делений. На глаз оценивают десятую долю сантиметрового деления, отсекаемую нитью. Таким образом, отсчет по рейке всегда представляет собой четырехзначное число с размерностью в мм. 12 Результаты измерений записать в таблицу 2.1. Фактическое значение пятки рейки измерить линейкой с мм делениями. 5) Провести анализ результатов измерений путем их сравнения со средним значением (для оценки точности измерений применяется формула Бесселя). При оценке по формуле Бесселя считается, что фактическое значение пятки рейки не известно, а ее вероятнейшее значение равно арифметической средине из результатов измерений. Найти среднее арифметическое результатов измерения пятки рейки, в примере (табл. 2.1) оно равно 4782,8 мм. Найти уклонения v каждого из результатов измерений от арифметической средины. Тогда средняя квадратическая погрешность одного измерения пятки рейки равна: ∑ 𝜈2 𝑚= √ , (𝑛−1) (2.2) где n – количество измерений. Для приведенного примера m = 1.8 мм. Затем необходимо оценить погрешность вероятнейшего значения, то есть вычислить предельную среднюю квадратическую погрешность арифметической средины как М 3m / n. (2.3) Для примера М = 1,5 мм, тогда окончательное значение пятки рейки можно записать так: 4782,8 ± 1,5 мм. Вопросы для самоконтроля 1. Расскажите о назначении нивелиров и их классификацию? 2. Перечислите основные части уровенного нивелира. 3. Объясните устройство зрительной трубы. 4. Что такое визирная ось зрительной трубы? 5. Объясните устройство и назначение цилиндрического уровня. 6. Объясните устройство и назначение круглого уровня. 7. Что такое ось цилиндрического уровня? 8. Что такое ось круглого уровня? 8. Что такое фактическая и вычисленная пятки рейки? 9. Почему на рейке нанесены две шкалы? 10. Как привести нивелир в рабочее положение? 13 3 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА НИВЕЛИРОВАНИЕ СПОСОБОМ «ВПЕРЕД» «ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ 3.1 Способы измерения превышения на станции. Геометрическое нивелирование способом «вперед» и «из середины» В геодезической практике различают превышения на станции: ─ способ «из середины» (рис. 3.1); ─ способ «вперед» (рис. 3.2). два способа измерения Нивелирование способом «из середины» При измерении превышения способом «из середины» нивелир устанавливают между закрепленными точками А и В (не обязательно в створе) так, чтобы d1 = d2 (рис. 3.1) . Рис. 3.1. Схема геометрического нивелирования способом из «середины» На точках А и В, закрепленных деревянными кольями или металлическими штырями, отвесно устанавливают рейки черными сторонами к нивелиру. Зрительную трубу наводят на рейку, установленную на точке А (условно называемую задней рейкой), приводят пузырек цилиндрического уровня в нуль-пункт и снимают отсчет по рейке aч по средней нити. Затем зрительную трубу наводят на рейку, установленную в 14 точке В (передняя рейка), и, приведя пузырек цилиндрического уровня элевационным винтом в нуль-пункт, снимают отсчет bч. Разность между отсчетами на заднюю и переднюю рейку даст превышение hч между точками А и В по черной стороне рейки hч aч bч (3.1) Данное превышение получено без контроля и любая грубая ошибка в отсчетах по рейке или даже в вычислении останется незамеченной. Поэтому методикой предусматривается выполнение избыточных измерений по красным сторонам реек aкр и bкр. Правильность отсчетов проверяется вычислением пятки рейки и сравнением ее с фактической, отличие не должно превышать 5 мм. Вычисляют превышение hкр между точками А и В по красной стороне рейки hкр aкр bкр (3.2). Превышения, вычисленные по формулам (3.1) и (3.2) не должны отличаться более, чем на 5 мм. В противном случае измерения повторяют. Если условие |hч – hкр|< 5 мм выполнилось, находят превышение между точками АВ как среднее значение ℎср = ℎч +ℎкр 2 (3.3). Нивелирование способом «вперед» При нивелировании способом «вперед» (рис. 3.2) нивелир устанавливают над точкой А или близко к точке А и приводят его в рабочее положение. Сначала с помощью рейки измеряют высоту инструмента iч, т.е. отвесное расстояние от точки А до центра окуляра. Затем рейку устанавливают на точке В снимают отсчет по черной стороне рейки bч. Находят превышение между точками А и В по формуле hч iч bч (3.4) Для контроля измеряют высоту прибора iкр и снимают отсчет по красной стороне рейки bкр. Вычисленное избыточное превышение равно hкр iкр bкр (3.5) Превышения hч и hкр не должны различаться более чем на 5 мм, в противном случае измерения повторяют. Если условие |hч – hкр| ≤ 5 мм выполнилось, находят превышение между точками АВ по формуле (3.3). 15 Рис. 3.2. Нивелирование способом «вперед» Вычисление абсолютных высот Конечной целью геометрического нивелирования является вычисление высот точек над уровнем Балтийского моря (абсолютных высот). Для решения этой задачи абсолютная высота точки А должна быть известна. Закрепленная точка местности с известной высотой над уровнем Балтийского моря называется репером (Рп). Таким образом, нивелирование как способом из середины, так и способом вперед всегда начинают с репера. Высоту точки В можно вычислить или через измеренное превышение hср, или через горизонт инструмента. Горизонт инструмента ГИ - высота визирного луча над уровнем Балтийского моря. В первом случае высота точки В (НB) равна: НВ = НА + hАВ (3.6). Во втором случае сначала вычисляют горизонт инструмента по формуле: ─ при нивелировании «из середины» (рис. 3.1) ГИ = НА + а (3.7); ─ при нивелировании способом «вперед» (рис. 3.2) ГИ = НА + i (3.8). При известном горизонте инструмента высота точки В равна НВ = ГИ - b (3.9). 16 Для контроля вычислительного процесса рекомендуется горизонт инструмента вычислять как для черной стороны рейки, так и для красной стороны. Расхождение не должно превышать 5 мм. 3.2 Погрешности геометрического нивелирования Анализ погрешностей геодезических измерений всегда необходимо связывать: ─ с технологией измерений; ─ с точностными характеристиками измерительного прибора; ─ с внешними условиями, в которых выполняют измерения; ─ с квалификацией специалиста, выполняющего измерения; ─ с изменением параметров измеряемого объекта. Рассмотрим анализ погрешностей измерения превышения способом нивелирование вперед (рис. 3.2). Установив нивелир на точке А и приведя его в рабочее положение, измеряют высоту прибора, то есть расстояние от центра окуляра до закрепленной точки на местности по отвесной линии. Это измерение содержит погрешности, связанные с отождествлением центра окуляра зрительной трубы; с глазомерным определением доли сантиметрового деления на рейке; с отклонением рейки от вертикального положения; с погрешностями нанесения делений на рейку. Все перечисленные погрешности имеют как случайный, так и систематический характер. Следующий этап ‒ это приведение пузырька цилиндрического уровня в нуль-пункт. Точность выполнения этой операции также, в основном, зависит от совершенства органов чувств наблюдателя. Так, симметрия концов пузырька уровня относительно нуль-пункта определяется на глаз, а следовательно, зависит от остроты зрения; от чувствительности пальцев рук при вращении элевационного винта; от качества шлифовки внутренней поверхности ампулы; от температуры окружающего воздуха. В любом случае погрешность установки пузырька уровня в нуль-пункт составляет m ур 0, 5 для простого уровня (например, для нивелира 3Н-5Л). Погрешность приведения пузырька уровня в нуль-пункт