Горизонтальна лінія сітки ниток має бути перпендикулярна осі обертання нівеліра.

Рейку ставлять в 30-40 м від нівеліра і закріплюють її, щоб не гойдалася.

Потім беруть відліки по рейці при трьох положеннях її зображення: в центрі поля зору (поєднавши вертикальну лінія з віссю рейки), зліва від центру і справа (лівим і правим краями горизонтальної лінії).

Якщо відліки відрізняються один від одного більш, ніж на 1 мм, то сітку ниток потрібно розвернути, розслабивши заздалегідь її закріпні гвинти.

Головна умова нівеліра - вісь рівня при трубі має бути паралельна візирній осі труби.

2.2.1.1.2 Нівеліри і нівелірні рейки, їх устрій та перевірка.

 

Виготовлення рейок регламентує Держстандарт 11158-76.

Типи рейок за Держстандартом відповідають типам нівелірів.

Рейка нівелірна РН-05 однобічна, штрихова з інварною смугою застосовується для виміру перевищень з точністю 0.5 мм на 1 км ходу.

Рейка нівелірна РН-3 дерев'яна, двостороння, шашкова застосовується для виміру перевищень з точністю 3 мм на 1 км. ходу.

Рейка нівелірна РН-10 дерев'яна, двостороння, шашкова застосовується для виміру перевищень з точністю 10 мм на 1 км. ходу (ріс.2.11). Довжина рейок буває різною: 1200, 1500, 3000 і 4000 мм. В складних рейках в шифр додається буква С, наприклад, РН-10С.

Шашкові рейки виготовляються з висушеної першосортної ялини; допускається виготовлення рейок з пластмас, металів і сплавів, якщо при цьому виконуються вимоги Держстандарту на масу рейки, на температуру її використання і тому подібне.

Перед фарбуванням рейку просочують водовідштовхувальним складом і ґрунтують; поділки у вигляді шашок наносять чорною фарбою на одну сторону рейки і червоною фарбою на іншу. Дециметрові поділки підписують.

На нижню частину рейки кріпиться металева пластина, звана п'ятою рейки.

На чорній стороні п'яти рейки відповідне нульова поділка рейки; на червоній - відлік, більший 4000 мм; тому відліки по червоній і чорній сторонах рейки не можуть бути однаковими.

Різниця п'ят для даної рейки є постійною величиною, що дозволяє контролювати правильність відліків. У літературі різницю п'ят називають також різницею нулів рейки.

Для установки рейки в прямовисне положення на ній є круглий рівень або схил.

На штрихових однобічних рейках поділки наносять на інварну стрічкову смугу, яка натягається уздовж дерев'яного бруска за допомогою спеціального пристрою. Поділки у вигляді штрихів наносять через 5 мм.

 

Рис.2.11- Рейка нівелірна РН-10 дерев'яна, двостороння

Для визначення придатності нівелірних рейок до роботи їх досліджують.

Поверхня рейки має бути плоскою. Ухилення по Держстандарту допускається 3 мм для РН-05, 6 мм для РН-3 і 10 мм для РН-10.

Уздовж рейки натягують нитку і просвіт між ниткою і рейкою вимірюють в найширшому місці.

Випадкова помилка в положенні дециметрових і метрових поділок не повинна перевищувати 0.15 мм для штрихових інварних рейок і 0.5 мм для дерев'яних шашкових рейок. Це дослідження виконують за допомогою контрольної лінійки.

1. Визначення різниці п'ят або різниці нулів рейки. Це дослідження виконують шляхом взяття відліків по чорній і червоній сторонах рейки, що стоїть на одній і тій же точці.

2. Перевірка круглого рівня рейки виконується або по схилу, або по вертикальній нитці сітки ниток нівеліра. Схил укріплюють прямо на рейку і встановлюють її прямовисно, при цьому бульбашка рівня повинна знаходитися в нуль-пункті. Інакше виправними гвинтами рівня бульбашку приводять в нуль-пункт.

3. Нахил рейки. Для зменшення впливу нахилу рейки її рекомендується злегка похитувати вперед-назад біля вертикального положення; при відліках менше 1000 мм рейку гойдати не можна. При похитуванні рейки відліки по ній змінюються; найменший відлік є правильним.

4. Помилка нанесення поділок на рейці.

Спільна помилка відліку по шашковій рейці нівеліром Н-3 оцінюється в 4 мм на 100 м відстані.

 

2.2.1.1.3 Обробка результатів нівелювання та побудова профілю місцевості.

 

Розрізняють два види геометричної нівелювання: нівелювання з середини і нівелювання вперед.

