3501

11

По точности все нивелиры делятся на три группы: высокоточные (Н-0,5), точные (Н-3) и технические (Н-10). В этих обозначениях Н – нивелир, а цифры 0,5; 3 и 10 – ошибка в миллиметрах на 1 км двойного нивелирного хода.

При работе с нивелирами применяются нивелирные рейки трех типов: РН-0,5 (для высокоточного нивелирования), РН-3 (для точного нивелирования) и РН-10 (для технического нивелирования). Назначение реек – фиксировать вертикальные расстояния от нивелируемых точек до горизонтального визирного луча (путем взятия так называемых отсчётов по рейкам).

3

1

6

2

Рис.5. Внешний вид (а), схема (б) и поле зрения трубы (в) нивелира с цилиндрическим уровнем Н-3

2Н-3Л Внимание: Нивелир 2Н-3Л или его аналог НИ-3 являются модификацией базовой модели Н-3. Их отличительная особенность заключается в наличии лимба для измерения горизонтальных углов. У этих нивелиров

лимб нет закрепительного винта 3, а двусторонний наводящий винт 4 является бесконечным.

4

Неправильное расположение отдельных частей прибора (сетки нитей, уровней, компенсатора) может нарушить его идеальную геометрическую схему, поэтому необходимо периодически выполнять поверки нивелира.

Порядок выполнения задания:

13

Наводящим винтом совместите перекрестие сетки нитей 13 с изображением рейки. В поле зрения трубы Вы видите изображения: рейки, сетки нитей и концов половинок пузырька цилиндрического уровня 11. Элевационным винтом 5 приведите пузырёк цилиндрического уровня 11 в нуль-пункт, для чего необходимо добиться совмещения половинок пузырька уровня, как это показано на рис. 5в. Запишите отсчёт в миллиметрах, соответствующий положению средней горизонтальной нити сетки 13 на рис. 5в ( в нашем примере 1147).

3. Определите превышение между тремя любыми точками (рейками, закреплёнными на стенах аудитории), считая, что нивелирование производится с трёх станций способом «из середины». Все записи ведите в журнале нивелирования

(табл. 2).

Работа выполняется в следующей последовательности:

∙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);

Внимание: Перед каждым отсчётом по рейке необходимо с помощью элевационного винта 5 привести пузырёк цилиндрического уровня 11 в нульпункт.

∙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;

∙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 (∑з - ∑п):2 с алгебраической суммой средних превышений ∑hср (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 2 и 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.

15

Контролем служит получение на каждой станции двух одинаковых результатов. Расхождение в 1 – 2 мм возможно за счёт округления средних превышений.

Контрольные вопросы (см. конспект лекций: стр. 21–30, 35-38)

1.Объясните сущность и способы геометрического нивелирования.

2.Классификация нивелиров по точности и по конструкции?

3.Назначение у нивелира круглого и цилиндрического уровней?

4.Отличие нивелиров с цилиндрическим уровнем и компенсатором углов наклона?

5.Перечислите название и назначение основных частей нивелира.

6.Классификация и характеристика нивелирных реек?

7.Дайте определение осей нивелира.

8.Как привести нивелир в рабочее положение и взять отсчёт по рейке?

9.Как определяют превышения и отметки при геометрическом нивелировании?

10.Что такое горизонт инструмента и как он определяется с контролем?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ТЕОДОЛИТЫ, ИХ УСТРОЙСТВО И РАБОТА С НИМИ

Для выполнения работы нужно иметь: один теодолит на двух студентов, штатив, отвес, угломерный журнал.

ЗАДАНИЕ: Изучить устройство теодолита, научиться приводить его в

рабочее положение и производить отсчёты по горизонтальному и вертикальному кругам; измерить горизонтальный и вертикальный угол и оформить угломерный журнал.

Назначение теодолитов – измерение горизонтальных, вертикальных углов и расстояний. Для этого они снабжены горизонтальным Г и вертикальным В кругами (лимбами) с градусными делениями и дальномерными нитями сетки. Любое положение зрительной трубы теодолита фиксируется на лимбе с помощью алидады путем взятия соответствующего отсчёта. В современных теодолитах лимбы изготовлены из стекла и снабжены оптическими отсчётными устройствами.

