Поверки и юстировки нивелира
Поверка круглого уровня.
Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Двумя подъёмными винтами приводят пузырёк уровня в нуль – пункт. Если после поворота верхней части нивелира на 1800 пузырёк останется в нуль – пункте – условие выполнено. В противном случае, исправительными винтами уровня перемещают пузырёк в направлении к нуль – пункту на половину дуги отклонения. Подъёмными винтами приводят уровень на середину. Поверка повторяется.
Поверка сетки нитей.
Выполняется аналогично поверке сетки нитей у теодолита (повторяется горизонтальная нить сетки по рейке). То есть вертикальная нить должна быть параллельна оси вращения нивелира.
Поверку выполняют двумя способами:
1. На расстоянии 25 – 30 м от нивелира подвешивают шнур с отвесом и наводят вертикальную нить сетки на шнур отвеса. Если вертикальная нить совпадает со шнуром, поверку считают выполненной, если не совпадают, тогда необходимо провести юстировку.
2. Наводят трубу нивелира на вертикально установленную рейку таким образом, чтобы рейка была слева, и снимают отчёт по рейке. Затем наводящим винтом нивелира перемещают изображение на правый край сетки и снова снимают отчёт по рейке. Если отчёты одинаковые, поверку считают выполненной, если нет – требуется юстировка.
Юстировка.
Открепляют винты, удерживающие окуляр, и производят разворот окуляр вместе с сеткой нитей на нужный угол.
Поверка цилиндрического уровня(главное условие нивелира).
Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна цилиндрической оси трубы. Поверку выполняют двойным нивелированием (в прямом и обратном направлениях) линии длиной 50 – 70 м.
Точки А и В (рис) закрепляют колышками. Над точкой А устанавливают нивелир так, чтобы окуляр находился на точкой А, в точку В ставят рейку, измеряют высоту инструмента по чёрной стороне рейки, наводят трубу на рейку и записывают отчёты b по чёрной рейке. Ту же операцию выполняют по красной стороне рейки. Нивелир и рейку меняют местами.
Измеряют iB, а по чёрной стороне рейки, затем для контроля по красной стороне. Вычисляют Х по чёрной и красной стороне:
Значения Х, полученные по чёрной и красной сторонам рейки не должны расходиться более чем на 4 мм. Затем вычисляют Хср:
Значения Хср≥4 мм. Если Хср >4 мм, следовательно главное условие нивелира не выполняется и поэтому выполняют юстировку.
Юстировка
Элевационным винтом устанавливают по рейке исправительный отчёт, который вычисляют по формуле: 
При этом цилиндрический уровень сместится из середины (концы пузырьков разойдутся). Возникшее смещение пузырька уровня устраняют вертикальным исправительными винтами уровня, предварительно ослабив боковые исправительные винты. После этого поверки 1 и 3 повторяют.
Ход работы:
Техническое нивелирование выполняют с целью получения высот точек съёмочного обоснования.
Начальные и конечные точки хода должны быть привязаны к реперам, планово – высотным пунктам или условным реперам.
Нивелирование пунктов съёмочной основы производим методом из середины.
Нивелирование на станции производим следующим образом:
1. Устанавливаем нивелир на штативе и приводим его в рабочее положение;
2. Совместив концы пузырька контактного уровня, снимаем отчёты по рейке в следующем порядке:
· Отчёты по рабочей (чёрной) стороне задней рейки (зч);
· Отчёты по рабочей стороне передней рейки (пч);
· Отчёты по контрольной (красной) стороне передней рейки (пк);
· Отчёты по контрольной стороне задней рейки (зк);
Результаты измерения заносим в журнал нивелирования. После снятия отчётов, не уходя со станции, производим следующие измерения:
,
где hч и hк - превышения по рабочей и контрольной сторонам реек.
Расхождение между ними не должно быть более 5 мм. Затем вычисляем среднее превышение hср:
hср округляют до целых миллиметров, причём 0,5 мм округляют до чётного числа. Таким образом нивелируем весь ход.
