INTERNACIONALNI UNIVERZITET TRAVNIK SAOBRAĆAJNI FAKULTETE SAOBRAĆAJNO – GRAĐEVINSKO INŽENJERSTVO
Tema: GEODETSKI RADOVI U POJEDINIM GRANAMA GRAĐEVINARSTVA (Vrste instrumenata u Geodeziji) SEMINARSKI RAD
Predmet: Geodezija Mentor: Doc. dr. sc Stević Dragan
Student: Nermina Muminović Br. Indexsa: S – 16 – I / 11
Travnik, Siječan 2013.
Sadržaj:
Strana
1. UVOD ................................................................................................................................................4 2. PREDMET GEODEZIJE ..............................................................................................................6 3. PODJELA GEODEZIJE ................................................................................................................6 4. GEODETSKI RADOVI U POJEDINIM GRANAMA GRAĐEVINARSTVA .....................................................................................................................6
5. GEODETSKI
RADOVI KOD PROJEKTOVANJA I GRAĐENJA PUTEVA, ŽELJEZNICA I AERODROMA .....................................................................................................7
6. RADOVI U CILJU ODREĐIVANJA VELIĈINE POMIJERANJA GRAĐEVINE ILI TLA....................................................................................................................................................9 6.1. Metode za odreĊivanje pomijeranja i deformacija ..........................................................9 6.2. Koordinacija metoda mjerenja ........................................................................................11 6.3. Naĉin odreĊivanja položaja toĉaka zajedniĉkog skupa ............................................12 6.4. Klasiĉne geodetske metode .............................................................................................13 6.5. Metode presijecanja .........................................................................................................13 6.6. Metoda poligonskog vlaka ..............................................................................................14 6.7. OdreĊivanje komponente » ∆H « ....................................................................................14 6.8. Metoda aliniranja ..............................................................................................................15
7. VRSTE GEODETSKIH INSTRUMENATA ..........................................................................16 7.1. Vrste libela .........................................................................................................................16 7.1.1. Cijevna libela .........................................................................................................16 7.1.2. Dozna ili kružna libela ..........................................................................................17 7.1.3. Posebne konstrukcije libela ..................................................................................17 7.2. Vrste teodolita ....................................................................................................................17 7.2.1. Karakteristike osi teodolita ..................................................................................18 7.2.2. Prisilno centriranje ...............................................................................................18 7.2.3. Centriranje teodolita .............................................................................................19 7.3. Viziranje .............................................................................................................................19 7.4. UreĊaji za oĉitavanje krugova .........................................................................................19 7.5. UreĊaj za automatsku stabilizaciju indeksa ...................................................................21 7.6. Fotografska i fotoelektriĉna registracija .........................................................................22 7.7. Posebne konstrukcije i dodaci teodolitu ..........................................................................23 7.7.1. Laserski teodolit .....................................................................................................23 2
7.8. Giroteodolit ........................................................................................................................23 7.9. Teodolit s autokolimacijskim okularom ..........................................................................24 7.10. Busola ...............................................................................................................................25 7.10.1. Optiĉki visak ..........................................................................................................25 7.10.2. Laserski optiĉki visak ............................................................................................26 7.11. Instrumenti za alinjiranje s durbinom ..........................................................................26 7.12. Instrumenti za mjerenje visinskih razlika ....................................................................26 7.12.1. Nivelir .....................................................................................................................26 7.12.2. Optiĉki kompenzator .............................................................................................27 7.12.3. Mjerne letve nivelira .............................................................................................29 7.13. Instrumenti s rotirajućom laserskom zrakom ..............................................................30 7.14. Tehniĉka rješenja ............................................................................................................30 7.15. Tehimetri ..........................................................................................................................31 7.15.1. Elektroniĉki tehimetri ...........................................................................................31 7.15.2. Kombinirani elektroniĉki tahimetri ......................................................................31 7.15.3. Integrirani tahimetri .............................................................................................33
8. ZAKLJUĈAK ..................................................................................................................................34 9. POPIS LITERATURE ...................................................................................................................35 10.POPIS SLIKA ..................................................................................................................................36
3
