Реферат на тему нивелирование

Обновлено: 30.06.2024

Нивелирование поверхности — один из способов топографической съемки, при котором на местности по определенному правилу располагают точки, высоты которых определяют геометрическим нивелированием. Наибольшее практическое применение имеет метод квадратов и метод магистралей с поперечными профилями. Создание плана по результатам нивелирования по квадратам начинают с разбивки в заданном масштабе сетки квадратов, у каждой выписывают округленную до сантиметра высоту. Согласно абрису наносят и вычерчивают в условных знаках ситуацию, а затем путем интерполирования горизонталями изображают рельеф.

Топографическую съемку небольших участков равнинной местности с небольшим количеством контуров при высоте сечения рельефа через 0,1; 0,25; 0,5 м выполняют нивелированием поверхности по квадратам, прямоугольникам, характерным линиям рельефа и т. п. Отметки пикетов во всех способа определяют точек.

При нивелировании по квадратам геометрическим нивелированием, различие состоит в методе определения планового положения и мерным прибором на местности разбивают сетку квадратов, в вершинах квадратов забивают колышки. Сначала строят квадраты со сторонами 100, 200 или 400 м, а затем получая более мелкие квадраты со сторонами 40 м при съемке в масштабе 1:2000, 20 м — при съемке в масштабе 1:1000 и 1:500. При разбивке квадратов выполняют съемку ситуации. Результаты съемки фиксируют в абрисе (рис. 1).

Рис. 1. Абрис нивелирования поверхности по квадратам (стрелками показано направление скатов).

Нивелир устанавливают так, чтобы с меньшего количества станций выполнить съемку всего участка. Установив нивелир на станции I, берут отсчет по рейке, поставленной на опорной высотной точке (например на Рп I) и вычисляют:

где Нрn — отметка репера; а — отсчет по рейке, установленной на репере. У номеров вершин квадратов выписывают отсчеты по рейкам, установленным на них, в абрисе штриховыми линиями показывают, на какие вершины квадратов выполнено нивелирование с данной станции. Отметки вершин квадратов вычисляют по формуле:

Подобным образом выполняют нивелирование и с других станций с обязательным определением ГП на каждой станции по опорным высотным пунктам или связующим точкам. С каждой последующей станции нивелируют несколько связующих точек, при этом (см. рис. 1.27) а1+ b2 = а2 + b1, расхождение между этими суммами не должно превышать 10 мм.

Нивелирование по параллельным линиям.

При нивелировании по параллельным линиям прокладывают параллельные магистральные ходы, часто по характерным линиям рельефа, по обе стороны от каждого хода разбивают перпендикулярные линии (поперечники). По ходам и поперечникам через 40 м при съемке в масштабе 1:2000 и 20 м — при съемке в масштабах 1:1000 и 1:500 закрепляют пикеты и снимают ситуацию. Высоты пикетов определяют геометрическим нивелированием.

Разбивка и нивелирование поверхности по квадратам полярным способом.

Для разработки проектов вертикальной планировки традиционно применяется способ нивелирования поверхности по квадратам. На первом этапе на местности выполняют построение сетки квадратов при помощи теодолита и мерной ленты. На границе участка строят прямоугольник (или квадрат), на сторонах которого закрепляют вершины квадратов через заданные интервалы, а положение вершин в середине участка находят на пересечении створов, проходящих через соответствующие вершины на внешней границе. Все вершины заполняющих квадратов закрепляют кольями. На втором этапе выполняют геометрическое нивелирование вершин

Первоначальная разбивка, как правило, служит только для выполнения съемки: до начала строительных работ проходит значительный период времени, разбивка частично или полностью утрачивается и требует восстановления.

Методика предусматривает долговременное закрепление только двух основных взаимно перпендикулярных осей площадки. Положение вершин квадратов определяется полярным способом. За исходную ось полярных координат может быть принята одна из основных закрепленных осей, а в качестве полюса – пересечение осей.

Для сравнения результатов с результатами, приведенными в [1], на местности выбрана открытая площадка со спокойным рельефом размером 80 × 80 м. Измерения выполнены теодолитом 2Т30П с уровнем при зрительной трубе и рейкой РН-3. После разбивки и закрепления основных осей за полярную была принята ось 3 – 3, за полюс 0 – центр площадки. На рис. 1 приведена схема разбивки сетки квадратов полярным способом.

Значения полярных углов и расстояний, соответствующих сетке квадратов со сторонами 20 м, вычислены заранее (до производства работ) и записаны на схеме в вершинах квадратов.

На местности расстояния от полюса до вершин квадратов определялись нитяным дальномером теодолита с отсчетами по рейке до десятых долей сантиметра. Для определения положения вершин по каждому направлению визирования выставлялась веха за пределами границы площадки. Рабочий - реечник, двигаясь от теодолита к вехе шагами, отсчитывал расстояние до искомой вершины и устанавливал рейку. Отметим, что перед началом работы реечнику необходимо определить среднюю длину шага и запомнить число шагов, соответствующее длине стороны и диагонали квадрата. Приблизительное определение сравнительно небольших расстояний (в нашем случае до 60 м) парами шагов является известным примером в геодезических работах. Наблюдатель у теодолита корректировал положение рейки по линии визирования и определял дальномерное расстояние до нее. Если измеренное расстояние отличалось от теоретического значения более чем на ±0,5 м, положение рейки вновь корректировалось по расстоянию и створу. Практика показала, что требуемая точность достигается за одно-два приближения. Одновременно с окончательным определением планового положения наблюдатель выполнял нивелирование вершины квадрата. Рельеф местности позволил выполнить высотную съемку всех вершин при горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы. Однако в общем случае (при больших уклонах местности и превышениях) требуется тригонометрическое нивелирование.

