STUDIUL INSTRUMENTELOR TOPOGRAFICEInstrumente pentru masurarea unghiurilor, distantelor si deferentei de nivel

Ion RalucaSpecializarea Constructii civile,industriale si agrigole Anul I, Seria A, Grupa 3 Coordonator: Conf. Dr. Ing. Marcel Costel Brisan

INSTRUMENTE PENTRU MASURAREA UNGHIURILOR

TEODOLITUL Teodolit =instrument topographic care perminte masurarea pe terem a unghiurilor orizontale () si vertical ( sau Z). Daca teodolitul este construit astfel incat sa masoare si distante pe cale optica (stadimetrica) , atunci se numeste teodolit-tahimetru.

Clasificarea teodolitelor a) Dupa vechime: -teodolite clasice (cercuri gradate din metal) -teodolite moderne (optica de precizie,cercurile gradate sunt din sticla) -teodolite ultramodern ( au incorporate un micro-procesor prin intermediul caruia se afiseaza pe un display rezultatele masuratorilor,au un dispozitiv de masurare a distantelor cu ajutorul undelor electromagnetice,datele sunt inmagazinate in memoria unui calculator de la care pot fi transmise la un PC)b) dupa principiul constructiv: - teodolite clasice - teodolite electronice c) dupa precizie: - teodolite de precizie slaba (THEO 080, THEO 120) - teodolite de precizie medie (THEO 020, THEO 030) - teodolite de precizie (WILD T2) - teodolite de inalta precizie ( THEO 002 )

d) dupa gradele de libertate ale miscarii cercului gradat orizontal: - teodolite simple (se poate deplasa numai alidata) - teodolite repetitoare (limbul se deplaseaza simultan sun alidada) - teodolite reiteratoare (limbul se deplaseaza independent de alidata)

Constructia generala a unui teodolic classic: parti componente

Figura 1.

Partile componente, asa cum sunt prezentate n figura 1 sunt: 1 - luneta teodolitului; 2 - cercul vertical; 3 - axa de rotatie a lunetei; 4 - furcile lunetei; 5 - cercul alidad; 6 -cercul gradat orizontal (limbul); 7 axul teodolitului; 8 - coloana tubulara a axului teodolitului; 9 - ambaza teodolitului; 10 - suruburi de calare; 11 - placa de tensiune a ambazei; 12 - placa ambazei; 13 - surub de prindere (surub pompa); 14 dispozitiv de prindere a firului cu plumb; 15 - nivela torica a cercului orizontal; 16 - nivela sferica a cercului orizontal; 17 - dispozitiv de citire a cercului orizontal; 18 - surub de blocare a cercului alidad; 19 surub de blocare a limbului; 20 - surub de blocare a miscarii lunetei; 21 - ambaza trepiedului; VV - axa principala a teodolitului (verticala); OO - axa secundara a lunetei; NN - directricea nivelei torice; VsVs - axa nivelei sferice; Cv - centrul de vizare al teodolitului. La vizarea unui obiect ndepartat, teodolitul are posibilitate de miscare n jurul axei principale de rotatie, V-V si posibilitate de miscare a lunetei si cercului vertical ntr-un plan vertical n jurul axei orizontale secundare O-O.

Axele teodolituluiDin punct de vedere constructiv teodolitul are trei axe si anume: 1. axa V-V, numita si principala, care este axa de rotatie a suprastructurii aparatului. n timpul masuratorilor, aceasta trebuie sa fie verticala; 2. axa O-O, numita si secundara, care este axa n jurul careia se roteste luneta mpreuna cu cercul vertical; 3. axa r-O (reticul-obiectiv) numita si de vizare, care este linia materializnd directia spre care se efectueaza masuratoarea.

Luneta topografica Luneta topografica=dispozitiv optic care serveste la vizarea de la distanta a obiectelor precum si la masurarea pe cale optica. Poate fi cu focusare exterioaraa sau cu focusare interioara.

Figura 2.Luneta cu focusare exterioara (figura 2 ) se compune din: 1- tub obiectiv; 2 - tub ocular; 3 - obiectiv; 4 - ocular; 5 - reticul; 6 - lentila divergenta de focusare; 7 - surub de focusare; 8 - surub cremaliera; 9 - suruburi de rectificare a firelor reticulare; 10 - locul de formare al imaginii n absenta lentilei de focusare; O1 - centrul optic al obiectivului; O2 - centrul optic al ocularului; r - centr 20520c218u ul reticulului; xx - axa geometrica a lunetei; O1O2 - axa optica a lunetei; a - distanta variabila ntre lentila de focusare si obiectivul fix ; p' - distanta variabila ntre obiectiv si imagine.

Axele lunetei, care trebuie sa coincida ntre ele, sunt materializate de: 1. axa optica, determinata de centrele optice ale obiectivului si ocularului si nu este materializata; 2. axa geometrica, sau de simetrie, este determinata de centrele celor doua sau trei tuburi concentrice si deasemeni nu este materializata; 3. axa de vizare, determinata de centrul r al firelor reticulare si centrul optic al obiectivului, fiind singura axa materializata. Caracteristicile tehnice ale lunetei: puterea de marire campul de vizare luminozitate precizia de vizare Punerea la punct a lunetei se face in doua faze: 1. punerea la punct a reticului 2. punerea la punct a imaginii obiectului vizat Cercul orizontal- se compune dintr-un cerc gradat( limb) si un al cerc numit cerc alidad.Gradatiile acestuia sunt in sens orar. Cerc vertical asemanator celui mentionat mai sus.

Dispozitivele de citire sunt variate ,astfel avem:vernierul circular,microscopul cu fir,microscopul cu scarita,microscopul cu micrometru optic cu cincidenta,dispozitiv de citire tip display cu afisaj electronic.

Nivelele teodolituluiSunt dispozitivele care servesc la orizontalizarea sau verticalizarea unor drepte, precum si la masurarea unor unghiuri mici de panta. Se disting urmatoarele tipuri de nivele: a) Sferica

b) Torica

O nivela torica este rectificata atunci cand directricea ei NN este paralela cu linia suportuui pe care se afla chiar daca suportul nu este orizontal.O nivela sferica este rectificata atunci cand VsVs perpendicular pe ss ( planul cercului alidad) Trepiede si dispozitive de centrare Trepiedul serveste la sustinerea instrumentului deasupra punctului de statie si se compune din platforma, sistem de fixare si picioare culisabile. Dispozitivele de centrare servesc la centrarea teodolitului pe punctul de statie .Acestea sunt : fir cu plumb obisnuit si bastonul de centrare. In urmatoarele poze observam trepiedul cu un teodolit atasat:

Asezarea in statie a teodolituluiTeodolitul este asezat in statie, atunci cand axa principal de rotatie VV este vertical si trece prin punctual matematic de statie, marcat la sol.Aceasta operatie se realizeaza prin urmatoarele etape: centrarea aparatului calarea aparatului ( aproximativa si definitiva).Aceasta operatie se repeat pana cand bula nivelei ramana intre repere in orice pozitie s-ar afla nivela fata de suruburile de calare.

Masurarea unghiurilor cu teodolitul;precizia masurarii unghiurilor cu teodolitul Operatii principale. verificarea si rectificarea teodolitului; asezarea in statie; vizarea punctului; masurarea propriu-zisa; Metode de masurare a unghiurilor orizontale. a) Metoda simpla: Procedeul prin diferenta citirilor: se fixeaza limbul intr-o pozitie oarecare,se elibereaza miscarea inregistratoare, si se vizeaza: in pozitia I punctele 1 si 2 in sens orar,in pozitia a II-a punctele 2 si 1 in sens antiorar. Daca diferenta celor doua determinari se ncadreaza n toleranta admisa, atunci valoarea cea mai probabila a unghiului va fi media aritmetica a celor doua determinari.

Procedeul cu zerourile in coincidenta: se aplica numai la teodolite repetitoare a) Metoda repetitiei consta in masurarea unui unghi de mai multe ori, luand ca origine valoarea unghiului, obtinuta din masurarea precedenta.

b) Metoda seriilor se foloseste in cazul masurarii mai multor unghiuri dintr-un punct de statie.

