Работа нивелира

217 :: 218 :: 219 ::

16.7. СПОСОБ БОКОВОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ

Способ бокового нивелирования широко применяют для выноса осей при детальной разбивке и для установки строительных конструкций в проектное положение.

Сущность способа состоит в том, что по линии, параллельной основной оси АВ (рис. 16.7), оптическим визированием, например теодолитом, задается створ А ‘В’. Точки А’ и В’ находят путем отложения некоторого расстояния l от точек А и В перпендикулярно линии АВ. Расстояние l выбирают в пределах 1 — 2 м, исходя из удобства производства разбивочных работ. Положение оси конструкции определяют при помощи горизонтально устанавливаемой нивелирной рейки. При отсчете по рейке l, равном расстоянию параллельного створа А’В’ от оси АВ, пятка рейки определяет положение этой оси в данном месте.

Основными ошибками бокового нивелирования являются:

  • ошибка разбивки параллельного створа тств;
  • ошибка центрирования оптического прибора и визирной цели при задании параллельного створа тц;
  • ошибка установки рейки тy;
  • ошибка отсчета по рейке т0;.

Общая ошибка способа может быть подсчитана по формуле

m2 = m2ств + m2ц + m2y + m20.(16.47)

Рис. 16.7. Схема разбивки способом бокового нивелирования

Ошибка разбивки параллельного створа складывается из ошибок построения прямого угла и отложения расстояния l. Расчет их аналогичен полярному способу, используется формула (16.32).

Влияние ошибки центрирования можно подсчитать, как и в способе створной засечки, по формуле (16.40).

Ошибка установки рейки будет в основном зависеть от неперпендикулярности рейки к створу визирования. Эту ошибку можно вычислить так:

my =

lν2

2ρ2

,(16.48)

где ν — угол отклонения рейки от ее перпендикулярного положения.

Ошибку отсчета по рейке подсчитывают по формуле

m0 = 0,03t + 0,2

Гx

,(16.49)

где t — цена деления рейки; d — расстояние от прибора до рейки, м; Гx — увеличение зрительной трубы прибора.

В данном случае полярный способ применяется для двух точек. Тогда, используя частично формулу (16.32),будем иметь

Чтобы узнать, как пользоваться нивелиром, не обязательно оканчивать курсы геодезистов или геологический институт. Достаточно внимательно прочитать эту статью, ознакомиться с видеовставками и поэкспериментировать с прибором, и вы сможете совершать высокоточные измерения не хуже квалифицированного инженера.

Методы нивелирования на местности

Нивелирами называется большая группа приборов, которые используются для определения и фиксации точного положения различных предметов по высоте. Причем предметами могут быть вполне произвольные точки и участки земной поверхности, а не определенные ориентиры.

Задача любого нивелирования состоит в измерении разницы высот между отметками (уровнями) будущего здания (сооружения). На практике, от величины такого превышения, от его грамотного измерения зависит общее качество строительства. Например, от запланированного «нулевого» уровня первого этажа дома рассчитывается глубина фундамента, сток грунтовых вод, проект дренажной системы, вид утепления отмостки и т.д.

Существующие методики нивелирования достаточно разнообразны:

  • Гидростатический метод, основанный на свойстве одинакового положения жидкости в сообщающихся сосудах. Обладает высокой точностью и допускает измерение вне пределов прямой видимости между отдельными точками. Гидростатические замеры связаны с необходимостью прокладывать и заполнять жидкостью протяженные шланги и трубки, что не всегда удобно;
  • Барометрический метод – применяется при планировании и разметке обширных архитектурных комплексов, нуждается в высокоточных барометрах, специальных компьютерных программах. В личном жилищном строительстве барометрические измерения не используются;
  • Тригонометрические замеры посредством поворотного теодолита хороши тем, что не нуждаются в помощниках с дополнительными рейками. Теодолитные измерения ведутся как по горизонтальным, так и по вертикальным углам, однако освоить этот прибор сложнее, чем обыкновенный нивелир, да и стоимость теодолита в несколько раз выше;
  • Геометрические измерения углов возвышения с помощью стандартных нивелиров выполняются только в одной плоскости и требуют установки вспомогательных отметок (тех же реек), их перемещения с места на место и записей в журнале измерений

Простота и надежность замеров обыкновенным нивелиром, его хорошая совместимость с нуждами частного и жилищного строительства делают его наиболее востребованным при проектировании и планировании многих работ – от заливки фундамента до проверки точности двускатной кровли.

Типовое устройство и классификация современных нивелиров

Конструктивное устройство нивелира незамысловато. На прочном треножнике расположен основной оптико-механический узел со встроенной системой линз. Этот узел должен обеспечить строгую горизонтальность визирного луча, с минимальным отклонением. Линзы могут давать как прямое, так и обратное (перевернутое) изображение. В последнем случае измерительные рейки тоже следует перевернуть при установке на местности.

В верхнюю часть корпуса каждого нивелира встраиваются датчики уровня. Прочная и точная установка прибора на местности определяет качество всех последующих измерений. Опытный оператор постоянно сверяется с показателями этих датчиков, регулируя их при необходимости рукоятками наклона оптико-механического узла. Это позволяет вовремя заметить случайное отклонение прибора от точного положения на местности и не повторять измерения заново.

Перед тем, как пользоваться нивелиром и рейкой, необходимо описать основные разновидности приборов для геометрических измерений превышения высоты. Наиболее просты и экономичны нивелиры с цилиндрическими уровнями (один или несколько), которые расположены непосредственно на трубе-визире. Значительно дороже и существенно точнее измерители с автоматической компенсацией «огрехов» установки, они удобны при работе на проблемных грунтах – щебень, песок и т.п. Нивелиры с электронной системой измерения используются при профессиональном проектировании крупных объектов и довольно сложны в настройке и эксплуатации.

По классу измерительной точности нивелирные устройства делятся на три основных группы:

Цифры в названии обозначают среднюю погрешность измерений в миллиметрах на километр. То есть даже технический нивелир дает отклонение около 1 см на 1 километр расстояния до объекта – этого более чем достаточно для точного проектирования и грамотного планирования подавляющего большинства строительных работ.

Как пользоваться нивелиром – пошаговая инструкция для начинающих

Практическое применение обыкновенного нивелира описывается следующей последовательностью измерительных действий:

Как пользоваться нивелиром — пошаговая схема

Шаг 1: Установка штатива

Крепежные винты на всех трех ножках штатива необходимо расслабить, после чего каждая опора выдвигается на необходимую длину (эта длина может быть разной, ведь нивелир часто приходится устанавливать на пересеченной местности). Верхнюю часть штатива следует выставить в горизонтальное положение, после чего затягиваются фиксирующие винты на всех трех опорах. Большинство приборов снабжается плавными корректирующими креплениями на каждой «штативной ноге», ими выполняют точную настройку горизонтальности верхней площадки.

Шаг 2: Монтаж нивелира

Сама нивелирная труба устанавливается на штатив с помощью нескольких крепежных винтов, после чего предстоит поработать датчиками уровня. Вращением регулировочных винтов необходимо добиться точного, центрального положения пузырьковых уровней относительно нанесенных на них линий. Для удобства сначала выставляют пузырек в одном «окошке», не обращая внимания на другой. Потом настраивают второй уровень, уже отслеживая положение первого, наблюдая, как оно меняется по мере установки. Поэтапно настраивая положение прибора, добиваются его точной горизонтальности на монтажной площадке.

Шаг 3: Фокусировка оптико-механического узла

Перед тем, как работать с оптическим нивелиром, необходимо настроить окуляр выровненной зрительной трубы по зрению оператора. Как известно, острота глаз у разных людей различна, даже если все они не носят очков. Фокусировка стандартного нивелира выполняется следующим образом. Прибор наводят на хорошо освещенный и довольно крупный предмет и оперируют настройками, пока ниточная сетка не будет отображаться на этом предмете максимально четко. Потом эту операцию повторяют на рейках, устанавливаемых в других, уже менее освещенных местах. Эксперименты с настройкой фокусировки на предметах с различной освещенностью помогут при дальнейших измерениях.

