Введение.
Инженерная геодезия рассматривает комплекс вопросов геодезического обслуживания строительства промышленных и гражданских зданий и сооружений. Решает геодезические задачи, связанные с построением опорной геодезической основы для проведения съёмочных и разбивочных работ; составлением крупномасштабных планов и профилей для проектирования инженерных сооружений; производством разбивочных работ в плане и по высоте при строительстве зданий и сооружений; текущим обслуживанием строительно-монтажных операций; составлением исполнительных чертежей объектов и исследованием их деформаций в процессе строительства и эксплуатации.
Геодезия имеет огромное значение в различных отраслях народного хозяйства. Геодезические работы ведут при планировке, озеленении и благоустройстве. Развитие тяжёлой индустрии, производство электроэнергии, металла, топлива и других отраслей промышленности ставят всё новые задачи перед инженерной геодезией. Комплексная механизация и автоматизация строительно-монтажных операций невозможна без высокой точности геодезических измерений.
В инженерной геодезии всё более широкое применение находят новые методы фотограмметрической съёмки, усовершенствованные автоматические, оптико-механические и электронные приборы, радиогеодезические и спутниковые системы. Исследования деформации земной поверхности и инженерных сооружений в период их строительства и эксплуатации также проводят на основе достижений инженерной геодезии.
Также велика роль геодезии в обороне страны. Карту используют при разработке стратегических планов и проведении военных операций.
Дальнейшее развитие народного хозяйства выдвигает новые задачи перед геодезической наукой, которая должна более активно способствовать развитию всех отраслей промышленности, строительства, транспорта и обороны страны.
Геодезические работы предшествуют и сопутствуют инженерным изысканиям, проектированию, строительству и эксплуатации инженерных сооружений. При проектировании и подготовке выноса проектов зданий и сооружений в натуру составляют разбивочные чертежи. В процессе возведения объектов выполняют контрольные геодезические измерения. После окончания строительства производят исполнительную съёмку и составляют генеральный исполнительный план, используемый при эксплуатации зданий и сооружений. При эксплуатации сооружений ведут систематические геодезические наблюдения за их устойчивостью и прочностью.
Тема : «Общие сведения».
Геодезия – наука об измерениях на земной поверхности, проводимых с целью определения формы и размеров Земли, составления планов и карт, а также решения различных инженерных задач на местности.
Инженерная геодезия - решает задачи, связанные:
· с построением опорной геодезической основы для проведения съёмочных и разбивочных работ;
· составлением крупномасштабных планов и профилей для проектирования инженерных сооружений;
· производством разбивочных работ в плане и по высоте при строительстве зданий и сооружений;
· обслуживанием строительно-монтажных операций;
· составлением исполнительных чертежей объектов;
· наблюдениями за деформациями в процессе строительства.
Физическая поверхность Земли состоит из суши и водной поверхности и имеет сложную форму.
Уровенная поверхность – поверхность воды океанов в состоянии покоя.
Геоид – тело, образованное уровенной поверхностью. Геоид не совпадает ни с одной математической фигурой и представляет собой неправильную форму.
Математическая форма Земли соответствует поверхности эллипсоида, который называется референц – эллипсоид Красовского.
Положение точек на земной поверхности определяется в различных системах координат:
· Система географических координат – за начало отсчёта принимается Гринвичский меридиан и плоскость экватора.
· Система геодезических координат определяет положение точек на поверхности эллипсоида вращения.
· Зональная система прямоугольных координат Гаусса (рис.2).
· Система прямоугольных координат (рис.3).
Рис. 1 Деление на зоны
В такой системе за начало координат для всех зон принимается точка пересечения осевого меридиана данной зоны с экватором. Координатными осями являются ось абсцисс – Х и ось ординат – У.
Абсциссы, отсчитываемые от экватора к северному полюсу, считаются положительными, к южному – отрицательными. Значения ординат от осевого меридиана на восток – положительные, на запад – отрицательные.
Рис.2. Зональная система координат
В геодезии за ось абсцисс принимается направление среднего осевого меридиана зоны, а за ось ординат – направление экватора.
