Назад
61
цилиндрическим уровнем 5 для приведения линии нулей верньера в
определенное положение относительно горизонта. Приведение пузырька
уровня в нуль-пункт осуществляют установочным винтом 6 алидады
вертикального круга. В теодолите Т3О уровень при алидаде вертикального
круга отсутствует. В технических теодолитах вертикальный круг разделен
полностью с оцифровкой отдо 360°. Диаметр 0—180° располагается
параллельно визирной оси
трубы, вместе с которой он вращается. Для
удобства вычисления вертикальных углов ставят условие: когда визирная ось
зрительной трубы и ось уровня при алидаде горизонтальны, нулевые деления
алидады должны совпадать с нулевыми делениями вертикального круга. В
действительности это условие нарушается, и визирная ось трубы может
занимать горизонтальное положение, пузырек находится на
середине трубки,
а отсчет по вертикальному кругу не равен нулю.
Отсчет по вертикальному кругу, когда визирная ось трубы горизонтальна, а
пузырек уровня при алидаде находится в нуль-пункте, называется местом
нуля вертикального круга и обозначается МО.
Рассмотрим, как измеряются углы наклона (рис. 4.12).
Рис.4.12 Измерение вертикальных углов: аКП; бКЛ
Зрительную трубу при КП наводят на некоторую точку М и после
приведения пузырька уровня на середину трубки берут отсчет R по
вертикальному кругу. Этот отсчет, как видно из рис. 4.12, а, будет больше
угла наклона ν на величину МО.
Следовательно,
ν = R MO (4.6)
62
Аналогичные действия выполняют при КЛ. Отечет L, как. видно из
рис. 4.12, б, также будет увеличен на величину МО. Угол ν в этом случае
будет равняться
ν = 360° — L + МО,
или
ν = МО — L. (4.7)
Решив уравнения (4.6) и (4.7) относительно МО и ν, найдем
МО = (R + L)/2, (4.8)
ν = (R — L)/2. (4.9)
При вычислениях углов наклона и МО по формулам (4.6) – (4.9)
следует к малым отсчетам (от 0 до 60°) прибавлять 360°.
В теодолите Т3О деления вертикального круга подписаны против хода
часовой стрелки и отсчитывание производится по одной стороне круга, поэтому
для вычисления значений ν и МО следует применять формулы
ν = (L R 180°)/2, (4.10)
МО = (R +. L + 180°)/2, (4.11)
ν = МО R 180°, (4.12)
ν = L — МО. (4.13)
При вычислениях по этим формулам к значениям R, L и МО меньшим
90°, следует прибавлять 360°.
ПРИВЕДЕНИЕ МО ВЕРТИКАЛЬНОГО КРУГА К 0°, Для удобства
вычисления вертикальных углов место нуля, должно быть близко к нулю.
Для выполнения этого условия несколько раз определяют значение
места нуля путем наведения горизонтальной нити сетки зрительной трубы на
ряд точек при двух положениях вертикального круга. Если вычисленное по
формуле (4.8) значение места нуля превышает двойную точность отсчетного
устройства, то его нужно уменьшать следующим образом. С помощью
установочного винта при алидаде вертикального круга устанавливают
пузырек уровня на середину. Действуя установочным винтом трубы, ставят
на вертикальном круге отсчет, равный среднему вычисленному значению
63
места нуля. Визирная ось трубы в этом случае будет занимать горизонтальное
положение. Теперь необходимо так повернуть алидаду, чтобы при
горизонтальном положении оси уровня и визирной оси трубы отсчет был
равен 0°. Для этого установочным винтом алидады совмещают нули
отсчетного приспособления и вертикального круга (пузырек уровня,
естественно, сместится с середины). Действуя исправительными винтами
уровня, пузырек приводят на середину. Для контроля поверка повторяется.
У теодолита Т30 исправление МО выполняют перемещением по
вертикали оправы сетки нитей. Для этого визируют на одну и ту же точку
при двух положениях круга и производят отсчеты по вертикальному кругу.
Затем по формуле (4.10) вычисляют значение угла наклона и устанавливают
его на вертикальном круге. Подъемными винтами подставки пузырек уровня
при алидаде горизонтального круга приводят на середину ампулы, после чего
отпускают один из боковых винтов сетки нитей и, действуя вертикальными
исправительными винтами оправы сетки нитей, совмещают горизонтальную
нить сетки с изображением наблюдаемой точки. После закрепления оправы
сетки нитей поверку повторяют.
ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВ. Установив прибор в
рабочее положение, зрительную трубу при КЛ наводят на наблюдаемую
точку. Приводят пузырек уровня в нульпункт, берут отсчеты и вычисляют
из них среднее арифметическое. Затем трубу переводят через зенит, и все
действия повторяют при КП. Значение угла получают по формуле (4.9).
Правильность измерения вертикальных углов контролируется
постоянством МО, колебания которого в процессе измерений не должны
превышать двойной точности отсчетного устройства.
При измерении углов наклона теодолитом Т3О перед отсчитыванием по
вертикальному кругу необходимо с помощью подъемных винтов привести на
середину ампулы пузырек уровня при алидаде горизонтального круга.
