Материал: Геодезия. лабораторный практикум. Акиньшин С.И

Министерство образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

С. И. Акиньшин

Геодезия

Лабораторный практикум

Рекомендовано редакционно-издательским советом Воронежского ГАСУ

в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся

по направлению 270800.62 «Строительство»

Воронеж 2012

УДК 528.48 (075.8)

ББК 26.1я73

А39

Рецензенты:

кафедра «Автоматизированное проектирование машиностроительного

производства» ВГТУ;

Д.Е. Барабаш, д.т.н. проф., кафедры изысканий

и проектирования аэродромов

ISBN 978-5-89040-421-3

Практикум составлен с целью облегчения самостоятельной работы студентов при подготовке и проведении лабораторных работ.

Изложены полевые поверки и юстировки теодолитов и нивелиров на примере приборов 2Т-30, Н-3, Н-3К. Рассмотрены угловые, линейные и высотные измерения, основные способы плановой и высотной разбивки. Даны примеры решения задач по оценке точности результатов геодезических измерений, подготовке разбивочных данных для выноса проекта в натуру (на примере красной линии застройки) и уравновешиванию нивелирной сети из трех полигонов.

Предназначен для студентов, обучающихся по направлению подготовки 270800.62 «Строительство».

Ил. 44. Табл. 9. Библиогр.: 16 назв.

УДК 528.48 (075.8)

ББК 26.1я73

ISBN 978-5-89040-421-3 © Акиньшин С.И., 2012

© Воронежский ГАСУ, 2012

Введение

Инженерно-геодезические работы являются чрезвычайно важной и неотъемлемой частью всего комплекса работ по изысканиям, проектированию, строительству и эксплуатации инженерных сооружений. Инженер-строитель должен в совершенстве знать методы теодолитной, тахеометрической и нивелирной съемок, приемы и способы производства разбивочных работ, обязан уметь организовать и выполнять работы по выносу проекта в натуру и геодезическому обеспечению строительно-монтажных работ.

Практикум содержит девять лабораторных работ, имеющих целью закрепить теоретические знания по дисциплине, изучить конструкции основных геодезических приборов и приемов работы на них, получить навыки в решении задач по вычислительной обработке результатов полевых измерений основных видов топографических съемок и подготовке разбивочных данных для выноса проекта в натуру. Изложение учебного материала построено таким образом, чтобы максимально облегчить самостоятельную работу студентов при изучении практических основ геодезии.

Автор надеется, что данный практикум поможет студентам в освоении курса геодезии.

Общие правила обращения с геодезическими приборами и принадлежностями

Геодезические приборы требуют осторожного обращения, поэтому при работе с ними допускаются лица, знающие их общее устройство и изучившие правила обращения с ними.

Осмотр приборов при получении

При получении приборов необходимо убедиться в исправности футляров. Не следует извлекать прибор из футляра пока не установлено его положение в нём. Извлечение и обратная укладка прибора в футляр должна производиться без усилий. При получении прибора следует убедиться в наличии принадлежностей приборов их описи, а также в исправности подъемных, наводящих и закрепительных винтов. Осматривая штатив особое внимание уделить целостности деревянных частей, исправности затяжных винтов, а также металлических наконечников ног штатива. Перед укладкой приборов в футляр следует изучить порядок укладки по паспорту.

Приведение приборов в рабочее положение

Перед началом работы с геодезическими приборами необходимо внимательно изучить техническое описание конструкции, особенности эксплуатации, а также основные правила ухода и хранения.

Геодезические приборы устанавливают на штатив. Осаживают ножки штатива нужно плавным нажатием на башмак. При работе с теодолитом высоту штатива подбирают по росту наблюдателя таким образом, чтобы можно было производить центрирование прибора над точкой при помощи зрительной трубы.

Прежде чем извлечь прибор из футляра необходимо еще раз ознакомиться с тем, как он уложен, в каком положении находиться зрительная труба, где располагаются головки закрепительных и микрометренных винтов, куда укладываются отдельные принадлежности: отвертка, шпильки, ключ, бленда.

Для того, чтобы достать теодолит Т-30, 2Т-30 из футляра нужно открыть замки крышки футляра по стрелке и осторожно отделить её от основания. Затем отвинчивается колпачок основания и закрепляется на специальном месте на крышке. После этого теодолит устанавливают на головку штатива и, придерживая его рукой, закрепляют становым винтом.

Приведение в рабочее положение других приборов такое же, как и для теодолита Т-30. При извлечении. из футляра нивелира, ого следует брать за подставку и придерживать зрительную трубу, чтобы исключить возможность удара объектива о футляр.