Последовательность определения положения и нивелирования вершин была следующей: первоначально взяты вершины по направлениям диагоналей площадки Г/4, Д/5; Б/4, А/5; Б/2, А/1; Г/2, Д/1, при этом угловые

точки площадки Д/5, А/5, А/1 и Д/1 были закреплены. Затем последовательно, начиная с точек на полярной оси

(О – Д/3), были определены положения и высотные отметки остальных вершин квадратов. Положение вершин на границах площадки дополнительно контролировалось визуально по створам между угловыми точками. Ра-

бота выполнена бригадой в составе четырех человек. На рис. 2 приведена схема высотных отметок в вершинах квадратов.

На схеме записаны значения отметок, которые определены изложенным способом, и ниже – традиционным способом. Вычислены расхождения в значениях отметок.

Рис. 2 Схема высотных отметок в вершинах квадратов

Среднее квадратическое расхождение по высотным отметкам составило 1,9 см, по положению вершин в

плане – 0,15 м (для сравнения – в работе [1] соответственно 1,4 см и 0,12 м). Такие погрешности вполне допус-

тимы при изображении рельефа на топоплане.

В заключение отметим, что условия открытой местности позволили выполнить съемку с одной станции

(полюса). В данных условиях разбивка и нивелирование сетки квадратов полярным способом по затратам вре-

мени оказались экономичнее традиционного способа на 35 %.

Полученные результаты подтверждают возможность эффективного применения полярного способа при

составлении проектов вертикальной планировки и определении объемов земляных работ.

1 Соустин, В.Н. Нивелирование сетки квадратов без закрепления вершин / В.Н. Соустин // Геодезия и

картография. 2000. № 5. С. 16 – 19.

Рассмотрим методику камеральной обработки материалов нивелирования площади поверхности по квадратам. Размер площади 20х20 м, состоящей из девяти квадратов. Сторона квадратов 10х10 м. Нивелирование этой площади выполнено с одной станций методом геометрического нивелирования

Нивелирование площади поверхности способом квадратов

Нивелир устанавливают в любую точку, расположенную внутри площадки. За точку съемочного обоснования принимается точка с известной абсолютной отметкой. Нивелирование на току съемочного обоснования и вершины квадратов производится с одной станции, методом геометрического нивелирования (отсчеты снимаются только по черной стороне рейки). Отсчеты, произведенные по рейке записываются на схеме сети квадратов. По полученным результатам вычисляют горизонт инструмента по формуле:

Где Н16 - абсолютная отметка точки 16; b16 - отсчет по рейке в точке 16

Затем через горизонт инструмента вычисляются абсолютные отметки точек вершин квадратов:

Где Hi -абсолютная отметка вершины квадрата; Сi - отсчет по рейке для соответствующей вершины

Полученные отметки записываются на схеме сети квадратов к соответствующим вершинам

Построение сетки квадратов выполняют при помощи теодолита и ленты. Для этой цели по границе участка строят прямоугольник, на сторонах которого закрепляют вершины квадрата через заданные интервалы

Основной квадрат разбивают на заполняющие со сторонами 10 м. Вершины основного квадрата закрепляют колышками со сторожками, а заполняющие - колышками без сторожков

Камеральная обработка материалов нивелирования площади поверхности

По данным нивелирования площади поверхности способом квадратов составляют план площадки в горизонталях в масштабе 1:500 с сечением рельефа через 0,25 м.

Последовательность выполнения заключается в следующем

1. На листе чертежной бумаги формата 22 в масштабе 1:500 вычерчивают сетку квадратов со сторонами 20 м, подписывают номера горизонтальных и вертикальных линий и выписывают отсчеты по черной стороне рейке

2. В масштабе 1:500 составляют план, подписывают вычисленные отметки у вершин квадратов и строят горизонтали поверхности земли с сечением через 0,25 м при помощи палетки или миллиметровки. Каждую четвертую горизонталь утолщают (0,2 мм) и подписывают в разрыве; основания цифр должны быть направлены в сторону понижения рельефа

Проектирование горизонтальной и наклонной площадок (вертикальная планировка)

Под вертикальной планировкой подразумевается преобразование естественного рельефа при строительстве в горизонтальную или наклонную площадки путем выполнения земляных работ по специальному проекту вертикальной планировки.

1. Для проектирования горизонтальной площадки вычисляют среднюю отметку всего участка по известным отметкам вершин квадратов по формуле

где N - число квадратов; H1, H2, H4 - отметки вершин квадратов, относящихся к одному, двум и четырем квадратам. Результаты заносят в таблицу.

Среднюю отметку Н 0 вычисляют с точностью до 0,01 м. Рабочие отметки всех вершин квадратов получают как разности отметок поверхности земли в вершинах квадратов и отметки Н 0.

h раб = Н n - H 0.

