МПС России
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
25/1/10
Одобрено кафедрой
«Путь и строительство
железных дорог»
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ
Руководство к выполнению лабораторных работ
для студентов III курса
специальностей
290900 СТРОИТЕЛЬСТВО ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ,
ПУТЬ И ПУТЕВОЕ ХОЗЯЙСТВО
291100 МОСТЫ И ТРАНСПОРТНЫЕ ТОННЕЛИ
290300 ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ сТРОИТЕЛЬСТВО
290800 ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ
240100 ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕВОЗОК И УПРАВЛЕНИЕ
НА ТРАНСПОРТЕ (железнодорожном)
М о с к в а –
С о с т а в и т е л ь - канд. техн. наук, доц.
Р е ц е н з е н т - канд. техн. наук, доц.
Ó РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ технический
УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ, 2000
Общие указания
Настоящее "Руководство к выполнению лабораторных работ" предназначено для обучения студентов устройству и поверкам теодолита и нивелира, порядку измерения горизонтальных и вертикальных углов и превышений, а также для обучения устройству топографической карты и решению инженерных задач по ней.
Перед выполнением каждой темы лабораторных работ студент должен ознакомиться с соответствующими разделами учебной литературы, список которой публикуется ниже, а также с настоящими методическими указаниями и ответить письменно на вопросы, поставленные в каждой лабораторной работе.
Л и т е р а т у р а
1. М а т в е е в геодезия: Учебник. М: Транспорт, 1999.
3. В и з г и н А. А. и др. Практикум по инженерной геодезии: Учебник. М.: Недра, 1989.
3. Сборник инструкций по производству поверок геодезических приборов. М.: Недра, 1988.
4. Б а г р а т у н и Г. В. и др. Инженерная геодезия. М.: Недра, 1984.
Т Е М А 1
ТЕОДОЛИТЫ, Их УСТРОЙСТВО, ПОВЕРКИ
И РАБОТА С НИМИ
Ц е л ь р а б о т ы
Пользуясь настоящими методическими указаниями и учебником, изучить устройство и поверки оптического теодолита Т30 или 2Т30, или другого имеющегося в наличии оптического теодолита.
Л и т е р а т у р а [1, §; 2, §28; 3, с 3 - 20; 4, §51 – 56].
Устройство теодолита 2Т30
Технические теодолиты, 2Т30, Т30 предназначены для измерений горизонтальных и вертикальных углов в теодолитных ходах и съемочных сетях, а также для измерения расстояний в тахеометрических ходах для разбивки заданных углов. Для этой цели предназначены теодолиты Т15М, Т15К, ТОМ, Тео020В, Тео080, Тео080А, Тео120.
На рисунках 1 - 4 показаны общий вид теодолита 2Т30 и его отдельные элементы.
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 1
ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА ТЕОДОЛИТА
Теодолит № Тип
1. Для чего предназначен теодолит?
Рис. 1. Общий вид теодолита 2ТЗО:
1 - кремальера; 2 - закрепительный винт трубы; 3 - визир;
4 - колонка; 5 - закрепительный винт горизонтального круга;
6 - гильза; 7 - юстировочный винт; 8 - закрепительный винт
алидады; 9 - уровень при алидаде
Рис. 2. Общий вид теодолита 2Т30:
1 - наводящий винт горизонтального круга; 2 - окуляр микроскопа;
3 – зеркало подсветки; 4 - боковая крышка; 5 - посадочный паз
для буссоли; 6 - уровень при трубе; 7 - юстировочная гайка;
8 - колпачок; 9 - диоптрийное кольцо окуляра; 10 – наводящий винт
трубы; 11 – наводящий винт алидады; 12 – подставка;
13 – подъемные винты; 14 – втулка; 15 – основание; 16 – крышка
Рис. 3. Сетка нитей зрительной трубы:
1 - вертикальная нить; 1' - биссектор; 2,2¢ - нити дальномера;
3 – горизонтальная нить
Рис. 4. Схема основных осей теодолита:
ZZ1- вертикальная ось (ось вращения теодолита);
UU1 - ось цилиндрического уровня;
VV1- визирная ось зрительной трубы;
HH1 - горизонтальная ось вращения зрительной трубы
2. Укажите назначения основных частей теодолита (см. рис. 1 и 2) и их номера на этих рисунках:
а) зрительной трубы
б) лимба горизонтального круга
в) лимба вертикального круга
г) уровня горизонтального круга
д) уровня вертикального круга
е) уровня при трубе
ж) закрепительных винтов
з) микрометренных винтов
и) кремальеры
к) диоптрийного кольца окуляра зрительной трубы
и) подъемных винтов
м) диоптрийного кольца окуляра микроскопа
н) окуляра микроскопа
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 2
ОТСЧЕТНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Отсчетные приспособления для теодолитов различных типов показаны на рисунках 5 и 6.