По точности все теодолиты делятся на три группы: высокоточные Т1, точные Т2, Т5 и технические Т15, Т30. В этих обозначениях Т – теодолит, а цифры 1, 2, 5, 15 и 30 – ошибка (в секундах) измерения угла одним приёмом.

По конструкции теодолиты подразделяются на две группы :

∙простые (лимб и алидада не имеют совместного вращения );

∙повторительные (лимб и алидада имеют как независимое, так и совместное вращение).

Во время измерений основная ось вращения теодолита ОО должна быть отвесна и проходить через вершину измеряемого горизонтального угла. Её

16

отвесность проверяется с помощью цилиндрического уровня, а центрирование прибора выполняется с помощью нитяного или оптического отвеса.

Соблюдение идеальной геометрической схемы теодолита проверяется периодически путем выполнения соответствующих поверок.

Порядок выполнения задания:

1. Установите на штативе теодолит и закрепите его становым винтом. При этом закрепительные винты алидады 5 и трубы 8 должны быть ослаблены, а наводящие винты алидады 6, трубы 9 и лимба 4 установлены в среднее положение

(рис. 6а).

10

8

12

11

9

13

7

6

4

1

2

Рис. 6. Внешний вид повторительного теодолита (а), его схема (б), поле зрения отсчётных микроскопов: штрихового Т30 (в) и шкалового 2Т30 (г)

17

4Т30П Внимание: Теодолит 4Т30П (простой) является четвёртой модификацией базовой модели Т30. Его отличительной особенностью является отсутствие закрепительного и наводящего винтов лимба. Он снабжён рукояткой, после лёгкого нажатия на которую можно, путём её вращения, производить перестановку Г лимба, например, между первым и вторым полуприёмами при измерении горизонтальных углов,

рукоятка или установить на Г лимбе любой отсчёт.

Приведите теодолит в рабочее положение. Для этого он должен быть центрирован над точкой, закрепленной на полу аудитории, а основная ось вращения ОО приведена в отвесное положение.

Центрирование выполните с помощью нитяного отвеса, подвешиваемого на крючок станового винта, либо путем визирования зрительной трубой, установленной вертикально.

Основную ось вращения теодолита приведите в отвесное положение с помощью подъёмных винтов и цилиндрического уровня. Для этого вначале установите уровень 13 (см. рис. 6) по направлению любых двух подъёмных винтов 2 и, вращая эти винты в разные стороны, выведите пузырёк уровня в нуль-пункт. Затем поверните верхнюю часть теодолита на 90° и, вращая только третий подъёмный винт, вновь выведите пузырёк в нуль-пункт. При необходимости все действия повторите.

На схеме теодолита (рис. 6б) обозначьте цифрами основные части в соответствии с табл. 3 и укажите оси прибора: ОО, VV, SS, UU. В тетради в таблице 3 перечислите в соответствии с рис. 6 название и назначение основных частей теодолита.

Особое внимание обратите на назначение различных винтов и на недопустимость приложения усилий при их вращении.

2. Закрепите винт 3 лимба, ослабьте винты 5 и 8 алидады и трубы и наведите перекрестие сетки нитей на любую точку. Для этого:

∙добейтесь четкого изображения сетки нитей путём вращения окулярной трубочки 11 (эта операция выполняется один раз);

∙наведите трубу с помощью визирного приспособления 17 на точку и закрепите винты 5 и 8 алидады и трубы;

∙отфокусируйте изображение точки вращением кремальеры 14;

∙наводящими винтами 6 и 9 алидады и трубы совместите перекрестие сетки с

точкой визирования.

∙

Внимание: Перед наведением зрительной трубы на другую точку необходимо ослабить закрепительные винты 5 и 8 во избежании поломки прибора.

кругу, видимые в поле зрения отсчётного устройства теодолита.

У базового теодолита Т30 в качестве отсчётного приспособления служил штриховой микроскоп (рис. 6в). В поле зрения микроскопа видны одновременно неподвижный штрих и деления вертикального В и горизонтального Г кругов. Оцифрован каждый градус от 0° до 360°. Градусы разделены на 6 частей, значит цена деления лимба 10'. Отсчёт производится по штриху с точностью до 0,1

деления, то есть до 1'. На рис. 6в показан отсчет 26°34' по горизонтальному Г кругу и 357°25'по вертикальному В кругу.

