2957

Содержание отчета

Оформление отчета включает в себя следующее:

1)краткое описание рельефа с фрагментами крутизны ската, определенного в характерных точках рельефа;

2)методику определения отметок точек;

3)значения отметок точек по проектируемому направлению;

4)построение профиля по заданному направлению;

5)продолжение трассы под уклоном, равным номеру студента в списке группы, в промилле (‰);

6)рассчитываются рабочие отметки как разность между проектной и фактической трассами;

7) определяется расстояние до точек нулевых работ с точек пересечения проектной и фактической трасс по формуле X = (|r i| / |r i| + |r i + 1|)*(d i – 1).

Работа выполняется аккуратно. Текст должен быть написан синей пастой, разборчиво. Чертежи выполняются аккуратно, пастой черного цвета. Работа может быть выполнена с использованием ЭВМ.

Практическая работа № 6

ПОДГОТОВКА ИНСТРУМЕНТА К ПОЛЕВЫМ РАБОТАМ (ПОВЕРКИ ТЕОДОЛИТА)

Цель работы: получение практических навыков подготовки измерительных приборов к работе в полевых условиях.

Место выполнения работы: территория учебного полигона, включая железнодорожные пути.

Инструменты и принадлежности:

-теодолит 2Т30;

-нивелирные рейки РН-3;

-мерная лента;

-журнал измерения горизонтальных и вертикальных углов;

-буссоль.

Общие теоретические сведения

Геодезические работы подразделяются на полевые и камеральные. Камеральные работы включают в себя следующие этапы:

-подготовка инструментов и принадлежностей;

-обработка данных полевых исследований;

-изготовление (обновление) планов (карт).

Под планом понимается изображение местности на бумаге, без учета кривизны Земли.

План участка земли строится по результатам полевых работ (без учета рельефа) или теодолитной и нивелирной съемок (с учетом рельефа).

Перед съемкой производится рекогносцировка (предварительное обследование местности перед производством геодезических работ) и закрепление точек теодолитного хода (рис. 6.1, а).

21

Рис. 6.1. Схемы построения теодолитных ходов:

д – свободный замкнутый (1,2,3 … 8) и висячий (а, б, в, г) хода

По схеме построения теодолитных ходов различают (рис. 6.1):

а – незамкнутый ход между исходными (опорными) пунктами АB, CD;

б– висячий незамкнутый ход, опирающийся на один исходный пункт B;

в– система незамкнутых ходов, опирающихся на опорные пункты C,D,E;

г – замкнутый теодолитный ход с диагональным ходом, опирающийся на исходный пункт АB.

Перед выходом в поле производятся поверки теодолита.

В России производились теодолиты типа Т1, Т2, Т5, Т15, 2Т5К, 2Т30, 2Т30П. Уральским оптико-механическим заводом выпускаются теодолиты: электронный теодолит Т10Э; теодолиты 3Т2КП, 3Т2КА, 3Т5КЛ, 4Т15П, 4Т30П, 4Т30П-10, где Т – обозначает теодолит; 1,2,15,30 – точность теодолита в секундах; К – теодолит с компенсатором при вертикальном круге; П – теодолит с трубой прямого изображения; цифры перед буквой Т – номер модели; Э – электронный; 10 – цена деления шкалы микроскопа (угловые секунды).

Основные детали теодолита показаны на рис. 6.2.

22

Рис. 6.2. Устройство теодолита: а – теодолит 2Т5К; б – теодолит 2Т30П

Основание теодолита 1, с помощью которого теодолит становым винтом крепится к штативу, подъемные винты 17 для приведения оси уровня при алидаде в горизонтальное положение, колонки 18, в лагерах которых закреплена горизонтальная ось зрительной трубы.

Рядом с диоптрийным кольцом 12 окуляра расположен окуляр микроскопа 3 для взятия отсчетов с горизонтального 16 и вертикального 6 кругов (лимбов). На корпусе вертикального круга закреплено зеркало 4 для подсветки отсчетного приспособления, которое, вращаясь в двух плоскостях, позволяет достигать оптимального освещения шкал отсчетного приспособления.

