Производство геометрического нивелирования
Чтобы устранить влияние непараллельности визирной оси трубы и оси цилиндрического уровня на точность определения превышений, всегда остающейся после юстировки нивелира, следует стремиться устанавливать нивелир на равных расстояниях от задней и передней реек. Равенство расстояний контролируют по нитяному дальномеру. Практически расстояния можно считать равными, если не требуется изменять фокусировку трубы при «взглядах» назад и вперед.
Место постановки нивелира (станцию) выбирают так, чтобы обеспечить хорошую видимость реек и прохождение визирного луча над нивелируемой поверхностью или предметами местности на расстоянии не менее 0,2 м для нивелирования IV класса.
В рабочее положение нивелир приводят при помощи круглого, а затем цилиндрического уровней . Перед производством отсчета по рейке пузырек уровня приводят точно на середину вращением того подъемного винта, по направлению которого расположился пузырек уровня при наведении на рейку, или при помощи элевационного винта при применении нивелира НВ-1.
Поверки и юстировки нивелиров
Главное условие (геометрическое), которому должны удовлетворять глухие нивелиры: визирная ось трубы и ось цилиндрического уровня должны быть параллельны между собой и перпендикулярны оси вращения нивелира (рис. 70, а). Если нет уверенности в соблюдении этого главного условия, нельзя данным инструментом нивелировать, так как такое нивелирование может принести непоправимый ущерб производству. Поэтому целью поверок, а при необходимости и юстировок является достижение этого условия. Если главное условие выполнено, то после приведения пузырька цилиндрического уровня в нульпункт визирная ось будет горизонтальна.
Поверки нивелира НВ-1
1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.
Подъемными винтами приводят пузырек уровня в нульпункт. Поворачивают верхнюю часть нивелира на 180°. Если пузырек уровня остался в нульпункте, условие выполнено. В противном случае, действуя исправительными винтами уровня, перемещают пузырек кнульпункту на половину дуги его отклонения. Поверку повторяют до полного выполнения условия.
-
Вертикальная нить сетки должна совпадать с линией отвеса. Поверку производят так же, как у нивелира НГ (см. ниже). Исправление НГ достигают поворотом оправы с сеткой нитей, для чего предварительно надо снять окулярную часть трубы.
-
Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси трубы (главное условие).
Это условие проверяют двойным нивелированием одной и той же линии местности. На колья, закрепляющие концы линии, длиной примерно 50 м устанавливают рейки. Нивелир устанавливают по середине линии на равных расстояниях от реек и производят нивелирование по способу из середины (рис. 70,6), беря отсчеты а.\ и Ь\ по задней и передней рейкам.
Превышение, определенное при равных расстояниях до реек, будет свободным от ошибки за непараллельность визирной оси и оси уровня, а следовательно, будет верным.
Затем нивелир устанавливают на расстоянии, равном примерно 3 л за передней рейкой и вновь берут отсчеты а 2 по задней (удаленной) и Ь 2 по передней (ближней) рейкам.
Ввиду незначительности расстояния до передней (ближней) рейки отсчет Ь 2 можно полагать верным. Ошибка за непараллельность визирной оси и оси уровня будет приходиться на отсчет а 2 .
При параллельности визирной оси и оси уровня отсчет а 2 должен равняться превышению h плюс отсчет Ь 2 , т. е. a 2 = h -\- b 2 .
Если фактический отсчет по удаленной рейке отличается от найденного отсчета а 2 более чем на 4 мм, то, действуя элевационным винтом, перемещают среднюю горизонтальную нить сетки на отсчет а 2 , равный h -{- b 2 .
