Перенесение в натуру проектных величин

Вынос в натуру горизонтального угла. Различают два случая: вынос в натуру левого и правого горизонтального угла. Пусть требуется в точке M отложить вправо угол β₁ и угол b₂ влево от направления на точку N (рис. 9.2).

Для выноса в натуру правого горизонтального угла необходимо выполнить следующие действия. Теодолит тщательно центрируют в точке M и приводят в рабочее положение. Закрепляют лимб, открепляют алидаду и, глядя в микроскоп, отыскивают на лимбе деление 0°. Как только такое деление попало в поле зрения микроскопа, алидаду закрепляют и с помощью ее наводящего винта устанавливают отсчет по горизонтальному кругу 0° 00.0'. Открепляют закрепительный винт лимба и наводят зрительную трубу на точку N. Как только точка N попала в поле зрения трубы, лимб закрепляют и с помощью наводящего винта лимба вертикальную нить сетки нитей совмещают с изображением вешки, установленной в точке N. Чтобы минимизировать ошибку редукции, необходимо вешку устанавливать вертикально и наводить вертикальную нить сетки нитей на ее самую нижнюю видимую точку.

Рис. 9.2. Вынос проектных углов

После выполнения указанных действий зрительная труба будет наведена на точку N и отсчет по горизонтальному кругу будет равен 0° 00.0'. Теперь необходимо открепить алидаду и, поворачивая ее по часовой стрелке, найти отсчет по горизонтальному кругу, близкий к значению правого угла β₁. Как только такой отсчет найден, алидаду необходимо закрепить и с помощью наводящего винта алидады установить точное значение угла β₁. После чего, помощник наблюдателя должен выставить вешку на соответствующем расстоянии от теодолита таким образом, чтобы она совпала с вертикальной нитью сетки нитей.

Пусть вешка заняла положение A₁ (рис. 9.2). Теперь необходимо перевести трубу через зенит и повторить все описанные действия при другом положении вертикального круга. Допустим, что в результате была получена точка A₂. В качестве окончательного положения точки A необходимо принять среднее положение между точками A₁ и A_2..

Описанный способ вынесения правого горизонтального угла является основным и может быть несколько модифицирован. Измененный способ выполняется следующим образом. После центрирования прибора и приведения его в рабочее положение, лимб закрепляют, алидаду открепляют и наводят зрительную трубу на точку N. Берут отсчет a по горизонтальному кругу, вычисляют отсчет

,

поворачивают алидаду по часовой стрелке и добиваются с помощью наводящего винта алидады такого положения, чтобы отсчет по горизонтальному кругу стал равным b. После чего выставляют вешку так, чтобы она совпала с вертикальной нитью сетки нитей (точка A₁). Затем зрительную трубу переводят через зенит и выполняют все описанные действия при другом положении вертикального круга, в результате чего получают точку A₂.

Вынесение в натуру левого горизонтального угла b₂ может быть выполнено следующим образом. После центрирования теодолита и приведения его в рабочее положение открепляют алидаду и устанавливают отсчет по горизонтальному кругу, равный значению проектного угла b₂. При закрепленной алидаде открепляют лимб и наводят зрительную трубу на точку N. Затем открепляют алидаду, устанавливают отсчет по горизонтальному кругу, равный 0° 00.0', и выставляют вешку (в точке B₁). Переводят трубу через зенит и повторяют описанные действия при другом положении вертикального круга, в результате чего будет получена точка B₂. В качестве окончательного положения точки B берут среднее между точками B₁ и B₂.

Данный способ также может быть видоизменен. Для этого после приведения прибора в рабочее положение необходимо навести зрительную трубу на точку N и взять отсчет a по горизонтальному кругу. Затем, поворачивая алидаду, устанавливают отсчет по горизонтальному кругу, равный

,

и выставляют вешку B₁. Переводят трубу через зенит, повторяют описанные действия при другом положении вертикального круга, в результате чего получают точку B₂.

Кроме того, вынос левого угла b₂ может быть сведен к выносу правого угла , являющегося дополнением угла b₂ до 360°, то есть

.

После завершения выноса угла в натуру должно быть выполнено контрольное измерение полученного угла одним приемом. Отклонение измеренного значения угла от проектного значения не должно превышать 2t - удвоенной среднеквадратической ошибки измерения угла.

Если разность между проектным и фактическим значениями угла превышают допустимое значение, то выполнять повторно вынос угла в натуру часто не имеет смысла, поскольку можно получить результат такой же или еще хуже. Более эффективно определение поправки в положение точки A выполняется следующим образом (рис. 9.3). Измеряется расстояние d от точки M до полученной точки A'. Значение угла Db известно как разность проектного и измеренного угла

,

где b - проектный угол; - измеренное значение угла; Db - поправка в измеренный угол. Поправка δ в положение точки может быть вычислена по формуле

где d – расстояние от точки M до точки A'; значение ρ принимается равным числу секунд в радиане r=206264.8" , если значение Db выражено в секундах; либо равным числу минут в радиане r=3438¢, если Db представлено в минутах. После этого поправка d откладывается с помощью линейки или рулетки с миллиметровыми делениями в нужную сторону.

Рис. 9.3. Поправка в угол

Особый случай вынесения проектного угла. В некоторых случаях требуется вынести прямой угол либо восстановить перпендикуляр к некоторой линии. Указанное построение можно выполнить с помощью рулетки или мерной ленты. (При малых расстояниях некоторые построения с помощью мерной ленты или рулетки характеризуются меньшей трудоемкостью.)

Пусть, например, требуется восстановить перпендикуляр к линии AB в ее точке C (рис. 9.4). От точки C в направлении точек A и B по линии AB необходимо отложить некоторое небольшое расстояние d₁ (несколько метров) и получить точки P и Q. Затем от точек P и Q необходимо прочертить дуги окружностей с одним и тем же значением радиуса d₂. Полученная в результате пересечения дуг окружностей точка D будет лежать на перпендикуляре к линии AB, восстановленном из точки C. При данном построении необходимо стремиться к тому, чтобы угол при точке D был близок к 90°.

Аналогичным образом может быть осуществлено вынесение биссектрисы угла, закрепленного на местности (рис. 9.5.).

Рис. 9.4. Восстановление перпендикуляра Рис. 9.5. Вынос биссектрисы

Чтобы разделить пополам угол ABC, необходимо от точки B отложить на сторонах AB и BC два равных отрезка величиной a. Из полученных точек P и Q прочертить дуги окружностей радиусом b. Точка пересечения M этих дуг окружностей будет лежать на биссектрисе угла ABC. Таким образом, восстановление перпендикуляра можно рассматривать как частный случая деления угла пополам, а именно, когда такой угол равен 180°.

Следует отметить, что вынос биссектрисы или восстановление перпендикуляра с помощью рулеток или мерных лент осуществляется с меньшей точностью, чем теодолитом. Объяснение данного факта, в основном, в том, что вспомогательные точки P и Q не лежат в створе линии AB.

Для контроля положение каждой точки или направления на земной поверхности определяется дважды.

Вынос в натуру проектной линии. Вначале в нужном направлении от точки A дважды откладывают заданное расстояние d и находят точку B¢ как среднее из двух положений. В результате таких действий на местности будет получена наклонная линия AB¢ длиной d. Но по условию задачи требуется построить линию, горизонтальное проложение которой равно d. Поэтому далее с помощью теодолита измеряют вертикальный угол ν стороны AB¢ и вычисляют поправки в отложенное расстояние

- за угол наклона

,

- за компарирование

где l – фактическая длина ленты; - ее номинальная длина;

- за температуру

,

где a - коэффициент линейного расширения (для стали a=0.0000125); t – температура в момент измерений; - температура в момент компарирования. Следует обратить внимание на то, что формулы для вычисления поправок при выносе в натуру заданных линий несколько отличаются от формул для аналогичных поправок при измерении линий лентой или рулеткой.

Вычисляют сумму поправок

,

причем поправка за угол наклона всегда положительна, а две другие поправки могут быть как положительными, так и отрицательными. Если сумма поправок положительна, то эту величину откладывают в сторону увеличения длины линии, в противном случае – в обратную сторону.

После выноса линии заданной длины в натуру выполняется ее контрольное измерение. Расхождение между измеренным значением (с учетом поправок) и заданным значением не должно превышать 1:2000 заданного значения.

Перенесение проектной отметки осуществляется от точки A (репера) с известной отметкой H_A. Нивелир устанавливается на некотором удалении от репера и приводится в рабочее положение. Рейка устанавливается на репере, берется отсчет a по черной стороне рейки и вычисляется горизонт прибора (ГП): . Затем в землю забивается кол так, чтобы отсчет b по черной стороне установленной на нем рейки был равен .

