Основное геометрическое условие, необходимое для правильной работы нивелира с уровнем. Поверка и исправление

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

Вращая подъемные винты подставки нивелира, приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт. Затем поворачивают уровень вместе со зрительной трубой нивелира по азимуту на 180^а. Если при этом пузырек останется в центре ампулы, то условие выполнено. В противном случае, действуя исправительными винтами уровня, перемещают пузырек на половину дуги отклонения его от нуль-пункта в направлении к центру ампулы, а на вторую половину отклонения — при помощи подъемных винтов. После этого вновь производят поверку. Так поступают до тех пор, пока условие не будет выполнено.

2. Вертикальная нить сетки должна совпадать с отвесом (быть параллельна вертикальной оси вращения нивелира).

Для выполнения этой поверки в защищенном от ветра месте подвешивают на тонком шнуре тяжелый отвес. На расстоянии 20—25 м от отвеса устанавливают поверяемый нивелир и приводят его в рабочее положение (при помощи элевационного винта совмещают видимые в поле зрения трубы концы пузырька цилиндрического уровня). Затем один конец вертикальной нити сетки совмещают с отвесом. Если другой конец этой нити отойдет от отвеса более, чем на 0,5 мм, то исправляют установку сетки в зрительной трубе. Для этого снимают окулярную часть зрительной трубы и отпускают винты, крепящие оправу пластинки с сеткой нитей к корпусу трубы. Затем, перемещая пластинку, устанавливают сетку в соответствующее положение, закрепляют винты и присоединяют окуляр, и вновь повторяют эту поверку.

3. У нивелира Н-3 визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.

Для поверки этого условия на местности забивают два колышка с ровноспиленными головками на расстоянии примерно 75 м один от другого. Над одним колышком устанавливают в рабочее положение нивелир так, чтобы окуляр проецировался на этот колышек, а на другом колышке ставят отвесно нивелирную рейку. При помощи элевационного винта совмещают изображения концов пузырька цилиндрического уровня нивелира, как показано па рис. 6.2, и производят отсчет по рейке аг\ затем измеряют высоту нивелира ix с точностью не ниже 2 мм. После этого, переменив местами нивелир и рейку и приведя нивелир в рабочее положение, производят отсчет а2 по рейке и измеряют высоту i.2 нивелира над колышком. В ы ч исл я ют вел ичину

хА ⁺ ---il±iL, (66)

2 2

которая не должна быть более 4 мм, если поверяемое условие выполнено. В противном случае, не изменяя положения нивелира, при помощи элевационного винта совмещают среднюю горизонтальную нить сетки с отсчетом по рейке а-2 = а2 — х. Затем при помощи вертикальных исправительных виитов (при ослабленных горизонтальных) цилиндрического уровня совмещают концы его пузырька так, как показано на рис. 6.2. Затем эту поверку повторяют до тех пор, пока величина л: [формула (6.6) J не будет меньше 4 мм.

Нивелиры Н-ЗК, Н-ЗКЛ, НС-3 и НС-4 с самоустанавливающимися линиями визирования должны удовлетворять следующему условию.

Визирная ось зрительной трубы должна быть горизонтальна в пределах работы компенсатора.

Для поверки этого условия вначале поступают так как и прн третьей поверке нивелира Н-3; а для исправления положения визирной оси, если это необходимо, то, действуя подъемным винтом, подставки совмещают пузырек установочного уровня с нуль-пунктом. Затем при помощи исправительного винта сетки зрительной трубы совмещают изображение ее средней нити с отсчетом по рейке, определенным по формуле (6.6).

Выполнив эту поверку, исследуют компенсатор. Для этого приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт и производят отсчет по рейке, находящейся в 70—80 м от нивелира. Затем последовательно наклоняют нивелир при помощи подъемных винтов в разные стороны на угол, примерно равный цене деления круглого уровня, и каждый раз берут отсчеты по рейке, значения которых не должны различаться между собой более чем 1—2 мм.

