Обработка результатов нивелирования трассы кратко
Обновлено: 05.07.2024
Цель работы - вычислить журнал технического нивелирования трассы автодороги.
Материалы, приборы и принадлежности – исходные данные, чертежные инструменты, калькулятор.
1. Выписать исходные данные (табл. 13).
2. По приведенной ниже схеме вычислить превышения и высоты пикетов.
3. Результаты вычислений внести в журнал (табл. 14).
Для определения высот точек трассы (пикетных, плюсовых, точек поперечников) был проложен нивелирный ход технический точности с привязкой к пунктам нивелирной сети - реперам Rp1и Rp2 (рис.16).
Рис. 16. Схема нивелирного хода
Порядок обработки журнала
Обработку журналов нивелирования начинают с проверки всех записей и вычислений, выполненных в поле.
1) Вычисляют превышения по черной и красной сторонам реек:
при этом расхождения в превышениях с учетом разности пяток пары реек не должны превышать 10 мм.
2) За окончательное значение превышения принимается среднее
3) На каждой странице журнала выполняют постраничный контроль. Он заключается в подсчете сумм отсчетов на связующие точки по задней (Σа) и передней (Σb) рейкам, а также сумм превышений по черной и красной сторонам реек и средних превышений на станциях; при этом должно соблюдаться равенство:
(Σа – Σb)/2 = Σh / 2 = Σh ср
4) Далее определяют высотную невязку хода.
Так как нивелирный ход разомкнутый, то
где Hкон и Hнач – отметка конечного и начального реперов соответственно.
5) Полученную высотную невязку сравнивают с допустимой
которая вычисляется по формуле
f h доп = 50мм√L или f h доп = 10 мм √n,
где L – длина хода, км, а n – число станций в ходе.
6) Если невязка не превышает допустимой величины, то ее разбрасывают с обратным знаком поровну на все средние превышения хода
При этом сумма поправок должна равняться невязке с обратным знаком, т.е.
7) Вычисляют исправленные превышения по формуле hиспр i = hi + δi
8) По исправленным превышениям вычисляют отметки связующих точек
где Hi-1 — отметка предыдущей точки хода.
Контролем правильности вычисления отметок связующих точек является соблюдение условия
9) Далее вычисляют отметки промежуточных точек через горизонт инструмента ГИ.Для этого на станции дважды вычисляют ГИ относительно задней и передней связующих точек и из двух его значений берут среднее:
где Н3, Нп — отметки задней и передней связующих точек;
ач, Ьч — отсчеты по черной стороне реек, установленных на задней и передней связующих точках.
Отметки промежуточных точек получают вычитанием отсчетов по черной стороне рейки, установленной на соответствующей промежуточной точке, из отметки ГИ, т. е.
Аналогичным образом вычисляют отметки точек поперечных профилей.
| № варианта | Абсолютные отметки, м | № варианта | Абсолютные отметки, м |
| НRp 1 | НRp 2 | НRp 1 | НRp 2 |
| 156,18 | 162,684 | 203,92 | 210,424 |
| 163,57 | 170,074 | 251,87 | 258,374 |
| 148,29 | 154,794 | 265,12 | 271,624 |
| 177,34 | 183,844 | 247,65 | 254,154 |
| 169,19 | 175,694 | 259,44 | 265,944 |
| 181,98 | 188,484 | 267,21 | 273,714 |
| 188,36 | 194,864 | 274,15 | 280,654 |
| 194,29 | 200,794 | 286,17 | 292,674 |
| 207,46 | 220,468 | 261,36 | 267,864 |
| 233,72 | 240,224 | 279,92 | 286,424 |
| 215,86 | 222,364 | 291,38 | 297,884 |
| 221,55 | 228,054 | 299,39 | 305,894 |
| 209,74 | 216,244 | 288,77 | 295,274 |
| 233,66 | 240,164 | 277,34 | 283,844 |
| 243,58 | 250,084 | 302,64 | 309,144 |
Цель работы - вычислить журнал технического нивелирования трассы автодороги.