Рис. 3 Система прямоугольных координат
· Полярная система координат. Положение любой точки на плоскости определяется радиус-вектором – r и углом – β, отсчитываемым по ходу часовой стрелки от линии – ОХ (полярной оси) до радиус-вектора (рис.4).
Х А
r
β
О
Рис. 4 Полярная система координат.
Высоты точек могут быть абсолютными и условными. Если высота точки определена от уровенной поверхности, то она считается абсолютной. От любой другой поверхности – условной.
Превышение (h) – разница между высотами точек.
Числовые значения высот точек называются отметками.
В России высоты точек отсчитываются от уровня Балтийского моря.
Рис. 5 Абсолютные и условные отметки.
hА = НА – НВ
В строительной практике геодезические работы производятся на небольших по размеру участках, которые принимают за плоскость. В результате появляются погрешности в определении расстояний и высот точек. Если изображаемый участок земной поверхности не выходит за пределы круга диаметром 20 км, то его можно принять за плоскость.
На план наносят не сами линии местности, которые часто наклонены к горизонту под некоторым углом, а их горизонтальные проекции.
Проекция измеренной наклонной линии на горизонтальную плоскость, называется горизонтальным проложением.
Тема : «Масштабы топографических
планов и карт. Условные знаки».
Небольшой участок местности, изображённый на бумаге в масштабе 1:1 или меньшем, называется планом. При этом не учитывается кривизна земной поверхности: уровенную поверхность принимают за плоскость.
Для изображения на бумаге больших по размеру участков земной поверхности (круг диаметром более 20 км) или всей Земли составляют сначала планы на отдельные небольшие участки. Затем по математическим законам наносят линии в виде сетки и заполняют её контурами местности и рельефом. Такое изображение больших участков земной поверхности называется картой.
При составлении карт контуры местности проектируют не на горизонтальную плоскость, а на сферическую поверхность. Вследствие чего на карте не сохраняется полное геометрическое подобие контуров местности, нет и постоянного масштаба площадей, так как сферическую поверхность нельзя развернуть на плоскость без складок и разрывов. Это составляет главное отличие плана от карты. На плане масштаб в любой части остаётся постоянным.
План – уменьшенное подобное изображение проекции контуров небольшого участка местности на горизонтальную плоскость.
Карта – уменьшенное подобное изображение проекции контуров местности на горизонтальную плоскость с учётом кривизны Земли.
Все существующие карты по назначению делятся на общегеографические и специальные.
Общегеографические карты в зависимости от масштаба и полноты изображения делятся на обзорные (масштаб мельче 1:1 000 000) и топографические.
Топографические карты являются наиболее подробными. По ним можно выполнять точные измерения при проектировании инженерных сооружений, а также при решении различных инженерных задач. В практике проектирования и строительства зданий и сооружений наиболее широкое применение получили карты масштаба 1:10 000 и крупнее. Их можно использовать как планы.
Специальные карты отличаются от топографических детальным изображением отдельных элементов.
Планы, на которых изображена только ситуация местности, называются ситуационными или контурными.
Планы, на которых кроме предметов местности изображён ещё и рельеф, называются топографическими.
Профиль – уменьшенное изображение вертикального сечения земной поверхности по какому-либо направлению местности.
Разрез – уменьшенное изображение вертикального сечения верхнего слоя земной коры.
В строительном производстве планы, карты и профили используют при разработке проектов строительства.
План, на котором изображён проект размещения всего комплекса сооружений и коммуникаций объекта, называется генеральным планом объекта.
По мере завершения отдельных этапов строительства или отдельных сооружений объекта, результаты строительства наносятся условными обозначениями на генеральный план. Этот документ называется исполнительным генеральным планом. Он служит для оперативного управления строительством объекта.
Масштаб – отношение длины отрезка на плане к соответствующей ему горизонтальной проекции на местности.
Масштаб представляет собой правильную дробь, в которой числитель показывает число единиц на плане, знаменатель – число одноимённых единиц на местности. Масштаб бывает численный (1:500; 1:1000; 1:2000 и т.д.) и графический. Графический делится на линейный и поперечный.
