Тема: Геометрическое нивелирование

Тема: Геометрическое нивелирование. Камеральная обработка результатов технического нивелирования. Нивелирование поверхности

1. Проверка полевых вычислений

_______ Для проверки полевых вычислений производится постраничный контроль в нивелирном журнале:

Σa – сумма отсчетов на заднюю рейку,
Σb – сумма отсчетов на переднюю рейку,
Σhср. – сумма средних превышений.

_______ Постраничный контроль выполняется при следующем условии:

________ Допустимое расхождение – 2мм за счет округления.

2. Вычисление невязки в превышениях нивелирного хода

_______ Невязка в геодезии показывает отклонение полученного на практике результата от его теоретического значения ( fh ), то есть для нивелирного хода, и вычисляется как:

_______ Если нивелирный ход замкнутый, то

_______ Если нивелирный ход разомкнутый, расположенный между двумя реперами с отметками HR1 и HR2 , то

_______ Допустимая невязка в превышениях нивелирного хода подсчитывается по формуле:

_______ Для сильно пересеченной местности, когда приходится брать много иксовых точек и, соответственно, делать много станций, допустимая невязка вычисляется по формуле:

_______ Невязка распределяется поровну на все превышения с противоположным знаком.

_______ Контроль : Сумма исправленных превышений должна быть равна Σhтеор. После этого вычисляются отметки всех точек нивелирного хода.

3. Вычисление отметок точек нивелирного хода

_______ Существует два способа вычисления отметок.

3.1. 1-й способ: вычисление отметок через превышения

_______ Этот способ применяется при вычислении отметок связующих точек (пикетных и иксовых).

3.2. 2-й способ: вычисление отметок через горизонт прибора

_______ Этим способом вычисляются отметки промежуточных или плюсовых точек, а также точек поперечника.

_______ Горизонтом прибора (Г.П.) называется высота визирного луча над уровенной поверхностью.

________ Известно: НПК2 , НПК3 , ( a , b , c , d ) – отсчеты по рейкам.
Требуется определить горизонт прибора (Г.П.) и отметки плюсовых точек ( НПК2+62 , НПК2+80 ):

4. Построение профиля трассы

_______ По полученным отметкам строится профиль трассы. При построении профиля наносятся в определенном порядке все пикеты и промежуточные точки. Против каждой точки по вертикали откладываются их отметки.

_______ Профилем называется изображение на бумаге в уменьшенном виде вертикального разреза местности.

_______ Для того чтобы изображение рельефа на профиле было более выразительным, масштаб вертикальных расстояний делается в 10 раз крупнее масштаба горизонтальных. Порядок построения профиля и методика проектирования по профилю будут рассмотрены на лабораторных занятиях.

5. Нивелирование поверхности

_______ Нивелирование поверхности производится для съемки рельефа местности и нанесения его на крупномасштабный топографический план. Результаты нивелирования поверхности используются при составлении проектов вертикальной планировки.

_______ Существует два способа нивелирования поверхности.
1. При нивелировании незастроенного участка со спокойным рельефом применяется способ нивелирования по квадратам .
2. При нивелировании застроенных участков применяется способ магистралей .

Нивелирование поверхности по квадратам

_______ Квадраты разбивают с помощью теодолита и мерной ленты. Стороны квадратов – от 10 до 50 м , в зависимости от детальности изображения рельефа. Внутри участка прокладывается замкнутый нивелирный ход.

_______ Отсчеты на связующие точки производятся по черной и красной сторонам рейки. Отсчеты на остальные вершины квадратов – только по черной стороне. Невязка в нивелирном ходе рассчитывается по следующей формуле:

_______ Отметки связующих точек вычисляются через исправленные превышения. Отметки остальных вершин квадратов вычисляются через горизонт прибора.
Если участок местности небольшой, нивелирование может быть выполнено с одной постановки нивелира.

6. Построение плана

_______ При построении плана по результатам нивелирования поверхности по квадратам в заданном масштабе строится сетка квадратов, у вершин которых выписываются их отметки.

_______ Горизонтали наносятся на план путем интерполирования отметок . Интерполирование отметок может быть выполнено на глаз, но метод требует достаточного навыка. Одним из наиболее простых является метод интерполирования с помощью миллиметровки.

Источник:
http://geo-s.sibstrin.ru/lec/lec7/lec.html

Геометрическое нивелирование, нивелирный ход;

Перечень лабораторных работ

1-2. Изучение высокоточных, точных и технических нивелиров. Цифровые нивелиры. Нивелирные рейки

В процессе выполнения работы студенты изучают устройство точных и технических нивелиров разных фирм, разной конструкции, разной точности, их основные части, нивелирные рейки, учатся устанавливать прибор в рабочее положение, брать отсчёты по нивелирным рейкам разных типов, изучают геометрические схемы приборов, выполняют поверки, учатся выполнять юстировку приборов. Сдают на проверку предыдущее и получают следующее домашнее контрольное задание.