вызовет отклонение визирной оси от горизонтального положения и, следовательно, погрешность в отсчете по рейке. Она зависит от удаления рейки от нивелира и ее можно вычислить по формуле mо 0, 5 d / '' (3.10) 17 Цена деления уровня нивелира 3Н-5Л равна = 45". При расстоянии от нивелира до рейки d = 150 м (техническое нивелирование) получим mo = 16,1 мм. Так как погрешность в отсчете по рейке из-за погрешности приведения пузырька уровня в нуль-пункт линейно зависит от удаленности рейки от нивелира, то для ее ослабления необходимо стараться нивелировать короткими плечами. Следующая операция нивелирования - это отсчитывание по рейке. Погрешность отсчитывания зависит от многих факторов: от остроты зрения наблюдателя; от увеличения зрительной трубы; от удаленности рейки от нивелира; от прозрачности атмосферы; от фона, на который проектируется изображение рейки; от точности нанесения делений на рейке; от погрешности установки рейки в отвесное положение; от квалификации специалиста. Для ослабления погрешности отсчета по рейке необходимо нивелировать короткими плечами в часы спокойного состояния атмосферы. Особое внимание следует обращать на отвесность рейки. При проекции сетки нитей на самый верх рейки данная погрешность может привести к недоброкачественным результатам измерений. Так при наклоне рейки в 5° и отсчете по рейке равном 3000 мм, погрешность составит 12 мм. Поэтому на практике, при отсутствии на рейке уровня, ее рекомендуется покачивать в плоскости створа линии таким образом, чтобы она проходила через отвесное положение. В это время наблюдатель видит минимальный отсчет по рейке, который снимает по рейке и записывает в журнал. Рис. 3.3. Схема нивелирования при невыполнении главного геометрического условия Особо большую погрешность на отсчет по рейке оказывает невыполнение главного геометрического условия: визирная ось прибора 18 должна занимать горизонтальное положение. В уровенных нивелирах для выполнения этого условия ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси. Считается, что если величина непараллельности визирной оси и оси цилиндрического уровня не превышает угол τ" ≤ 10″, то условие выполняется. Но такой погрешности при расстоянии от нивелира до рейки 150 м соответствует погрешность в отсчете по рейке 7,3 мм. При нивелировании способом вперед эта погрешность носит систематический характер и полностью войдет в измеряемое превышение (рис. 3.3). Для ослабления влияния этой погрешности на точность измерения превышения необходимо нивелировать способом из середины (рис. 3.3). При нивелировании способом вперед на точность измерения превышения также оказывает влияние кривизна Земли (рис. 3.4). Рейки, установленные в точках А и В будут направлены по радиусам сферы (Земли). Если бы визирный луч шел по дуге окружности земного шара, то формула вычисления превышения (3.11) h a b была бы полностью справедлива. Но так как визирный луч является касательной для земного шара, отсчеты по рейкам будут содержать погрешности Δa и Δb. Рис. 3.4. Влияние кривизны Земли на точность геометрического нивелирования Величину погрешностей можно вычислить по формуле: a d12 / 2 R (3.12). При расстоянии от нивелира до рейки d = 150м и R = 6400 км, величина ∆а = 1,8 мм. При нивелировании способом «вперед» данная погрешность носит систематический характер, следовательно, накапливается. 19 При нивелировании «из середины» она компенсируется и превышение свободно от погрешности кривизны Земли. Следующим источником погрешности измерения превышений геометрическим нивелированием способом «вперед» является вертикальная составляющая рефракции, то есть искривление визирного луча при прохождении его через слои атмосферы с различной плотностью. При нивелировании способом вперед эта погрешность носит систематический характер (накапливается), а при нивелировании способом из середины в значительной мере ослабляется. На строительных площадках на точность геометрического нивелирования оказывают существенное влияние колебания верхних слоев почвы под действием работающих механизмов, особенно сваебойных машин. Таким образом для ослабления влияния внешних условий на точность измерений необходимо выполнять следующие рекомендации: ─ нивелирную рейку необходимо устанавливать на закрепленные точки, исключая их проседание под действием массы рейки; ─ ножки штатива должны быть хорошо вдавлены в землю, исключая как проседание, так и выпирание штатива; ─ программа наблюдений на станции должна быть симметричной во времени; ─ для ослабления влияния рефракции желательно чтобы визирный луч проходил над земной поверхностью примерно на одинаковой высоте; ─ не допускать одностороннего нагрева нивелира; ─ нивелировать способом «из середины», если это позволяют сделать условия местности. 3.3 Порядок выполнения лабораторной работы «Геометрическое нивелирование способом «вперед» Цель работы: Освоить методику нивелирования способом «вперед». Научиться вычислять высоты точек через измеренные превышения и через горизонт инструмента. Перечислить погрешности, присутствующие в результатах измерений. Порядок работы: Все расчеты ведутся в табличной форме (таблицы 3.1 и 3.2). 1) Установить нивелир на одной из станций, расположенных в учебной аудитории, и привести его в рабочее положение. 2) Измерить высоту прибора по черной iч и красной iкр сторонам рейки. Для контроля вычислить пятку рейки и сравнить ее с фактической, 20 расхождение должно составлять не более 5 мм. Записать значения в таблицу 3.1. Таблица 3.1. Результаты нивелирования реечных точек Вычисление высот точек через измеренные превышения № высота отсчет № сторона реечной прибора по рейке h, мм станции рейки точки i, мм b, мм черная 1518 1748 -230 1 1 красная 6302 6532 -230 пятка 4784 4784 черная 1518 1758 -240 1 2 красная 6302 6541 -239 пятка 4784 4783 - способом «вперед». hср, мм Н, м -230 99.770 -240 99.760 3) Поочередно устанавливая рейку на закрепленных реечных точках, снять отсчеты bч и bкр по черной и красной сторонам рейки. Для контроля вычислить пятку рейки и сравнить ее с фактической. Если расхождение составит более 5 мм, переснять отсчеты. При выполнении условия записать отсчеты в таблицу 3.1. 4) Вычислить значения превышений hч и hкр по формулам 3.4 и 3.5. Если выполняется условие |hч - hч| ≤ 5 мм, записать результат в таблицу 3.1. 5) Вычислить среднее превышение hср по формуле 3.3. 6) Вычислить абсолютную высоту реечных точек через превышение по формуле 3.6, условно приняв высоту станции равной 100.000 м. Таблица 3.2. Результаты нивелирования реечных точек способом Вычисление высот точек через горизонт инструмента № сторона высота отсчет № реечной рейки прибора по рейке ГИ, м станции точки i, мм b, мм черная 1518 1748 101,518 красная 6302 6532 106,302 1 1 пятка 4784 4784 черная 1518 1758 101,518 1 2 красная 6302 541 106,302 пятка 784 4783 - «вперед». Н, м 99,770 99,770 99,770 99,760 99,761 99,760 При заполнении таблицы 3.2 использовать результаты измерений из таблицы 3.1: 1) Выписать значения высоты прибора и отсчетов по рейке из таблицы 3.1. 21 2) Вычислить значение горизонта инструмента ГИ по формуле 3.8, условно приняв высоту станции равной 100.000 м. 3) Вычислить высоту реечных точек по черной и красной стороне через ГИ по формуле 3.9. Найти среднее значение высоты для каждой точки. 