1. UVOD Geodezija je nastala dosta davno, kad i glavne i linearne mjere, tako da se može smatrati jednom od najstarijih nauka. Njen nastanak vezuje se za potrebu premjeravanja zemljišta radi utvrĎivanja granice i površine posjeda. Kasnije se njen domen proširio i na odreĎivanje oblika i dimenzija naše planete. Sa razvitkom nauke i tehnike geodezija je postajala sve neophodnija, tako da se danas ne može zamisliti nijedan tehnički rad bez njene primjene. Geodezija je svoje ime dobila od Grčke riječi geo-zemlja i debris-mjeriti, dijeliti. U svom prvobitnom razvitku geodezija je imala to značenje, ali danas, kada znamo što sve obuhvata, ovaj naziv više nije adekvatan. Geodezija je znanost koja se bavi izmjeravanjem i kartiranjem zemljine površine i promatranjem njenog gravitacijskog polja i geodinamičkih pojava kao: pomicanjem polova, plimom i osekom, te gibanjem zemljine kore u trodimenzionalnom prostoru kroz vrijeme. Osobe koje se profesionano bave geodezijom zovu se geodeti. Slobodnim riječima možemo reći da je geodezija znanost koja se bavi izmjerom zemljine površine te prikazivanjem te površine izradom planova i karata. Ona je jedna od tehničkih znanosti, a čini je pet grana: - kartografija - fotogrametrija i daljinska istraživanja - pomorska, satelitska i fizikalna geodezija - primijenjena geodezija - geomatika Iako su te grane geodezije relativno dobro raspoznatljive, svaka od njih ima i nešto zajedničko s ostalima. Geodetska izmjera ili kraće samo izmjera je prikupljanje, obrada i prikazivanje podataka geodetskim metodama. Geodetske metode su takve metode prikupljanja, obrade i prikazivanja podataka koje su svojstvene geodeziji, odnosno njezinim granama: kartografiji, fotogrametriji, pomorskoj, satelitskoj i fizikalnoj geodeziji, primijenjenoj geodeziji te geometriji. Najčešći su oblici prikupljanja podataka u geodetskoj izmjeri neposredno prikupljanje - mjerenjem geodetskim instrumentima ili posredno prikupljanje - mjerenjem snimaka. U geodetske metode prikupljanja podataka mogu se ubrojiti: ortogonalna metoda, polarna metoda ili tahimetrija, terestrička i aerofotogrametrija, daljinska istraživanja, nivelman, trigonometrijsko odreĎivanje visina, globalni sustavi za odreĎivanje položaja (GPS) i dr. Pri obradi prikupljenih podataka danas se služimo računalima, a pri matematičkoj obradi mjerenih podataka obično se primjenjuju postavke i metode matematičke statistike, teorije pogrešaka i računa izjednačenja. Prikupljeni podaci dalje se obraĎuju i postaju dijelovi raznih prostornih informacijskih sustava. Rezultati izmjere najčešće se prikazuju na kartama. U prošlosti je geodetska izmjera uglavnom služila za odreĎivanje meĎusobnog položaja točaka na Zemljinoj površini te za prikupljanje podataka o reljefu i izgraĎenim objektima. Razvojem tehničkih sredstava za prikupljanje, obradu i strucni nazivnje podataka stvoreni su uvjeti za izmjeru ne samo zemljišta, nego i drugih objekata geodetskim metodama. Geodezija potječe iz grčkog jezika, to je znanost koja se bavi izmjerom i prikazivanjem zemljišta i Zemlje za praktično-teh.i znanstvene svrhe ( izrada zemljopisnih karata i raznih vrsta planova, izgradnja puteva, raznih vrsta graĎevinskih objekata, odreĎivanje obllika i veličine Zemlje te njezina gravitacijskog polja i 4
dr.). Praktično tehnički dio geodezije naziva se praktična, primjenjena, niža geodezija ili topografija i bavi se metodama odreĎivanja položajne ( horizontalne ) i visinske izmjere zemljišta za svrhe graĎevinarstva, navigacije, geofizike, zemljopisa i stvari od državnog interesa. Znanstveni dio geodezije naziva se viša geodezija i zasniva se na zakonima fizike, astronomije, matematike i računa izjednačenja. OdreĎivanje položaja geodetskih točaka na neravnoj površini zemlje izvodi se uz pomoć mreže trokuta mjerenjem svih kutova (triangulacija), svih stranica u trokutu (trilateracija) ili mjerenjem barem jedne stranice trokuta (mjerenje baze). Ako se odreĎuje položaj točaka na zemlji, onda je to moguće odrediti astronomskom metodom ili računanjem zemljopisnih koordinata metodama sferne trigonometrije, a ako je svrha odreĎivanje točaka na terenu (izrada karata i planova), onda se problemi rješavaju ravninskom trigonometrijom i analitičkom geometrijom. Visinski se odnosi odreĎuju ili mjerenjem (niveliranje) ili računski (iztriangulacijske mreže). Riječ geodezija se već pojavljuje kod Aristotela. Mjerenje meridijanskih stupnjeva s svrhom odreĎivanja oblika i veličine zemlje bila je stara metoda geodezije kroz stoljeća, a tek u XIX. stoljeća radovima C.F.Gaussa, F.W. Bessela, F.R. Helmetra geodezija postaje prava znanost. MeĎunarodna suradnja u geodeziji zasnovana je na nekoliko meĎunarodnih udruga.
5
2. PREDMET GEODEZIJE U početku geodezija se bavila samo premjerom, deobom i računanjem površina parcela, dok je danas ovo samo jedan mali dio njenog običnog djelokruga rada. Njena djelatnost se u najkraćim crtama sastoji od sljedećeg: -
Premjer svih oblika i dimenzija površina, zapremina prirodno ili vještački stvorenih tijela; Pronalaženje, izučavanje i usavršavanje metoda premjeranja zemljine površine u cilju izrade topografskih podloga; Konstruisanje novih i usavršavanje postojećih instrumenata (koji su danas u upotrebi) i potrebnih pribora za mjerenje i izradu topografskih podloga; OdreĎivanje parametara u cilju utvrĎivanja točnog oblika i dimenzija naše planete; Prenošenje, obilježavanje i praćenje svih tehničkih vještačkim putem stvorenih objekata i to kako u toku gradnje, tako i po završetku izgradnje.
Za rješavanje svih zadataka geodezije koristi razvitak i dostignuća skoro svih ostalih tehničkih i prirodnih nauka. Nauke koje čine osnovu geodezije su: matematika, mehanika, fizika, astronomija, geografija, geologija i u novije vrijeme, elektronika, elektronska optika, ekonomika, fotografija, pravo i meteorologija.
3. PODJELA GEODEZIJE Kako se sav rad iz oblasti geodezije, po svojoj točnošću, ne može smatrati kao jedna kategorija, to se s obzirom na veličinu promjera i vrste mjerenja koju treba obaviti, pristupilo kategorizaciji opće geodezije na tzv. višu i nižu geodeziju. Smatra se da u domen više geodezije spadaju svi radovi kod kojih treba uzeti u obzir krivinu Zemljene površine. U ovu kategoriju mogu se svrstati: odreĎivanje oblika i dimenzija cijele Zemlje, odreĎivanje osnove ( trigonometrijska mreža viših redova, nivelman visoke točnosti i precizni nivelman ) koja će dalje poslužiti za izvršenje premjera u cilju izrade topografskih obloga, kao i gradnja velikih graĎevinskih i osjetljivih objekata, gdje se traži visoka preciznost u radu. Svi osnovni radovi oko stvaranja osnove za premjer, kao i premjer ma kakvih i kolikih površina i objekata kod kojih nije potrebno voditi računa i uzimati u obzir popravke zbog zakrivljenosti Zemlje, mogu se svrstati u domen niže geodezije. Ipak, strogo uzevši, teško je razgraničiti operacije koje strogo pripadaju jednoj i drugoj vrsti geodezije. Inženjer treba sam da sagleda problem i odredi točnost, kao i vrstu pribora i osnovu sa koje treba izvršiti mjerenjem ili izradu potrebnih podloga.
4. GEODETSKI RADOVI U POJEDINIM GRANAMA GRAĐEVINARSTVA Iz predhodnog gradiva vidjeli smo predmet, zadatak i način izvoĎenja geodetskih radova u oblasti primjenjivanja geodezije. TakoĎe, moglo se zaključiti da se većina tih radova odnosi na graĎevinsku tehniku. Kada se graĎevinski stručnjak u tim radovima obavezno pojavljuje, ako ne kao izvoĎač, onda kao projektant, investitor ili nadzorni organ, neophodno je da on točno zna koje se vrste geodetskih radova, u kojoj fazi i kom obimu mora izvesti da bi se što bolje i ekonomičnije uradio i realizovao odgovarajući graĎevinski projekat.
6
Pošto graĎevinarstvo prestavlja jednu široku oblast tehnike, koja je sama po sebi podjeljena na više užih grana, to se za svaku tu granu pojavljuje i odgovarajuća vrsta neophodnih geodetskih radova u fazi njenog djelovanja. Tako bi se mogli svi geodetski radovi neophodni u graĎevinarstvu podijeliti na: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Geodetske radove kod projektovanja i graĎenja dalekovoda i žičara, Geodetske radove kod projektovanja i graĎenja puteva, željeznica, aerodroma Geodetske radove kod projektovanja i graĎenja tunela Geodetske radove kod projektovanja i graĎenja mostova Geodetske radove u hidrotehnici: Kod projektovanja i graĎenja brana – hidroelektrana, Kod regulacije rijeka, Kod melioracije zemljišta, Kod vodovoda i kanalizacija i Geodetske radive kod projektovanja i graĎenja zgrada.