3. Изучение технологии выполнения технического нивелирования

В процессе работы студенты изучают методику и последовательность действий при выполнении технического нивелирования. Каждая бригада студентов из двух человек прокладывает в лаборатории нивелирный ход из двух-трёх станций между двумя реперами, используя специальный стенд, обрабатывает журнал измерений. Сдают на проверку предыдущее и получают следующее домашнее контрольное задание. Получают задание на четвёртую расчётно-графическую работу.

Текстовый материал лекции:

Рельеф местности – это совокупность неровностей поверхности земли; он является одной из важнейших характеристик местности. Знать рельеф – значит знать отметки всех точек местности. Отметка точки – это численное значение ее высоты над уровенной поверхностью, принятой за начало счета высот. Отметку любой точки местности можно определить по топографической карте, однако, точность такого определения будет невысокой.

Отметку точки на местности определяют по превышению этой точки относительно другой точки, отметка которой известна. Процесс измерения превышения одной точки относительно другой называется нивелированием. Начальной точкой счета высот в нашей стране является нуль Кронштадтского футштока (горизонтальная черта на медной пластине, прикрепленной к устою одного из мостов Кронштадта). От этого нуля идут ходы нивелирования, пункты которых имеют отметки в Балтийской системе высот. Затем от этих пунктов с известными отметками прокладывают новые нивелирные ходы и так далее, пока не получится довольно густая сеть, каждая точка которой имеет известную отметку. Эта сеть называется государственной сетью нивелирования; она покрывает всю территорию страны.

Отметки всех пунктов нивелирных сетей собраны в списки – “Каталоги высот”. Эти списки непрерывно пополняются, издаются новые каталоги по новым нивелирным ходам. Для нахождения отметки любой точки местности в Балтийской системе высот нужно измерить ее превышение относительно какого-либо пункта, отметка которого известна и есть в каталоге. Иногда отметки точек определяют в условной системе высот, если поблизости нет пунктов государственной нивелирной сети. Вследствие того, что измерение превышений выполняют различными приборами и разными способами, различают:

1) геометрическое нивелирование (нивелирование горизонтальным лучом)

2) тригонометрическое нивелирование (нивелирование наклонным лучом)

3) барометрическое нивелирование

4) гидростатическое нивелирование и некоторые др.

Геометрическое нивелирование или нивелирование горизонтальным лучом выполняют специальным геодезическим прибором – нивелиром; отличительная особенность нивелира состоит в том, что визирная линия трубы во время работы приводится в горизонтальное положение.

Различают два вида геометрического нивелирования:

1) нивелирование из середины

2) нивелирование вперед.

При нивелировании из середины нивелир устанавливают посредине между точками А и В, а на точках А и В ставят рейки с делениями (рис. 1 4.29). При движении от точки A к точке B рейка в точке А называется задней, рейка в точке В – передней. Сначала наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет a, затем наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчет b. Превышение точки B относительно точки А получают по формуле:

Если a > b, превышение положительное, если a

Источник:
http://studopedia.su/4_49445_geometricheskoe-nivelirovanie-nivelirniy-hod.html

Техническое нивелирование

Постоянные и временные пункты съемочного геодезического обоснования должны определяться не только плановыми коор­динатами х и у, но и высотной координатой Н. На участке съем­ки в дополнение к пунктам теодолитных ходов, микротриангу­ляции, угловых засечек закладывают специальные высотные гео­дезические знаки — грунтовые и стенные реперы.

Высотные координаты передают на пункты съемочного гео­дезического обоснования от исходных высотных грунтовых и стен­ных реперов высотной геодезической сети I—IV классов. Для это­го через пункты съемочной сети прокладывают ходы геометри­ческого нивелирования IV класса или технического, опирающи­еся на исходные реперы. Нивелирные и теодолитные ходы, про­ложенные через одни и те же пункты, называются теодолитно-нивелирными.

Высота пунктов съемочного обоснования может определяться тригонометрическим нивелированием при проложении теодолит­но-тахеометрических ходов.

Техническое нивелирование включает в себя полевые и каме­ральные работы. Полевые работы начинают с рекогносцировки участка местности, при этом выявляется сохранность исходных реперов государственной высотной геодезической сети, намеча­ются места закладки грунтовых и стенных реперов съемочного Обоснования с учетом их использования в будущем при строи­тельстве. После закрепления на местности всех знаков приступа­ют к техническому нивелированию. Нивелирные ходы должны

опираться на исходные реперы и проходить через предваритель­но намеченные пункты и реперы съемочного обоснования.

Техническое нивелирование выполняется способом из сере­дины. Расстояния до реек допускаются до 120 м, а в благоприят­ных условиях — до 150 м. Неравенство плеч, т.е. расстояний до задней и передней реек, допускается до 10 м. Расстояние до реек проверяется нитяным дальномером или шагами. Нивелирные рейки устанавливают на переносные костыли, башмаки, колыш­ки, забиваемые в землю, или на выступающие точки устойчивых предметов.

Ходы технического нивелирования могут прокладываться: 1) без нивелирования промежуточных точек; 2) с нивелированием проме­жуточных точек. В первом случае (рис. 14, а) на каждой стан­ции отсчеты берутся только по задней и передней рейкам, которые поставлены на устойчивые предметы, называемые связующими точками. Во втором случае (рис. 14, б) отсчеты сначала берутся по рейкам, поставленным на связующие точки, затем по рей­ке, поставленной поочередно на требуемые промежуточные точки.

