huong dan su dung may thuy binh pentax

Máy toàn đạc là một thiết bị chuyện dụng trong ngành trắc địa, có tên tiếng anh là Total Station, được dùng để thiết lập các trị đo vật lý gồm góc và khoảng cách. Cấu tạo máy toàn đạc gần giống với máy kinh vĩ tích hợp với máy đo dài điện quang, thiết kế dựa trên nguyên lý số học điện tử, biểu thị kết quả trên màn hình LCD

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY THỦY BÌNH PENTAX AP 228/ 230/271

Trong trắc địa, để xác định độ chênh cao giữa các điểm ta có rất nhiều phương pháp Một trong những phương pháp phổ biến và được sử dụng thường xuyên đó là phương pháp đo cao hình học Thiết bị chuyên dụng để ta thực hiện phương pháp đo cao hình học đó là máy thủy bình hay còn gọi là máy thủy chuẩn

Máy thủy bình là máy cho tia ngắm nằm ngang, cho phép ta thực hiện đo cao theo phương pháp đo cao hình học Mặc dù hiện nay có rất nhiều máy trắc địa hiện đại

ra đời, nhưng máy thủy bình tự động vẫn được sử dụng rất rộng rãi

I Cấu c o của máy thủ bình

a Các bộ p ậ chính của máy

Hình 1 Các bộ phận chính của máy thủy bình

1 Kính mắt; 2 Kính vật; 3 Ốc điều ảnh; 4 Vi động ngang;

5 Ốc cân máy; 6 Bọt thủy tròn; 7 Tiêu ngắm sơ bộ

1 Kính mắt: giúp người đo nhìn được ảnh, số đọc mia trên lưới chỉ chữ thập;

2 Kính vật: phóng to ảnh, số đọc mia

3 Ốc điều ảnh: Cho phép người đọc nhìn ảnh rõ nét khi ảnh ở xa hoặc gần

4 Vi động ngang: đưa chỉ đứng của màng chỉ chữ thật sang trái hoặc sang phải

5 Ốc cân máy;

6 Bọt thủy tròn để kiểm tra độ cân bằng của máy

b Cấu t o hình ọc của máy thủ bình

Máy thủy bình có 3 trục chính (hình 2): Trục quay của máy VV; trục ngắm của ống kính cc

+ Các trục trên của máy thủy bình phải đảm bảo các điều kiện hình học sau:

- Trục quay máy VV vuông góc với trục ngắm của ống kính CC

- Truc ngắm của ống kính CC, song song với mặt nước biển

+ Nếu các điều kiện hình học này không thỏa mãn sẽ gây ra sai số cho kết quả

đo Chính vì vậy trước khi mang máy đi đo ta cần kiểm nghiệm máy để loại trừ hoặc giảm thiểu ảnh hưởng của các sai số đó đến kết quả đo

2

4

3

7

3

1

5

6

Hình 2 Cấu tạo hình học của máy thủy bình

C-C Trục Ống nh - Trục ứng

ật nh Ốc iều Quang ây hữ Thập Thị nh

5 B n ộ Ngang Ốc ân Máy 7 Bộ Tự ộng

c Cấu t của chân máy

Chân máy thủy bình (hình 3) là

1 một cái giá 3 chân để đặt máy lên trên

khi đo đạc Mặt chân đế (1) máy là

miếng hợp kim nhôm, có hình tam giác

đều khoét rỗng ở giữa bằng vòng tròn với

bán kính khoảng 3cm Chân máy có thể

nâng cao hoặc hạ xuống thấp theo ý muốn

của người đo nhờ vào 3 ốc khóa

chân máy (2)

2

II Mia thủ c uẩ

a Cấu t o

Hình 3 Chân máy

Mia thủy chuẩn thực chất là thước dài, có khoảng chia nhỏ nhất đến cm hoặc

mm tùy vào từng loại mia ăn cứ vào mia, khi đo thủy chẩn hình học ta đọc được các

số đọc trên mia Từ đó tính ra chênh cao giữa hai điểm đặt mia và khoảng cách từ máy tới mia

Mia thủy chuẩn được phân loại theo độ chính xác: Mia có thang đọc số bằng inva dùng để đo thủy chuẩn hạng I, hạng II và loại mia gỗ hoặc mia nhôm dùng để đo

từ hạng III trở xuống Vì vậy tùy vào cấp hạng lưới mà ta chọn máy thủy bình và mia thủy chuẩn để đáp ứng được yêu cầu độ chính xác cấp hạng lưới ta đo thủy chuẩn

a Mia gỗ liền hai mặt b Mia nhôm rút

Hình 4 Mia thủy chuẩn

Trên hình 4a là mia gỗ liền hai mặt được làm bằng gỗ nhẹ, bền ít bị co giãn bởi nhiệt độ thay đổi, dài 3 mét Hai đầu mia bịt kín bằng kim loại để chống mòn Mặt của mia được sơn màu trắng, trên mia có thang đọc số được chia thành các vạch các đều nhau 1cm theo hình chữ E Mia có hai mặt đen và đỏ, trên mặt đen của mia cứ mỗi khoảng 10 vạch có đánh số đề xi mét từ 00 đến 29 Trên mặt đỏ chia vạch tương

tự nhưng bắt đầu từ một hằng số k nào đó (thường là 4574 hoặc 4474)

Trên hình 4b là mia nhôm rút, được làm từ nhôm nhẹ, có độ bền cao Mia có độ dài hoặc 5 mét Mỗi một mét mia lại được chia làm một đoạn và có thể lồng được vào nhau, giúp cho mia ngắn gọn, dễ dàng di chuyển trong đo đạc cũng như cất giữ Thang đọc số trên mia, một mặt được l m như mặt đen của mia gỗ liền Một mặt được chia vạch đến millimét như vạch chia trên thước thép

b c c b a v c ớ c t ập t ủ b

Lưu ý cách đọc n y sẽ cho ta biết được khoảng cách từ máy đến

điểm bất k khi ta đặt mia tại đó

ưa máy ngắm về mia ta đọc được chỉ số trên l (1204 mm)

và tương tự ta đọc được chỉ số dưới l (0994 mm)

Ta lấy chỉ số trên trừ chỉ số dưới ta được:( T – D)x100 (mm)

=> ∆d= 1204 –994 = 210 mm

Lấy số mới vừa trừ được ta nhân 100 để có được khoảng cách

giữa máy và mia (210 x 100 = 21.000 m m)

III Dựng máy và cân b ng

a Dự chân máy và lắp máy lên chân

B ớ 1 Mang chân máy ra khu vực đo và đặt máy vào điểm đứng máy Nâng chân máy

cao hay thấp theo ý muốn của người đứng máy, khóa 3 ốc khóa chân máy lại, dang chân

máy ra, dựng chân máy sao cho vững chắc và mặt đế chân máy tương đối ở vị trí nằm

ngang để dễ dàng cho việc cân bằng máy

Lưu ý: Khi dựng chân máy không nên để chân máy dang rộng quá, sẽ dễ trượt chân máy

và dẫn đến đổ máy Không nên dựng chân máy đứng quá, sẽ dễ đổ máy Nên để chân

máy có độ dốc vừa phải để đảm bảo máy vững chắc hoảng cách giữa ba chân của chân

máy tương đối l 0 m

B ớ 2 ặt máy thủy bình lên đế chân máy sao cho tam giác của đế máy và tam giác

của đế chân máy trùng nhau Vặn chặt ốc nối giữa đế chân máy và đế máy lại Kiểm

tra lại một lần nữa để đảm bảo máy đã đặt chắc chắn v sẵn sàng cho các việc l m tiếp

theo

b Cân b máy

B ớ 1 Nâng, hạ các chân máy sao cho bọt thủy tròn v o tâm, tương đối l được, không

cần phải v o tâm 00% Như hình dưới

3 3 3

1 2 1 2 1 2

a) b) c)

Hình 6 Hình ảnh bọt thủy tròn khi cân bằng máy

B ớ 2: ể cân bằng máy, ta dựa vào 3 ốc cân và bọt thủy tròn Trên hình 6, Xoay đồng

thời hai ốc cân máy 1 và 2 ngược chiều nhau và cùng tốc độ cho đến khi ta thất bọt

thủy tròn nằm trên đường thẳng nối tâm của ốc số 3 với trung điểm của đường thẳng nối

giữa tâm của hai ốc 1 và 2 (hình 6b) Dùng ốc cân thứ đưa bọt thủy tròn vào vị trí chính

giữa của ống thủy (hình 6c)

IV t ủ chuẩn hình học từ gi a b ng máy thủ bình

1 c ê ca a a đ ể A v B

Ta đặt máy ở giữa hai điểm v B Nhớ cân bằng máy ch nh xác

Ngắm máy về điểm thứ nhất ta đọc chỉ số mia tại l a1= 1,726 m) và tương tự ngắm máy về điểm ta đọc chỉ số mia tại B l b = , 5 m

Lưu ý Nên đặt máy ở giữa v B để hạn chế sai số góc i

3 Trừ a1 cho b1 để có được độ chênh cao giữa điểm (∆d = 0,467 m)

=> ậy chênh cao giữa v B được t nh ∆ AB= a1 – b1 = 1,726 – 1,259 = 0,467m

Lưu ý iểm B cao hơn điểm l ∆ AB = 0, 7m vì thế đọc chênh cao của điểm B sẽ l

số dương

ẫu

Hình 7 Kết quả đo thủy chuẩn hình học từ giữa

Mẫu 2: ột Trạm Ta có thể ghi l trạm số mấy hay ghi ký hiệu gì m ta dễ nhớ v dễ

d ng kiểm tra, nếu có sai xót

ột Mia Trước ng để ghi chỉ số trên, giữa, dưới của vị tr đặt mia trước

ột Mia au ng để ghi chỉ số trên, giữa, dưới của vị tr đặt mia sau

ột hênh ao, Tổng chênh cao ng để ghi độ chênh cao tại trạm máy v tổng chênh cao qua các trạm máy

ột hi hú ng để ghi chú, hay ký hiệu gì để ta dễ d ng xác định vị tr trạm đó ở đâu

2 Kiểm tra độ cao bu lông

Trong thực tế khi đã có mạng lưới khống chế độ cao Dựa vào các điểm mốc khống chế đã có để thi công các hạng mục công trình thì không nhất thiết phải đọc số trên mia như ở mục 3c Việc tính chuyền độ cao, kiểm tra độ cao điểm không nhất thiết phải

thực hiện theo qui trình “sau – trước – trước – sau” và đọc các chỉ số trên, dưới, giữa

đen, giữa đỏ trên mia đây, để thuận tiệc cho việc đo đạc người ta sử dụng mia nhôm rút và chỉ đọc số đọc chỉ giữa mặt đen của mia

Ví dụ cần kiểm tra độ cao đầu bu lông D ngoài thực địa Tại khu vực đo vẽ có điểm C là điểm đã biết độ cao HC = 15.128 (m) Dựng mia tại điểm C và một mia tại điểm D, dựng máy thủy bình nằm tương đối cách đều hai điểm C và D Cân bằng máy chính xác, qua máy ngắm về mia tại điểm C đọc số đọc chỉ giữa trên mia GC = 0875, quay máy ngắm chính xác mia tại điểm D và đọc số đọc chỉ giữa GD = 0987 (hình 8)

a Mia dựng tại điểm gốc C b Mia dựng tại bu lông D

Hình 8 Hình ảnh trong thị trường ống kính khi đọc số trên mia tại C và D

ộ cao điểm D được tính như sau:

Chênh cao giữa hai điểm C và D: ∆hCD= GC - GD = 0875 – 0985 = -110 (mm)

