Линейные измерения

IV. Рекомендуемая литература

Обязательная

1. Д.А. Кулешов, Г.Е. Стрельников, Г.Е. Рязанцев. Инженерная геодезия. Картцентр – Геодезиздат, Москва, 1996г., с – 304

2. Инженерная геодезия. Под редакцией проф. Д.Ш. Михелева. Высшая школа, Москва, 2000 г., с – 464.

3. Ю.Д. Роев. Инженерная геодезия, части 1, 2, 3. Изд. ВТУ, 2003 г.

Дополнительная

4. Б.Д. Федоров. Геодезия. Высшая школа, Москва, 1969г., с – 312.

5. Н.П. Булгаков, Е.М. Рывина, Г.А. Федотов. Прикладная геодезия. Недра, Москва, 1990г., с – 416.

6. Г.В. Багратуни, И.Ф. Болгов, В.А. Величко и др. Инженерная геодезия. Недра, Москва, 1969г., с – 400.

7. М.А. Кардаев, В.А. Величко, Г.Е. Мепуриашвили. Геодезия в дорожном строительстве. Недра, Москва, 1972г., с – 143.

8. С.Ф. Мовчан, Я.А. Сокольский. Геодезические работы при монтаже строительных конструкций. «Высшая школа», Москва, 1970 г., с – 109.

9. Курс инженерной геодезии. Под редакцией В.Е. Новака. М., Недра, 1989 г.

10. Лабораторный практикум по инженерной геодезии. М., Недра, 1990 г.

11. В.И. Федоров, П.И. Шилов. Инженерная геодезия. Недра, Москва, 1982г., с – 357.

Тема 1. Основные виды геодезических измерений

В основе работ по определению взаимного положения точек на Земной поверхности лежат три вида измерений: линейные, угловые, измерение превышений.

Линейные измерения

Линейными измерениями в геодезии называют совокупность действий по определению расстояний между точками земной поверхности. Расстояние, в зависимости от способа измерений, определяется непосредственно или косвенно.

К непосредственным относятся такие измерения, при которых искомое расстояние сравнивают с единицей меры, например, путем откладывания длины мерного прибора между начальной и конечной точками измеряемой линии. В практике инженерно-геодезических работ, обеспечивающих строительство, для линейных измерений по земле чаще всего пользуются мерной лентой, рулеткой, мерным тросом.

В комплект мерной ленты (которая используется, чаще всего, при изысканиях) входят шесть (или 11) шпилек, которые служат для закрепления концов ленты при измерениях, а также для контроля, так как количество использованных шпилек свидетельствует о длине измеренной линии. В частности, используя 11 шпилек, 20-метровой лентой измеряют линию длиной 200 м.

Кроме мерных лент применяют рулетки с длиной полотна до 100 м. Они относятся к шкаловым мерным инструментам. Измерительная часть их представляет собой стальную полоску с сантиметровыми и миллиметровыми делениями.

Наибольшим достижением в области косвенных линейных измерений следует считать появление электронных дальномеров, лазерных и ультразвуковых рулеток, позволяющих измерять расстояния с достаточной точностью, в том числе и т.н. «безреечных» точек, с высоким уровнем сервиса.

Рис. 1. Закрепление точек: а – колышком и сторожком; б - деревянным репером; в - металлическим репером: г - вехой

При измерении расстояний между точками земной поверхности их необходимо закрепить и обозначить (т. е. установить какие-то знаки) на местности. Простейший способ закрепления точки на местности сводится к тому, что вровень с землей забивают деревянный колышек длиной 30 см и толщиной 4 - 6 см. Точкой является центр торца колышка (иногда в центр забивают гвоздь, шляпка которого обозначает точку). Для отыскания закрепленной точки на местности рядом с колышком забивают другой, который выступает над землей на 15 - 20 см. Этот колышек называется сторожком (рис. 1, а).

На сторожке пишется номер точки. Оба колышка окапывают вокруг канавой. Указанным способом закрепляют точки, не требующие длительного сохранения. Точки, которые необходимо сохранять в течение длительного времени, закрепляют более прочно, например, при помощи деревянного столба или металлического рельса с крестовиной (якорем) в нижней части (рис. 1, в). На деревянном столбе точка обозначается с помощью гвоздя, забитого в вырезе верхней части столба; на металлическом - с помощью насечки в виде креста в верхней части.