Читайте также  Как упаковать мягкий подарок? Оригинальные способы упаковки мягких игрушек и других вещей в подарочную бумагу

Рассмотрим методику технического нивелирования для вто­рого случая, когда нивелирный ход прокладывается по трассе проектируемого линейного сооружения, например автомобиль­ной дороги. На трассе забиты пикетные колышки ПКО, ПК1, ПК2 и т.д. через 100 м, а также так называемые плюсовые точки +55, +30, которыми обозначены перегибы земной поверхности на расстояниях 55 м, 30 м, . от соответствующих колышков ПК1, ПК2 и т.д. На каждой станции нивелирного хода действуют в определенной последовательности, называемой программой наблюдений: вначале берут отсчеты (1), (2), по чер­ной стороне задней и передней реек, затем отсчеты (3) и (4) по красной стороне задней и передней реек. После этого вычисляют превышения h‘ = (1)—(2) и h» = (3) — (4). Если расхождение превышений больше 5 мм, наблюдения реек повторяют. Резуль­таты повторных наблюдений записывают в новые строки журна­ла, а неверные записи зачеркивают, но не замазывают. Вычисляют среднее превышение hср = (h‘ + h«) / 2. Если между задней и передней рейками расположены подлежащие нивелированию про­межуточные точки (точка +55, ПК2, +30 на станции I3), то про­грамма продолжается: заднюю рейку поочередно ставят на про­межуточные точки, а соответствующие отсчеты по черной сторо­не рейки записывают в журнал (табл. 1, записи на станции 3).

Рис. 14. Схема технического нивелирования:

а — нивелирный ход; б — нивелирный ход и нивелирование промежуточных точек

Точки, на которые ставят заднюю и переднюю рейки, назы­вают связующими. При перемещении нивелира на каждую сле­дующую станцию рейки 1 и 2 выполняют роли то задней, то передней. Например, нивелир со станции I1 переносят на стан­цию I2, рейку 2 оставляют на связующей точке ПКО, а рейку 1 пере­носят на переднюю (связующую) точку ПК1 (см. рис. 14, а). При переходе на станцию I3 рейку 2 переносят на переднюю точку С, а после наблюдений задней (ПК1) и передней (ПКЗ) реек заднюю рейку 1 ставят поочередно на промежуточных точках.

На крутых ровных склонах, где нет необходимости отмечать плюсовые пикетные точки, рейки приходится ставить на вспомо­гательные связующие точки (колышки или устойчивые предме­ты), которые не являются пикетными и обозначаются х1 х2, . хn , поэтому их называют икс-точками (переходными точками).


Если для нивелирования используются односторонние рей­ки, то вначале отсчеты берут по задней и передней рейкам, затем на 3—10 см меняют высоту нивелира и по этим рейкам вновь берут отсчеты. Вычислив превышения h‘, h«, hcр , нивелируют промежуточные точки.

Перед уходом с трассы на перерыв в работе необходимо на­дежно закрепить переднюю связующую точку. После перерыва нивелирование следует повторить на последней станции и убе­диться, что превышение hср не изменилось более чем на 5 мм.

В ходах технического нивелирования, прокладываемых че­рез пункты съемочного обоснования, нивелируют только связую­щие точки, которые в журнале нивелирования обозначают наи­менованием геодезического пункта или порядковым номером.

7. Записи в журнале технического нивелирования. Постграничный контроль вычислений.Определение фактической невязки превышений в нивелирном ходе, допустимой невязки.Уравнивание превышений. Вычисление высоты (отметки) связующих и промежуточныхпунктов.

Оценка точности результатов нивелирования. Обработ­ка журнала нивелирования завершается в камеральных усло­виях. Сначала для каждой страницы журнала вычисляют сум­мы отсчетов отдельно по задней и передней рейкам ∑З и ∑П (см. табл. 2) и сумму средних превышений ∑hср . Если выполня­ется равенство

то превышения h‘, h» и hcр вычислены верно. Эти действия со­ставляют постраничный контроль вычислений.

Рассчитывают сумму средних превышений ∑hср между началь­ным и конечным реперами с отметками Нн и Нк и находят фактическую невязку превышений (в мм):

(11)

(12)

Допустимую невязку превышений ƒh доп (в мм) вычисляют по формулам, установленным строительными нормами.

(13)

где п — число превышений (станций); L — длина хода, км, в формуле рассматривается как безразмерная величина. При этом если на 1 км хода количество станций п ≥ 25, то применяется первая из формул (13). Например, на сильно пересеченной местности при L = =4 км и п = 100 получаем на 1 км п = 25, тогда ƒh доп =10 =100 мм, но на ровной местности при L = 4 км и n = 36 допустимая невязка превышений ƒh доп = 30 = 60 мм.

