Файл: Новая геодезическая техника и ее применение в строительстве учеб. пособие.pdf

га, компенсатора и жидкость выбирать с близкими между собой

и в ряде случаев ею можно пренебречь.

Из-за того, что у применяемых в настоящее время гидромеха­ нических нивелиров величина / к примерно в 500—1000 раз мень­ ше длины 1 Ш шланга, а также из-за соотношения коэффициентов объемного расширения жидкости и материалов шланга и компен­

можность поправку в измеренное превышение за изменение вы­

Среднеквадратичная ошибка mh на одну укладку шланга, мм

175

В табл. IV.4 даны результаты расчета точности гидромехани­ ческого нивелирования в зависимости от рабочей жидкости и не­ которых ограничений по учету температуры, широты и высоты места наблюдений. Расчет выполнен по выведенным нами фор­ мулам поправок и погрешностей их определения. При расчете исходили из следующих положений:

1) применяются мановакуумметры серийного выпуска с по­

при работе прибора на вакуум — 0,7 м, на давление — 5 м);

3)шланг длиной 50 м из полиэтилена высокого давления

(ВД);

4)рабочие жидкости: спирты, масла, вода, водные растворы солей, ртуть;

5)температурный диапазон работы — 20°-т- + 30°С;

6)высотный диапазон применения прибора 0—2000 м над уровнем моря;

таты измерений изменениями условий внешней среды, наиболее значительны температурные, поскольку определение действитель­ ной средней температуры жидкости в системе нивелира чрезвы­ чайно затруднено.

Постоянный учет изменений внешней среды очень трудоемок. Особенно усложняется при этом, становясь недопустимо громозд­ кой, камеральная обработка результатов измерений. Поэтому практически применима лишь методика нивелирования без учета поправок из-за изменения внешней среды, при которой заранее рассчитываются те допустимые отклонения условий от «эталон­ ных», влиянием которых можно пренебречь.

Коэффициент К [см. формулу (IV.58)] гидромеханического нивелира, являясь величиной, обратно пропорциональной объем­ ному весу рабочей жидкости, для конкретного экземпляра при­ бора зависит, кроме того, от котировочной длины рычага мно­ жительного устройства, передающего движения конца спирали Бурдона на стрелку. Поэтому целесообразно регулировкой дли­ ны этого рычага коэффициент привести к единице, а место нуля МО поддерживать равным нулю с помощью корректора мановакуумметра. Тогда измеряемые превышения будут определяться непосредственно путем отсчетов по шкале мановакуумметра — без дополнительных вычислений.

Гидромеханическое нивелирование выполняют обычно два

176

измерения отдельного превышения между двумя точками они раз­ матывают шланг, устанавливая мановакуумметр и компенсатор над точками на специальных штырях. Поскольку более точные результаты дает работа мановакуумметра на избыточное давле­ ние, при превышениях более 3 м мановакуумметр целесообразно устанавливать на нижней точке.

Приведя шкалу прибора по круглому уровню в горизонталь­ ное положение, техник отсчитывает по ней значение h измеряемо­ го превышения. После этого рабочий изменяет высоту устано­ вочного штыря, опуская компенсатор на заведомо известную ве­

няется значению ДА,- техник вычисляет среднее значение превы­ шения

Ас р = (А + Л'—ДА)/2 при работе манометром вперед или

hcP = (А + А' + ДА)/2

при работе компенсатором вперед.

Если расстояние между точками больше длины шланга, про­ кладывают нивелирный ход. При переноске прибора на очеред­ ную станцию шланг возле манометра перекрывают с помощью арретира. Это защищает ЧЭ прибора от гидравлических ударов, благодаря чему шланг нивелира можно использовать для изме­ рения расстояния между точками.