Отрицательная рабочая отметка указывает на насыпь грунта в данной точке, а положительная - на выемку. Рабочие отметки подписываются красной тушью под отметками поверхности земли и с помощью их строят линию нулевых рабочих отметок, называемую линией нулевых работ. Точки нулевых рабочих отметок можно определить графоаналитическим или графическим способами.

P Графоаналитический способ заключается в вычислении расстояний х до точек нулевых рабочих отметок (нулевых работ), а затем в графическом определении на плане по х положения искомой точки на стороне квадрата или его диагонали. Расстояние до точек нулевых работ определяют по известной формуле:

где d - сторона квадрата (здесь d = 10 м); h л ,h п - рабочие отметки вершин квадрата, расположенные слева и справа от точки нулевых работ. Величины х и d-x, вычисленные по формулам, должны составлять в сумме величину d.

P Графический способ состоит в определении положения точки нулевых работ путем графических построений. Получив таким образом ряд нулевых работ, соединяют их плавной пунктирной линией красного цвета, которая будет являться линией нулевых работ. Она разделяет площадку на участки выемки и насыпи. Участок насыпи показывают штриховкой

Например, откладывая в заданном направлении от вершин квадрата в противоположные направления рабочую отметку выемки (0,06) и рабочую отметку насыпи (-0,09) в масштабе и соединив полученные точки, найдем искомую точку С или m, которые являются точками нулевых работ (рис.)

После вычисления рабочих отметок и построения линии нулевых работ подсчитывают объемы земляных работ

2. Для проектирования наклонной площадки принимают уклон I = 0,05 c севера на юг. Проектную отметку начальной линии принимают равной Н 0. Эту линию располагают посередине площадки

Зная проектную отметку начальной линии Н 0 и заданный уклон I проектируемой наклонной площадки, вычисляют проектные отметки Н к вершин всех квадратов по формуле

Где а - горизонтальное расстояние между начальной и определяемой точками.

Затем вычисляют рабочие отметки вершин всех квадратов как разность между отметками поверхности земли H n в вершинах квадратов и вычисленными проектными отметками Н к

H раб = H n - Н к

Нивелирование поверхности создают для детализированного изображения рельефа местности на строй площадках больших сооружений, промплощадках горных компаний, на участках открытых горных работ, для проектирования осушительных и оросительных систем и т. д. В зависимости от нрава рельефа и ситуации местности, а также от площади нивелируемой поверхности используют разные методы нивелирования: по квадратам, параллельных линий, магистралей (полигонов) и др., из которых наибольшее распространение получил метод нивелирования по квадратам. Данный метод используют при топографической съемке открытых участков местности со размеренным рельефом в больших масштабах (1:500—1:5000) с малой (0,1—0,5 м) высотой сечения рельефа с целью составления проекта вертикальной планировки и подсчета размеров земельных работ. С учетом нрава рельефа, требуемой точности его изображения, трудности и назначения строящегося сооружения разбивают сети квадратов со сторонами от 10 до 100 м. При разбивке сетки квадратов поначалу традиционно строят внешний полигон в виде квадрата либо прямоугольника . Для этого вдоль границы снимаемого участка на местности закрепляют опорную линию АВ и на ней откладывают мерной лентой длины сторон квадратов (А-1, 1-2, . 5-В). Потом в точках А и В поочередно устанавливают теодолит и восставляют перпендикуляры АС и BD к полосы АВ. Для контроля измеряют длину полосы CD, которая не обязана различаться от длины полосы АВ наиболее чем на 1 : 2000 ее длины. На перпендикулярах и полосы CD также откладывают длины сторон квадратов. Вершины полигона ABDC и точки на его сторонах закрепляют грунтовыми реперами. Разбивка квадратов снутри полигона выполняется по створам линий 1—1, 2—2, . 5—5. Контроль разбивки выполняется вешением точек по перпендикулярным створам а—а, б—б, в—в. Вершины квадратов (пикеты) закрепляют колышками. При необходимости на сторонах квадратов в точках перегиба рельефа местности закрепляют плюсовые точки. При длинах сторон внешнего полигона до 300 м разбивку заполняющих квадратов комфортно делать длинноватыми тросами, размеченными через расстояния, равные длине стороны квадрата. Одновременно с разбивкой пикетов делается съемка ситуации линейными промерами от сторон квадратов до соответствующих точек контуров и местных предметов. Результаты съемки заносят в абрис, на котором также демонстрируют стрелками направление скатов. Перед началом нивелирования на листе плотной бумаги вычерчивают схему квадратов, которая является сразу и полевым журнальчиком нивелирования. Порядок нивелирования квадратов зависит от их размера и критерий местности..

Объектом исследования являются системы геодезических координат, создаваемые на основе применения нивелирования.
Цель работы – рассмотреть задачу нивелирования, которая состоит в том, чтобы получить отметки пикетов и плюсовых точек для построения профиля земли.
Рассмотрены вопросы создания и развития систем координат на основе широкого применения методов нивелирования. Показано, что все современ-ные реализации общеземных геоцентрических систем координат основаны на одной и той же системе отсчета. Рассмотрены геодезические работы с ис-пользованием различных методов нивелирования.

