ГЕОМЕТРИЯЛЫҚ НИВЕЛИРЛЕУ туралы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 25 бет
Таңдаулыға:

1. ГЕОМЕТРИЯЛЫҚ НИВЕЛИРЛЕУ
1.1.Биіктік өсімшелерін өлшеу әдістері
Жергілікті жердегі нүктелердің биіктіктерін немесе өсімшелерін анықтау мақсатымен жүргізілетін өлшеулерді нивелир деп атайды.Нивелирдің геометриялық, физикалық, механикалық, стереофотограмметриялық деген бірнеше әдістері бар.
Нивелирлеу -- жер бетіндегі екі немесе бірнеше нүктелердің биіктігінің айырмасын анықтау. Нүктенің биіктігі мұхит деңгейінен (абсолюттік биіктік), немесе кез келген шартты деңгейден, мысалы, тау етегінен (салыстырмалы биіктік) анықталады. Нивелирлеу мыналармен жүргізіледі: 1) нивелирмен -- топографиялық немесе геометриялық нивелирлеу; 2) бұрыш өлшеуіш аспаппен -- геодезиялық немеее тригонометриялық нивелирлеу; 3) барометрдің көмегімен -- барометрлік нивелирлеу.
Геометриялық нивелирлеуде екі нүкте биіктіктерінің айырмашылығы (биіктік өсімшесі) горизонталь нысаналау сәулесінің көмегімен анықтауға негізделген. Мұнда дүрбісі горизонталь орналасқан нивелир деген аспап пен рейка қолданылады.
Тригонометриялық нивелирлеуде биіктік өсімшесін сол екі нүкте арасындағы қашықтық пен көлбеу бұрышты өлшеу арқылы анықтайды. Биіктік өсімшесін тригонометриялық формулаларды қолданып есептейді. Нивелирдің бұл әдісі көбіне тахеометриялық түсірісте тахеометр мен рейка қолданылады.
Физикалық нивелирлеу жергікті жердегі нүкте биіктігі мен атмосфералық қысымға негізделген барометрлік және бір-бірімен жалғасқан екі ыдыстағы сұйық зат деңгейінің тең биіктікке негізделген гидростикалық нивелирлеулер деген екі түрге бөлінеді.
Механикалық нивелирлеу велосипедке, автокөлікке орнатылған арнайы аспаптар көмегімен жүргізіледі. Мұндай аспап жылжығанда, атоматты түрде жүрген жол мен нүктелердің биіктіктері бейнеленген профиль сызылады.
Стереофотограмметриялық нивелирлеу биіктік өсімшесін бір жердің екі қос фотосуреті арқылы анықтауға негізделген.

1.2. Геометриялық нивелирлеу
Геометриялық нивелирленуде нүктелердің биіктік өсімшесі нивелир деп аталатын аспап пен рейкалар арқылы аныкталады, нивелир горизонталь жазықтыққа келтірілген дүрбі арқылы рейкадан есеп алуға негізделген. Геометриялық нивелирлеудің " ортадан " және " алға " нивелирлеу деген әдісі бар.
Ортадан нивелирлеу кезінде нивелир-нүктелер арасына, ал рейкалар сол нүктелерге орнатылады.
Содан кейін А және В нүктелерінде түрған рейкаларға кезекпен қарап, дүрбінің визир сіулесінің осы нүктелерден биіктіктері ″а″ және ″b″есептелініп алынады. Егерде А нүктесін артқы, ал В нүктесін алдыңғы деп белгілесек,онда ″а″ рейкадан алынған артқы есеп,″е″ -алдыңғы есеп болады. Содан В нүктесін А нүктесіне қарағандағы биіктігінің айырмашылығы былайша анықталады:
h=a-b (78)
мұндағы h-биіктік өсімшесі.

