Transcript 1.metoda niwelacji siatkowej

CIĄG NIWELACYJNY
NIWELACJA TERENOWA
WYKŁAD 6
CIĄG NIWELACYJNY
 Odległość, przy której można
dokonać odczytu na łacie jest
ograniczona wieloma względami (np.
kulistością ziemi, drganiami
powietrza, powiększeniem lunety
itp).
 Ze względu na dokładność odczytu
odległość ta wynosi najwyżej 50 m.
CIĄG NIWELACYJNY
 Pomiar wysokości punktów w odległości
do 100 m od reperu jest
przeprowadzany z jednego stanowiska
niwelatora metodą niwelacji ze środka.
 Jeżeli odległość pomiędzy punktami A i
B jest znaczna (większa niż 100m) , to
w celu wyznaczenia różnicy ich
wysokości należy dokonać ciągu
niwelacyjnego.
CIĄG NIWELACYJNY
 Ciąg niwelacyjny powstaje
przez wyznaczenie na trasie
AB pewnej ilości pośrednich
stanowisk łaty, a w środku
między nimi stanowisk
instrumentów.
CIĄG NIWELACYJNY
 W przypadku znacznych odległości,
wysokości punktów szczegółów
terenowych (narożniki budynków,
studzienki kanalizacyjne), jak również
reperów roboczych (R) otrzymuje się w
wyniku sumowania przewyższeń Δh
pomierzonych na poszczególnych
stanowiskach niwelatora wzdłuż ciągu
niwelacyjnego prowadzonego od reperu
A o znanej wysokości HA do reperu B.
NIWELACJA CIĄGU
Niwelacja ciągu stosowana jest głównie w
przypadku:
 niwelacji reperów (rzędnych
bezwzględnych);
 niwelacji podłużnej punktów, w
celu opracowania profilów podłużnych.
Ilość stanowisk pośrednich zależna
jest od następujących czynników:
 odległości między niwelowanymi
punktami A i B;
 zróżnicowania spadku terenu (im
bardziej zróżnicowany spadek, tym
większa jest ich ilość);
 różnic wysokości hAB oraz długości
łat niwelacyjnych, jakimi
dysponujemy.
CIĄGI NIWELACYJNE
 Otwarte – kiedy rozpoczynamy
niwelację od jednego reperu o znanej
rzędnej, a kończymy na innym
reperze (o znanej rzędnej);
CIĄGI NIWELACYJNE
 zamknięte, kiedy ciągiem
powracamy do punktu (o znanej
rzędnej), w którym został on
rozpoczęty.
SPOSÓB WYKONANIA NIWELACJI
CIĄGIEM
 Pierwszą czynnością jest
wyznaczenie pośrednich
stanowisk łaty (1,2...n),
następnie w środku każdego
odcinka wyznacza się
stanowisko instrumentu, gdzie
będzie ustawiony instrument.
CIĄG NIWELACYJNY
B
sn
s3
 H AB
s2
s1
n
A
 H AB 

 H Si
1
Rys. Niwelacja ciągu między dwoma reperami A i B (metodą ze środka)
CIĄGI NIWELACYJNE
 Po obliczeniu różnicy między
pomiarami w1’ – p1’ (przewyższenia)
wykonuje się obsadzkę instrumentu
(zmienia się wysokość osi
celowej), po czym powtarza się
pomiar celując najpierw „w przód”
(p2”), a potem wstecz (w2”) i
ponownie oblicza się przewyższenie.
CIĄGI NIWELACYJNE
Podczas niwelacji ciągów wprowadza się
pojęcie kierunku niwelacji. Na każdym
stanowisku instrumentu wykonuje się cztery
odczyty:
 odczyt wstecz ,w’
 odczyt w przód ,p’
,w’ – ,p’ = h1 (przewyższenie 1)
 odczyt w przód „p”;
 odczyt wstecz „w”
„w” – „p” =  h2 (przewyższenie 2)
CIĄGI NIWELACYJNE
 Jeżeli różnica między pierwszym
i drugim przewyższeniem nie
przekroczy 2 mm. można
pomiar kontynuować.