ộ cao bu lông D: HD = HC + ∆hCD = 15.128 – 0.110 = 15.018 (m)

ể kiểm tra độ chính xác, ta có thể đọc số chỉ giữa ở cả hai mặt mia ố đọc trên mia đúng thì kết quả chênh cao tính được từ số đọc của hai mặt mia phải bằng nhau Nếu có sai số thì không vượt qua hạn sai cho phép Kết quả chênh cao đo là giá trị trung bình của giá trị chênh cao đo tính được từ số đọc chỉ giữa trên hai mặt mia

V Bố trí điểm độ cao từ t ết ế ra t ực địa b máy thủ bình

ể bố trí điểm độ cao từ thiết kế ra thực địa ta xét ví dụ cụ thể như sau: ta cần

bố trí điểm B có độ cao HB ra ngoài thực địa Trên thực địa, tại khu vực cần bố trí điểm B ta có mốc A có độ cao HA iệc bố trí điểm B ra thực địa bằng máy thủy bình được thực hiện theo các bước

Bước 1: ặt máy thủy bình nằm giữa hai điểm A và B, cân bằng máy chính xác

Bước 2: Quay máy ngằm về mia dựng tại điểm A, đọc số chỉ giữa trên mia là: a

Bước 3: Tính số đọc b cần có tại mia dựng trên vị trí cần bố trí điểm B có độ cao HB

Chênh cao giữa hai điểm A và B:

Mặc khác theo chênh cao hình học a là số đọc chỉ giữa trên mia tại điểm A,

b là số đọc chỉ giữa trên mia dựng tại điểm B

Từ (1) và (2) ta có số đọc chỉ giữa trên mia dựng tại điểm B: b = a – (HB – HA) Ví dụ

HA = 15.305 (m); HB = 16.205 (m); Số đọc trên mia dựng tại điểm A là a =2450

ố đọc chỉ giữa trên mia dựng tại điểm B là:

b = a – (HB – HA) = 2450 – (16205 -15305)=1550 mm

Bước 4: Quay mỏy ngắm về mia dựng tại vị trớ cần bố trớ điểm độ cao B Lỳc này người ngắm mỏy luụn luụn ngắm tới mia, người cầm mia sẽ nõng mia lờn hoặc hạ mia xuống theo phương thẳng đứng cho đến khi người đứng mỏy thấy chỉ giữa của màng chỉ chữ thập trựng với số đọc b = 1550 của mia (hỡnh 9)

Kờt thỳc 4 bước làm như trờn ta đó bố tri được điểm độ cao B trong thiết kế ra ngo i thực địa dựa vào điểm độ cao A đó cú ngoài thực địa

VI úc

Ta đặt mỏy sao cho cỏc chõn mỏy tạo th nh tam giỏc

cõn hoặc đều

Lưu ý hõn mỏy v mỏy phải chắc chắn, nhớ đạp cỏc

đầu chõn mỏy cắm sõu v o đất

Ta treo dõy dọi từ ốc nối để định tõm mỏy v o mốc

Lưu ý: Hóy chắc chắn rằng dõy dọi phải đỳng tõm mỏy

Nếu tõm dõy dọi lệch khỏi tõm cần xỏc định ta thay

đổi chiều d i chõn hoặc dịch chuyển ốc gắn đế mỏy

Quay mỏy về điểm đầu tiờn v vặn ốc điều quang sao

cho thấy mia

Lưu ý iểm đầu tiờn l điểm được biết đến

5 Xoay vòng xoay ngang cho đến 00 trên chỉ số góc tr ng với dòng đọc chỉ số góc

Quay mỏy về điểm thứ cần đo v đọc giỏ trị gúc trờn b n độ ∆ = 0 ’

=> ậy gúc OB= 0 ’

VII ể tra a ố úc

Trờn mặt đất bằng phẳng ta đặt mia cỏch nhau 0 – 5 m au đú ta đặt mỏy ở giữa mia sao cho khoảng cỏch từ mỏy đến mia xấp xỉ 20m