Для нивелира НЛ-3 поверку круглого уровня и установку сетки нитей в зрительной трубе выполняют так же, как и аналогичные поверки у нивелира Н-3.

Ввиду особенностей конструкции нивелира НЛ-3 дополнительно выполняют следующие поверки.

1. При совмещении высотного штриха со средней горизонтальной нитью сетки зрительной трубки визирная ось нивелира должна быть горизонтальна.

Для этой поверки линию длиной в 100—150 м нивелируют

—дьт, устанавливая прибор над конечными его точками; при сдач.'.-, лжно соблюдаться равенство

^Jr' r»s) = (6i+i.), (6-7)

,е ix и i2 — высота прибора, установленного па концах отрезка нивелируемой линии, а Ьг и Ь2 — отсчеты по рейке при совмещении средней горизонтальной нити сетки зрительной трубы с точкой, соответствующей высотам нивелира 1г и i2.

При несоблюдении поверяемого условия будет получена погрешность

x = (h+h)—(b1+b2). (6.8)

Если окажется х>2 мм, то, не изменяя положения нивелира на станции, закрепляют зрительную трубу и, вращая наводящий винт цилиндрического уровня, совмещают высотный штрих с первоначальным отсчетом по рейке Ьъ который в данном случае'будет равен

Ьх = Ь2 + х. (6.9)

После этого при помощи исправительных винтов Jmi л и н др иче-ского уровня устанавливают пузырек его в нуль-пункт.

2. Коэффициент высотомера должен равняться 5.

Для определения коэффициента высотомера устанавливают нивелир между двумя точками с известным для них превышением h из более точных работ и производят многократно отсчеты а и b по вертикально установленным рейкам по высотному штриху нивелира и по формуле

k = —-— (6,10) a — b

каждый раз вычисляют коэффициент /г. Если среднее значение /г ф 5, то необходимые исправления производят в мастерской.

Исследования нивелиров, заключающиеся в определении цены деления цилиндрического уровня, коэффициента нитяного дальномера, асимметрии нитей сетки и исследовании зрительной трубы, производятся в соответствии с указаниями, изложенными в инструкции [13].

У нивелиров Koni 007 поверки и юстировки круглого уровня и сетки нитей зрительной трубы выполняются так же, как и аналогичные у нивелира Н-3.

Перед работой нивелиром Koni 007 необходимо исследовать его компенсатор. Для этого устанавливают нивелир по круглому уровню в рабочее положение, а по направлению одного из подъемных винтов на расстоянии от прибора примерно в 80 м ставят рейку и производят по ней отсчет. После этого, вращая по ходу, а затем против хода часовой стрелки подъемный винт, по направлению которого стоит рейка, наклоняют зрительную трубу прибора и

каждый раз берут отсчеты. В исправном нивелире все три отсчета должны быть одинаковыми.

Горизонтальность визирной оси нивелира в пределах р>*> углов компенсатора поверяется по способу двойного нивелира, как и у прибора Н-3, а необходимую юстировку производя-; к, ¹ помощи вертикальных винтов сетки нитей. "А

Устранение неисправности компенсатора производятся в мастерской.

Разбивка закруглений.

На поперечном профиле закрепляют кольями его концы, точку пересечения с осью трассы и точки перегиба скатов на право и на лево от оси трассы. Одновременно с разбивкой пикетажа по обеим сторонам от оси трассы создают контурную съемку полосы местности шириной 100—200 м. Традиционно в полосе шириной до 25 м на лево и на право от трассы съемку ситуации выполняют методом ординат с внедрением мерной ленты, и вех; съемка полосы от 25 до 50—100 м в обе стороны от трассы выполняется глазомерно. Данные по разбивке пикетажа и результаты съемки ситуации заносят в пикетажную книгу, которая ведется в определенном масштабе (1: 1000—1: 5000) на листах миллиметровой бумаги (рис. 103, в). На каждой страничке пикетажной книги проводится ось трассы, показывается размещение пикетов, плюсовых точек, точек на поперечниках, вершин углов поворота и их обозначения с элементами кривых, соответствующих точек ситуации, даются нужные размеры, приобретенные в итоге съемки, с пояснительными записями; повороты трассы демонстрируют стрелками. Разбивка закруглений в основных точках. Прямолинейные участки дороги в углах поворотов сопрягаются плавными кривыми, из которых более обычной является круговая кривая (рис. 104,а). Разбивка ее на местности заключается в определении планового положения 3-х основных точек: начала кривой (НК), середины кривой (СК) и конца кривой (КК). Положение этих точек определяют по главным элементам кривой, к которым относятся: угол поворота трассы. Угол поворота трассы рассчитывается по измеренному горизонтальному углу в точке поворота, величина радиуса кривой назначается исходя из критерий местности и технических характеристик и нормативов..

Разбивка закруглений.

Не нашел)

Элементы кривой.

Главными точками кривой, определяющими её положение на местности, являются вершина угла ВУ, начало кривой НК, середина кривой СК и конец кривой КК (рис. 15.3).

 

 

 

Рис. 15.3 Схема круговой кривой

 

Основные элементы кривой – её радиус R и угол поворота a. К основным элементам относятся также:

– тангенс кривой Т (или касательная) - отрезок прямой между вершиной угла и началом или концом кривой;

– кривая К - длина кривой от начала кривой до её конца;

– биссектриса кривой Б - отрезок от вершины угла до середины кривой;

– домер Д - разность между длиной двух тангенсов и кривой.

Во время изысканий угол a измеряют, а радиус R назначают. Остальные элементы вычисляют по формулам, вытекающим из прямоугольного треугольника с вершинами ВУ, НК, О (центр окружности):

Т = R ×tg(a/2); К = R ×a = p R a°¤180°; Б = R [sec(a/2) - 1], (15.1)

где a° - угол поворота в градусах.

Домер вычисляют по формуле

. (15.2)

Вместо вычислений по формулам можно воспользоваться таблицами для разбивки кривых на железных дорогах, где по заданным радиусу и углу поворота сразу находят значения Т, К, Б и Д.

В месте поворота трассы пикетаж ведётся по кривой. Пикетажное положение главных точек кривой определяют по формулам:

ПК НК = ПК ВУ - Т; ПК КК = ПК НК + К; ПК СК = ПК НК + К/2. (15.3)

Правильность вычислений контролируют по формулам:

ПК КК = ПК ВУ + Т - Д; ПК СК = ПК ВУ + Д/2. (15.4)

Пример.

Измерено a = 18°19¢ и задан радиус R = 600 м. Вершина угла расположена на пикете 6 + 36,00.

По формулам (15.1) и (15.2) или по таблицам находим элементы кривой: Т = 96,73 м; К = 191,81 м; Д = 1,65 м; Б = 7,75 м.

Вычислим пикетажное положение главных точек:

Контроль:

ПК ВУ 6 + 36,00 ПК ВУ 6 + 36,00

- Т 96,73 + Т 96,73

ПК НК 5 + 39,27 7 + 32,73

+ К 1 + 91,81 - Д 1,65

ПК КК 7 + 31,08 ПК КК 7 + 31,08

 

ПК НК 5 + 39,27 ПК ВУ 6 + 36,00

+ К/2 95,90 - Д/2 0,82

ПК СК 6 + 35,17 ПК СК 6 + 35,18

Переходные кривые. Непосредственное сопряжение прямого участка пути с круговой кривой приводит к тому, что во время движения поезда в месте сопряжения внезапно возникает центробежная сила F, прямо пропорциональная квадрату скорости движения v и обратно пропорциональная радиусу кривой . Чтобы обеспечить постепенное нарастание центробежной силы, между прямой и круговой кривой вставляют переходную кривую, радиус кривизны r которой плавно изменяется от ¥ до R. Если положить, чтобы центробежная сила менялась пропорционально расстоянию s от начала кривой, то получим

,

где s и r - текущие значения расстояния от начала переходной кривой и ее радиуса кривизны;

R – радиус кривизны в конце переходной кривой.