 Następnie przechodzi się na
drugie przęsło.
CIĄGI NIWELACYJNE
 Po wyznaczeniu różnic
wysokości pomiędzy
poszczególnymi punktami i
zsumowaniu ich wartości
otrzymamy szukaną różnicę
wysokości pomiędzy punktami A
i B.
WARUNEK ZAMKNIĘCIA CIĄGU
 W ciągu zamkniętym różnica
wysokości między punktem
początkowym i końcowym
ciągu powinna wynieść zero
∑h=∑w-∑p=0
CIĄG NIWELACYJNY ZAMKNIĘTY
W praktyce, na wskutek błędów
pomiarowych powstaje pewna
odchyłka zamknięcia ciągu.
Wielkość dopuszczalnej odchyłki
zamknięcia ciągu niwelacyjnego
określa się:
 dla niwelacji I klasy (o wyższej
dokładności):
f H max   7 , 5
L ( mm )
CIĄG NIWELACYJNY ZAMKNIĘTY
 Dopuszczalna odchyłka
zamknięcia ciągu dla
niwelacji II klasy (o niższej
dokładności)
f H max   15
L ( mm )
L – długość ciągu niwelacyjnego,
podana w km.
CIĄG NIWELACYJNY OTWARTY
 Jeżeli mamy do czynienia z
ciągiem otwartym,
sprawdzenie jest możliwe
tylko wtedy, gdy przebiega on
między dwoma reperami RA
i RB o znanych rzędnych.
CIĄG NIWELACYJNY OTWARTY
 Nawiązanie takiego ciągu możemy określić
z warunku:
∑hi = HRB - HRA
gdzie:
 ∑ hi - suma różnic wysokości (przewyższeń)
na wszystkich stanowiskach instrumentu w
ciągu niwelacyjnym;
 RA, RB – rzędne (bezwzględne) reperów.
NIWELACJA TERENOWA
NIWELACJA TERENOWA
Pomiary rzeźby terenu wykonuje się
najczęściej jedną z trzech metod:
niwelacji siatkowej,
niwelacji punktów rozproszonych,
przekrojów podłużnych i
poprzecznych.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
 Metodę niwelacji siatkowej wykonuje
się dla niewielkich obszarów
płaskich terenów w przypadkach
przygotowania podkładu do
projektowania i budowy:
 boisk;
 placów;
 lub do obliczania mas ziemnych.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
 Rzeźbę terenu opracowaną na
podstawie niwelacji siatkowej
przedstawia się w zależności
od potrzeby w formie warstwic
lub opisanych rzędnych terenu.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
Niwelacja siatkowa polega na
określeniu metodą niwelacji
geometrycznej wysokości punktów
terenowych, stanowiących wierzchołki
wytyczonych regularnych figur
geometrycznych i innych
charakterystycznych punktów poza
wierzchołkami.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
Czynności związane z wykonaniem
niwelacji siatkowej można podzielić
na dwa etapy:
wytyczenie na niwelowanym terenie
siatki kwadratów;
niwelacja wierzchołków
kwadratów.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
W zależności od potrzeb technicznych
boki siatki mogą mieć długość
od 5 do 100 metrów.
Budowę siatki rozpoczyna się od
założenia figury podstawowej, która
powinna obejmować cały obszar i
mieć wymiary równe wielokrotności
przyjętej długości oczek siatki.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
 Jeżeli powierzchnia
niwelowana jest duża (powyżej
25 ha) lub ma kształt
nieregularny, to projektuje się
kilka przyległych figur
podstawowych.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
Figurę podstawową orientujemy
zwykle równolegle do:
 najdłuższej linii granicznej
mierzonego obszaru;
 do osi przechodzącej tam drogi;
 dłuższej ściany budowli itp.
- zgodnie z kierunkiem największego
spadku.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
 Po wyznaczeniu w terenie figur
podstawowych przystępujemy do
wytyczenia wierzchołków figur
zapełniających (oczek siatki),
zwykle kwadratów, o bokach
5÷100m w zależności od
zróżnicowania rzeźby terenu.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
 Zasadą jest, że powierzchnia
terenu objęta jedną figurą
powinna być uznana za
płaszczyznę.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
 Boki krótkie stosuje się przy
pracach mających na celu
zrównanie terenu (na obszarach
osiedlowych lub przemysłowych
oraz przy urządzaniu terenów
zielonych.