Содержание работы

Введение……………………………………………………………………4
Методы нивелирования……………………………………………………5
Сущность и способы геометрического нивелирования…………………7
Оптико-механические и цифровые нивелиры: устройство,
поверки…………………………………………………………………….11
Высотные сети…………………………………………………………12
Площадное нивелирование (нивелирование по квадратам)..………12
Продольное техническое нивелирование (нивелирование
траccы). ……………………………………………………………….17
Заключение………………………………………………………………. 26
Библиографическое описание документов………………………………27

Файлы: 1 файл

Курсовая Нивелирование.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

БАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОНОМИКИ И ПРАВА

Допускаю к защите

______________________________ ______________________________ _

Выполнил студент группы ________ ________ ________________

шифр подпись И.О. Фамилия

Курсовой проект защищен с оценкой ___________________________

Курсовая работа 27 с., 6 рис., 1 табл., 11 источников.

НИВЕЛИРОВАНИЕ, тригонометрическое, барометрическое, гидростатическое, гидромехническое, механическое, стерефотограмметрическое, геометрическое, системы координат, топография, картограмма, пикетаж, трассирование, план местности, нивелирный ход, геодезические координаты, геоцентрические системы координат.

Объектом исследования являются системы геодезических координат, создаваемые на основе применения нивелирования.

Цель работы – рассмотреть задачу нивелирования, которая состоит в том, чтобы получить отметки пикетов и плюсовых точек для построения профиля земли.

Рассмотрены вопросы создания и развития систем координат на основе широкого применения методов нивелирования. Показано, что все современные реализации общеземных геоцентрических систем координат основаны на одной и той же системе отсчета. Рассмотрены геодезические работы с использованием различных методов нивелирования.

Методы нивелирования…………………………………………… ………5
Сущность и способы геометрического нивелирования…………………7
Оптико-механические и цифровые нивелиры: устройство,

Высотные сети…………………………………………………………12
Площадное нивелирование (нивелирование по квадратам)..………12
Продольное техническое нивелирование (нивелирование

Библиографическое описание документов………………………………27

Геодезия – наука об определении формы и размеров Земли, об измерениях на земной поверхности, вычислительной обработке их для построения карт, планов, профилей и для решения инженерных, экономических и других задач.

Научными задачами геодезии являются:

- установление систем координат;

- определение формы и размеров Земли и ее внешнего гравитационного поля и их изменений во времени;

- проведение геодинамических исследований (определение горизонтальных и вертикальных деформаций земной коры, движений земных полюсов, перемещений береговых линий морей и океанов и др.).

Научно-технические задачи геодезии в обобщенном виде заключаются в следующем:

- определение положения точек в выбранной системе координат;

- составление карт и планов местности разного назначения;

- обеспечение топографо-геодезич ескими данными нужд обороны страны;

- выполнение геодезических измерений для целей проектирования и строительства, землепользования, кадастра, исследования природных ресурсо в и др.

Совокупность геодезических измерений, выполняемых для определения превышений между точками земной поверхности, или высот относительно принятой отсчетной поверхности называется нивелированием. В зависимости от используемых приборов и принципов различают следующие методы нивелирования: геометрическое, тригонометрическое, физическое (барометрическое, гидростатическое и гидромеханическое), механическое и стереофотограмметрическое.

Тригонометрическое нивелирование выполняют наклонным визирным лучом. При этом измеряют угол наклона линии визирования и горизонтальное (или наклонное) расстояние между точками. Превышение получают из вычислений по тригонометрическим формулам. Точность тригонометрического нивелирования характеризует погрешность порядка 4 см на 100 м расстояния.

Барометрическое нивелирование основано на использовании зависимости значения атмосферного давления от высоты над уровнем моря. На малых и равнинных участках высоты точек определяют с точностью 0,2 – 0,3 м.

Гидростатическое нивелирование основано на свойстве жидкости устанавливаться на одинаковых уровнях в сообщающихся сосудах. Фиксируют высоты столбов жидкости в сообщающихся сосудах, установленных в точках с разной высотой, и вычисляют превышения

где l₁ и l₂ – высоты сосудов;

с₁ и с₂ – расстояния от верха соответствующего сосуда до уровня жидкости в нем.

Гидромеханическое нивелирование заключается в измерении давления столба жидкости в гидростатической системе, расположенной между нивелируемыми точками. Превышение определяют как функцию избыточного давления или вакуума, создаваемого столбом жидкости в гидростатической системе.

Механическое нивелирование осу ществляют, используя принцип маятника, стремящегося сохранить отвесное положение. Относительно него определяют наклон транспортирующих средств при передвижении. Профиль пути автоматически вычерчивается на поверхности вращающегося цилиндра или записывается на фотопленке. Погрешность измерений составляет несколько сантиметров на 1 км.

Стерефотограмметрическое нивелирование основано на измерении превышений по стереоскопической модели местности при помощи стереоприбора по двум перекрывающимся аэрофотоснимкам (АФС) одного и того же участка местности. Погрешность определения высот при наземной стереоскопии 0,1– 0,3 м, при АФС ≈ 1:1 500 высоты (H) фотографирования.

Геометрическое нивелирование о сновано на использовании горизонтальной линии визирования прибора, называемого нивелиром. Разность высот точек определяют из отсчетов по рейкам, вертикально установленным в двух точках. Этот метод является наиболее совершенным и обеспечивает погрешность определения превышений от 0,5 до 50 мм на 1 км хода.

