niv-3+4

IMM II - Note de curs Prof.dr.ing. Johann Neuner

8- 18

Figura 8.18 Nivelul automat DiNi 11

Figura 8.19Nivelul automat NA-2002

Figura 8.20Nivelul digital DL-101 şi DL-102

Nivelul digital DiNi 11 (Zeiss)

Caracteristici:

- precizia ± 0,3 mm pe dublukilometru de nivelment;- domeniul de lucru de la 1,5 - 100 m;- durata unei măsurători - 3 secunde;- mărirea lunetei 32 X;- domeniul de lucru al compensatorului ±15';- precizia compensatorului ± 0,2";- greutatea instrumentului 3,1 kg.

Nivelul automat NA 2000 (Leica)

Caracteristici:

- precizia ± 1,5 mm pe dublukilometru denivelment;-domeniul de lucru de la 1,8 - 100 m;- durata unei măsurători - 4 secunde;- mărirea lunetei 24 X;- domeniul de lucru al compensatorului ±12';- precizia compensatorului ± 0,8";- greutatea instrumentului 2,5 kg.

Nivelul digital TOPCON DL-101DL-102

Caracteristici:- precizia ± 1 mm pe dublu kilometru denivelment;- domeniul de lucru de la 2 - 100 m;- durata unei măsurători - 4 secunde;- mărirea lunetei 32 X;- domeniul de lucru al compensatorului ±15';- precizia compensatorului ± 0,5";- greutatea instrumentului 2,8 kg.

8.3 Mire de nivelment

Pentru determinarea diferenţelor de nivel, înalţimea axei de vizare a lunetei instrumentuluifaţă de punctul marcat pe teren, se măsoară pe rigle gradate, numite mire de nivelment. Se distingtrei tipuri de mire de nivelment:


8- 19

- mire centimetrice;- mire cu bandă de invar;- mire cu coduri;

a .

b. c.

Figura 8.21 Mire de nivelmenta - mire centimetrice; b- mire de invar; c - mir cu coduri

Mire cu diviziuni centimetrice

- lungimea este de 3 m si pot fi intregi sau pliabile;- lungimea 4 m:numai pliabile;- capetele mirelor sunt protejate prin saboţi metalici;- verticalitatea lor într-un punct este realizată cu o nivelă sferică;- sunt vopsite în culori contrastante (fond alb – gradaţii negre sau roşii);- înscrierea pe miră numai la metri şi decimetri;- diviziunile centimetrice sunt vopsite;- milimetrii se aproximează.- pentru nivelmet există mire centimetrice cu gradare pe ambele feţe, originea de gradare

a feţelor fiind diferită la talpa mirei, astfel încât citirile pe cele doua feţe să difere mereu cu oconstantă;

- secţiunea mirei este astfel aleasă ca să nu se curbeze, iar eroarea decurbare să fie cât mai mică.

Mirele de precizie cu bandă de invar

- banda de invar este fixată la talpa mirei, iar la vârf un resort întinde bandaastfel ca tensiunea din bandă să rămână constantă.

- coeficientul de dilataţie Ct=± 0,0008 mm/ 1o /m.- lungimea este d 3 m sau 1,75 m numai dintr-o singură bucată.- trăsăturile pe miră au grosimea de 1 mm pentru benzile cu două scale şi de 3 mm pentru


8- 20

benzile de invar cu o singură scală;- distanţa dintre trăsături 5 mm.- eroarea de divizare a benzii de invar ± 0,01 mm/1 m.- pe banda de invar se fac doua rânduri de diviziuni(scala stânga şi scală dreapta)

decalate la 2,5 mm între ele.- originile celor două scale diferă(la mirele Zeiss această constantă este k=606 500).- mirele de invar se folosesc întotdeauna în punctele intermediare dintre reperi în

combinaţie cu broaşte de nivelment.- verticalizarea mirelor se face cu nivele sferice montate pe partea din spate a cutiei. - pentru menţinerea mirei în poziţie verticală în timpul observaţiilor, se folosesc minerele

pliabile ale mirei, sau pe vânt puternic rigidizarea se face cu bastoane telescopice.

Exeple de citiri pe mira:

a.

b.Figura 8.22 Exemple de citiri pe mire centimetrice şi de invar

a- pe miră centimetrică; b - pe miră de invar;

Citirile pe mirele centimetrice se efectuează obligatoriu la cele trei fire ale reticulului,pentru avea un control asupra lecturilo. În figura de mai sus acestea sunt:

C fir sus = 1558; C fir mijloc = 1664; C fir jos = 1770 Control: (C fir sus + C fir jos ) = C fir mijloc ± 1 mmMirele de invar sunt gradate în semidecimetri, având gradaţii atât pe cutie cât şi pe banda

de invar. Gradaţiile pe banda de invar sunt din 5 în 5 mm, astfel încât 10 gradaţii conduc la unsemidecimetru înscris pe cutia mirei.

Mirele de invar se folosesc numai la instrumente de nivelment geometric care aumicrometre optice, care permit deplasarea optică a imaginii reticulului cu ± 5 mm. La mirele deinvar controlul citirilor se realizează prin efectuarea lecturilor pe două scale care au originea degradare decalată. La mirele de fabricaţie Zeiss această constantă este de 606500, astfel încâttrebuie îndeplinită condiţia de control C scala dreapta - 606500 = C scala stanga ± 20 unităţi de ultimordin .


8- 21

Exemplu: C scala stanga= 302008; C scala dreapta= 908515 908515 - 606500 = 302015Prelucrarea lecturilor şi transformarea acestora în unităţi metrice:Citirea medie = (302008 + 302015) : 2 = 302 012 unităţi miră;302 012 : 2 = 1,51006 m

8.4 Verificarea şi rectificarea instrumentelor de nivelment geometric

Condiţiile geometrice ale axelor constructive

- Axa principală de rotaţie VV să fie verticală; VV || VsVs- Axa de vizare a lunetei să fie paralelă cu directricea nivelei torice de pe lunetă rO || NN,

la nivelul rigid cu nivelă torică pe luneta; sau rO- orizontală, la nivelele automate;- Axa de vizare să fie paralela cu directricea nivelei torice rO || NN în plane verticale

(eroarea de încrucişare);

Alte condiţii impuse instrumentelor de nivelment

- Firele reticulare în dreptul cărora se fac lecturile pe miră, să ocupe o poziţie corectă;- Sistemul de focusare trebuie să funcţioneze corect, pentru a nu schimba înalţimea axei

de vizare;

8.4.1 Verificarea condiţiei ca axa principală de rotaţie a nivelului să fie verticală

Verticalizarea axei principale de rotaţie a instrumentului în staţie, se realizează princalarea nivelei sferice. O verticalizare corectă se poate realiza numai dacă nivela sfecrică esteverificată şi rectificată. În această situaţie prin calare se realizează implicit condiţia VV 2 VsVs(VsVs - axa nivelei sferice). În situaţia în care nivela sferică nu este rectificată, rectificarea eise realizează ca la teodolit.

8.4.2 Verificarea şi rectificarea condiţiei de orizintalitate a axei de vizareCauze de neindeplinire a condiţiei

Dereglarea nivelei torice montată rigid pe lunetă;Dereglarea reticulului;Sistemul compensator dereglat sau defect;Verificarea se face prin nivelment geometric de mijloc (la egală distanţă) şi nivelment

geometric de capăt, realizând o dublă staţionare a aceluiaşi niveleu AB de aproximativ 40 –60m.


8- 22

Figura 8.23Verificarea orizontalităţii axei de vizare

Presupunând că nu este îndeplinită condiţia de orizontalitate, axa de vizare va forma cuorizontala unghiul ", care va genera o eroare de citire pe mirele situate în punctele A si B.

Măsuratori din staţia S1 prin nivelment de mijloc:

a 1 '= a1 + x si b1'= b1 + x (8.7)∆hAB = a1' - b1' = a1 + x - b1 - x = a1 - b1 = ∆hAB (8.8)

Se constată că prin nivelment geometric de mijloc eroarea se elimină şi se obţine ovaloare corectă pentru diferenţa de nivel măsurată.

Măsuratori din staţia S2 prin nivelment geometric de capăt şi constatarea erorii:∆hAB=a2'- b2' (8.9)

Constatarea eroriiDacă )hAB

S1 = )hAB

S2 în limita erorilor de citire pe mire (1-2 mm la mire centimetriceşi 0,1-0,2 mm la mire de invar) instrumentul poate fi considerat rectificat. Dacă este depasităeroarea de citire pe miră, instrumentul trebuie rectificat. Este de remarcat că influenţa erorii pemira apropiată este mult mai redusă decât pe mira indepărtată.

Rectificarea eroriiSe admite într-o primă aproximaţie:

b2 . b2’ (8.10)

Ştiind că prin nivelmentul geometric de mijloc s-a obţinut o valoare corectă pentrudiferenţa de nivel, se va calcula citirea corectă pe mira îndepartată, conform relaţiei:

a2 = ∆hAB + b2' (8.11)

Realizarea citirii corecte pe mira îndepartată se face diferenţiat, în funcţie de tipulinstrumentului de nivelment geometric.


8- 23

Figura 8.24Verificarea funcţionării corecte a compensatorului

Pentru nivelul rigid cu surub de basculare citirea a2 calculată se realizează în staţia S2acţionând din şurubul de basculare. Nivela torică se va deregla. Rectificarea ei se va realizeazaintegral din şuruburile de rectificare a nivelei torice situate în plan vertical.

Pentru nivelele automate cu compensator, citirea a2-justă, se realizează prin deplasareaplăcuţei firelor reticulare, conform figurii 8.15.

Se repetă măsuratorile din staţia S2 schimbând orizontul instrumentului şi se reiauoperaţiile de constatare şi verificare descrise, intrucât la un unghi α de valoare mare,aproximaţia b2’ ≈ b2 poate conduce încă la diferenţe dintre ∆hAB

S1 şi ∆hABS2 care depăşesc erorile

de citire pe miră.Dacă la nivelele automate, chiar dupa rectificare, apar neconcordanţe inexplicabile,

trebuie verificată funcţionarea corectă a compensatorului. Operaţiile pentru această verificaresunt urmatoarele:

-se aseaza instumentul in statie si se caleaza nivela sferica;- se aduce luneta deasupra unui surub de calare si se deplaseaza o mira pe aceasta

directie la aproximativ 3-5 m;- se efectuează o citire pe miră;- se actionează de şurubul de calare orientat spre miră din ¼ în ¼ de rotaţii şi se

urmăreşte citirea pe miră. Ea trebuie să rămână constantă când compensatorul funcţioneazănormal;

- citirea pe miră se va modifica în momentul când domeniul de lucru al compensatoruluiva fi depăşit, fapt indicat şi de deplasarea bulei de aer al nivelei sferice spre marginea cerculeţuluide reper;

- compensatoarele defecte se repară numai în atelierele de specialitate.

8.4.3 Verificarea îndeplinirii condiţiei rO || NN în plane verticale

Apare numai la instrumente cu nivelă torică pe lunetă. Ea nu se poate elimina printr-ometodă de lucru în teren. Eroarea este variabilă cu direcţia lunetei şi proporţională cu eroarea deverticalitate a axei de rotaţie VV. La instrumentele de precizie medie eroarea este neglijabilă,întrucât efectul ei este destul de redus, mult sub erorile de citire.


8- 24

Figura 8.25

8.4.4 Verificarea poziţiei corecte a firelor reticulare

Rectificarea se face din şuruburile de fixare a reticulului pozitionate coaxial cu luneta.Operaţiile de verificare şi rectificare sunt identice cu cele de la teodolit.

8.4.5 Verificarea funcţionării corecte a sistemului de focusare

Pe un teren aproximativ orizontal se fixeaza ţăruşi pe un semicerc de rază aproximativa30 m.

Cu instrumentul în C1 se determină diferenţele de nivel între ţăruşii de pe semicerc. Se schimbă staţia instrumentului în Mşi se redetermină diferenţele de nivel.În această situaţie se va acţiona lafiecare citire asupra şurubului defocusare, distanţele fiind variabile.

Diferenţele obţinute între diferenţelede nivel trebuie să se încadreze înprecizia de citire pe miră ± 1-2 mm.Rectificarea se face numai în atelirespecializate.

8.4.6 Verificarea mirelor de nivelment

Verificarea generală: - verificarea stării tălpii mirei şi a gradaţiilor, ca acestea sa nu fie deteriorate;- verificarea planeităţii mirelor de lemn, întrucât la o curbura S=33 mm pentru o lungime

L=3 m a mirei, eroarea de citire este de 1 mm.- verificarea poziţiei zero a mirei în raport cu talpa. Pentru aceasta se verifică primul

decimetru şi se ţine seama în calcule de această erore, ea având caracter sistematic.- verificarea gradaţiilor mirei cu un metru etalon prevazut cu o lupă. La mirele de lemn

eroarea maximă admisă este de ± 1 mm/dm. La mirele de invar se foloseşte un comparator,eroarea de gradare admisa fiind de 0,1 mm/dm.

-Verificarea nivelei sferice .Se verticalizeză mira cu un fir cu plumb şi se restifică nivela.

niv-3+4

Documents