Примечание. Формулы (13) обосновываются в теме 1.3.(элементы теории погрешностей) для функции сла­гаемых вида (1.3.17) выражением (1.3.26), в котором при равноточности изме­ренных превышений обозначены:

Уравнивание превышений и вычисление отметок связую­щих и промежуточных точек. Фактическую невязку ƒh, если она не превышает допустимую величину, распределяют между средними превышениями в виде поправок υhi, вычисляемых по формуле

(14)

согласно которой знак поправки противоположен знаку невязки. Поправки округляют до целых миллиметров или до 0,5 мм при условии, что уравненные превышения hi = hср i+ υhi будут выра­жаться числами без долей миллиметра, а сумма поправок равна невязке с обратным знаком, т.е.

(15)

Пример 1. Определить уравненные превышения, если в ниве­лирном ходе из 16 станций Hн = 80,000 м; Hк = 86,563 м; ∑hср = 6598 мм.

Решение. Выразив Hн и Нк в миллиметрах, по формуле (11) найдем ƒh = 6598 — 6563 = +35 мм, а по формуле (13) — ƒh доп = 10 = 40 мм. Средняя величина поправок υhi = -35 :16 =

= -2,2 мм получается дробной, но над средними превышениями в табл. 2 записаны округленные поправки -2; -1,5; -1,5; -2 (их сумма по всему ходу должна равняться невяз­ке ƒh с обратным знаком). Уравненные превышения hi получены без десятых долей миллиметров (h1 = + 0121; h2= + 3513. ).

Отметки Нi связующих точек последовательно находят по формуле

(16)

где hi — уравненные превышения, м.

Если верны значения υhi, hi и безошибочны расчеты по фор­муле (16), то в конце вычислений получится высота Hк конеч­ного репера.

В нашем примере (табл. 1, графа 9) Hпко = 80,000 + 0,121 = 80,121, HПК1 = 80,121 + 3,513 = 83,634, . .

Отметки промежуточных точек вычисляются следующим об­разом. На станциях I, где нивелировали промежуточные точки, определяется (с контролем) отметка горизонта нивелира (гори­зонта прибора):

(17)

где Hi и Hi+1 — отметки задней и передней связующих точек; Зi. и Пi — отсчеты по черной стороне задней и передней реек, м; значения ГП’ и ГП» могут различаться до 0,010 м.

Отметки промежуточных точек определяются по формуле

(18)

где сj — отсчет по рейке на промежуточной точке j, выраженный в метрах.

В нашем примере (табл. 7.4, графа 8) для станции 3 горизонт прибора ГП’3 = 83,634 + 0,823 = 84,457; ГП»3 = 80,609 + 3,849 = 84,458; среднее ГП3 = 84,458, отметки промежуточных точек НПК1+ 55 = 84,458 — 3,625 = 80,833; НПК2 = 84,458 — 1,440 = 83,018 и т.д.

Теодолитно-тахеометрические ходы. При создании плано­во-высотного съемочного обоснования для топографической съем­ки с высотой сечения рельефа hυ = 2 м больше применяют теодо­литно-тахеометрические ходы. При их проложении расстояния между вершинами хода измеряют штриховым дальномером тео­долита в прямом и обратном направлении с относительной по­грешностью 1/400 — 1/500, горизонтальные углы между сторо­нами хода — двумя полуприемами, вертикальные углы — при КЛ и КП по схеме рис. 1, б(тема 2.1.Измерение углов) также в прямом и обратном направле­нии.

В камеральных условиях в журнале проверяют записи и сде­ланные в поле вычисления теодолитно-тахеометрического хода. Вычисляют углы наклона, их среднее значение со знаком верти­кального угла в прямом направлении, затем по формуле (8) —превышения между точками хода. Находят сумму измеренных превышений хода между исходными пунктами и вычисляют фак­тическую невязку ƒh. Допустимая невязка, м,

(19)

где — длина хода, в сотнях метров; п — число его сторон.

Фактическую невязку, если она допустима, распределяют с обратным знаком между вычисленными превышениями, но не поровну, а пропорционально длинам сторон хода, т.е. поправки

(20)

Отметки вершин хода последовательно вычисляют по форму­ле (16). Плановые координаты пунктов теодолитно-тахеометри­ческого хода рассчитывают так же, как и теодолитного, но допус­тимая угловая невязка определяется по формуле ƒβдоп = 2′ , а допустимая абсолютная невязка — по формуле ƒd доп = ∑D/400 .

Источник:
http://helpiks.org/6-23296.html

Предварительная обработка журнала нивелирования.Уравнивание превышений нивелирного хода. Вычисление отметок точек.Продольный профиль трассы автомобильной дороги. Проектирование автодороги на продольном профиле.

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ЖУРНАЛА НИВЕЛИРОВАНИЯ

1.1. Вычисление превышений между связующими точками

Обработка журнала нивелирования производится в следующем порядке[1, c . 28-34].

Вначале вычисляют превышения между связующими точками (пикетами) для всех станций нивелирного хода. Превышение h на каждой танции находят как разность заднего a и переднего b отсчетов по рейкам:

При этом получают два значения превышения: h ́ – из отсчетов по черным сторонам реек; h » – из отсчетов по красным сторонам реек. Из этих значений рассчитывают среднее значение превышения :

Все вычисления средних превышений приведены в приложении А.

1.2. Постраничный контроль журнала нивелирования.

