Геометрическое нивелирование

Геометрическим нивелированием называют процесс измерения раз­ностей высот точек местности (превышений) и определения их высот с помощью горизонтального луча визирования геодезического прибора (рис. 35).

Горизонтальный визирный луч создает специальный геодезический прибор – нивелир, устанавливаемый между точками А и В. На точках А и В местности отвесно устанавливают нивелирные рейки с нанесенными на них делениями.

Для геометрического нивелирования могут быть использованы кроме нивелира и другие геодезические приборы (теодолиты, тахеометры и т. д.), если придать их визирным осям строго горизонтальное положе­ние.

Различают способы геометрического нивелирования «из середины» и «вперед» (рис. 35, а, 6).

Геометрическое нивелирование «из середины» осуществляют следу­ющим образом. Для определения превышения h между точками А и В (рис. 35, а)в этих точках отвесно устанавливают рейки и берут отсчеты а («взгляд назад») на точку А и b («взгляд вперед») на точку В.

Как следует из рис. 35, а, превышение между точками А и В равно:

h = a – b. (32.1)

Если превышение h оказалось положительным, то это означает, что передняя точка В расположена выше задней точки А и, наоборот, при от­рицательном значении превышения h передняя точка расположена ниже задней.

Таким образом, превышение передней точки над задней равно разно­сти отсчетов «взгляд назад» минус «взгляд вперед».

Если известна высота Н_а задней точки А, то вычислив превышение,легко определить высоту Н_b передней точки В по формуле

H_b = H_a + h. (32.2)

То есть высота передней точки равна высоте задней плюс соответствующее превышение.

Высота последующей точки может быть также определена через горизонт инструмента прибора H_i

(рис. 35, а):

H_i = H_a + a (32.3)

Горизонт прибора равен высоте точки плюс «взгляд на эту точку». Тогда высоту передней точки В легко определить по формуле:

H_b = H_i – b. (32.4)

Высота точки равна горизонту инструмента минус «взгляд на эту точку».

Способ нивелирования «из середины» является основным при производстве инженерных работ, поскольку практически не сказывается на результах нивелированияточность юстировки прибора (нивелира), а также влияние кривизны Земли и рефракции земной атмосферы. При геометрическом нивелировании способом «вперед» прибор уста­навливают таким образом, чтобы окуляр его трубы находился над точкой А (рис. 35, 6). Вертикальное расстояние от центра окуляра до точки А называют высотой прибора i. Высоту прибора обычно измеряют с помощью вертикально установленной рейки.

Если в точке В установить рейку и взять на нее отсчет «взгляд вперед» b, то превышение между точками А и В определится:

h = i – b.

На результаты нивелирования способом «вперед» существенное вли­яние оказывает точность юстировки прибора (т. е. обеспечение практиче­ской горизонтальности визирной оси), а также влияние кривизны Земли и рефракции земной атмосферы. Поэтому геометрическое нивелирование способом «вперед» используют, как правило, при поверках и юстировках нивелиров перед началом полевых работ.

Нивелирование с одной стоянки прибора (станции) называют про­стым. Если требуется определить превышения или высоты для многих точек на значительном протяжении, то нивелирование осуществляют с нескольких станций, т. е. прокладывают нивелирный ход. Такое нивели­рование называют сложным.

В процессе сложного нивелирования точки, общие для двух смежных станций, называют связующими, а остальные – промежуточными (рис. 38).

Рис. 38. Схема нивелирного хода: точки связующие (Рп, ПК1, +28, ПК3, +31,

+72, ПК5); точки промежуточные (+41, ПК2, ПК4);

а – продольный план.

При сложном нивелировании особое внимание уделяют связующим точкам, так как ошибка, допущенная в определении высоты одной из свя­зующих точек, передается на все последующие.

При изысканиях автомобильных дорог, мостовых переходов, каналов и других линейных инженерных сооружений нивелирование ведут вдоль трассы сооружений, с определением высот переломных и характерных точек местности, с последующим составлением продольного профиля по оси будущего сооружения. Такое нивелирование называют продольным.

В характерных местах производят определение высот точек местно­сти по перпендикулярам к трассе (поперечникам). Такое нивелирование называют поперечным. Необходимо иметь в виду, что поперечное гео­метрическое нивелирование производят обычно при небольшом перепаде высот между крайними точками поперечников, когда каждый попереч­ник может быть снят с 1-2 станций. Назад