2 Сущность и способы геометрического нивелирования

Для определения превышения между точками А и В местности на точках вертикально устанавливают одинаковые рейки, а между ними нивелир (рис. 1, 2)

Рис. 1. Нивелир с компенсатором АТ-24D (КНР)

В комплект нивелира входят нивелир и две деревянные рейки. Последние представляют собой деревянный брусок, на котором нанесены по шашечному принципу сантиметровые деления с началом счета от нижнего конца рейки. Каждый дециметр подписан, миллиметровые деления определяются на глаз. В обозначении рейки, например РН-3, указывается ее длина в метрах (3 м). Рейка имеет черную основную и красную – контрольную стороны.

Геодезический прибор нивелир представляет собой зрительную трубу с закрепленным на ней цилиндрическим уровнем (или компенсатором), по которому устанавливают горизонтально визирную ось. Горизонтальный луч пересекает рейки в точка А' и B' (рис. 2).

Разность длин АА' и BB', заключенных между горизонтальным лучом и точками А и В местности, равно превышению h_AB, то есть h_AB = АА' – BB'. Поскольку отсчеты по рейкам а и b равны соответствующим длинам АА' и BB', то превышение можно выразить формулой:

Рис. 2. Схема нивелирования из середины

Точку А, относительно которой определяют превышение называют задней, а точку В – передней. Таким образом, превышение равно отсчету по задней рейке минус отсчет по передней. Этот способ называется способом нивелирования из середины.

Простое нивелирование – одна установка нивелира и одна станция. Если организуется несколько станций, образующих нивелирный ход, то такое нивелирование называется сложным. Точки нивелирного хода общие для двух смежных станций называются связующими.

При этом превышение конечной точки В нивелирного хода над начальной А равно сумме превышений между связующими точками, т.е.

Если известна высота начальной точки А (H_A), то высоту конечной точки В определяют по формуле (превышение может быть положительным и отрицательным)

Сложное геометрическое нивелирование, выполняемое с целью определения высот точек, расположенных на оси сооружения линейного типа (автодороги, ЛЭП), нивелирования теодолитных ходов, называется продольным нивелированием.

Второй способ геометрического нивелирования – это нивелирова ние вперед. Нивелир устанавливают в начальной точке А, а в точке В ставят вертикально рейку, обращенную черной стороной к прибору (рис. 3). Отсчеты берут только по черной стороне рейки. Рулеткой или рейкой измеряют расстояние от верха колышка (А) до центра окуляра горизонтально установленной зрительной трубы, называемое высотой прибора i и берут отсчет b по рейке. Затем вычисляют превышение по формуле:

Рис. 3. Схема нивелирования вперед

Таким образом, при нивелировании вперед превышение равно высоте прибора – i минус отсчет по рейке – b. Нивелирование вперед имеет низкую производительность и меньшую точность, по сравнению с нивелированием из середины. Для определения отметки точки В (H_B) вначале находят горизонт прибора ГП по формуле:

затем по формуле:

окончательно находят отметку точки В.

Горизонт прибора (инструмента) – расстояние по отвесной линии от визирной оси нивелира до уровенной поверхности, принятой за начало счета отметок. Он также численно равен отметке точки, на которой установлена рейка, плюс отсчет по рейке

Геометрическое нивелирование точек (способом вперед), расположенных с заданной плотностью в пределах участка местности, называется нивелированием поверхностей.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Выполнила: Новикова М.А

студентка группы ЗМ-21

Проверил: Атапина Ю.А.

Нивелир и его пользование

Нивелир – геодезический прибор, предназначенный для измерения превышения между двумя точками при помощи горизонтального визирного луча и двухсторонних шашечных реек с сантиметровыми делениями на обеих сторонах.

В своей работе я постараюсь раскрыть всю суть и правильность работы с этим геодезическим прибором.

Нивелир и его пользование

Нивелир - это прибор для выноса или определения высотных отметок, проверки ровности поверхности, путем определения одной точки над другой горизонтальным лучом. Нивелиры делятся на лазерные и оптические, по точности измерения на точные и высокоточные.

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

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

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

Высокоточные – допустимая квадратичная ошибка в измерениях от 0,2 до 0,5 мм.на 1 км. двойного хода.

Точные – допустимая квадратичная ошибка в измерениях от 0,5 до 2,0 мм.на 1 км. двойного хода.

Технические – допустимая квадратичная ошибка в измерениях от 2,0 до 10,0 мм.на 1 км. двойного хода.

Наибольшее распространение как среди профессионалов, так и среди новичков получили оптические, лазерные и цифровые нивелиры. Рассмотрим достоинства каждого по отдельности.

Преимущества лазерного нивелира перед оптическим в том, что с ним можно работать одному человеку. С оптическим нивелиром работают два человека, один снимает показания другой ставит рейку в точках съемки.

Оптический нивелир состоит из зрительной трубы, цилиндрического уровня, подставки для зрительной трубы с тремя подъемными винтами – тригер.

Устройства лазерного или оптического типа, снабженные современной высокотехнологичной электроникой, автоматически снимающие нужные показания при получении соответствующего сигнала – это цифровые нивелиры.