Коллиматорный визир (коллиматор) 9 предназначен для грубой наводки на предмет. Точное наведение на предмет осуществляется наводящими винтами трубы 13 и алидады 15. Винты работают, если труба и лимб закреплены (винты 10, 19). Закрепительные винты вращать без усилий. Для определения магнитных азимутов предусмотрен паз 7 для крепления буссоли.

У теодолитов Т1, Т2, Т5, Т15 центрирование предусмотрено не только нитяными отвесами, как у теодолитов 2Т30, а оптическими 21. У них также предусмотрена ручка перестановки горизонтального круга 22. Теодолит в подставке 23 крепится закрепительным винтом 24.

Основные сведения о поверках теодолита. Поверки – это действия по выявлению неправильного взаимного расположения осей прибора – визирной оси V–V1, оси вращения трубы (сетки нитей) Н–Н1, оси вращения колонки – Z–Z1 и оси цилиндрического уровня (рис. 6.3).

Поверка цилиндрического уровня. Первый способ. Ось цилиндрического (U-U1)

уровня при алидаде должна быть перпендикулярна к оси вращения инструмента (поверка уровня при алидаде горизонтального круга) – Z–Z1 (рис. 6.3,а).

Инструмент устанавливается на штатив. После этого поворотом алидады ставят ось уровня параллельно прямой, соединяющей 2 подъемных винта и выводят ими пузырек уровня на середину (рис. 6.3, а). Поворачивают алидаду на 90° и третьим подъемным винтом выводят пузырек на середину. Затем, пользуясь делениями лимба, алидаду поворачивают на 180°. Если отклонение пузырька уровня не более 1 деления, то

23

условие перпендикулярности осей уровня и инструмента выполнено. Если же пузырек уровня отклонился более чем на одно деление, то, половину смещения исправляют юстировочными винтами, вторую – подъемными (рис. 6.4). Поверку повторяют до выполнения условия.

Рис. 6.3. Схемы геометрических осей т

Рис. 6.4. Юстировочные винты: 1 – колпачок; 2 – диоптрийное кольцо окуляра; 3 – юстировочные винты; 4 – сетка нитей; 5 – закрепительные винты сетки нитей

Определение коллимационной погрешности. Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы. Для выполнения проверки наводят визирную трубу при «при круге лево» на четкую точку, удаленную на менее чем на 50 м,

24

направление на которую близко к горизонтальному, и снимают показания с горизонтального лимба.

Переводят трубу через зенит и наводят на ту же точку при «круге право» и снимают показания

Коллимационная ошибка определяется по формуле:

С1 = (КП ± КЛ – 180°)/2.

Затем вторично в той же последовательности выполняют измерения и определяют С2. Затем находят среднеарифметическое значение коллимационной погрешности:

С=0,5(С1 + С2).

Если среднеарифметическое значение превышает 2t, то необходимо исправить теодолит в следующем порядке.

Наводят зрительную трубу на удаленную визирную цель и снимают показания по горизонтальному кругу. Вычисляют исправленное показание:

Лиспр = КЛ – С или Писпр = КП + С

и устанавливают этот отсчет на лимбе. Точка совпадет с визиткой оси. Для исправления снимают колпачок 1.

Поверка сетки нитей. Горизонтальная нить сетки должна быть горизонтальна, а вертикальная – вертикальна.

Приводят теодолит в рабочее положение (лимб горизонтального круга должен занять горизонтальное положение) с помощью уровня при алидаде. Наводят зрительную трубу на визирную цель (четкую точку) и совмещают изображение цели с левым или правым концом горизонтальной нити сетки (рис. 6.6). Вращают колонку наводящим винтом. Если изображение точки не сходит с нити, то сетка установлена правильно, если сходит более, чем на три толщины нити, выполнить юстировку. Для этого отвинчивают колпачок 1, ослабляют четыре крепежных винта 5 окуляра и поворачивают окуляр так, чтобы нить сетки расположилась горизонтально (рис. 6.4). После этого поверка повторяется до правильной установки сетки нитей.

