Лабораторная работа №3. Нивелирование

 

Цель – изучить устройство нивелира и нивелирной рейки; научиться производить отсчеты по нивелирной рейке; научиться вычислять превышения методом нивелирования из середины.

 

3.1. Устройство нивелира НВ-1.

 

Нивелир НВ-1 предназначен для нивелирования III, IV классов и технического. Он имеет следующие основные детали:

 

 

Рис. 5. Устройство нивелира НВ-1.

1 – трегер; 2 – подъемные винты; 3 – закрепительный винт; 4 - наводящий винт; 5 – элевационный винт; 6 – круглый уровень; 7 – исправительные винты круглого уровня; 8 – зрительная труба; 9 – кремальера; 10 – окуляр; 11 – объектив.

 

3.2. Устройство нивелирной рейки.

 

Нивелирные рейки изготавливают из деревянных брусьев двутаврового сечения шириной 8-12 см и толщиной 2-3 см.

При нивелировании III и IV классов, а также техническом применяют рейки цельные длиной 3 м и складные длиной 3 или 4 м с шашечными делениями величиной 1 см. Деления могут быть с одной стороны (односторонние) рейки и с двух сторон (двусторонние).

На двусторонних рейках с одной стороны чередуются красные и белые деления (красная сторона реек), а на другой стороне – черные и белые (черная сторона). На черной стороне счет делений идет от пятки рейки, с которой совмещен нуль.

Красная сторона реек может быть двух видов:

а) деления сантиметровые, с пяткой совмещен отсчет 4687 или 4787, т.е. на рейках одного комплекта отсчеты различаются на 100 мм;

б) деления одиннадцатиметровые, с пяткой рейки совмещен отсчет, равный нулю.

Каждый дециметр рейки подписан перевернутыми цифрами, что дает возможность в трубу нивелира видеть их прямое изображение.

Рейки во время работы устанавливают на деревянные колья, башмаки или костыли.

3.3. Поверки нивелира НВ-1.

 

1. Ось цилиндрического уровня должно быть перпендикулярна оси инструмента.

Производят предварительную установки оси нивелира в отвесное положение, для чего, действуя подъемными винтами, приводят пузырек круглого уровня на середину.

Далее цилиндрический уровень устанавливают по направлению двух подъемных винтов и, действуя ими, приводят пузырек в нульпункт (приводят концы половинок пузырька в контакт). Вращением верхней части нивелира поворачивают уровень на 180^о. Если после поворота уровня концы пузырька остались в контакте, то условие выполнено. В противном случае, действуя исправительным винтом, уменьшают величину расхождения изображения концов пузырька на половину. Поверку контроля повторяют.

2. Средняя горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна к оси нивелира.

Поверка производится аналогично поверке перпендикулярности вертикальной нити сетки к оси вращения трубы теодолита.

Юстировка производится поворотом оправы сетки нитей. Для этого надо снять окулярную часть трубы и ослабить винты, которыми сетка крепится к корпусу трубы. После поворота сетки винты надо закрепить.

3. Поверка главного условия: параллельности оси цилиндрического уровня и визирной оси.

Поверка производится двойным нивелированием одной и той же линии. Линия длиной 50-70 м должна быть закреплена кольями.

 

 

Рис. 6. Поверка главного условия.

Над точкой А устанавливают нивелир так, чтобы окуляр трубы был на отвесной линии, проходящей через эту точку. Приводят ось нивелира в отвесное положение, измеряют высоту i₁ инструмента и производят отсчет b₁ по рейке, установленной в точке B.

Высота инструмента должна быть измерена с точностью отсчета по рейке. Для этого на колышек устанавливают отвесно рейку, надевают на объектив колпачок с отверстием в центре.

 

Рис. 7. Измерение высоты нивелира.

Глядя на рейку через отверстие, вводят в поле зрения острие карандаша и делают метку. Высота инструмента i₁ будет равна отсчету по рейке от ее пятки до карандашной метки.

Переставляют местами нивелир и рейку, определяют высоту инструмента i₂ на точке B и производят отсчет b₂ по рейке в точке A.

Вычисляют ошибку x, возникающую из-за несоблюдения главного условия, по формуле:

(8).

Если оказалось, что |x| ≤ 4 мм, то условие выполнено. В противном случае отвинчивают крышку и, действуя исправительными винтами сетки, устанавливают ее центр на отсчет b₂^/=b₂-x.

3.4. Нивелирование «из середины».

Измерение превышений при геометрическом нивелировании производят чаще всего по способу «из середины».

Рис. 8. Схема нивелирования «из середины».

А, В – задняя и передняя точки, a и b – отсчеты по рейкам, h – превышение.

 

При этом пользуются формулой

(9),

где h – превышение, a, b – отсчеты соответственно по задней и передней рейкам.

Преподавателем выбираются две точки, между которыми надо вычислить превышение. Результаты заносятся в журнал наблюдений.

 

Журнал технического нивелирования.

№ станций	№ точек	Отсчеты по рейкам, мм	Превышения, мм	Средние превышения, мм	Горизонт инструмента, м	Отметки, м
задний	передний	промежуточный	+	-	+	-	вычисленные	исправленные
		14,4	15,7	-	-	1,3	-	1,25	14,7	-	-
		62,4	63,6	-	-	1,2	-	15,3	-	-