З а д а н и е
1. Определить:
Цену деления лимба l=
Цену деления микроскопа
(шкалового или штрихового) t=
или микрометра t=
Рис. 5. Шкалы микрометров и микроскопов:
а - односторонний микрометр; б - двустороний микрометр;
в - штриховой микроскоп-оценщик; г - шкаловой микроскоп
Рис. 6. Поле зрения шкалового микроскопа теодолита 2ТЗО:
показание лимба горизонтального круга 125°05,5';
показание лимба вертикального круга минус 0°26'
2. Произвести по два отсчета:
по горизонтальному кругу
по вертикальному кругу
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 3
ПОВЕРКИ ТЕОДОЛИТА
Принципом измерения горизонтальных и вертикальных углов предусматривается обеспечение определенного взаимного положения осей теодолита (геометрические условия) (см. рис. 4).
З а д а н и е
I. Выполнить следующие поверки теодолита.
s П о в е р к а 1. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита ( UU1 ^ ZZ1).
Порядок выполнения поверки
Горизонтировать теодолит. Установить уровень параллельно двум подъемным винтам подставки, вращая их в противоположных направлениях, привести пузырек уровня на середину. После этого повернуть алидаду горизонтального круга на 180° вокруг вертикальной оси. Если пузырек уровня отклонится от середины, то половину отклонения следует установить юстировочными винтами уровня, а затем повторить поверку. Поверку и юстировку следует выполнять до тех пор, пока после поворота алидады на 180° пузырек уровня будет отклоняться не более чем на 0,5 деления уровня.
s П о в е р к а 2. Поверка правильности установки сетки нитей.
Одна из нитей сетки должна быть перпендикулярна оси вращения зрительной трубы.
Порядок выполнения поверки
При поверке трубу наводят на хорошо вводимую точку М.
Если изображение точки М при вращении трубы вокруг горизонтальной оси, пройдя вдоль вертикального штриха, будет находиться между штрихами биссектора, то сетка установлена правильно.
В противном случае, снимают предохранительный колпачок 8 (см. рис. 2), отпускают торцевые винты сетки, соединяющие окуляр с трубой и поворачивают окуляр вместе с сеткой на половину отклонения точки М от середины биссектора. Поверку повторяют.
s П о в е р к а 3. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна горизонтальной оси ее вращения (VV1 ^ HH1)
Порядок выполнения поверки.
В теодолитах с односторонней системой отсчетов по лимбу ( Т5, Т15, Т30, 2Т30) на величину коллимационной ошибки угла С (отклонение от угла 90° взаимного положения горизонтальной оси вращения зрительной трубы и визирной оси) оказывает влияние эксцентриситет алидады, величина которого достигает ±1¢
Для определения величины угла С в указанных теодолитах приводят ось вращения теодолита в отвесное положение, визируют на одну и ту же точку, удаленную не менее чем на 50 м при двух положениях вертикального круга, и получают по горизонтальному кругу разность отсчетов Л1 – П1 . Затем открепляют закрепительный винт подставки, поворачивают теодолит на 180° и снова закрепляют. Наводят зрительную трубу на ту же цель при двух положениях вертикального круга, снимают показания Л2 и П2 и вычисляют коллимационную ошибку С по формуле:
С = 0,25[(Л1 – П1 ± 180°)+ (Л2 – П2 ± 180°)].
Поверку повторяют и вычисляют Сср - среднее арифметическое значение С. Если Сср более 1' производят его юстировку. Для этого снимают колпачок 8 (см. рис. 2), закрывающий доступ к юстировочным винтам сетки нитей. Вычисляют исправленные показания Л и П по формулам:
Лиспр = Л – С или Писпр= П + С,
устанавливают эти отсчеты на горизонтальном круге и шпилькой при слегка отпущенных вертикальных исправительных винтах сетки нитей перемещают оправу сетки при помощи боковых исправительных винтов до совмещения ее перекрестка с изображением наблюдаемой точки. Результаты измерений записать.