Поскольку ось этого уровня расположена параллельно коллимационной
плоскости трубы, то при измерении угла наклона прибор целесообразно
64
устанавливать так, чтобы один из подъемных винтов располагался в
направлении линии визирования.
При измерении вертикальных углов теодолитом Т5К с компенсатором,
заменяющим уровень при алидаде вертикального круга, отсчет берут спустя
2 с после наведения трубы на предмет. Каких-то дополнительных действий
при этом не производится.
Точность измерения вертикальных углов в основном зависит от
погрешности отсчета. Из других погрешностей на точность измерения угла
наклона заметное влияние оказывает вертикальная рефракция
неодинаковое преломление луча света в неоднородных слоях атмосферы. Это
влияние при значительных расстояниях может достигать в летнее время
десяти секунд.
При длине визирного луча до 300 м влияние рефракции можно не учитывать.
65
4.2 Линейные измерения
4.2.1 Общие сведения о линейных измерениях
Линейные измерения широко распространены в строительстве и
выполняются на всех его этапах. Они производятся при создании опорной
геодезической сети для территории стройплощадки, для определения
положения осей сооружения при разбивочных работах, в процессе контроля
монтажа строительных конструкций.
Единицей меры для линейных измерений служит метр. В настоящее
время метр равен длине 1 650 763,73 длин волн излучения в вакууме атома
криптона-86.
Измерение расстояний производят непосредственно или косвенно. При
непосредственном измерении мерный прибор (рулетку, ленту и т. п.)
последовательно укладывают в створ измеряемого отрезка. При косвенном
методе измеряют вспомогательные параметры (углы, базисы, физические
величины и т. п.), а длину отрезка вычисляют по формуле, отображающей
зависимость между определяемой и измеренными величинами.
Точность определения расстояний зависит от способа измерений,
применяемого прибора, условий измерений и колеблется. от 1 : 200 до
1 : 1 000 000.
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗМЕРЯЕМЫХ ЛИНИЙ НА МЕСТНОСТИ.
Конечные точки линий, между которыми намечено провести измерения, могут
быть по разному закреплены на местности, в зависимости от их назначения и
срока использования.
Рис.4.13 Закрепление концов измеряемых линий:
адеревянный столб; бж/б монолит, вкерн в металлической пластине; гдюбель
66
Для закрепления точек на сравнительно небольшой период
производства геодезических работ используют временные знаки в виде
колышка со сторожком. Конечные точки отрезка на колышке отмечают
гвоздем. В городских условиях и на строительных площадках для
закрепления точек вместо колышков используют металлические штыри и
трубки, а на улицах с твердым покрытиемметки, наносимые несмываемой
яркой краской.
Для закрепления точек на более длительный период используют
деревянные столбы и железобетонные монолиты (рис. 4.13, а, б). На
конструкциях зданий и сооружений точки закрепляют кернением на
металлических пластинах, которые приварены к арматуре конструкций
(рис. 4.13, в), или дюбель - гвоздями (рис. 4.13, г).
4.2.2 Мерные ленты и рулетки
Для непосредственного измерения линий на местности используют
землемерные ленты со шпильками. В соответствии с ГОСТ 7502-80 такие
ленты изготавливают длиной 20, 24, 50 м и называют ЛЗ-20, ЛЗ-24 и ЛЗ-50.
Землемерные ленты изготавливают из стальной полосы, на концах
которой прикреплены ручки (рис. 4.14, а, б). Длина ленты равна расстоянию
между штрихами, нанесенными у концов ленты против вырезов для шпилек.
Метровые деления на лентах ЛЗ-20 и ЛЗ-50 обозначены пластинками с
выбитыми на них порядковыми номерами, полуметровые деления отмечены
круглыми заклепками, а дециметрыотверстиями.
Лента ЛЗ-24 разделена на 20 интервалов, а каждый интервал на 10
равных частей.
В комплект мерной ленты входят: лента, кольцо для ее наматывания и
шпильки для фиксации концов ленты при измерениях.
Для измерения линий с повышенной точностью используют шкаловые
ленты ЛЗШ-20, ЛЗШ-24 и ЛЗШ-50, длиной соответственно 20, 24 и 50 м. У
концов этих лент нанесены сантиметровые и миллиметровые деления. Длина
67
шкаловой ленты равна расстоянию между нулевыми штрихами на концах
ленты.
В строительной практике для измерения линий на местности на
конструкциях сооружений более широкое применение нашли металлические
рулетки. Промышленность изготавливает металлические рулетки на
крестовине (РК.) (рис. 4.14, в) длиной 50, 75 и 100 м с ценой делений 1 мм на
первом дециметре и 10 ммна остальной части рулетки. Для натяжения
рулеток с нормативной силой Р= 10 кг применяют пружинные динамометры.
Для обмеров зданий и некоторых видов съемочных работ используют
тесьмяные рулетки (рис. 4.14, г).
Перед началом и в процессе работ мерные приборы периодически
компарируют, т. е. определяют их фактическую длину путем
сравнения с эталоном.