Материалы, приборы и принадлежности – исходные данные, чертежные инструменты, калькулятор.
1. Выписать исходные данные (табл. 13).
2. По приведенной ниже схеме вычислить превышения и высоты пикетов.
3. Результаты вычислений внести в журнал (табл. 14).
Для определения высот точек трассы (пикетных, плюсовых, точек поперечников) был проложен нивелирный ход технический точности с привязкой к пунктам нивелирной сети - реперам Rp1и Rp2 (рис.16).
Рис. 16. Схема нивелирного хода
Порядок обработки журнала
Обработку журналов нивелирования начинают с проверки всех записей и вычислений, выполненных в поле.
1) Вычисляют превышения по черной и красной сторонам реек:
при этом расхождения в превышениях с учетом разности пяток пары реек не должны превышать 10 мм.
2) За окончательное значение превышения принимается среднее
3) На каждой странице журнала выполняют постраничный контроль. Он заключается в подсчете сумм отсчетов на связующие точки по задней (Σа) и передней (Σb) рейкам, а также сумм превышений по черной и красной сторонам реек и средних превышений на станциях; при этом должно соблюдаться равенство:
(Σа – Σb)/2 = Σh / 2 = Σh ср
4) Далее определяют высотную невязку хода.
Так как нивелирный ход разомкнутый, то
где Hкон и Hнач – отметка конечного и начального реперов соответственно.
5) Полученную высотную невязку сравнивают с допустимой
которая вычисляется по формуле
f h доп = 50мм√L или f h доп = 10 мм √n,
где L – длина хода, км, а n – число станций в ходе.
6) Если невязка не превышает допустимой величины, то ее разбрасывают с обратным знаком поровну на все средние превышения хода
При этом сумма поправок должна равняться невязке с обратным знаком, т.е.
7) Вычисляют исправленные превышения по формуле hиспр i = hi + δi
8) По исправленным превышениям вычисляют отметки связующих точек
где Hi-1 — отметка предыдущей точки хода.
Контролем правильности вычисления отметок связующих точек является соблюдение условия
9) Далее вычисляют отметки промежуточных точек через горизонт инструмента ГИ.Для этого на станции дважды вычисляют ГИ относительно задней и передней связующих точек и из двух его значений берут среднее:
где Н3, Нп — отметки задней и передней связующих точек;
ач, Ьч — отсчеты по черной стороне реек, установленных на задней и передней связующих точках.
Отметки промежуточных точек получают вычитанием отсчетов по черной стороне рейки, установленной на соответствующей промежуточной точке, из отметки ГИ, т. е.
Нивелирование трассы. По закреплённым точкам трассы прокладывают ход технического нивелирования. Ход начинают и заканчивают на реперах государственной нивелирной сети. На длинных трассах такую привязку выполняют не реже чем через 25–50 км.
На пикетах или плюсах выбирают связующие точки с расстоянием между ними до 200-300 м и с превышением, меньшим длины рейки. В связующих точках на колышки устанавливают рейки, а в середине на равных расстояниях от них - нивелир. Наведя трубу на заднюю рейку, берут отсчёт (Зч) по чёрной стороне рейки. Затем наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчёты по чёрной (Пч) и красной (Пк) сторонам. После этого вновь наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчёт (Зк) по красной её стороне. Превышение вычисляют дважды - по черным и красным сторонам:
Значения hч и hк не должны различаться более чем на 5 мм. В противном случае отсчёты по рейкам повторяют.
За окончательное значение превышения принимают среднее:
Затем выполняют нивелирование промежуточных точек - пикетов и плюсов, оказавшихся между связующими (на рис. 15.8 для станции нивелира № 1 связующими точками являются ПК0 и ПК1+38, а промежуточной - ПК1). Задний реечник переносит рейку и ставит её поочерёдно на промежуточные точки, а нивелировщик берёт отсчёты по чёрной её стороне.