Шаг 4: Измеряем и фиксируем наблюдения

Когда прибор установлен горизонтально точно, выровнен и сфокусирован, приступаем к инженерным изысканиям. Две рейки следует выставить впереди и сзади нашего прибора. Передняя будет показывать значение измеряемой высоты, задняя послужит для градуировки значений. Сначала нивелир наводится на черную сторону задней рейки, после фокусировки записывается значение по среднему и дальномерному штриху. Потом производят фокусировку на переднюю (основную) рейку, фиксируется среднее значение по ее красной стороне. Такой метод называется нивелирование по средней линии, отличается высокой точностью результатов и удобством многократных измерений.

  • Михаил Малофеев

Подготовка нивелира к работе:

1.Установка штатива, закрепление прибора

2.Горизонтирование прибора по круглому уровню

3.Подготовка зрительной трубы к наблюдению

41.Поверки и юстировки нивелира

Поверки нивелира

1.Ось круглого уровня параллельна оси вращения нивелира

-вывести пузырек уровня на середину двумя подъемными винтами

-третьим подъемным винтом вывести пузырек уровня в нуль пункт

-повернуть нивелир на 180º и оценить положение уровня

При необходимости положения уровня исправит исправительными винтами (1/2) и подъемными винтами (1/2) ухода

2. Вертикальная нить сетки нитей должна быть параллельна оси вращения нивелира

— установить нивелир в рабочее положение

-навести зрительную трубу на отвес

-проверить совмещение вертикальные нити с нитью отвеса

При необходимости исправления проводят ослабив зажимные (крепежные) винты диафрагмы и повернув пластину крепления сетки нитей.

  1. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси трубы.

h-b1=i1 h+i2=a1

b1=b-x a1=a-x

h-b-x=i1 h-i2=a-x

h=i1-b+x h=a-x-i2

Если ошибка х окажется не более ±4 мм , то условие выполненно. При ошибке более 4мм производят юстировку.

Порядок работы:

1. Найти верный отсчет по рейке

a1=a-x

2. Вращая элевационный винт навести среднюю нить на верный отсчет а1 (пузырек уровня уйдет с контакта)

3.Отпустив винты 3,4 (горизонтальные) исправительными винтами 1,2 уровня выводят уровень на контакт

Поверки нивелирных реек

1. Компарирование реек с помощью контрольного метра

(поверка длин метровых, дециметровых и сантиметровых интервалов)

∆дм.дел≤±0,5мм

погрешности дециметровых делений не должны превышать ±0,5мм

42.Виды нивелирования.

Сущность геометрического нивелирования.

При геометрическом нивелировании превышения определяют горизонтальным визирным лучом нивелира по отсчётам на нивелирных рейках, устанавливаемых вертикально в заданных точках.

По взаимному расположению нивелира и реек различают два способа нивелирования:

-нивелирование из середины (не обязательно в створе)

-нивелирование вперед

Нивелирование из середины Нивелирование вперед

h=a-b h=i-b

HB=HA+h HB=HA+h

Hгп=HA+a HB=(HA+i)-b=Hгп-b

HC=Hгп-c

HB=Hгп-b

Рейки: в т.А-задняя

в т.В-передняя

в т. С-промежуточная

если а>b то h положительное

a<b то h отрицательное

Высоты передних точек находят

двояко:

-по превышениям

-по горизонту прибора

т.е. с контролем

Основной способ нивелирования Применение этого способа ограниченно из-за его погрешности измерения высоты прибора, менее производителен

Сравнение способов нивелирования

Преимущества способа нивелирования из середины

1.Растет скорость продвижения в работе за счет сокращения числа станций и увеличения расстояния между нивелируемыми точками.

2.Исключается погрешность, вызванная непараллельностью визирной оси и оси уровня\

3. Исключается влияние кривизны Земли и рефракции

Нивелирование может быть:

-простым

-последовательным (сложным)

Простое нивелирование-превышение между двумя точками определяют с одной установки нивелира.

Последовательное нивелирование – выполняют несколько станций (нивелирный ход)

Пояснение к последовательному нивелированию

точки 1,2,3,n-1 –общие для двух смежных станций- называются связующими

точки с1 с2 –между связующими называют промежуточными (для определения высот характерных точек рельефа)

точки х — точки для передачи отметок с одной связующей на другую – иксовые (потерянные)

Отдельные превышения

Принцип геодезии на стройплощадке

При работах по вынесению в натуру планов нужно определяться с разницей высот нескольких точек на участках поверхности и отметкой, которую принято считать условным уровнем (часто уровень моря или водоема).