Индексом k отмечены значения переменных в конце переходной кривой.

Для радиуса кривизны переходной кривой в текущей точке i найдём:

r = lR / s, (15.5)

где через l обозначена длина переходной кривой s_k. Кривая, описываемая уравнением (15.5), в математике называется клотоидой, или радиоидальной спиралью.

Угол поворота трассы на переходной кривой. На бесконечно малом отрезке кривой ds (рис. 15.4, а) происходит поворот трассы на угол

.

Подставляя выражение радиуса кривизны r из (15.5), получим

.

Выполним интегрирование от начала кривой НК, где j = 0 и s = 0, до текущей точки i:

,

откуда

Rl j = s ²/2.

 

б)

а)

 

Рис. 15.4 Схема переходной кривой:

а – углы поворота трассы: φ – в текущей точке i, β – в конце

переходной кривой (точка КПК); б - приращения координат

 

Из полученного уравнения вытекают формулы:

; ; l = 2 R b, (15.6)

где b - угол поворота трассы в конце переходной кривой;

l - длина переходной кривой;

R - радиус кривизны в конце переходной кривой, равный радиусу следующей за нею круговой кривой.

Координаты точки переходной кривой. Совместим начало координат с началом переходной кривой и направим ось x по касательной к ней (см. рис. 15.4, а). Бесконечно малому приращению дуги кривой соответствуют бесконечно малые приращения координат (рис. 15.4, б):

dx = cosj× ds; dy = sinj× ds. (15.7)

Разложим синус и косинус в ряд и, удержав в разложениях по два члена, подставим в них выражения для j из (15.6):

cosj = 1-j²/2 = 1 - s ⁴/(8 R ² l ²);

sinj = j - j³/6 = s ²/(2 Rl) - s ⁶/(48 R ³ l ³).

Подставляя полученные выражения в (15.7) и выполняя интегрирование, найдём:

; (15.8)

. (15.9)

Смещение начала кривой (сдвижка). На рис. 15.5 дуга НК-КПК представляет собой переходную кривую, переходящую после точки КПК в круговую. Продолжим круговую кривую до точки Q, где её направление, параллельно оси x. Обозначим через m смещение, параллельное оси x, начала переходной кривой относительно точки Q, в которой начиналась бы круговая кривая при отсутствии переходной. Через p обозначим смещение в перпендикулярном направлении. Из рис. 15.5 видно:

,

где x _КПК и y _КПК - координаты конца переходной кривой, вычисляемые по формулам (15.8) и (15.9) с аргументом s = l.

Сочетание круговой кривой с переходными. На рис. 15.6 показана кривая, поворачивающая трассу на угол a и состоящая из круговой части с радиусом R и двух переходных кривых одинаковой длины l.

 

Рис. 15. 5 Смещение начала переходной кривой	Рис. 15.6 Сопряжение круговой кривой с переходными

Если бы не было переходных кривых, в образованный прямыми линиями трассы угол была бы вписана дуга окружности радиуса R, равная Q -СК- Q ₁ и имеющая длину K = R a.

При наличии переходных кривых на каждой из них происходит поворот трассы на угол b, отчего на долю круговой кривой приходится поворот на угол a-2b. Поэтому суммарная длина кривой равна

K_c = R (a-2b) + 2 l = R a - 2 R b + 2 l = K - l + 2 l = K + l.

Тангенс и биссектриса определяются по формулам:

Т_с = T + m + T _p; Б_c = Б + Б _p,

где Т _p = p tg(a/2); Б _p = p sec(a/2).

Домер в этом случае равен

.

В полевых условиях значения m,Т _p и Б _p вычисляют на микрокалькуляторе или выбирают из таблиц для разбивки кривых на железных дорогах. Пикетажное положение главных точек кривой вычисляют по формулам, аналогичным (15.3) и (15.4).

43.