Линейный масштаб представляет собой шкалу с делениями, соответствующими данному численному масштабу.
2 0 2 4 6 8 10
Рис.6 Линейный масштаб
Для более точного построения плана или определения длин линий пользуются поперечным масштабом.
Рис. 7 Поперечный масштаб
Считается, что 0,1 мм – наименьшее расстояние, различаемое человеческим глазом. Горизонтальное расстояние на местности, соответствующее в данном масштабе 0,1 мм плана называется точностью масштаба. t = 0,1 мм • М
Для обозначения на планах и картах различных объектов пользуются условными знаками, которые делятся на контурные (масштабные) и внемасштабные, также существуют линейные и поясняющие условные знаки.
Масштабными называют условные знаки, которые служат для изображения объектов местности с соблюдением масштаба карты или плана. Они дают возможность определить не только местоположение предмета, но и его размеры.
Внемасштабные – условные знаки, служащие для изображения объектов, размеры которых не отображаются в данном масштабе карты или плана.
Линейные – условные знаки, служащие для изображения объектов линейного протяжения (автодороги, ж/д дороги, ЛЭП, границы, реки и т.д.).
Рис. 8. Условные знаки:
а – для топографических планов (І – масштабные, ІІ – внемасштабные);
б – для геодезических и строительных чертежей.
Окончание рис.8.
Тема : «Рельеф местности и его изображение на топографических картах».
Рельеф – совокупность неровностей земной поверхности. В зависимости от характера рельефа местность подразделяют на горную, холмистую и равнинную.
Различают пять топографических форм рельефа: гора, котловина, хребет, лощина, седловина.
Гора – куполообразная или коническая возвышенность земной поверхности. В ней выделяют: вершина – самая высокая часть; склоны или скаты, которые расходятся от вершин в разные стороны; подошва – основание возвышенности. Небольшая гора называется холмом или сопкой, искусственный холм – курганом.
Котловина – чашеобразное замкнутое со всех сторон углубление.
Хребет – возвышенность, вытянутая в одном направлении и образованная двумя противоположными скатами. Линия встречи скатов называется осью хребта или водоразделом. Наиболее низкие места водораздела называются перевалами.
Лощина – вытянутое в одном направлении желобообразное углубление с наклоном в одну сторону. Склоны лощины пересекаются по линии, которая называется осью лощины или водосливной линией. Широкая лощина с пологим дном называется долиной, а узкая с крутыми склонами – балкой. В горной местности узкая лощина называется ущельем.
Седловина – понижение между двумя соседними горными вершинами или возвышенностями.
На крупномасштабных планах и картах, служащих для нужд строительства, рельеф изображается горизонталями.
Горизонталь – замкнутая кривая линия, все точки которой имеют одну и ту же высоту, принятую за начальную.
Рис. 9. Формы рельефа местности:
а – основные формы рельефа; б – изображение горизонталями.
Разность высот двух соседних горизонталей называется высотой сечения рельефа.
Заложение – расстояние между двумя смежными горизонталями.
Горизонтали обладают следующими свойствами:
· все точки, лежащие на одной горизонтали, имеют одинаковую высоту;
· все горизонтали должны быть непрерывными;
· горизонтали не могут пересекаться или раздваиваться;
· расстояния между горизонталями в плане характеризуют крутизну ската – чем меньше расстояние (заложение), тем круче скат;
· кратчайшее расстояние между горизонталями соответствует направлению наибольшей крутизны ската;
· водораздельные линии и оси лощин пересекаются горизонталями под прямыми углами;
· горизонтали, изображающие наклонную плоскость, имеют вид параллельных прямых.
Отметки горизонталей подписывают в разрыве горизонтали. Отметки горизонталей всегда кратны высоте сечения рельефа.