65-сурет.Нивелирлердің түрлері.
Демек, ортадан нивелирлеу әдісінде биіктік өсімшесі артқы және алдыңғы есептердің айырмашылығына тең.
Ескере кететін жағдай, егер ab болса, онда h-тың оң таңбалы, ал ab болса , онда h-теріс таңбалы болғаны.
Нивелирді екі нүктенің ортасына орнатып, биіктік өсімшесін осылайша анықтауды ″ортадан ″ нивелирлеу деп атайды.
Ортадан нивелирлеудегі аспаптан рейкаға дейінгі қашықтық нивелирлеу жұмыстың дәлдігіне, сол жердің рельефіне байланысты және де екі қашықтық бір-біріне тең болуы қажет.
Алға нивелирлеу әдісінде(65сурет) нивелир дүрбісінің оқулары мен
А нүктесі бір тіктеуіш сызық бойында орналасады да, есеп алынатын рейка екінші нүктеге орнатылады. Бұл жағдайда визирлік остің А нүктесінен биіктігін-i рулеткамен өлшеп, В нүктесі тұрған рейкадан ″ в″ есебін алады. Көрсетілген сіретке сай, биіктік өсімшесі былайша анықталады:
h=i-b , (79)
мұндағы i-аспап биіктігі.
Екі нүкте арасындағы өсімше белгілі болса, В нүктесінің биіктігін мына формула арқылы анықтауға болады:
hᵦ=Hₐ+h, (80)
яғни,келесі нүктенің биіктігі алдыңғы нүкте биіктігіне өсімшені қосқанға тең.
Деңгей жазықтықтан нивелирдің визирлік осіне дейінгі тіктеуіш сызықты аспаптың горизонты ГИ деп атайды. Аспап горизонты 63-суретке сай мынаған тең:
ГИ=Hₐ+a немесе ГИ=Hᵦ+b, (81)
Яғни,аспап горизонты ГИ нүкте биіктігіне Нₐ сол нүктеде орналасқан рейкадан алынған есепті ″а″ қосқанға тең. Аспап горизонты арқылы да нүктелер биіктіктерін анықтауға болады.
Мысалы, 65 - суреттегі екі пункт арасындағы С нүктесінің биіктігі Нᶜ төменгі формула арқылы анықталады :
Нᶜ=ГИ-с (82)
Мұндағы, с-С нүктесіне қойылған рейкадан алынған есеп.
Әдетте, аспап горизонты бір станцияда тұрып, бірнеше нүктелердің биіктерін анықтағанда қолданылады.
Егерде нивелирленетін екі нүктенің арасындағы биіктік өсімі жалғыз станциядан анықталады, мұны қарапайым нивелирлеу деп атайды.
Егер 66-суретте көрсетілгендей, А және N нүктелерінің арақашықтығы едәуір қашық болса, онда өсімшені һᵐᶰанықтау үшін нивелирді бірнеше станцияға орналастырып, күрделі нивелирлеу жүргізіледі, 64-суретке сәйкес нүктесінің А нүктесінен өсімшесі әр станциядағы биіктік өсімшелерінің қосындысына тең:
∑һᵃⁿ=∑һᵢ=∑ᵃᵢ-∑ᵇᵢ (83)

Мұндағы-∑ᵃᵢ -барлық артқы есептердің қосындысы;
-∑ᵇᵢ- барлық алдыңғы есептердің қосындысы.

66-сурет.Күрделі нивелирлеу

Ақырғы нүктенің абсолют биіктігі (83)формуласымен сәйкес былайша анықталады:
Нⁿ=Нₐ+∑һᵢ

1.3. Нивелир және оның құрылысы.
Нивелир-жер беті нүктелерінің биіктік айырмасын, өсімшесін өлшеуге қолданылатын аспап. Нивелир өлшеу дәлдігіне қарай үш түрге бөлінеді.
1) Н-05-дәлдігі өте жоғары нивелир 1км-лік қос жүрістегі өсімшемен анықтаудың орташа дәлдігі 0,5мм-ге тең.
2) Н-3-дәл нивелир. Орташа квадраттың дәлдігі 3мм.
3) Н-10-техникалық нивелир. Өсімше анықтау дәлдігі 10мм аспайтын нивелир түрі.
Енді геодезиялық жұмыстарда кеңінен қолданылып жүрген нивелирлер Н-3 пен Н-10-ның құрылыстарына тоқталамыз.