Рис.4.14 Мерные приборы:
аштриховая лента; бшкаловая лента, врулетка на крестовине; грулетка в футляре
68
Если рабочий прибор и эталон имеют одинаковую номинальную длину,
то сравнение производят на ровной поверхности путем непосредственного
измерения разности их длин. В этом случае длину мерного прибора l
р
можно
представить в виде суммы l
0
и поправки l
k
за компарирование
l
р
= l
0
+l
k
(4.14)
Компарирование мерных приборов в полевых условиях производят на
базисах длиной около 120 м. Такой базис размещают на ровной местности с
благоприятными условиями для измерений. Концы базиса закрепляют
металлическими штырями с насечками на торцах или более устойчивыми
знаками. Длину полевого компаратора D
к
определяют с точностью, которая в
3—5 раз выше точности поверяемого прибора. После многократных
измерений длины компаратора D
р
рабочим прибором поправку за
компарирование вычисляют по формуле
l
k
=(D
к
- D
р
)/n, (4.15)
где п = D
р
/ l
0
число отложений рабочей меры в длине компаратора.
На строительных объектах измеряемые линии обычно короче длины
мерного прибора. В этом случае определяют поправки для каждого
метрового деления. Компарирование метровых делений выполняют
нормальным метром (контрольной линейкой) с ценой делений 0,2 мм.
Результаты компарирования записывают в паспорт мерного прибора, а
для рулеток, используемых на строительных объектах, составляют таблицу
поправок метровых делений.
4.2.3 Измерение линий землемерными лентами и стальными
рулетками
Перед началом работ производят рекогносцировку, т. е.
предварительное ознакомление с местностью. При рекогносцировке намечают
на местности положение линий, подлежащих измерению. Линии располагают
так, чтобы условия для измерений были наиболее благоприятными.
69
Рис.4.15 Вешение линий:
а – "на себя"; бчерез овраг, вчерез гору
Для обеспечения видимости на конечных точках измеряемой линии
устанавливают вешки, раскрашенные полосами красного и белого цветов.
Если длина линии более 150 м, то ее необходимо провешить. Вешением
называют установку вешек в створе линии, т. е. в вертикальной плоскости,
проходящей через ее конечные точки.
Чтобы не закрывать видимость по створу, вешение производят «на
себя» (рис. 4.15, а), т. е. начинают с точки 1, затем устанавливают вешку в
точке 2 и т. д. При вешении через овраг предварительно устанавливают
вешки 1 и 2 на краях оврага, а затем по его склону и дну (рис. 4.15, б).
Вешение через возвышенность производят последовательным приближением
точек с и d к створу линии (рис. 4/15, в).
На строительных площадках перед началом измерений выравнивают
грунт и убирают препятствия, находящиеся в створе.
Измерение линий землемерными лентами производят два человека в
следующем порядке. Задний рабочий прикладывает нуль прибора к
начальной точке и закрепляет ленту шпилькой. Передний рабочий держит
ленту в вытянутой руке так, чтобы не закрывать створ линии. По команде
заднего он укладывает ленту в створ, встряхивает ее, натягивает «от руки» и
в вырез на переднем конце ленты вертикально ставит шпильку. Далее ленту
снимают со шпилек и протягивают ее по створу, при этом задний рабочий
вытаскивает шпильку.
70
Подойдя к передней точке, задний рабочий вводит шпильку в вырез
ленты, а передний укладывает ленту в створе линии. Если весь комплект
шпилек у переднего рабочего израсходован, то задний передает ему свои 10
шпилек. Передачу шпилек фиксируют в журнале измерений.
В конце линии между последней шпилькой и конечной точкой линии
измеряют остаток r. Для этого протягивают ленту вдоль створа и против
конечной точки линии производят отсчет по ленте. Число целых метров
определяют по надписям на пластинках, число дециметровпо отверстиям, а
сантиметры между дециметровыми делениями оценивают на глаз.
Длину линии D вычисляют по формуле
D = пl + r, (4.16)
где п число целых отложений ленты в измеряемой линии.
При измерении линий рулетками конечные штрихи прибора фиксируют
на местности тонкими гвоздями, а на твердом покрытии дорог
прочерчиванием.
Измерение линий шкаловыми лентами с повышенной точностью
производят по кольям, которые вбивают в грунт под шкалами. Натяжение
мерного прибора осуществляют силой 10 кг с помощью пружинного
динамометра. Концы отрезков линии на кольях фиксируют булавками и
производят отсчеты по передней (П) и задней (3) шкалам. После каждой пары
отсчетов ленту сдвигают. В зависимости от требований к точности
производят две или три пары отсчетов. О правильности отсчетов судят по
разностям (П — 3). Длину линии вычисляют по формуле
D=пl + r + (П— 3). (4.17)
Линии измеряют в прямом D
пр
и обратном D
обр
направлениях, а за
окончательный результат принимают среднее
D = (D
пр
+ D
обр
)/2. (4.18)
Это позволяет обнаружить грубые промахи и повышает точность
измерений. Для того чтобы получить горизонтальное проложение, т. е.