Как выбрать нивелирную рейку?

Нивелиры — очень полезные инструменты. Но чтобы они измеряли разницу между уровнями, обязательно нужны нивелирные рейки. Стоит разобраться, что из себя представляют эти приспособления, как их выбирают и применяют на практике.

Рейка для нивелира — это особого вида рейка с точной градуировкой. Без градации было бы невозможно использовать ее, чтобы определять разницу между уровнями обследуемых точек. Стоит заметить, что иногда такое приспособление применяется и для иного геодезического оборудования. Традиционно для их изготовления применяют древесину либо алюминиевые сплавы. В некоторых случаях, когда точность особенно критична, используют рейки из инвара. Цифры на современных моделях наносятся в нормальном виде. В старых моделях чаще применялись перевернутые изображения. Нивелирные рейки применяют:

• в строительстве;
• при составлении геодезических планов и схем;
• в топографических работах;
• в геологических исследованиях.

Нивелирная рейка — это всегда устройство прямоугольной формы. На плоскости размещается шкала. Цена деления шкалы установлена официальными стандартами для каждого прибора и вида измерений. Современные рейки могут быть сконструированы для аналогового или цифрового нивелира. Второй вариант подразумевает считывание штрих-кода стандарта BAR.

Складная нивелирная рейка чаще всего изготавливается из древесины. Типичное решение — складывание по центру. Длина отдельных секций составляет приблизительно 1,5 м. Механизм складывания в деревянных моделях очень надежен и не имеет люфта.

Довольно широкое распространение получили телескопические рейки. Их изготавливают в основном из легких веществ (алюминиевых сплавов или даже пластмассы). Очевидны преимущества такого решения для геодезистов и других людей, которым нужно сделать не одно измерение и обойти не один километр за день. Телескопическая конструкция оснащается круглым уровнем, благодаря которому ставится строго вертикально. Некоторые модели в длину достигают от 3 до 5 м, при этом после складывания длина уменьшается до 1,5 м.

Недостаток телескопической рейки в том, что такие приспособления служат меньше, чем классические деревянные изделия. Все дело в недостаточной надежности механизма трансформации.

Вместе с цифровыми нивелирами обычно стараются пользоваться фибергласовыми рейками. Разумеется, они также имеют разметку с двух сторон. На одну сторону наносятся пометки в метрических единицах. Фиберглас отличается отменными диэлектрическими свойствами. Его, как и дерево, можно спокойно использовать, чтобы брать отсчет вблизи объектов электрической инфраструктуры.

Рейки из инвара нужны в том случае, как уже говорилось, если требуется особо точная работа. Погрешность замеров (при правильном их проведении) может составлять всего около 1 мм. Корпуса инварных реек, строго говоря, также изготавливают из дерева. На основе специального сплава изготавливают лишь ленту, которая обтягивает внешний корпус. Подобное решение очень популярно, потому что получается очень легкая конструкция, да и применять ее несложно.

Типичная нивелирная рейка состоит из:

• брусков шириной 0,1 и толщиной 0,02 м;
• пяток (то есть пластин из металла) на концах;
• скрепляющих эти части шурупов.

Рельсы окрашивают белым красящим составом. На одну сторону наносят деления черного окраса, а на другую — красные деления. Считать деления нужно от самой нижней пятки. С «черного» края с ней должна совпадать нулевая отметка, а с «красного» – точка отсчета 4787 мм. Градация нивелирных реек прописывается еще и в ГОСТ 11158-76. Согласно этому стандарту, для геометрического нивелирования можно применять:

• РН-05 (этот индекс присваивается односторонним штриховым изделиям для замеров 1 и 2 категорий; допустимая погрешность 0,5 мм на 1000 м);
• РН-3 (индекс присваивается двусторонним рейкам шашечного типа, предназначенным для нивелирования 3 и 4 категории; допускается ошибка промеров на уровне 3 мм на 1000 м);
• РН-10 (двусторонние рейки для нивелирования технического класса с максимально допустимой погрешностью 10 мм на 1000 м).