На этом работа на станции завершается, и нивелир переносят на следующую станцию (на рис. 15.8 - на станцию № 2). Реечник, бывший сзади, переходит на переднюю точку новой станции (ПК3), а передний остаётся на месте (на точке +38) и становится задним.
Рис. 15.8 Нивелирование трассы
На крутых склонах, где превышение между соседними точками трассы превышает длину рейки, измерить его с одной станции невозможно. На рис. 15.8 это превышение между точками ПК4+17 и ПК5. Такое превышение измеряют по частям, введя дополнительную связующую точку, называемую икс-точкой. Рейку в икс-точке ставят на колышек или переносный башмак. На больших склонах приходится делать несколько икс-точек. Для профиля трассы икс-точки не нужны, поэтому расстояния до них от пикетов не измеряют.
При перерыве в работе нивелирование заканчивают на репере, постоянном или специально для этого устраиваемом временном.
Результаты измерений записывают в журнал нивелирования (табл. 15.1). В графы 2, 3 и 4 вписывают отсчёты по рейкам. Отсчёты по красным сторонам реек подписывают под соответствующими отсчётами по чёрным. Так, 2487 и 101 - отсчёты по чёрным сторонам, а 7172 и 4788 - по красным. В графах 5 и 6 пишут превышения, вычисленные по формулам (15.12)-(15.14).
Отметки связующих точек (графа 8) вычисляют поочерёдно, прибавляя к отметке задней точки среднее превышение :
где и - отметки передней и задней связующих точек.
Каждая страница журнала должна содержать целое число станций, то есть начинаться отсчётами на заднюю, а заканчиваться отсчётами на переднюю рейку.
Для контроля правильности вычислений в последнюю строку страницы записывают суммы всех отсчётов по задним рейкам, отсчётов по передним рейкам и превышений. Разность суммы задних (графа 2) и суммы передних отсчетов (графа 3) должна равняться сумме превышений (графа 5). Половина суммы превышений с точностью округлений должна равняться сумме средних превышений (графа 6). Этому же числу должна равняться разность вычисленных на странице отметок - первой и последней.
Начав нивелирный ход на репере с высотой , последовательно вычисляют высоты всех связующих точек хода. Вычисленная высота последней точки будет равна
5. Современные нивелиры и их применение в строительстве.
Ход урока:
ВОПРОС № 1. ПОЛЕВЫЕ РАБОТЫ.
Техническое нивелирование производится с целью создания высотного обоснования топографических съемок масштабов 1:500 — 1:5000, а также при изысканиях, проектировании и строительстве различного рода инженерных сооружений.
Техническое нивелирование для создания высотного обоснования съемок выполняется способом из середины техническими нивелирами с использованием двухсторонних шашечных реек. Расстояние от нивелира до реек допускается до 150 м, неравенство плеч — не более 10 м, а их накопление в секции — до 50 м. Отсчеты по рейкам берутся только по средней нити. Разность значений превышения на станции, определенных по черной и красным сторонам реек, не должна превышать 5 мм.
Допустимая высотная невязка ходов и полигонов технического нивелирования определяется по формулам:
Формула (150) применяется при нивелировании в гористой местности, когда число станций n > 25 на 1 км хода.
Техническое нивелирование, выполняемое с целью обеспечения строительства сооружений линейного типа (железных или шоссейных дорог, трубопроводов, линий электропередач, каналов и т.д.), называется продольным. Для получения детального топографического плана на участке строительства крупных объектов при решении вопросов, связанных с вертикальной планировкой территории и подсчетом объемов земляных масс, выполняют нивелирование поверхности (площади). В случае, когда техническое нивелирование предназначается для решения конкретных инженерных задач, его точность регламентируется ведомственными инструкциями.