При нівелюванні з середини нівелір встановлюють посередині між точками А і В, а на точках А і В ставлять рейки з поділками (рис.2.11).

При русі від точки A до точки B рейка в точці А називається задньою, рейка в точці В - передньою. Спочатку наводять трубу на задню рейку і беруть відлік а, потім наводять трубу на передню рейку і беруть відлік b.

Перевищення точки B щодо точки А отримують за формулою:

h = a - b. (2.26)

Якщо а > b, перевищення позитивне, якщо а < b - негативне. Відмітка точки В обчислюється за формулою:

Hb = Hа + h. (2.27)

Рис.2.11 - Нівелювання з середини Рис.2.12 - Нівелювання вперед

 

Висота візирного променя над рівнем моря називається горизонтом приладу і позначається :

Hг = Ha + a = Hb + b. (2.28)

При нівелюванні вперед нівелір встановлюють над точкою А так, щоб окуляр труби був на одній прямовисній лінії з точкою. На точку В ставлять рейку. Вимірюють висоту нівеліра i над точкою А і беруть відлік b по рейці (рис.2.12).

Перевищення h підраховують за формулою:

h = i - b. (2.29)

Відмітку точки B можна обчислити через перевищення за формулою (2.28) або через горизонт приладу:

Hв = Hг - b. (2.30)

 

Якщо точки А і В знаходяться на великій відстані одна від одної і перевищення між ними не можна зміряти з однієї установки нівеліра, то на лінії AB намічають проміжні точки 1, 2, 3 і так далі і вимірюють перевищення по частинах (рис.2.13).

Рис.2.13 - Вимір перевищення по частинах .

 

На першій ділянці A-1 беруть відліки по задній рейці - a1 і по передній - b1. Потім переносять нівелір в середину другої ділянки, а рейку з точки A переносять в точку 2; беруть відліки по рейках: по задній - a2 і по передній - b2.

Ці дії повторюють до кінця лінії AB. Точки, що дозволяють зв'язати горизонти приладу на сусідніх установках нівеліра, називаються зв'язувальними; на цих точках відліки беруть двічі - спочатку по передній рейці, а потім по задній.

Перевищення на кожній установці нівеліра, званою станцією, обчислюють за формулою (2.26), а перевищення між точками A і B буде рівне:

hAB = Σ h = Σ a - Σ b . (2.31)

Відмітка точки B вийде за формулою:

HB = HA +Σ h. (2.32)

При послідовному нівелюванні виходить нівелірний хід.

Послідовне нівелювання всіх станцій лінії АВ складає нівелірний хід.

Рис.2. 14 - Нівелірний хід

Порядок виміру перевищення на станції:

1. Встановити нівелір приблизно посередині між пунктами А і В, привести нівелір в робоче положення; відстань від нівеліра до рейок не може бути дуже великою (не більше 100 м) або дуже маленькою (менше 5 м); якщо ця відстань за умовами місцевості виходить менше 5 м, то рекомендується поставити нівелір в стороні від рейок (рис. 2.15);

Рис. 2.15 - Одна з можливих схем розташування нівеліра і рейок

 

2. встановити вертикально рейки на пункті А (задня рейка) і на пункті В (передня рейка); рейка встановлюється на центр пункту (верхня частка марки початкового пункту або шляпка цвяха на визначуваному пункті);

3. навести зорову трубу на задню рейку, відфокусувати зображення рейки і встановити його в центр поля зору; елеваційним гвинтом привести бульбашку рівня точно в нуль-пункт і взяти відлік по чорній стороні рейки по центральній горизонтальній нитці ЗЧ; записати відлік в журнал;

4. дати команду рєєчнику розвернути рейку червоною стороною; перевірити положення бульбашки точно в нуль-пункте і взяти відлік по червоній стороні рейки по центральній горизонтальній нитці ЗК; записати відлік в журнал;

5. обернути нівелір на передню рейку і повторити операції 3 і 4 для передньої рейки - в результаті вийдуть відліки ПЧ и ПК; записати відліки в журнал;

6. виконати обробку вимірів на станції, тобто:

- обчислити різниці нулів для задньої Р0З і передньою Р0П,Р0З = ЗК - ЗЧ; Р0П = ПК - ПЧ; записати їх в журнал;

- обчислити перевищення по чорних ЧП і червоним КП сторонам рейок

ЧП = ЗЧ - ПЧ; КП = ЗК - ПК; записати їх в журнал;

- обчислити різницю перевищень ЧП - КП і записати її в журнал;

- перевірити умову ЧП - КП = Р0П - Р0З;

- при виконанні попередньої умови обчислити середнє перевищення

СП = 1/2*[ЧП+(КП100)], (2.32)

округлити його до міліметрів і вписати в журнал.