Отсчеты по горизонтальному кругу:
П1 = П2 =
Л1 = Л2 =
С =
П р и м е ч а н и е. В теодолитах серии "2Т" сетка нитей закреплена неподвижно. Для устранения коллимационной ошибки смещают зрительную трубу путем вращения клинового кольца, расположенного в корпусе зрительной трубы между ее объективной частью и горизонтальной осью.
s П о в е р к а 4. Горизонтальная ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна вертикальной оси теодолита (HH1 ^ ZZ1).
Порядок выполнения поверки.
Поверку выполняют следующим образом. Теодолит устанавливают на штативе на расстоянии 2 - 3 м от стены, отмечают (выбирают) на стене точку под углом a = 25 + 30° к горизонту. Наводят зрительную трубу на выбранную точку (совмещают центр сетки нитей с точкой). Наклоняют зрительную трубу на угол a ± 1° и отмечают на стене точку так, чтобы изображение точки точно совпало с серединой биссектора сетки нитей. Поворачивают алидаду на 180° и снова наводят зрительную трубу на верхнюю точку. Наклоняют зрительную трубу вниз и определяют смещение точки относительно середины биссектора сетки нитей в долях ширины биссектора.
Поверку повторяют и определяют среднее арифметическое значение смещения нижней точки из двух определений. Разность между значениями смещений не должна превышать 0,5 ширины биссектора. При среднем значении смещения нижней точки более чем на ширину биссектора (что равно наклону горизонтальной оси на 30²) рекомендуется устранить его в мастерской.
II. Ответить на контрольные вопросы.
1. Какие оси теодолита должны быть перпендикулярны друг другу?
2. Как поверяется и юстируется цилиндрический уровень?
3. Как поверяется и юстируется сетка нитей?
4. Как поверяется и юстируется коллимационная ошибка?
5. Как поверяется взаимная перпендикулярность горизонтальной оси вращения зрительной трубы и вертикальной оси теодолита?
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 4
ИЗМЕРЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО
УГЛА ОДНИМ ПРИЕМОМ
Перед измерением углов теодолит необходимо привести в рабочее положение: проверить закрепление теодолита на штативе и трегере; центрировать над точкой (вершиной угла) с точностью до 0,5 см; привести ось вращения прибора в вертикальное положение, при этом уровень не должен отклоняться от нульпункта более чем на два деления; установить трубу по глазу и по предмету.
При измерении углов необходимо придерживаться следующих правил:
1. В каждом полуприеме следует обеспечить полное однообразие всех измерительных операций по каждому направлению.
2. Измерительные операции выполнять равным темпом, отсчеты брать без остановок и задержек.
3. Закрепительные винты алидады и трубы не следует слишком затягивать. Необходимо пользоваться средней частью резьбы наводящих (микрометренных) винтов.
4. Алидадная часть должна передвигаться без рывков и возвратных движений относительно ее вращения.
5. Окончательное наведение трубы на цель производить как правило ввинчиванием головки винта.
6. Менять фокусировку в процессе измерений не рекомендуется.
З а д а н и е
I. Измерить горизонтальный угол между двумя направлениями и результаты измерений записать в журнал.
1. Закрепить лимб, отпустить закрепительные винты зрительной трубы.
2. Навести приближенно визирную ось зрительной трубы на заднюю точку (21) и закрепить алидаду и трубу.
3. Наводящими винтами алидады горизонтального круга и зрительной трубы точно навести визирную ось на цель. Произвести отсчет градусов и минут.
4. Открепить закрепительные винты алидады и зрительной трубы и навести в указанном выше порядке визирную ось на цель, стоящую на передней точке (22) (пп. 2, 3, 4). На этом заканчивается первый полуприем.
После измерения угла одним полуприемом перевести зрительную трубу через зенит, повернуть лимб по азимуту (примерно на 1°), закрепить его и измерить угол вторым полуприемом в порядке, указанном выше.