Длина рельсов на этих трех моделях соответственно составляет:

• 3 и 1,2;
• 1,5, 3 и 4 м;
• 4 м.

Рейка длиной 4 м всегда делается составного исполнения. Отдельные варианты РН-3 могут складываться. На рейках РН-3 цена деления составляет 0,01 м. Через каждые 10 см предусматривается пометка прямыми или перевернутыми цифрами. Каждая конкретная модель маркируется специальным цифробуквенным индексом. Условное обозначение РН-3П 3000С раскрывается так:

• РН — нивелирная рейка;
• 3 — модель для снятия особо точных замеров;
• П — нивелировка прямого изображения;
• 3000 — число миллиметров;
• С — сложное строение.

Хорошим примером нивелирной рейки длиной 6 метров служит GEOBOX TS-6. Это достойное телескопическое приспособление для геодезической съемки. Оно дополнено двусторонней измерительной шкалой. Масса конструкции составляет 2,8 кг. Обратная сторона размечена в миллиметрах.

Как для оптических, так и для лазерных нивелиров подойдут любые рейки. Разница только в точности самих измерений, в удобстве работы и других тонкостях (цене, опциях). Хорошо, если нивелир поставляется изначально в комплекте с рейкой и штативом.

Для начала надо, конечно, разобраться с единицами измерения, чтобы сразу четко понимать показания прибора. Также следует внимательно прочитать инструкцию к нивелиру и сопроводительные документы на комплектующие. Далее надо будет поставить рейки на прочно внедренные в землю колья из дерева. Эти колья будут надежно держать конструкцию, если они выходят над поверхностью приблизительно на 0,02 м. Когда крепить точки установки реек не нужно, их монтируют с помощью мобильных башмаков или костылей.

В требуемых местах стоит убрать дерн и крепко заколотить башмак либо костыль. При этом старательно контролируют, чтобы эти опоры сами держались непоколебимо. Окончив с наблюдениями на определенной позиции, башмак или костыль извлекают, а затем переставляют в конец следующего отрезка. Передний крепеж не переставляют, потому что это обернется нарушением последовательности в передаче высот. Тогда никакая обработка результатов нивелирования не может быть адекватной и придется перемерять все с нуля от твердо закрепленной реперной точки.

Иногда практикуется нивелирование «из середины». Эта методика подразумевает установку реек на точках нивелирования. Далее основным прибором, поставленным горизонтально, отсчитывают назад и вперед отрезки по обеим сторонам рейки. На основе полученных данных можно вычислить превышение по черной стороне. Расчет по красной линии делается обязательно, но сугубо для самоконтроля. В норме разница результатов составляет не более 5 мм.

Иногда приходится нивелировать с односторонними рейками. Тогда первоначально проводят отсчеты назад и вперед при одинаковой высоте инструмента. Следующим шагом будет повторение этих отсчетов после изменения высоты ножек штатива на 0,1 — 0,2 м (2 раза). Так можно оценить превышение. В норме его величина составляет также максимум 5 мм.

Рейки моделей РН-0,5 и РН-3 оснащаются прикрепляемыми сбоку уровнями круглой формы. Эти уровни имеют винты для корректировки и кожухи для защиты. С помощью уровней можно будет на требуемой точке поставить рейку строго отвесно. До начала работ всегда осматривают рельсы и проверяют их качество. При визуальном контроле смотрят, насколько хорошо окрашены шашечные уровни и цифровые обозначения.

Придется также проверять крепления отдельных элементов. Сначала выясняют, правильно ли поставлен круглый уровень. Для этой цели используют или вертикальные нити нивелиров, или крепящиеся к рейкам отвесы, крючки и штифты.

Когда это достигнуто, корректирующими винтами выводят пузырек на центральный нулевой пункт. После этого надо будет определить среднюю длину метра. Для этой цели используют контрольную линейку. Следующий шаг — установление погрешностей дециметровых делений. Завершающие манипуляции:

• установление стрелки прогиба;
• оценка перпендикулярности пятки рейки и оси;
• оценка разности нулевых высот реек.

Телескопическая нивелирная рейка 4м и 5м от Laserliner представлена далее.