19

Теодолиты 2Т30П, 4Т30П снабжены шкаловым микроскопом (рис. 6г), в поле зрения которого видны одновременно две неподвижных шкалы и деления вертикального В и горизонтального Г кругов. Каждая шкала размером в 1º разделена на 12 частей, поэтому цена деления шкал 5'. На горизонтальном Г круге нанесены и подписаны от 0° до 360° градусные деления. На вертикальном В круге также нанесены градусные деления, но применена так называемая секторная оцифровка (положительная и отрицательная).

Цена деления Г и В лимбов составляет 1°. Длина шкалы должна быть равна градусному делению лимба, в противном случае имеет место рен отсчётного приспособления, который исправляется в мастерской. Индексом для взятия отсчётов

по Г и В кругу служит его градусный штрих, расположенный в пределах шкалы. В нашем примере В = +3°18', Г = 164°43'. Точность отсчитывания можно повысить до

30", оценивая на глаз десятые части пятиминутных делений шкалы. Если бы в поле

зрения микроскопа 2Т30П был виден отрицательный градусный штрих –3 °, то отсчёт В был бы равен –3 °42'.

Четкого изображения поля зрения отсчётного микроскопа добиваются путём вращения трубочки 15 и подсветки зеркалом 16.

4.Каждый студент измеряет один горизонтальный и один вертикальный угол

сзаполнением журнала измерения углов (табл. 4). Для этого установите теодолит на штативе в вершине Т измеряемого угла (в любом месте аудитории) и приведите его в рабочее положение. Измерение горизонтального угла полным приемом выполните по следующей программе:

∙закрепите лимб и, действуя винтами 5, 6 алидады и 8, 9 трубы, наведите

перекрестие сетки на правую точку 1. Возьмите отсчёт по горизонтальному кругу 156°47' (см. табл 4). Для контроля наводящим винтом 6 алидады сместите и вновь

возвратите перекрестие сетки в точку 1, отсчитайте только минуты (49') и выведите средний отсчет 156°48';

∙ действуя винтами 5, 6 алидады и 8, 9 трубы, наведите перекрестие сетки на левую точку 2, произведите отсчёты по горизонтальному кругу 1°10' (12'),найдите среднее из отсчётов1°11'. Вычислите угол 155°37' из первого полуприёма как разность средних отсчётов на правую и левую точки.

Внимание: Перед выполнением второго полуприёма поверните лимб на 2– 5° путём вращения его наводящего винта 4.

∙ переведите трубу через зенит и, действуя винтами 5, 6 алидады и 8, 9 трубы,

выполните второй полуприём по аналогии с первым. Вычислите значение угла 155°36' из второго полуприёма. Если первый отсчёт 155°01' окажется меньше второго 359°25', то необходимо к первому отсчёту прибавить 360° и из полученной

20

суммы вычесть второй отсчёт, то есть 155°01' + 360°= 515°01'. Угол равен 515°01' – 359°25' = 155°36'.

∙

Т а б л и ц а 4

ЖУРНАЛ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ

(теодолит _________ № __________)

Дата: ___________Измерял: _______________ Вычислял: ________________

ν = МО – КП = 0° 01' + 6° 39 ' = + 6°40 '

Расхождение значений горизонтальных углов в полуприёмах не должно превышать двойной точности отсчётного устройства 2t, то есть 2х1'=2'.

5. Измерение вертикального угла выполните следующим образом:

∙ наведите при КЛ перекрестие сетки на точку 1, возьмите отсчёт (с учётом знака) по вертикальному В кругу +6°42'. Для контроля наводящим винтом 9 трубы

сместите и вновь возвратите перекрестие сетки в точку 1 и отсчитайте по В кругу только минуты (40'). Выведите средний отсчет +6°41';

∙ переведите трубу через зенит и все действия повторите при другом

положении вертикального круга КП, взяв отсчёты – 6 °39' (39').Выведите средний отсчет – 6 °39';

∙ вычислите место нуля МО и угол наклона ν.