Рис. 6.6. Поверка горизонтальности нити сетки

25

Порядок выполнения работы

Работа начинается с центрирования теодолита. Поверки выполняются в следующем порядке:

1.Производится поверка уровня при алидаде.

2.Производится поверка сетки нитей.

3.Определяется коллимационная погрешность.

Содержание отчета

Результаты поверки кратко записываются на лист А5 или А4 и делаются выводы о готовности прибора к работе. Результаты измерения углов при определении коллимационной погрешности записываются в таблице.

	№№	Круг	Отсчеты по лимбу, алидаде			С
	точек		градус	минуты	секунды
	1	КЛ	125°	28'	30''	(305°27'00'' – 125°28'30'' – 180°)/2 = 45''
	1	КП	305°	27'	00''

В работе приводятся рисунки, схемы.

Практическая работа выполняется бригадой из 5 человек. Текст выполняется пастой синего цвета. Рисунки, схемы выполняются пастой черного цвета. Сокращения, исправления не допускаются. Исправления можно производить аккуратным зачеркиванием цифры и написанием над ней уточненной. Результаты выполнения работы сдаются на следующем занятии по практической работе.

Практическая работа № 7

ИЗМЕРЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВ И ДЛИН ЛИНИЙ

Цель работы: ознакомление с методами измерения углов с помощью теодолита и измерения длин линий мерными приборами и оптическим дальномером, установленном в теодолите.

Место проведения работы: учебный полигон, лаборатория инженерной геодезии учебного полигона.

Инструменты и принадлежности:

-теодолит 2Т30П;

-нивелирная рейка РН-3;

-вешки;

-полевой журнал теодолитной съемки;

-калькулятор;

-полевой журнал измерения горизонтальных углов.

Общие теоретические сведения

Горизонтальные углы β измеряются на точке стояния (станции). Они позволяют определять дирекционные углы сторон по формуле αi+1 = αi ± β ± 180º. Измерив длину стороны, можно определить координаты по формуле

26

Хi+1 = Хi ± Х, Yi+1 = Yi ± Y, но
Хi = dicos αi, Y=disin αi.	(7.1)

Если рельеф пересеченный, и углы наклона сторон превышают 1º30', необходимо измерить и угол наклона ν1, чтобы найти величину горизонтального положения d = D*cosν.

Поэтому для определения координат точек необходимо измерить горизонтальные углы β, длину сторон и угол наклона линий.

Для измерения углов в теодолитах имеются отсчетные устройства – лимб и алидада. Лимб – это круг (чаще стеклянный), на котором нанесены по часовой стрелке градусы и минуты. Алидада представляет собой круг, на котором нанесен штрих или шкала ценой деления 1º. Шкала оцифрована от 0 до 6 и разбита на определенное количество интервалов.

Цена деления определяется по формуле

ЦД″ = l/(n – t),

(7.2)

где t – размерность алидады. Обычно t = 1º, или 60′ (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Поле зрения отсчетных устройств теодолитов: а – теодолита Т2; б – Т5; в – Т30; г – 2Т30

Для определения цены деления алидады у шкаловых теодолитов совмещаем нулевой штрих алидады с градусным делением лимба и определяем размерность алидады. У теодолитов 2Т30 одно деление равно 60′. Затем определяем количество штрихов на алидаде, уместившихся между градусными делениями лимба. У теодолитов

2Т30 n = 12 и ЦД = 5′.

Измерение горизонтальных углов. Перед измерением углов теодолит приводят в рабочее положение. Измерения горизонтальных углов можно производить: способом приемов, методом круговых приемов и повторений.

27

Способ приемов применяется, когда на станции измеряется один угол (рис. 7.2, а). Вначале визируют на одну точку и берут отсчет О1 по отсчетному микроскопу, осветив при этом зеркалом поле его зрения.

а)

б)

Рис. 7.2. Измерение горизонтального угла: а – способ приемов; б – метод круговых приемов

Затем наводят на вторую точку хода и берут отсчет О2. Определив разность отсчетов, получают горизонтальный угол β:

β=О1 – О2 .

(7.3)

Так как лимб теодолита оцифрован по часовой стрелке, то в первую очередь наводят на правую точку, а затем на левую. На рис. 7.2, а первоначально наводим на точку 3, затем на точку 2. Отсчет на точку 3 равен: для теодолита Т5 – 174º55' (рис. 7.1, а); для Т30 – 70º04' (рис. 7.1, в); для 2Т30 – 125º07' (рис. 7.1, г; рис. 7.2).

Первоначально угол β измеряют при круге «Лево» (КЛ).

Это первый полуприем. Для контроля измерение угла повторяют при круге «Право» (КП). Это второй полуприем. Значение углов при «КЛ» и «КП» не должно различаться более чем на 2t (где t – точность отсчетного устройства теодолита). Результаты измерения записываются в полевой журнал.

Измерение длин линий можно производить рулетками, мерными лентами (рис. 7.3, 7.4), дальномерами, лазерными рулетками.

Рис. 7.3. Рулетки: а – на крестовине; б – в закрытом корпусе

При измерении мерными лентами должны быть два мерщика. Задний мерщик собирает шпильки, воткнутые передним мерщиком, и по их числу определяет длину линии по формуле

D = nl + r,

где l – длина мерной ленты (5, 10, 20, 30, 50 м); n – число шпилек у заднего мерщика; r – величина остатка.

28

Рис. 7.4. Мерные ленты: а – штриховая; б – шкаловая; в – лента на кольцевом станке; г – шпильки на проволочном кольце: 1 – штрихи, 2 – ручки, 3 – прорезы для шпилек, 4 – дециметровые отверстия,

5 – полуметровые заклепки, 6 – метровые пластины, 7 – стальное полотно, 8 – шпилька, 9 – стопорные винты кольцевого станка

Для того чтобы избежать грубых ошибок, трасса разбивается на отрезки по 100 м. В этом случае, отложив ленту 5 раз, передний мерщик втыкает шпильку. У заднего мерщика на одну шпильку будет меньше.

Измеренное расстояние будет равно:

Д = 100р + L(l·n)к + r,

(7.4)

где р – число передач шпилек от заднего мерщика переднему; к – число шпилек у заднего мерщика в момент измерения остатка; l – длина ленты, м; r – остаток, м.

Длину остатка определяют с точностью до сантиметра. Измерения длины линии производят дважды: в прямом и обратном направлениях. Расхождение между прямым и обратным измерениями должно быть не более 1:2000 от измеряемой стороны, если местность удобная для измерений, и 1:1000, если местность неудобна для измерений (кочки, пахота, болото и т. п.). Результаты измерений длин линий записываются в полевой журнал.

Если угол наклона линии (ν) превышает 1º 30', вводится поправка за наклон (рис. 7.5):

δν = –2D*sin2(ν/2).

(7.5)

Перед измерением ленты компарируют, сравнивают с эталоном и вводят поправки: на растяжение, на температуру, на погрешность в длине.

Длину линий можно определять дальномерами. Дальномеры подразделяют на оптические (с постоянной базой или постоянным углом), свето- и радиодальномеры. Светодальномеры подразделяют в зависимости от индекса: индекс Г – для построения государственных геодезических сетей; П – для прикладной геодезии и маркшейдерии; Т – для топографических съемок. Например, 2СТ105/3 – светодальномер топографический, измеряющий расстояние до 10 км со среднеквадратической ошибкой mi = 5 + 3Д, мм (Д – расстояние в километрах). Дополнительно в шифре могут быть буквы Н – насадка на теодолит; Д – прибор использует диффузное отражение сигнала от предметов и не требует специальных отражателей; М – маркшейдерское исполнение (для подземных работ).

29

Рис. 7.5. Введение поправки за наклон измеряемой линии: νАВ – угол наклона линии АВ; νВС – угол наклона линии ВС

Уральский оптико-механический завод выпускает светодальномер Блеск-2 (2СТ 10-02) с диапазоном измерения расстояний от 2 до 5000 м (рис. 7.6).

Рис. 7.6. Светодальномер «Блеск»

Рис. 7.7. Нитяной дальномер: а – сетка нитей; б – схема определения расстояния

30