Устройство, поверки, юстировки нивелира и работа с ним

3.1. ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ

Целью лабораторной работы является изучение устройства нивелиров Н-3, Н-10Л, выполнение их поверок и юстировок, а также определение превышений и отметок этими приборами на практике (в лабораторных условиях). Работа выполняется бригадами по 2–5 студентов, каждый из которых должен:

1) Изучить устройство уровенных нивелиров Н-3, Н-10Л и нивелирных реек.

2) Научиться производить поверки и юстировки нивелиров в полевых условиях.

3) Уметь измерять превышения и определять отметки заданных точек.

3.2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Нивелиры предназначены для производства геодезических измерений, в результате которых определяют превышения точек, а также их высоты (отметки) над принятой уровенной поверхностью.

Промышленность выпускает нивелиры двух основных типов: с компенсатором углов наклона зрительной трубы и с уровнем при ней.

Наличие в марке нивелиров буквы «К» означает, что труба нивелира снабжена компенсатором, буква «П» – прямое изображение, «Л» обозначает наличие лимба. По точности нивелиры подразделяются на высокоточные – типа Н-0, 5, точные – типа Н – 3 (Н - 3К, Н - 3КЛ) и технические – Н-10. Цифры в маркировке приборов означают величину квадратической погрешности нивелирования двойного хода длиной 1 км в миллиметрах.

3.3. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

1. Нивелир Н-3 или Н-10Л.

2. Две стандартные нивелирные рейки.

3. Бумага формата А4.

3.4. УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Необходимо осторожно обращаться с вешками и штативами, так как они имеют острые концы, а также оберегать геодезические приборы от ударов и сотрясений. Переносить приборы нужно в специальных футлярах.

3.5. МЕТОДИКА И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3.5.1. Устройство уровенных нивелиров и реек

3.5.1.1. Нивелир Н-3

Рисунок 3.1 – Точный нивелир Н–3:

1 – головка штатива; 2 – пружинящая пластина; 3 – подъёмные винты;
4 – подставка; 5 – элевационный винт; 6 – круглый уровень; 7 – исправительные винты; 8 – окуляр; 9 – коробка цилиндрического уровня; 10 – торцевая часть; 11 – зрительная труба; 12 – кремальера; 13 – мушка визира; 14 – объектив; 15 – закрепительный винт; 16 – наводящий винт трубы.

Нивелир Н-3 состоит из двух основных частей: нижней неподвижной подставки нивелира 4 и верхней подвижной рабочей части прибора.

Верхняя рабочая часть нивелира состоит из вертикальной оси вращения прибора, подставки зрительной трубы, круглого уровня 6 и зрительной трубы 11.

Зрительная труба состоит из объектива 13 и окуляра 8. На верхней части трубы находится мушка визира 13 для грубой наводки зрительной трубы на предмет.

Рисунок 3.2 – Поле зрения зрительной трубы

1 – изображение пузырька цилиндрического уровня; 2 – нивелирная рейка;
3 – средняя горизонтальная нить сетки; 4 – дальномерная нить сетки

Правильный отсчет будет в том случае, когда концы пузырька цилиндрического уровня будут совмещены, как показано на рисунке 3.2. Для подсветки уровня имеется зеркало, для юстировки уровня в торцевой части 10 (со стороны окуляра) – четыре исправительных винта уровня. Для закрепления вертикальной оси нивелира при грубом наведении на предмет (рейку) служит закрепительный винт 15, а для точного наведения – наводящий винт 16.

Элевационный винт 5 служит для вращения трубы в вертикальной плоскости. Круглый уровень 6 предназначен для приведения вертикальной оси в отвесное положение. Юстируют круглый уровень с помощью трёх исправительных винтов 7.

3.5.1.2. Нивелир Н – 10Л

Технический нивелир Н-10Л – малогабаритный нивелир с контактным цилиндрическим уровнем и элевационным винтом – снабжен лимбом для измерения горизонтальных углов (рис. 3.3).