Polazeći od predpostavke da je čitalac ovog poglavlja već upoznat sa instrumentarijem, metodama mjerenja i računanja u cilju izrade raznih vrsta topografskih podloga, njihove točnosti, kao i načinom prenošenja – obilježavanja točaka, linija i površina na teren, to će se u daljem izlaganju govoriti samo o neophodnim geodetskim radovima u pojedinim granama graĎevinarstva bez ulaženja u detalje i metode rada. Pored prethodno navedenih potrebnih geodetskih radova koji se moraju predvidjeti da se urade za svaki projekat kod svih vrsta gradnje graĎevinskih objekata, za svaki graĎevinski projekt nekog objekta mora se uraditi i tzv. elaborat eksproprijacije zemljišta zahvaćenog graĎevinskim objektom. Ovaj elaborat radi geodetski stručnjak na osnovu podataka prikupljenih na terenu i ugraĎenog glavnog graĎevinskog projekta. Ne može se pristupiti prenošenju na teren graĎevinskog projekta obilježavanja graĎevinskih profila, dok se predhodno ne sprovede eksproprijacija zemljišta na osnovu uraĎenog elaborata. Pored ovog, moraju se po završetku gradnje svakog graĎevinskog objekta prikupiti – snimiti stanje izvedenog objekta – graĎevine, sa svim eventualnim izmjenama u procesu gradnje glavnog projekta, te na osnovu svih tih podataka uraditi tzv: ”Arhivski projekat” dotičnog objekta, koji će se čuvati u arhivi i ako zatreba poslužiti eventualnoj revitalizaciji graĎevine u slučaju kakvih potresa i rušenja, oštećenja objekata.
5. GEODETSKI RADOVI KOD PROJEKTOVANJA I GRAĐENJA PUTEVA, ŽELJEZNICA I AERODROMA Proces geodetskih radova, koji treba da se obavi od trenutka zamisli (odobrenja) pa do momenta eksploatacije nekog saobraćajnog objekta tipa puta, željeznice i sl. , mogao bi se podijeliti na sljedeće etape: 1) Priprema, prikupljanje i dopuna topografskih podloga sitnijih razmjera kao i druga vrsta potrebnih mjerenja za fazu istražnih radova, 2) Prikupljanje svih potrebnih podataka i topografskih podloga, 3) Geodetski radovi za prenošenju trase na teren, snimanju podužnih i poprečnih profila, izrada situacije u krupnoj razmjeri obično 1:1000 kao i posebnoj situaciji na mjestima ukrštanja trase sa raznim vodenim tokovima, jarugama ili drugim oblicima vještačkih stvorenih objekata. Pored 7
ovog u ovu grupu radova dolazi i prikupljanje na terenu drugih neophodnih podataka vezanih za izradu glavnog projekta. 4) Geodetski radovi na obilježavanju graĎevinskih profila u procesu grubih zemljinih radova i davanju preciznih podataka o pravcu i niveleti u fazi izrade gornjeg stroja prometnog objekta ili montaže konstrukcije. U geodetske radove vezane za fazu istražnih radova spadaju sljedeći: -
-
Prikupljanje topografskih podloga – karata sa vertikalnom predstavom terena, sitnom razmjerom kao što su 1:25 000 do 1:100 000, i dopunskim ucrtavanjem na njima svih mjesta koja mogu biti nesavladive prepreke ili koja se, s obzirom na svoj karakter, namjenu ili porijeklo ne mogu niti presjeći ni izmjestiti. Prikupljanje s dopunom topografskih podloga – karata krupnijih razmjera na kojima se nanose fiksne točke – krajevi pojedinih dionica i biraju se generalno najpovoljniji pravci pružanja trase izmeĎu ustanovljenih fiksnih točaka, vodeći računa o svim tehničkim uslovima koje treba ta prometnica da zadovoljava.
Kada se završi istražni radovi i napravljen elaborat i projektni zadatak sa potrebnom odgovarajućom dokumentacijom, tada pri izradi glavnog projekta mogu da nastupe dvije vrste tehničkih (metoda) predradnji izrade glavnog projekta. Zavisno od toga koja će se od pomenutih metoda primjenjivati zavisi vrsta i obim upotrebljenih geodetskih radova. Izbor metoda je funkcija od više parametara kao što su: oblik terena, hitnost izrade glavnog projekta, veličina materijalnih sredstava predviĎenih za izradu projekta, kvalitet raspoloživog kadra kao i niz drugih parametara. Po prvoj metodi, da bi se došlo do svih potrebnih elemenata za izradu glavnog projekta direktno se polaže trasa sa svim njenim elementima (pravcima i krivinama u prostoru postavljenim) na terenu. Ova se metoda često u literaturi naziva direktno trasiranje. Upotreba ove metode eliminiše izradu idejnog projekta. Jasna je, samo po sebi, koji su geodetski radovi kod primjene ove metode. Druga metoda istiskuje prikupljanje ili izradu topografskih podloga pojasa odreĎene širine (najčešće je to oko 300 do 400 m) razmere 1:5000 ili još i krupnije, na kojoj se povlači trasa prometnice i radi idejni projekat koji pored ove situacije mora sadržati još i izraĎen podužni profil, poprečne profile na karakterističnim mjestima, raspored masa, elaborat eksproprijacije, površine slivova pojedinih dijelova potrebnih za sračunavanje otvora vještačkih objekata. Često se u literaturi navodi: da se, radi snimanje pojasa odreĎene širine kojim će proći buduća trasa prometnog objekta, postavlja tzv. „operativni poligon” i to što bliže liniji nultog nagiba – osovini buduće trase. Za sve točke operativnog poligona treba sračunati koordinate i nadmorske visine. Najobimnija grupa geodetskih radova kod projektovanja i graĎenja prometnih objekata odnosi se na geodetske radove koji se moraju obaviti da bi se dobili svi potrebni elementi za izradu glavnog projekta. Kao podloga za ovu grupu radova služi ureĎeni idejni projekat koji daje samo orijentacionu predstavu o potrebnim radovima i pravcu pružanja trase budućeg objekta. Prilikom prenošenja trase (odreĎene u idejnom projektu) nekom od poznatih metoda na teren, bira se definitivno njeno mjesto, pri čemu se vodi računa o svim parametrima koje diktiraju terenski uslovi i tehnički propisi, za svako teren-točku u kojoj trasa mijenja svoj pravac u horizontalnom pogledu. Po završenom definitivnom usvajanju i stabilizovanju položaja svakog trena pristupa se detaljnom obilježavanju osnovne buduće prometnice. Razmak izmeĎu dviju susjednih detaljnih osovinskih točaka to zavisi od oblika reljefa, ali ne bi trebalo da bude veći od 25-30m. Naravno da se prilikom detaljnog obilježavanja osnovne prometnice poznatog pod nazivom 8
„stacioniranje” istodobno vrši i obilježavanje krivinskih točaka, tj.: krivih linija kojima je osovina aproksimirana izmeĎu dva susjedna pravca. Prilikom stacioniranja osovine trase obavezno treba voditi skicu u kojoj se unose svi numerički podaci koji analitički definišu položaj trase kao i svi drugi važni podaci. Uporedo sa stacioniranjem osovine trase može da se izvodi i snimanje poprečnih profila na svakoj osovinskoj točki, ili pak, po završenom stacioniranju. Snimanje poprečnih profila može da se izvodi ili pomoću nivelira, prizne i pantljike (u ravničastom terenu) ili pak pomoću ravnjače i podravnjače (u brdovitom ili jako zaraslom ili uzidanom terenu). Širina pojasa snimanja poprečnih profila zavisi na prvom mjestu od nagiba terena i zahtjeva projektovanja (najčešće ona iznosi oko 25 m lijevo i desno od osovine trase). Osim ovih radova za dobijanje vertikalne predstave, kako pri snimanju poprečnih i podužnih profila i izradi situacije pojasa duž cijele trase, tako i radi izvoĎenja – gradnje objekata, postavlja se u neposrednoj blizini osovine trase na meĎusobnom rastojanju od 0, 5 do 1km niz stalnih dobro stabilizovanih visinskih točaka koje meĎusobno povezane definišu u visinskom pogledu nivelmanski vlak. Nadmorske visine ovih točaka odreĎuju se sa točnošću ±1 mm po istom principu po kojem se odreĎuju i nadmorske visine repera u geodeziji. Obavezno i stalne točke i tjemena trase osiguravaju se radi lakšeg nalaženja pri kasnijem korištenju. Osim ovih naprijed navedenih radova u ovoj fazi rada na terenu je potrebno detaljno snimiti i sva mjesta gdje se predviĎa izrada raznih vrsta objekata u cilju savlaĎivanja izvjesnih prirodnih ili vještačkih prepreka kao što su razne vrste mostova, vijadukta i njima sličnih objekata. Pri tom snimanju projektant takvih objekata je dužan da na terenu odradi granicu snimanja tih posebnih lokacija, razmjeru, potrebne usluge presijeka i druge detalje. TakoĎe je dužnost ekipe koja izvodi snimanje pojasa duž trase da snimi i na topografskoj podlozi odgovarajućim topografskim znakom vidno obilježi, sve vrste majdana, tresetišta, ručeva i slične za projektovanje važne detalje. Namjena i tehnika izvoĎenja geodetskih radova u fazi – 4 detaljno je data naprijed u poglavlju. Prenošenje i obilježavanje projekta na teren. Ovdje se samo navodi da geodetske radove koji se odnose na davanje definitivne nivelete, pravca i širine gornjeg stroja treba izvoditi osobito pažljivo i odgovarajućim priborom; pošto se u toj fazi graĎevinskih radova u pitanju skupi materijali i osjetljivi radovi koji mogu kasnije dovesti u fazu eksplatacije, do naknadnih nepredviĎenih dopusnih radova. Naime, ako nije točno dat poprečni ili podužni pad, odvodnje sa gornjeg stroja neće pravilno funkcionisati, ako nije točno obilježen poprečni pad ili proširenje, brzine vozila predviĎene projektom neće biti moguće realizovati i sl.
6. RADOVI U CILJU ODREĐIVANJA VELIĈINE POMIJERANJA GRAĐEVINE ILI TLA 6.1. Metode za odreĊivanje pomijeranja i deformacija U praksi se često javlja potreba za odreĎivanjem veličine pomjeranja – klizanja tla ili deformacije raznih vrsta graĎevina. Suština odreĎivanja tih veličina promjena stanja Zemljine površine ili nekog objekta zasnovao se na odreĎivanju razlika položaja izabranih reprezentativnih točaka, izmeĎu nekog prvobitnog – nultog mjerenja i narednih tekućih mjerenja. Za odreĎivanje tih pomjeranja mogu se primjeniti dva načina. Prvi način odreĎivanja je pomoću čisto geodetskih metoda mjerenja potrebnih elemenata i specijalnim načinom obrade dobijenih rezultata mjerenja. Kod ovih radova, u principu, se mogu primjeniti sve geodetske metode mjerenja pod uslovom da, s obzirom na korišteni instrumentarij obezbjeĎuje potrebnu točnost u rezultatima mjerenja, jer su najčešća pomjeranja čije veličine treba odrediti – reda veličine 10 3 m. 9
Drugi način odreĎivanja veličine pomijeranja je pomoću tzv. » fizičkih metoda « mjerenja. Mjerenje se izvodi raznim priborima koji neposredno daju veličinu pomjeranja ili deformacija. Kao pribor, koriste se uglavnom sljedeći ureĎaji: klatno sa koordinatometrom, klinometar, veoma osjetljive libele, elektronske libele, tenzometri i slični ureĎaji. Za mjerenje deformacija napona i temperature kod masivnih betonskih konstrukcija, upotrebljavaju se i specijalno baždareni električni ureĎaji u samoj masi betonske konstrukcije. Pomijeranje i deformacije čije veličine treba odreĎivati, uglavnom su vezana za izučavanje raznih tektonskih poremećaja, klizišta, deformacija velikih betonskih i čeličnih konstrukcija sličnih fizičkih oblika. Osobine i veličine očekivanih deformacija mogu biti veoma različite, tako da se ne mogu sve svesti na jednu zajedničku zakonitost ponašanja. Svaka od njih zahtjeva poseban tretman. Tako npr. Deformacije mogu biti lokalne, regionalne ili globalne. Pri tome, može se zahtijevati njihovo prostorno odreĎivanje ili pak, samo njihove komponente u odreĎenim pravcima. S druge strane, promjene koje treba pratiti i odreĎivati njihov intenzitet mogu biti brze, spore, periodične ili aperiodične. Svi ovi parametri uslovljavaju i odgovarajući tretman i metodu mjerenja. Svaki od posmatranih objekata za koji se želi odreĎivati kroz odreĎeni vremenski period, deformacija ili nastalo pomjeranje; aproksimira se odreĎenim brojem reprezentativnih točaka. Izbor i mjesto ovih točaka, kao i način materijalizovanja, odreĎuje za to najkompetentnije stručno lice za čiji se račun to i obavlja. Pri tome da bi se mogle odreĎivati uslovno rečeno
Slika 1. Jasan prikaz pomjeranja kod klizišta ili pak pomjeranje kod ispiranja lučke brane ili bolje prikaz kod zemljine brane
» apsolutne « veličine nastalih deformacija ili pomijeranja: potrebno je da se postavi na terenu u blizini posmatranog objekta drugi skup stalnih stambenih točaka i to po mogućnosti ako ne sve, a ono odreĎeni broj tih točaka van zone uticaja mogućih deformacija ova vrsta točaka naziva se osnovnim – baznim točkama i njihov položaj i način materijalizacije i signalizacije bira i rješava geodetski stručnjak koji će obavljati sav taj posao. Kod daljeg rada i računanja obje ove vrste točaka posmatraju se kao jedna cjelina, jedan zajednički skup točaka i pritom se vrši odreĎivanje deformacije ili pomjeranje točaka na objektu u odnosu na ove osnovne točke geodetskim metodama mjerenja i odgovarajućim načinom obrade tako izmjerenih veličina. Potrebna geodetska mjerenja vrše se u odreĎenom vremenskim intervalima. Prva 10
serija se naziva » nultom « koja se odreĎuje nulti – početni položaj u prostoru za svaku točku u pomenutom skupu točaka. Ponovljenom serijom mjerenja dobija se nova vrijednost za položaj točaka na objektu. Iz razlike položaja (koordinata) točaka u odnosu na nulti položaj, dobiće se veličine nastalih deformacija, odnosno nastalog pomjeranja. Pri ovom se smatraju osnovne geodetske točke kao stabilne ili se pak njihova stabilnost kontroliše specijalnim postupkom mjerenja i obrade podataka mjerenje u svakoj seriji mjerenja. Trenutke mjerenja ili vremenski razmak izmeĎu svake serije mjerenja odreĎuje odgovarajući stručnjak za čiji se račun i obavljaju ta mjerenja. Analizirajući načine kako se pomjeranja i deformacije odreĎuju kod geodetskih i fizičkih metoda da se zaključiti da pomjeranja dobivena geodetskim metodama imaju apsolutni karakter pošto se odreĎuju u odnosu na stabilne točke koje se nalaze izvan uticaja pomjeranja. Ovo se pak ne može reći za fizičke metode kod kojih se pomjeranje ili deformacija dobija kao relativna veličina pošto se i ureĎaj sa kojim se obavlja mjerenje nalazi na objektu znači u zoni podložnoj promjenama. Znači, jedino se geodetskim metodama mjerenja i odgovarajućim načinom obrade podataka dobijaju apsolutne veličine vektora pomjeranja ili deformacija i to prema zahtjevu: ili u ravni » OXY « ili u prostoru (OXYH). Što se tiče mogućnosti postignute točnosti kod tako izvršenih geodetskih mjerenja; ako se izabere pri tome mjerenjima odgovarajući pribor i metoda samog mjerenja moguće je postići točnost reda veličine (2 – 3 ) · 10 4 m u ravni » XOY « i (1 – 2) · 10 4 m po visini » H «. Za fizičke metode odreĎivanja nagiba ili deformacija smatra se da daju veću preciznost, meĎutim u praksi se pokazalo da je to irealno. Naime na osnovu dosadašnjih ispitivanja i iskustva naših poznatih naučnika i stručnjaka došlo se do zaključka da samo i jedino geodetskim metodama se dobijaju najsigurniji i najpouzdaniji podaci o veličini vektora pomaka ili deformacije geometrije objekta. Jedini uslov za primjenu geodetskih metoda je da se točke na graĎevini – objektu osmatranja postave na takvim mjestima ili tako materijalizuju kako bi se moglo njima prići ili da se mogu opažati sa točaka osnovne geodetske mreže. MeĎutim, taj se problem u praksi uvijek da riješiti. Kod geodetskih metoda odreĎivanja vektora pomaka ili deformacije geometrije objekta, treba na osnovu općih karakteristika: očekivanih deformacija dobijenih od projektanta, ili kod pomjeranja tla dobijenih od geomehaničara da se za svako ispitivanje, serije mjerenja posebno razradi plan opažanja, metode mjerenja, potreban instrumentarij, način odabira podataka, prezentiranje dobivenih rezultat, kao i niz drugih potrebnih podataka i to sve u formi tzv: » projekta oskulacije « sve ovo treba uraditi kako se ne bi desilo da se ispusti ili zanemari neki od bitnih faktora u fazi ispitivanja i mjerenja koji bi imao odlučujući uticaj na dobijanje rezultata odnosno veličinu i pravac vektora pomaka – deformacije ispitivanog objekta. Izrada projekta geodetske mreže točaka sa koje će se izvoditi ispitivanje i odreĎivanje veličine vektora pomaka ili deformacije geometrije objekta, treba da slijedi tek poslije detaljnog proučavanja dokumentacije istražnih geotehničkih radova, projekta graĎevine i konstrukcije sa projektantom objekta i geomehaničarom.
6.2.
Koordinacija metoda mjerenja
Ukoliko se izvodi ispitivanje i odreĎivanje veličine deformacije nekog objekta geodetskim i fizičkim metodama, moraju se mjerenjem obavljati sinhronizovano i u isto vrijeme sa potpunom koordinacijom izmeĎu svih mjerenja na jednoj graĎevini. Ukoliko se mjerenje tako ne izvodi, ne mogu se kod analize dobijenih rezultata mjerenja zajednički povezivati i interpretirati što je veoma važno za stručnjaka koji to 11
treba da obavi. Pod koordinacijom radova treba razumjeti povezivanje geodetskih mjerenja sa svim ostalim mjerenjima (fizičkim metodama) u istim vremenskim trenucima, prema istim točkama i istim dijelovima konstrukcije. Zbog ovog svega potrebno je da se u fazi izrade programa geodetskih mjerenja točno zna koje će se sve druge vrste mjerenja izvoditi. Tako npr. potpuna koordinacija mjerenja mora se sprovesti kod svih probnih ispitivanja mostovskih konstrukcija, raznih nosača, hala, brana i drugih konstrukcija kod kojih se simulira vještačkim putem potrebno opterećenje ili sila. Drugi je pak slučaj kada se radi o ispitivanju raznih vrsta klizišta ili objekata u pokretu kada se uglavnom koriste samo geodetske metode, kada nema potrebe za sinhronizacijom geodetskih radova. U ovakvim slučajevima geodetska mjerenja se sama sinhronizuju sa zahtijevanim vremenskim trenucima predviĎenim od strane naručioca tih radova. Sličan je ovome i slučaj kada se samo geodetskim metodama vrši ispitivanje slaganja temelja nekih graĎevina, tla i drugih analogno ovim problemima.
