Основы геодезии (стр. 12 )

Простое и сложное нивелирование

Если превышение одной точки над другой, например точки В над точкой А определяют однократной установкой нивелира, то такое нивелирование называют простым нивелированием. В этом случае Δh = З – П.

Однако не всегда можно определить превышение одной точки над другой однократной установкой нивелира. Очень часто расстояние между нивелируемыми точками бывает настолько большим, или разность отметок между этими точками так велика, что нельзя получить превышение в результате одной установки нивелира.

В таком случае между точками А и В прокладывают линию по возможности по прямому направлению и разбивают ее на части с расчетом, чтобы каждую такую часть можно было пронивелировать простым нивелированием с одной установки нивелира. Такое нивелирование называется сложным.

Рисунок 8.11

В этом случае работы по нивелированию выполняются следующим образом. В точках А и 1 устанавливают рейки. На середине между точками А и 1 ставят нивелир. Приводят инструмент в рабочее положение. При горизонтальном положении визирной оси берут отсчеты З1 и П1 по рейкам установленным соответственно в точках А и 1. по этим отсчетам получают превышение Δh1.

Условимся называть в дальнейшем цикл измерений, сделанных при одной установке нивелира, станцией. Выполнив измерения на первой станции, переходят с нивелиром вперед и устанавливают его на середине между точками 1 и 2, а рейку переносят из точки А в точку 2. установив нивелир и приведя визирную ось в горизонтальное положение берут отсчеты З2 и П2 по рейкам, расположенным в точке 1 и в точке 2. по отсчетам находим превышение точки 2 над точкой 1: Δh2 = З2 – П2 .

Затем операции повторяют. В общем случае таких установок потребуется n. Тогда получим другие превышения:

Δh3 = З3 – П3

Δhn = Зn – Пn, и т. д.

Превышение Δh конечной точки В над начальной А определится как сумма превышений нивелируемых точек:

Δh = Δh1 + Δh2 + … + Δhn

или сокращенно:

Δh = Δh1 , или

Δh = -

В зависимости от назначения различают продольное нивелирование и нивелирование поверхности (площади).

Если нивелирование выполняют для определения высот (отметок) точек, расположенных вдоль какой-либо трассы или пунктов полигонометрии, нивелирных и теодолитных ходов, то такое нивелирование принято называть продольным.

Если необходимо выявить и изобразить слабо выраженный рельеф какого-либо участка земной поверхности, то для этого производят нивелирование системы точек в пределах площади этого участка. Такой вид нивелирования называют нивелированием площади поверхности.

Закрепление пунктов нивелирования

Ходы нивелирования всех классов закрепляют реперами или марками через каждые 5-7 км, а в малонаселенных местах – через 10-15 км.

Нивелирные знаки бывают двух типов – знаки, на которых рейку устанавливают непосредственно, и знаки, к которым подвешивают специальную рейку. Первые знаки называют реперами, а вторые - марками

Реперы бывают стенные и грунтовые, марки – только стенные.

Стенные реперы и марки представляют собой металлические стержни с дисками. Диск стенного репера намного толще диска марки и имеет форму цилиндра. Часть цилиндра вырезана, а образовавшийся на диске репера выступ имеет двугранный угол, ребро которого несколько закруглено и служит для установки рейки.

Марки устроены иначе. В центре диска марки высверлено углубление, куда во время наблюдений вставляют штифт для подвески специальной рейки.

У стенного репера отметка относится к ребру выступа, а у марки к центру отверстия.

Рисунок 8.12Стенной репер и марка.

Стенные реперы и марки закладывают в фундаментах и стенах каменных зданий, в устоях мостов. Для закрепления стенного репера или марки в месте закладки знака пробивают шлямбуром неглубокий шпур. Шпур заполняют цементным раствором. Репер или марку вдавливают в шпур с раствором так, чтобы диск стал заподлицо со стеной, а ребро выступа стенного репера было горизонтально.

Грунтовый репер представляет собой отрезок рельса или железной трубы длиной не менее 1,5 м, а нижний конец, которого заделывают в бетонный монолит. Верхнему концу головки рельса придают форму сферической поверхности; в верхний конец трубы вставляют чугунную марку со сферической головкой.

Во избежание выпучивания грунтовые реперы закладывают так, чтобы основание монолита было ниже глубины промерзания почвы. Верх репера располагается ниже поверхности земли примерно на 30 см; его закрывают доской и засыпают землей. Над репером насыпают курган с круглым или квадратным основанием. Вокруг кургана роют канавку.

Для закрепления точек на небольшой промежуток времени, рассчитанный только на период съемочных работ, а также при длительном перерыве полевых работ устанавливают временные реперы в виде железных костылей, забиваемых в стены зданий, устои мостов или фундаменты труб и в другие прочные предметы, или же в виде деревянных столбов с крестовиной внизу.

На каждый постоянный нивелирный знак составляется глазомерный план местности, сопровождаемый зарисовками и описанием по установленной форме.

Техническое нивелирование. Продольное геометрическое нивелирование, выполняемое для инженерно-технических целей, называется техническим нивелированием. Обычно его производят для определения отметок отдельных точек нивелирной сети, пунктов полигонометрии и теодолитных ходов, или для того чтобы составить профиль линии местности, например, профиль оси проектируемой дороги, канала, траншеи и т. п.

Рисунок 8.13 - Грунтовый репер.

В первом случае задача нивелирования заключается в том, чтобы по известным отметкам одних пунктов определить отметки других.

Во втором случае задача состоит в определении отметок не только закрепленных точек, но также и точек, расположенных в характерных точках рельефа местности по линии нивелирования.

Техническое нивелирование выполняется также в процессе строительства, когда необходимо вести наблюдение за тем, чтобы действительные отметки элементов сооружений соответствовали заданным проектным отметкам этих элементов. Подобные работы относятся к решению обратной задачи нивелирования, т. е. когда требуется определить не отметку точки местности, а найти или установить на местности точку, отметка которой наперед задана.

Контрольные вопросы

1.Какие работы называют вертикальной съемкой?

2.Что называют абсолютной и относительной высотой точки?

3.Когда отметка точки считается положительной, отрицательной?

4.Что называется превышением, когда превышение будет отрицательным?

5.Определить отметку точки В, если отметка точки А равна 230,30 м, а превышение между точками Δh = - 0, 250 м.

6.Какое нивелирование называют геометрическим?

7.Перечислите виды нивелирования.

8.Назовите виды геометрического нивелирования.

9.Какую величину называют высотой инструмента.

10. Объясните принцип работы при нивелировании «из середины».

11.Назовите недостатки нивелирования «вперед».

12.В каком случае нивелирование называют сложным?

13.Что такое станция?

ЛЕКЦИЯ №9-10

НАЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЪЕМОК

Виды съемок

Съемкой принято называть совокупность измерений, выполняемых на местности с целью составления плана (карты) или для решения специальных инженерно-технических задач.

При горизонтальной съемке положение точек местности определяется только в горизонтальной плоскости (съемка контуров, определение положения отдельных пунктов). По типам применяемых инструментов различают: экерные, буссольные, теодолитные.

При вертикальной съемке (нивелировании) положение точек местности определяется по высоте (относительно уровенной поверхности). Виды нивелирования: геометрическое, тригонометрическое, физическое.

При топографической съемке производится совместное определение положение точек местности как в горизонтальной плоскости так и по высоте, в результате чего получают план местности с изображением ситуации и рельефа данного участка. Виды: тахеометрическая, мензульная и фототопографическая.

Теодолитная съемка

Для определения положения точек на плане в геодезии принята (в измененном виде) прямоугольная система координат. Задача горизонтальной съемки заключается в определении только координат x и y (горизонтальные координаты).

Непосредственное измерение координат x;y точек местности практически невозможно, так как нельзя обозначит положение принятых осей. Но координаты прямоугольные можно определить через полярные координаты этой точки.

Для измерения полярных координат точек местности применяют особые угломерные инструменты, называемые теодолитами, а съемку в этом случае называют теодолитной съемкой.

Геодезические и съемочные сети

При съемке обширных территорий геодезическая сеть опорных пунктов создается методом триангуляции или методом полигонометрии.

Сущность метода триангуляции. Опорные пункты располагаются на местности так, чтобы линии их соединяющие, образовывали цепь примерно равносторонних треугольников и чтобы с каждого пункта было видно не менее трех соседних.