Вычислив средние превышения на всех станциях и записав результаты, выполняют постраничный контроль. Для этого выполняют следующее:

Получить суммы задних отсчетов по рейкам ∑ a и по передним рейкам ∑ b .

Также получить суммы вычисленных ∑ h выч и средних ∑ h ср превышений:

Получить разность сумм отсчета ∑ a –∑ b по задним и передним рейкам:

В результате постраничного контроля должно выполняться условие:

1) ∑ a –∑ b =9923=2*4962

2) ∑ a –∑ b =8974=2*4488

3) ∑ a –∑ b =-3215=2*(-1606)

Если это условие выполняется, то все расчеты верны, в противном случае следует все пересчитать[2, c .67-78].

Читайте также  Мастер-класс смотреть онлайн: Второе рождение кожаной куртки, Журнал Ярмарки Мастеров

Все вычисления постраничного контроля приведены в приложении А.

2. УРАВНИВАНИЕ ПРЕВЫШЕНИЙ НИВЕЛИРНОГО ХОДА

2.1. Вычисление высотной невязки хода

Контролем полевых измерений и вычислений является невязка.

Фактическую невязку нивелирного хода вычисляют по формуле:

где — сумма всех средних превышений в нивелирном ходе;

— обсолютные отметки соответственно начального и конечного реперов;

n — количество станций в нивелирном ходе.

Фактическую угловую невязку сравнивают с допустимой невязкой, которая вычисляется по формуле:

где — длина нивелирного хода, км.[4, c .34]

Величина фактической невязки по абсолютной величине не должна превышать значения допустимой невязки:

При выполнении данного условия измерения, выполненные при прокладке нивелирного хода, считают качественными и пригодными для дальнейшей обработки, в противном случает измерения повторяют.

2.2. Вычисление уравненных превышений

Следующим этапом камеральной обработки нивелирного хода является уравнивание превышений. Для этого величину фактической невязки распределяют с противоположным знаком поровну на все станции, т.е. рассчитывают поправку в каждое превышение:

Значение поправки вычисляют с точностью до 1 мм. Если невязка не делится нацело на количество станций хода, полученный остаток по 1 мм распределяют на любые произвольно выбранные превышения[6, c .56]. Величины поправок записывают со своими знаками над соотвествующими им приращениями. Сумма всех поправок должна быть равна невязке с обратным знаком.

Все вычисления приведены в приложении А на стр.2.

3. ВЫЧИСЛЕНИЕ ОТМЕТОК ТОЧЕК

3.1. Вычисление отметок связующих точек хода

После определения поправок находят абсолютные отметки всех связующих точек хода[5, c .45]. Вычисление абсолютных отметок пикетов производят по формуле:

где – абсолютная отметка некоторого i -го пикета;

– абсолютная отметка предыдущего ( i -1)-го пикета;

– среднее превышение i -го пикета над ( i -1)-ым пикетом.

Так, например, отметка ПК0 находится по формуле:

Результаты вычислений приведены в приложении А на стр.2-4.

Контрлем правильности вычислений абсолютных отметок связующих пикетов является совпадение вычисленного и заданного значений абсолютной отметки конечного репера .

3.2. Вычисление отметок промежуточных точек хода

На последнем этапе вычислений для всех станций нивелирного хода, где есть промежуточные точки, определяют абсолютные отметки этих точек. Для этого вначале на каждой из этих станций находят значение горизонта прибора (ГП), представляющее собой абсолютную отметку горизонтального визирного луча нивелира, которым брались отсчеты по рейкам[3, c .56-78].

Отметку горизонта прибора вычисляют по одной из двух аналогичных формул:

где и — абсолютные отметки соотвественно заднего и переднего пикетов на данной станции;

и — отсчеты по черным сторонам реек на этих пикетах.

Так, например, отметка ГП на станции 2

Отметка промежуточной точки равна разности ГП той станции, с которой нивелировалась эта точка, и отсчета по черной стороне рейки, установленной в данной промежуточной точке.

(3.3)

Например, отметка промежуточной точки +36 на станции 2:

= 219.882

и т.д. для остальных промежуточеных точек[6, c .23].

Результаты вычислений приведены в приложении А в столбце «Абсолютная отметка» напротив соответствующей промежуточной точки.

4. ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ ТРАССЫ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

4.1. Построение продольного фактического профиля трассы

Профиль продольного нивелирования является одним из главных геодезических документов при вертикальной съемке и служит основой для проектирования по нему трасс автомобильных и железных дорог и других линейных сооружений и коммуникаций.

Студенты составляют профиль по результатам своих вычислений абсолютных отметок пикетов и промежуточных точек, выполненных в журнале нивелирования[2, c .45].

Составление профиля производят на миллиметровой бумаге формата 55х80 см в данной последовательности.

В нижней половине листа строят сетку профиля, состоящую их семи горизонтальных граф и содержащую всю необходимую числовую и графическую информацию.

Принимают горизонтальный масштаб равным 1:2000. В графе «Расстояния» вертикальными штрихами (на всю ширину графы) наносят в данном масштабе все пикеты и промежуточные точки. Затем указывают длину каждого отрезка между штрихами, т.е. расстояние между каждыми двумя соседними точками нивелирного хода. В графе «номер пикета» указываю номера пикетов хода у соответствующих или вертикальных штрихов[2, c .48-49].