Если точка нужна для вспомогательных построений или для однократного использования, то для ее обозначения пользуются вехой - шестом длиной 2 - 3 м с металлическим наконечником и определенной раскраской (рис. 1, г).

Измерить линию на местности - значит сравнить ее длину с длиной мерной ленты или рулетки. Процесс измерения длины линии заключается в последовательном откладывании мерного прибора по этой линии. Вертикальная плоскость, проходящая через конечные точки линии, называется ее створом. Подготовка линии на местности к измерению состоит в разделении ее на лежащие в створе отрезки, которые по длине равны или меньше длины мерного прибора.

Чтобы провешить линию (рис. 2) на глаз, наблюдатель становится в нескольких метрах от вехи, поставленной в начальной точке. Помощник наблюдателя, двигаясь от конечной точки к начальной точке, останавливается в промежуточной точке и, перемещаясь вправо или влево по команде наблюдателя ставит веху так, чтобы она находилась на одной линии, т. е. в створе, с вехами, установленными в начальной и конечной точках. Далее, таким же образом, устанавливается веха в следующей промежуточной точке, и так далее. Такое вешение называется «на себя», оно является более удобным и более точным, чем вешение «от себя». Количество промежуточных вех будет зависеть от длины линии и условий видимости.

Рис. 2. Вешение линий

Измерение линии стальной лентой выполняют два мерщика - передний и задний. При первом укладывании ленты передний мерщик берет в левую руку ручку ленты и десять шпилек, обращенных колечками в правую сторону (т.е. острием от себя, чтобы не пораниться). Одиннадцатая шпилька и кольцо, на которое надеваются шпильки, должны находиться у заднего мерщика. В начале измерений задний мерщик втыкает в землю свою шпильку у начальной точки, вставляет вырез ленты в шпильку и выставляет переднего мерщика в створ так, чтобы конец ленты проектировался на вешку в конце линии или на промежуточную веху. Ручку ленты во время вешения и измерений целесообразно прижать ногой к земле целью исключения возможных перемещений при натяжении. Передний мерщик энергично встряхивает ленту и, натянув ее (сила натяжения равна 10 кг/с), берет правой рукой шпильку, вставляет ее в вырез ленты и втыкает в землю. После этого ленту протягивают вперед по линии, задний мерщик вставляет вырез ленты в шпильку, воткнутую в землю, и снова выставляет переднего мерщика в створ линии. Далее работа выполняется аналогично. Передний мерщик выставляет шпильки, а задний их собирает и надевает на кольцо. Когда у заднего мерщика соберется 10 шпилек, он, дойдя до одиннадцатой шпильки, стоящей в земле, вставляет вырез ленты на заднем конце в эту шпильку и, сняв с кольца 10 шпилек, передает их переднему мерщику. Передача шпилек фиксируется в журнале измерений. У конца линии с помощью рулетки (при измерении линии штриховыми или шкаловыми лентами) отсчитывается остаток r, т. е. расстояние от последней шпильки до конца линии (отрезок линии, меньше длины мерного прибора).

Общая длина измеренной линии может быть подсчитана по формуле

D = 200 N + 20 n + r

где N - число передач по 10 шпилек;

n - число шпилек у заднего мерщика, не считая шпильки, находящейся в земле при последней ленте;

r – остаток.

Чтобы исключить влияние грубых ошибок и повысить точность измерений, каждая линия измеряется два раза: в прямом и обратном направлениях. В случае недопустимого расхождения полученных значений линия измеряется еще раз, и неверный результат отбраковывается. За окончательную длину линии принимается среднее арифметическое из результатов измерений, выполненных в прямом и обратном направлениях. Оценкой точности результатов линейных измерений служит относительная погрешность: частное от деления разности длин линий, измеренных в прямом и обратном направлениях на длину линии и представляется в виде простой дроби, числитель которой равен единице. Например, лента землемерная ЛЗ – 20 обеспечивает измерение длины линии с относительной погрешностью 1: 2000.

В измеренное значение длины линии, в случае необходимости, вводятся поправки:

· Поправка в длину линии за компарирование ленты вычисляется по формуле

D_k = (D / 20) l

где D - длина измеренной линии;

l - поправка за компарирование.