Устройство нивелиров

1 – элевационный винт уровня; 2 – зрительная труба; 3 – корпус контактного цилиндрического уровня; 4 – целик; 5 – винт фокусировки трубы; 6 – закрепительный винт зрительной трубы; 7 – наводящий (микрометренный) винт трубы; 8 – круглый установочный уровень; 9 – подъемный винт; 10 – пружинящая пластинка.

Главный и неотъемлемый помощник нивелира - рейка. При выполнении геометрического нивелирования в качестве рабочей меры используются нивелирные рейки.

Рейка нивелирная - измерительное устройство, используемое при нивелировании; представляет собой деревянный брус прямоугольного или двутаврового сечения длиной 3—4 м с нанесённой на лицевой поверхности шкалой. Различают шашечные и штриховые рейки. На лицевой или на обеих сторонах шашечной рейки нанесены раскрашенные в чёрный и белый или красный и белый цвета шашки, имеющие ширину в 1 см и подписанные через дециметр, причём нули шкал на лицевой и обратной сторонах смещены относительно друг друга на известную величину. Для высокоточного нивелирования применяют штриховые рейки. Такая рейка на лицевой стороне имеет паз, в котором натянута силой около 200 кн (20 кгс) инварная полоса с двумя рядами штрихов толщиной 1 мм и расстоянием между их осями 5 мм, причём штрихи подписаны через полдециметра.

Поверки нивелира

В нивелирах поверяется выполнение следующих основных условий:

Условие 1 . Ось установочного круглого уровня должна быть параллельна вертикальной оси вращения нивелира. Либо, ось установочного цилиндрического уровня должна быть параллельна плоскости горизонта.

Условие 2. Горизонтальная нить сетки нитей должна быть параллельна плоскости горизонта.

Условие 3 . Главное условие нивелира - визирная ось зрительной трубы должна быть горизонтальной.

Поверка 1. (Выполнение условия 1).

1. Расположить круглый уровень по направлению на один из подъемных винтов подставки и тщательно вывести его пузырек на середину ампулы.

2. Повернуть корпус нивелира на 180грд. Если пузырек уровня не вышел при этом за пределы двойного кольца сетки уровня, то условие считают выполненным.
Если отклонение пузырька от середины ампулы больше допустимого, то половину этого отклонения устраняют подъемными винтами подставки (в соответствии с направлением отклонения), а другую половину - юстировочными винтами уровня.

Поверку повторяют на другом винте подставки до тех пор, пока при любом положении корпуса нивелира пузырек уровня будет оставаться в допустимых пределах сетки ампулы. Поверка установочного цилиндрического уровня выполняется так же, как и установочного уровня теодолита

Поверка 2 . (Выполнение условия 2).

1. Навести последовательно крайний левый и крайний правый края центральной горизонтальной нити сетки нитей на рейку с миллиметровыми делениями, установленную на расстоянии 4 – 5 м от нивелира, и взять по ней отсчеты. Если отсчеты отличаются, то необходимо ослабить закрепительные винты сетки и провернуть ее до необходимого положения, контролируя по отсчетам на рейке.

Здесь в качестве визирной цели можно использовать и рейку с сантиметровыми делениями, которую следует установить в 20 – 25 м от нивелира.

Поскольку предприятие-изготовитель гарантирует перпендикулярность горизонтальной и вертикальной нитей сетки, то поверку 2 можно выполнить с использованием отвеса, на который следует навести вертикальную нить. Условие 2 выполнено при совпадении вертикальной нити сетки нитей зрительной трубы с ниткой отвеса. В противном случае сетку необходимо довернуть на необходимый угол. Для этого следует снять с сетки нитей защитный колпачок, ослабить соответствующие винты сетки и вручную провернуть сетку до соблюдения необходимого условия. После этого винты сетки последовательно в несколько приемов закрутить.

После юстировки сетки поверку следует повторить (целесообразно другим способом).

Поверка 3. (Поверка выполнения главного условия нивелира).

Визирная ось зрительной трубы нивелира должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.

В заключение я хочу сказать, что необходимость в нивелировании возникает при выполнении геодезических работ в самых разных направлениях. Эти приборы применяются в строительстве, при выполнении дорожных работ, геологоразведке, геодезии, картографии и топографии, при ведении монтажных работ в любых отраслях промышленности. Практически всегда при выполнении подобных задач необходимо обеспечить горизонтальную плоскость или определенный уровень уклона, в чем и помогает геодезический нивелир. Этим и обуславливается значительная востребованность данных приборов.

Нивелирование - это вид геодезических работ по определению превышений.

Нивелирование обычно используют для определения высот точек при составлении топографических планов, карт, профилей, при перенесении проектов застройки и планировки территории по высоте. При производстве строительно-монтажных работ с помощью нивелирования устанавливают строительные конструкции в проектное положение по высоте. Применяют нивелирование при наблюдениях за осадками и деформациями зданий, для определения вертикальных перемещений точек зданий и сооружений.

Содержание

•Геометрическое нивелирование 3
•Тригонометрическое нивелирование 7
•Барометрическое нивелирование 8
•Гидростатическое нивелирование 10
•Радиолокационное нивелирование 10
•Автоматическое нивелирование 10
•Стереофотограмметрическое нивелирование 11
Историческая справка 12

Работа содержит 1 файл

реферат виды нивелирования.docx

Геометрическое нивелирование 3
Тригонометрическое нивелирование 7
Барометрическое нивелирование 8
Гидростатическое нивелирование 10
Радиолокационное нивелирование 10
Автоматическое нивелирование 10
Стереофотограмметрическое нивелирование 11

Историческая справка 12

Главной задачей в капитальном строительстве является повышение эффективности капитальных вложений за счет улучшения планирования, проектирования и организации строительного производства, сокращения продолжительности и снижения стоимости строительства. В настоящее время в нашей стране расширяется строительство крупных промышленных комплексов, городов.

Инженерно-геодезические работы стали неотъемлемой частью технологического процесса строительства, сопутствуя всем этапам создания сооружения. От оперативного и качественного геодезического обеспечения во многом зависят качество и сроки строительства. Инженеру-геодезисту необходимо знать состав и технологию геодезических работ, обеспечивающих изыскания, проектирование, строительство и эксплуатацию сооружений. Он должен уметь квалифицированно использовать топографо-геодезический материал, выполнять типовые детальные разбивки для отдельных строительных операций и регламентные исполнительные съемки результатов строительно-монтажных работ.

Нивелирование - это вид геодезических работ по определению превышений.

Различают следующие методы нивелирования:

1) геометрическое нивелирование;
2) тригонометрическое нивелирование;
3) барометрическое нивелирование;
4) гидростатическое нивелирование;

5) радиолокационное нивелирование
5) автоматическое нивелирование;

6) стереофотограмметрическое нивелирование

Геометрическое нивелирование - наиболее распространенный способ. Его выполняют с помощью нивелира, задающего горизонтальную линию визирования. Сущность геометрического нивелирования (рис. 1а) заключается в следующем. Нивелир устанавливают горизонтально и по рейкам с делениями, стоящими на точках А и В, определяют превышение h как разность между отрезками а и b: h = а - b.

Если известна отметка Н_А точки А и превышение А, отметку H_B точки В определяют как их сумму

H_A = H_B + h

Во избежание ошибок в знаке превышения точку, отметка которой известна, считают задней, а точку, отметку которой определяют,- передней, т. е. превышение это всегда разность отсчетов назад и вперед. Иногда отсчет по рейке называют "взглядом" и поэтому превышение равно "взгляду назад" минус "взгляд вперед".

Место установки нивелира называется станцией. С одной станции можно брать отсчеты по рейкам, установленным во многих точках. При этом превышение между точками не зависит от высоты нивелира над землей. Если поставить нивелир выше (на рис. 1 а показано пунктиром), оба отсчета а и b будут больше на одну и ту же величину, но разности между ними будут одинаковы.

Рис.1. Схемы нивелирования: а - простого, б - сложного

Для вычисления отметки искомой точки можно применять способ вычисления через горизонт прибора (ГП). Этот способ удобен, когда с одной станции производят нивелирование нескольких точек. Очевидно, что если к отметке точки А прибавить отсчет по рейке на точке А, то получится отметка визирной оси нивелира. Эта отметка и называется горизонтом прибора. Если теперь из горизонта прибора вычесть отсчеты на всех точках, взятые на этой станции, получатся отметки этих точек.

Если для определения превышения между точками А и В достаточно один раз установить нивелир, такой случай называется простым нивелированием (см. рис. 1 а).

Если же превышение между точками можно определить только после нескольких установок нивелира, такое нивелирование условно называют сложным (рис. 1 б). В этом случае точки D и C называют связующими. Превышения между ними определяют по схеме простого нивелирования.

При сложном нивелировании превышение между точками А и В

Если известна отметка точки А, можно определить отметку точки В: Н_В = Н_А +

Такую схему нивелирования называют нивелирным ходом. Несколько ходов с общими начальными и конечными точками образуют нивелирную сеть.

В зависимости от требуемой точности определения отметок нивелирование делят на 1, 2, 3, 4-й классы и техническое.

Ходы нивелирования 1-го класса прокладывают вдоль железных и шоссейных дорог в различных направлениях. По данным нивелирования, повторяющегося по тем же точкам через несколько лет, изучают движение земной коры и решают другие научные задачи.

Ходы нивелирования 2-го класса, прокладываемые вдоль дорог и вдоль больших рек, образуют полигоны периметром 500. 600 км, которые опираются на пункты нивелирования 1-го класса. Нивелированием 1 и 2-го классов на территории страны распространяют отметки относительно исходной уроненной поверхности.

Ходы нивелирования 3-го класса прокладывают между пунктами нивелирования 1 и 2-го классов.

Нивелирование 4-го класса и техническое применяют для сгущения нивелирной сети более высоких классов. Эти сети являются высотным обоснованием для топографических съемок при составлении карт и планов, строительно-монтажных, мелиоративных и других работах.

Ходы нивелирования более низких классов всегда опираются на пункты ходов более высоких классов. Отметки пунктов ходов более высоких классов принимают за исходные. Результаты нивелирования используют в различных отраслях народного хозяйства: строительстве, мелиорации, горном деле и т. д. (рис. 2).

Рис. 2. Использование нивелира для переноса отметок на строительстве .

Для каждого класса точности существует определенная методика выполнения работ. * L – периметр полигона или длина линии, км

Для решения на участке местности различных задач производят нивелирование поверхности по квадратам (рис. 3). Для этого участок делят на квадраты со сторонами 10, 20, 50 или 100 м. Если рельеф участка слабо выражен (плоский), нивелируемые точки располагают на участке равномерно, а длины сторон квадратов увеличивают. При ясно выраженном рельефе (изрезанном, с водоразделами, тальвегами и т. д.) в местах изменения профиля их частоту увеличивают.