Знак "плюс" або "мінус" вибирається з таким розрахунком, щоб величина в круглих дужках майже дорівнювала ЧП.

 

Допуски на станції: на розбіжність обчисленої і теоретичної різниці нулів рейок 5 мм; на розбіжність чорного і червоного перевищень 5 мм.

Зразок журналу для технічної нівеляції приведений в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5 - Зразок запису в журналі технічного нівелювання

N станції Відстані до рейок Відліки по рейках Перевищення, мм Сер. перев., мм
NN рейок задня передня
      - 692 (7) - 693 (10)
1471 (1) 2163 (3)
1-2   6172 (2) 6966 (4) - 794 (8)  
4701 (5) 4803 (6) + 102 (9)

(числа в дужках указують номери операцій).

 

Якщо хоча б один допуск буде порушений, потрібно акуратно закреслювати записи станції і повторити на ній всі виміри.

Якщо відстань між пунктами А і В велика або перевищення між ними більше 2 м, то перевищення вимірюють по частинах; як проміжні пункти використовують нівелірні черевики.

Робота на кожній станції виконується за описаною вище методикою, а перевищення між пунктами обчислюється як сума середніх перевищень на станціях.

Хід технічного нівелювання за пунктами теодолітного ходу може бути як розімкненим, так і замкнутим; він виконується в одному напрямі.

Рис 2.16 - Схема розімкненого нівелірного ходу

Для обчислення відміток пунктів ходу технічної нівелювання слід виконати наступні операції:

1. Обчислення висотної неув'язки ходу за формулою

, (2.33)

де - теоретична сума перевищень, знайдена за формулою

(2.34)

порівняння її з допустимим значенням fh(доп) ;

для технічної нівеляції ,

де - довжина ходу в км.;

2. Обчислення поправок в виміряних перевищеннях за формулою

(2.35)

поправки потрібно округлювати до міліметрів (або в метрах - до третього знаку після коми);

3. Перевірка контролю ,

якщо контроль не виконується хоча б на 1 міліметр, то потрібно виправити одну або декілька поправок на 1 міліметр, починаючи з найдовшої секції до абсолютного виконання контролю;

4. Обчислення виправлених перевищень за формулою

(2.36)

5. Обчислення відміток проміжних реперів за формулою

(2.37)

обчислене значення відмітки пункту в кінці ходу Rp42 повинно в точності збігтися з його заданим значенням.

Приклад обробки ходу технічного нівелювання наведений в табл. 2.6.

 

Таблиця 2.6 – Обробка ходу технічного нівелювання

N секції i Назва репера, пікетів Вимірюв. перевищ. hi (м) Довжина секції li (км) Поправка в перевищ. Vhi (м) виправл. перевищ. hi(випр) (м) Відмітки реперів Hi (м)
  Rp41         100,000
  +1,427 3,8 +0,036 +1,463  
  pт-1         101,463
  +0,540 6,1 +0,058 +0,598  
  рт-2         102,061
  +3,123 0,9 +0,009 +3,132  
  рт-3         105,193
  -2,268 2,2 +0,021 -2,247  
  рт-4         102,946
  +0,041 1,4 +0,021 +0,054  
  Rp42         103,000
  +2,863 14,4 +0,137 +3,000  

Ходи технічного нівелювання прокладаються між реперами з відомими відмітками. При цьому як в зімкнутому так і розімкненому ходах нівелювання виконується один раз - в прямому напрямі.

Висячий хід (що опирається на один репер з відомою відміткою нівелюється двічі: прямо і назад. Допустима неув'язка fhне повинна перевищувати 50 мм на 1 км ходу.

Довжина ходу технічного нівелювання залежить від його форми: розімкненого і зімкнутого ходів вона може досягати 16 км, висячого - не більше 8 км.

Частина ходу між двома закріпленими на місцевості точками ходу (реперами) називається секцією, довжина якої визначається сумою відстаней від нівеліра до рейок. Перевищення між реперами визначається сумою перевищень, виміряних на кожній станції секції.

Після завершення визначення перевищень між точками нівелірного ходу, визначається їх абсолютна висота, для чого здійснюється прив'язка нівелірного ходу до найближчого реперу.

За даними геометричного нівелювання будується профіль місцевості.

 

2.2.1.2 Тахеометрична і мензульна зйомка.