6.3.
Naĉin odreĊivanja položaja toĉaka zajedniĉkog skupa
OdreĎivanje koordinata točaka (položaja) osnovne geodetske mreže kao i točaka na deformabilnoj sredini kojima se aproksimira ispitivani objekat: može se vršiti u državnom koordinatnom sistemu ili pak u lokalnom koordinatnom sistemu. Koji će se sistem uzeti zavisi od više činioca, kao što su postojanje dovoljnog broja potrebne točnosti točaka državnog sistema u blizini ispitivanog objekta, njihova pravilna rasporeĎenost van zone uticaja ispitivanog objekta, mogućnost pravilnog povezivanja točaka postavljenih na ispitivanom objektu sa ovim u cilju stvaranja jedne homogene cjeline, mogućnost izvršavanja što točnijeg mjerenja svih potrebnih uglovnih i linearnih veličina, način odreĎivanja koordinata točaka drugog podskupa (na ispitivanom objektu) kao i niz drugih parametara vazanih za terenske i druge uslove. Kako se u većini slučajeva ne mogu zadovoljiti svi traženi zahtjevi, to se i najčešće postavlja tzv. samostalna mreža čiji se položaj odreĎuje u lokalnom koordinatnom sistemu ili se samo preko jedne točke i početnog direkcionog ugla cijele mreže koja se orijentiše u državnom koordinatnom sistemu. Pored ovih riješenja postoje i neka druga o kojima se ovdje neće govoriti, jer uopće nije bitno u kakvom koordinatnom sistemu će se odreĎivati koordinate cijelog skupa točaka. Mnogo važnije je da se položaj svih točaka u skupu uvijek odreĎuje sa zahtjevima točnosti. Zahtijevana točnost zavisi na prvom mjestu od reda veličine očekivanih pomjeranja ili deformacije geometrije ispitivanog objekta-graĎevine. Pri tome treba znati i postaviti kao početni zahtjev da se kod svakog odreĎivanja položaja točaka kako u osnovnom skupu tako i u oba podskupa moraju odreĎivati točke sa točnošću reda veličine koja je u odnosu na očekivanu.
Slika 2. Prikaz način određivanja položaja točaka zajedničkog skupa
12
Veličine pomjeranja ili deformacije geometrije objekta zanemarljivo mala. Ako se očekuju npr. pomjeranja ili deformacije reda veličine 10 2 m, tada treba odrediti položaj točke u cijelom skupu sa točnošću reda veličine na veće od 10 3 m. OdreĎivanja položaja točaka na deformabilnoj sredini može se vršiti nekom već poznatom metodom koja se koristi kod klasičnih radova. Kod dosadašnjih radova, a u posljednje vrijeme primjenom suvremene tehnike mjerenja dužine, za odreĎivanje veličine pomjeranja i deformacije u ravni » OXY « koriste se metode triangulacije, trilateracije i poligonskog vlaka. Dok pak za odreĎivanje komponente u pravcu visine » H « koriste se ili geometrijski ili trigonometrijski nivelman. Koja metoda će se primjeniti zavisi od više parametara kao što su terenski uslovi, raspored mreže geodetskih točaka, vrsta ispitivanja objekata, vrste pribora kojim raspolažemo za izvršenje potrebnih mjerenja, broj točaka, njihov raspored i meĎusobni razmak na ispitivanom objektu, mogućnost prilaska i postavljanja na njima pribora za izvršenje mjerenja, kao i još niz drugih parametara. Od stručnjaka koji rade projekat oskulacija je da, s obzirom na sve uslove, izabere optimalnu metodu i njoj odgovarajući pribor. Iz dosadašnjeg izlaganja da se zaključiti da se ne odreĎuje neposredno vektor pomjeranja ili deformacije u prostoru već njegove komponente u horizontalnoj i vertikalnoj ravni, a kao njihova rezultanta dobija se veličina prostornog vektora. MeĎutim, često u zavisnosti od problematike zahtijeva se samo jedna od komponente. Ove komponente mogu se odreĎivati ili pomoću klasičnih geodetskih metoda i odgovarajućeg pribora ili pomoću suvremenih geodetskih metoda i njima odgovarajućeg pribora.
6.4.
Klasiĉne geodetske metode
U ovu grupu geodetskih metoda za odreĎivanje veličine deformacije ili pomjeranja spadaju nama već od ranije poznate metode kojima se odreĎuju koordinate točke u odreĎenom prostornom koordinatnom sistemu, a preko koordinata, odnosno njihovih razlika u ovom slučaju, dolazi se do komponenti pomjeranja točke u tom istom sistemu. Na ovaj način sračunate komponente pomjeranja ∆Y, ∆X, ∆H se odnose na pravac pomjeranja točke u pravcu osovina tog koordinatnog sistema.
6.5.
Metode presijecanja
Suština i analitičko riješenje odreĎivanja položaja neke točke (koordinate Y, X) već su nam iz prvog dijela ovog udžbenika poznate.
Slika 3. Metode presijecanja
MeĎutim, ovdje ćemo samo navesti u kojim slučajevima se ova metoda primjenjuje za odreĎivanje komponenti ∆X i ∆Y vektora deformacije ili pomjeranja. Naime, može se reći da se u praksi kod velikog broja ispitivanja koristi ova metoda samostalno kada je potrebno samo odrediti pomjeranje u 13
horizontalnoj ravni ∆X i ∆Y; ili u kombinaciji sa nivelmanom kada se zahtjeva da se odredi i treća komponenta ∆X. Ovo je slučaj kada ispitivani objekat svojim položajem oblikom i rasporedom radnom točkom na objektu uslovljavatakav oblik geodetske mreže točaka prvog podskupa, sa kojih je najoptimalnije odreĎivati položaj točaka na objektu metodom presijecanja. Zatim, kada se točka na ispitivanom objektu nalaze visoko i nepristupačno pa se njihov položaj jedino može odreĎivati metodom presijecanja. U ovakvim slučajevima sve ove točke moraju biti obilježene stalnim i fiksnim signalima na koje će se vršiti opažanje. Ovi signali se ugraĎuju prilikom graĎenja objekta. Primjer ovakvih objekata su visoke betonske brane, razne vrste tornjeva, dimnjaci, visoke zgrade, velika klizišta, glečeri i drugi slični objekti.
6.6.
Metoda poligonskog vlaka
O teoretskoj osnovi odreĎivanja položaja točaka na principu poligonkog vlaka već smo se upoznali. Ovdje će mo samo odrediti pitanje primjene ove metode kao načina odreĎivanja veličine pomjeranja ili deformacije geometrije ispitivanog objekta. Kao što znamo, kod ove metode točke se povezuju uglavnom i linearnim veličinama, na osnovu kojih se odreĎuje položaj točke u vlaku. Kako vlakovi nisu uslovljeni jednim odreĎenim oblikom, već samo da su točke u vlaku pristupačne za mjerenje, njihova primjena moguća je za odreĎivanje pomjeranja – deformacije i kada se točke za ispitivanje nalaze u unutrašnjosti objekta – graĎevine, kada metoda presijecanja ne može da se primjeni. Kod primjene ove metode za odreĎivanje pomjeranja ispitivanog objekta, potrebno je takoĎe postići odgovarajuću potrebnu točnost kod mjerenja linearnih i uglavnih veličina, što s obzirom na mogućnosti suvremenih instrumenata nije problem postići. Najčešće se ova metoda primjenjuje kada se točke na ispitivanom objektu (točke drugog podskupa) nalaze u unutrašnjosti graĎevine, kod objekata koji se grade ispod površine terena, tunela, kod odreĎivanja stabilnosti većih kompleksa zemljišta – klizišta, kod dugačkih nasutih brana, kao i u svim onim slučajevima gdje se zbog odreĎenih uslova ne može primjeniti metoda presijecanja, a ova može. Kod primjene ove metode treba težiti koliko je god to moguće da se približimo zahtjevima uslovima koji se traže kod klasičnog poligonskog vlaka. Vlakove treba osloniti na trigonometrijske ili neke druge date točke ukoliko se te date točke se nalaze u blizini ispitivanog objekta, a po svojoj točnosti zadovoljavaju. Ako ovo nije slučaj, tada treba razviti lokalnu poligonsku mrežu koju možemo samo orijentisati u državnom koordinatnom sistemu.
6.7.
OdreĊivanje komponente » ∆H «
Za odreĎivanje komponente » ∆H « pomijeranja objekta po visini koristi se jedino neka od metoda nivelmana. U zavisnosti od potrebne točnosti koja se treba obezbijediti kod odreĎivanja ove komponente, terenskih uslova, gdje se ispitivani objekat nalazi, vrste i oblika ispitivanog objekta veličine očekivane promjene, kao i niza drugih sekundarnih uslova, bira se ona vrsta nivelmana koja će optimalno zadovoljiti sve tražene zahtjeve. MeĎutim, najviše se koristi, a i najtočnije je, metoda geometrijskog nivelmana. Suština geometrijskoj nivelmana i potreban pribor za njegovo izvoĎenje nam je poznat, tako da će mo ovdje dati samo njegovu primjenu kod odreĎivanja veličine komponente deformacije - ∆H ako se ispitivani objekat sleže.
14
Slika 4. Postupak određivanja komponente » ∆H «
Kod odreĎivanja ove komponente ± ∆H treba izabrati stabilnu stalnu točku, na koji se vezujemo van zone mogućih deformacija, odnosno van zone uticaja sile koja izaziva promjenu početnog stanja ispitivanog objekta, ili nekog njegovog sastavnog dijela.
6.8.
Metoda aliniranja
U praksi se često pojavljuju zahtjevi za odreĎivanje veličine pomjeranja, odnosno samo one komponente prostornog pomjeranja ili deformacije geometrije koja se pruža duž jednog odreĎenog pravca. Najčešće je taj traženi pravac u istom vremenu i pravac dejstva sile koja izaziva to pomjeranje ili deformaciju. Takav slučaj pomjeranja točaka u jednom pravcu pojavljuje se kod odreĎivanja pomjeranja točaka postavljenih na kruni brana, i to u pravcu djelovanja pritiska vode iz akumulacionog jezera, ili kod ispitivanja sleganja raznih nosača pri promjeni opterećenja kao i niz drugih sličnih promjena. Za odreĎivanje ove vrste pomjeranja, slaganja ili ugiba, koriste se veoma efikasno metoda aliniranja.
Slika 5. Metode aliniranja
Sastoji se u tome da se izabere lokalni koordinatni sistem, tako da mu se jedna od koordinatnih osovina poklapa sa pravcem dejstva sile koja dovodi do promjene, odnosno sa pravcem pomjeranja ili deformacije. Kod ove metode rada, s obzirom na način odreĎivanja veličine promjene, mogu se pojaviti dva slučaja: -
Geometrijsko aliniranje i Trigonometrijsko aliniranje.
Kod geometrijskog aliniranja na čisto geometrijski način, dolazi se do odreĎivanja veličine promjene prvobitnog stanja posmatranog objekta. Ovaj način da se efikasno primjeniti koda se može u blizini objekata koji se ispituje ili prati promjene njegovog slanja, materijalizovati vizura pomoću geodetskog običnog ili laserskog instrumenta, ali tako da bude približno upravna na pravac očekivanih promjena. 15
7. VRSTE GEODETSKIH INSTRUMENATA Jedan graĎevinski inženjer mora biti dobro upoznat s Geodezijom i mora mu biti jasno da Geodezija raspolaže velikim brojem geodetskih instrumenata. Da bi sada razbila svu ovu suhu teoriju ja ću izložiti nekoliko važnih instrumenata s kojima će mo se susretati u budućnosti.
7.1.
Vrste libela 7.1.1. Cijevna libela
Slika 6. Cijevna libela
Slika 7. Libela s kontinuiranom podjelom
Slika 8. Libela s koincidencijom mjehura: a) libela ne vrhuni, b) libela vrhuni
16
7.1.2. Dozna ili kružna libela
Slika 9. Dozna libela
Slika 11. Dozna libela za vertikalnu mjernu letvu
7.1.3. Posebne konstrukcije libela
Slika 12. Elektronička libela
7.2.
Vrste teodolita
Slika 13. Teodolit starije konstrukcije
17
Slika 15. Srednji dio teodolita s limbom
7.2.1. Karakteristike osi teodolita
Slika 16. Sustav cilindrične osi 1 alhidada, 2 kuglični ležaj, 3 horizontalni limb
7.2.2. Prisilno centriranje
Slika 17. Odvajanje teodolita za prisilno centriranje
18
7.2.3. Centriranje teodolita
Slika 19. Podložna ploča s doznom libelom za centriranje
Slika 18. Precizno centriranje teodolita na betonskom stupu (tečnost nekoliko stotinski milimetara)
7.3.
Viziranje
Slika 20. Vidno polje astronomskog (a) i terestričkog (b) durbina teodolita nakon viziranja
7.4.