Masurarea unghiurilor vertical cu teodolitulPentru masurarea unghiurilor verticale se procedeaza n felul urmator: se instaleaza aparatul n punctul de statie, se centreaza si se caleaza; se masoara naltimea aparatului (notata cu i); se vizeaza semnalul din punctul B, fie la naltimea aparatului fie la naltimea s a semnalului, prin aducerea firului reticular orizontal la unul din cele doua repere mentionate mai sus; se citeste unghiul vertical la dispozitivul de citire.

Verificarile si rectificarile teodolitelor-Verificari generale- constau in verificarea integritatii componentelor optico-mecanice ale aparatului si anexelor. -Eliminarea erorilor de constructive -verificarea si rectificarea erorilor de reglaj

Teodolite electronice Acestea reprezinta o generatie noua de aparate care cuprind realizari de varf ale mecanici fine, electronice si opticii. Rezultatul citirilor este obtinut sub forma binara,iar citirile pot fi realizate prin metoda stationara sau metoda dinamica. Tipuri de aparate electronice: tahimetrul electronic REC ELTA,teodolitul THEOMAT Wild T 2000,teodolite electronice motorizate,sisteme dinamice rapide. Masuratori realizate la seminar1.

Masurarea unghiului vertical cu ajutorul teodolitului THEO 080 (data realizarii masuratorii : 7.11.2011)

Z= C= 92g11c C= 307g88c Z=400g- C=92g12c Zm=(Z+Z)/2=91g61c5cc 2.Masurarea unghiului orizontal cu ajutorul teodolitului THEO 080 (data masuratorii: 31.10.2011) - Metoda simpla: s-au vizat doua puncte (A,B) pozitia I: A= 289g84c B= 293g22c =B-A=3g38c =(+)2= 3g37c50cc pozitia II: A=89g82c B=93g19c =B-A=3g37c -Metoda repetitiei ( THEO 020)

C1=313g86c C2=0g37c =(C4-C1)/ 3=86g50c66cc g c C3=86 87 C4=173g38c -Metoda seriilor ( THEO 020): s-au vizat trei puncte A,B si C Pozitia I: CA =270g28c25cc Pozitia II: CAi =70g28c25cc CB =356g02c50cc CC =188g15c50cc CC =388g16c75cc CB=156g03c75cc CAi = 270g27c50cc CA=70g25c75ccP.V. Directie orizontala Medii Corectii

I A B C A 270g28c25cc

II 70g28c25cc 170g28c25cc 256g031c25cc 288g15c63cc 170g26c62cc 0 -54.3 -108.6 -163

Directii corectate

Directii reduse la origine

170g28c25cc 256g025c82cc 288g04c77cc 170g024c99cc

o 238g99c75cc 117g76c52cc o

356g02c50cc 156g03c75cc 388g16c75cc 188g15c50cc 270g27c50cc 70g25c75cc

3.Masurarea distantei cu ajutorul teodolitului THEO 020 si mirei (data realizarii masuratorii 24.10.2011) - masuratoarea de sus a firelor stadimetrice: 18g52c - masuratoarea de mijloc: 17g84c - masuratoarea de jos: 17g14c

INSTRUMENTE PENTRU MASURAREA DISTANTELOR SI A DIFERENTEI DE NIVEL

Aparatele folosite n nivelmentul geometric poarta denumirea de NIVELE, iar principala lor caracteristica este aceea ca realizeaza orizontalizarea precisa a axei de vizare. Acest lucru este de o importanta deosebita deoarece la nivelul axei de vizare se fac citirile pe MIRA. Dupa modul de orizontalizare a axei de vizare, instrumentele de nivelment se clasifica n : 1. nivel rigid simplu; 2. nivel rigid cu surub de basculare; 3. nivel cu orizontalizare automata a axei de vizare.

1.

2.

3.

Principiul nivelmentului trigonometric -nivelment trigonometric la distante mici (D