В большинстве случаев при проложении нивелирного хода более рационален способ «манометром вперед», при котором тех­ ник, идя впереди, выбирает направление хода. В ходах большой протяженности может иметь место значительное накопление систематической ошибки из-за неточной установки стрелки на нуль при коррекции места нуля. Его можно избежать, если, про­ кладывая ход, устанавливать впереди мановакуумметр и ком­ пенсатор попеременно (через точку).

Летом 1969 г. гидромеханический нивелир был применен в Ленинградской области для съемки рельефа строительного объ­ екта линейного типа[ГУ.4]. Участок изысканий представлял собой полосу местности шириной 200 м и длиной 2700 м. На местности была разбита и закреплена сетка из 216 квадратов размером 50x50 м, а затем выполнено нивелирование вершин квадратов — гидромеханическое и геометрическое (второе производилось для сравнения).

Гидромеханическое нивелирование выполнялось при темпе­ ратурах воздуха от +8° до +23° С; изменения атмосферного дав­

ле н и я были в пределах-от 747 до 755 мм рт. ст.; максимальное значение превышения, измеряемого в одну укладку шланга, со­ ставило 3 м. Никаких поправок за отклонения условий внешней среды от соответствующих показателей в момент установки коэф­ фициента прибора не вводилось.

177

Значения превышений, полученные из геометрического ниве­ лирования, принимались за истинные. При оценке точности гид­ ромеханического нивелирования, выполненной без какой-либо отбраковки даже заведомо грубых результатов, средние квадра­ тичные ошибки определения -превышения на станции составили ±2,6 см (по истинным ошибкам) и ±2,1 см (по невязкам в квад­ ратах).

Проведенный хронометраж показал, что гидромеханическим нивелиром бригада из двух человек прокладывает ход примерно на '/з быстрее, чем при геометрическом или тригонометрическом нивелировании.

Точность гидромеханического нивелирования может быть повышена применением более точных манометров. Осенью 1970 г. на полигоне МИСИ им. В. В. Куйбышева в Мытищах была вы­ полнена опытная работа, в которой при нивелировании трассы автомобильной дороги был применен гидромеханический ниве­ лир типа МК. В качестве индикатора давления в нем был ис­ пользован образцовый манометр класса точности 0,4 с диапазо­ ном измерений от 0 до + 1 кгс/см2 . После пересадки стрелки на середину шкалы манометр измерял как избыточное давление, так и вакуум.

Система прибора заливалась 30%-ным водным раствором хлористого кальция (АНТА) с объемным весом уда 1,2 г/см3 . Юс­ тировкой манометра коэффициент прибора был приведен к еди­ нице. После оцифровки шкалы прибора в метрах соответственно значениям измеряемых превышений ее цена деления составила 5 см, что дало возможность производить отсчеты с погрешностя­ ми ± 5 мм. Таким образом, среднее арифметическое из двух отсчетов, фиксирующее величину измеряемого давления, получа­ лось с погрешностями порядка ±3,5 мм.

При нивелировании трассы сооружения длиной 5,6 км, выпол­ ненном одновременно с помощью гидромеханического нивелира и нивелира НВ-1 (для сравнения), гидромеханическим нивели­ ром было измерено по способу «манометр впереди» 147 превы­ шений в диапазоне от — 3,8 м до +1,6 м. При этом пятидесяти­ метровый шланг прибора использовался и для разбивки пике­ тажа.

Установка коэффициента прибора была произведена на стен­ де при температуре окружающего воздуха +15° и, хотя во время нивелирования трассы температура опускалась до +3°, никаких поправок за изменения условий внешней среды в результаты из­ мерений не вводилось. Средняя квадратичная ошибка измерения превышения гидромеханическим нивелиром, вычисленная по ис­ тинным ошибкам, составила ±5,5 мм.

Гидромеханическое нивелирование в строительстве можно ре­ комендовать для геодезических изысканий трасс линейных со­ оружений (дорог, трубопроводов, линий электропередач и т. п.), для съемки рельефа строительных площадок в условиях сильно

178