Вычисление высот пунктов съёмочной основы.
Высоты пунктов съёмочной основы вычисляют в следующем порядке:
· В полевом журнале нивелирования делают постраничный отчёт:
где ∑а – сумма задних отчётов по чёрным и красным сторонам реек;
∑b – сумма передних отчётов по чёрными красным сторонам реек;
∑h – сумма превышений, вычисленных по чёрным и красным сторонам реек;
∑hсред – сумма средних превышений.
Расхождение в постраничном контроле допускается не более 1 мм за счёт округления при вычислении;
· Вычисляют допустимую невязку хода:
fhдоп 
или fhдоп 
мм 
по указанию преподавателя, где L – длина нивелирного хода в километрах, n – число измеренных превышений;
· Вычисляют фактическую невязку:
для замкнутого хода,
для разомкнутого хода,
где Нк и Нп – высоты конечного и начального пунктов.
Фактическая невязка fH не должна быть меньше или равна допустимой fhдоп. Если fH > fhдоп сначала проверяют все вычисления. При отсутствии ошибок в вычислениях нивелирование хода проверяют;
· Полученную невязку поровну распределяют во все превышения с противоположным знаком:
,
где Vh - поправка в превышениях, n - число превышений.
Поправки округляют до целых миллиметров с таким расчетом, чтобы сумма всех поправок была равна невязке с обратным знаком:
,
где 
- алгебраическая сумма поправок;
· Вычисляют исправленные превышения hиспр.
hиспр=hиспр+Vh
· Вычисляют высоты пунктов съемочной основы H:
Hк+1=Hк+hиспр.к,к+1
где hиспр.к,к+1 – исправленное превышение к, к+1ой линии.
Контроль превышений: получение точного значения высоты конечного пункта.
Работа №2
Тахеометрическая съемка
Цель: создать высотное съемочное обоснование, произвести съемку ситуаций и рельефа, камеральную обработку результатов съемки.
Приборы: теодолит, штатив, нивелирная рейка, мерная лента, отвес.
Ход работы:
Съемка местности при тахеометрической съемке заключается в определении наиболее характерных точек, отражающих контуры предметов и рельеф местности. На каждую снимаемую точку становится рейка, по которой определяются снимаемые координаты, направление, угол наклона. Снимаемые реечные точки могут быть контурными, рельефными, контурно-рельефными. Во всех случаях каждый раз берутся отсчеты по дальномерным нитям, горизонтальному и вертикальному кругу.
При тахеометрической съемке работа на станции выполняется в следующей последовательности:
· Устанавливают теодолит над точкой съемочного основания и приводят его в рабочее положение, т.е. центрируют и нивелируют. Затем измеряют высоту инструмента, отмечают ее на рейке и записывают в тахеометрический журнал.
· Наводят теодолит на соседнюю точку съемочного обоснования, средней горизонтальной нитью на отмеченную высоту инструмента и берут отсчет по КЛ. Переводят трубу через зенит и снова при КП наводят на высоту инструмента и берут отсчет. Вычисляют место нуля.
· При КЛ совмещают лимб алидады с нулем лимба, т.е. ставят отсчет 0°00' и закрепляют защелкой.
· Наводят на точки съемочного обоснования, по которым брали вертикальные углы.
· Открепляют защелку и наводят на все реечные точки, берут отсчеты и отсчитывают по рейке дальномерное расстояние.
· Составляют кроки, на которых изображаются все реечные точки, зарисовывается ситуация и показывается рельеф.
Далее выполняются камеральные работы в следующей последовательности:
1. Поверка записей в тахеометрическом журнале
2. Вычисление горизонтальных превышений и проложений
3. Вычисление отметок реечных точек
4. Построение координатной сетки
5. Нанесение по координатам точек съемочного обоснования
6. Нанесение реечных точек по полярным координатам
7. Построение контуров по данным тахеометрического журнала и крок
8. Зарисовка рельефа по высотам реечных точек и заметкам в кроках
9. Вычисление контуров и рельефа по условным знакам заданного масштаба
10. Зарамочное оформление составленного плана
Главными особенностями тахеометрической съемки является то, что на местности измеряются углы и расстояния, рисуется рельеф, составляются кроки, план составляется в камеральных условиях.
Работа №3.
Нивелирование площадей.
Цель: разбить сетку квадратов со сторонами 10м. закрепить вершины квадратов, проложить нивелирный ход с целью передачи отметок на вершины квадратов, произвести проектирование горизонтальной площадки.
Приборы: теодолит, нивелир, нивелирная рейка, штатив, мерная лента, колья, отвес.
Ход работы:
Нивелирование площади поверхности производят для детального изображения рельефа участку местности, на котором предполагается создание каких-либо инженерных сооружений. В зависимости от характера рельефа и ситуации местности, а также от размеров площади нивелируемой поверхности применяются следующие способы нивелирования:
· По квадратам
· Параллельных нитей
· Полигонов и полярный
Рассмотрим методику камеральной обработки материалов нивелирования площади поверхности по квадратам. Размер площади 30*30м. состоящей из 9 квадратов. Сторона квадратов 10*10м. Нивелирование этой площади выполнено от одной станции методом геометрического нивелирования.
Исходные данные:
Длина стороны квадрата d = 10м.
Отметка исходного репера Нрп = 100,00м.
Отсчет по рейке, установленной на репере: арп(А) = 1,42
арп(Б) = 1,45
Отметка горизонта прибора: Нгп(А) = Нрп(А) + арп(А) = 101,42
Нгп(Б) = Нрп(Б) + арп(Б) = 102,32
Нивелирование площади поверхности способом квадратов.
Нивелир устанавливаем в любую точку, расположенную внутри площадки. За точку съемочного обоснования принимаем точку с известной абсолютной отметкой (репер). Нивелирование на точку съемочного обоснования и вершины квадратов производим с одной станции, методом геометрического нивелирования (отсчеты снимаем только по черной стороне рейки). Отсчеты, произведенные по рейке записываем на схеме квадратов. По полученным результатам выполняют горизонт инструмента.
Затем через горизонт инструмента вычисляют абсолютные отметки точек вершин квадратов:
Нi = Нгп – bi ,
где Нi - абсолютная отметка вершины квадрата; bi – отсчет по рейке для соответствующей вершины.
1. НА1 = 101,14
2. НА2 = 101,03
3. НА3 = 101,05
4. НА4 = 101,02
5. НБ1 = 100,95
6. НБ2 = 101,44
7. НБ3 = 101,3
8. НБ4 = 101,06
9. НВ1 = 100,82
10. НВ2 = 100,74
11. НВ3 = 100,62
12. НВ4 = 100,32
13. НГ1 = 100,64
14. НГ2 = 99,92
15. НГ3 = 99,79
16. НГ4 = 99,83
Полученные отметки записываем на схеме сети квадратов к соответствующим вершинам.
Для проектирования горизонтальной площадки вычисляют среднюю отметку (красная отметка) всего участка по известным отметкам вершин квадратов по формуле:
,
где N – число квадратов; Н1,Н2,Н3,Н4 – отметки вершин квадратов, относящихся к одному, двум, трем и четырем.
∑ Н1 = 402,63
∑ Н2 = 804,94
∑ Н3 = 0
∑ Н4 = 404,1
Нпр = 100,803
Среднюю отметку Нпр вычисляют с точностью до 0,01м. Рабочие отметки всех вершин квадратов получают как разность отметок поверхности земли в вершинах квадратов
hраб = Hi – Hпр.
Отрицательная рабочая отметка указывает на насыпь грунта в этой точке, а положительная – на выемку.
Рабочие отметки:
1) hA1 = -0,337
2) hA2 = -0,227
3) hA3 = -0,247
4) hA4 = -0,217
5) hБ1 = -0,147
6) hБ2 = -0,637
7) hБ3 = -0,497
8) hБ4 = -0,257
9) hВ1 = -0,017
10) hВ2 = 0,063
11) hВ3 = 0,183
12) hВ4 = 0,483
13) hГ1 = 0,163
14) hГ2 = 0,883
15) hГ3 = 1,013
16) hГ4 = 0,973
Рабочие отметки подписываются под отметками поверхности земли, с помощью них строят линию нулевых рабочих отметок, называемую линией нулевых работ. Точки нулевых рабочих отметок можно определить графоаналитическим или графическим способами. В данной работе мы использовали графоаналитический способ. Графоаналитический способ заключается в вычислении расстояний х до точек нулевых рабочих отметок (нулевых работ), а затем в графическом определении на плане по х положения искомой точки на стороне квадрата или его диагонали. Расстояние до точек нулевых работ определяют по формуле:
Где D – длина стороны квадрата (D=10м); h1,h2-рабочие отметки вершин квадрата, расположенные слева и справа от точки нулевых работ.
Для контроля L1+L2=D
После вычисления рабочих отметок и построения линии нулевых работ подсчитывают баланс земляных работ и объемы земляных работ.
Подсчет баланса земляных работ.
Для подсчета баланса земляных работ в каждом квадрате используют формулу:
, где i = 1,2,3,4…
Результаты заносят в ведомость.
Подсчет объемов земляных работ при вертикальной планировке.
Для подсчета объемов земляных работ составляют картограмму земляных работ, на которую выписывают отметки поверхности земли, проектные и рабочие отметки всех вершин квадратов. Положительный знак hраб рабочей отметки указывает на необходимости выемки грунта в этой точке. А отрицательный знак – на подсыпку. Линия нулевых работ является границей между площадью насыпи и выемки.
I=1,2,3,4…
где Vн, Vв – соответственно объем насыпи и выемки грунта в каждом квадрате, м3; (+h) – положительные рабочие отметки; (-h) – отрицательные рабочие отметки; |h| - абсолютные значения рабочих отметок. Подсчет объемов земляных работ сводят в ведомость.
Работа №4.
Нивелирование трассы
Цель: подготовить трассу к нивелированию, произвести нивелирование трассы и поперечников, составить продольный профиль, построить проектную линию на профиле.
Приборы: нивелир, штатив, нивелирная рейка, мерная лента, колья.
Ход работы:
Задание выполнялось с помощью приборов: теодолит 2Т30, нивелир Н3, штатив, винт, рейка, мерная лента, колышки, вешки.
План трассы – проекция оси линейного сооружения на горизонтальную плоскость.
Профиль трассы – вертикальное сечение местности на проектируемой оси линейного сооружения.
При нивелировании трассы на ней намечаем точки ее поворота и схему плановой и высотной привязки начальной и конечной точек к твердым точкам. Далее производим разбивку пикетажа, который заключается в измерении оси трассы мерной лентой с расстановкой пикетов через каждые 100 м. и промежуточных точек в характерных местах трассы, точки перегиба трассы в вертикальной плоскости, точки уреза воды и другие характерные точки, называемые плюсовыми. Задача нивелирования состоит в том, чтобы получить отметки пикетов и плюсовых точек для построения профиля земли.
Сначала на местность выносим точки НТ, все вершины углов поворота. Затем по данным точкам прокладываем теодолитный ход, в котором все горизонтальные углы измерены с точностью до 1′.
На криволинейном участке трассы через каждые 100м закрепляем пикеты (ПК0, ПК1 …). ПК0 соответствует НТ. Результаты съемки заносят в пикетажный журнал, в котором ось трассы показываем в виде прямой линии снизу вверх, на которой отмечаем все пикеты и все характерные точки: точки начала кривой середины и конца, все плюсовые точки, углы поворота показываем стрелками и показываем стрелками и подписываем значение углов поворота.
Затем выполняют техническое нивелирование трассы. Нивелируют все точки трассы (т.е. все пикеты и все плюсовые точки).