Ngắm mỏy về điểm thứ nhất ta đọc chỉ số mia tại

l a1 = 1413 mm v tương tự ngắm mỏy về điểm ta

đọc chỉ số tại mia B l b1 = 1068 mm)

Ta trừ a1 cho b1 để cú được chờnh cao giữa điểm

v B

=> hờnh cao giữa điểm v B khi ta đặt mỏy ở

giữa h1 = a1 – b1 = 1413 – 1068 = 345 mm

Ta dời mỏy lại gần trong mia ở đõy ta chon mia

B v l m tương tự Ta ngắm mỏy về điểm thứ nhất ta

đọc chỉ số mia tại l a2 = 7 m v tương tự ngắm

mỏy về điểm ta đọc chỉ số tại mia B l b2 = 1032 m)

5 Ta trừ a2 cho b2 để cú được chờnh cao giữa điểm

v B

=> hờnh cao giữa điểm v B khi ta đặt mỏy ở gần B h2 = a2 – b2 = 1379 – 1032 =

347 mm

ậy chênh cao giữa điểm v B khi ta đặt máy ở giữa v đặt máy gần B thì độ chênh cao lệch nhau sẽ l

∆H = h1 – h2 = 345 – 347 = - 0002 mm

=> Lưu ý hi ta kiểm tra độ sai số góc i của máy thì ∆ không được lệch quá mm tức

l 0,00 m

VIII Cách tru ề ca độ từ ốc ốc ra đ ể bất ỳ

Ví dụ 1: Ta muốn đấp đất san lắp lên 0m từ cao độ mặt đất tự nhiên có code cao độ

0.000m (H0 = 0m ta l m như sau

- Ta đặt máy ở giữa điểm A và B (nhớ cân bằng máy chính xác)

- Ta ngắm máy về mia tại A (mốc gốc đọc chỉ số trên mia a=0.7m , tương tự ta ngắm máy về điểm thứ điểm cần san lắp đọc chỉ số tại mia B (b= 1.05m) Vậy

độ cao cần san lắp sẽ là:

∆h = b – a = 1.05 – 0.7 =

0 5m độ chênh cao giữa 2

mia)

Hb = ∆h + 0 = 0.35 + 2.0 =

2.35m

 ao độ cần san lắp là Hb =

2.35m

đất tự nhiên Ta cần cắt đầu cọc từ cao độ mặt đất tự nhiên code 0.0 xuống 0 m ta làm như sau

- Ta đặt máy sao cho ngắm được điểm A và B (nhớ cân bằng máy chính xác)

- Ta ngắm máy về mia tại A (mốc gốc đọc chỉ số trên mia (a= m , tương tự ta ngắm máy về điểm thứ 2 đầu cọc cần cắt) do cọc cần cắt thấp hơn code 0.0 l 0.4m

vì thế ta dịch chuyển mia lên xuống sao cho chỉ số đọc tại mia B là

b= a + đoạn cọc cần cắt = 1.2 + 0.4= 1.6 m thì dừng lại và gạch đế mia tại B đó sẽ l cao độ cọc cần cắt

P Ụ LỤ

1 ấu tạo máy thủy bình 1

a ác bộ phận của máy 1

b ấu tạo hình học của máy thủy bình 1

c ấu tạo của chân máy 2

Mia thủy chuẩn 2

a ấu tạo 2

b o khoảng cách bằng mia v lưới chữ thập máy thủy bình 3

ựng máy v cân bằng 4

o thủy chuẩn hình học từ giữa bằng máy thủy bình 4

c o chênh cao giữa hai điểm v B 4

d iểm tra độ cao bulông 6

Bố tr điểm cao độ từ thiết kế ra thực địa bằng máy thuỷ bình 7

5 o góc 8

iểm tra sai số góc i 8

7 ách truyền cao độ từ mốc góc ra điểm bất k 9