 Boki o długości 50 i 100m
stosuje się przy pomiarach łąk i
torfowisk.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
Szkic siatki kwadratów do niwelacji.
a) siatka kwadratów
b) sposób zapisywania na szkicu odczytów z łaty
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
 Boki odmierza się taśmą
mierniczą, a kąty proste wyznacza
się węgielnicą lub teodolitem.
 Wyznaczoną figurę stabilizuje się
palikami drewnianymi
wystającymi ok. 15-20 cm.
i dowiązuje się do osnowy
geodezyjnej.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
 Po wytyczeniu siatki
(sporządzeniu szkicu siatki
kwadratów) przystępuje się do
samej niwelacji, którą
wykonuje się metodą
niwelacji ze środka.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
 Każdy wierzchołek siatki
otrzymuje kolejny numer
porządkowy, który wpisuje się na
świadku.
 Z każdego stanowiska niwelatora
dokonuje się odczytów na
wszystkich czterech
wierzchołkach poszczególnych
kwadratów.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
 Pomiar niwelacyjny siatki kwadratów
powinien być nawiązany do dwóch
reperów roboczych.
Po wykonaniu niwelacji przystępuje się do
obliczania:
wysokości wierzchołków kwadratów
leżących na obwodnicy niwelowanej siatki;
następnie
wierzchołków
pozostałych
kwadratów leżących wewnątrz sieci.
NIWELACJA SIATKI KWADRATÓW
1. Na mierzonym terenie lub w jego
bezpośrednim sąsiedztwie należy
osadzić robocze znaki
wysokościowe jeden znak na 50 ha.
2. Jako znaki robocze używamy
przedmioty zapewniające trwałość
położenia i łatwe utożsamienie punktu
wysokościowego.
NIWELACJA SIATKI KWADRATÓW
Repery robocze dowiązujemy do
znaków wysokościowej osnowy
istniejącej lub wyrównuje się jako
sieć niezależną.
4. Stanowiska niwelatora łączy się w
ciągi niwelacyjne, a pobliskie
wierzchołki figur zapełniających
niweluje się jako punkty pośrednie,
przy czym długość celowej nie
powinna przekraczać 80 m.
3.
NIWELACJA SIATKI KWADRATÓW
5. Jako pośrednie punkty
niwelujemy także punkty
dodatkowe, które są położone
w zagłębieniach lub na
wzniesieniach znajdujących się
wewnątrz oczek siatki.
1.METODA NIWELACJI SIATKOWEJ
Dopuszczalna odchyłka różnicy
wysokości dh przy dwukrotnej
niwelacji ciągu nie powinna
przekraczać wielkości obliczonej ze
wzoru:
d h  2 n (mm)
n – liczba stanowisk w ciągu.
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
 Niwelację punktów
rozproszonych stosuje się w
terenach o urozmaiconej
rzeźbie i wykonuje się ją z
odpowiednio dobranych
stanowisk.
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
Niwelacja ta polega na określeniu
wysokości charakterystycznych punktów
terenu niwelacją geometryczną
„w przód", przy równoczesnym
wyznaczeniu ich położenia
sytuacyjnego metodą biegunową
przy użyciu niwelatora z kołem
poziomym i łat.
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
Położenie sytuacyjne
niwelowanych punktów może być
również określone poprzez
identyfikację punktów z
istniejących map.
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
Niwelację punktów rozproszonych
należy stosować w przypadku pomiaru
wysokościowego:
 elementów naziemnych uzbrojenia
terenu;
 budowli i urządzeń technicznych o
konstrukcji trwałej;
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
 terenów o niewielkich
spadkach i urozmaiconym
ukształtowaniu, gdy rzeźba
przedstawiona będzie za pomocą
zasadniczego cięcia
warstwicowego o wartości 0,25 .
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
Dokładność wyznaczenia
wysokości punktów względem
najbliższych punktów
wysokościowej osnowy nie
powinna być mniejsza od
± 0,01 m.