Такой способ поверки наиболее прост и быстро выполним. При этом способе отпадает необходимость установки нивелира так, чтобы окуляр приходился точно над колышком (что требует времени), и необходимость дважды измерять высоту инструмента (что требует тщательности и опыта). Правда, при данном способе теоретически в ошибку за непараллельность визирной оси и оси цилиндрического уровня может войти ошибка за счет изменения фокусировки трубы. Однако для инструментов неизношенных и у которых трубы имеют внутреннюю фокусировку рекомендуемый способ поверки главного условия вполне приемлем. В частности, в руководстве к пользованию нивелиром НИ 007 рекомендуется именно данный способ.
В завершение поверки производят юстировку нивелира, т. е. устанавливают ось цилиндрического уровня в положение, параллельное визирной оси трубы. Для этого открывают подвижную крышку коробки цилиндрического уровня, получая доступ к исправительным вингам уровня, и, действуя двумя вертикальными винтами, приводят концы пузырька уровня в контакт.
По завершению юстировки поверку повторяют.
Поверки нивелира НГ и НТ (как глухого)
1. Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира.
Предварительно устанавливают нивелир при помощи круглого уровня, затем устанавливают цилиндрический уровень по направлению двух подъемных винтов и дальше поступают так, как это изложено применительно к теодолиту.
2. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.
После приведения оси нивелира в отвесное положение пузырек круглого уровня должен быть на середине. Соблюдение этого условия гарантируется заводом-изготовителем. Если оно не соблюдено, ослабляют винты, крепящие круглый уровень к подставке, и подкладывают под оправу фольгу с таким расчетом, чтобы после закрепления оправы винтами пузырек уровня оказался в нуль-пункте.
3. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения инструмента (вертикальная нить должна совпадать с отвесом).
Примерно на расстоянии 20 м от нивелира подвешивают тяжелый отвес. Перекрестие сетки нитей наводят на нить отвеса (ось вращения нивелира строго отвесна). Если в этот момент вертикальная нить сетки совпадает с нитью отвеса, условие соблюдено. В противном случае ослабляют исправительные винты сетки и поворачивают диафграмму с сеткой до совпадения вертикальной нити сетки с нитью отвеса.
4. Визирная ось трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.
Поверка производится так же, как у нивелира НВ -1. Исправление производится перемещением горизонтальной нити сетки на заранее рассчитанный отсчет а 2 с помощью вертикальных исправительных винтов сетки при ослабленных горизонтальных винтах. Одновременно убеждаются в сохранении условия 3.
Поверки нивелира НСМ-2А (или НСЗ)
1. Оси цилиндрических уровней должны быть перпендикулярны вертикальной оси вращения нивелира.
Поверку уровней выполняют так же, как это указано для цилиндрических уровней теодолита или нивелира.
2. Вертикальная нить сетки должна быть отвесна.
Поверку выполняют при рабочем положении нивелира так же, как и для глухого нивелира. Небольшой поворот сетки может быть осуществлен при необходимости исполнителем.
3. Линия визирования должна занимать горизонтальное положение.
Эта поверка выполняется так же, как и поверка соблюдения главного условия у нивелира НВ-1.
Поверки нивелиров НИ 025, НИ 007 и НИ-ВЗ
Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.
Поверку и юстировку выполняют так же, как у нивелира НВ-1. При отклонении пузырька уровня от середины его переводят назад на половину дуги отклонения исправительными винтами 5 при уровне (см. рис. 64, а).
2. Вертикальная нить сетки после приведения ниве-
Нивелирные рейки
Нивелирные рейки представляют собой брусья из выдержанной древесины двутаврового сечения длиной 3 или 4 м, шириной 8—10 см и толщиной 2—3 см. Они бывают: цельные, складные и раздвижные. Лицевая сторона их покрыта белой эмалевой краской, поверх которой черной и красной эмалью нанесены сантиметровые деления — шашки. Рейки бывают односторонние и двусторонние.
Односторонние раздвижные рейки длиной 4 м менее всего точны и удобны для работы. Деления на них нанесены лишь с одной стороны, что лишает возможности быстро и надежно контролировать нивелирование на станции, а система крепления двух раздвигающихся брусков рейки не обеспечивает точной последовательности делений двух частей рейки, что нередко приводит к браку в работе.
