§24. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

При съемке положение условной уровенной поверхности определяется горизонтальным направлением визирного луча геодезического прибора — нивелира, а величины отрезков a и b измеряются с помощью устанавливаемых вертикально реек в точках с известной и определяемой высотой (рис. 102).

Нивелир устанавливается посередине между точками А и В, зрительную трубу направляют сначала назад на рейку точки А, затем для определения переднего отсчета вперед на рейку точки В (превышение которой определяется). Ее принято называть передней, а точку Л, относительно которой определяется h, задней; соответственно называют и рейки и пикетные точки, или пикеты (ПК). Отсюда формула превышения h = a — b излагается так: превышение между двумя точками равно отсчету на заднюю рейку минус отсчет на переднюю рейку. На местности пикеты отмечают колышками, забитыми до уровня земли, и сторожками (рис. 104).

Рис. 104. Точка и сторожок

Приборы и средства геометрического нивелирования. Для проведения нивелирования необходимы: нивелир той или иной конструкции, штатив, на котором он устанавливается, две нивелирные рейки и нивелирные башмаки. Современные нивелиры по конструктивным особенностям делятся на две группы: нивелиры с цилиндрическим уровнем (уровенные нивелиры) и нивелиры с компенсаторами (система качающихся призм, автоматически устанавливающая линию визирования в горизонтальное положение).

Рис. 105. Нивелир НВ-1

К первой группе нивелиров, например, относятся технический НВ-1 — глухой нивелир, у которого зрительная труба и цилиндрический уровень наглухо скреплены между собой (рис. 105). Ко второй группе Н-10КЛ—нивелир с компенсатором углов наклона и лимбом, со зрительной трубой прямого изображения.

Нивелиры в основном состоят из: зрительной трубы, снабженной сеткой нитей для взятия отсчетов по рейке, установочного уровня, обеспечивающего горизонтальное положение линии визирования, и подставки (треножника) с подъемными винтами для приведения прибора в горизонтальное положение. Труба насажена на вертикальную ось, которая может вращаться во втулке подставки.

Рис. 106. Нивелирная рейка. Рабочая (черная) и контрольная (красная) стороны

Нивелирные рейки (рис. 106) изготавливаются из деревянных брусков хвойных пород, как правило, трехметровые, двусторонние: основная шкала — черная, дополнительная — красная. Используются также трех-четырехметровые складные рейки. Рейки окрашены белой краской, и деления нанесены в виде сантиметровых шашечек, оцифрованных через дециметр. Головки цифр направлены вниз, так как при визировании нивелиром их изображение будет перевернуто (исключение составляют нивелиры с прямым изображением зрительной трубы, например нивелир Н-10КЛ). Отсчет по рейкам делают с точностью до 1 мм (рис. 106). Начало счета (нуль рейки) расположен у окованного ее конца-пятки. Деления на красной стороне рейки сдвинуты относительно делений на черной стороне. В процессе нивелирования рейки устанавливают на колья.

Среди уровенных нивелиров большое распространение получили технические нивелиры, например НВ-1, предназначенные для геометрического нивелирования третьего и четвертого класса точности.

Рассмотрим его устройство (рис. 105, А и Б). Зрительная труба 1 прибора, дающая перевернутое изображение, имеет внутреннюю фокусировку; перемещение фокусировочной линзы осуществляется вращением винта 2. В окулярной части 3 помещены окуляр, сетка нитей и микроскоп с призмой. В противоположной части трубы расположен объектив 5. Цилиндрический уровень с системой призм в оправе закрыт коробкой 6, прикрепленной к корпусу. Нивелир снабжен системой призм, делящей изображение пузырька уровня пополам по его продольной оси и передающей изображения противоположных концов половинок в поле зрения трубы. Точная установка визирной оси трубы в горизонтальное положение осуществляется совмещением изображений концов пузырька цилиндрического уровня, видимых в поле зрения трубы (рис. 107) при помощи элевационного винта 7.

Для грубого наведения трубы на рейку на корпусе трубы установлены целик 8 с мушкой 9. Точное наведение трубы на рейку осуществляется вращением наводящего винта 10. На треножнике имеются три подъемных винта 4.

Рис. 107. Поле зрения зрительной трубы нивелира НВ-1. Слева — пузырек контактного уровня
Рис. 108. Поле зрения зрительной трубы нивелира Н-10КЛ

На рисунке 107 видно поле зрения трубы при взятии отсчета. Сетка нитей прибора состоит из трех горизонтальных и одной вертикальной нитей. Основная рабочая нить сетки — средняя, по ней читаются отсчеты, две крайние короткие нити — дальномерные. В нашем примере отсчет равен 1280 мм.

Рассмотрим некоторые особенности нивелиров с компенсаторами.

Зрительная труба у нивелира Н-10КЛ дает прямое изображение (рис. 108). Цилиндрический уровень у нивелира Н-10КЛ (рис. 109) заменен компенсатором с элементами в виде качающейся призмы, положение которых реагирует на направление силы тяжести — маятником или свободной поверхности жидкости. Компенсатор автоматически устанавливает линию визирования в горизонтальное положение. Тем самым отпадает трудоемкая работа по совмещению изображений концов пузырька уровня и по наблюдению за его положением при взятии отсчетов. Это способствует существенному ускорению работ.

Рис. 109. Нивелир Н10КЛ

В нижнюю часть нивелира вмонтирован лимб со шкалой делений, градуированной через 1°, предназначенной для измерения горизонтальных углов.

В строительстве все большее применение находят лазерные нивелиры, в которых луч лазера в горизонтальном положении воздействует на фотоэлементы рейки. Эти фотоэлементы передвигают вдоль рейки, и в момент их пересечения с горизонтальным лазерным лучом автоматически фиксируется отсчет.

Предыдущая | Оглавление | Следующая