Два полуприема составляют один прием. Порядок записи результатов измерений горизонтального угла указан в образце журнала цифрами в скобках.
Допустимая разница между углами, полученными в двух по - луприемах, не должна быть больше 2t . Для теодолита 2ТЗ0 t=30² и, следовательно, (b¢ - b²) £ 1,0¢.
П р и м е ч а н и е. Измерение горизонтальных углов оптическими теодолитами типа ТОМ, Т-2, Т-5, Т-5к и методом приемов производится аналогично.
Журнал измерения горизонтальных углов
Теодолит № ....
Съемочная точка | Точка визирования | Отсчеты по горизонтальному кругу | b¢ и b² | b=b¢+b²¤2 | ||||||
Л | П | Л П | ° | ¢ | ||||||
° | ¢ | |||||||||
20(1) | 21(2) 22(4) | 164 348 | 51(3) 02(5) | 252 75 | 17(7) 27(8) | Л П | 176 176 | 49(6) 50(9) | 176 | 49,5(10) |
II. Ответить на контрольные вопросы.
1. Как привести теодолит в рабочее положение?
2. Как измерить угол одним полуприемом?
3. Как измерить угол полным приемом?
4. Как контролируют измерение угла полным приемом?
5. Как обеспечить высокое качество измерения углов?
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 5
ИЗМЕРЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОГО УГЛА
ОДНИМ ПРИЕМОМ
Вертикальный угол (угол наклона) - угол между горизонтальной плоскостью и линией визирования.
Место нуля (МО) - отсчет по вертикальному кругу, иногда визирная ось горизонтальна, а пузырек уровня находится в нульпункте.
З а д а н и е
1. Выполнить наблюдения на точку и записать результаты измерений в журнал. По результатам измерений вычислить угол наклона и место нуля.
Для этого визирную ось зрительной трубы наводят на точку 1 при круге Л и производят отсчет по вертикальному кругу.
Затем переводят зрительную трубу через зенит и при круге П наводят ее на точку 1 и снимают отсчет.
Перед отсчетами по вертикальному кругу центр пузырька цилиндрического уровня должен находиться в нульпункте ампулы.
Место нуля и углы наклона вычисляют по формулам:
для теодолита Т30:
n= Л - МО;
n= МО – П - 180°;
n=(Л - П - 180°)/2;
МО = (Л + П+ 180° )/2.
П р и м е р :
МО =(357°48¢ + 181°58¢ + 180°)/ 2 = 359°53¢;
n= (357°48¢-359°53¢) = -2°05¢.
К о н т р о л ь : n= (359°53¢ - 181°58¢ - 180°) = - 2°05¢;
или n = (357°48¢- 181°58¢- 180°)/2= -2°05¢.
Для теодолита 2Т30:
n = 0,5(Л - П);
n = Л - МО;
МО = 0,5(Л + П);
n = МО - П.
П р и м е ч а н и е. При пользовании теодолитом Т30 к отсчетам Л и П и к МО меньше 90° необходимо прибавлять 360°.
В теодолитах с компенсатором (2Т5К, Т15К) и без уровня при вертикальном круге (Т20, 2Т30) место нуля можно уменьшить в пределах 1 - 2¢ смещением сетки нитей в вертикальной плоскости с помощью юстировочных винтов сетки. Большие значения МО исправляют в мастерских, либо при измерениях пользуются вычисленным значением МО.
Журнал измерений углов наклона
Теодолит № ...
№ съемочной точки | № съемочной точки | Отсчеты по вертикальному кругу | Место нуля МО | Угол наклона | |||||
Л | П | ° | ¢ | ° | ¢ | ||||
° | ¢ | ° | ¢ | ||||||
Образец записи результатов наблюдений на т. 1 (теодолит Т30) | |||||||||
1 | 357 | 48 | 181 | 58 | 359 | 53 | -2 | 05 | |
2.Ответить на контрольные вопросы.
1. Что такое угол наклона? Нарисуйте схему.
2. Что называется местом нуля (МО)?
3. Как определяют МО?
4. Как юстируют МО?
Т Е М А 2
НИВЕЛИРЫ, ИХ УСТРОЙСТВО, ПОВЕРКИ
И РАБОТА С НИМИ
Ц е л ь р а б о т ы
Пользуяcь учебником и методическими указаниями, изучить уcтройcтво и поверки нивелира Н-3 (НВ-1) или Н-3К (НС4) или 2Н-10, Н-1ОКЛ, НТК, Ni Ei (ВНП).