Если точка расположена на горизонтали, то её отметка равна отметке горизонтали. Если точка расположена между горизонталями, то через неё проводят прямую линию, перпендикулярную двум соседним горизонталям. Её отметка вычисляется по следующей формуле (рис.10):
НА = Нм.г. +h, где
НА – отметка определяемой точки;
Нм.г. – отметка младшей горизонтали;
d1 – расстояние от меньшей горизонтали до данной точки (в мм);
d2 – расстояние между горизонталами (в мм);
h – сечение рельефа. 100,5
100,0
d2 •
d1
Рис. 10 Определение отметки точки.
Уклон линии i – отношение превышения h к её заложению d. Уклон i является мерой крутизны ската (рис.11).
i == tg γ
h = НВ – НА (превышение равно разнице отметок точек)
В
h
γ
А d
НА НВ
Уровенная поверхность
Рис. 11 Определение уклона линии
Следовательно, уклон линии это тангенс угла наклона её к горизонту. Уклоны линий выражают в процентах или промилях. Обычно крутизну ската и уклоны определяют графически с помощью графиков заложений.
Для построения профиля по заданной на карте линии, выбирают масштаб горизонтальный (обычно равен масштабу карты) и вертикальный в 10 раз крупнее. По заданной линии измеряются расстояния между горизонталями и характерными точками перегибов рельефа. Отметки точек откладывают в данном масштабе.
Рис. 12 Построение профиля местности.
Тема : «Ориентирование направлений».
При проведении геодезических работ на строительной площадке возникает необходимость в определении положения линий на местности относительно какого-либо направления, принятого за начальное.
За начальные направления в геодезии принимаются направления:
· Направление истинного меридиана;
· Направление магнитного меридиана;
· Направление среднего осевого меридиана зоны.
Направление истинного меридиана определяется с помощью астрономических наблюдений, магнитного – магнитной стрелки компаса. Направление истинного и магнитного меридианов не совпадает, а образует угол – склонение магнитной стрелки.
Угол δ, отсчитываемый от северного направления истинного меридиана Νи до магнитного меридиана Νм, называется склонением магнитной стрелки.
Склонение может быть восточным – положительным и западным – отрицательным. При производстве строительно-монтажных работ применяют прямоугольную систему координат, в которой за исходное направление принимается направление среднего осевого меридиана зоны.
Угол γ, отсчитываемый от северного направления истинного меридиана Νи до параллели осевому меридиану Νо, называется сближением меридианов.
Сближение может быть восточным – положительным и западным – отрицательным.
Для ориентирования линий на местности служат горизонтальные углы: азимуты, румбы и дирекционные углы.
Азимутом А называется угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления меридиана до данной линии. Изменяется в пределах от 0ᵒ до 360◦.
Ν и Νм
Νо
γ
δ
О
Рис. 13 Ориентирование линий на местности
В зависимости от начала отсчёта, азимуты бывают истинными и магнитными.
Истинным азимутом Аи называется угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления истинного меридиана до данной линии.
Магнитным азимутом Ам называется угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления магнитного меридиана до данной линии.
Дирекционным углом α называется угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления осевого меридиана зоны до данной линии.
Все углы изменяются в пределах от 0◦ до 360ᵒ.
Аи = α + γ;
Аи = Ам + δ; отсюда
α + γ = Ам + δ;
α = Ам + δ – γ
Νи Νм
Νо
Аи
О Ам α
В
Рис. 14 Азимуты и дирекционные углы
Азимуты и дирекционные углы бывают прямые и обратные.
Νо Νо
αАВ
В
αАВ αВА
А
Рис. 15 Прямые и обратные дирекционные углы
αВА = αАВ + 180ᵒ ; АВА = ААВ + 180ᵒ – γ ;
Для удобства вычислений пользуются табличными острыми углами, которые называются румбами.
Румбом r называется острый угол между ближайшим северным или южным направлением меридиана и ориентируемой линией.
Румб изменяется в пределах от 0ᵒ до 90ᵒ. Для ориентирования линий кроме числового значения румба необходимо указать четверть, в которой он находится.
Зависимость между дирекционными углами и румбами показана на рисунке 16.
Рис. 16 Зависимость между дирекционными углами и румбами
| Четверть | Дирекционный угол – α | Румб – r |
| І четв. СВ | α = r | r = α |
| ІІ четв. ЮВ | α = 180ᵒ – r | r = 180ᵒ – α |
| ІІІ четв. ЮЗ | α = 180ᵒ + r | r = α – 180ᵒ |
| ІV четв. СЗ | α = 360ᵒ – r | r = 360ᵒ – α |
Тема : «Определение прямоугольных координат. Прямая и обратная геодезические задачи».
Участки, занятые под строительные площадки, сравнительно небольших размеров, поэтому их можно считать расположенными на плоскости. Положение любой точки на плоскости определяется координатами.
Для определения прямоугольных координат точки, проведём через неё прямые, параллельные осям координат. С помощью измерителя и масштабной линейки измеряем расстояния от точки до координатной сетки. Координаты точки определяются по формулам:
ХВ = Хn +Х
УВ = Уn +У где
Хn , Уn – координаты квадрата, внутри которого находится точка В.
Х, У – приращения координат, измеряемые от точки В до сторон квадрата.
Рис. 17. Определение прямоугольных координат.
На строительных площадках обычно принимается условная система координат, начало которой расположено в юго-западной части строительного объекта.
Предположим, на плоскости изображены две взаимно перпендикулярные прямые, которые называются прямоугольными осями координат (рис.18).
Рис. 18.
Точка пересечения осей О называется началом координат. Так как длины отрезков можно откладывать во все стороны (на 360º), то под координатами имеют в виду длины отрезков осей со знаком плюс или минус. Оси координат, пересекаясь в точке О, образуют на плоскости четыре четверти: I, II, III и IV. Тогда знаки по осям абсцисс и ординат будут следующие:
| Четверти | I | II | III | IV |
| Ось абсцисс – Х | + | – | – | + |
| Ось ординат – У | + | + | – | – |
Сущность прямой геодезической задачи состоит в том, что по координатам исходной точки А и полярному углу α направления АВ, требуется определить координаты другой точки В. Так как в практике прямоугольные координаты не измеряют, то для решения задачи измеряют полярный угол α и расстояние d (рис.19).
Рис. 19. Решение прямой и обратной геодезических задач.
Дано: Решение:
ХА ХВ = ХА Х
УА УВ = УА У
α Х = d , У = d
d
Определить:
ХВ, УВ
Для выноса проекта на местность бывает необходимо по данным прямоугольных координат найти значение дирекционного угла и длину линии между заданными точками. Это и составляет сущность решения обратной геодезической задачи.
Дано: Решение:
ХА, УА tg αА-В = = ; по знакам числителя и знаменателя
ХВ, УВ Определяем название румба линии АВ, а следовательно и
дирекционный угол.
Определить: αА-В, dА-В dА-В = = = = ;
dА-В = = ;
Рассмотрим примеры решения задач.
Дано: Решение:
Х1 = 255,35 м Х2 = Х1 Х ; У2 = У1 У; α = 155ᵒ 30′ ; ЮВ: r = 24ᵒ 30′
У1 = 538,80 м Х = d = 98,37 0,41469 = 40,79 м (+)
d = 98,37 м Х2 = 255,35 – 89,51 = 165,84 м
Определить: У2 = 538,80 + 40,79 = 579,59 м
Х2, У2
Дано: Решение:
Х1 = 287,35 м Х1-2 = Х2 – Х1 = 155,85 – 287,35 = – 131,50 м
У1 = 572,82 м У1-2 = У2 – У1 = 482,32 – 572,82 = – 90,50 м
Х2 = 155,85 м tg α1-2 = = = 0,6882 ;
У2 = 482, 32 м т.к. Х и У имеют знак (–),
Определить: румб линии будет ЮЗ tg r = 0,6882; r1-2 = 34ᵒ 32′ ,
α1-2 ; d1-2 ; соответственно α1-2 = 180ᵒ + 34ᵒ 32′ = 214ᵒ 32′
d1-2 = = = = ;
d1-2 = = 159,64 м ; d = = 159,63 м
d1-2 = = = 159,63 м
за окончательное значение принимаем 159,63 м.
Тема: «Сущность, виды геодезических
измерений. Линейные измерения».