1.4 Нивелирлік рейкалар
Нивелирлеуде сантиметрлік бөліктері бар екі жақты рейкалар қолданылады.
Олар ұзындығы 3-4 см тұтас ағаш тақтайдан жасалынады. Алып жүруге қолайлы бүртемелі рейкалар да жасалынады. Тақтайлар ак майлы бояумен боялып, оларға оларға сантиметрлік бөліктер есеп алуды жеңілдету мақсатымен 5 см сайын топтарға біріктірілген. Мәселен, Е әрпіне сәйкес топ 50см-ді көрсетеді және оны санамай-ақ қойса да болады. Рейканың ең кішкене бөлігінің сандық шамасы рейка бағасы деп аталады. Тұтас рейканың ең үлкен ұзындығы 3 м-ге тең. Рейканың төменгі жағында оны тез тозудан қорғайтын болат пластинкадан жасалған табан қағылған.
Рейкалар бір жақты немесе екі жақты да болуы мүмкін. Екі жақты рейкалардағы бір сантиметрлік бөліктер бір жағында қара, ал екінші жағында қызыл түспен белгіленген. Рейканың қара жағында есептеу нөлден басталады да , ол негізгі жағы болп есептеленеді. Рейканың қызыл жағын тексеру үшін қажет, оның табаны нөлден емес басқа саннан, мысалы, 4687 не 4787мм-ден басталады. Егерде нивелирлеу кезінде рейканың екі жағынан есептер алынса,онда қызыл жағынан есептер алынса,онда қызыл жағынан алынған есептен қара жағынан алынған есепті шегергенде, әрқашан 4687 4787 саны қалып отыруы қажет. Бұл сан есеп алудың дәлдігін де,дұрыстығын да көрсетеді.
Жұмыс жүргізер алдында нивелирлік рейкалар тексерілуге тиіс.

1.5. Нивелирдің тексерілері мен жөндеулері
Далалық нивелирлеу жұмысы басталар алдында аспапты ең алдымен толық сыртқа өткізеді,нивелир бөліктерінің жиынтығына, винттерінің түзулілігіне көз жеткізеді.
Нивелирге қойылатын басты талап деңгейлік ось пен нсаналау сәулесі бағытының өзара параллель болуы. Жұмыс жүргізер алдында нивелир жан-жақты тексеріліп, биіктік өсімшесін дәл анықтауға әсер ететін кемшіліктер түзетілуге тиісті. Нивелирдің осьтері арасындағы геометриялық байланыстарды (68-сурет) былайша жүргізіледі.

68 сурет.Нивелирдің осьтік құрылысы.
Дөңгелек деңгейді тексеру.Дөңгелек деңгейдің осі нивелирдің айналу осіне пераллель болуы тиіс. Көтергіш үш винт арқылы дөңгелек деңгей үлбіреуігі ортасына келтіріледі.
Одан кейін нивелир дүрбісін 180°-қа бұрады да, көпіршіктің орның тексереді. Егер көпіршік нөл пунктте қалса,онда жоғарғы тексеру шартының орындалғандығы. Керісінше, шарттың орындалмаған жағдайында дөңгелек ұстап тұрған үш түзеткіш бұрандалары арқылы ауытқудың жартысы түзетіледі. Ал қалған жартысы көтергіш бұрандалар әсеріменен түзетіледі.
Жіп торларын тексеру. Жіп торларының горизонталь штрихы нивелирдің айналу осіне перпендикуляр,ал вертикаль штрихы пераллельді болуы тиіс. Екі штрихтың бір-біріне перпендикуляр болуына завод кепіл береді, сондықтан бұл тексеруді вертикаль штрихтың көмегімен жасаған дұрыс. Ол үшін нивелирден 20-25м қашықтық жерге тіктеуіш(отвес) іліп қойылады да,нивелирдің айналу осі тік бағытқа келтіріледі.
Егер дүрбіні тіктеуішке көздеген кезде вертикаль штрих тіктеуіш жібімен қабысып, оның бойымен өтетін болса, онда тексеру шартының орындалғандығы. Керісінше, бұл шарт орындалмаса, онда тордың түзету бұрандаларын босатып, диафрагманы жіптер торымен түзетеді.
Негізгі геометриялық шартты тексеру. Цилиндрлік деңгейдің осі көздеу осіне параллель болуы үшін бір жазықтықта жатуы керек.
Бұл тексеру екі рет нивелирлеу арқылы жүргіледі,яғни бір қашықтықты екі рет ″ алға ″ нивелирлеу арқылы тексеріледі.
Қашықтығы 30-40м жерге екі қазық А және В қағылып, А нүктесіне нивелир,ал В нүктесіне рейка орнатылады. Аспап биіктігі (i) өлшеніп, рейкадан В¹ есебі алынады. Егер көздеу осі VV мен параллель болмаса,онда В¹ есебі алынып, қате шамасы анықталады. Сонда В нүктесіне қарағандағы биіктік өсімшесі мынаған тең болды:
Һ=i-b¹=i¹(b¹-x) (84)

Енді нивелир мен рейканың орнын алмастырып,қайтадан аспап биіктігі(і2)өлшенеді және А нүктесіне тұрған рейкадан есеп і2 алынады. Екі нүктенің арасы өзгеріссіз қалғандықтан і2 есебіндеге қате шамасы тағы да Х тең болады,яғни:
һ=b²-і²=b²-х-і² (85)
(84) және(85) формулаларынан х анықтайық:
Х= (86)
Егер х +-4 мм болса,түзету жүргізілмейді. Керісінше, 4мм-ден асып кетсе, элевациондық бұранданың көмегімен тордың ортаңғы штрихын түзетілген есепке b¹=b²-х келтіріледі. Бұл жағдайда цилиндрлік деңгей көпіргіші нөл пункттен ауытқиды, яғни дүрбі ішіндегі көпіршігі ұштасқан екі шеті алшақтайды. Көпіршіктің ауытқуы цилиндрлік деңгейдің түзеткіш бұрандалары арқылы қалпына келтіріледі.

1.6.Техникалық нивелирлеу

Топографиялық жұмыстар жүргізу кезінде түсіру пункттерінің биіктері техникалық нивелирлеу арқылы анықалады. Техникалық нивелирлеу сондай-ақ, инженерлік құрылыстарды, темір жолдар мен тас жолдарды жобалау, құру және профиль сызудан тұрады.
Трассаны белгілеуден қатар, трасса осіне перпендикуляр бағытта түсірілетін нүктелерде бекітіледі. Мұндай түсірулерді кесе-көлденең нивелирлеу деп атайды. Көлденең профильдердің ұзындығы 20-25м-ге дейін жетеді.
Трассаны белгілеу кезінде пикеттің журналы жасалып, оған бекітілген барлық нүктелер салынып, жер ерекшеліктерінің схемасы жасалынады.
Трасаның қисық сызықпен кездесетін нүктесін қисықтық басы, аяғын-қисықтық радиусі техникалық нормалар бойынша алынады,ал қисықтық қалған элементтері мына формулалар бойынша

немесе арнаулы қисықтарды бөлу кестесі арқылы анықталады.
Нивелирлеу бір бағытта орындалады. Рейкалар бойынша есептеулер тек қана ортаңғы жіптен алынады. Әдеттегі екі жақты рейкаларды қолданғанда станциядағы жұмыс атқару реті төмендегідей болады :
1) Артқы рейканың қара және қызыл жақтарын есептеулер алу;
2) Алдыңғы рейканың қара және қызыл жақтарынан есептеулер алу
3) Аралық нүктелердегі рейканың тек қара жағынан есеп алу.
Станциядағы салыстырмалы биіктіктің айырмашылығы екі немесе біржақты рейкаларды қолданғанда 4 мм-ден аспауы тиіс.
Жүрістердегі қателік мм-ден аспауы керек,мұндағы L-жүрістің км-лік ұзындығы.
Нивелирлеу кезіндегі жұмыс атқару реті 64-суретте, ал есеп алу нәтижелерін журналға жазу және өңдеу 12-кестеде көрсетілген. Рейкадан есеп алу тәртібі кестеде жақша ішінде берілген.69-суретке сәйкес невилирді 0 мен 1-пикет араларына орналастырылады. Аспапты жұмыс жағдайына келтіріп, дүрбіні соңғы нүктеге нысаналайды да,рейканың қара жағынан 0515(1) (12-кесте) есебін алады, содан кейін дүрбіні алдыңғы нүктеге нысаналап, рейканың қара жағынан 1645 (2) есебін алады. Есептеулерді нивелирлеу журналына енгізеді. Осыдан кейін рейкалардың қызыл жақтарын бақылаушыға қарай айналдырады, бұл кезде бақылаушы 6333(3) және 5304(4)есептеулерін алады. Қара 0615-1645=1030(5) және қызыл 5304-6333=-1029(6) есептеулерінің +4мм-ден аспауы тиіс.
Бұдан кейін артқы рейкашы №1 пикетке, ал бақылаушы 2-станцияға көшеді,№0 пикетте тұрған рейкашы рейканың қара жағын невилирге қарай қаратады. Невилирді горизонталь жағдайға келтіргеннен кейін рейканың қара жақтары бойынша есептеулер алынады; ал соңғы 1330(7) және алдыңғы 1667(8) рейкалардың қызыл жақтарын бақылаушыға қаратқаннан кейін,бақылаушы 6346(9) және 6017(10) есептеулерін алады. Осыдан кейін салыстырмалы биіктік қара 1390-1657=-327 және қызыл 6011-6346=-329 есептеулермен шығарады да, айырмашылығы +4 мм-ден аспайтынына көзі жеткеннен кейін орташа салыстырмалы биіктік- 328-ді тауып, оны 9-графаға жазады. Одан кейін №0 пикетте тұрған рейкашы +20 аралық нүктеге көшіп , оған рейканы +20 аралық нүктеге көшіп, оған рейканы қойып, қара жағын нивелирге қаратады. Бақылаушы рейкадан 0681(1) есебін алады. Аралық (+20) нүктеден рейкашы №2 пикетке көшеді, бақылаушы нивелирді 3-станцияға апарады, ал №1 пикетте тұрған рейкашы рейканың қара жағын бақылаушыға қаратады және т.с.с. жалғаса береді.
Әр станциядағы жұмыс салыстырмалы биіктігі есептен шығарумен және оларды 3-кестенің 9-графасына жазумен аяқталады.Бақылаушы есептеулер мен есептен шығарулардың дұрыстығына көзі жеткенде ғана стансаны тастап, келесі стансаға көшеді.

1.7.Техникалық нивелирлеудің нәтижесін өңдеу
Техникалық нивелирлеу нәтижесін өңдеу далалық журналдардағы жазулар мен есептеп шығаруларды тиянақты түрде қарап шығарудан және бақылаушы жасайтын әр беттік тексеруден басталады. Әр беттік тексеру жасалып біткеннен кейін,жүрістің қиыспаушылығын есептеп шығаруға кіріседі.
Бірінші стансадағы нивелирлеудің дұрыстығын тексеру үшін биіктік өсімшесін(79) формуласы арқылы анықтап, рейкалардың қара және қызыл жақтарының көмегімен алынған биіктік өсімшесін есептеп шығарады:

Одан кейін биіктіктің орташа мәнін мына жормуламен анықтайды.

Станция
Пикет нүктелер
Рейкадан алынған есептер,мм
Өсімшелер һ,мм
Орташа өсімшелер, һ м
Аспапты
Гори
зонты
ГИ,м
Абсолюттік биіктікте
р Н,м

артқы
алдыңғы
аралық

3
4
5

8
9
10
11

Нивелирлеу журналының әр бетінде жүргізілетін бұл тексеруге полюстік нүктелерден алынған есептер енгізілмейді.
Анықталған өсімшелердің дұрыстығына көз жеткізгеннен кейін жалпы нивелирлік жүрістің қателігі анықталады.
Егер нивелирлік жүріс екі репердің арасында болса, онда өсімшенің қателігі мына формуламен анықталады:

Мұнда және -бастапқы және соңғы реперлердің абсолюттік биіктіктері;
Егерде нивелирлік жүріс тұйық болса,онда өсімше тең. Демек

Техникалық нивелирлеуде биіктік өсімшенің шекті қиыспаушылығы мына формуламен есептеленеді:

Немене

Мұнда L-нивелирлік жүрітің ұзындығы,км.
n- нивелирлік жүрістегі стансалар саны.
(95)формула таулы жерлерді нивелирлегенде және 1 км-лік жүрісте станциялар саны n25 болса қолданылады.
Егер іс жүзіндегі қыспаушылық теориялық қиыспаушылықтан кем болса, онда кері таңбамен барлық орташа биіктік өсімшелеріне тепе-тең етіп бөлінеді де, түзету енгізіледі.

Түзетулер 1 мм-ге дейін дөңгелектенеді.
Түзетілген биіктік өсімшелері бойынша барлық пикеттік нүктелер биіктіктері есептеленеді:

Барлықпикеттік нүктелердің биіктіктерін анықтағанан кейін аспаптың горизонттарын есептеп шығарады. Аспап горизонты тек қана аралық (плюстік) және көлденең нүктелері бар стансалар үшін есептеленеді. Мұнда аспаптар горизонтын мына формула бойынша анықтайды:

Мұндағы -артқы рейканың қара жағы бойынша алынған есеп.
Аралық нүктердің биіктік белгілерін аспаптың горизонтының биіктік белгісінен тиісті аралық нүктеге қойылған рейканың қара жағынан алынған есептеуді алып тастау арқылы табады, яғни

Осы тәртіппен техникалық нивелирлеуді нәтижесі өңделгеннен кейін нивелирленген трассаның профилін салуға кіріседі.

1.8.Трассаның профилін сызу

Профиль сызу екі түрлі масштаб қолданылады: горизонталь және вертикаль масштабтар жол салуда, әртүрлі құрылыс ісінде, жердің реьефі мен геологиялық құрылысын көрсетуде. Вертикаль масштаб горизонталь масштабтан ондаған есе үлкейтіліп сызылады. Мысалы, горизонталь масштаб: 1:100 болса, оның вертикаль масштабы 1:100болып келеді.
Профиль салу мына жүйемен жүргізіеді:
1) Шартты горизонтты анықтау. Шартты горизонт ШГ сызығы деп биіктігі ең төмеңгі нүкте 5-6-ге жоғары орналасуын ескеріп, 10 л-лік санға дейін ықшамдалған горизонт сызығын айтады.
2) Профильдің торын сызу. Шартты горизонттың төменгі жанына 81- суретінде көрсетілген размерлер арқылы профильдің торы құрылады. Бұл торға профильдегі нүктелердің дәл және жоба- Н профильдегі нүктелердің дәл және жоба- Н' биіктіктері,т.б. мәліметтері жазылады.
3) Профильді сызу. Шартты горизонт сызығына горизонталь масштабта пикеттер мен полюстікк нүктелер салынып, олардан перпендикуляр тұрғызылады. Сол перпендикулярға вертикаль масштабта нүкте биіктіктері кесінді ретінде салынып, кесінді ұштарын сызықтармен қосылады да, трассаның профилі салынады.
4) Жоба сызығын жүргізу. Жоба сызығы, жүргізілетін қазу жұмыстарының көлемінің аз болуын, аз шығынды және де жоба көлбеулігін ескере отыра жүргізіледі. 71-суретінде жоба сызығы пунктирмен көрсетілген. Жоба көлбеулігі былайша анықталады.

71-сурет. Трассаның профилі
Мұнда және -жоба сызығының соңғы және бастапқы нүктелерінің профильден алынатын биіктіктері.
Трассаның басқа нүктелерінің жоба биіктіктері мына формула арқылы есептеленеді:

Мұнда dⁿ-бастапқы нүктеден трассаның n-нүктесіне дейінгі қашықтық і-жоба сызығының көлбеулігі.
5)жұмыстық биіктіктерді есептеу. Нүктенің жобалық және нақты биіктіктерінің айырмашылығын ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.