Рисунок 3.3 – Схема нивелира Н-10Л: 1 – объектив; 2 – мушка; 3 – откидное зеркало; 4 – окуляр; 5 – элевационный винт; 6 – окошко для отсчетов по лимбу; 7 – шаровая пята; 8 – рукоятка станового винта; 9 – становой винт; 10 – лимб горизонтального круга; 11 – кожух; 12 – юстировочные винты цилиндрического уровня; 13 – кремальера; 14 – зеркало; 15 – круглый уровень; 16 – предохранительный колпачок

Нивелир предназначен для выполнения технического нивелирования и имеет ряд конструктивных особенностей, одно из которых – отсутствие трегера с подъемными винтами. Для установки нивелира по круглому уровню 15 служит шаровая пята 7 на головке специального штатива, на которой и закрепляют нивелир. Приводя нивелир в рабочее положение, вывинчивают на 1 –1, 5 оборота становой винт 9 и, наклоняя нивелир рукояткой станового винта 8, приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт.

Нивелир пригоден для приближенного измерения горизонтальных углов, для чего имеет лимб 10, отсчеты по которому берут с точностью до десятых долей градуса через окошко 6.

Зрительная труба вращается по азимуту на 360° и не имеет закрепительного и наводящего винтов, т.е. труба наводится на рейку от руки.

Приведение пузырька контактного цилиндрического уровня в нуль-пункт выполняют элевационным винтом 5. Остальные приемы работы с нивелиром Н-10Л аналогичны приемам с нивелиром Н-3.

3.5.1.3. Нивелирные рейки и порядок отсчитывания по ним

Нивелирная рейка состоит из двух брусков двутаврового сечения, соединенных между собой металлической фурнитурой, что позволяет складывать ее при транспортировке. В соответствии с ГОСТ 11158-83 рейки выпускают трех типов: РН – 10, РН – 3 и РН – 05. Буквы обозначают: Р – рейка, Н – нивелирная, а цифры 10, 3 и 05 – средние квадратические погрешности нивелирования в мм на 1 км хода. Рейки бывают: цельные, складные и раздвижные; односторонние – если сантиметровые деления нанесены с одной стороны, и двусторонние – если деления нанесены с обеих сторон.

При геодезических работах в строительстве наиболее часто применяются (нивелирование III и IV класса) стандартные трёхметровые складные двусторонние рейки РН – 3П – 3000С с сантиметровыми делениями. При этом с одной стороны рейки деления черные, а с другой красные (черные и красные стороны рейки).Дециметровые деления рейки оцифрованы с черной стороны от 0 до 29. С красной – от 46 до 75. На каждой стороне рейки цветные шашки каждого дециметрового интервала, соответствующие участку в 5 см, соединяются вертикальной полосой. На концах нивелирной рейки укрепляют пятки в виде металлических полос толщиной 2 мм.

Отсчитывание по рейке производят по средней горизонтальной нити нивелира. Отсчет всегда представляет собой четырехзначное число в миллиметрах: первые две цифры – ближайший подписанный дециметр над средней пяткой; третья цифра – число целых сантиметров от начала данного дециметра, четвертая цифра – десятые доли сантиметра, оцениваемые на глаз. Например, на рисунке 24 отсчет равен 1786.

3.5.2. Поверки и юстировки уровенных нивелиров

Перед началом полевых работ выполняются поверки нивелира для обеспечения необходимой точности измерений, т.е. контроль взаиморасположения основных осей нивелира (рис. 3.4).

Рисунок 3.4 – Основные оси уровенных нивелиров: НН – ось цилиндрического уровня; WW – визирная ось зрительной трубы; ZZ – ось вращения; UU – ось круглого уровня

3.5.2.1. Поверка круглого уровня

Ось круглого уровня UU должна быть параллельна оси вращения нивелира ZZ.