Далее, из журнала нивелирования выписываются в графу «Отметки земли» абсолютные отметки всех пикетов и промежуточных точек. Отметки округляют до 0,01 м и записывают напротив соответствующих им вертикальных штрихов в графе «Расстояния».

На расстоянии 1 см выше от сетки профиля проводят линию условного горизонта и подписывают ее отметку. Отметку условного горизонта выбирают так, чтобы самая низкая точка профиля расположилась выше линии условного горизонта на 5-7 см, т.е. отметка линии условного горизонта должна быть на 5-7 м меньше минимальной отметки хода.

Вертикальный масштаб принимают равным 1:200. Перпендикулярно линии условного горизонта в точке, соответствующее ПК0, строят шкалу вертикального масштаба (шкалу отметок) высотой 8-10 см. Эта шкала имеет ширину 2 мм и вычерчивается в виде черных и белых прямоугольников, раскрашенных в шахматном порядке. Возле шкалы вертикального масштаба подписывают ее отметки[6, c .35-45].

Наносят на профиль все пикеты и промежуточные точки. Для этого проводят вертикальные линии, соответствующие штрихам в графе «Расстояния», и на каждой из них в вертикальном масштабе откладывают отметку данной точки.

Все нанесенные по отметкам точки последовательно соединяют отрезками прямых линий и получают линию профиля.

(см. приложение Б)

4.2. Проектирование автодороги на продольном профиле.

После составления профиля продольного нивелирования необходимо подготовить по данному профилю проект трассы автомобильной дороги. Дорогу проектируют с условием, чтобы отметка ее полотна на пикетах ПК0 и ПК10 совпадала с отметками этих пикетов[5, c .45-53].

Составление проекта трассы автодороги включает в себя следующие этапы:

— нанесение проектоной линии;

— вычисление проектных уклонов на всех участках проектной линии;

— определение отметок проектной линии на пикетах и промежуточных точках;

— расчет рабочих отметок;

— нахождений расстояний до точек нулевых работ и проектных отмтеток этих точек;

проектную линию наносят на существующий профиль продольного нивелирования, руководствуясь следующим;

а) объем земляных работ должен быть минимальным;

б) объем выемки и насыпи на всем профиле должны быть примерно равными;

в) уклон проектной линии оси автодороги не должен превышать величины 0,05;

г) проектная линия может состоять из нескольких участков, имеющих различный уклон, но границы этих участков должны совпадать с отвесными линиями, проходящими через пикеты или промежуточные точки;

д) между участками проектной линии, имеющими уклоны с противоположными знаками (например, «подъем-спуск» или «спуск- подъем»), обязаетльно должен быть горизонтальный участок длиной не менее 100 м[1, c .13].

4.3. Расчет проекта.

Величину уклона i каждого участка проектной линии вычисляют по формуле

i= (4.1)

где h – превышение между концами линии на данном участке

(определяется графически по профилю);

d – горизонтальное проложение линии.

Рассчитаем три значения уклонов для разных участков:

1) i= = 0.005;

2) i= = 0.020;

3) i= = — 0.001;

Значения вычисленных уклонов записываются в графу «Проектные уклоны».

Также мы должны пересчитать проетные отметки, так как их фактическое положение из-за уклона могло измениться:

1)= 219.84+0.005*372=221.70;

2) = 221.70+0.020*228=226.26;

3) = 226.26+0.004*400=227.86;

Вычисление отметок проектной линии начинают с ПК0. Проектная отметка ПК0 должна быть равна отетке земли этого пикета[2, c .34]. Отметки последующих точек данного отрезка проектной линии находят путем прибавления к проектной отметке предыдущего (исходного) пикета соответствующего превышения :

где и — проектные отметки соответственно определенного и

— уклон проетной линии на данном участке;

— горизонтальное расстояние между исхожным и

Запрещается определять отметки проектной линии непосредственно графически с чертежа.

Полный файл с формулами и вычислениями можно скачать по ссылке:

Источник:
http://greleon.ru/geodesy/labgeod/382-predvaritelnaya-obrabotka-zhurnala-nivelirovaniya-vychislenie-prevysheniy-mezhdu-svyazuyuschimi-tochkami-postranichnyy-kontrol-zhurnala-nivelirovaniya-uravniva.html

Лекция 15. Геометрическое нивелирование (стр. 3 )

На каждой станции две точки пикетажа являются связующими, а остальные (плюсовые и точки поперечника) – обычно промежуточными. Длинные поперечники в условиях сложного рельефа нивелируют отдельными ходами. При расстояниях от нивелира до реек l = 50 м связующими служат все пикетные точки (ПК 0, 1, 2, 3,…), при l = 100 м – пикетные точки с четными номерами (ПК 0, 2, 4,…), при l = 150 м – каждая третья пикетная точка (ПК 0, 3, 6,…). При сложном рельефе связующими могут быть также плюсовые точки.

При нивелировании ровных крутых скатов в качестве связующих приходится брать дополнительные точки, не являющиеся характерными точками рельефа, которые называются иксовыми, или «потерянными» (рис. 92, в). Иксовые точки служат лишь для передачи отметки с одного пикета на другой, поэтому расстояние до них не измеряют. В иксовой точке рейку устанавливают на забитый в землю колышек.

Нивелир на станции устанавливают примерно на равных расстояниях от связующих точек в створе или вне створа нивелируемой линии; разность плеч не должна превышать 10 м. Установка нивелира проводится по круглому уровню. При работе нивелиром с цилиндрическим уровнем перед взятием отсчета по рейке пузырек цилиндрического уровня тщательно выводится в нуль-пункт с помощью элевационного винта; с целью ослабления влияния вертикальной рефракции отсчеты по рейке должны быть не менее 200 мм.

Нивелирование может выполняться с двухсторонними рейками при одном горизонте либо с односторонними рейками при двух горизонтах прибора. Рейки устанавливаются в отвесное положение по круглому уровню или «на глаз». При отсутствии уровня для снижения погрешности за наклон реек при взятии отсчетов, больших 1000 мм, рекомендуется покачивать их в плоскости визирования, беря при этом минимальные отсчеты.

Читайте также  Делаем химические источники света

1. Нивелирование трассы двумя нивелирами. При этом одним нивелиром нивелируют все связующие и промежуточные точки, а вторым – только связующие, от которых зависит правильность передачи отметок по трассе. Данный способ обеспечивает надежный контроль нивелирования путем сличения превышений между одноименными связующими точками; их разность не должна превышать 10 мм.

2. Нивелирование трассы одним нивелиром в прямом и обратном направлениях (двойное нивелирование). В этом случае в прямом ходе нивелируют все связующие и промежуточные точки, а в обратном – только связующие. Как и в первом способе, разница в превышениях между одноименными связующими точками, определенных из прямого и обратного ходов, не должна превышать 10 мм.

§ 86. Обработка журналов нивелирования

Обработку журналов нивелирования начинают с проверки всех записей и вычислений, выполненных в поле. С целью выявления возможных погрешностей в вычислениях на каждой странице журнала выполняют постраничный контроль. Он заключается в подсчете сумм отсчетов на связующие точки по задней (а) и передней (b) рейкам, а также сумм превышений по черной и красной сторонам реек и средних превышений на станциях (табл. 11); при этом должно соблюдаться равенство

.

Расхождения в 1–2 мм могут возникнуть за счет округления значений средних превышений до целого числа миллиметров. Отсчеты по рейкам на промежуточных точках в постраничном контроле не участвуют. Невязка представляет собой разность суммы измеренных средних превышений и известного (теоретического) превышения между конечной и начальной точками хода, т. е.


Таблица 11. Журнал технического нивелирования

. (157)

При этом возможны следующие случаи.

1.Нивелирный ход проложен между двумя реперами. В этом случае фактическая высотная невязка хода

где (Нкон – Ннач) = ho – известное превышение между конечной и начальной точками хода.

2.Замкнутый нивелирный ход. Поскольку ход начинается и заканчивается на одной и той же точке, то известное превышение ho = 0. Тогда

.

3.Висячий нивелирный ход, опирающийся на одну твердую точку.

Если нивелирование хода выполнялось двумя нивелирами, то сумма превышений для первого нивелира должна равняться сумме превышений hII для второго нивелира. Следовательно,

. (158)

При нивелировании хода в прямом и обратном направлениях сумма превышений прямого хода hпр должна равняться сумме превышений обратного хода hобр по абсолютной величине, но с противоположным знаком. Тогда

. (159)

В рассмотренном выше примере (см. табл. 11) hпр = +2415 мм, hобр = -2403 мм; fh = +12 мм.

Как уже отмечалось ранее, фактическая высотная невязка хода технического нивелирования не должна превышать допустимую, определяемую по формулам (149) или (150):

или ,

где L – длина хода, км; n – число станций в ходе.

Источник:
http://pandia.ru/text/80/272/61798-3.php

Невязки в нивелирных ходах, их допустимость и распределение

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ НИВЕЛИРОВАНИЯ. НИВЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ

6.1. Постраничный контроль

6.2. Невязки в нивелирных ходах, их допустимость и распределение

6.3. Вычисление отметок связующих и промежуточных точек. Способ превышений, способ горизонта

6.4. Построение продольного профиля трассы

6.5. Проектирование линейного сооружения

6.6. Нивелирование поверхности по квадратам

6.7. Обработка результатов нивелирования поверхности

6.8. Проведение горизонталей на плане

6.9. Точное и высокоточное нивелирование

Результаты измерения превышений методом геометрического нивелирования фиксируются в журнале технического нивелирования (табл. 6.1.). Целью обработки журнала технического нивелирования является вычисление высот определяемых точек по значениям высот исходных точек и результатам измерения превышений.

Постраничный контроль

Обработка результатов нивелирования начинается с проверки всех полевых вычислений в журнале путем постраничного контроля. Постраничный контроль заключается в выполнении следующих действий:

— вычисления суммы всех отсчетов на странице по задней рейке ;

— вычисления суммы всех отсчетов на странице по передней рейке ;

— вычисления алгебраической суммы всех средних превышений на странице ;

— проверки выполнения равенства

.