Схема нивелирования вершин квадрата зависит от размеров участка, сложности форм рельефа, необходимости дополнительно к отметкам вершин квадратов получить еще точки с отметками.

Нивелирный ход по квадратам прокладывают по программе технического нивелирования или 4-го класса. Все связующие точки хода закрепляют устойчивыми кольями или специальными башмаками. Рейку ставят на торец кола или башмак. Отсчеты по рейкам записывают в журнал нивелирования либо на схему квадратов, причем числовые значения отсчетов подписывают возле вершин тех квадратов, на которых они получены. Границы работы на станции отделяют пунктирной линией. При обработке результатов измерении сначала вычисляют превышения и отметки связующих точек хода. Отметки вершин квадратов вычисляют через горизонт прибора (ГП).

Рис. 3. Нивелирование поверхности по квадратам

Тригонометрическое нивелирование выполняют теодолитами - приборами, позволяющими измерять вертикальные углы. Если с точки А на точку В или с точки В на точку С измерить углы наклона υ и определить горизонтальные проложения d, превышения между этими точками можно определить по формуле

h = dtg ν + i - ν - f

где i - высота теодолита над точкой, ν - высота наведения при измерении угла наклона,f - поправка за кривизну Земли и рефракцию, выбираемая из специальных таблиц. Поправку вводят при расстояниях между точками, больших 300 м.

При положительном угле наклона (+ν) превышения будут иметь знак плюс, при отрицательном (-ν) - минус.

Рис. 4. Схема тригонометрического нивелирования

Различают три способа тригонометрического нивелирования:

- способ одностороннего тригонометрического нивелирования;

- способ двухстороннего тригонометрического нивелирования;

- способ тригонометрического нивелирования через точку (из середины).

Барометрическое нивелирование.
Нивелирование, при котором определяется разность высот двух точек
(превышения), по данным изменения атмосферного давления, измеренного
в этих точках, называется барометрическим. Барометрическое
нивелирование один из методов нивелирования , основанный на
установленной Б. Паскалем в 1647 связи давления воздуха с высотой
точки над уровнем моря.
Барометрическое нивелирование дает возможность быстро определять
абсолютные высоты точек местности, оно также используется для съемки
рельефа высокогорной и сильно пересеченной территории.
По разности давления, как отмечалось выше, с учетом метеорологических
условий , можно вычислить и разность высот двух не очень удаленных
друг от друга точек. дл я этой цели применяют понятие барической
ступени высот , или расстояния по вертикали в метрах , на котором
атмосферное давление меняется на 1 мм ртутного столба. По формуле
Бабине составлены таблицы барических ступеней высот. Так, например,
для средней полосы европейской части России барическая ступень
составляет 10,5 м/мм.
Атмосферное давление меняется не только с высотой, оно зависит также
от ряда метеорологических факторов, в частности от температуры
воздуха.
Широкое применение при барометрическом нивелировании получили
пружинные барометры анероиды (безжидкостные). Барометр анероид БАММ,
например, обеспечивает определение давления с точностью 0,2— 0,3
мм ртутного столба. Определение температуры воздуха осуществляется с
помощью термометра.
Таким образом, на станциях определяется давление и температура
воздуха, а в журнале фиксируется время наблюдения. Так как показания
барометра анероида отличаются от показаний ртутного барометра, то для
приведения измеренного анероидом атмосферного давления к показаниям
ртутного барометра на каждой станции маршрута в показания анероида
вводят три поправки: а) шкаловую с (760— А) для учета
нелинейности шкалы, вызываемой изменением угла между передаточными
рычагами; б) температурную поправку, в) добавочную поправку , которая
возникает из -за неточного учета шкаловой и температурной поправок, а
так же наличия механических погрешностей прибора. Шкаловые и
температурные поправки перед каждым
полевым сезоном вносят в паспорт анероида после сравнения показаний
анероида с эталоном в баро и термокамерах. Правильность показаний
анероида не обеспечивается без паспорта.
Показания ртутного барометра получают алгебраическим суммирование м показаний анероида и поправок.
Давление воздуха меняется в течение дня, поэтому барометрическое
нивелирование осуществляется способом замкнутого ход а . Его проводят
при устойчивом состоянии атмосферы (в дни без гроз, сильного ветра и
т. п.).
Съемщик, измерив атмосферное давление и температуру воздуха на
исходной точке, обходит все точки маршрута, где последовательно делает
те же наблюдения, отмечая в журнале время измерений. Возвратясь в
исходную точку, вновь определяет давление и температуру, отмечает
время. Полученная разность давлений на исходной точке в итоге двух
измерений представляет невязку — результат суточного хода
атмосферного давления и ошибок приборов. Ее распределяют
пропорционально затраченному на наблюдения времени. Вычислив средние
значения давления и температуры воздуха между соседними точками хода,
находят из таблиц значения барических ступеней. По формуле определяют
превышения между ними. Зная абсолютную высоту одной точки и
превышения, находят высотные отметки всех точек. Точность определения
высот барометрическим нивелированием — 2— 2,5 м.

Читайте также: