Устройство нивелира

Устройство нивелира

Нивелиры в зависимости от точности разделяются на высокоточные, точные и технические. Рассмотрим глухой нивелир с цилиндрическим уровнем типа Н – 3, который относится к классу точных. Главным требованием, предъявляемым к таким нивелирам, является параллельность оси цилиндрического уровня и визирной оси трубы. Нивелир Н – 3 состоит из верхней части, несущей зрительную трубу – 6 с цилиндрическим – 7 и круглым – 3 уровнями, наводящим – 11, элевационным – 4 и закрепительным – 9 винтами, и нижней, представляющей собой подставку с тремя подъёмными винтами – 1 и прижимной пластиной – 11 (рис.43).

Установка нивелира в рабочее положение производится таким же способом, как и первая поверка теодолита, но исправление уровня производится элевационным винтом.

ZZ₁ – вертикальная ось вращения нивелира;

VV₁ – визирная ось зрительной трубы;

UU₁ – ось цилиндрического уровня;

ОО₁ – ось круглого уровня.

На рисунке 39 изображено взаимное расположение осей.

Рис. 39 Расположение осей нивелира

На рисунке 40 изображены основные части нивелира.

1 – подъёмные винты

3 – круглый уровень

4 – элевационный винт

6 – зрительная труба

7 – цилиндрический уровень

9 – закрепительный винт

10 – установочная прижимная пластина

11 – наводящий винт

Рис.40 Основные части нивелира

Поверки нивелира

1 – я поверка.

Ось круглого уровня ОО₁ должна быть параллельна оси вращения нивелира ZZ₁ (ОО₁ || ZZ₁).

Вращением подъёмных винтов приводят пузырёк уровня на средину и поворачивают его на 180°. Если условие выполнено, пузырёк уровня останется на средине. При уходе пузырька уровня – одну половину отклонения от середины исправляют вращением подъёмных винтов (в любом порядке), а другую половину – исправительными винтами уровня. Эти действия повторяют до выполнения условия.

Я поверка.

Визирная ось трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня ( VV_{1 ┴}UU₁ ). ( Главное условие).

Это условие выполняют двойным нивелированием способом «вперёд». Для этого закрепляют колышками линию АВ (рис.41) длиной 50-60 м. Нивелир устанавливают так, чтобы окуляр зрительной трубы находился над точкой А, и измеряют высоту прибора i ₁ . Элевационным винтом тщательно приводят пузырёк цилиндрического уровня в нуль-пункт и берут отсчёт по рейке, установленной на точке В. Если визирная ось не параллельна оси уровня I₁М₁, то вместо точки М₁ возьмём отсчёт b₁ в точке N₁.

Рис.41 Главное условие нивелира

Затем нивелир и рейку меняют местами (рис.42), измеряют высоту прибора i₂ и берут отсчёт b₂ по рейке в точке А.

Величину Х, полученную влиянием не параллельности визирной оси и оси уровня, вычисляют по формуле:

Если Х по абсолютной величине не превышает 4 мм, условие считают выполненным. Если условие нарушено, вычисляют правильный отсчёт по рейке – b_О. Как следует из рисунка 15, этот отсчёт равен:

Для юстировки, элевационным винтом, наводят среднюю нить на этот отсчёт. Исправительными винтами цилиндрического уровня приводят пузырёк уровня в нуль-пункт. После юстировки поверку повторяют до полного выполнения условия:

Х ≤ | 4 мм |

Рис.42 Главное условие нивелира

3 – я поверка.

Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна основной оси нивелира .

По круглому уровню приводят основную ось нивелира в отвесное положение. Замечают какую-либо точку на средней линии сетки нитей в одном из углов поля зрения трубы и поворачивают верхнюю часть прибора по азимуту. Если наблюдаемая точка в противоположном углу поля зрения трубы не сошла с нити, условие выполнено. Если условие нарушено, ослабляют крепёжные винты и пластину с сеткой нитей поворачивают до совмещения с траекторией движения наблюдаемой точки.

Для технического нивелирования применяют рейки различных типов. Чаще всего используют рейки деревянные складные РН3 длиной 3 м. на рейке нанесены сантиметровые деления с цифровыми обозначениями. Деления и цифры на одной стороне чёрного, а на другой – красного цвета. Нижняя часть рейки заканчивается металлической пяткой.

На чёрной стороне рейки ноль совпадает с пяткой. На красной стороне деления начинаются с другого числа (4687, 4698, 4787, 4798 и т.п.). На рейки наносят сантиметровые деления. Каждый дециметр подписывают, а сантиметровые деления для облегчения отсчёта объединяют в группы по 5 см.

Отсчёты по рейке берут по средней горизонтальной нити с точностью до 1мм. Вначале отсчитывают дециметры и сантиметры, затем на глаз миллиметры. Так как изображения в трубе перевёрнутые, отсчёты берут сверху вниз.

Оптическая система, помещённая в коробке уровня, передаёт изображение концов пузырька непосредственно в поле зрения трубы, что позволяет одновременно наблюдать за рейкой и уровнем (рис.43).

В момент взятия отсчёта по рейке концы контактного уровня должны быть совмещены.

Рис.43 Поле зрения зрительной трубы

Дата добавления: 2016-09-26 ; просмотров: 27696 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Сущность, виды и назначение нивелирования.

Нивелирование — вид геодезических измерений (вертикальная съемка), в процессе которых определяют превышения одних точек местности над другими, а также сами высоты этих точек относительно принятой исходной (отсчетной) уровенной поверхности (как уже отмечалось, в России высоты точек местности определяются в Балтийской системе высот — от нуля Кронштадского футштока).

По методам измерений и применяемым приборам нивелирование делится на геометрическое, тригонометрическое (геодезическое), физическое, стереофотограмметрическое и механическое.

Геометрическое нивелирование — определение превышения между двумя смежными точками с помощью горизонтально установленного визирного луча, относительно которого производятся отсчеты на отвесно стоящих рейках с делениями. Горизонтальное положение визирного луча может быть задано приборами: нивелирами, теодолитами с уровнем при трубе и кипрегелями. Из всех видов нивелирования геометрическое самое точное. Его недостаток — небольшая длина визирного луча от прибора до рейки.

Тригонометрическое нивелирование основано на использовании тригонометрической зависимости между превышением, углом наклона визирного луча и расстоянием между нивелируемыми точками. По сравнению с геометрическим оно удобно при больших расстояниях и превышениях между точками, но уступает ему в точности. Оно является основным видом определения высот реечных (пикетных) точек при топографических съемках местности.

Физическое нивелирование бывает барометрическим, гидростатическим и радиолокационным (аэрорадионивелирование).

Барометрическое нивелирование выполняется с помощью барометров. При этом нивелировании по величинам атмосферного давления в двух точках определяется превышение между ними с учетом температуры воздуха, а иногда и влажности. По точности барометрическое нивелирование ниже геометрического и тригонометрического. Погрешности могут достигать 1- 2 м. Однако на небольших территориях при определенной методике работ точность может быть повышена до ±0,5 м.

Гидростатическое нивелирование базируется на фиксации разности уровней жидкости в двух сообщающихся сосудах. Оно позволяет устанавливать превышения с погрешностями порядка ± 0,5 мм, а с использованием высокоточных приборов — до 0,1 мм. Применяется при монтаже технологического оборудования, определении осадок зданий и сооружений.

Радиолокационное нивелирование основано на получении абсолютных высот с самолета при помощи специальных высотомеров. Погрешности определения высот от десятых долей до нескольких метров в зависимости от рельефа местности и используемого оборудования.

По результатам спутниковых измерений можно определить пространственные координаты точек местности в автономном режиме с точностью около 1м и в дифференциальном, т.е. относительно точек с известными координатами, с точностью до сантиметров и точнее. Для этого используются спутниковые системы ГЛОНАСС (ГЛОбальная Нави-гационная Спутниковая Система, Россия) и NAVSTAR (NAVigation Sattelite providing Time and Range — навигационная спутниковая система, США).

Стереофотограмметричеокое нивелирование базируется на определении высотного положения точек местности с летательных аппаратов и последующей обработки стереомоделей местности. Оно является основным методом съемки выраженного рельефа при составлении планов и карт обширных территорий. Точность измерений может достигать нескольких сантиметров.

Механическое нивелирование производится приборами, установленными на движущихся по земной поверхности механизмах (велосипедах, автомашинах и т. д.). При этом профиль местности вычерчивается автоматически для линии движения механизма. Точность этого нивелирования 0,2-0,3 м на 1 км расстояния, что достаточно при изысканиях дорог, линий электропередач и т. д.

Основным видом нивелирования является геометрическое, которое производится при помощи геодезических приборов — нивелиров.

Геометрическое нивелирование по технологии и точности работ разделяется на I, II, III и IV классы и техническое нивелирование.

Нивелирование I, II, III и IV классов составляет государственную нивелирную сеть, которая является высотной основой топографических съемок всех масштабов и геодезических измерений, проводимых для удовлетворения потребностей народного хозяйства и обороны страны.

Нивелирная сеть I и II классов является главной высотной основой, посредством которой устанавливается единая система высот на всей территории России. Она также предназначается для научных целей, связанных с изучением колебаний земной коры. Периметры полигонов нивелирования I и II классов на европейской территории страны составляют в среднем соответственно 2800 и 600 км.

Нивелирные сети III и IV классов и технического нивелирования служат высотной основой топографических съемок и предназначаются для решения различных инженерных задач (планировка, застройка и благоустройство населенных пунктов; проектирование и строительство дорог, оросительных и осушительных систем; водоснабжение, канализация и т. п.).

Нивелирные ходы закрепляют на местности постоянными знаками (реперами, марками) и временными знаками — точками съемочной сети.

На застроенной территории распространенным типом постоянного нивелирного знака является стенной репер из чугуна, который закладывают в стене (фундаменте) каменного здания (сооружения) на цементном растворе так, чтобы его торцевая часть выступала от поверхности стены примерно на 5 см. Рядом с репером к стене здания прикрепляют охранную металлическую табличку с надписью: «Геодезический пункт охраняется государством». На торцевой стороне репера указаны номер и учреждение, заложившее репер.

На незастроенной территории в землю закладываются грунтовые реперы — железобетонные столбы, металлические трубы с якорем в виде усеченной пирамиды из бетона или используют пункты плановой геодезической сети. Рядом с репером устанавливают железобетонный опознавательный знак с охранной табличкой.

Для закрепления результатов технического нивелирования в качестве грунтового репера применяют металлические трубы или железобетонные пилоны с приваренной или вделанной в бетон маркой. В качестве временных нивелирных знаков также используют отмеченные масляной краской характерные выступы железобетонных опор ЛЭП, мостов, фундаментов зданий, больших камней (валунов) и др., а также костыли или гвозди, забиваемые в деревянные строения, опоры линий связи и др., а также вкопанные в землю отрезки железобетонных или деревянных столбов, асбестоцементных и металлических труб, рельсов, уголкового железа, на которые устанавливают рейки при выполнении нивелирных работ.

5.12.2. Способы определения превышений и высот точек при геометрическом нивелировании

Геометрическое нивелирование выполняют при помощи нивелира и нивелирных реек.

Нивелир — геодезический прибор, обеспечивающий при работе горизонтальную линию визирования. Он представляет собой сочетание зрительной трубы с цилиндрическим уровнем или с компенсатором. Уровень и компенсатор служат для приведения визирной оси в горизонтальное положение.

Нивелирные рейки — это деревянные или металлические бруски длиной 1,5; 3; 4 или 5 м (рис.5.37).

По конструкции они бывают: цельные, складные и раздвижные. На нижнем конце рейки закреплена стальная пластина (пятка); деления реек — сантиметровые. На одной из сторон рейки (черной) деления нанесены черным цветом на белом фоне, на другой (красной) — красным. Нуль делений черной стороны рейки совпадает с нижней плоскостью пятки. Деления красной стороны нанесены и подписаны так, что с нижней плоскостью пятки совпадает отсчет, равный 4687 или 4787.

Рис. 5.37. Нивелирные рейки

а — цельная, черная сторона; б — складная.

Для удобства и быстроты установки в рабочее положение рейки иногда снабжают круглыми уровнями и ручками. Нивелирные рейки различают по точности нивелирования. Например, шифр РН-10П-3000С означает, что это рейка нивелирная, со шкалой деления 10 мм, подписью цифр «прямо», длиной 3000 мм, складная.

Нивелирным отсчетом по рейке называют отрезок отвесной линии от точки, на которой стоит рейка, до горизонтальной визирной оси. Отсчеты и превышения выражают в миллиметрах и записывают их с округлением до миллиметра.

Геометрическое нивелирование заключается в определении превышения h_АВ (рис. 5.38) точки В над точкой А.

Рис. 5.38. Схема геометрического нивелирования

а) — из середины; б) — вперед

Точки закрепляют на местности забитыми в землю деревянными кольями, металлическими костылями и др., обеспечивающими прочное, без осадок положение их по высоте.

Существуют два способа геометрического нивелирования: вперед и из середины.

Нивелирование из середины. Если в процессе измерения превышения между двумя точкамиА и В посередине между ними расположить нивелир, задающий горизонтальный визирный луч, а на точках установить отвесно рейки (рис.5.39,а), то такой способ называется нивелированием «из середины».

Место установки нивелира для работы называют станцией. Если нивелирование производят в направлении от точки А к точке В, то рейка, стоящая на точке А, называется задней, а на точке В — передней. Высота горизонтального визирного луча над точкой А определяется отсчетом «а» по задней рейке, полученным по средней горизонтальной нити сетки, видимой в поле зрения зрительной трубы нивелира. Высота горизонтального визирного луча над точкой В определяется отсчетом вперед «в» по передней рейке.

На рис.5.38 видно, что превышение между точками

т.е. при нивелировании из середины превышение равно отсчету по задней рейке «а» минус отсчет по передней рейке «в».

Нивелирование вперед. Если же нивелир установить над точкой А на одной отвесной линии с ней (рис.5.38, б), а в точке В — отвесно рейку, то превышение определим способом „вперед", тогда

т.е. при нивелировании вперед превышение равно высоте нивелира «i» минус отсчет по передней рейке «в».

В обоих случаях при известной высоте Н_А точки А и измеренном превышении между определяемой точкой В будем иметь

т.е. высота последующей точки равна высоте предыдущей точки плюс превышение между ними.

Высоты точек можно вычислять и через горизонт нивелира (ГН). На рис. 5.38,б видно, что

где ГН = Н_А + а и ГН = Н_А + i.

Численно горизонт нивелира (ГН) равен высоте визирного луча над исходной уровенной поверхностью.

Определение высот точек через горизонт нивелира находит широкое применение в инженерно-строительной практике для определения высот нескольких точек с одной установки нивелира.

Нивелирование «из середины» обладает следующими преимуществами перед нивелированием«вперед»:

· при одном и том же числе установок прибора скорость выполнения работ увеличивается примерно в два раза.

· погрешности прибора, отклоняющие визирный луч от горизонтального положения, примерно одинаковы по знаку и размеру в заднем и переднем отсчетах и почти не входят в превышение h_АВ.

Нивелирный ход. Нивелирование, как правило, начинают с исходного репера (марки) или с точки, высота которой известна. Указанное выше нивелирование производится с одной постановки прибора в пределах одной станции. Если требуется определить превышение между точками А и К (рис. 5.39), значительно удаленными одна от другой, то нивелирование производят с нескольких станций, последовательно связывая каждую станцию со смежной. Таким образом составляется нивелирный ход.

В процессе такого последовательного нивелирования точки, общие для двух смежных станций, например, точки В, С и D, называются связующими (рис.5.39).

В случае когда нивелирование производится с целью составления профиля местности по линии А, В, С, D, К (рис.5.39), определяют высоты этих точек (при условии, что Н_А известно):

Рис. 5.39. Схема последовательного (сложного) нивелирования.

т.е. происходит последовательная передача высоты через связующие точки по нивелирному ходу. Между этими точками на местности измеряются расстояния, и они должны быть закреплены, чтобы на них можно было ставить нивелирные рейки.

Если нивелирование производится с целью определения высоты Н_К конечной точки при заданной высоте Н_А начальной точки, то искомая высота будет равна

т.е. высота конечной точки равна высоте исходной точки плюс сумма превышений по нивелирному ходу. В этом случае в качестве связующих точек используют временные точки, обозначаемые переносными металлическими костылями или башмаками (рис. 5.40).

При нивелировании особое внимание должно быть уделено связующим точкам, так как погрешность, допущенная в высоте связующей точки, передается на все остальные.

При производстве технического нивелирования вместо башмаков и костылей разрешается пользоваться простыми железными костылями или деревянными кольями длиной не менее 20 см. При неустойчивых грунтах, особенно в болотистых местах, рейки и нивелир ставят на более длинные колья, вбиваемые в грунт до отказа.

Рис. 5.40. Переносные опоры для реек:

а — костыль; б — башмак.

Если нивелирный ход прокладывают для передачи высоты с исходного репера на определяемую точку так называемым висячим ходом, то для контроля ход должен быть двойным, проложенным в прямом и обратном направлениях.

При изысканиях дорог и других линейных сооружений в результате последовательного нивелирования получают высоты всех характерных точек рельефа по оси будущего сооружения, по которым затем можно составить продольный профиль. Попутно производят определение высот точек (промежуточных), расположенных в характерных местах вдоль перпендикуляров к оси будущего сооружения. Такие определения относят к поперечному нивелированию.

Для планировки местности при возведении различных инженерных сооружений, городских и поселковых улиц требуется нивелирный план участка в горизонталях; он получается в результате нивелирования поверхности.

Измерение местности. Нивелиры

Расстояния между точками местности можно определить непосредственно или косвенно. Для непосредственного измерения расстояний используются мерные ленты, рулетки и проволоки. Наиболее часто при линейных измерениях для инженерных целей применяются мерные ленты со шпильками. Длины мерных лент равны 20, 24 или 50 м. Существуют рулеточные мерные ленты длиной 20, 24, 50 и 100 м. Толщина лент находится в пределах от 0,3 до 0,5 мм.

Содержание

1. Измерение расстояний на местности с помощью мерных лент.
2. Назначение нивелиров, их виды. Устройство и установка нивелира в рабочее положение.
3. Как передать разбивочные оси здания в котлован, траншею?

Вложенные файлы: 1 файл

контрольная по геодезии.doc

Геодезия.

1. Измерение расстояний на местности с помощью мерных лент.

1. Назначение нивелиров, их виды. Устройство и установка нивелира в рабочее положение.

1. Как передать разбивочные оси здания в котлован, траншею?

Вопрос № 1. Измерение расстояний на местности с помощью мерных лент.

Расстояния между точками местности можно определить непосредственно или косвенно. Для непосредственного измерения расстояний используются мерные ленты, рулетки и проволоки. Наиболее часто при линейных измерениях для инженерных целей применяются мерные ленты со шпильками. Длины мерных лент равны 20, 24 или 50 м. Существуют рулеточные мерные ленты длиной 20, 24, 50 и 100 м. Толщина лент находится в пределах от 0,3 до 0,5 мм. Различают ленты штриховые, длина которых равна расстоянию между штрихами, нанесенными у концов ленты против середины вырезов для шпилек, и шкаловые, у концов которых нанесены миллиметровые и сантиметровые деления; их применяют для измерения расстояний с повышенной точностью.

Каждая штриховая лента разделена на метры и дециметры. Отдельные метры на ленте обозначены пластинками с выбитыми на них порядковыми номерами; полуметры отмечены круглыми заклепками; дециметры – отверстиями диаметром 2 мм. Отрезки линий меньше дециметра отсчитывают по ленте на глаз. При перевозке и хранении ленту наматывают на железное кольцо. К ленте прилагается комплект из 10 (иногда из 5) железных шпилек для фиксации концов ее при измерении.

В строительной практике широко применяют рулетки металлические и тесьмяные длиной 5, 10, 20, 30 и 50 м. В нерабочем состоянии рулетки наматываются на катушку, заключенную в футляр. В соответствии с ГОСТ 7502-69 с 1970 года изготовляют следующие типы металлических рулеток: РС – рулетки самосвертывающиеся, РЖ – рулетки желобчатые, РВ и РК – рулетки из углеродистой стали и др.

Для производства точных измерений применяют инварные проволоки длиной 24 и 48 м. Проволоки в процессе измерений подвешивают на специальных станках.

Перед началом линейных измерений определяют действительную длину мерного прибора путем сравнения с другим прибором, длина которого заранее известна. Такое сравнение длины мерного прибора с другим контрольным называется компарированием.

Расстояния обычно измеряют два мерщика в следующем порядке. Передний мерщик берет в руку ручку ленты и десять шпилек и разматывает ее вдоль измеряемого отрезка линий, а задний, совместив начальный штрих с точкой А, направляет переднего мерщика в створ линии АВ. Передний мерщик, встряхнув ленту, натягивает ее и фиксирует конец шпилькой. Затем ленту протягивают на один пролет, задний конец ее цепляют крючком за первую шпильку и повторяют все действия, которые производились при измерении первого пролета.

Таким образом процесс измерения линии продолжается; при этом число установленных передним мерщиком шпилек будет равно числу отложенных лент.

Если передний мерщик израсходовал все шпильки, а расстояние еще не измерено до конца, задний передает ему десять шпилек, удерживая конец ленты у точки, где была последняя шпилька. Передачи шпилек фиксируются в журнале измерений. После этого процесс измерения продолжается. В конце линии между последней шпилькой и точкой В измеряют остаток. Для этого ленту цепляют задним крючком за последнюю шпильку, протягивают ее через точку В и против конечной точки линии производят отсчет с точностью до сантиметра.

Длину линии D определяют по следующей формуле:

где n – число отложений ленты, равное числу шпилек, имеющихся у заднего мерщика, включая передачи; r – остаток.

Если температура t, при которой производились измерения, отличается от температуры t˳ компарирования на величину, превышающую (8 – 10) ̊ С, то в измеренную длину отрезка линии вводят поправку за температуру, определяемую по формуле

где α — линейный коэффициент расширения стали (12,5 * 10‾ º ). Температуру ленты, как правило, измеряют термометром – пращем.

Вопрос № 2. Назначение нивелиров, их виды. Устройство и установка нивелира в рабочее положение.

Измерения, проводимые для определения отметок точек местности или их разностей, называют нивелированием.

Существует несколько видов нивелирования: геометрическое, тригонометрическое, физическое, механическое, стереофотограмметрическое.

Геометрическое нивелирование заключается в непосредственном определении разности высот двух точек горизонтального визирного луча.

Тригонометрическое нивелирование заключается в определении превышений между точками по измеренному между ними расстоянию и углу наклона. Вычисление превышений ведут по формулам тригонометрии.

Физическое нивелирование делится на три вида: а) барометрическое, в основу которого положена зависимость между величиной атмосферного давления на точке местности и ее высотой; б) гидростатическое, основанное на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находиться на одинаковом уровне независимо от превышения точек, на которых установлены эти сосуды; в) радиолокационное, основанное на использовании отражения электромагнитных волн.

Механическое нивелирование производят с помощью специальных приборов, устанавливаемых на велосипедных рамах, автомобилях и т.д. При движении такого прибора автоматически регистрируются пройденные им расстояния, высоты точек и вычерчивается профиль пройденного пути.

Стереофотограмметрическо е нивелирование основано на определении превышений по паре фотоснимков одной и той же местности.

Геометрическое нивелирование производят специальными приборами – нивелирами.

ГОСТ 10528 – 76 предусматривает выпуск следующих нивелиров: высокоточные – Н1, Н2 и НС2; точные – Н3, НС3 и НС4; технические – НТ и НЛС.

В зависимости от конструкции нивелиры делят на глухие с уровнем при зрительной трубе (Н); с самоустанавливающейся линией визирования (НС); с наклонным лучом визирования (НЛС).

Нивелир Н3 имеет увеличение зрительной трубы 30˟ , поле зрения 1̊ 20ʹ , цену деления цилиндрического контактного уровня 15ʺ на 2 мм. Он применяется для нивелирования IV класса и технического нивелирования.

Для работы нивелир Н3 устанавливают на штативе и закрепляют становым винтом. Круглый уровень с ценой деления 5ʹ на 2 мм служит для приведения оси вращения инструмента в отвесное положение с помощью подъемных винтов, упирающихся в пластинку. Их винтовая нарезка входит в гнезда подставки. Для приближенного наведения на рейку служит мушка. Точное наведение трубы осуществляется через окуляр наводящим винтом при закрепленном винте. Четкое изображение рейки в поле зрения трубы достигается вращением кремальеры. Наименьшее расстояние визирования составляет 2 м, что облегчает работу в стесненных условиях строительных площадок.

Приведение визирной оси в горизонтальное положение производят с помощью элевационного винта и цилиндрического уровня, заключенного в коробку. Над уровнем расположено призменное устройство, передающее изображение пузырька в поле зрения трубы. Таким образом, наблюдателю одновременно видны контактный уровень и нивелирная рейка, по которой делается отсчет. При этом изображение половинок концов пузырька уровня будут образовывать в верхней части один овал (совмещены) только в том случае, когда пузырек уровня находится в нульпункте (в середине).

Нивелир НВ – 1 соответствует нивелиру Н3 и отличается от него лишь небольшими особенностями. Цена деления цилиндрического уровня НВ – 1 около 20ʺ, что несколько больше, чем у Н3. Больше у НВ – 1 и наименьшее расстояние визирования.

Нивелир применяется для технического нивелирования и нивелирования IV класса.

Нивелир НС4. Инструмент снабжен призменным компенсатором оптико – механического типа, обеспечивающим автоматическую установку линии визирования в горизонтальное положение при углах наклона оси нивелира в пределах ± 15ʹ. Этот предел достигается предварительной установкой нивелира по круглому уровню (расположенному под отражателем) вращением подъемных винтов. Зрительная труба нивелира ломаная. Нивелир не имеет закрепительного винта трубы. Ее предварительное наведение на рейку осуществляется от руки преодолением фрикционного сцепления. Точное наведение трубы достигается вращением бесконечного наводящего винта.

Нивелир НСМ2А с самоустанавливающейся линией визирования; он служит для нивелирования III и IV классов и технического. Оптический компенсатор (компенсатор – телескопическая система, состоящая из положительной линзы, закрепленной в оправе объектива трубы, и отрицательной, подвешенной на стальных проволоках и уравновешиваемой грузиками) этого нивелира позволяет работать при наклоне оси вращения инструмента в пределах ±10ʹ. Подставка зрительной трубы не имеет закрепительного винта. Окончательное наведение трубы на рейку делается наводящим винтом. Ось вращения инструмента приводят в отвесное положение с помощью подъемных винтов по двум взаимно перпендикулярным цилиндрическим уровням, укрепленным на подставке.

Нивелир НЛ3 позволяет нивелировать как горизонтальным, так и наклонным лучом визирования в пределах ± 3̊ 30̎ʹ. Он имеет увеличение трубы 31˟, в поле зрения 1̊ 30ʹ, цену деления цилиндрического уровня 30 – 40ʺ на 2 мм. Нивелир снабжен оптическим высотомером.

В поле зрения трубы нивелира НЛ3 передаются изображения посеребренной пластинки, высотного штриха и трех горизонтальных нитей – средней и двух дальномерных. Высотный штрих с изменением наклона зрительной трубы меняет свое положение относительно средней нити. Перед каждым отсчетом по рейке пузырек цилиндрического уровня совмещают с нульпунктом микрометренным винтом.

При нивелировании горизонтальным лучом пузырек цилиндрического уровня нивелира НЛ3 совмещают с нульпунктом, а затем наводящим винтом трубы совмещают среднюю нить сетки с высотным штрихом и делают отсчет по рейке.

Поверки нивелира с элевационным винтом. Нивелир такого типа должен удовлетворять следующим геометрическим условиям.

Нивелир — прибор с историей

Нивелиром называют измерительный инструмент для определения разницы высот точек. Работа его основана на прямолинейности световых лучей, а основная задача — построить стабильную горизонталь, относительно которой любые отклонения станут заметными. Принцип работы нивелира остаётся неизменным со времён его изобретения во II веке до н.э., а, собственно, изобретателем этого незаменимого и поныне инструмента считается знаменитый древнегреческий механик Герон Александрийский.

Где используется нивелир?

В основном нивелиры используют геодезисты, строители, топографы, проектировщики, а также мастера-ремонтники. Работу всех этих людей невозможно представить без нивелиров, с помощью которых обеспечиваются очень точные измерения разности высот между объектами (чаще всего между исходным репером и искомой точкой). Также нивелир может обеспечить горизонтальную плоскость в любом направлении. Без таких замеров практически невозможно ни правильно спроектировать, ни построить хоть сколько-либо серьёзную инженерную конструкцию или здание так, чтобы они оказались надёжными и безопасными. А уж о соблюдении современных норм и стандартов — и говорить нечего.

Причем пользоваться прибором может научиться каждый- главное понять принцип. Поэтому данный прибор очень востребован на стройках любых зданий и сооружений. С многообразием геодезического оборудования вкратце можно ознакомиться здесь.

Какие бывают виды нивелиров?

Профессионалы обычно используют нивелиры оптические. Это весьма надёжные приборы, защищённые от воздействия влаги или жары, которые можно эксплуатировать на улице на протяжении всего года. Чаще всего оптические нивелиры оснащаются стальным корпусом, а инструменты профессиональные получают очень высокую степень защиты от влаги и пыли. Механические оптические нивелиры имеют очень широкий диапазон условий использования как в плане погодных условий, так и в плане температур воздуха окружающей среды.

Оптические нивелиры выпускаются сейчас не только механические, но и электронные. Цифровые считывающие устройства значительно облегчают настройку и использование прибора, ускоряют процесс снятия замеров, а также позволяют автоматически выполнять и сохранять на карту памяти необходимые расчёты. Вибрация и слабое освещение при этом электронным нивелирам не являются помехой. С другой стороны, хрупкая начинка не всегда позволяет использовать вместо традиционных оптических нивелиров цифровые приборы.

В конце прошлого века появился ещё один тип приборов, не работающих по привычному принципу, — лазерные нивелиры, которые часто называют просто лазерными уровнями. Эти приборы умеют проецировать луч на поверхность. Они намного проще оптических нивелиров в использовании и работе с лазерным уровнем можно научиться самостоятельно: здесь не потребуется ни точная настройка трубы, ни умение разбираться в разнообразии шкал. По лучу лазерного прибора выполнить замеры, разметку или сразу какую-то работу очень легко. Кроме того, существуют модели лазерных нивелиров, которые упрощают их выравнивание, мигая лучом или сигналя, если прибор устанавливается неровно. Лазерные уровни существуют очень широкого диапазона возможностей и степени защищённости в зависимости от назначения: от простых и недорогих бытовых моделей с одним-двумя не слишком яркими лучами и пластиковым корпусом — и до дорогих пыле- и влагозащищённых построителей плоскостей или нивелиров ротационных с ярким излучением и множеством дополнительных функций, предназначенных для использования профессионалами при больших масштабах и объёмах работ.

Из чего состоит нивелир?

Основным нивелиром для строительных работ все-таки является оптический нивелир. Он состоит из терегера и главного блока. Трегер — это металлический круг с тремя опорами и подъёмными винтами, благодаря которому можно менять положение главного блока и закреплять его. Главный блок состоит из зрительной трубы с прицелом и окуляром, горизонтальной шкалы-лимба, цилиндрических уровней для горизонтирования прибора, винтов для наводки, закрепления и фокусировки трубы, а также компенсатора, который гасит возникающие колебания и поддерживает трубу в горизонтальном положении. Замеры производятся с помощью специальных реек, на которые нанесены шкалы.

В заключение стоит сказать, что из- за своего простого строения и легкости эксплуатации этот прибор по праву занимает первое место на строительной площадке.

58. Типы нивелиров 59. Основные части уровенного нивелира и их назначение

Глухой н.: зрительная труба, уровень и подставка соединены так, что их взаимное положение можно изменить только при помощи исправительных винтов.

Лазерный н.: прибор, основанный на использовании лазерного излучения для создания горизонтальной световой линии или плоскости, относительно которой с помощью нивелирной рейки можно определять превышения.

Н. с компенсатором: нивелир, в котором линия визирования занимает горизонтальное положение автоматически после предварительной установки оси вращения в отвесное положение по круговому уровню. (нельзя измерять н. вперед т.к. нет высоты прибора)

Согласно ГОСТ 10528 — 76 в нашей стране выпускаются нивелиры трех типов: высокоточные с ошибкой измерения превышения не более 0.5 мм на 1 км хода, точные с ошибкой измерения превышения 3 мм на 1 км хода и технические с ошибкой измерения превышений 10 мм на 1 км хода.

Нивелиры всех типов могут выпускаться либо с уровнем при трубе, либо с компенсатором наклона визирной линии трубы. При наличии компенсатора в шифре нивелира добавляется буква К, например, Н-3К. У нивелиров Н-3 и Н-10 допускается наличие горизонтального лимба; в этом случае в шифре нивелира добавляется буква Л, например, Н-10Л.

Нивелир с уровнем при трубе изображен на рис.4.33.

Зрительная труба и уровень при ней являются важнейшими частями нивелира.

Элевационный винт служит для приведения визирной линии трубы в горизонтальное положение. С его помощью поднимают или опускают окулярный конец трубы; при этом пузырек уровня перемещается и когда он будет точно в нуль-пункте, визирная линия должна устанавливаться горизонтально.

1 — зрительная труба; 2 -цилиндрический уровень при трубе;3 — элевационный винт; 4 -установочный круглый уровень (на рисунке не показан); 5,6 — закрепительный и микрометренный винты азимутального вращения;7 -ось; 8 -подставка с тремя подъемными винтами.

Цилиндрический уровень обычно контактный; изображение контактов пузырька передается системой призм в поле зрения трубы, что очень удобно, так как наблюдатель видит сразу и рейку, и уровень.

60. Нивелир с самоустанавливающейся линией визирования

У нивелиров с самоустанавливающейся линией визирования (НС4, НСМ2А…):

— ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

— средняя гориз. нить сетки д/б перпендикулярна к оси вращения нивелира,

— линия визирования д/б горизонтальна при наклонах инстр. в заданных пределах.

Нивелир 4Н-2КЛ — идеальный прибор для:

— ирригации и мелиорации

— нивелирования 3-го и 4-го классов

Нивелир может быть укомплектован:

— оптическим микрометром для повышения точности отсчитывания по рейке,

— призменной насадкой для провешивания отвесных линий,

— линзовой насадкой для визирования на близко-расположенную рейку.

30- кратная зрительная труба прямого изображения

Погрешность 1,5 мм на 1 км двойного хода

62. Исследования реек

Изготовление реек регламентирует ГОСТ 11158-76. Типы реек по ГОСТу соответствуют типам нивелиров. Рейка нивелирная РН-05 односторонняя, штриховая с инварной полосой применяется для измерения превышений с точностью 0.5 мм на 1 км хода. Рейка нивелирная РН-3 деревянная, двухсторонняя, шашечная применяется для измерения превышений с точностью 3 мм на 1 км хода. Рейка нивелирная РН-10 деревянная, двухсторонняя, шашечная применяется для измерения превышений с точностью 10 мм на 1 км хода (рис.4.36). Длина реек бывает различной: 1200, 1500, 3000 и 4000 мм. У складных реек в шифр добавляется буква С, например, РН-10С.

Шашечные рейки изготовляются из высушенной первосортной ели; допускается изготовление реек из пластмасс, металлов и сплавов, если при этом выполняются требования ГОСТа на массу рейки, на температуру ее использования и т.п. Перед покраской рейку пропитывают водоотталкивающим составом и грунтуют; деления в виде шашечек наносят черной краской на одну сторону рейки и красной краской на другую. Дециметровые деления подписывают.

На нижнюю часть рейки крепится металлическая пластина, называемая пяткой рейки. На черной стороне пятки соответствует нулевое деление рейки; на красной — отсчет, больший 4000 мм; поэтому отсчеты по красной и черной сторонам рейки не могут быть одинаковыми. Разность пяток для данной рейки является постоянной величиной, что позволяет контролировать правильность отсчетов. В литературе разность пяток называют также разностью нулей рейки.

Для установки рейки в отвесное положение на ней имеется круглый уровень или отвес.

На штриховых односторонних рейках деления наносят на инварную ленточную полосу, которая натягивается вдоль деревянного бруска при помощи специального устройства. Деления в виде штрихов наносят через 5 мм. Для определения пригодности нивелирных реек к работе выполняют их исследования.

Поверхность рейки должна быть плоской. Уклонение от плоскости по ГОСТу допускается 3 мм для РН-05, 6 мм для РН-3 и 10 мм для РН-10. Вдоль рейки натягивают нитку и просвет между ниткой и рейкой измеряют в самом широком месте.

Случайная ошибка в положении дециметровых и метровых делений не должна превышать 0.15 мм для штриховых инварных реек и 0.5 мм для деревянных шашечных реек. Это исследование выполняют с помощью контрольной линейки.

Определение разности пяток или разности нулей рейки. Это исследование выполняют путем взятия отсчетов по черной и красной сторонам рейки, стоящей на одной и той же точке.

Поверка круглого уровня рейки выполняется либо по отвесу, либо по вертикальной нити сетки нитей нивелира. Отвес укрепляют прямо на рейку и устанавливают ее отвесно, при этом пузырек уровня должен находиться в нуль-пункте. В противном случае исправительными винтами уровня пузырек приводят в нуль-пункт.