Методика измерений превышений.
Гидростатическое нивелирование широко применяется при монтаже прецизионных конструкций, требующем повышенной точности. Оно основано на использовании основных свойств жидкости и законов гидростатики:
1) Поверхность жидкости всегда устанавливается перпендикулярно направлению силы тяжести в данной точке;
2) В сообщающихся сосудах свободная поверхность жидкости всегда находится на одинаковом уровне, независимо от массы жидкости и сечения сосудов.
Таким образом, гидростатический нивелир состоит из двух сообщающихся сосудов, устанавливаемых на марки. Превышения «h» измеряют при прямом и обратном положении сосудов. Если отсчетам по микрометренным винтам присвоить название «заднего» и «переднего» (а), то превышение между точками А и В составит:
,
З1 и П1 - отсчёты по головкам заднего и переднего сосудов; d1 и d2 - расстояние от нуля шкалы до плоскости сосудов или:
При перестановке сосудов местами (б) получим:
(d1 - d2) - место нуля прибора. Суммируя и вычитая выражения для (а) и (б) получают:
и .
Наибольшее распространение для измерения осадок и деформаций сооружений получили переносные гидростатические нивелиры конструкции Мейсера.
Гидростатический нивелир Мейсера состоит из двух гидростатических сосудов. Сосуды соединены шлангом. Методика измерения:
1) Гидростатические сосуды с перекрытыми кранами 12 подвешиваются на реперные болты 1. Для этого оттягивается правый верхний фиксирующий винт и сосуд посадочным местом 4 (пяткой прибора) устанавливается на реперный болт 1, после чего этот винт отпускается;
2) Нижняя часть сосуда охватывается хомутом 11;
3) Юстировочными винтами 10 пузырёк круглого уровня 3 приводится в нуль-пункт;
4) Открывают краны 12 и ждут стабилизации положения уровней жидкости в сосудах (3-5 минут);
5) После успокоения жидкости производят измерения положения её уровней. Для этого вращением винтов 7 по возможности одновременно касаются концами штоков 8 поверхностей жидкостей в сосудах 9, после чего снимают отсчёты по микрометренному винту.
При нивелировании снимаются три пары отсчётов, после чего краны перекрываются и сосуды меняются местами.
После окончания измерения превышения между двумя марками краны снова перекрываются, и один из сосудов переносится на смежный реперный болт и производится измерение следующего превышения.
При выполнении измерений допустимы следующие расхождения:
Разница отсчётов по одной измерительной трубке при одном положении нивелира - 0,02 мм;
Разница отсчётов по передней и задней трубкам - 0,03 мм;
Колебание значения МО - 0,20 мм;
Допустимая невязка в полигоне: , гдеn - число станций в полигоне.
Уравнивание, оценка точности и вычисление отметок.
Результаты нивелирования из журнала выписываются на схему нивелирных ходов. Вычисляются невязки fh: , где- сумма превышений, подсчитанная в полигоне в одном направлении.
Рассчитываются допустимые невязки в полигонах: , гдеmh - СКО измерения превышения на одну станцию для принятого класса нивелирования, а n - число станций в полигоне.
Если вычисленная невязка превышает допустимую - измерения по полигону переделывают.
Уравнивание:
1. Рисуется схема уравнивания. На схеме внутри полигонов заготавливают столбцы для невязок и вписывают в них величины фактических невязок.
2. Рисуют столбцы распределения невязок вне каждого полигона;
3. Рассчитывают веса Pi каждого хода: ,n’ - число станций в ходе между узловыми точками, - число станций в полигоне. Контроль: сумма весов по полигону равняется 1;
4. Распределяют невязки по полигонам, начиная с максимальной;
5. Вычисляют поправки в ходы. Сумма поправок в ходы равняется невязке полигона с обратным знаком;
6. Вычисляют отметки марок. Для этого отметку одной из узловых точек принимают за 100 мм. При вычислении следует помнить, что знаки поправок соответствуют направлению обхода полигонов при вычислении невязок.