Niwelator i jego rektyfikacja - ściąga.doc

Niwelator przeznaczony jest do wykonywania pomiarów wysokości.

Części niwelatora:

-          spodarka

-          limbus

-          alidada

-          luneta

-          libela

Spodarka – najniższa część instrumentu. Są tu 3 śruby poziomujące (ustawcze) przeznaczone do pionowego ustawienia osi niwelatora.

Limbus – położony ponad spodarką. Jest to koło poziome z podziałem kątowym przeznaczone do odczytywania kierunków, a więc do pomiarów kątów poziomych (nie we wszystkich niwelatorach)

Alidada – obracalna część instrumentu, na której umieszczona jest luneta z libelą.

Luneta – daje obraz odwrócony lub prosty. Powiększenie lunety:

                                                                                    - niwelatory techniczne 15* - 25*

                                                                                    - niwelatory precyzyjne 30* - 40*

Libela –               a) niwelacyjna rurkowa połączona z lunetą. Przeznaczona jest do poziomowania osi celowej lunety lub (pośrednia) do ustawienia osi obrotu instrumentu w położeniu pionowym.

                            b) okrągła (pudełkowa) przeznaczona do przybliżonego ustawienia osi obrotu

                            w położeniu pionowym.

Rodzaje niwelatorów libelowych:

-          ze śrubą elewacyjną

-          ze stałą lunetą (bez śruby elewacyjnej)

KLASYFIKACJA INSTRUMENTÓW NIWELACYJNYCH:

1)       niwelatory najwyższej dokładności (niwelatory precyzyjne) mn<0,5mm

2)       niwelatory wysokiej dokładności (niwelatory inżynierskie) mn<2mm

3)       niwelatory średniej dokładności (niwelatory budowlane) mn<6mm

4)       niwelatory niskiej dokładności (niwelatory budowlane) mn­<20mm

gdzie mn – średni błąd na 1 km niwelacji podwójnej

Zastosowanie:

Ad. 1 – pomiary sieci niwelacyjnych, pomiary inżynierskie wysokiej dokładności, np.

pomiary przemieszczeń i deformacji zapór, mostów

Ad. 2 – pomiary ciągów niwelacyjnych, pomiary wysokości przy budowie dróg, mostów,

Ad. 3,4 – pomiary wysokości na budowach, niwelacji profili

Łaty niwelacyjne – wykonane najczęściej z drewna jodłowego. Długości: 3; 4 lub 5m. Podział przeważnie centymetrowy. Opisane metry i decymetry.

Rodzaje łat niwelacyjnych ze względu na konstrukcję:

-          o stałej długości

-          składane

-          wysuwane

Rodzaje łat niwelacyjnych za względu na przeznaczenie:

-          do niwelacji technicznej

-          do niwelacji precyzyjnej (z taśmą inwarową)

Ustawienie łat w pionie:

-          za pomocą libeli okrągłej (zrektyfikowanej)

-          za pomocą pionu zawieszonego do uchwytu łaty

W niwelatorze wyszczególniamy następujące osie i płaszczyznę:

i – oś obrotu instrumentu

c – oś celowa lunety

l – oś libeli rurkowej (niwelacyjnej)

n1 – oś nitki poziomej krzyża

n2 – oś nitki pionowej krzyża

Ql – płaszczyzna główna libeli pudełkowej

SPRAWDZENIE I REKTYFIKACJA NIWELATORA:

Ø              WARUNKI GEOMETRYCZNE NIWELATORA

1)       oś libeli niwelacyjnej „l” jest prostopadła do osi obrotu instrumentu „i” (l_|_i)

2)       płaszczyzna główna libeli okrągłej Ql, prostopadła do osi obrotu instrumentu „i”

(Ql _|_ i)

3)       nitka pozioma krzyża nitkowego „n1­”, prostopadła do pionowej osi obrotu instrumentu „i” (n1 _|_ i  oraz  n1 _|_ n2)

4)       oś celowa „c” równoległa do osi libeli niwelacyjnej „l” (c || l)

Ø                     POSTĘPOWANIE PODCZAS POZIOMOWANIA NIWELATORA ZE ŚRUBĄ ELEWACYJNĄ:

1)       za pomocą nóg statywu i śrub ustawczych poziomujemy libelę okrągłą

2)       celujemy do łaty (wstecz), ustawiamy ostrość obrazu i ostrość krzyża nitek

3)       za pomocą śruby elewacyjnej poziomujemy libelę niwelacyjną

4)       dokonujemy odczytu na łacie

5)       celujemy do łaty (w przód), korygujemy ewentualną nieostrość obrazu

6)       za pomocą śruby elewacyjnej poziomujemy libelę niwelacyjną

7)       dokonujemy odczytu na łacie.