Измерения на земной поверхности проводят с целью установления связи между отдельными точками. Эти измерения позволяют получить данные для решения разнообразных инженерных задач. Для съёмки многоугольника или ломаной линии измеряются прямые линии и углы поворота линий. Если участок местности имеет наклон, измеряются углы наклона прямых линий, чтобы получить их горизонтальные проложения. Чтобы изобразить рельеф местности, определяют высоты точек относительно уровенной поверхности. Таким образом, основными измерениями в геодезии являются линейные и угловые.
При выполнении геодезических работ на местности закрепляют и обозначают точки. В зависимости от срока службы, точки закрепляют временными или постоянными знаками (рис.20).
Рис. 20.
Вертикальная плоскость, проходящая через конечные точки линии, называется створом.
Измерение линий на местности – один из самых распространённых видов геодезических измерений. Без измерения линий не обходится ни одна геодезическая работа. Линии измеряют на горизонтальной, вертикальной и наклонной плоскостях. Их производят рулетками, землемерными лентами, инварными проволоками, а также различными дальномерами. Перед работой мерные ленты и рулетки компарируют, в результате чего мерный прибор может оказаться длиннее или короче контрольного метра.
Процесс сравнения мерного прибора с контрольным метром, называется компарированием.
По результатам компарирования определяют поправку за компарирование, а длину ленты определяют:
l = lо + Δlк + Δlt , где
lо – номинальная длина ленты;
Δlк – поправка за компарирование;
Δlt – поправка за температуру;
Сначала определяют поправку за температуру:
Δlt = α (t – tо) lо , где
α = 12,5 · 10-6 – коэффициент линейного расширения стали;
t – температура при измерении линий;
tо – температура при компарировании (принимается равной 20º).
Измерение линий состоит в том, что мерный прибор последовательно откладывают между начальной и конечной точками в створе измеряемой линии. При подготовке створа линии к измерению, её концы фиксируют кольями, штырями, обрезками труб и т.п.; расчищают полосы шириной 1,5 – 2 м от растительности и остатков снесённых строений; забивают колья в местах перегибов местности. Линию на местности обозначают вешками (примерно через 100 м).
Вешение линий производят приёмами «от себя» и «на себя». При вешении «от себя» один мерщик становится с вехой 1 на исходной точке, а второй – на конечной точке устанавливает веху 2 такой высоты, чтобы она была видна с исходной точки. Второй мерщик перемещает веху 3 по створу линии до конечной точки. Между вехами измеряются расстояния. При вешении «на себя» мерщик выставляет вешку в створе двух других вех, имея их перед собой.
Для контроля линию измеряют вторично в обратном направлении. За окончательное значение принимают среднее арифметическое от измерений в прямом и обратном направлениях. Измерения считают выполненными, если расхождения в результатах прямого и обратного направлениях не превышают:
1:3000 от измеряемой длины – при благоприятных условиях измерений (твёрдое покрытие);
1:2000 – при средних условиях измерений (ровная поверхность грунта);
1:1000 – при неблагоприятных условиях измерений (болотистая, заросшая, кочковатая местность, измерения по снегу).
При построении карты и плана местности пользуются горизонтальными проекциями линии местности. Линейные измерения производят по поверхности рельефа местности, имеющего уклоны. Для приведения наклонно измеренных линий к горизонтальным, в результаты измерений вводится поправка за наклон линии к горизонту – ΔD. Чтобы получить проекцию – d измеренной на местности линии – АВ длиной – D, необходимо измерить угол наклона – γ (рис.2). Горизонтальное проложение определяется:
d = D · или d = D – ΔD
где ΔD = 2D ·
Горизонтальные проложения обычно вычисляются по специальным таблицам. Если известны превышения между точками А и В, то поправку ΔD вычисляют:
ΔD =
Рис. 21.
При больших углах наклона местности, измерения линий ведут отдельными не большими отрезками по 5 – 10 м, стараясь уложить концы мерного прибора горизонтально. Суммарная поправка в измеренную линию вычисляется:
Δl = Δlh + Δlк + Δlt
Измерение линий на местности производят непосредственно и косвенно. Непосредственные измерения производят мерными приборами, а косвенные дальномерами различных типов. В настоящее время широкое применение получили лазерные дальномеры.
Тема: «Угловые измерения. Технология измерения горизонтальных углов».
Принцип измерения горизонтального угла состоит в следующем. Предположим на поверхности Земли имеются три точки А, В и С, расположенные на разных высотах над уровнем моря (рис.22). Требуется определить горизонтальную проекцию угла АВС. Спроектировав эти точки на произвольную горизонтальную плоскость, получим их горизонтальные проекции А1, В1, С1. Линии В1С1 и В1А1 являются горизонтальными проекциями ВС и ВА; угол А1В1С1 = β является горизонтальной проекцией угла АВС. Угол β – линейный угол двугранного угла, составленного вертикальными плоскостями АА1В1 и СС1В1. Для определения его значения в градусной мере, круг с градусными делениями располагаем над точкой В так, чтобы его центр оказался на отвесной линии ВВ1. Если вращать вертикальную плоскость, проходящую через точку В, вокруг отвесной линии ВВ1, последовательно совмещая её сначала с точкой С, а затем с точкой А, то величина угла β будет равна разности дуг а – с, выраженной в градусной мере.
Рис. 22.
На местности измерения горизонтальных и вертикальных углов производится прибором, называемым теодолитом. Теодолиты в зависимости от точности разделяются на высокоточные, точные и технические. К последней группе относятся теодолиты, применяемые в строительное- монтажном производстве (Т – 30, 2Т - 30), средняя квадратическая погрешность измерения углов в таких теодолитах составляет 30ʹʹ. Схема устройства теодолита представлена на рисунке 23. Теодолит имеет стеклянный или металлический лимб, разделённый по окружности на 360º. Над лимбом установлен вращающийся круг –алидада.
К подставкам теодолита прикреплена зрительная труба, вращающаяся в вертикальной плоскости вокруг оси НН1.
Ось ZZ1 является вертикальной осью вращения прибора. В горизонтальное положение теодолит приводится с помощью трёх подъёмных винтов (17) и цилиндрического уровня (4). На оси вращения трубы наглухо с ней прикреплён вертикальный круг (9). Он может располагаться справа или слева от зрительной трубы; первое положение называется «круг право» – КП, второе положение «круг лево» – КЛ. В комплект теодолита входят буссоль, штатив и отвес. Теодолит крепится к штативу с помощью станового винта. Вращающиеся части теодолита снабжены закрепительными винтами (1,2,8) для закрепления их в неподвижное состояние и наводящими винтами (3,5,16) для точного ориентирования прибора по заданному направлению (рис.24).
Рис. 23
1 – лимб горизонтального круга
2 – алидада горизонтального круга
3 – зрительная труба
4 – подставка
5 – алидада вертикального круга
6 – лимб вертикального круга
7 – уровень при горизонтальном
8 – подъёмные винты
9 – головка штатива
10 – становой винт
J J1 – вертикальная ось вращения теодолита
U U1 – ось цилиндрического уровня горизонтального круга
Н Н1 – горизонтальная ось вращения трубы
V V1 – визирная ось зрительной трубы
Чтобы обеспечить ожидаемую точность измерения углов, теодолит должен удовлетворять определённым оптико – механическим и геометрическим условиям. Первые условия обычно гарантирует завод – изготовитель. Геометрические условия чаще всего подвержены изменениям в процессе работы и транспортировки прибора. Поэтому геометрические условия необходимо проверять перед началом полевых работ. При геодезическом обслуживании строительно-монтажных работ малейшее несоблюдение этих условий вызовет брак, особенно при монтаже строительных конструкций. В связи с этим требуется систематически выполнять поверки теодолита. Каждая поверка состоит из двух частей: 1) выявления нарушения или соблюдения данного условия; 2)исправления (юстировки) положения соответствующей части инструмента для устранения нарушения поверяемого условия.
Рис.24
Поверки – это действия, которыми контролируют правильность взаимного расположения осей.