Работа II. Геометрическое нивелирование

Цель:

Выполнить нивелирование трассы на основе проложенного хода с построением продольного и поперечного профилей в заданных масштабах.

Формируемые умения и навыки:

Выполнение комплекса работ при геометрическом нивелировании.

Содержание информации, необходимой для формирования умений и навыков.

Геодезические приборы, используемые при нивелировании трассы: их назначение. устройство, работа с ними. Производство отчетов по. нивелирной рейке. Правила заполнения журнала технического нивелирования, обработка журнала. Выполнение графической документации.

Связь с учебными дисциплинами

Основы геодезии. Инженерная графика.

Материальное обеспечение:

Теодолит в комплекте - 1 , нивелир в комплекте с рейками - 1 , лента длиной20 м со шпильками - 1, рулетка - 1, экер - 1, вешки - 3, колышки из условия длины трассы и рельефа местности, топор - 1 , журнал нивелирования, пикетажная книжка, чертежные принадлежности, микрокалькулятор.

Методические указания по выполнению задания

1 . Рекогносцировка и закрепление трассы.

Длину трассы назначает руководитель практики в зависимости от местных условий. Место для проложения нивелированного хода выбирают с соблюдением следующих условий: нивелирный ход должен иметь минимальное число поворотов, стороны хода должны проходить на местности по возможности с малыми углами наклона и удобной для линейных измерений. Вершины углов поворота хода на местности закрепляют колышками, так же как вершины теодолитного хода.

2. Измерение углов поворота трассы.

Теодолитом измеряют горизонтальные углы одним приемом между продолжением предыдущей и направлением последующей сторон хода. По измеренному углу поворота и заданному радиусу кривой при помощи таблиц [18] вычисляют элементы кривых.

3. Измерение длин сторон хода и разбивка пикетажа.

Длины сторон хода измеряют 20-метровой лентой с одновременной разбивкой пикетажа по 100м. Если ход проложен на местности с углом наклона а > 2° , то на местности расстояние между пикетами будет равно (100 + Δ I_п ) м, где Δ I_п - поправка на

наклон местности, вычисляемая по формуле: Δ I_п = 2 I sin²α/2. Можно использовать способ, когда ленту при откладывании приводят в горизонтальное положение. Пикеты на местности закрепляют колышками. Если между пикетами имеются заметные на глаз (порядка 0,5м) перегибы линии местности, то их также закрепляют колышками и обозначают как плюсовые, например ПКЗ+60. Плюсовые точки обозначаются и по ситуации, т.е. на пересечении трассы с другими контурами местности (сенокос, лес, река, дорога), с ЛЭП и т.д.

По ходу, рядом с пикетажной точкой, забивают кол-сторожок, на котором подписывают ее номер. Перпендикулярно трассе для изображения рельефа местности разбивают поперечники. Характерные точки рельефа местности поперечников фиксируют колышками с указанием направления и расстояния до оси трассы. Длина поперечников и расстояние между ними зависят от характера местности и их назначения. Для учебных целей разбивают по одному поперечнику с каждой стороны оси на расстоянии 20 м от нее.

Детальная разбивка кривой. Детальная разбивка кривой осуществляется в соответствии с.практическим занятием теми способами, которые изучены.

5. Съемка полосы местности вдоль трассы.

Одновременно с разбивкой пикетажа производят глазомерную съемку элементов ситуации преимущественно способом перпендикуляров, используя экер и рулетку. Результаты съемки заносят в пикетажную книгу. В пикетажную книгу заносят пикеты и плюсовые точки, вершины углов поворота трассы, поперечники, элементы ситуации в пределах заданной ширины по обе стороны от оси трассы. На полях выполняют расчеты положения главных точек кривой с контролем.

6. Привязка нивелирного хода.

Нивелирный ход должен начинается и заканчиваться на реперах с известными высотами. При отсутствии таковых, необходимо выполнять нивелирование в прямом и обратном направлениях.

7. Продольное и поперечное нивелирование трассы.

». До начала работы необходимо выполнить полевые поверки нивелира с составлением акта поверок по форме, аналогичной форме акта поверок для теодолита. Продольное нивелирование производят способом из середины. Равенство расстояний определяют шагами или по дальномеру. Станцию выбирают как в створе, так и в стороне от связующих точек.

Предельное расстояние до реек 200 м, отчет должен быть не менее 2000мм. Как правило, связующими точками могут быть либо плюсовые, либо исковые (х) точки, необходимые для передачи отметок по нивелирному ходу. В момент отсчитывания отсчета, рейка должна находится в вертикальном положении, а пузырек цилиндрического уровня нивелира должен быть приведен в нуль-пункт с помощью элевационного винта. Нивелировку выполняют по двум сторонам реек. После контроля работы на станции нивелир переносят на следующею станцию, а второй реечник переходит вперед. Перерыв в работе необходимо делать на твердой точке, надежно зафиксированной на местности.

