Нивелирлеу және олардың түрлері

Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті гография және табиғатты пайдалану факултеті  картография және геоинформатика кафедрасы

 

 

 

 

 

 

 

    СӨӨЖ

           

 

 

 

 

                       Тақырыбы: Нивелирлеу олардың түрлері.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                  Орындаған: Ерболқызы.С

                                                                                Тексерген: Байдаулетова.Г.К

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2014

 

Жоспар:

1 Геометриялық нивелирлеу

2 Нивелирлік  жүрістерді рекогносцировкалау, жобалау

3  Нивелирлік  реперлер және маркалар

4 Нивелир түрлері,  оларды тексеру және түзету

       5 Техникалық нивелирлеу

       6 Қорытынды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Геометриялық нивелирлеу

Нивелирлеудің түрлері, биікайырым өлшеулері. Нивелирлеу тәсілдері

Нүктелердің биіктік белгілерінің мәні мен олардың  салыстырмалы биіктіктерін есептеп  шығаратын геодезиялық өлшеулер нивелирлеу деп аталады. Нүктелердің алынған биіктік белгілерінің мәні барлық масштабтағы топографиялық түсірістердің биіктік негізі болып саналады және олар халық шаруашылығына қажетті инженерлік есептерді, сондай-аº бірқатар ғылыми есептеулåðäi шешу үшін қолданылады Нүктелердің биіктігін техникалық нивелирлåóäi қолданып геометриялық нивелирлеумен анықтайды. Геометриялық нивелирлеу ортадан және алға қарай нивелирлеу әдістерi болып бөлінеді.

Ортадан нивелирлеуде нивелир А және В (22-сурет) нүктелерінің дәл ортасындағы С  нүктесіне орнатылады, ал нүктелерге бірдей рейкалар қойылады. Дүрбінің нысаналау  осін Горизонталь жағдайына келтіреді  де, нивелирдің дүрбісін біртіндеп  рейкаларға нысаналайды. Бұдан кейін 3 және П есептеулерін алады,олар нысаналау  сәулесінен А және В нүктелеріне дейін кесінділер болып саналады. Мұнда А және В нүктелерінің арасындағы салыстырмалы биіктік (һ) мына формула бойынша есептеліп шығарылады:

                                                 

1-сурет

Егер  «артқа есептеу» 3 «алға есептеуден» П артық болса (3>П), онда салыстырмалы биіктік h оң болады, яғни В нүктесі А нүктесінен биік орналасады. Ал «артқа есептеу» 3 «алға есептеуден» П кем болса (3<П), онда салыстырмалы биіктік теріс болады, яғни В нүктесі А нүктесінен төмен орналасады.

Егер А нүктесінің биіктік белгісінің мәні Н_А белгілі болса, онда келесі В нүктесінің биіктік белгісінің мәні Нв бұрынғы нүктенің биіктік белгісінің мәні Н_А мен олардын, арасындағы салыстырмалы биіктігінің қосындысына тең болады

                                                              

Нивелирдің  нысаналау сәулесінің теңіз деңгейінен биіктігі аспаптың горизонты АГ деп аталып, былайша анықталады:

                                                  

Егер  рейканы аралықтағы бір нүктеге (D) қойып, одан d есептеуін алатын болсақ, онда оның биіктігі

                                                            

яғни  кез келген нүктенің биіктік белгісінің мәні аспаптың горизонтымен осы нүктеге қойылған рейкадан алынған есептеудің айырымына тең.

Алға  қарай нивелирлеуде (23 сурет) бастапқы А нүктесіне нивелир орнатылады да, ал алдыңғы В нүктесіне рейка  қойылады. Содан кейін рейкадан есептеуді П алады да, А нүктесінен нивелир дүрбісінің окулярының центріне дейінгі вертикаль ара қашықтықты, яғни нивелирдің биіктігі болып саналатын қашықтықты өлшейді. 22-суреттен көрініп тұрғандай, А және В нүктелерінің арасындағы салыстырмалы биіктік (h) мынаған тен болады

                                                               

Геометриялық  нивелирлеудің негізгі мәні

Ортадан нивелирлеудің  алға қарай нивелирлеумен салыстырғанда  мынадай артықшылықтары болады: еңбектің өнімділігі 2 есе жоғары; нивелирлеуге әсерін тигізетін кейбір қателіктер жойылады.

Едәуір  ара қашықтықта орналасқан А және D нүктелерінің (22-сурет) арасындағы салыстырмалы биіктікті анықтау кезінде, егер нивелирдің орналасқан жерінен осы екі нүктенің арасындағы салыстырмалы биіктікті анықтау мүмкін болмаса, онда жүйелі нивелирлеу қолданылады. Ол үшін шеткі нүктелердің ара қашықтығын ортадан нивелирлеуге мүмкіндік беретін бірнеше тең кесінділерге бөледі. Осы байланыстыру нүктелерінің арасындағы салыстырмалы биіктіктерді жүйелі анықтап, олардың қосындысын тауып, бастапқы А және соңғы В нүктелерінің арасындағы салыстырмалы биіктікті анықтайды. Екі нүктенің арасындағы салыстырмалы биіктік байланыстыру нүктелері арасындағы салыстырмалы биіктіктердің алгебралық қосындысы болып саналады. Нивелирдің екі шектес орналасуына ортақ нүктелерді байланыстыру нүктелері деп атайды.

                                    

Геометриялық нивелирлеу мейлінше дәл тәсіл болып табылады, сондықтан бұл тәсіл еліміздің  барлық территориясында тірек пункттерінің биіктік жүйелерін жасауда және де әр түрлі инженерлік-техникалық есептерді шешуде кеңінен қолданылады.

Мемлекеттік нивелирлік жүйесі

Мемлекеттік нивелирлеу жүйесінің пункттерінің биіктіктерін геометриялық нивелирлеу әдісімен анықтайды.

I класты нивелирлеу жүйесі периметрі 2 000 км-ге жуық тұтас полигонды құрайтын жүрістерден тұрады. I класты нивелирлеу мейлінше жоғары дәлдікпен жүргізіледі; оған барынша жетілдірілген аспаптарды және бақылау әдістерін қолдану арқылы жетуге болады. Салыстырмалы биіктікті анықтаудың орташа квадраттық кездейсоқ қателігі 1 км жүрісте m_h = 0,5 мм болады.

II класты нивелирлеу сызығы I класты нивелирлеу пункттерінің арасында периметрі 500—600 км полигондар түрінде салынады. II класты нивелирлеу жүрісінде салыстырмалы биіктікті анықтаудың орташа квадраттық қателігі 1 км жүрісте m_h = 0,8 мм-ден аспауы керек.

III класты нивелирлеу жүйесі I және II класты нивелирлеу полигонының ішінде жүйе немесе II кластық полигонды периметрі 150–200-ден 6–9 полигонға бөлетін жеке жүрістер түрінде жасалынады (1 км жүрісте m_h =1,6 мм-ден аспауы керек). III класты нивелирлеу жүйесін одан ары жүйелендіру IV класты нивелирлік жүрістер жүйелерін құру арқылы орындалады. Олар топографиялық түсірулердің тікелей биіктік негізі болып табылады; оларды салудың жиілігі түсірудің масштабымен және жергілікті жердің жер бедерінің сипатымен сабақтас болады.

Барлық  кластағы нивелирлеу жүрістері жергілікті жерде орташа есеппен алғанда  5 км сайын тұрақты реперлермен және таңбалармен бекітіледі.

 

 

Нивелирлік жүрістерді рекогносцировкалау, жобалау

Түсіру  жүйелерінің негіздеулерін геодезиялық  жүйелерден және жиілендіру жүйелерінен  теодолиттік (немесе микротриангуляция) тура, кері және кұрастырылған қиыстырулар, сондай-ақ техникалық нивелирлеу жүрістерін жүргізу арқылы құрады.

Егер  үй салынған территорияда 1:5 000 –1:500 масштабтардағы түсірулер үшін түсіру негіздеулері нүктелерінің тығыздығы дәлме-дәл белгіленбей, тек рекогносцировка арқылы анықталатын болса, онда құрылыс салынбаған территорияда түсіру негіздеуінің нүктелері мен геодезиялық жиілендіру жүйесінің пункттер саны 1 км² ауданға төмендегідей болуы керек:

Түсіру  масштабы 1 : 5000 болғанда 4-тен кем  емес

—«— 1:2000   —«— 12    —«—

—«— 1 : 1000   —«— 16    —«—

—«— 1 : 500 рекогносцировкалаумен анықталады.

Түсіру негіздеуі  пункттерінің дәлдігі бастапқы пункттермен  салыстырғанда пландық жағынан  алғанда орташа қателіктер жасалынатын  топографиялық планның масштабында  барлық жағдайда 0,1 мм-ден артық болмауы  керек: биіктік жағынан осындай  пункттердің кателіктері план үшін қабылданған жер бедері қимасының  биіктігінің  нен артық болмауы тиіс. Жетуге жолы қиын орманды аудандар үшін пункттердің пландық және биіктік орындарын анықтау дәлдігі 1,5 есе төмендетілуі мүмкін.

Нивелирлік реперлер және маркалар

Нысаналау осі арқылы жер бетінің горизонталь  сызығын түсіру қызметін атқаратын  дүрбілі аспап нивелир деп аталады.

Нивелирлеу  үшін тұтас немесе бүктемелі ағаш рейкалар (24 сурет) қолданылады, олар ұзындығы 3–4 метр, ені 10 см және қалыңдыры 2–3 см бітеу тұтас тақтай ағаш болып табылады. Тақтайлар ақмайлы бояумен боялады және оларға сантиметрлік торкөз бөліктер түсіріледі. Онда әрбір дециметр жазылады, ал сантиметрлік бөліктер есептеулерді жеңілдету үшін 5 см сайын топтарға біріктіріледі. Рейканың ең кішкене бөлігінің сандық шамасы рейка бөлігінің бағасы деп аталады. Тұтас рейканың ең үлкен ұзындығы 3 м-ге тең. Рейканың тө-менгі жағына рейканы тез тозудан қорғайтын болат пластинкадан тақа қағылып қойылады.

Рейкалар  бір жақты немесе екі жақты  болуы мүмкін, екіншісінде оның бір  жағында қара бөліктер, екінші жағында қызыл бөліктер болады. Осыған орай рейканың жақтары қызыл және қара болып бөлінеді. Рейканың қара жағындағы нөлге тең есептеу, оның тақасымен дәл келеді, ал қызыл жағындағы тақаға сәйкес келетін есептеу нөлге тең болмайды.

Жұмыс басталмай тұрып рейкаларды тексеріп алған жөн. Ол үшін рейканы горизонталь  күйінде жатқызып, оған тексеру метрін қойып, оның әрбір метрі мен дециметрін өлшейді. Оның дециметрлік бөліктерінің кездейсоқ қателіктері 1 мм-ден, ал рейканың барлық ұзындығындағы қателік 2 мм-ден  аспауы тиіс.

Нивелир түрлері, оларды тексеру және түзету

Өндірісте нивелирдің мынадай түрлері жасалып  шығарылады:

Н-05 – оптикалық микрометрлік жоғары дәлдікті нивелир, салыстырмалы биіктікті 1 км-лік екі мәрте жүрісте 0,5 мм-ден  аспайтын орташа квадраттық қателікпен анықтауға арналған. Н-3, Н-ЗК, Н-ЗЛ нивелирлері  – дәл, 1 км екі мәрте жүрісте салыстырмалы биіктікті 3 мм-ден аспайтын орташа квадраттық қателікпен анықтауға арналған дәл аспаптар. Инженерлік-геодезиялық зерттеулерде және III және IV кластық нивелирлеу кезінде қолданылады.

Н-10, 2Н-10Л, Н-І0К, Н-10КЛ нивелирлері – техникалық, 1 км-лік екі мәрте жүрісте салыстырмалы биіктікті 10 мм-ден аспайтын орташа квадраттық қателікпен анықтауға арналған техникалық нивелирлер. Олар кұрылыста, инженерлік-геодезиялық зерттеулерде және топографиялық түсірістерде биіктік  шама негіздерімен қамтамасыз ету үшін қолданылады.

Қазіргі кездегі  нивелир аспаптарында дүрбінің осін горизонталь жағдайға келтіру деңгейдің  көмегімен тексеріледі немесе авторедукциялық  компенсаторлардың көмегімен өзінен-өзі  жасалады.

Нивелирлерді  қоймадан алғаннан соң оны толық  сыртқы байқаудан өткізеді, жиынтықтығын тексереді, дүрбінің, денгейдің, көтеру, элевациялық және жетекші винттерінің  түзулігіне көз жеткізеді.

Далалық жұмыстарды бастар алдында аспаптың осьтер жүйелері мен нивелирді конструкциялаудың  негізгі схемасына енгізілген геометриялық сәйкестікті келтіру мақсатымен тексерулер жүргізіледі. Нивелирлер мынадай  талаптарды қанағаттандыруы тиіс:

1. Нивелирдің дөңгелек деңгейінің  осі нивелирдің вертикаль-айналу  осіне параллель болуы тиіс. Тексеру  үшін деңгейді кез келген екі  көтеру винттерінің аралығына  қояды да, оларды әр жаққа бұрау  арқылы деңгейдің үлбіреуігін  ортасына келтіреді,. содан кейін  үшінші винттің көмегімен оны  нөл-пунктке тұрғызады. Егер нивелирдің  жоғарғы бөлігін 180°-қа айландырғаннан  кейін үлбіреуік деңгейдің ортасында  қалса, онда осы шарттың орындалғаны  болып саналады. Деңгейдің үлбіреуігі  екі көтеру винтінің бағытында  жылжып кеткен жағдайда, оның  центрден ауытқуының жартысы  деңгейдің түзету винттерімен  реттелінеді, ал одан кейін  үлбіреуіктің қалған жартысын  көтеру винттерімен: нөл-пунктке  келтіреді. Нивелирді 90°-қа бұрып,  тексеруді үшінші көтеру винтінің  бағытында қайталайды. Деңгейдің  үлбіреуігі центрінен ауытқыған  жағдайда, оның ауытқуының жартысын  түзету винттерімен центрге жақындатады  да, қалған жартысы тиісті көтеру  винтімен теңестіреді. Тексеруді нивелирді ось төңірегінде айналдырғанда нөл-пункттен денгейдің үлбіреуігі ауытқымайтын болғанша бірнеше рет қайталайды.

2-сурет

2. Тордың вертикаль жібі нивелирдің  айналу осіне параллель болуы  тиіс. Нивелирді орнатып, оның  айналу осін вертикаль жағдайға  дөңгелек деңгей көмегімен келтіреді  де, жіптер торының негізгі горизонталь  штрихын нивелирден 15–20 м қашықтықта  орналасқан жақсы көрініп тұратын  нүктеге нысаналайды. Жетекші  винтпен нивелирдің дүрбісін  азимут бойынша ақырын айналдырып, горизонталь штрихтың бақыланып  отырған нүктеден шығып кетпеуін  қадағалайды. Егер осы кезде  горизонталь штрих нүктеден 1 мм-ден  артық шығып кетсе, онда торды  орнатуды түзету керек. Түзету  тордың диафрагмасын бұру арқылы  оның вертикаль жібі тіктеуіштің  жібімен беттескенше жасалынады.

3. Цилиндрлік деңгейдің осі дүрбінің  нысаналау осіне параллель болуы  тиіс. Тексеруді алға екі мәрте  нивелирлеумен орындайды. 50–75 м  қашықтықта екі қазықшаны немесе  үлкен шегені қағады. Нивелирді  (23 сурет) А нүктесінің үстіне орнатып, нивелирдің биіктігін і₁ рейкамен 1 мм-ге дейінгі дәлдікпен өлшейді де, В нүктесіне қойылған рейкадан П_\ есептеуін алады. Содан кейін нивелир мен рейканың орындарын ауыстырып, і₂ және П₂ өлшеулерін алады. Бұдан кейін деңгейдің осімен дүрбінің нысаналау осінің параллель шартының қателігінің сақталмауын (х) мына формуламен есептеп шығарады: