Нивелирные рейки их поверки и исследования

 

Для нивелирования III и IV классов применяются рейки трехметровые, нераздвижные (цельные), деревянные. Они представляют собой деревянные бруски, изготовленные из выдержанных досок хвойных пород дерева. Нижний конец рейки (пятка) и верхний обиты металлическими пластинами. По ГОСТу 10528 - 90 установлено 3 типа реек: РНО5, РН3, РН10 (рисунок 1). Здесь Р - рейка, Н - нивелирная; 0.5; 3; 10 - средняя квадратическая ошибка определения превышения (в мм) на 1км двойного хода.

Для нивелирования III и IV классов применяются рейки РН – 3.

а                    б                          в

 

Рисунок 1 – Фрагменты реек нивелирных РН-05 (а), РН-3 (б,в)

 

Рейки РН-3 - двусторонние с сантиметровыми делениями на обеих сторонах. На одной стороне (рисунок 1б) чередуются сантиметровые деления черного и белого цвета (черная сторона), а на другой (рисунок 1в) - красного и белого цвета (красная сторона). В комплект входит 2 рейки.

На черных сторонах реек одного комплекта деления возрастают от 0 до 30 дм; на красной стороне отсчеты начинаются не с нуля, а с числа более 40 дм. Например, на одной рейке с пяткой по красной стороне совпадает отсчет 4787мм (рисунок 1в), а на другой рейке смещен на 100мм, т.е. 4687мм. Такое сочетание начальных отсчетов на красных сторонах реек позволяет надежно контролировать работу на станции, исключая грубые просчеты. Рейки могут иметь другие деления. Рейки шашечные с делениями на красной стороне по 11мм. Штриховые рейки с инварной полосой имеют деления (штрихи) через 5мм (рисунок 1а).

На боковых сторонах реек укреплены ручки для удобства удерживания реек (рисунок 1б). На одной боковой стороне укреплен круглый уровень с ценой деления 20′, позволяющий удерживать рейку в отвесном положении. На этой же стороне укреплен откидной кронштейн, на который можно повесить отвес и по нему установить рейку отвесно.

Это необходимо для производства поверки правильности установки уровня на рейке.

Поверка круглого уровня на рейке: ось круглого уровня на рейке должна быть параллельна оси рейки; производится ежедневно перед началом работ.

Для этого на кронштейн, укрепленный на боковой стороне рейки, подвешивают отвес, с помощью которого рейку устанавливают в отвесное положение. Если в таком положении рейки пузырек уровня отклоняется от центра ампулы, то исправительными винтами его устанавливают в центре ампулы.

Перед началом полевых работ и после их окончания производят исследования реек, в результате которых определяют:

- случайные ошибки дециметровых делений; (только для новых реек);

- среднюю длину одного метра комплекта реек;

- разность высот нулей реек.

Определение случайных ошибок дециметровых делений и средней длины метра производится контрольным метром.

Для определения случайных ошибок дециметровых делений контрольную линейку (метр) укладывают на горизонтально положенную рейку так, чтобы нуль линейки совпадал с нулевым штрихом рейки, и производят отсчеты по линейке, соответствующие положению дециметровых штрихов рейки: 0′- 1′- 2′- 3′ и т.д. в пределах первого метра рейки. После этого контрольную линейку сдвигают и повторяют отсчеты: 0", 1", 2",3", и т.д. Такие измерения делают на каждом метре рейки. Далее вычисляют средние отсчеты, соответствующие одним и тем же дециметровым штрихам:

; ; и т.д.

 

После этого вычисляют разность между средними отсчетами двух соседних штрихов

; ; и т.д.

 

Эти разности являются ошибками дециметровых делений рейки. Исключив систематическую часть ошибки, получают случайные ошибки дециметровых делений.

Для определения систематической ошибки в длине одного дециметра рейки ошибки дециметровых делений суммируются и делятся на количество разностей

где n - количество разностей (дециметров).

Случайная ошибка дециметровых делений будет равна

 

Для нивелирования III класса допускаются рейки, имеющие случайные ошибки дециметровых делений не более 0.5 мм, а для IV класса - 1 мм. Ошибки дециметровых делений определяются по обеим сторонам реек.

Для определения средней длины одного метра комплекта реек контрольной линейкой измеряются длины метровых интервалов l на каждой стороне рейки: 1 - 10; 10 - 20; 20 - 29. Каждый интервал измеряют дважды, сдвигая немного контрольную линейку между первой и второй парами отсчетов. Такие же определения проделывают в обратном направлении. Средняя длина одного метра одной стороны рейки вычисляется как

где Σ l - сумма дважды измеренных метровых интервалов рейки;

   n - число номинальных метров и их долей (n = 5,6м).

Такие же определения делают по красной стороне рейки. Вторую рейку комплекта исследуют по такой же программе. Средняя длина метра комплекта (пары) реек вычисляется как среднее арифметическое из величин l_м.

В дальнейшем в измеренные превышения по секции вводят поправку за неверную длину одного метра комплекта реек. Для этого эту поправку умножают на величину превышения и окончательный результат вводят в результат измерения.

Например: поправка равна +0,26мм, сумма измеренных превышений по секции равна -10,520м, необходимо рассчитать исправленное превышение по секции.

Расчеты: поправка находится:   

          исправленное превышение:            

               

Определение разности высот нулей реек. На башмак устанавливают нивелирную рейку и с помощью нивелира снимают отсчет по средней нити по черной и красной сторонам рейки №1 и №2. Таких измерений производят не менее 3-х при разной высоте прибора. После этого подсчитывают значение разности пяток, как разность отсчетов сторон (красной и черной) из трех определений. Затем берут среднее значение для каждой рейки.