Нивелирование поперечников во всех возможных случаях выполняют с тех же станций, что и точки трассы. Отсчеты берут только по черной стороне рейки и их значения записывают в нивелирный журнал в графу «Промежуточные точки».

8. Обработка журнала геометрического нивелирования.

Журнал геометрического нивелирования обрабатывают в соответствии к методическим указаниям практическим занятиям № 14

9. Составление и оформление продольного и поперечного профилей.

Продольный и поперечный профили составляют по данным пикетажного и нивелирного журналов. Сетку профилей строят в соответствии с ГОСТ 21510-83, 21511-83.

Проектные графы не заполняют. Профили вычерчивают на миллиметровой бумаге в карандаше. Оформляют профили в соответствии с ГОСТ 21510-83, 21511-83.

Для учебных целей необходимо проектировать красную линию на профиле и решать задачи с проектными отметками и уклонами. Обязательно выполнить план трассы.

После выполнения работы студент должен знать: устройство нивелира и способы его поверок и юстировок, технологию выполнения геометрического нивелирования; должен уметь: привести нивелир в рабочее положение, брать отчет по нивелирной рейке. Вести запаси в журнале и быстро производить в них нужные вычисления с проверкой, вычислять отметки точек, построить и оформить продольный и поперечный профили.

Работа III. Нивелирование площадей

Цель: Выполнить нивелирование поверхности участка местности площадью до 1га и составить топографический план участка местности в заданном масштабе.

Формируемые умения и навыки Выполнение комплекса работ при нивелировании площадей.

Содержание информации, необходимой для формирования умений и навыков.

Геодезические приборы, используемые при нивелировании площадей: их назначение, устройство, работа с ними. Производство отсчетов по нивелирной рейке. Правила заполнения журнала технического нивелирования, обработка журнала. Выполнение графической документации.

Связь с учебными дисциплинами:

Основы геодезии. Инженерная графика.

Материальное обеспечение:

Геодезические приборы и принадлежности те же, что и для геометрического нивелирования.

Порядок выполнения задания

1. Рекогносцировка участка местности

2. Разбивка сетки квадратов

3. Нивелирование вершин квадратов.

4. Вычисления высот связующих и промежуточных точек

5. Составление плана участка местности

Методические указания по выполнению задания

1. Рекогносцировка участка местности.

Для выполнения задания необходимо выбрать участок местности с некрупными формами рельефа. В открытой местности целесообразно применять нивелирование по квадратам, в застроенной - по параллельным линиям.

2. Разбивка сетки квадратов.

Размер сторон квадратов в зависимости от рельефа местности, требуемой точности и масштаба съемки колеблется от 10 до 20 м. Строят сетку квадратов с помощью теодолита и ленты по принципу перехода от общего к частному, т.е. сначала строят сетку больших квадратов со сторонами 100-100 м, а затем каждый из них разбивают на более мелкие.

Одновременно с разбивкой сетки квадратов производят съемку ситуации.

Результаты съемки с обязательным, указанием стрелками направлений скатов заносят на абрис или схему. Принято нумерацию вершин квадратов начинать с нижнего левого утла и заканчивать правым верхним углом. Вершины основных квадратов обозначают римскими цифрами и прописными буквами, .а вершины заполняющих квадратов - арабскими цифрами и строчками буквами.

, .

3. Нивелирование поверхности:

Порядок нивелирования квадратов зависит от их размера. При размерах сторон квадратов 100м и более с одной станции нивелируют один квадрат, при меньшем размере сторон - несколько квадратов. При этом расстояние между нивелиром и рейками, установленными на самых удаленных точках, должны быть не менее 100 м, а число точек, наблюдаемых с одной станции, - не более 25. Передачу высот на смежные станции производят через связующие точки. Привязка хода, образованного связующими точками, осуществляется по указанию руководителя практики к близрасположенному реперу, или одну из вершин квадратов условно принимают за репер. Результаты съемки записывают в журнал нивелирования.

4. Вычисление высот связующих и промежуточных точек.

Вначале необходимо вычислить отметки связующих точек. Для этого необходимо определить высотную невязку в средних превышениях по формуле:

fh = ∑hср.

fh доп. = 10√n

где n - число станций.

Если fh ≤ fh доп., то fh распределяют поровну на все точки с обратным

знаком с округлением до миллиметров. С учетом поправки вычисляют отметки связующих точек. Контролируют вычисления получением значения высоты исходной точки. Высоты промежуточных точек вычисляют через горизонт прибора каждой станции.

5. Составление плана участка местности.

На листе чертежной бумаги строят сетку квадратов в заданном масштабе. Выписывают высоты вершин квадратов с округлением до 0,01 м., интерполируя по направлениям, указанным в абрисе, проводят горизонтали. Сечение рельефа принимают по табл.4.

Таблица 4. Сечение рельефа

Шаг горизонталей, м	Масштаб	съемки	Местность
0,5	1:500;	1:1000	Равнинная или пересеченная с
			углами наклона до 6
0,5	1:2000;	1:5000	Равнинная
1,0	1:500;	1:1000	Горная
1,0	1:2000;	1:5000	Пересеченная
2,0	1:2000;	1:5000	Горная

По данным абриса наносят на план элементы ситуации. План вычерчивают в карандаше в соответствии с условными знаками для топографических планов заданного масштаба.

Работу по вычислению отметок точек и составлению плана участка местности выполняет каждый учащийся.Работа IV. Тахеометрическая съемка.

Цель:

Выполнить тахеометрическую съемку полосы местности на основе проложенного теодолитного хода с составлением плана в горизонталях в заданном.масштабе.

Формируемые умения и навыки:

Выполнение комплекса работ при тахеометрической съемке.

Содержание информации, необходимой для формирования умений и навыков.

Геодезические приборы, используемые при тахеометрической съемке: их назначение, устройство, работа с ними. Последовательность выполнения работ. Заполнение журнала тахеометрической съемки. Правила составления ведомости увязки превышений и вычисления высот точек опорной сети. Составление графической документации.

Связь с учебными дисциплинами:

Основы геодезии. Инженерная графика.

Материальное обеспечение:

Тахеометр (теодолит) в комплекте - 1, нивелирные рейки - 2, рулетка - 1, вешки - 3, колья, топор, тахеометрические таблицы, журнал тахеометрической съемки, чертежные принадлежности, микрокалькулятор.

Порядок выполнения задания

1. Рекогносцировка участка местности.

2. Назначение высотных и контурных точек.

3. Вычисление отметок вершин тахеометрического хода

4. Вычисление отметок реечных точек.

5. Составление и оформление плана тахеометрической съемки

Методические указания по выполнению задания

1. Рекогносцировка участка местности.

•,

В зависимости от рельефа местности и способов измерений линий и превышений руководитель практики решает, какого вида будет проложен ход: теодолитно-нивелирный, теодолитно-высотный или тахеометрический.

. Проложение тахеометрического хода с закреплением его вершин колышками.

Таблица 5. Технические требования к проложению тахеометрического хода.

Показатель	Масштаб съемки
1:5000	1:2000	1:1000	1:500
Предельное число сторон в ходе
Предельная длина сторон, м
Максимальная длина хода, м

До начала измерений необходимо выполнять поверки и юстировки теодолита, прокомпарировать мерную ленту. Угловые и линейные измерения на каждой вершине тахеометрического хода выполняют в следующей последовательности:

- теодолит устанавливают в рабочее положение, т. е. центрируют с погрешностью до 1 см и горизонтируют его;

- измеряют рулеткой (или рейкой) высоту прибора от оси вращения трубы до торца колышка с погрешности до 1 см;

- устанавливают рейки на соседних вершинах тахеометрического хода так, чтобы ось реки проходила через центр пункта и занимала отвесное положение.

Горизонтальные и вертикальные углы измеряют так же, как в теодолитном ходе. Длины линий должны быть измерены прокомпарированной мерной лентой или же оптическим нитяным дальномером. При использовании оптического нитяного дальномера длину измеряют дважды: по красной и черной сторонам рейки. Расхождение между двумя измерениями не должно превышать 1:300. Кроме того, каждую линю хода измеряют как в прямом, так и обратном направлении. Расхождения в прямом и обратном измерениях не должно превышать 1:400. Если углы наклона сторон хода более 3º , то вычисляют горизонтальные проложения сторон хода по формуле: L = kl*cosα

Где k - коэффициент дальномера, l - расстояние по дальномеру.

Увязку тахеометрического хода выполняют так же, как и теодолитного. Оценку измерений и допустимые невязки определяют по формулам:

угловая невязка fß = ±1'√n;

линейная невязка fp = ∑L/400 *√n

высотная невязка fh = 0,04*√n

где L - средняя длина хода в сотнях метров.

4. Тахеометрическая съемка.

Съемку выполняют одновременно с проложением тахеометрического хода или после того, как ход проложен. До начала измерений на станции осматривают местность с составлением схематического чертежа - абриса. От качества зависит правильность изображения на плане ситуации и рельефа местности. Поэтому на ведение абриса должно быть обращено самое серьезное внимание. На абрисе показывают опорные геодезические пункты, реечные точки, объекты ситуации, характерные точки и линии рельефа местности, направления скатов местности. Все точки нумеруют. Нумерация может быть сплошной на весь ход или же на каждую станцию в отдельности. Заполняющие контуры подписывают (пашня, луг и т.д.)

Съемка ситуации и рельефа местности производится преимущественно полярным способом. Наибольшие расстояния от прибора до реечной точки приведены в табл.6.

Таблица 6. Расстояния от прибора до

Масштаб съемки	Высота сечения рельефа, м	Наибольшее расстояние между реечными точками, м	Наиболее расстояние от прибора до точки, м
			рельефа	контуров
1:500	0,5 1.6	15 15	100 150	60 . 60
1:1000	0,5 1,0	20 30	150 200	80 80
1:2000	0,5 1,0 2,0	40 40 50	200 250 250	100 100 100

Если тахеометрическую съемку выполняют одновременно с проложением тахеометрического хода, то после угловых и линейных измерений на станции ориентируют горизонтальный лимб по направлению на следующую станцию, на которой устанавливают веху с отмеченной высотой установленного прибора. Если тахеометрическую съемку выполняют после проложения тахеометрического хода, то теодолит центрируют над станцией с погрешностью не более 10 см, горизонтируют его и ориентируют по направлению на следующую станцию, измеряют высоту установки прибора с округлением до 0,01м и отмечают ее цветной лентой на каждой рейке. До начала съемки на каждой станции вычисляют место нуля или же приводят место нуля вертикального круга к значению, равному 0° 00', что облегчит вычисление углов наклона при съемке.

Работа наблюдателя и его помощника выполняется в последовательности, приведенной в табл.7.

Таблица 7. Последовательность выполнения работы

№ п/п	Наблюдатель	Помощник
	Проверка ориентирования лимба: наведение трубы на пункт, по которому был ориентирован лимб, отчесчет по горизонтальному кругу	Запись номера наблюдаемого пункта и отсчета по горизонтальному кругу
	Наведение вертикальной нити сетки нитей на ось рейки, установленной на точке; производство дальномерного отчета при наведении средней нити сетки нитей на отмеченную на рейке высоту прибора	Записать номера точки с проверкой ее по абрису Запись дальномерных отсчетов и вычисление расстояния с глазомерным его контролем
	Сигнал речнику о переходе на следующую точку
	Отчет по вертикальному кругу с округлением до 1 '	Запись отчета по вертикальному кругу и вычисление угла наклона с его знаком
	Отсчет по горизонтальному кругу с округлением до 1'	Запись отчета по горизонтальному кругу

5. Вычисления координат вершин тахеометрического хода.

Измерения тахеометрического хода обрабатывают в такой же последовательности и по тем же правилам, что и теодолитного хода. Если длины сторон тахеометрического хода были измерены нитяным дальномером, то значения горизонтальных проложений, приращений координат и координат вершин хода округляют до десятых долей метра, а при вычислении приращений координат пользуются четырехзначными таблицами тригонометричных функций.

6. Вычисление высот. Составление и оформление плана тахеометрической съемки.

Осуществляют в соответствии с практическими занятиями №22, 23, 24.

После выполнения работы студент должен знать: устройство тахеометра и способы его поверок и юстировок, технологию выполнения тахеометрической съемки; должен уметь: привести тахеометр в рабочее положение; брать отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам, определять расстояния по дальномерным нитям; вычислять координаты точки в плане и по высоте; построить и оформить план тахеометрической съемки.

Работа V. Инженерные задачи

Формируемые умения и навыки.

Выполнение комплекса работ по измерению неприступного расстояния, определению высоты сооружения, разбивки земляного полотна, переноса отметки на дно котлована, разбивке и закреплению осей малого моста, построению линий с заданным уклоном.

По данной работе в зависимости от специальности целесообразно провести на местности некоторые разбивочные работы, например:

- измерение неприступного расстояния;

- определение высоты сооружения;

- разбивка земляного полотна;

- перенос отметки на дно котлована;

- передача отметки через х- точку;

- определение уклона лога;

- разбивка круговой кривой способом координат, способом продолженных хорд;

- построение линии с заданным уклоном;

Итог работ: зачеты

Проверка полевых и камеральных работ осуществляется руководителем геодезической практики на протяжении всего ее периода.

После окончания всех работ и оформления отчетности документации производится чистка приборов, инструментов и инвентаря и его сдача.