После вынесения проектной отметки необходимо выполнить контрольное измерение превышения между точками A и B. Его отклонение от проектного значения не должно превышать 10 мм - удвоенной ошибки измерения превышений на станции при техническом нивелировании.

Перенесение линии заданного уклона выполняется следующим образом. Вначале описанным выше способом выносят отметку точки A (рис. 9.6.).Затем откладывают в нужном направлении заданное расстояние d и вычисляют отметку точки В по формуле

,

где u – заданный уклон, d - расстояние; и выносят отметку точки B.

В точке A устанавливают нивелир так, чтобы окуляр зрительной трубы располагался над этой точкой, а один из подъемных винтов находился по линии AB, и приводят прибор в рабочее положение. Измеряют высоту прибора i над точкой, наводят зрительную трубу на рейку, установленную в точке B, и с помощью элевационного винта наводят среднюю нить сетки нитей на отсчет по рейке, равный высоте прибора i. При большом значении проектного уклона хода элевационного винта может не хватить, поэтому установить вычисленный отсчет b по рейке можно с помощью подъемного винта, расположенного по данной линии.

В результате указанных действий визирный луч примет уклон, равный проектному (рис. 9.6). Если теперь от визирного луча отложить высоту прибора, то полученная точка будет принадлежать линии с заданным уклоном. Поэтому в каждой промежуточной точке C₁, C₂, …, C_n забивают кол так, чтобы отсчет по установленной на нем рейке был равен высоте прибора i.

Рис. 9.6. Вынос линии заданного уклона

Вместо нивелира в точке A можно устанавливать теодолит. Если требуется невысокая точность вынесения линии с заданным уклоном (особенно при малых расстояниях между точками), то вместо нивелира или теодолита могут использоваться визирки (рис. 9.7). Каждая визирка представляет собой две сбитые под прямым углом доски шириной 7 – 8 см. Обычно высота визирки принимается равной примерно 1 м, а ширина – около 0.5 м.

Рис. 9.7. Использование визирок

По завершении выноса линии выполняют контрольное измерение отметки точки A и превышений остальных точек относительно точки A. Отклонение всех указанных величин от проектных значений не должно превышать 10 мм.

Перенесение плоскостей заданного уклона начинается с разбиения на местности с помощью теодолита и мерной ленты или рулетки сетки квадратов или прямоугольников (рис. 9.8.)

Пусть в направлении линии AB уклон равен 0, а по направлению CD он равен некоторому заданному значению u. Пусть также известна отметка H_A в точке A. Имея перечисленные данные, выносят заданную отметку H_A в точках A, B и C. Вычисляют отметку в точке D по формуле

,

где d – длина линии CD, и выносят полученную отметку в точке D.

Рис. 9.8. Вынос плоскости заданного уклона

В точке C устанавливают нивелир таким образом, чтобы один из подъемных винтов располагался в направлении линии CD, и окуляр зрительной трубы находился над точкой C. Приводят нивелир в рабочее положение и измеряют его высоту i над точкой C. Берут отсчеты по рейкам, установленным в точках A и B. Они должны быть равны высоте прибора i. (Если фактические отсчеты отличаются от указанного значения более чем на 10 мм, то вынос отметки H_A в точках A, B и C необходимо повторить.) В точке D устанавливают рейку и с помощью подъемного винта устанавливают отсчет по ней, равный высоте прибора i. После чего рейку поочередно устанавливают во всех остальных вершинах сетки квадратов и забивают колья так, чтобы отсчет по установленной на них рейке равнялся высоте прибора i.

Несколько отличный способ заключается в следующем. Выносят в точке C отметку H_A, и отметку H_D в точке D. Устанавливают в точке C нивелир описанным выше способом и приводят его в рабочее положение. Измеряют высоту прибора i, с помощью элевационного винта приводят пузырек цилиндрического уровня в нуль-пункт и в точках A и B забивают колья так, чтобы отсчет по рейкам, установленным на этих точках, был равен i. Рейку устанавливают в точке D, с помощью элевационного или подъемного винта наводят среднюю нить на деление на рейке, равное i,. Затем в остальных вершинах сетки квадратов забивают колья так, чтобы отсчет по рейке, установленной на колышек в каждой вершине, был равен i.

После выполнения описанных действий осуществляется контрольное измерение отметок в вершинах сетки квадратов. Их отклонения от проектных значений не должны превышать 10 мм.