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 180о. 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 | - | - |