Ø              REKTYFIKACJA NIWELATORA (KOLEJNOŚĆ CZYNNOŚCI)

Ad. 1 czynności wstępne:

Pionujemy oś „i” w przybliżeniu za pomocą libeli okrągłej (przyjmując, że jest zrektyfikowana). NASTĘPNIE: pionujemy precyzyjnie oś „i” przy jednoczesnej rektyfikacji libeli niwelacyjnej. Ustawiamy lunetę równolegle do 2 śrub poziomujących (np. u1 i u2) i sprowadzamy S -> G (za pomocą tych śrub)

Następnie obracamy lunetę o 180o.

Istnieją wówczas dwie możliwości:

a) S znajduje się nadal w G. Oznacza to: l _|_ i (libela jest zrektyfikowana)

b) wystąpiła odchyłka S od G. Oznacza to: li (libela nie jest zrektyfikowana)

Wówczas:

Aby określić ½ odchyłki należy najpierw zlikwidować ją w 100%. W ten sposób libela niwelacyjna jest już (teoretycznie) zrektyfikowana.

Dalsze czynności -> precyzyjne spionowanie „i”. Drugą połowę odchyłki S od G usuwamy za pomocą śrub poziomujących u1 i u2. Następnie obracamy lunetę o 90o. 

Całkowitą odchyłkę S od G (jeżeli istnieje) usuwamy trzecią śrubą poziomującą u3.

Spełnione są warunki:

-          libela niwelacyjna zrektyfikowana

-          oś obrotu instrumentu „i” jest precyzyjnie spionowana

Ad. 2 Po spełnieniu 1 warunku, środek bańki libeli okrągłej powinien być w punkcie głównym. Ewentualną odchyłkę usuwa się za pomocą śrubek rektyfikujących tej libeli.

Ad. 3 Sprawdza się po spełnieniu warunku 1.

sposób a) celowanie do sznurka zawieszonego pionu (nitka n2 ma pokrywać się z osią

     sznurka)

sposób b) celowanie do dowolnego punktu, który znajduje się na nitce n1 (obracając alidadą

                punkt powinien znajdować się stale na nitce)

Usunięcie błędu: odpowiednie skręcanie pierścienia z krzyżem nitek.

Ad. 4 Warunek sprawdza się metodą porównania różnic wysokości stałych punktów A i B, wyznaczonych z dwóch stanowisk instrumentu.

Stanowisko I niwelacja ze środka 15m<D<25m

Odczyty O1 i O2

ΔhI=O1-O2 -> (OW-OP)

Δh wyznaczamy bezbłędnie, pomimo tego, że odczyty O1 i O2 mogą być obarczone błędami.

Stanowisko II                            

D1=2 – 3m

Odczyty O3 i O4

ΔhII=O4-O3 -> (OW’ – OP’)

Jeżeli:                             ΔhI­ = ΔhII              to              c || l

                            ΔhI­ ΔhII              to              c l

Wówczas: O3 przyjmujemy jako bezbłędny ze względu na małą odległość D1.

Obliczamy odczyt               prawidłowy x=O3+Δh              Δh>0

                                          ewentualny x=O3-Δh                            Δh<0

Nastawiając (na dalszej łacie) środek siatki na obliczony odczyt x, sprowadzamy oś celową do poziomej.

ZNAKI WYSOKOŚCIOWE:

Pomiary wysokościowe bazują na sieci znaków wysokościowych tzw. reperach. Wysokości reperów określane są na podstawie pomiarów niwelacji geometrycznej (precyzyjna).