Допустимое отклонение от указанного равенства составляет 1-2 мм, которое может возникнуть вследствие накопления ошибок округлений при вычислениях средних превышений на станциях.

Перечисленные операции должны выполняться на каждой странице журнала технического нивелирования, в связи с чем такой контроль и называется постраничным. При проведении постраничного контроля проверяются только результаты полевых вычислений (отсутствие в них арифметических ошибок), качество измерений при этом не может быть проверено.

Невязки в нивелирных ходах, их допустимость и распределение

Рассмотрим разомкнутый ход нивелирования (рис.6.1). Измеренное превышение между начальной и конечной точками хода равно сумме превышений, измеренных на каждой станции, то есть

,

где — превышение, измеренное на i-ой станции. Полученное таким образом превышение между начальной и конечной точками хода называют измеренной, или практической, суммой превышений. С другой стороны, если высота H начальной точки хода и высота конечной точки хода известны, то в соответствии с определением превышения превышение между ними может быть определено как разность их высот:

.

Рис. 6.1. Сумма превышений

Данное значение превышения между точками A и B называют теоретической суммой превышений. Очевидно, что измеренная сумма превышений должна равняться теоретической

.

Но также очевидно, что вследствие ошибок измерений такое равенство будет выполняться только тогда, когда ошибки измерений полностью компенсируются. За крайне редкими исключениями такой компенсации ошибок не будет, и сумма измеренных превышений будет отличаться от теоретической суммы превышений, то есть будет иметь место соотношение

.

Разность между измеренной суммой превышений и ее теоретическим значением называется невязкой превышений

.

(В общем случае разность между результатом измерений некоторой величины и ее теоретическим значением называется невязкой: . Пример: угловая невязка в треугольнике на плоскости есть разность между суммой его измеренных углов и 180°.)

В замкнутом нивелирном ходе отметка начальной точки равна отметке конечной точки, то есть H=Hn. Следовательно, теоретическая сумма превышений в замкнутом ходе равна

.

Тогда невязка в замкнутом нивелирном ходе будет равна измеренной сумме превышений, то есть

.

Очевидно, что величина невязки в нивелирном ходе будет зависеть от использованных приборов, тщательности выполненных измерений, внешних условий и ряда других факторов. При техническом нивелировании для оценки качества выполненных измерений превышений служит величина допустимой невязки, вычисляемая по эмпирической формуле

,

где L – число километров в ходе; говорят также, что L – длина хода, выраженная в километрах.

Если на каждый километр нивелирного хода приходится большое число станций (более 25), то рекомендуется использовать другую формулу:

,

где n — общее число станций в ходе.

Если полученная невязка превышений по модулю больше допустимой невязки, то есть имеет место соотношение , то результаты измерений превышений не могут быть признаны удовлетворительными, и полевые измерения должны быть выполнены повторно. Если выполняется условие , то результаты измерений считаются доброкачественными, выполненными надлежащим образом, и обработка хода может быть продолжена.

Таблица 6.1. Пример обработки журнала технического нивелирования

Но если невязка превышений допустима и не равна нулю ( ), то мы имеем определенное противоречие: измеренная сумма превышений не равна теоретической сумме превышений, чего не может быть. Поэтому полученные результаты измерения превышений нужно привести в соответствие с требованиями геометрии и здравым смыслом, “исправить” их определенным образом. В таких случаях говорят, что нужно распределить невязку, ввести в измеренные значения некоторые поправки. При этом поправки должны вводиться таким образом, чтобы сумма исправленных превышений равнялась теоретической.

Существует бесконечное число вариантов распределения поправок. При выборе такого варианта можно рассуждать следующим образом. Полевые измерения выполнялись одним и тем же прибором, по одной и той же методике, при одной и той же погоде и прочих равных условиях, поэтому у нас нет оснований одним измерениям доверять меньше и вводить в них большие поправки, а другим измерениям доверять больше и вводить в них меньшие поправки. Представляется разумным и достаточно обоснованным считать результаты наших измерений равноточными и руководствоваться при этом принципом равенства поправок. Тогда во все измерения необходимо вводить одну и ту же поправку δ, которая может быть вычислена по формуле

,

где n – число станций в ходе. При этом говорят, что поправка в превышения равна невязке с противоположным знаком, деленной на число станций. Значения поправок округляются до 1 мм.

После вычисления поправок в превышения выполняется их контроль, который сводится к проверке выполнения соотношения

,

то есть сумма поправок в превышения должна равняться невязке, взятой с противоположным знаком.

Так как при обработке результатов технического нивелирования значения превышений и поправки в превышения округляются до 1 мм, может случиться так, что вследствие ошибок округления последнее соотношение не выполняется, тогда некоторые поправки увеличивают или уменьшают на 1 мм так, чтобы выполнялось равенство . Желательно, чтобы превышения с такими поправками располагались примерно равномерно по всему ходу нивелирования.

Таким образом, можно считать, что в отдельном ходе поправки вводятся поровну во все измеренные превышения с округлением до 1 мм.

Источник:
http://megaobuchalka.ru/6/35576.html