Наиболее распространена работа с нивелиром и геодезическими рейками, позволяющая определять и проводить геометрическое нивелирование (нахождение разности высот). В этом случае оптическая ось нивелира горизонтальна, и из точки условного уровня находятся разницы высот показаний по отметкам на рейках. Во время работ каждая такая точка находится на расстоянии до ста метров от точки установки нивелира, ее уровень измеряется не менее трех раз, и принимается среднее арифметическое значение. На основании полученных данных строятся планы участков земли. Таким образом, назначение нивелира и состоит в определении разницы высот в точках измерений (их превышения).

Рассматривая принцип работы нивелира, нельзя не упомянуть важный элемент – нивелирную (геодезическую) рейку. Это специальная планка, устанавливаемая вертикально в точках для измерения высот на местности. Она может быть деревянной, металлической (чаще из алюминия). Для удобства транспортировки (ввиду ее стандартной длины в три-четыре метра) конструкция рейки допускает складывание пополам, имеет специальный узел. Более современные варианты исполнения реек имеют телескопическую раздвижную конструкцию.

Необходимый набор инструментов для измерения

На сторонах стандартной нивелирной рейки обычно нанесена градуировка: с лицевой стороны разметка выполняется в метрической измерительной системе, а с оборотной стороны – в дюймовой. Перед тем, как работать с нивелиром, рейка устанавливается специальной отметкой на нижней металлической скобе в центр точки измерения.

Для удобства пользования есть специальные ручки для удержания инструмента на этой точке. У качественных реек (как правило, они изготовлены из специальных железо-никелевых сплавов, называемых инварами) установлены специальные пузырьковые уровни для контроля вертикальности положения рейки.
При проведении работ на местности при начальных исследованиях предполагаемой застройки очень важно провести комплексное моделирование будущего объекта в «габаритном» взаимодействии с окружающим архитектурным или природным ландшафтом, для чего нужен нивелир и нивелирная рейка, выступающая в данном случае, как эталонный инструмент задания масштаба.

Технология фотографирования точек измерения с переносом значений реальных масштабов в качестве данных для компьютерных программ (Photoshop, AutoCAD) позволяет провести моделирование объекта и его взаимодействия с окружающим ландшафтом.

Разновидности нивелиров

Для того чтобы не ошибиться и знать, как правильно пользоваться нивелиром, нужно понимать его устройство и ориентироваться в существующих видах, хотя бы в общих чертах. Наиболее распространенные оптические нивелиры могут иметь разную степень точности измерения. В целом, их конструкция включает зрительные трубы, с обязательным наличием специального (цилиндрического) уровня, позволяющего контролировать горизонт оптической оси.

Его изображение через оптическую призматическую систему проецируется в оптику зрительной трубы и постоянно контролируется таким образом. Инструкция по работе с нивелиром рассказывает, как правильно настроить прибор для проведения измерений. Специальные винтовые механизмы (включающие элевационные, азимутальные, подставочные) обеспечивают точность выставляемого горизонта. Прибор устанавливается на специальной треноге, имеющей ось вращения.

Более точные результаты измерений, снижающие погрешности определения расстояния между точками измерений, дают цифровые варианты нивелиров. Но для таких приборов потребуются рейки со специальными штрих-кодами, обеспечивающими автоматику регистрации данных микропроцессорами.
Как ведется такая работа с нивелиром, видео-ролики, представленные в Сети, достаточно подробно могут рассказать. В случае отсутствия таких реек, указанные варианты нивелиров используются как оптические.
Кстати, перед использованием даже обычного оптического нивелира его подвергают трем проверкам: главного условия (уровня при трубе), круглого уровня, горизонтальности сети нитей. Кроме того, по уровню часто проверяется и вертикаль сети нитей разметки нивелира с уровнем при трубе.

Также важными характеристиками являются цена деления уровня при трубе и кратность самой трубы. Таким образом определяется пригодность.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *