Пример 6.3. Журнал геометрического нивелирования

№№ стан-ций	№№ точек	Отсчёты	Превышения	Горизонт прибора	Высоты точек	№№ точек
задний	перед-ний	промежу-точный	черное красное	среднее исправ-ленное
	РепА				-0541	-0542		132,648	РепА
	ПК0				-0543	+3		132,109	ПК0
		4785	4787			-0539
	ПК0				-0602	-0602
	ПК1				-0602	+3		131,510	ПК1
		4787	4787			-0599
	ПК1				+1044	+1046	133,070
	ПК2				+1047	+2		132,558	ПК2
	ПК1+38	4786	4783			+1048		313,387	ПК1+38
	ПК2				+1083	+1082
	ПК2+55				+1082	+3		133,643	ПК2+55
		4785	4786			+1085
	ПК2+55				+1927	+1928
	ПК3				+1929	+3		135,574	ПК3
		4786	4784			+1931
	ПК3				-1986	-1988
	Х1				-1990	+2		133,588	Х1
		4784	4788			-1986
	Х1				-2041	-2042
	ПК4				-2042	+3		131,549	ПК4
		4786	4787			-2039
	ПК4				-1440	-1441	132,452
	ПК5				-1442	+3		130,111	ПК5
	ПК4+28	4785	4787			-1438		130,645	ПК4+28
	ПК4+67							131,128	ПК4+67
	ПК5				-0605	-0606	131,937
	ПК6				-0607	+2		129,507	ПК6
	ПК5+40	4786	4788			-0604		129,864	ПК5+40
	(УП)								(УП)
	ПК6				+0050	+0050	131,128
	ПК7				+0049	+3		129,560	ПК6
	ПК6+78	4785	4786			+0053		129,052	ПК6+78
	Поперечный профиль на ПК6+78
	+10 п							129,772	+10 п
	+24 п							130,185	+24 п
	+35 п							130,607	+35 п
	+27 л							129,233	+27 л
	+36 л							129,495	+36 л
	ПК7				+2007	+2006
	ПК8				+2005	+3		131,569	ПК8
		4785	4787			+2009
	ПК8				-0422	-0423
	РепВ				-0424	+3		131,149	РепВ
		4786	4788			-0420

а=94662 в = 97726 с = -3064 -1532

Н_РепА = 132,648 м ; Н_РепВ = 131,149 м f_h = - 33 мм f_{h доп} = ± 51 мм

Превышения на станции 1 вычисляют дважды, по чёрным и красным отсчётам: h_ч = 1320 – 1861 = - 0541 мм; h_к = 6105 – 6648 = - 0543 мм. Разность полученных превышений не должна превышать 5 мм. Среднее превышение равно (- 0542) мм. Значения средних превышений округляют до 1 мм.

Аналогично производят обработку результатов измерений на других станциях.

Рис. 6.8. Схема нивелирного хода.

На станциях 3, 8, 9 и 10 дополнительно взяли промежуточные отсчёты на плюсовые точки ПК1+38, ПК4+28, ПК4+67, ПК5+40(УП), ПК6+78. Плюсовая точка ПК5+40 является углом поворота трассы, а плюсовая точка ПК6+78 является точкой пересечения с трассой поперечного профиля, по точкам которого влево и вправо от направления трассирования (хода) взяты промежуточные отсчёты по чёрной стороне рейки. Плюсовая точка ПК2+55 выбрана в качестве связующей точки, т.е. на неё, как и на пикеты, взяты отсчёты по чёрной и красной сторонам реек на двух соседних станциях, 4 и 5. Между пикетами ПК3 и ПК4 выбрана иксовая точка, поскольку с одной установки нивелира превышение между указанными пикетами определить невозможно из-за значительного превышения между ними.

Порядок обработки журнала геометрического нивелирования трассы после выполнения полевых работ следующий.

Постраничный контроль (пп. 1 – 4) – выполняется на каждой странице полевого журнала.

1. Вычисляют суммы отсчётов по чёрным и красным сторонам задней и передней реек: а = 94662; в = 97726.

2. Вычисляют алгебраическую сумму превышений, полученных по чёрным и красным отсчётам: с = - 3064.

3. Вычисляют сумму средних превышений: = - 1532 мм.

4. Контролируют полученные результаты:

а – в = с→ 94662 – 97726 = - 3064

= 0,5с → 0,5 (- 3064) = - 1532 мм.

Последнее равенство может не выполняться на 2 мм.

5. Вычисляют невязку хода в превышениях по формуле

, (6.31)

где

, (6.32)

т.е. разности абсолютных высот конечного и начального реперов трассы.

h_ТЕОР = 131,149 – 132,648 = - 1,499 м = - 1499 мм.

f_h = - 1532 – (- 1499) = - 33 мм.

6. Вычисляют допустимую невязку хода по формуле

, (6.33)

где L – длина хода между исходными реперами в км.

В примере длина хода определяется числом пикетов (8 пикетов - 800 м). Кроме того, привязка хода в начале и в конце трассы увеличивает длину хода. Предположим, что расстояние от РепА до ПК0 равно 127 м, а расстояние от ПК8 до РепВ равно 106 м. Тогда общая длина хода составит 800 м + 127 м + 106 м = 1033 м = 1,033 км. В этом случае допустимая невязка хода составит

Должно выполняться условие (6.11). В примере оно выполнено.

7. По формуле (6.25) вычисляют поправки в средние превышения хода. Поправки следует округлить до 1 мм, но при этом сумма поправок должна быть равна невязке хода с обратным знаком. В примере величины поправок равны v_h = - (-33 мм)/12 = +2,75 мм. В этом случае в 9 средних превышений следует ввести поправки по +3 мм и в 3 средних превышения по +2 мм, распределив последние равномерно по ходу. Посмотрите как это выполнено в журнале (поправки в столбце 7 подписаны под средними превышениями).

8. Алгебраическим сложением выполняют исправление (уравнивание) средних превышений

. (6.34)

В журнале значения исправленных (уравненных) превышений в столбце 7 записаны курсивом жирным шрифтом.

Контролем исправления превышений является выполнение условия

. (6.35)

9. Последовательно по ходу вычисляют высоты связующих точек:

и т.д.

Контролем вычислений является получение высоты конечного репера, которая должна получиться точно равной исходной её величине:

. (6.36)

10. Вычисляют высоты промежуточных (плюсовых) точек, в том числе и точек поперечного профиля.

Значения высот промежуточных точек определяют через горизонт прибора ГП, который обычно определяют по заднему на станции пикету или задней связующей точке по формуле

ГП = Н_{СВ.ЗАДН} + а_{СВ.ЗАДН} , (6.37)

где а_{СВ.ЗАДН} – чёрный отсчёт на заднюю связующую точку на данной станции.

Высоту промежуточной точки определяют по формуле

Н₊ = ГП – с₊ , (6.38)

где с₊ - отсчёт (чёрный) на плюсовую точку на той же станции.

Например, на станции 3 задней точкой является ПК1, чёрный отсчёт на него – 1560, промежуточный отсчёт на плюсовую точку ПК1+38 – 1683, высота ПК1 – 131,510 м. Исходя из приведенных данных, горизонт прибора на станции 3 равен ГП₃ = 131,510 + 1,560 = 133,070 м, а высота плюсовой точки Н_ПК1+38 = 133,070 – 1,683 = 131,387 м.

Если на станции несколько плюсовых точек, например, станции 8 и 10, то высоты всех плюсовых точек определяют через один и тот же горизонт прибора данной станции.

Построение профиля трассы

Вы уже строили профиль по топографической карте. При этом использовали уже готовый рисунок (изображение) местности. Теперь же предстоит построить профиль только с использованием журнала геометрического нивелирования.

Профиль геометрического нивелирования строят обычно на миллиметровой бумаге. Горизонтальный и вертикальный масштабы профиля устанавливают, исходя из технического задания. При этом горизонтальный масштаб выбирают из ряда масштабов с основанием 1, 2, 5, например, 1:500, 1:2000, 1:1000 и т.п., а вертикальный масштаб (масштаб высот) делают в 10 раз крупнее. Однако допускается выбор и другого вертикального масштаба с основаниями, указанными выше.

Построение профиля начинают с заполнения его сетки (рис. 6.9), основное содержание которой определяется результатами геометрического нивелирования: пикеты, расстояния, отметки земли по оси трассы, уклоны проектной линии, проектные отметки по оси трассы (красные отметки), расстояния, план прямых и кривых. Для решения различных геодезических и инженерно-геодезических задач сетка профиля может быть надстроена и другим содержанием. Например, в верхней части сетки часто помещают план трассы и др.

На сетке профиля в выбранном горизонтальном масштабе размечают положение пикетов (для примера – через 100 м), а в первой строке «расстояния» размечают положение плюсовых точек между соответствующими пикетами. Например, точка ПК1+38 находится на расстоянии 38 м от ПК1, точка ПК2+55 – на расстоянии 55 м от ПК2. Если плюсовых точек между пикетами более одной, то их размечают аналогично, но в полученных отрезках записывают расстояния между ближайшими точками. Например, между пикетами ПК4 и ПК5 находятся плюсовые точки +28 и +67. Для первой точки записывают расстояние 28 м, а для второй – (67 м – 28 м) = 39 м и далее – остаток до 100 м, равный 33 м. Если между пикетами нет плюсовых точек, то на данном отрезке оставляют пробел. В строку «отметки земли по оси трассы» выписывают из журнала с округлением до 0,01 м высоты соответствующих точек.

Рис. 6.9. Профиль трассы.

Для оцифровки шкалы высот в соответствии с выбранным масштабом устанавливают т.н. «условный горизонт» УГ с таким расчетом, чтобы под графическим изображением линии профиля оставалось место для решения требуемых задач (построение проектной линии для строительства линейного сооружения, нанесение данных буровой разведки и др.). Далее шкалу оцифровывают и наносят точки трассы, которые соединяют прямыми отрезками.