ВОПРОС № 2,3 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ НИВЕЛИРОВАНИЯ. НИВЕЛИРОВАНИЕ ТРАССЫ
Инженерно-техническое нивелирование, выполняемое для обеспечения строительства линейных объектов, ведется по предварительно намеченной линии, представляющей собой ось будущего сооружения и называемой трассой. Весь цикл работ по его производству слагается из составления проекта, полевых и камеральных работ.
Полевые работы включают рекогносцировку местности, разбивку пикетажа, поперечников и кривых, съемку полосы местности вдоль трассы, нивелирование трассы и поперечников.
Камеральные работы состоят из обработки журналов нивелирования и составления профилей трассы и поперечников. Профиль служит в дальнейшем основой для проектирования сооружения согласно заданным техническим условиям.
Строительству инженерного сооружения по принятому проекту предшествует комплекс геодезических работ на местности, включающий: 1) закрепление проекта трассы в натуре одновременно с измерением углов поворота между ее звеньями; 2) разбивку пикетажа, поперечных профилей и съемку узкой полосы трассы; 3)нивелирование трассы и поперечных профилей.
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ТРАССЫ сооружения в натуре включает прокладку теодолитного хода с прорубкой узких просек в лесах и кустарниках, с установкой вех на прямолинейных участках и столбиков на углах поворота ее с тем, чтобы удобно было в дальнейшем вести измерение звеньев стальной мерной лентой.
РАЗБИВКА ПИКЕТАЖА, поперечных профилей и съемка узкой полосы трассы выполняются одновременно. Двое тянут мерную стальную ленту и измеряют длину всей трассы, третий забивает через каждые 100м один кол вровень с землей для установки в дальнейшем на него нивелирной рейки и рядом второй кол-сторожок высотой 25-30см, по которому при нивелировании речник будет находить основной кол пикета. Кроме кольев на пикетных точках забивают промежуточные колья на перегибах рельефа вдоль трассы. Пикеты нумеруют от нуля, а промежуточные точки (плюсовые) – от меньшего пикета. Например, 1+36,0 означает, что промежуточная точка поставлена за пикетом 1 на расстоянии 36м по ходу трассы. На промежуточных точках рейка ставится речником на землю, и поэтому там забивается только кол-сторожок с надписью 1-36,0. Таким способом измеряется, обозначается и закрепляется трасса будущего сооружения.
ПОПЕРЕЧНЫЕ ПРОФИЛИ на трассе разбивают в точках поворота ее и в местах, где предстоит выполнять большой объем земляных и скальных работ в процессе строительства дороги. Поперечные профили позволяют выявить формы рельефа вправо и влево от трассы в пределах принятой для данного сооружения ширины полосы съемки местности. Направления поперечных профилей относительно оси трассы измеряют теодолитом, а расстояния откладывают мерной лентой или рулеткой. Число точек на поперечных профилях зависит от рельефа местности, т.е. от количество перегибов рельефа по направлению поперечного профиля. Точки на поперечных профилях обозначают только кольями-сторожками с подписью на них карандашом номера поперечного профиля и расстояния от трассы с указанием, в какую сторону от нее располагается данная точка. Если трасса прокладывается по бетонной поверхности, то пикеты и все другие точки обозначаются краской или мелом с дополнительными выносными пометками на строениях.
Масштаб плана трассы произвольный. Если ситуация простая, то на одной странице располагают по 3-4пикета. При сложной ситуации на странице помещают один промежуток между двумя пикетами, и это позволяет лучше отобразить все подробности местности.
В данной статье рассмотрим понятие, виды нивелирования, где и как они применяются. Слово заимствованно из немецкого (nivelieren) и французского (niveleur) языков.
Что такое нивелирование
Нивелирование – комплекс замеров, применяемых в геодезии. Оно используется, чтобы определить перепад высот между двумя или более точками. Таким образом выявляется превышение.
Применяя нивелирование и сопоставляя результаты измерений, можно в точности отобразить рельеф на топографических картах, разработать проекты организационно-хозяйственной деятельности.
