Нівелірна мережа являє собою сукупність закріплених на місцевості точок, висоти яких визначені шляхом геометричного нівелювання.
Основою для визначення висот пунктів в Росії служить державна нівелірна мережу I, II, III і IV класів.
Головною висотною основою країни є державна нівелірна мережу I і II класів, призначенням якої є поширення єдиної системи висот на територію всієї країни. Нівелірні мережі I і II класів використовуються також для вирішення таких наукових завдань, як вивчення фігури фізичної поверхні Землі і її гравітаційного поля, визначення різниць висот рівнів морів і океанів, вивчення вертикальних рухів земної кори та ін.
Державна нівелірна мережу I класу має найвищу точність і служить вихідної для мереж наступних класів. Нівелірна мережу II класу спирається на пункти I класу, є її згущенням. Нев'язки в мережах I і II класів не повинні перевищувати відповідно 3мм × і 5мм ×, де L - довжина нівелірних ходу, виражена в кілометрах.
Нівелірні мережі III і IV класів спираються на мережу I і II класів і служать основою для створення висотної основи топографічних зйомок місцевості та вирішення різних інженерних завдань. Нев'язки в таких мережах не повинні перевищувати відповідно 10мм × і 20мм ×.
Пункти державної нівелірної мережі надійно закріплюють на місцевості за допомогою знаків - реперів. Залежно від умов місцевості і характеру грунту репери бувають ґрунтові, скельні і стінні.
Грунтовий репер складається з залізобетонного пілона перетином 16х16 см з маркою вгорі і бетонною плитою (якорем) внизу. Марка повинна знаходитися на 0,5 м нижче поверхні землі, а якір - не менше ніж на 0,5 м нижче глибини сезонного промерзання грунту.
Скельний репер являє собою вцеменірованную в скелю чавунну марку.
Сотенний репер - являє собою вцементувалося в стіну чавунну марку з виступом для установки на нього нівелірної рейки або отвором для її підвішування. Стінні репери закладають в цокольній частині фундаментальних будівель або споруд (опора мосту, будівля пасажирського вокзалу, водонапірна вежа).
На забудованій території репери закладають не менше, ніж через 5 км, а на незабудованій - не рідше, ніж через 7 км.
Нівелювання з точністю II, III і IV класу застосовується не тільки в державній нівелірної мережі, а й при геодезичному забезпеченні будівництва і експлуатації різних споруд. Так, на залізницях за допомогою геометричного нівелювання вирішуються такі завдання, як зйомка профілю колії на станціях і перегонах, контроль проектного ухилу шляхів на сортувальних гірках, зйомка поздовжнього і поперечних профілів на знову споруджуваних і реконструйованих залізницях, створення висотних знімальних мереж для зйомки станцій і вузлів, створення висотної основи для будівництва мостів і тунелів та ін.
Нівелювання II класу використовують при спостереженнях за опадами будівель і споруд.
Технічне нівелювання. На вишукуваннях залізниць та інших лінійних споруд, при створенні висотної знімальної основи виконують технічне нівелювання.
Хід технічного нівелювання починають і закінчують на пунктах вищого класу. За формою такі ходи бувають роз'єднаними або замкнутими.
Для вимірювання перевищень використовуються точні або технічні нівеліри (табл. 9.1).
Хід прокладають в одному напрямку.
Нівелір встановлюють по можливості на рівних відстанях від передньої і задньої рейок (див. Рис. 9.2). При цьому відстані до рейок не повинні перевищувати 150 м.
Відліки по рейках беруть за середнім штриху сітки ниток, дотримуючись такої послідовності - відлік по чорній стороні задньої рейки, відлік по чорній стороні передньої рейки, відлік по червоній стороні передньої рейки, відлік по червоній стороні задньої рейки.
Віднімаючи з відліків по задній рейці відлік по передній рейці, обчислюють перевищення по чорним і червоним сторонам, а потім - середнє перевищення hср. Контролем правильності вимірювань служить різниця між перевищеннями, отриманими за чорним і червоним сторонам рейок. Розбіжність не повинно перевищувати 5 мм.
Контролем точності вимірювань в ході служить невязка fh. яку обчислюють за формулами:
- в розімкнутому ході
- в замкнутому ході
Тут Shср - сума середніх перевищень в ході; Hкон і Hнач - висоти кінцевого і початкового реперів.
Невязка fh вважається допустимою, якщо вона не перевищує 50мм ×. де L - довжина ходу, виражена в кілометрах.
Невязку рівномірно розподіляють у виміряні перевищення. Поправку до перевищення обчислюють за формулою δh = - fh / n. де n - число перевищень в ході. Поправками виправляють виміряні перевищення:. Використовуючи виправлені перевищення, послідовно обчислюють позначки всіх точок нівелірних ходу.
Hi + 1 = Hi + (i = 1, 2, ..., n)
9.9. тригонометричні нівелювання
Тригонометричні нівелювання - визначення перевищень по виміряним вертикальним кутах і відстаням.
Для визначення перевищення між точками А і B (рис. 9.9) на точці А встановлюють теодоліт, а на точці B - рейку. Теодолітом вимірюють кут нахилу n.
Якщо відомо горизонтальне відстань d між точками А і B. то перевищення h обчислюють за формулою:
де n - кут нахилу, k - висота приладу, l - висота візування.
Якщо відстань AB виміряна нитяним далекоміром, то горизонтальне відстань між ними дорівнюватиме d = Kn cos 2 n, де K - коефіцієнт далекоміра і n - відлік по рейці. Підставляючи цей вираз для d в (9.4) отримуємо h = Kn cos2n tg n + k - l і остаточно
h = Kn sin2n + k - l (9.5)
Байтові системи довільних структур в загальному випадку характеризуються багатьма нелінійними параметрами, так як зусилля в нитках можуть бути різними. Такі системи в загальному випадку не дають можливості отримати рішення в замкнутому вигляді і вирішуються різними чисельними методами. Серед чисельних методів розв'язання вантових систем розглянемо метод багатоступінчастого навантаження і спеціальний, заснований на.