Из этих соображений строителям не рекомендуется пользоваться односторонними раздвижными рейками.
На двусторонних складных рейках длиной 3 м на одной стороне черной краской нанесены сантиметровые деления (черная сторона), начало счета которых совпадает с пяткой рейки, окованной металлической пластиной. На другой стороне рейки деления нанесены красной краской (красная сторона). На красной стороне с пятками парных реек обычно совмещают отсчеты, равные 4687 и 4788 мм, т. е. отсчеты, разность между которыми равна 101 мм.
Оцифровка делений на указанных выше рейках перевернута с тем, чтобы в зрительную трубу видеть прямое изображение цифр.
Красные стороны двусторонних реек могут иметь сантиметровые или 11-миллиметровые деления. Если счет делений красной стороны начинается от нуля, деления 11-миллиметровые; если же счет делений красной стороны начинается с 4687 или 4787, деления сантиметровые.
Отсчеты по красным сторонам реек с 11-миллиметровыми делениями, как и превышения, отличаются от соответствующих отсчетов и превышений по черным сторонам на одну десятую их долю.
Для каждой двусторонней рейки определяют разность высот нулей обеих ее сторон. С этой целью на расстоянии 20 м от нивелира прочно забивают в землю костыль (рис. 69, а) и отвесно устанавливают на него рейку. Берут отсчеты по черной и красной сторонам рейки, причем пузырек уровня нивелира должен быть строго на середине. Вычитая из второго отсчета первый, получают разность высот нулей красной и черной сторон реек. Таких определений делают не менее четырех, причем перед каждым определением изменяют горизонт инструмента (или устанавливают рейки на четыре костыля, забитые на разной высоте). За окончательный результат принимают среднее из всех определений.
При выполнении работ высокой точности применяют штриховые рейки длиной 3 ж с инварной полосой. На инварной полосе нанесены две шкалы, смещенные одна относительно другой на 2,5 мм. Штрихи на шкалах имею т толщину 1 мм, расстояния между осями штрихов 5 мм. Одна шкала имеет подпись полудециметровых делений от 0 до 60, а другая — от 60 до 119. Рейки имеют круглые уровни и снабжены специальными ручками для удерживания их в рабочем положении.
Перед началом и в процессе работы следует проверять длину метровых интервалов реек и правильность делений при помощи «контрольного метра». Такая поверка называется компарированием реек.
В момент отсчета при нивелировании рейка должна быть установлена строго вертикально, иначе нарушится основное условие нивелирования. Вертикальность реек следует строго соблюдать при возведении элементов строительных конструкций или монтаже технологического оборудования. Для этих целей рейки, используемые строителями, должны быть снабжены круглыми уровнями или в крайнем случае отвесами (рис. 69,6), что является уже крайней мерой.
При выполнении геодезических работ, связанных с вертикальной съемкой местности или нивелированием для производства земляных работ различного назначе-
ния, установка реек в вертикальное положение производится на глаз.
В целях грубого контроля вертикальности рейки в момент отсчета ее покачивают так, чтобы ось рейки равномерно отклонялась от вертикали вперед и назад. Минимальный отсчет будет соответствовать вертикальному положению рейки. В том случае, если высота визирного луча над нивелируемой поверхностью меньше 1 м, покачивать рейку не следует во избежание недопустимой погрешности в отсчете за счет толщины пятки рейки.
Если рейку устанавливают не на геодезическом пункте или элементе строительной конструкции, высоту которого определяют, следует в этой точке предварительно забить стальной косгыль (деревянный колышек) или установить нивелирный башмак (рис. : 69, б), так как только на надежно зафиксированную поверхность можно устанавливать рейку, чем соблюдается единообразие при «переднем» и «заднем» положениях рейки.