Л и т е р а т у р а : [1, §8.3, 8.4; 2, §47; 3, §51- 58; 4, с. 23-26].
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 6
УСТРОЙСТВО НИВЕЛИРОВ Н-3,
Н-ЗК (НС4), Н1ОКЛ
Нивелир Н-3 (рис. 7, 8, 9, 10) относится к классу точных с уровнем при трубе (средняя квадратическая ошибка измерения – не более 3 мм на 1 км хода).
При установке нивелира Н-3 в рабочее положение, все три его подъемных винта выводят на одну высоту (в среднее положение). Две ножки штатива ставят и вдавливают в грунт так, чтобы пузырек круглого уровня в направлении третьей ножки. Третью ножку вдавливают так, чтобы пузырек круглого уровня оказался в центре ампулы, поправляя его положение подъемными винтами.
Перед отсчетом по рейке центр пузырька цилиндрического уровня совмещают с нульпунктом ампулы подъемным винтом. Точное совмещение производят элевационным винтом, вращая его не более чем на полоборота. Перед визированием на другую рейку, элевационный винт следует вернуть в исходное положение.
Рис. 7. Нивелир Н-3 (со стороны трубки фокусирующей линзы):
1 - окуляр; 2 - корпус трубы; 3 – механический визир; 4 - объектив;
5 – головка трубки; 6 - наводящий винт; 7 - установочный уровень;
8 – исправительный винт установочного уровня;
9 - элевационный винт
Рис. 8. Нивелир Н-3 (со стороны уровня при трубе):
1- закрепительный винт; 2 - коробка уровня; 3 – подставка;
4 - подъемный винт; 5 - пружинящая пластина со втулкой;
6 - винт
Рис. 9. Поле зрения зрительной трубы (отсчет 1539)
Рис. 10.Оптическая выводящая система контактных уровней:
а - ось уровня наклонная; б - ось уровня горизонтальная
Рис. 11. Нивелир НС4 (н-3к):
1 – маховичок наводящего винта; 2 – маховичок винта фокусировки;
3 – круглый установочный уровень
Рис. 12. Оптическая схема компенсатора нивелира Н-3К (НС4):
1 – объектив; 2 – фокусирующая линза; 3 – неподвижная призма;
4, 5 – линзы окуляра; 6 – подвижная пружина
Общий вид нивелира Н-ЗК показан на рис. 11. Его основные параметры и назначение те же, что и у нивелира Н-З.
Установка нивелира в рабочее положение производится с помощью круглого (установочного) уровня в нульпункт. При этом визирная ось с помощью компенсатора автоматически устанавливается в рабочее положение. Компенсатор обеспечивает горизонтальность визирной оси при углах наклона нивелира до 15¢ . Оптическую схему компенсатора ( рис. 12) образуют две призмы, одна из которых ( призма 6) - подвижная, подвешенная на четырех скрещенных нитях, и неподвижная (призма 3), расположенная под углом 45° к визирной оси трубы. На рис. 12 показан также ход лучей зрительной трубы нивелира через объектив 1, фокусирующую линзу 2 и линзы окуляра 4 и 5.
Нивелир Н-1ОКЛ (рис. 13) относится к классу технических, со среднеквадратической ошибкой не более 10 мм на 1 км хода.
Установку нивелира в рабочее положение осуществляют путем приведения установочного уровня 8 в нульпункт и фокусирования трубы по рейке. При этом визирная ось автоматически устанавливается в горизонтальном положении за счет поворота компенсатора оптической системы.
Компенсатор состоит из двух пентапризм 1 и 2, склеенных между собой и скрепленных с корпусом трубы (коробчатой формы), и подвижной призмы 3, заключенной в рамку 4. В трубе получают прямое изображение рейки.
З а д а н и е
Ответить на контрольные вопросы.
1. Как устроен и для чего предназначен контактный уровень?
2. Для чего предназначен элевационный винт?
3. Каков порядок установки нивелира Н-3 в рабочее положение?
4. Что такое компенсатор?
5. Как установить нивелир Н-ЗК в рабочее положение?
