Автоматизированная система по подготовке к выполнению
лабораторных работ по курсу «Инженерная геодезия»
Лабораторная работа №3
Нивелиры, их устройство и работа с ними (6 часов)
Порядок выполнения задания 1:
1. Установите на штативе нивелир и закрепите его становым винтом. Приведите нивелир в рабочее положение. Для этого поверните зрительную трубу и расположите круглый уровень 6 между двумя любыми подъёмными винтами. Вращая эти винты в разные стороны, выведите пузырёк круглого уровня на воображаемую линию, соединяющую нуль-пункт уровня с третьим подъёмным винтом. Затем, вращая только третий подъёмный винт, выведите пузырёк в нуль-пункт. При необходимости все действия повторите. Добейтесь четкого изображения сетки нитей 13 путем вращения окулярной трубочки 10. Теперь Ваш нивелир готов к работе.
В табл. 2 перечислены в соответствии с рис. 7 название и назначение основных частей базовой модели нивелира Н-3. Осями нивелира являются:
ОО – ось вращения прибора.
VV – визирная ось зрительной трубы – линия, соединяющая оптический центр объектива 8 с перекрестием сетки нитей 13.
UU – ось цилиндрического уровня – прямая, касательная к внутренней верхней поверхности ампулы в нуль-пункте.
U'U'– ось круглого уровня – прямая, проходящая через нуль-пункт и совпадающая с радиусом верхней внутренней поверхности сферы ампулы.
2. Наведите по визирной планке 12 зрительную трубу на любую рейку в лаборатории. Отфокусируйте изображение рейки вращением кремальеры 9. Наводящим винтом совместите перекрестие сетки нитей 13 с изображением рейки. Элевационным винтом 5 приведите пузырёк цилиндрического уровня 11 в нуль-пункт.
В поле зрения трубы Вы видите изображения: рейки, сетки нитей и концов половинок пузырька цилиндрического уровня 11. Запишите отсчёт в миллиметрах, соответствующий положению средней горизонтальной нити сетки 13 на рис. 7в ( в нашем примере 1147).
3. Определите превышение между тремя любыми точками, считая, что нивелирование производится с трёх станций способом «из середины». Все записи ведите в журнале нивелирования (табл. 3).
Внимание! Перед каждым отсчётом по рейке необходимо с помощью элевационного винта 5 привести пузырёк цилиндрического уровня 11 в нуль-пункт.
Работа выполняется в следующей последовательности:
1) возьмите отсчёты 1840, 6541 и 1538, 6237 по черной и красной сторонам реек №1 и №2 (станция 1); по разности задних и передних отсчётов найдите два превышения +302 и +304, которые не должны отличаться друг от друга не более, чем на 5 мм (если больше, то измерения повторите);
2) смените высоту инструмента на 3–5 см; приведите нивелир в рабочее положение (станция 2); возьмите отсчёты по черной и красной сторонам реек №2 и №3; вычислите превышения;
3) вновь смените высоту инструмента на 3–5 см; приведите нивелир в рабочее положение (станция 3); возьмите отсчёты по черной и красной сторонам реек №3 и №1; вычислите превышения.Внимание! Передняя точка предыдущей станции становится задней на следующей станции, а проложенный Вами нивелирный ход называется замкнутым (он начинается с точки 1 и ею заканчивается).4. Обработайте результаты нивелирования. Вычислите средние превышения на каждой станции, округляя их до целых миллиметров. Произведите постраничный контроль путем сравнения полуразности сумм задних и передних отсчётов с алгебраической суммой средних превышений (они должны быть равны в пределах округлений средних превышений). Произведите оценку точности нивелирования, сравнив полученную Вами высотную невязку fh c допустимой величиной fh доп.. Распределите высотную невязку fh с обратным знаком поровну на каждое среднее превышение.
5. Вычислите абсолютные отметки точек 1, 2, 3, приняв отметку первой точки 1 равной 10 м (20 м, 30 м …) плюс количество метров, соответствующее Вашему номеру в списке группы (например, для двенадцатого 10+12 = 22,000 м). Вычислите отметки двух других точек 2 и 3, помня, что отметка передней точки равняется алгебраической сумме отметки задней точки и среднего превышения (с учётом поправки) между этими точками. Контролем служит получение исходной отметки точки 1.
6. Вычислите дважды на каждой станции горизонт инструмента, прибавляя к отметке задней точки задний отсчёт по черной стороне рейки на этой точке и к отметке передней точки передний отсчёт по черной стороне рейки на этой точке. Контролем служит получение на каждой станции двух одинаковых результатов.
Порядок выполнения задания 2: приведите ось вращения нивелира ОО в отвесное положение по круглому уровню 6 с помощью подъёмных винтов 2 и выполните поверки в следующей последовательности:
1-я поверка – ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира (U'U' // ОО). Это необходимо для того, чтобы после приведения пузырька круглого уровня 6 в нуль-пункт, его ось U'U' заняла отвесное положение и если она параллельна ОО, то ОО также займёт отвесное положение. Поверку выполняют следующим образом (рис. 8а).
Вначале подъёмными винтами I, II и III приводят пузырёк круглого уровня 6 в нуль-пункт. Затем поворачивают трубу (вместе с ней поворачивается и круглый уровень 6) на 180?. Если пузырёк остался в нуль-пункте, то условие поверки выполнено. Если пузырёк сместился с нуль-пункта, то его перемещают по направлению к нуль-пункту на половину смещения d/2 c помощью исправительных винтов 7 уровня, на другую половину – подъёмными винтами. Поверку и юстировку повторяют до тех пор, пока пузырёк не будет оставаться в нуль-пункте при любой ориентации зрительной трубы.
2-я поверка – горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира (mm
ОО). Иными словами, если нивелир находится в рабочем положении (то есть ОО вертикальна), то нить mm сетки должна быть горизонтальна (рис. 8б).
3-я поверка (основная) – ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы (UU // VV). Этим обеспечивается принцип геометрического нивелирования: при положении пузырька цилиндрического уровня; в нуль-пункте его ось UU горизонтальна. И если она параллельна VV , то VV также будет горизонтальна.
Поверка выполняется методом двойного нивелирования «вперёд» двух точек А и В (рис. 8в), расположенных в противоположных концах аудитории. В точке А установите нивелир так, чтобы окуляр располагался примерно над ней и приведите прибор в рабочее положение. Измерьте высоту инструмента i1 и возьмите отсчёт b по рейке, установленной на точке В (при этом пузырёк цилиндрического уровня необходимо привести в нуль-пункт с помощью элевационного винта 5).
Затем нивелир установите в точке В , приведите его в рабочее положение, измерьте высоту инструмента i2 и возьмите отсчёт а по рейке, установленной на точке А . Оставив нивелир в точке В , определите непараллельность осей по формуле:
Порядок выполнения задания 3:
1. Установите нивелир перед панно и приведите его в рабочее положение. Считая, что на местности нивелирование данного участка трассы было бы выполнено с трёх станций способом «из середины» (см. рис. 9а), произведите нивелирование в следующей последовательности (табл. 5):
· возьмите отсчёты по черной и красной сторонам реек на Rp1 и ПК0 (станция 1) и вычислите превышения между Rp1 и ПК0, которые не должны различаться между собой более чем на 10 мм;
· смените высоту инструмента на 3–5 см; приведите нивелир в рабочее положение; возьмите отсчёты по черной и красной сторонам реек на ПК0 и ПК1, а также отсчёты только по черной стороне реек на плюсовых (промежуточных) точках (станция 2) и вычислите превышения;
· смените высоту инструмента и приведите нивелир в рабочее положение; возьмите отсчёты по черной и красной сторонам реек на ПК1 и Rp2 (станция 3) и вычислите превышения.
2. На каждой станции найдите средние превышения, округляя их до целых миллиметров. Сделайте постраничный контроль.
3. Выпишите в нивелирный журнал абсолютные отметки реперов Rр1 и Rр2. Отметка Rр1 равна 10,000 м (20,000 м, 30,000 м …) плюс количество метров, соответствующее порядковому номеру студента в списке группы. Отметка Rр2 задается преподавателем.
4. Вычислите невязку fh. Если она не превышает допустимой величины fh доп = 10 мм vn (где n = 3 – число станций), то распределите fh с обратным знаком поровну на каждое среднее превышение.
5. Вычислите отметки связующих точек ПК0 и ПК1 по правилу: отметка передней точки равна отметке задней плюс среднее исправленное превышение между ними с учетом его знака. Помните, что отметки вычисляются в метрах, а превышения даны в миллиметрах. Контролем правильности вычислений этого этапа служит получение известной отметки Rp2.
6. Вычислите отметки промежуточных точек через горизонт инструмента, который равен отметке задней (передней) точки плюс отсчёт по черной шкале рейки на задней (передней) точке. Горизонт инструмента вычисляют в метрах и лишь на той станции, где имеются промежуточные точки. В табл. 5 это станция 2, для которой горизонт инструмента равен 10,457 м и 10,461 м. За окончательное значение примите среднее 10,459 м. Отметка промежуточной точки равна разности среднего значения горизонта инструмента и отсчёта по рейке на этой точке.
7. Постройте профиль трассы в соответствии с образцом на рис.9б. В графе «пикеты» укажите через 100 м пикеты 0 и 1, приняв горизонтальный масштаб 1:1000. В графе «расстояния» выпишите расстояния, характеризующие положение «плюсовых» точек. В графу «отметки земли» против каждого пикета и плюсовой точки выпишите их отметки из табл. 5 с округлением до 0,01 м.
Верхней линии сетки присвойте отметку условного горизонта (в нашем примере 6,00 м). От этой линии против каждой точки проведите в масштабе 1:100 перпендикуляры высотой, равной разности между отметкой земли и отметкой условного горизонта. Концы перпендикуляров соедините.