4) Сравнить значения абсолютных высот для каждой точки, полученных разными методами вычислений в таблицах 3.1 и 3.2. Среднее значение высоты (табл. 3.2) должно совпадать с высотой, рассчитанной через превышение (табл. 3.1). Вопросы для самоконтроля 1. Перечислите методы нивелирования? 2. Какие способы геометрического нивелирования Вы знаете? 3. Как вычислить превышение при нивелировании «из середины»? 4. Как вычислить превышение при нивелировании «вперед»? 5. Что такое горизонт инструмента? 6. Перечислите погрешности, влияющие на точность геометрического нивелирования способом «из середины». 7. Перечислите погрешности, влияющие на точность геометрического нивелирования способом «вперед». 8. Как скажется на отсчете по рейке отклонение пузырька цилиндрического уровня из нуль-пункта на одно деление при расстоянии от нивелира до рейки 100 м. 9. Как скажется невертикальность рейки на погрешность отсчета по ней? 10. С какой целью необходимо покачивать рейку при снятии отсчета? 11. В чем преимущества нивелирования способом «из середины»? 22 4 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НИВЕЛИРОВ» 4.1 Метрологические параметры нивелиров ─ ─ ─ ─ ─ ─ К метрологическим параметрам нивелиров относят: увеличение зрительной трубы, угловое поле зрения зрительной трубы, наименьшее расстояние визирования, коэффициент нитяного дальномера, цена деления лимба Цена деления уровней, круглого (установочного) и цилиндрического. Рис. 4.1. Схема определения увеличения зрительной трубы Увеличением зрительной трубы v называется отношение угла α, под которым изображение предмета видно в трубу, к углу ß, под которым предмет виден невооруженным глазом (рис. 4.1). V / (4.1) Рис. 4.2. Определение увеличения зрительной трубы по рейке 23 Существует несколько способов определения увеличения зрительной трубы. Способ 1. На практике увеличение трубы чаще всего определяют с помощью рейки, установленной на расстоянии 5-10 м от нивелира. Наблюдая рейку одним глазом в трубу, а другим мимо трубы, подсчитывают, сколько n1 делениям рейки, видимым в трубу, соответствует n2 делений, видимых невооруженным глазом (рис. 4.2). Тогда увеличение трубы равно: V n2 / n1 (4.2) Способ 2. Увеличение зрительной трубы можно также определить, если измерить диаметр объектива D и диаметр выходного зрачка окуляра d. Увеличение зрительной трубы определяется по формуле: V D/d (4.3). Поле зрения – это пространство, видимое в трубу при ее неподвижном положении. Количественной характеристикой его величины является угол φ (рис. 4.3), вершина которого находится в оптическом центре объектива, а стороны опираются на диаметр сеточной диафрагмы. Определить его можно несколькими способами. Рис. 4.3. Схема определения угла поля зрения Способ первый. Определяют отрезок l, видимый в поле зрения трубы по вертикали, путем подсчета делений рейки, видимых от верха до низа окуляра. Измеряют расстояние s от нивелира до рейки. l / s (4.4), где = 206265″ (число секунд в радиане). Способ второй. По горизонтальному кругу нивелира (лимбу), если он имеется, делают отсчеты a и b при наведении левым и правым краем поля зрения поочередно на одну и ту же точку. В этом случае: a b (4.5) Способ третий. Если известно увеличение зрительной трубы v, то угол поля зрения в этом случае равен: 24 38, 2 / V (4.6) Ценой деления цилиндрического уровня называют угол, на который наклонится ось уровня, если пузырек сместится на одно деление. Практически определение величины выполняют следующим образом. Устанавливают нивелирную рейку в 15-20 м от нивелира. Расстояние d должно быть измерено с погрешностью не более 0.1 м. Рис. 4.4. Схема отсчетов по конца пузырька Нивелир на штатив устанавливают так, чтобы один из подъемных винтов расположился на линии визирования. Если нивелир имеет элевационный винт, то это условие не обязательно. Вращая этот подъемный винт (или элевационный), перемещают пузырек уровня к краю ампулы до последнего деления. Производят отсчеты а1 и а2 по концам пузырька уровня. Причем делениям справа от нуль-пункта приписывают знак плюс, а слева – знак минус. Рассчитывают количество делений n1, которые прошел пузырек от нуль-пункта по формуле: 𝑛1 = (а1 +а2 ) 2 (4.7) При таком положении пузырька снимают отсчет по рейке по средней нити b1. Затем перемещают пузырек уровня в противоположный край ампулы до последнего деления и также снимают отсчеты по концам пузырька уровня, а также отсчет по рейке b2. Вычисляют количество делений n2, которые прошел пузырек от нуль-пункта аналогично формуле 4.7. Затем рассчитывают полный путь пузырька 𝑛 = |𝑛1 | + |𝑛2 | (4.8), и разность отсчетов по рейке ℎ = 𝑏2 − 𝑏1 (4.9) По результатам измерений цена деления цилиндрического уровня в этом случае может быть вычислена по формуле h / nd (4.10) 25 где = 206265″ (число секунд в радиане); h – разность отсчетов по рейке; n – число делений, на которое перемещался пузырек; d – расстояние от нивелира до рейки, измеренное рулеткой. Таких определений делают не менее трех, при различных расстояниях от нивелира до рейки. Точность зависит от погрешности отсчетов по концам пузырька уровня; от точности измерения расстояния от нивелира до рейки; от погрешности установки рейки в отвесное положение и т. д. Всегда следует стремиться расстояние от нивелира до рейки принимать не менее 50 м. 4.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Определение метрологических параметров нивелиров» Цель работы: научиться определять основные метрологические параметры зрительной трубы и цилиндрического уровня нивелира. Порядок работы: 1) Установить нивелир на станцию, привести его в рабочее положение. 2) Определить увеличение зрительной трубы нивелира по первому способу согласно методике, описанной в пункте 4.1. Таблица 4.1. Определение увеличения зрительной трубы нивелира __ № __ Номер определения Число делений рейки v, крат n1 n2 1 2 3 Такие определения выполнить не менее трех раз, желательно при различных расстояниях. Вычислить среднее значение увеличения зрительной трубы нивелира и округлить его до ближайшего четного числа. 3) Определить угол поля зрения зрительной трубы нивелира первым способом с помощью рейки при трех различных расстояниях s до рейки. Результаты измерений занести в таблицу 4.2. Таблица 4.2. Определение угла поля зрения № изм. 1 2 3 №Число делений по рейке l, см Расстояние s, см φ ´´ ° ´ ´´ 26 Определить угол поля зрения зрительной трубы нивелира третьим способом (см. п. 4.1), используя ранее вычисленное увеличение зрительной трубы. Сравнить полученные результаты. 4) Определить цену деления цилиндрического уровня нивелира по методике, изложенной в пункте 4.1. Результаты занести в таблицу 4.3 Таблица 4.3. Результаты определения цены деления цилиндрического уровня Отсчеты по рейке b1 = 1125 b2 =1138 h = 13 мм Отсчеты по концам пузырька а1 а2 -5 +1 -1 +5 (а1 + а2) / 2 n1 = - 2 n2 = + 2 n=4 d = 14 м = 14 000 мм 13 мм × 206 265″ 𝜆= = 48 ″ 14 000 мм × 4 Вопросы для самоконтроля 1. Что такое увеличение зрительной трубы? 2. Назовите способы определения увеличения зрительной трубы? 3. Перечислите погрешности, влияющие на точность определения увеличения трубы. 4. Что такое поле зрения зрительной трубы? 5. Как определить угол поля зрения зрительной трубы нивелира? 6. Какие погрешности влияют на точность измерения угла поля зрения? 7. Что такое цена деления цилиндрического уровня? 8. Как определить цену деления уровня? 9. Какие погрешности влияют на точность определения цены деления уровня? 27 5 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА НИВЕЛИРА В ЛАБОРАТОРИИ» «ПОВЕРКИ УРОВЕННОГО 5.1 Поверки и юстировки нивелиров Под словом поверки прибора понимается комплекс работ, связанных с определением взаимного расположения осей нивелира и соответствие этого расположения геометрической схеме прибора. У нивелиров точных и технической точности различают следующие основные оси: vv - визирная ось зрительной трубы; uu - ось цилиндрического уровня; zz - ось вращения нивелира; tt - ось круглого уровня. Рис. 5.1. Схема расположения геометрических осей нивелира с цилиндрическим уровнем Геометрической схемой прибора (рис. 5.1) предусмотрено выполнение следующих условий: 1) ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения прибора - tt║zz; 2) ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы нивелира - uu ║ vv; 3) горизонтальная нить сетки нитей должна перпендикулярна оси вращения прибора, то есть сетка нитей должна быть установлена без перекоса. 28 Рис. 5.2. Схема приведения пузырька круглого уровня в нуль – пункт Поверка первого условия: параллельность оси круглого уровня и оси вращения нивелира. Подъемными винтами приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт (рис. 5.2), затем поворачивают верхнюю часть нивелира на 180°. Если пузырек остался в нуль-пункте (не выходит за пределы большой окружности), то условие выполнено. Юстировка. При невыполнении условия подъемными винтами смещают пузырек уровня на половину дуги отклонения в сторону нульпункта, а затем исправительными винтами уровня приводят его в нуль-пункт. После этого снова поворачивают верхнюю часть нивелира на 180° и, при необходимости, снова выполняют юстировку. От величины отклонения пузырька уровня от нуль-пункта зависит число таких приближений. Рис. 5.3. Связь между непараллельностью визирной оси и оси уровня и погрешностью в отсчете по рейке Поверка второго (главного) условия: параллельность оси цилиндрического уровня и визирной оси зрительной трубы нивелира. Условие называется главным, так как при его невыполнении будет нарушен принцип геометрического нивелирования. Отсчет по рейке b будет содержать 29 погрешность ∆b, величина которой зависит от угла непараллельности осей и от расстояния от нивелира до рейки (рис. 5.3). На рисунке видно, что эта связь носит линейный характер и может быть записана в виде b (b b0 ) " d / " (5.1) где τ″ – угол между визирной осью и осью цилиндрического уровня, – число секунд в радиане (206265"), d – расстояние от нивелира до рейки, мм. При нивелировании способом вперед и вычислении превышения погрешность ∆b полностью войдет в измеренное превышение. Если нивелирование выполнять способом из середины, то погрешности в отсчетах сократятся при вычислении превышения. Выполнение поверки может производиться различными способами, но все они сводятся к двум этапам. На первом этапе находят превышение, свободное от невыполнения главного геометрического условия (эталонное превышение). На втором этапе измеряют то же самое превышение способом «вперед» и сравнивают его с эталонным. Если разность превышает установленный допуск, то производят юстировку нивелира. Способ поверки № 1: двойное нивелирование способом «вперед» На местности выбирают линию длиной 50 – 70 м с небольшим перепадом высот (не более 1,5 м), концы которой закрепляют деревянными кольями или металлическими штырями. Рис. 5.4. Схема поверки главного геометрического условия нивелированием вперед 30 Нивелируют линию способом «вперед» с концов данного базиса (рис. 5.4). Сначала устанавливают нивелир на станции 1, затем на станции 2. Методика приведения нивелира в рабочее положение и выполнения нивелирования способом «вперед» подробно изложена в разделах 2.2 и 3.1. При выполнении данной поверки все расчеты ведут в таблице 5.1. Таблица 5.1. Результаты измерений при поверке главного геометрического условия нивелира способом № 1 № ст. Ст. 1 Ст. 2 Высота прибора i, мм т. В 1137 5824 4687 т. A 1265 5951 Отсчеты по рейке b, мм т. А 0070 4755 4685 т. B 2283 6968 h, мм -1018 -1017 4686 4685 - 1067 1069 - hср, мм d, мм 1068 50000 τ″ 103″ -1018 50000 Если визирная ось параллельна оси цилиндрического уровня и отсутствуют другие погрешности измерения, то превышения, полученные при измерениях со станций 1 и 2, должны быть одинаковы по модулю и различаться по знаку h1 h2 . Однако погрешности измерения не позволяют добиться выполнения этого равенства, поэтому считается, что если h h1 h2 4 мм (5.2), то условие параллельности визирного луча и оси цилиндрического уровня выполняется. Но так как величина ∆h зависит от τ″ (угол непараллельности визирной оси и оси цилиндрического уровня) и расстояния d от нивелира до рейки, то во многих случаях более корректно в качестве критерия выполнения главного геометрического условия принимать величину угла τ″. Его можно вычислить по формуле h / 2 d (5.3). Если τ″ ≤ 10″, то считается, что визирная ось параллельна оси цилиндрического уровня, если больше, то необходимо выполнить юстировку уровня. Обычно, для повышения точности определения угла τ, выполняют не менее трех приемов поверки и только после этого принимают решение о 31 юстировке уровня. При сходимости результатов в пределах 5″ вычисляют среднее значение угла τ, которое используют при юстировке нивелира. Юстировка. Вычисляют отсчет по рейке, свободный от невыполнения условия параллельности визирной оси и оси цилиндрического уровня как a0 aч d / (5.4) Отсчет по рейке, свободный от невыполнения условия, можно вычислить другим путем. Для этого вычисляют среднее превышение из превышений, измеренных со станций 1 и 2 hcр ( h1 h2 ) / 2 (5.5). Прибавляя (или вычитая, зависит от знака превышения) данное превышение hср к высоте нивелира на станции 2, получают отсчет по рейке, свободный от невыполнения главного геометрического условия: 𝑎0 = 𝑖2 ± ℎср (5.6). Элевационным винтом устанавливают отсчет а0 на рейке. Исправительными винтами цилиндрического уровня приводят пузырек в нуль-пункт. После этого поверку повторяют и при необходимости снова юстируют. Способ поверки № 2 Рассмотренный способ поверки № 1 главного геометрического условия обладает одним существенным недостатком, - отсутствием избыточных измерений, следовательно, отсутствием жесткого контроля. Рис. 5.5. Схема нивелирования при поверке главного геометрического условия по способу № 2 32 В схеме поверки способом 2, по сравнению со способом 1, введено еще одно измерение превышения, - из середины отрезка (рис. 5.5). В данной схеме выполняют нивелирование точек А и В, отстоящих на расстоянии не менее 50 метров друг от друга, с трех станций. На станциях 1 и 3 нивелирование выполняют способом вперед. Нивелир устанавливают от закрепленной точки на расстоянии 3-х метров в створе линии. Станцию 2 выбирают в середине измеряемой линии. Если отсчет a1 содержит погрешность ∆a1, а отсчет b1 искажен на величину ∆b1, то погрешность превышения составит h1 ''(d1 d2 ) / '' (5.7) При нивелировании на станции 3 отсчет по рейке a3 содержит погрешность ∆a3, а отсчет b3 соответственно ∆b3. Погрешность превышения будет равна h3 ''(d2 d1 ) / '' (5.8). Среднее превышение из измерений на станциях 1 и 3 равно hср (h1 h3 ) / 2 (5.9), а его погрешность hср ( ''(d1 d 2 ) / '' ''(d 2 d1 ) / '' 0 (5.10). Таким образом, выполнение поверки по способу 2 имеет жесткий контроль. Так, если среднее превышение из измерений на первой и третьей станциях отличается от превышения, измеренного из середины (станция 2), более чем на 4 мм, то в измерениях присутствуют грубые погрешности, следовательно, измерения должны быть повторены. (5.11) |ℎср | − |ℎ2 | ≤ 4 мм Результаты измерений оформляют в таблице 5.2. Таблица 5.2. Результаты поверки главного геометрического условия способом № 2 № станции Ст.1 Ст.2 Ст.3 Отсчеты по рейкам, мм в т. А в т. В 1465 2583 6153 7268 4688 4685 1163 2285 5848 6971 4685 4686 0255 1385 4941 5070 4686 4685 h, мм -1118 -1115 1122 1123 -1130 -1129 - hср, мм ∆h, мм τ″ 14 d1 = 3 м d2 = 47 м τ″ = 31" 1116 1122 -1130 33 Вычисляют угол не параллельности τ″ по формуле '' h ''/ 2 (d1 d2 ) (5.12), где h h3 h1 (5.13). Если превышения h1 и h3 отличаются более чем на 4 мм, либо τ > 10´´, то главное геометрическое условие не выполняется и нивелир подлежит юстировке. Юстировка нивелира выполняется, как и в способе № 1. После юстировки поверка повторяется. Поверка третьего условия: горизонтальная нить сетки нитей должна перпендикулярна оси вращения прибора. Приводят нивелир в рабочее положение и вертикальную нить сетки наводят на нить отвеса, подвешенного в 10 - 15 м от прибора. Нить сетки должна совпасть с нитью отвеса. В противном случае снимают предохранительный колпачок сетки и, ослабив винты, крепящие окуляр к корпусу трубы, поворачивают его до совпадения вертикальной нити с нитью отвеса. Затягивают винты и повторяют поверку. Другой способ состоит в том, что нивелир приводят в рабочее положение и на краю поля зрения на горизонтальной нити намечают какуюлибо неподвижную точку. Наводящим винтом зрительной трубы плавно перемещают трубу в горизонтальной плоскости. Если точка не сходит с нити, то условие выполнено. В противном случае перекос установки сетки нити исправляют поворотом окуляра. 5.2 Порядок выполнения лабораторной уровенного нивелира в лаборатории» работы «Поверки Цель работы: научиться выполнять поверки нивелиров и производить юстировку. Порядок работы: Работа выполняется в геодезической лаборатории. Поверки выполняют на базисах, закрепленных в аудитории металлическими дюбелями. 1) Установить на одном из базисов нивелир и привести его в рабочее положение. 2) Выполнить поверку первого условия: параллельности оси круглого уровня и оси вращения нивелира. Выполнение поверки приведено в разделе 5.1. Условие считается невыполненным, если пузырек круглого уровня вышел за пределы большой окружности. Если нет, то считают, что условие выполняется. Записывают вывод «условие выполняется (не выполняется)» в бланке лабораторной работы. 34 3) Выполнить поверку второго (главного) условия. Для уровенных нивелиров это значит проверить параллельность оси цилиндрического уровня и визирной оси зрительной трубы нивелира. Поверку выполняют способом № 1, подробно рассмотренном в разделе 5.1. В качестве примера приведем порядок выполнения поверки на базисе 1-8. Нивелир устанавливают на точке 1 и приводят в рабочее положение. Измеряют высоту прибора с помощью рейки от центра окуляра до закрепленной точки. В качестве такой точки используют металлический дюбель. Высоту прибора измеряют по черной и красной сторонам рейки, контролируя правильность измерений по пятке рейки. Результаты измерений записывают в таблицу 5.3. Таблица 5.3. Результаты поверки главного геометрического условия нивелира в геодезическом кабинете № станции Ст. 1 Ст. 8 Высота прибора i, мм 1265 5951 4686 Отсчеты по рейке b, мм 1283 5968 4685 h, мм -18 -17 1137 1070 67 5824 4687 5755 4685 69 hср, мм d, мм -18 16563 τ″ -311″ 68 16570 Рейку устанавливают на точке, закрепленной на станции 8. Покачивают рейку и снимают отсчет по черной и красной сторонам рейки, когда видимый в трубу отсчет является минимальным. Эти отсчеты также записывают в таблицу 5.3 и контролируют по вычисленной пятке рейки, сравнивая его со значением действительной пятки. Расхождение пяток не должно превышать 4 мм. Рулеткой измеряют расстояние между точками, на которых устанавливали рейку при измерении высоты прибора и при снятии отсчетов. Расстояние измеряют в прямом и обратном направлениях. Расхождение в результатах измерений в относительной мере не должно превышать 1/2000. Находят превышение между станцией и реечной точкой по черной и красной стороне h(18) кр i1кр b8 кр h(18) ч i1ч b8ч и (5.14). Если расхождение h(1-8)ч и h(1-8)кр не превышает 4 мм, то находят среднее превышение h(1-8)ср. 35 Далее меняют местами нивелир и рейку, т. е. нивелир устанавливают и приводят в рабочее положение на точке 8, а рейку на точке 1. Повторяют измерения. Вычисляют превышение h(8-1) по черной и красной стороне (5.15), h(81) ч i8ч а1ч и h(81) кр i8 кр а1кр и находят h(8-1)ср, если расхождение в превышениях не превышает 4 мм. Находят разность превышений ∆h по формуле 5.2, а также угол непараллельности оси цилиндрического уровня и визирной оси τ по формуле 5.3. Если ∆h ≤ 4 мм, а τ ≤ 10″, то условие выполняется, в противном случае необходимо выполнить юстировку. Для контроля перед юстировкой измерения проводят несколько раз. Порядок юстировки приведен в разделе 5.1. После юстировки поверку повторяют. Записывают результат поверки на бланке лабораторной работы. 4) Выполнить поверку третьего условия: горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения прибора, то есть сетка нитей должна быть установлена без перекоса. Порядок поверки и юстировки в случае невыполнения условия приведен в разделе 5.1. Результаты поверки необходимо отразить на бланке лабораторной работы. 5) После выполнения всех поверок дать заключение об исправности поверяемого нивелира. Вопросы для самоконтроля 1. Назовите основные геометрические оси нивелира? 2. Как формулируются поверки нивелиров с цилиндрическим уровнем? 3. Как проверить параллельность оси круглого уровня и оси вращения нивелира? 4. Как проверить параллельность визирной оси и оси цилиндрического уровня? 5. Как выполнить юстировку непараллельности оси круглого уровня и оси вращения нивелира? 6. Почему при нивелировании из середины превышение свободно от невыполнения главного геометрического условия? 7. Как вычислить величину поправки в превышение из-за непараллельности визирной оси и оси цилиндрического уровня? 8. Как проверить правильность установки сетки нитей? 36 6 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ. НИВЕЛИРЫ» «СОВРЕМЕННЫЕ 6.1 Устройство нивелиров с компенсатором В настоящее время в строительном производстве нашли широкое применение нивелиры с компенсатором. Отличие данного вида нивелиров от уровенных состоит в том, что визирная ось зрительной трубы нивелиров с компенсатором устанавливается в горизонтальное положение не с помощью цилиндрического уровня, а с помощью специального устройства, называемого компенсатором. Следовательно, в данных нивелирах отсутствует цилиндрический уровень и элевационный винт. При этом следует помнить, что компенсатор способен компенсировать только небольшие углы наклона зрительной трубы (до 15′). Поэтому у данного класса нивелиров круглый уровень является основной частью нивелира по сравнению с уровненным нивелиром. В нивелирах используются компенсаторы маятникового типа и электронные компенсаторы. В свою очередь, компенсаторы маятникового типа могут иметь воздушный или магнитный демпфер, который служит для погашения колебаний компенсатора. На рисунке 6.1 представлен принцип устройства маятникового компенсатора с воздушным демпфером. Данный вид компенсатора используется в отечественных моделях нивелиров 4Н-2КЛ и 4Н-3КЛ (рис. 2.1б, в). Рис. 6.1. Оптическая схема маятникового компенсатора: 1 - объектив; 2 - фокусирующая линза; 3 – подвижная призма-компенсатор; 4 - бериллиевые нити; 5 – неподвижная призма; 6 - сетка нитей; 7 - окуляр; 8 - воздушный демпфер Компенсатор состоит из подвижной прямоугольной призмы 3 и неподвижной прямоугольной призмы 5. Подвижная призма подвешена на 37 четырех скрещенных нитях 4. Отражающие грани обеих призм расположены под углом 45° к горизонтальному лучу, проходящему через центр объектива. Наклон трубы на небольшой угол (не более 15′) вызовет наклон отражающей грани подвижной призмы 3, а отражающая грань неподвижной призмы 5 наклонится на такой же угол, но в противоположном направлении. Тем самым будет компенсирован угол наклона визирной оси, следовательно, отсчет по рейке будет соответствовать горизонтальному положению визирной оси. Нивелиры с компенсатором нашли широкое применение в инженерногеодезических работах. По оценкам исследователей производительность труда при работе с такими нивелирами примерно на 20 % выше, по сравнению с уровненными нивелирами. В то же время нивелиры с компенсатором на строительной площадке имеют ограниченное применение из-за наличия полей вибрации. При работе нивелиром с компенсатором перед снятием отчета требуется выжидать около 20-30 секунд, чтобы компенсатор пришел в состояние покоя, и визирная ось заняла горизонтальное положение. 6.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Современные геодезические приборы. Нивелиры» Цель работы: научиться работе на нивелире с компенсатором, выполнить поверку работы компенсатора. Порядок работы: 1) Установить на станции нивелир с компенсатором и привести его в рабочее положение. 2) Проверить работу компенсатора при разных положениях круглого уровня (рис. 6.2). Рис. 6.2. Положения пузырька круглого уровня при определении погрешности компенсации Для этого установить рейку черной стороной на одной точке (в полевых условиях, удаленной на 70-80 м от станции), снять отсчеты по данной рейке при разных положениях пузырька круглого уровня и записать их в бланк лабораторной работы. Если компенсатор исправен, то полученные отсчеты не должны отличаться более, чем на 1-2 мм. 38 3) Выполнить нивелиром с компенсатором нивелирование способом «вперед» для измерения превышений между станцией и точками, заданными преподавателем. Вычислить абсолютные высоты точек. Полученные данные занести в таблицу 6.1. Таблица 6.1. Результаты нивелирования реечных точек способом «вперед». Вычисление высот точек через измеренные превышения № высота отсчет № сторона реечной прибора по рейке h, мм hср, мм Н, м станции рейки точки i, мм b, мм черная 1518 1541 -23 1 1 красная 6318 6342 -24 -24 99.976 пятка 4800 4801 - Подробно порядок действий при нивелировании способом «вперед» описан в п. 3.3. Вопросы для самоконтроля 1. Назовите основные отличия нивелира с компенсатором от уровенного нивелира? 2. Расскажите принцип работы компенсатора маятникового типа с воздушным демпфером? 3. Какие углы наклона могут быть компенсированы работой компенсатора? 4. В чем преимущества и недостатки нивелиров с компенсатором? 5. Как проверить работу компенсатора? 39 7 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ИЗМЕРЕНИЕ ПРЕВЫШЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛАЗЕРНЫХ НИВЕЛИРОВ» 7.1 Устройство лазерных нивелиров Применение лазерных нивелиров позволяет в значительной степени автоматизировать процесс измерения и исключить многие личные погрешности наблюдателя. Лазерные нивелиры широко используют при геодезических разбивочных работах, при выполнении строительномонтажных работ: нивелировании полов, потолков, построении опорных и разметочных линий для установки стен, перегородок, для выверки колонн и балок. а) б) Рис. 7.1. Лазерные нивелиры серии Лимка: а) Лимка-Зенит; б) Лимка-Горизонт КЛ Простейшими приборами этого класса являются лазерные нивелиры семейства «Лимка» (рис. 7.1). Нивелир Лимка-Зенит имеет видимый красный лазерный луч. Для приведения луча в отвесное положение прибор снабжен двумя цилиндрическими уровнями и связанными с ними элевационными винтами. С помощью имеющейся в комплекте поворотной призмы лазерный луч можно повернуть в горизонтальное положение, а поворачивая призму вокруг вертикальной оси, можно строить горизонтальную плоскость. Нивелир Лимка-Горизонт КЛ выполнен по конструктивной схеме обычного нивелира, что делает работу с ним привычной и понятной. Он имеет компенсатор углов наклона и горизонтальный круг. Одним из серьёзных недостатков лазерных нивелиров такого класса является большая расходимость лазерного пучка, что приводит к значительному диаметру светового пятна. Так на расстоянии 50 метров он равен 5 мм. Учитывая, что центр пятна определяется визуально, точность отсчета по рейке не высока. 40 Рис. 7.2. Лазерный нивелир Triax: 1 - отверстие для выхода лазерного луча; 2 - вращающая головка; 3 - горизонтальный уровень; 4 - горизонтальный уровень; 5 - вертикальный уровень; 6, 7 - ручки установки уровня; 8 - крепежный кронштейн; 9, 15 - блокиратор; 11, 16 - подставка; 12 - зажим; 13 - батареи; 14 - защелка; 17 - поворотная платформа Более совершенным по конструкции является лазерный нивелир TRIAX LT60 (рис. 7.2), предназначенный для построения горизонтальных и вертикальных плоскостей с видимым лазерным лучом. В комплекте с прибором идет пульт дистанционного управления, что позволяет работать с прибором и рейкой одному человеку. Рис. 7.3. Цифровой нивелир Leica Sprinter 100M Особую группу лазерных нивелиров составляют цифровые нивелиры, к которым относится Leica Sprinter 100M (рисунок 7.3). В них используется специальное устройство с зарядовой связью (ССД) для снятия отсчета по штриховому коду, нанесенному на рейку. Отсчет обрабатывается встроенным процессором. Цифровой дисплей снижает вероятность снятия неверного отсчета и исключает личные ошибки наблюдателя. 41 7.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Измерение превышений с использованием лазерных нивелиров» Цель работы: научиться работе на лазерных нивелирах. Порядок работы: 1) Установить на станции лазерный нивелир и привести его в рабочее положение. 2) Измерить высоту прибора и снять отсчеты по рейке на заданных преподавателем точках. Данные записать а таблицу 7.1. Таблица 7.1. Результаты нивелирования реечных точек способом «вперед» с помощью лазерного нивелира № ст 1 № Сторона Высота рееч. рейки прибора, точки мм 1 черная 1326 красная 6126 пятка 4800 Отсчет по рейке, мм 1301 6102 4801 Превышение hч / hкр, мм 25 24 - Превышение среднее hср, мм 24 Абсолютные высоты H, м 100,024 3) Вычислить превышения между станцией и точками, вычислить абсолютные высоты точек. Абсолютную высоту станции задает преподаватель. Вопросы для самоконтроля 1. Назовите основные отличия лазерного нивелира? 2. В чем заключаются преимущества лазерных нивелиров? 3. В чем заключаются недостатки лазерных нивелиров? 42 8 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ПОВЕРКА И ЮСТИРОВКА НИВЕЛИРОВ С КОМПЕНСАТОРОМ» 8.1 Особенности поверок и юстировок нивелиров с компенсатором Поверка первого условия: параллельность оси круглого уровня и оси вращения нивелира. Особое внимание при поверках нивелиров с компенсатором уделяется поверке круглого уровня, так как этот уровень является основным для данного вида нивелиров. Необходимо ознакомиться с руководством по эксплуатации нивелира и выяснить, при каких углах наклона работает компенсатор, так как данная техническая характеристика прибора является решающей при ответе на вопрос «с какой точностью необходимо выполнять юстировку круглого уровня и как тщательно приводить пузырек круглого уровня в нуль-пункт?» При измерении превышений нивелиром с компенсатором невыполнение этого условия может привести к его зависанию. Визуально обнаружить это трудно. А это означает, что отсчеты по рейкам будут сделаны при наклонном положении визирной оси зрительной трубы. Поэтому юстировку первого условия необходимо производить очень тщательно. Рис. 8.1. Положения пузырька круглого уровня при определении погрешности компенсации Дополнительно при поверке нивелира с компенсатором необходимо проверить работу компенсатора при разных положениях пузырька круглого уровня (рис. 8.1). Для этого нивелир устанавливают в середине между рейками, отстоящими друг от друга на расстоянии 100 м, и измеряют превышения по двум сторонам рейки пятью приемами при положениях пузырька круглого уровня, показанных на рисунке 7.1. Если средние значения превышений, полученные при положениях пузырька круглого уровня 2, 3, 4 и 5, отличаются от среднего превышения, полученного при положении 1, более чем на 5 мм, прибор подлежит юстировке в заводских условиях. В лаборатории для проверки работы компенсатора устанавливают рейку черной стороной на одной точке и снимают отсчеты при разных 43 положениях пузырька круглого уровня. Если компенсатор исправен, то полученные отсчеты не должны отличаться более, чем на 1-2 мм. Поверка второго (главного) условия: визирная ось зрительной трубы должна быть горизонтальной при наклонах нивелира в пределах работы компенсатора. Так как у большинства нивелиров данного класса зрительная труба ломанная (перископическая), то из перечисленных выше способов поверки наиболее подходящими являются те, в которых не производится непосредственное измерение высоты прибора, т.е. способ 2 (см. пункт 5.1). Вычисленный угол τ является углом наклона визирной оси зрительной трубы после приведения нивелира в рабочее положение. Если его значение больше 10", то необходима юстировка данного нивелира. Юстировка. Вычисляют отсчет по дальней рейке, свободный от невыполнения главного геометрического условия. Перемещают среднюю нить сетки нитей по вертикали на вычисленный отсчет с помощью юстировочных винтов сетки нитей. После юстировки поверку обязательно повторяют и, при необходимости, снова юстируют. Поверка третьего условия: горизонтальная нить сетки нитей должна перпендикулярна оси вращения прибора. Данную поверку и юстировку выполняют таким же способом, как и для уровенных нивелиров. 8.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Поверка и юстировка нивелиров с компенсатором» Цель работы: научиться выполнять поверки нивелиров с компенсатором и производить юстировку. Порядок работы: Работа выполняется в геодезической лаборатории. Поверки выполняют на базисах, закрепленных в аудитории металлическими дюбелями. 1) Установить на одном из базисов нивелир и привести его в рабочее положение. 2) Выполнить поверку первого условия: параллельности оси круглого уровня и оси вращения нивелира. Условие считается невыполненным, если пузырек круглого уровня вышел за пределы большой окружности. Если нет, то считают, что условие выполняется. Записывают вывод «условие выполняется (не выполняется)» в бланке лабораторной работы. 3) Проверить работу компенсатора при разных положениях пузырька круглого уровня (см. пункт 8.1), результаты записать в бланк лабораторной работы. 44 4) Выполнить поверку второго (главного) условия способом, заданным преподавателем (см. раздел 5.1). Результаты измерений записать в таблицу, вычислить угол τ. 5) Выполнить поверку третьего условия: горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения прибора, то есть сетка нитей должна быть установлена без перекоса. Порядок поверки и юстировки в случае невыполнения условия приведен в разделе 5.1. Результаты поверки необходимо отразить на бланке лабораторной работы. 6) После выполнения всех поверок дать заключение об исправности поверяемого нивелира. Вопросы для самоконтроля 1. Как выполнить поверку параллельности оси круглого уровня и оси вращения нивелира с компенсатором? 2. Как проверить работу компенсатора? 3. Как выполнить поверку главного геометрического условия для нивелира с компенсатором? 4. Как проверить правильность установки сетки нитей для нивелира с компенсатором? 45 9 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ПОСТРОЕНИЕ ТОЧКИ НА ПРОЕКТНОЙ ВЫСОТЕ» 9.1 Построение точки на проектной высоте Данная задача часто встречается на строительной площадке, для ее решения должно быть закреплено не менее трех реперов, высоты которых определены в Балтийской системе с точностью, необходимой для выполнения строительных и монтажных работ в соответствии с проектом. В то же время на строительных чертежах отметки даны в условной системе высот. В качестве поверхности относимости принят уровень чистого пола. Поэтому проектные отметки сначала необходимо пересчитать в Балтийскую систему высот. Таким образом, в качестве исходной информации для построения точки на проектной высоте должны быть известны: ─ высота и положение строительного репера; ─ плановое положение точки, выносимой на проектную высоту, на строительной площадке; ─ значение проектной высоты этой точки в Балтийской системе высот. Задача решается в следующей последовательности. Нивелир устанавливают примерно посередине между репером и проектной точкой и приводят в рабочее положение. На репере отвесно устанавливают рейку и снимают отсчет по её черной и красной стороне. Вычисляют пятку рейки и сравнивают ее с действительным значением. Если расхождение не превышает 4 мм, то вычисляют горизонт инструмента ГИч Н Рп ач и ГИ кр Н Рп акр (9.1). Вычитая из горизонта инструмента высоту проектной точки, получают отсчет bпр по рейке, когда пятка рейки находится на проектной высоте (9.2). bпр ГИ Н пр Отсчеты вычисляют для черной и красной стороны рейки. Рейку на проектной точке поднимают или опускают до тех пор, пока отсчет по средней нити не будет равен bпр. В этот момент пятка рейки будет находиться на проектной высоте (рис. 9.1). Её отмечают, проводя черту на строительной конструкции. Для контроля те же операции выполняют по красной стороне рейки. Расхождение не должно превышать допуск на данный вид работы, установленный в проектной документации. 46 Рис. 9.1. Схема построения точки на проектную высоту При выполнении данной работы желательно нивелировать из середины. Для более жесткого контроля данную работу выполняют от другого репера. Как правило, в этом случае измеряют превышение между репером и построенной на проектной высоте точкой и сравнивают его с вычисленным: (9.3). hпр H пр H рп 2 Допустимая разность зависит от требований к точности установки конструкции в проектное положение. Данная задача, несмотря на кажущуюся простоту решения, требует большой тщательности в измерениях. Особенно высокие требования должны предъявляться к поверкам и юстировкам приборов. Наряду с погрешностями измерения превышений, здесь добавляется погрешность фиксации пятки рейки. Грубые ошибки при решении задачи будут обнаружены на стадии строительства, исправление которых потребует крупных материальных затрат. 9.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Построение точки на проектной высоте» Цель работы: Освоить методику построения точки на проектной высоте. Дать анализ точности и перечислить погрешности, сопровождающие процесс измерений. Порядок работы: 1) Установить нивелир на станцию, закрепленную в лаборатории, привести его в рабочее положение. Абсолютную высоту станции Нст условно задает преподаватель. 47 2) Вынести точку В на проектную отметку по методике, изложенной в разделе 9.1. Плановое положение и проектную высоту точки В задает преподаватель. 3) Нарисовать схему выполнения работы и привести результаты измерений. Дать подробный перечень погрешностей, влияющих на точность выполнения данной работы. Вопросы для самоконтроля 1. Что принято в качестве поверхности относимости при разработке строительных чертежей? 2. Почему при установке конструкций на проектную высоту рекомендуется нивелировать из середины? 3. Покажите на чертеже геометрический смысл горизонта нивелира и как его вычислить? 4. Как вычислить проектный отсчет по рейке, установленной на проектной точке? 5. Перечислите погрешности, влияющие на точность установки точки на проектной высоте? 6. Как исключить влияние непараллельности визирного луча и оси цилиндрического уровня на точность установки точки на проектную высоту, если нет возможности нивелировать из середины? 7. Как проконтролировать правильность установки точки на проектную высоту? 48 10 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ПОСТРОЕНИЕ ЛИНИИ С ПРОЕКТНЫМ УКЛОНОМ» 10.1 Построение линии с проектным уклоном Данная задача встречается при строительстве линейных сооружений, когда основные оси сооружения вынесены (обозначены) на местности. Например, при строительстве автомобильной дороги точки А и В являются пикетными, положение в плане и по высоте которых на местности определено. Для непосредственной отсыпки земляного полотна необходимо сгустить на этом отрезке число точек, установленных на проектной высоте. С этой целью производят детальную разбивку данного отрезка. Выполнить ее при наличии нивелира можно несколькими способами. Способ № 1. Точки А и В установлены на проектной высоте. Требуется установить на проектную высоту точки 1, 2, 3, 4. Рис. 10.1. Схема детальной разбивки линии проектного уклона с установкой нивелира в середине линии Для решения этой задачи нивелир устанавливают посередине между точками А и В таким образом, чтобы один из подъемных винтов располагался в створе линии АВ, а два других перпендикулярно к ней. Подъемным винтом, расположенным в створе линии, наклоняют зрительную трубу таким образом, чтобы отсчеты по рейкам на точках А и В (рисунок 10.1) были одинаковыми, т. е. a = b. Чем точнее нивелир установлен в середине линии, тем быстрее можно добиться выполнения поставленного условия. 49 Практически этого достигают следующим образом. Сначала нивелир приводят в рабочее положение и снимают отсчеты по черной стороне в точках А и В. Вычисляют средний отсчет (10.1) b1 (a b) / 2 и устанавливают его на рейке в точке В. Поворачивают зрительную трубу на точку А и снимают отсчет а1. Если а1 = b1, то визирная ось трубы параллельна проектной линии, если нет, то выполняют еще одно приближение. Промежуточные точки 1, 2, 3 и т.д. устанавливают на проектную высоту перемещением рейки в вертикальной плоскости, добиваясь на них отсчетов а = b. Способ № 2. Точки А и В установлены на проектной высоте. Требуется установить на проектную высоту точки 1, 2, 3, 4. Рис. 10.2. Схема детальной разбивки линии проектного уклона с установкой нивелира в начале линии Принципиально решение данной задачи не отличается от способа № 1. Необходимо установить визирную ось зрительной трубы параллельно линии заданного уклона, проходящей через вершины установленных на проектной высоте точек А и В. Это достигается следующим образом. На точке А (рисунок 10.2) устанавливают нивелир и приводят его в рабочее положение. Измеряют высоту прибора i над закрепленной точкой А. На точке В устанавливают нивелирную рейку и наводят среднюю нить на отсчет, равный высоте прибора i, с помощью подъемных винтов. Далее устанавливают рейку на точках, которые необходимо установить на проектную высоту. Перемещая рейку в вертикальной плоскости, добиваются, чтобы отсчет по средней нити был равен высоте прибора i. Пятка рейки находится в это время на проектной линии с заданным уклоном. 50 10.2 Порядок выполнения лабораторной работы «Построение линии с проектным уклоном» Цель работы: Освоить методику построения на местности отрезка линии с проектным уклоном. Дать анализ точности и перечислить погрешности, сопровождающие процесс измерений. Порядок работы: 1) Установить нивелир на станцию, закрепленную в лаборатории, привести его в рабочее положение. Абсолютную высоту станции Нст условно задает преподаватель. 2) Вынести точку В на проектную отметку по методике, изложенной в разделе 9.1. Плановое положение точки В задает преподаватель. Проектную высоту точки определить по заданному проектному уклону iпр: НВпр = Нст + 𝑖пр ∙ 𝑑 (10.2), где d – расстояние между станцией и точкой В, измеренное рулеткой. 3) Произвести детальную разбивку линию с заданным уклоном между станцией и точкой В по способу № 2 (см. раздел 10.1). 4) Нарисовать схему выполнения работы и привести результаты измерений. Дать подробный перечень погрешностей, влияющих на точность выполнения данной работы. Вопросы для самоконтроля 1. Перечислите случаи, когда в строительной практике встречается задача по построению линии с проектным уклоном. 2. Какие погрешности влияют на точность построения линии с проектным уклоном? 3. Перечислите способы построения линии заданного уклона с помощью нивелира? 51 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Основная литература 1) Геодезия [Электронный ресурс] : учебник для вузов / А.Г. Юнусов [и др.]. - Электрон.текстовые данные. - М. : Академический Проект, 2015. - 416 c. - 978-5-8291-1730-6. Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/36299.html 2) Основы геодезии [Электронный ресурс] Чугреев И.Г., Усова Н.В., Владимирова М.Р. Основы геодезии: учебно-методическое пособие. - М.: МИИГАиК, 2017, 146 с. Режим доступа: http://www.miigaik.ru/library/tutorials/1652/?sphrase_id=19063 3) Геодезия [Электронный ресурс]. В. Швец, В.В. Таран. Геодезия. Топографические карты: учебное пособие. - M.: МИИГАиК, 2015. - 64 с. Режим доступа: http://www.miigaik.ru/library/tutorials/1585/?sphrase_id=19063 4) Теодолитная (тахеометрическая) съемка [Электронный ресурс] : методические указания к выполнению практических и лабораторных работ по дисциплинам «Инженерные изыскания в строительстве (геодезия)», «Инженерное обеспечение строительства (Инженерная геодезия)», «Геодезия и картография» для обучающихся по направлениям подготовки 08.03.01 Строительство, 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений и 07.03.04 Градостроительство. - Электрон. текстовые данные. - М.: Московский государственный строительный университет, Ай Пи Эр Медиа, ЭБС АСВ, 2017. - 26 c. - 978-5-7264-1522-2. - Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/64538.html Дополнительная литература 1) Инженерная геодезия: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Е.Б.Клюшин, М.И. Киселев, Д.Ш. Михелев, В.Д. Фельдман /; под ред. Д.Ш. Михелева. – 8-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 496 с. 2) Геодезия: Учеб. для вузов/ В.Ф. Перфилов, Р.Н. Скогорева, Н.В. Усова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2008. – 350 с. 3) Геодезия: Учебное пособие / А.Г. Парамонов; - М.: МАКС Пресс. 2008. 52
