Файл: Мовчан С.Ф. Геодезические работы при монтаже строительных конструкций учеб. пособие для проф.-техн. учеб. заведений.pdf

Место нуля прибора определяют двойным нивелиро­ ванием каких-либо двух произвольных точек или путем установки измерительных головок на выверенной гори­ зонтальной поверхности. Во втором случае отсчеты уров­ ня жидкости, соответствующие нахождению опорных пя­ ток измерительных головок на одной горизонтальной по­ верхности, целесообразно отметить на шкалах сосудов.

Чтобы привести выверяемую плоскость какой-нибудь конструкции в горизонтальное положение или устано­ вить какие-либо две точки на одинаковых высотах, в выбранных точках устанавливают измерительные голов­ ки и с помощью клиньев или подкладок регулируют вы­ соту одной части плоскости или одной из точек до уста­ новления жидкости в обоих сосудах на нульпункты.

Гидромеханическое нивелирование. Гидромеханичес­

Гидромеханическое нивелирование благодаря значи­ тельному диапазону измеряемых превышений, быстроте измерений и минимуму необходимых вычислений явля­ ется скоростным и по производительности труда значи­ тельно превосходит другие виды нивелирования.

Известно, что в любой точке жидкости давление Р, создаваемое весом последней, определяется глубиной h погружения этой точки под свободной поверхностью жидкости и значением у объемного веса данной жидкос­ ти, т. е.

Р = h • у.

Это и дает возможность, измеряя давление Р столба жидкости, находить его высоту h

собой превышение полного гидростатического давления в жидкости над атмосферным; в а к у у м — разрежение, степень которого выра­ жают, наоборот, как превышение атмосферного давления над гидро­ статическим.

55

Пусть в точке А (рис. 25, а) располагается какой-ни­ будь индикатор давления, например мановакуумметр (или манометр) М, соединенный гибким шлангом с ус­

Рис. 25. Схема определения превышения с помощью гидромехани­ ческого нивелира:

а — компенсатором вперед, б — манометром вперед

мановакуумметра, шланг и компенсатор (не полностью) заполнены жидкостью. Поверхность жидкости в компен­ саторе и чувствительный элемент мановакуумметра от­ крыты, т. е. находятся под атмосферным давлением. Счи­ тая атмосферное давление и ускорение силы тяжести в точках А и В одинаковыми, в соответствии с рис. 25, а получим:

56

В случае, изображенном на рис. 25, а, когда компен­ сатор расположен выше мановакуумметра и чувстви­ тельный элемент последнего измеряет положительное давление столба жидкости, максимальное значение из­ меряемого превышения иеограничено и практически за­ висит лишь от пределов градуировки мановакуумметра, длины и прочности шланга.

При расположении компенсатора ниже мановакуум­ метра (рис. 25, б) чувствительный элемент измеряет от­ рицательное давление (вакуум), создаваемое столбом жидкости высотой Ii. В этом случае возможности нивели­ ра ограничиваются, потому, что его работа на вакуум при превышениях больших, чем высота столба, уравно­ вешивающего атмосферное давление, невозможна в принципе. При использовании дистиллированной воды теоретическим пределом работы прибора на вакуум яв­ ляется превышение, около 10 м, практически же можно измерять не более 6 м. При работе на вакуум из воды выделяется растворенный в ней воздух, который запол­ няет чувствительный элемент мановакуумметра и иска­ жает показания прибора.

Точность гидромеханического нивелирования опреде­ ляется объемным весом жидкости, точностью мановаку­ умметра (манометра), а также способом и точностью учета влияний внешней среды — изменений температу­ ры, ускорения силы тяжести, атмосферного давления. В первую очередь, она обусловливается выбором рабочей жидкости, так как последняя может быть выбрана со значениями объемного веса от 0,8 (спирты, масла) до 13,6 гс/см3 (ртуть), вследствие чего точность нивелира может быть снижена или, наоборот, повышена в 10—15 раз.

Наиболее целесообразно применять в нивелирах дис­ тиллированную воду и водные растворы солей. Напри­ мер, 30%-ный раствор хлористого кальция с антикорро­ зионными присадками имеет объемный вес около 1,2 гс/слі3, низкую температуру замерзания (—30ч- —35°С), незначительно изменяющуюся с .изменением температуры вязкость и легко воспроизводим; для чело­ веческого организма раствор безвреден.

57

В качестве индикатора давления часто применяют мановакуумметры класса точности 1,0 с пределами из­ мерений от + 1 до —1 кгс/см2.

Гидромеханическое нивелирование можно выполнять способами «компенсатор впереди» (см. рис. 25, а) или «манометр впереди» (см. рис. 25, б). Применительно к первому случаю формула (26) принимает вид

h = P-K— I ).

При работе манометром вперед превышение определяют:

Следовательно, для определения превышения h необ­ ходимо измерить давление Р и учесть «постоянные» при­ бора — его коэффициент К и место нуля МО.

Значение коэффициента К находят экспериментально при эталонировании прибора путем многократных изме­ рений на высотном стенде, в качестве которого удобно использовать лестничный марш здания. Закрепив на стенде 6—8 точек, превышения между ними определяют геометрическим нивелированием. Эталонирование гидро­ механического нивелира заключается в многократном проложении по точкам стенда нивелирных ходов. Коэф­ фициент К вычисляют как отношение превышения, най­ денного геометрическим нивелированием и принимаемо­ го за истинное, к измеренному манометром давлению столба жидкости, высота которого равна определяемому превышению.

Коэффициент К (см. формулу 25) гидромеханическо­ го нивелира, являясь величиной, обратно пропорцио­ нальной объемному весу рабочей жидкости, для конк­ ретного прибора зависит, кроме того, от длины рычага устройства, передающего движения чувствительного эле­ мента мановакуумметра на его стрелку. Несложной юс­ тировкой можно подобрать такую длину рычага, при ко­ торой коэффициент К будет равен 1,0.

Место нуля МО прибора может быть найдено непос­ редственно путем установки мановакуумметра и компен­ сатора на одной горизонтальной поверхности, после чего его приводят к нулю с помощью корректора «нуля» ма­ новакуумметра.

Приведение коэффициента нивелира к единице, а ме­ ста нуля к нулю обеспечивает определение измеряемых

58

превышений непосредственно путем отсчетов по шкале мановакуумметра — без дополнительных вычислений.

Рис. 26. Гидромеханический нивелир типа манометр-ком­ пенсатор:

точности соединяется полупрозрачным полиэтиленовым шлангом 6 малого диаметра длиной 10, 25 или 50 ж с компенсатором 8. Компенсатор представляет собой со­ суд, площадь поперечного сечения которого в- несколько раз больше площади поперечного сечения шланга, за счет чего возможные значительные изменения объема жидкости в шланге компенсируются ничтожно малыми изменениями высоты уровня жидкости в компенсаторе.

Гидромеханическое нивелирование выполняют обыч­ но два человека — один работает с манометром и запи­ сывает результаты измерений, а другой переносит ком­ пенсатор. Для измерения отдельного превышения между двумя точками они разматывают шланг, устанавливая манометр и-компенсатор над точками на специальных штырях 2.

Один рабочий, приведя шкалу 4 прибора по кругло­ му уровню в горизонтальное положение, отсчитывает по ней значение h измеряемого превышения, после чего вто­ рой изменяет высоту установочного штыря компенса­ тора, опуская последний на заведомо известную величи-

•59