7. Нівелювання. Завдання і методи. Прилади, нівелірні рейки.
Нівелювання-вид геодезичних вимірювань, в результаті яких визначають перевищення точок і їх висоти над рівної поверхнею.
Нівелювання зазвичай використовують для визначення висот точок при складанні топографічних планів, карт, профілів, при перенесенні проектів забудови та планування території по висоті. При виконанні будівельно-монтажних робіт за допомогою нівелювання встановлюють будівельні конструкції в проектне положення по висоті. Застосовують нівелювання при спостереженнях за опадами і деформаціями будівель, для визначення вертикальних переміщень точок будівель і споруд.
Розрізняють такі методи нівелювання:
1) геометричне нівелювання;
2) тригонометричні нівелювання;
3) фізичне нівелювання:
Геометричне нівелювання - це метод визначення перевищення за допомогою горизонтального променя візування і нівелірних рейок. Для отримання горизонтального променя використовують прилад, який називається нівеліром. Геометричне нівелювання широко застосовується в геодезії і будівництві.
Тригонометричні нівелювання - це метод визначення перевищення за вимірюваним куту нахилу і відстані між точками. Його застосовують при топографічних зйомках і при визначенні великих перевищень.
До фізичного нівелювання відносять методи, засновані на використанні різних фізичних явищ: метод гідростатичного нівелювання, заснований на застосуванні сполучених посудин; барометрического нівелювання, заснований на визначенні перевищень по різницям атмосферного тиску в спостережуваних точках; радіолокаційного нівелювання, заснованого на відображенні електромагнітних хвиль від земної поверхні і визначенні часу їх проходження.
Нівеліри класифікуються за точністю на високоточні, точні і технічні.
При роботі із зоровою трубою спостерігач поєднує перехрестя сітки ниток з піднаглядним предметом. Лінія, що з'єднує оптичний центр об'єктива і перехрестя сітки ниток, називається візирної
віссю труби. Процес наведення зорової труби на точку спостереження називають візуванням. У момент суміщення перехрестя сітки ниток з якою-небудь точкою візирна вісь труби проходить через цю точку. Обертанням фокусировочним-го кільця, або кремальєри, 3 переміщають фокусуються лінзу 2. домагаючись чіткого зображення спостережуваного предмета. Така дія називають фокусуванням. Переміщенням окуляра 5 щодо сітки ниток фокусують зображення сітки. Окуляр переміщують обертанням окулярного кільця. Геодезичні прилади обладнують рівнями.
Рівні геодезичних приладів бувають циліндричні і круглі.
Підставка і штатив служать для кріплення і установки геодезичних приладів.
Нівеліри з компенсатором кута нахилу зорової труби називаються самоустанавливающимися Компенсація кута нахилу візирної осі або автоматичне приведення її в горизонтальне положення у цих нівелірів відбувається за рахунок автоматичного повороту компенсуючого елемента (компенсатора) оптичної системи.
Відповідно до державного стандарту на нівеліри шифр типу нівеліра включає букву "Н", цифровий код, відповідний середній похибки перевищення на 1 км подвійного ходу, наприклад Н-05, Н-3, Н-10; для нівелірів з компенсатором в шифр приладу додається буква "К", для нівелірів з лімбом - буква "Л", напрмер, Н-3 КЛ, Н-10 КЛ. Для модифікацій нівелірів перед буквою "Н" додається цифра, що означає серію або типорозмірний ряд приладів, наприклад, 3Н-2К, 3Н-3кл.
оцифрованого дециметрового інтервалу контрольної сторони зміщено стосовно початку першого оцифрованого дециметрового інтервалу основної сторони.
Для зручності і швидкості установки нівелірні рейки іноді постачають круглими рівнями і ручками. На торцях нівелірної рейки зміцнюють п'яти у вигляді металевих смуг товщиною 2 мм.
Рейки маркують так: наприклад тип РН-10П-3000С означає, що це рейка нівелірна, зі шкалою розподілу (разграфкой з 10 мм, підписом цифр "прямо", довжиною 3000 мм, складна). Для точних і технічних робіт випускають рейки довжиною 3 і 4 м.
Нівелірні рейки можуть застосовувати в різні пори року при різних метеорологічних умовах. Температурний діапазон роботи рейок -40. + 50 ° С.
Під час роботи рейки встановлюють на дерев'яні кілки, милиці або черевики.
Милиця (рис. 7.8, б) - металевий стрижень із загостреним кінцем з одного боку і сферичної капелюшком з іншого. Для забивання милиці в грунт на верхній торець його надягають кришку.
Черевик (рис. 7.8, в) - товста кругла або трикутна металева пластина на трьох ніжках. В середині пластини укріплений стрижень зі сферичною головкою, на яку спирають нівелірні рейки.
Рейки встановлюють вертикально "на око" або за допомогою рівня. Якщо рівня немає, відлік по рейці беруть при погойдуванні рейки в сторону нівеліра і від нього. З усіх видимих відліків беруть найменший - він відповідає стрімкому положенню рейки.
Відліки по рейках (рис. 7.8, г) виробляють по середній нитці нівеліра - за місцем, де проекція середньої нитки перетинає рейку. Зробити відлік по рейці - це значить визначити висоту візирної осі нівеліра над нулем (підставою) рейки. Цифри зчитують в такій послідовності: спочатку меншу, видиму поблизу середньої нитки, підпис (сотні міліметрів), потім додають до неї ціле число поділок, на яке нитка сітки відстоїть від меншої підпису в бік більшої (десятки міліметрів), потім найменший десятиміліметрового відрізок ділять
"На око" (кількість міліметрів). Відлік записують в міліметрах (на рис. 7.8, г він дорівнює 1514).
8.Трігонометріческое нівелювання
- метод визначення різниць висот точок на земній поверхні за вимірюваним куту нахилу і довжині похилої лінії візування або її проекції на горизонтальну площину.
Перевищення h (рис.) Визначають за формулами:
h = s * tg ν + i - V або h = S * sin ν + i - V,
де ν - кут нахилу променя візування; S - довжина лінії візування; s - горизонтальна проекція; i - висота приладу; V - висота візування. T. н. застосовується при топогеодезіч. роботах на земній поверхні і маркшейдерських зйомках в горн. виробках, нахили яких брало св. 8 °.
Tрігонометріческое нівелювання: i - висота приладу; V - висота візування; h - різниця висот (перевищення) між точками A і B; S - лінія візування; s - горизонтальна проекція лінії візування; n - кут нахилу візирного променя.