Прибор, применяемый для измерения разности высот, называется нивелиром. Его устанавливают на подставку и винтами регулируется уровень.
Подразделяются на высокоточные (для работ I и II классов), точные (III и IV), технические (инженерно-технические исследования).
Виды нивелирования
В настоящий момент применяют семь разновидностей выполнения измерений. Каждый вид зависит от конкретного случая.
Геометрическое нивелирование
Чтобы выполнить такое измерение, нужен горизонтальный луч визирования и отсчетная шкала. Такой луч генерируется при помощи нивелира, а отсчетной шкалой является рейка со шкалой.
Такой вид самый распространенный и не сложный. Точность данного вида велика и риск в просчетах достигает максимум 1 мм на 1 км расстояния. Такой вид используется при геодезических работах для нивелирования поверхности.
По способу определения планового положения снимаемых очертаний и нивелируемых точек выделяют следующие методики нивелирования поверхности:
по квадратам (при условии гладкой местности);
по параллельным линиям (в лесистой местности);
по магистралям (при выраженном рельефе).
Барометрическое нивелирование
Метод необходим, чтобы измерить превышение перепада атмосферного давления. Измерения проводятся в разных отметках необходимой территории.
В данном методе пользуются барометр. Им измеряют давление и, сопоставляя показатели, определяется превышение.
В барометрическом методе нивелирования точность исследований невысокая, так как вид исследований зависит от погодообразования, и погрешность может варьироваться от полуметра до двух.
Данный метод применяется на начальном этапе работ.
Тригонометрическое нивелирование
Используя такой вид, вычисление превышения измеряют путем наклонного угла визирования к горизонту.
Чтобы измерить вертикальные углы, применяют геодезическое оборудование: теодолит – чтобы определить угол наклона, дальномер – измерить расстояние.
Погрешность – максимум 40 мм на 100 м. Ограниченно применение в горной и холмистой местности.
Гидростатическое нивелирование
Вид измерения, который основывается на методе свойства сообщающихся сосудов.
Жидкость в емкости устанавливается по одному уровню, а поверхность расположена под прямым углом по направлению к силе тяжести, что дает возможность определить превышение.
Применяется, чтобы получить небольшие измерения. Погрешность сопоставима с геометрическим нивелированием.
Стереофотограмметрическое нивелирование
Служит для вычисления высот путем измерения стереопар фотографической съемки одной местности при помощи наземной (теодолит со встроенным фотоаппаратом) и летательной техники (аэрофотоаппарат).
Это основной метод, применяемый для топографии и картографии местности.
Механическое нивелирование
Применяется в качестве контроля расположения железнодорожных дорог и прочих линейных конструкций.
При помощи особых датчиков, зафиксированных на транспорте, на листе вырисовывается профиль местности.
Радиолокационное нивелирование
Основа метода заключается в получении абсолютных высот с летательных аппаратов, используя специальные высотометры.
Основные способы нивелирования
Выделяют пару способов, они отличаются от положения нивелира в нивелируемых точках:
Нивелирование из середины. Нивелир ставится посередине между заданными точками, в самих точках рейки. Точка А – задняя, В – передняя.
Визирная ось нивелира приводится в горизонтальное положение и поочередно наводится на А, а потом на В, получаются расчеты а и b. Формула превышения между точками: h = a — b;
Нивелирование вперед. Над т. А устанавливается нивелир таким образом, чтобы визир находился на одной отвесной линии с точкой. Рейка устанавливается на т. В.
Измеряется высота i над точкой А и берется отсчет b по рейке. Формула превышения между точками: h = i — b.
Выполняя последовательное нивелирование – получается нивелирный ход.
Нивелирование проводится, чтобы изучить рельеф, определить высоту точек в стадии проектировании, применяется при сооружении и эксплуатации инженерных конструкций.
Показатели нивелирования вносят огромный вклад в решении главных научных целей не только в геодезии, но и в других науках о Земле.
Читайте также: