Лекции по геодезии

   Проложение хода и работа на станции. В привязочных и основных ходах нивелир устанавливают между связующими точками, причем не обязательно в их створе, но так, чтобы неравенство плеч было менее 10 м. Связующими называют точки, по которым ведут передачу высоты от начала к концу хода (секции). Рейки на них отсчитывают по обеим сторонам с двух смежных станций. Между связующими точками основных ходов обычно располагаются промежуточные, которые в передаче высоты не участвуют. Рейки, устанавливаемые на них, отсчитывают только по черной стороне. В ходах технического нивелирования нормальное расстояние между нивелиром и связующей точкой 120 м; в благоприятных условиях допускается 200 м.

   На каждой станции прочно ставят штатив. Его головка должна быть примерно горизонтальна. Привинченный к ней нивелир горизонтируют по круглому уровню и закрепляют становым винтом. Вращением диоптрийного кольца окуляра добиваются отчетливого изображения сетки нитей, а вращением головки кремальеры - резкого изображения задней рейки. Придерживаются следующего порядка ведения наблюдений и записей. Наводят трубу на черную сторону задней рейки и совмещают (у нивелира с уровнем) элевационным винтом изображения половинок конца пузырька цилиндрического уровня, после чего читают и записывают в журнал отсчет. Далее трубу нивелира наводят на черную сторону передней рейки, уточняют фокусировку, приводят в контакт уровень, читают отсчет по черной стороне, а затем - по красной; трубу вновь наводят на заднюю рейку и читают отсчет по ее красной стороне.

   Из отсчетов по черной  и красной сторонам реек составляют разности и сравнивают их между собой. Разность между ними не должна отличаться от разности высот нулей пары реек, полученной при их проверке более чем на ± 5 мм. Если это требование не выполнено, наблюдения повторяют, предварительно выяснив и устранив причины грубого промаха. А ими могут быть плохое крепление ножек штатива в грунте; слабое скрепление нивелира со штативом; наклон или проседание рейки (если она не поставлена на кол); отсчет при наклонной линии визирования (нивелировщик забыл привести уровень в контакт).

   В случае, если разность  высот нулей пары реек допустима, дважды вычисляют измеренное  превышение между связующими точками, составив сначала разность hч отсчетов по черным сторонам задней и передней реек, а затем - разность hк отсчетов по их красным сторонам. Первая отличается от второй на ± 100 мм, отклоняясь от этой величины точно на разность высот нолей пары реек, полученную на данной станции. Из измеренных превышений находят среднее, равное (hч+ hк ± 100)/2. После этого рейки устанавливают на плюсовых точках и берут отсчеты по черной стороне. При нивелировании поперечника порядок работы несколько иной: сначала рейки устанавливают на точках поперечника и берут отсчеты по черным сторонам, затем заднюю рейку ставят на заднем пикете, переднюю на переднем и измеряют превышения по рассмотренной выше программе.

   После перемещения нивелира на следующую станцию передняя связующая точка предыдущей станции становится задней связующей точкой последующей станции. На ней остается прежняя рейка. На переднюю связующую точку переносят рейку с задней связующей точки предыдущей станции. Нарушение порядка чередования реек недопустимо, поскольку это ведет к промахам в определении знаков превышений. Наблюдения на последующей станции ведут в том же порядке, что и на предыдущей.

   Выполняя постраничный контроль, отдельно суммируют отсчеты по черным и красным сторонам реек на задних связующих точках, получая ∑З, и на передних - ∑П. Разность ∑З-∑П должна быть идентична сумме превышений, вычисленных из отсчетов по черным и красным сторонам реек, а полусумма отсчетов, т. е. 0,5 (∑3-∑П), должна быть равна сумме средних превышений ∑hпр. Результаты вычислений записывают внизу каждой страницы

   Перерыв в работе (на ночь, на обед) устраивают после надежного закрепления связующей точки. Обычно работу заканчивают на репере или заменяющей его точке (прочном пне, большом камне, выступе сооружения и т. п.); при отсутствии последней в замаскированную яму вбивают кол длиной 40 - 50 см.

   При нивелировании крутых  склонов иногда невозможно определить  превышение между соседними точками  трассы с одной станции, так  как линия визирования проходит  выше одной рейки и ниже другой. Тогда в качестве связующей выбирают в удобном месте склона дополнительную точку (называемую иксовой), закрепляют ее колом, но положение в плане не определяют. В этом месте хода сначала, передают отметку с задней точки трассы на иксовую, а затем на станции с иксовой на переднюю точку.

   Камеральная обработка результатов горизонтальной и вертикальной съемок трассы

   В камеральных условиях  увязывают превышения, вычисляют отметки, составляют план и профиль трассы.

   Увязка превышений предусматривает устранение несоответствия между суммой полученных nревышений

∑hпри ее теоретическим значением ∑hт в ходе. В замкнутом ходе ∑hт равна нулю, в разомкнутом - разности отметок конечного Нк начального Нн реперов. Невязки в замкнутом и разомкнутом ходах вычисляют по формулам

                                           fh =∑hпр

                                           fh =∑hпр-( Нк- Нн)

   Если невязка не превышает допустимую, в средние превышения вводят одинаковые поправки ωh (с округлением до целых миллиметров) со знаком, обратным знаку невязки. В нивелирном журнале их указывают над средними превышениями, а ниже - исправленные превышения.

   Вычисление отметок. Высоту связующих точек вычисляют по (35) последовательным алгебраическим суммированием исправленного превышения с отметкой задней связующей точки. Правильность вычислений на каждой странице журнала контролируют по соблюдению равенства

                         Нп-Н1=∑hиспр

В котором Нп и Н1 - отметки связующих точек, записанных на данной странице соответственно последней и первой в графе «Отметка»; ∑hиспр - сумма исправленных превышений на данной странице.

   Высоту промежуточных точек  рассчитывают, определив высоту связующих через горизонт нивелира, который находят по (37) дважды - по отметкам задней и передней связующих точек и отсчетам по черным сторонам реек, стоявших на этих точках. В журнал записывают среднее из двух определений. Отметку любой промежуточной точки, отнивелированной с данной станции, находят как разность между горизонтом нивелира и отсчетом по рейке, стоявшей на ней.

   План и профиль трассы. План составляют в масштабах 1:1 0000-1:5000. Вершины углов поворота наносят на план по их координатам. На предварительных изысканиях трассу можно наносить по измеренным румбам и расстояниям. На плане показывают ситуацию в снятой полосе местности, положение главных точек кривых и поперечников с надписями их пикетажных обозначений. Профиль трассы составляют на миллиметровой бумаге в том же горизонтальном масштабе, что и план. Его вертикальный масштаб в 5-10 раз крупнее горизонтального. Сначала делают разграфку сетки профиля, руководствуясь требованиями к этому документу. Заполнение сетки начинают с нанесения пикетов в графу «Расстояния». Их концы обозначают вертикальными черточками, под которыми указывают номера пикетов. Внутри последних отмечают положение плюсовых точек с указанием расстояний от них до пикетов или соседних промежуточных точек. Расстояния между пикетами не указывают, если между ними нет плюсовых точек. Над каждой черточкой в графе «Отметки земли» записывают округленную до 0,01 м высоту соответствующих пикетов и плюсовых точек. Ниже, в графе «План трассы», схематически показывают кривые участки и соединяющие их прямые. Дужкой, обращенной выпуклостью вверх, обозначают кривую, вписываемую в правый угол поворота, дужкой вниз - в левый. На схеме указывают данные об элементах кривых, длину и румб прямых вставок. В графе «Ситуация» вычерчивают условный план местности с показом данных о грунтах.

   Профильную линию строят от верхней линии сетки (линии условного горизонта). На перпендикулярах к ней откладывают в вертикальном масштабе чертежа отрезки, соответствующие отметкам точек, уменьшенным на число, равное отметке линии условного горизонта. Ее выбирают так, чтобы самая нижняя точка профильной линии была на 5-7 см выше линии условного горизонта. Соединив верхние концы отрезков прямыми линиями, получают профиль трассы. Поперечные профили строят один под другим справа от продольного профиля по правилам, рассмотренным выше.

   Проектирование по профилю

   При проектировании линейных сооружений (дорог, каналов и др.) на профиль наносят проектную линию и используют его для вычисления проектных и рабочих, а также данных о положении точек нулевых работ.

   Требования к проектной  линии зависят от назначения  и характера дороги. В частности, уклоны должны быть максимально  пологими: не более 40‰ на лесовозных  дорогах и 60‰ на лесохозяйственных. Расстояние между вершинами переломов  проектной  линии (шаг проектирования) должно обеспечивать размещение вертикальных кривых, необходимых для обеспечения плавности движения и видимости пути. Земляные работы должны быть минимальными при соблюдении баланса, т.е. равенства объемов насыпей и выемок.

   Проектные отметки вычисляют по уклону проектной линии, а уклон – по высотам отдельных фиксированных точек этой линии: местам примыкания к другим дорогам, рассчитанным или заданным высотам мостовых переходов и др. С использованием отметок таких точек, уклон проектной линии вычисляют по формуле:

                                                        i=(Нк-Нн)/S,

Нк,, Нн – проектные отметки конца и начала линии; S – длина горизонтального проложения линии.

   Отметки всех других точек  данной проектной линии получают  по формуле:

                                                 Нпослед= Нпред+ i Sj,

где i – уклон, вычисленный по; Нпослед , Нпред – проектная отметка предыдущей и последующей точек; Sj – длина горизонтального проложения линии, соединяющей эти точки.

   Рабочая отметка – разность между проектной отметкой и отметкой земли.

   Точка нулевых работ –  точка пересечения проектной  линии с профилем земли. Она расположенав местеперехода насыпи в выемку или выемки в насыпь. При проектировании рассчитывают удаление точки нулевых работ от ближайших к ней пикетов и плюсовых точек трассы, а также ее высоту. Результаты расчетов офрмляют графически на профиле трассы.