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 7
ПОВЕРКИ НИВЕЛИРА
s П о в е р к а 1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.
Порядок выполнения поверки
Приводят пузырек уровня в нульпункт при помощи подъемных винтов. Поворачивают верхнюю часть нивелира на 180°. Если пузырек отклонится от нульпункта, то его приводят в первоначальное положение, перемещая на половину отклонения при помощи юстировочных винтов уровня, а на другую половину - подъемными винтами. Поверку повторяют, пока пузырек уровня не будет оставаться в нульпункте.
s П о в е р к а 2. Одна из нитей сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира.
Порядок выполнения поверки.
Приводят нивелир в рабочее положение и наводят краем го - ризонтальной нити на четко видимую цель (рейку), находящуюся на расстоянии примерно 10 м, и замечают отсчет. Медленно перемещают в горизонтальной плоскости зрительную трубку наводящим винтом и следят за изменением отсчета. При изменении отсчета более 2 мм, выполняют юстировку сетки нитей. Для этого отвинчивают винты, крепящие окулярную часть, и отсоединяют ее от корпуса трубы, освобождая доступ к оправе сетки нитей. Ослабив винты оправы сетки нитей, поворачивают ее.
Крайнее левое положение Крайнее правое положение
отсчет___________________ отсчет_______________________
Рис. 13. Нивелир Н-1ОКЛ (НТСК):
а – общий вид нивелира Н - 1ОКЛ; б – оптическая схема компенсатора;
1, 2 – пентапризмы; 3 – подвижная призма компенсатора; 4 – рамка;
5 – объектив; 6 – окуляр; 7 – сетка; 8 – установочный уровень;
9 – головка механизма перефокусировки; 10 – окуляр
s П о в е р к а 3 . (Поверка основного условия нивелира). Проекция на отвесную плоскость угла между осью уровня и визирной осью трубы (угол i) должна быть не более 5² .
П р и м е ч а н и е. У нивелиров с компенсатором поверяют угол наклона между горизонтальной плоскостью и визирной осью трубы.
Порядок выполнения поверки
Поверку угла i выполняют следующим образом. На местности забивают два колышка на расстоянии S = 50 ± 10 м друг от друга (точки А и В на рис. 14).
Рис. 14. Схема поверки нивелира
Нивелир устанавливают над точкой А и измеряют его высоту КА с точностью до 1 мм (расстояние от центра окуляра до колышка) и снимают отсчет V1 по рейке, установленной в точке В. Затем нивелир и рейку меняют местами и, выполнив аналогичные описанному выше измерения получают значения КB и V2 . Значение угла i вычисляют по формуле
i=[(KA+KB)-(V1+V2)]r/2S,
где r= 206265² - переводный коэффициент (значение одного радиана в секундах).
Измерения, приведенные выше, повторяют не менее трех раз. Расхождения между отдельными значениями угла i не должны превышать 5². За окончательное значение угла i принимают среднее из трех измерений. Угол i не должен превышать 10² для нивелира типа Н-3 и 40² - для нивелира типа Н-10. В противном случае вычисляют истинный отсчет по формуле
V¢2 =V2+x,
где
x=i/rS = (КA+КB)-(V1+V2)/2.
Затем элевационным винтом устанавливают по средней нити отсчет по рейке V¢2 , а вертикальными исправительными винтами цилиндрического уровня совмещают изображение половинок концов уровня, видимых в поле зрения трубы.
Для нивелира с компенсатором исправительными винтами перемещают сетку нитей до отсчета по рейке V¢2. После этого поверку повторяют.
Журнал поверки основного условия
Дата
Время Нивелир №
Номер приема | Номер точки | Высота нивелира k | Отсчеты по рейке V | x | i |
П р и м е р.
2
+5,0 +20,6
1
2
|
среднее
З а д а н и е
Ответить на контрольные вопросы.
1. В чем принципиальная разница между нивелирами Н-3 и Н-3К?
2. Как поверить круглый уровень?
3. Как поверить цилиндрический уровень нивелира Н-3?
4. Что такое компенсатор?
5. Как поверить угол наклона визирной оси i нивелиров Н-3 и Н-3К?
6. Какова точность нивелиров Н-3 и Н-10?
7. Как установить нивелир Н-3 в рабочее положение?