После установки прибора в рабочее положение проводят внешний осмотр. При этом обращают внимание на следующее:

- плавно ли работают подъемные винты подставки, нет ли срыва резьбы закрепительных и микрометренных винтов прибора;

- плавно ли вращается прибор вокруг зрительной оси и зрительная труба теодолита вокруг горизонтальной оси, при отпущенных зажимных винтах;

- исправны ли юстировочные винты сетки нитей и уровней.

Переноска приборов

Переноска приборов от мест их хранения к учебным полям производится в футлярах. Во время выполнения практических работ при переходах между станциями разрешается теодолиты и нивелиры переносить на штативах, держа в положении, близком к вертикальному. На объектив при этом должна быть надета крышка, зажимные винты завернуты. У теодолита труба фиксируется при положении объектива вниз.

Упаковка приборов

Перед укладкой прибора в футляр совмещают метку (красные точки) на колонне теодолита и основании, закрепляют все зажимные винты, завинчивают до ограничения подъемные винты, окуляра зрительной трубы и отсчетного микроскопа. Принадлежности и инструменты для юстировки укладываются в соответствующие гнезда.

Обращение с геодезическими приборами

в процессе работы

В процессе работы геодезические приборы необходимо предохранять от дождя, грязи, пыли и нагревания солнцем. При геодезичёских измерениях приборы защищают от солнца и дождя при помощи топографического зонта. Во время наблюдения против солнца надевают на объективную часть зрительной трубы бленду. Во время работы с геодезическими приборами нельзя прикладывать больших усилий или делать резких движений для поворота отдельных его частей, а также для вращения подъемных, закрепительных и микрометренных винтов, Обычно забывают ослабить закрепительные винты перед вращением алидады (лимба) теодолита или зрительной трубы, а подъемные винты слишком много завинчивают. В исправном приборе вращение соответствующих частей осуществляется плавно, без рывков и заеданий.

Все недостатки, требующие исправления в мастерской, замеченные во время поверок или работы, записываются журнал учета технического состояния и эксплуатации прибора

Уход за геодезическими приборами и

инструментами

Теодолиты и нивелиры являются сложными и точными измерительными приборами и требуют бережного обращения и тщательного ухода. Геодезические приборы хранятся на стеллажах (или специальных подкладках) в футлярах. Хранение приборов на штативах не допускается. Штативы обычно хранят в вертикальном положении, а рейки - либо в вертикальном, либо укладывают их горизонтально на ребро, чтобы избежать прогибов их полотна. Винты на рейках и штативах ослабляются, чтобы при расширении дерева не появились трещины.

По окончании работы в поле геодезические приборы и инструменты обязательно очищают от пыли и грунта. Удаляют пыль с наружных поверхностей оптических деталей воздушной струей (резиновой грушей) или мягкой кисточкой. После удаления песчинок оптику протирают салфеткой, так как в геодезических приборах применяется просветленная оптика, которая требует особо осторожного обращения. Стальные ленты и рулетки, металлические наконечники штативов и вешек, ежеднёвно по окончании работ протирают ветошью, а на время хранения очищают от грязи и смазывают машинным маслом.

Если теодолит или нивелир попал под дождь, то прибор протирают салфетками и просушивают в помещении при открытом футляре. После просушки приборы осматривают, протирают, а некрашеные металлические поверхности смазывают.

Запрещается сушить геодезические приборы у источников тепла, так как в результате одностороннего нагрева могут быть значительные деформации деталей, расклейка оптических узлов,. повреждение отделки и т.д.

Лабораторная работа № 1 полевые поверки теодолитов

Учебные цели:

1. Изучить устройство и порядок установки теодолита на станции.

2. Освоить технику производства отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам.

3. Приобрести навыки выполнения полевых поверок теодолита.

Отрабатываемые вопросы:

1. Устройство и установка теодолита 2Т-30 на станции.

2. Производство отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам.

3. Полевые поверки и юстировки теодолита 2Т-30.

Приборы и принадлежности:

- теодолит 2Т-30 в комплекте со штативом;

- веха геодезическая - 2 шт.;

- колышки - 1 шт.;

- топор - 1 шт.;

- чертежные принадлежности.

Контрольные вопросы по теме занятия:

1. Устройство теодолита 2Т-30.

2. Порядок установки теодолита на станции.

3. Главное геометрическое условие теодолита.

4. Условия основных поверок теодолита 2Т-30.