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
 Dla położenia sytuacyjnego
metodą biegunową, dokładność
nie powinna być mniejsza od
± 0,50 m w stosunku do
osnowy.
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
Pomiar na każdym stanowisku
polega na:
określeniu numeru stanowiska;
pomiarze wysokości niwelatora
nad stanowiskiem (ruletką lub łatą);
wyznaczeniu kierunku
orientacyjnego poprzez odczyt koła
poziomego na sąsiednie obrane
stanowisko.
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
Szkic polowy pomiaru
rzeźby terenu metodą
punktów rozproszonych.
11, 22 – punkty poligonowe,
1, 2, 3,....- numery pikiet,
→ kierunek spadku terenu
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
 Celując na każdy z punktów
rozproszonych należy zachować
trzy odczyty na łacie: dolny,
górny i środkowy.
 Odczyt kreski górnej i dolnej
służy do obliczania odległości, a
kreski środkowej do określania
wysokości punktów.
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
Długość celowych do pikiet
(punktów terenowych) nie powinna
przekraczać odległości 75 m.
Pikiety powinny być tak dobrane,
aby móc na ich podstawie odtworzyć
kształt rzeźby terenu.
Odległość między kolejnymi
pikietami nie powinna przekraczać
25 m.
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
 Pikiety w terenie obiera się
tak, aby przy najmniejszej
ich liczbie zobrazować jak
najlepiej ukształtowanie
terenu.
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
Należy z reguły ustawiać łatę na:
 najwyższej linii grzbietu;
 najniższej linii doliny;
 na górnej i dolnej krawędzi zbocza;
 na wszystkich punktach załamania
spadku;
 w najwyższych punktach wzniesień;
 najniższych punktach kotlin.
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
Podczas wykonywania pomiaru
rzeźby terenu metodą niwelacji
punktów rozproszonych należy
wykonać szkic polowy.
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
Szkic polowy powinien zawierać:
 punkt stanowiska oraz punkty
nawiązania;
 szkic sytuacji terenowej;
 kierunek północy;
 numerację pikiet i ich rozmieszczenie;
2. NIWELACJA SPOSOBEM
PUNKTÓW ROZPROSZONYCH
Szkic polowy powinien zawierać:
 ewentualne kierunki interpolacji;
 numeracje szkiców sąsiednich;
 informacje opisowe w tabelce
informacyjnej.
3. NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
 Niwelacja ta ma zastosowanie przy
pomiarze obiektów wydłużonych dla
celów studialnych i projektowych, przy
sporządzaniu podkładów geodezyjnych,
do projektowania tras:
 komunikacyjnych;
 lądowych;
 wodnych;
 oraz innych tras inżynierskich.
3. NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
Punkty terenu, dla których mierzy
się wysokości, uszeregowane są
wzdłuż wybranych kierunków w
terenie, zwanych przekrojami
podłużnymi.
3. NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
 Punkty terenu uszeregowane
wzdłuż kierunków
prostopadłych do kierunku
przekroju podłużnego, zwane są
przekrojami poprzecznymi.
3. NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
Przekroje podłużne należy nawiązać
do szczegółowej osnowy poziomej.
Położenie punktów na przekroju
poprzecznym ustalają bieżące
odległości mierzone w lewo i w
prawo od osi przekroju podłużnego.
3. NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
 Położenie przekrojów
poprzecznych ustala się metodą
domiarów prostokątnych za
pomocą ruletki i węgielnicy.
3.NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
Szkic sytuacyjny pomiaru rzeźby terenu metodą profilów podłużnych i
poprzecznych
3.NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
 Przed przystąpieniem do
niwelacji przekroju należy
wykonać w terenie prace
przygotowawcze do pomiaru i
sporządzić dokładny szkic.
3.NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
1.Należy wytyczyć i wypalikować w
terenie linię przekroju podłużnego.
Palikować należy:
- punkty charakterystyczne;
- miejsca załamania terenu (zmiana
pochylenia);
- przy spadkach jednostajnych i w
terenie płaskim palikować należy co 50 m
3.NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
2. Należy nawiązać przekrój
podłużny do sytuacyjnej osnowy
geodezyjnej oraz pomierzyć
dwukrotnie taśmą stalową wszystkie
odległości od punktu początkowego
do punktów pośrednich na trasie.
3.NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
3. W zależności od wymagań
technicznych i formy terenu obrać i
wypalikować na przekroju
podłużnym punkty, w których mają
być wyznaczone przekroje
poprzeczne. Następnie w punktach
tych wytyczyć w obie strony
prostopadłe do osi przekroju
podłużnego.
3.NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
4.
Na tych przekrojach
poprzecznych wypalikować
wszystkie punkty
charakterystyczne i zmierzyć
ich odległość od osi przekroju
podłużnego.
3.NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
5. Paliki wbija się tak, aby wystawały
ponad terenem o jednakową
wielkość, lub równo z terenem, ale
wówczas obok umieszczamy drugi
palik (świadek) wystający nad
terenem.
3.NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
6. Punkty przecięcia przekrojów
poprzecznych z przekrojem
podłużnym wyznaczamy w terenie
płaskim w odstępach co 50÷100 m,
a w terenie falistym w miejscach
zmiany nachylenia terenu w kierunku
poprzecznym do osi trasy, nie rzadziej
jednak niż 50 m.
3.NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
7. Punkty charakterystyczne
załamania terenu wzdłuż
przekrojów poprzecznych ustalamy
w obie strony od osi trasy w
zasięgu 10÷50 m zależnie od
szerokości pasa terenu zajętego
pod budowę inżynierską.
3.NIWELACJA SPOSOBEM PROFILÓW
PODŁUŻNYCH I POPRZECZNYCH
 Położenie punktów
charakterystycznych na profilu
poprzecznym mierzy się od
punktu na profilu podłużnym z
dokładnością 0, l m.
 Średni błąd wyznaczenia
wysokości punktów wynosi
±0.01 m.
OPRACOWANIE WYNIKÓW NIWELACYJNYCH
- INTERPOLACJA WARSTWIC
 W niwelacji terenowej znamy
wzajemne położenie i rzędne
(wysokości) wszystkich
charakterystycznych punktów
mierzonego terenu.
OPRACOWANIE WYNIKÓW NIWELACYJNYCH
- INTERPOLACJA WARSTWIC
 Rzeźbę terenu opracowuje się
na pierworysie mapy
sytuacyjno – wysokościowej na
podstawie wyników
terenowych pomiarów
wysokościowych.
OPRACOWANIE WYNIKÓW NIWELACYJNYCH
- INTERPOLACJA WARSTWIC
 Sporządzenie mapy
warstwicowej sprowadza się
do nanoszenia na mapę
punktów o znanych
wysokościach i wykreślenia
warstwic (poziomic) na
podstawie tych danych.
OPRACOWANIE WYNIKÓW NIWELACYJNYCH
- INTERPOLACJA WARSTWIC
 Interpolacja warstwic polega
na wyznaczaniu zbioru punktów
o tej samej wysokości i ich
właściwym połączeniu.
OPRACOWANIE WYNIKÓW NIWELACYJNYCH
- INTERPOLACJA WARSTWIC
Linie przekroju powierzchni
topograficznej płaszczyznami poziomymi
nazywamy liniami warstwowymi.
Rzuty prostokątne linii
warstwowych w skali opracowywanej
mapy na płaszczyznę poziomą
nazywamy warstwicami.
OPRACOWANIE WYNIKÓW NIWELACYJNYCH
- INTERPOLACJA WARSTWIC
 Odstępy między
płaszczyznami poziomymi,
które wyznaczają linie
warstwowe, nazywa się
cięciem warstwicowym.
OPRACOWANIE WYNIKÓW NIWELACYJNYCH
- INTERPOLACJA WARSTWIC
Wyznaczanie na mapie punktów o
wysokości odpowiadającej
wysokościom linii warstwowych, a
więc punktów, przez które
poprowadzimy odpowiednie warstwice,
najczęściej realizuje się metodą:
graficzną;
analityczną;
mechaniczną.
DZIĘKUJĘ
ZA UWAGĘ