8. Как установить нивелир Н-3К в рабочее положение?
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 8
РЕШЕНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ
1. Определить превышение между точками, на которых установлены нивелирные рейки, и результаты наблюдений записать в журнал.
Установить в рабочее положение нивелир посредине между точками 25 и 2 и выполнить отсчеты по рейкам, установленным на этих точках в следующем порядке: Зч Пч Пк Зк (З и П - отсчеты по задней и передней рейкам, по их черным и красным сторонам), а затем - отсчет по черной стороне, установленной на промежуточную точку 5. Выполнить контроль работы на станции, вычислив для этого разности Зк - Зч и Пк - Пч, которые не должны отличаться от истинных значений (4683) не более чем на 3 мм, а расхождения в превышениях
h¢ - h² £ 5 мм,
где
h¢= Зч - Пч и h²= Зк - Пк
После чего вычислить hср = 
и отметку точки 2 по формуле
H2=H25+hср.
Например:
hср = 
= -406 мм;
Н2 = 101,,406 = 100,845 м.
Затем вычислить горизонт инструмента:
ГИ = Н 25+ Зч = Н2 + Пч.
ГИ¢ = 101,251 + 1,125 = 102,376 м;
ГИ² = 100,845 + 1,532 = 102,377 м.
Разница ГИ¢ - ГИ² £ 3 мм. Затем вычислить отметку промежуточной точки 5:
Н5 = ГИ¢ - С = 102,376 -1,525 = 100,851 м.
2. С помощью нивелира и нивелирной рейки вынести проектную отметку точки (рис. 15).
Рис. 15. Схема выноса проектной отметки
Установить в рабочее положение нивелир между нивелирным репером и проектной точкой и снять отсчет по средней нити по черной стороне, рейки, установленной на нивелирном репере.
Произвести подготовку исходных данных для выноса проектной откатки по формулам:
ГИ = Нрп + а; впр= ГИ – Нпр.
Пример подготовки данных для выноса проектной отметки точки:
отметка репера Нрп = 100,000 м;
отсчет по рейке, +
установленной на Рп а = 0,785 м;
горизонт инструмента ГИ 100,785
проектная отметка Нпр =100,523 м
проектный отсчет впр = 0,262 м.
Журнал геометрического нивелирования
Дата _____________
№ станции | Нивелируемые точки | Отсчеты по рейке | Превышения ± | Средние превышения ± | Горизонт инструмента, м | Отметки условные, м | ||
задние | передние | промежуточные | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Образец записи | ||||||||
25 | 1125 | 102,376 | 101,251 | |||||
5811 | - 407 | -406 | ||||||
2 | 4686 | 1532 | - 405 | 102,377 | 100,845 | |||
6216 | ||||||||
4684 | ||||||||
5 | 1525 | 100,851 | ||||||
Установить рейку на проектную точку и перемещать ее в поле зрения нивелира до тех пор, пока отсчет по средней нити по черной стороне рейки не будет равен проектному отсчету впр. Отметить положение низа рейки колышком или мелом, если проектная отметка выносится на столб, дерево, стену.
ТЕМА 3
ИЗУЧЕНИЕ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЫ
И РЕШЕНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ ПО НЕЙ
Ц е л ь р а б о т ы
Пользуясь настоящими методическими указаниями и учебником, изучить устройство карты и выполнить решения инженерных задач по ней.
Л и т е р а т у р а: [1, § 21-26; 2, § 11-19].
Топографические планы и карты
Карта – это уменьшенное условное изображение больших участков или всей земной поверхности на плоскости с искажениями за кривизны земли, спроектированное по определенным математическим законам.
Общеграфические карты в масштабах 1:– 1 называют топографическими.
План – это уменьшенное и подобное изображение на бумаге горизонтальной проекции участка местности.
Топографические планы в России создают в масштабах 1: 5000; 1: 2000; 1: 1000; 1:5000 и иногда 1:200. Для изображения земной поверхности на плоскости в России принята равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера. Топографические планы и карты для удобства пользования издают отдельными листами со сторонами 40 ´ 50 см.
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 9
СТРУКТУРА ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЫ
1. Перечислить элементы зарамочного оформления карты.
2. Дать характеристику картографической сетки:
а) как нанесена сетка географических координат?
б) как нанесена сетка прямоугольных координат?
Таблица 1
Буквы | Номера пунктов | Варианты 1, 2, 3, 4, 5 | Варианты 6, 7, 8, 9, 0 | ||
Координаты квадратов | Отметки пунктов | Координаты квадратов | Отметки пунктов | ||
А-К | 1 2 | 6070 4308 6070 4612 | 169,3 170,1 | 6065 4307 6065 4311 | 214,3 156,9 |
Л-Ф | 1 2 | 6070 4308 6068 4312 | 169,3 212,8 | 6065 4307 6068 4309 | 214,3 158,9 |
Х-Я | 1 2 | 6070 4309 6068 4312 | 198,4 211,4 | 6065 4307 6065 4311 | 219,2 159,7 |
П р и м е ч а н и я:
1. Выполняется тот вариант, буква которого совпадает с начальной буквой фамилии, а номер совпадает с последней цифрой учебного шифра студента.
2. Для пунктов, отметки которых указаны, даны координаты угла квадрата, в котором расположен этот пункт.
3. Для двух пунктов 1 и 2, заданных в табл. 1, определить по карте:
а) географические координаты:
широта j1 = j2 =
долгота l1= l2 =
б) прямоугольные координаты:
x1 = x2 =
y1= y2=
в) расстояние между ними с помощью линейного графического масштаба карты:
L = км;
г) подписать диаграмму поперечного масштаба в соответствии с масштабом карты и отложить заданные расстояния
(см. табл. 2);
Таблица 2
Начальные буквы фамилии | Последние цифры шифра | |
1, 2, 3, 4, 5 | 6, 7, 8, 9, 0 | |
L, м | L, м | |
А-К Л-Ф Х-Я | 755,595, 1698 825, 1055, 2451 455, 795, 1448 | 675,985, 1822 1135,1555, 2342 1055,1385, 2452 |
д) определить наибольшую и наименьшую крутизну ската nmax,nmin, пользуясь графиком заложения на карте;
е) перечислить ситуацию в квадратах карты, ограниченных координатами:
x1= 6065 км, y1 = 4312 км;
x2= 6066 км, y2= 4314 км;
ж) построить профиль линии Вертикальный масштаб принять равным 1:1000;
з) привести пример изображаемых на карте основных форм рельефа, показать линии водораздела и тальвега.
гора | котловина | хребет | лощина | седловина |
4. Определить номер зоны, в которой расположен лист карты по формуле
n = Q – 30 =
где Q - номер колонны карты масштаба 1:1 , отсчитываемый от меридиана с долготой 180°, с запада на восток.
Размеры по долготе - 6°.
Пример: Номенклатура карты масштаба 1:25 000, № 34 – 37 - В - в; номер колонны 34; номер зоны n = 34 – 30 = 4.
5. Вычислить долготу L осевого и истинных lз и lв меридианов зоны по формулам:
L =6°Q – 183° =
lз=(l0 - 3°) =
lв=(l0+3°)=
6. Определить ориентирные углы линии (
Дирекционный угол a =
Сближение меридианов g =
Истинный азимут
Аи = a + gв =
Аи =a - gз =
Магнитное отклонение d =
Магнитный азимут
Ам =Аи+ dз =
Ам = Аи - dв =
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 10
АЭРОФОТОСЪЕМКА
По аэроснимку, приведенному в приложении к карте, определить:
1. Площадь, покрываемую аэроснимком на карте,
F=
2. Расстояние АБ по аэроснимку,
L=
3. Топографические объекты, обозначенные на аэроснимке цифрами, и записать их в ведомость.
Ведомость дешифрованных
местных предметов
Номера | Наименование элемента | Характеристика местности | Примечания |
Канд. техн. наук, доц.
Инженерная геодезия
Руководство к выполнению лабораторных работ
Б о р и с о в а
Комп. верстка Д. П. К у з м и н а
ЛР № 000 от 28.11.91.
Тип. зак. Изд. зак. 178 Тираж 4000
Подписано в печать 9.10.2000 Офсет.
Печ. л. 2,75 Уч.-изд. л. 3 Формат 60х90/16
Редакционно-издательский отдел, типография РГОТУПСа,
Москва, ГСП-47, Часовая ул., 22/2