1. Общие положения по теории отрабатываемых вопросов

Для измерения горизонтальных и вертикальных углов применяются современные геодезические приборы - оптические теодолиты. В зависимости от точности они подразделяются на три категории: высокоточные, точные и технические. Основные характеристики перечисленных теодолитов приведены в табл. 1.1.

Все типы теодолитов могут также применяться для измерения расстояний по нитяному дальномеру или с помощью укрепленных на корпусе трубы дальномерных насадок.

Таблица 1.1

Технические характеристики теодолитов

Т еодолит 2Т-30 (рис. 1.1, а, б) является модификацией теодолита Т-30 и имеет улучшенные характеристики: увеличение зрительной трубы 20 крат,

цена деления уровня при алидаде горизонтального круга 45, вес прибора уменьшен на 0,2 кг. В отсчетном устройстве вместо штрихового использован шкаловой микроскоп с ценой деления 5 , что позволяет брать отсчеты с округлением до 0,5. Эти изменения позволили снизить средние квадратические погрешности измерений одним приемом горизонтального угла до 20, вертикального – до 30.

Устройство теодолита 2Т-30

Трегерная пластина 3 (рис. 1.2) с тремя подъемными винтами 4 скреплена с круглым металлическим основанием 2 (дном футляра) и вместе с ним крепиться при помощи станового винта 24 к головке штатива 1. Это позволяет закрывать теодолит футляром, не снимая его со штатива, и тем самым предохранять прибор от механических повреждений при переносе со станции на станцию.

Ось вращения теодолита приводится в отвесное положение подъемными винтами 4 с помощью цилиндрического уровня 19 при горизонтальном круге. Уровень расположен параллельно коллимационной плоскости зрительной трубы. Юстировочными винтами 18 ось уровня устанавливается (если это необходимо) перпендикулярно к оси вращения теодолита. Горизонтальный круг (лимб) и алидада могут вращаться совместно и раздельно, что обеспечивается закрепительными и наводящими винтами 5, 22 лимба и 20, 21 алидады. Горизонтальный и вертикальный круги стеклянные, оцифрованы через каждый градус и находятся внутри кожухов соответственно 6 и 12.

В латерах колонки алидадной части 16 теодолита установлена зрительная труба 14, которая имеет оптический визир 7 для ее предварительного наведения на предмет. Фокусировка трубы осуществляется вращением винта кремальеры 15, а четкое изображёние сетки нитей достигается вращением диоптрийного кольца 10. Вместе с трубой жестко скреплены вертикальный круг и отсчетный микроскоп 9. Закрепительным винтом 13 трубу фиксируют в заданном положении, а наводящим винтом 17 медленно вращают ее в вертикальной плоскости для точного наведения на точку. Зрительная труба теодолита 2Т-30 может быть использована как оптический центрир. Для этого ее устанавливают вертикально объективом вниз и визируют на точку стояния через отверстие в круглом основании прибора. Положение сетки нитей исправляется винтами, находящимися под предохранительным кольцом 11.

Для освещения горизонтального и вертикального кругов, а также обеих шкал отсчетного микроскопа сбоку алидадной части на одной из ее колонок имеется зеркальце 8. В верхней части кожуха вертикального круга предусмотрено резьбовое отверстие для крепления съемной ориентир-буссоли 25. Дополнительно теодолит имеет уровень на трубу.

Для удобства наблюдения предметов под углом более 45⁰ к горизонту и для центрирования теодолита над точкой применяются окулярные насадки на зрительную трубу и на отсчетный микроскоп.

Установка теодолита 2Т-30 на станции

Установка теодолита на станции включает последовательное выполнение 4-х операций – грубую установку, горизонтирование, оптическое центрирование и фокусирование зрительной трубы и отсчетного микроскопа.

Грубая установка теодолита включает установку раздвижного штатива над вершиной измеряемого угла (колышком-точкой) и теодолита на головку штатива. Для этого нужно раскрыть штатив, раздвинуть его ножки на 80-100 см и закрепить барашки. Далее установить штатив над колышком-точкой с помощью отвеса, при этом становой винт должен быть в центре головки штатива. Плавно нажимая на башмаки, заглубить ножки штатива в землю, следя одновременно за тем, чтобы головка штатива была на глаз горизонтальна, а грузик отвеса находился над центром колышка, но не далее 5-10 мм от него. Теодолит в футляре установить на штатив, закрепить становым винтом и снять футляр. Вывести подъемные винты в среднее положение, ослабить становой винт и, двигая теодолит по головке штатива, отцентрировать его над точкой по отвесу.