UreĊaji za oĉitavanje krugova
Slika 21. Optička šhema teodolita T 16. 1 zrcalce za rasvjetu krugova, 2 zaštitno staklo, 3 pravokutna prizma, 4 kondenzor, 5 horizontalni krug, 6 pravokutna prizma, 7 objekat horizontalnog kruga, 8 pravokutna prizma, 9 staklena pločicasa zaslonom, 10 pravokutna prizma, 11 okular
19
Slika 22. Optička shema sekundarnog teodolita T2
Slika 23.Vidno polje optičkog sustava
Slika 24. Vidno polje jednostavnog optičkog mikrometra
za očitavanje limba. Očitavanje: V 84°45.7´ i Az 172°50,4´
Slika 25. Vidno polje optičkog mikrometra
20
Slika 26. Shema funkcije optičkog mikrometra sa planoaralelnim pločicama
7.5.
UreĊaj za automatsku stabilizaciju indeksa
Slika 28. Shema funkcije kompenzatora s tekućinom T1-A a) glavna s teodolita je vertikalna, b) glavna os teodolita je nagnuta prema vertikali
21
Slika 29. Kompenzator teodolita K1-A (lijevo) i shema funkcije (desno) 1 kuglični ležaj njuhala, 2 tijelo njuhala, 3 ispravno mjesto očitanja vertikalnog kruga, 4 objektiv, 5 kružna podjela vertikalnog kruga, 6 indeks za očitavanje vertikalnog kruga, 7 durbin, 8 prigušni valjak
Slika 30. Teodolit s priključnom električnom rasvjetom
7.6.
Fotografska i fotoelektriĉna registracija
Slika 31. Umetanje filma za teodolit s kodiranom podjelom FLT3
22
7.7.
Posebne konstrukcije i dodaci teodolitu 7.7.1. Laserski teodolit
Slika 32. Teodolit DK M -2A s laserom
Slika 33. Prijenos laserske svjetlosti u durbin i projekcija nitnog križa pomoću laserskog snopa, 1 izvor laserskog zraka, 2 kondenzor, 3 svjetlosna cijev, 4 nitni križ lasera, 5 optička diobena kocka, 6 filtar, 7 ispravljač, 8 dovod električne energije
7.8.
Giroteodolit
Slika 34. Shema torzijskog giroteodolita 1 nepomična osnova, 2 torzijski giroskop, 3 teodolit, 4 autokolimacijski durbin
23
Slika 35. Teodolit T2 s giroskopskim dodatkom GAK 1 i izvorom energije
7.9.
Teodolit s autokolimacijskim okularom
Slika 36. Različiti dodaci durbinu teodolita, a) okularna prizma, b) zenitna okular, c) optički mikrometar, d) pentagonalna prizma, e) optički daljinomjerni klin
24
Slika 37. Teodolit T2 s autokolimacijskim okularom
7.10. Busola
Slika 38. Kružna busola s durbinom TB
7.10.1.
Optiĉki visak
Slika 39. Optički visak ZNL (Wild)
25
7.10.2.
Laserski optiĉki visak
Slika 40. Laserski optički visak LL12
7.11. Instrumenti za alinjiranje s durbinom
Slika 41. Laser za primjenu u građevinskim radovima LS-5
7.12. Instrumenti za mjerenje visinskih razlika 7.12.1. Nivelir
Slika 42. Nivelir N10
Slika 43. Nivelir GK1
26
7.12.2.
Optiĉki kompenzator
Slika 44. Presjek nivelira Ni2 s kompenzatorom;
Slika 45. Nivelir s automatsikm horizontiranjem
1 objektiv durbina, 2 sustav prizama s kompenzatorom, 3 okular
Slika 47. Nivelir GK 1-A
27
Slika 49. Optička shema preciznog nivelira visoke točnosti Ni002; 1 zaštitno staklo (klin), 2 objektiv, 3 kompenzator, 4 nitni križ, 5dugme, 6 prizma, 7 indeks mikrometra, 8 leće, 9 zrcala na njihalu, 10 mikrometrička skala, 11 zrcalce, 12 dozna libela, 13 okular, 14 kolimator
Slika 50. Nivelir s automatskim horizontiranjem 5190
28
7.12.3.
Mjerne letve nivelira
Slika 51. Jednostavno (lijevo) i precizno (desno)
Slika 52. Precizna nivelmanska letva s centimetarskom podjelom
nivelmanska letva s polucentimetarskom podjelom
Slika 53. Očitanje jednostavne letve: 1143 mm
Slika 54. Letva s centimetarskom Slika 55. Letva s polucentimetarskom podjelom (Kern), podjelom (Wild) očitanje: 148,652 cm očitavanje:; 253,430 = 1,267 15m
29
7.13. Instrumenti s rotirajućom laserskom zrakom
Slika 56. Geoplane 300 AGA
Slika 57. Mjerni sustav precizne hidrostatske vage s indikatorom
7.14. Tehniĉka rješenja
Slika 58. Elektrooptički daljinomjer DM-2000
Slika 59. Reflektor
30
7.15. Tehimetri 7.15.1. Elektroniĉki tehimetri
Slika 60. Optički dio elektroničkog daljinomjera DI-10 na durbini teodolita T2
7.15.2.
Kombinirani elektroniĉki tahimetri
31
Slika 62. EI DI-3 na alhidadi teodolita Th 42
Slika 63. Distomat DI-3 s teodolitom T1-A; 1 baterija NiCd 12V/7Ah, dovodni kanal, 3 preklopka: metar-stopa i stupanjgrad, 4 preklopka za prijenos vertikalnog kuta u računalo, odnosno za poništenje upisa, 5 polugice za upis vertikalnog kuta, 6 preklopka: kosa dužina, horizontalna dužina, visinska razlika, 7 ekran, 8 stezaljke za vizirnu glavu, 9 protuutege, 10 ručka za prenošenje mjerne jedinice, 11 glavanometar za registraciju intenziteta signala i napona baterije, 12 glavni prekidač, 13 preklopka za mjerenje udaljenosti, odnosno testiranje napona baterije, 14 preklopka za izbor mjerila, 15 kočnica mjerne jedinice
Slika 64. Reflektor na cilju sa 9 prizama
32
7.15.3.
Integrirani tahimetri
Slika 65. Elektronički tahimetar SM 4
Slika 66. Elektronički tahimetar s registracijom podataka Geodimetar 710
33
8. ZAKLJUĈAK Geodezija je nastala dosta davno, kad i glavne i linearne mjere, tako da se može smatrati jednom od najstarijih nauka. Njen nastanak vezuje se za potrebu premjeravanja zemljišta radi utvrĎivanja granice i površine posjeda. Kasnije se njen domen proširio i na odreĎivanje oblika i dimenzija naše planete. To nam najbolje pokazuje koliki značaj geodezija ima u graĎevinarstvu. Danas se graĎevina ne može zamisliti bez geodezije. Nekada su poslove u graĎevinarstvu, od strane geodezije se obavljali tradicionalnim instrumentima, dok je danas geodezija uznapredovala kao nauka i svoj vrhunac dosegnula uvoĎenjem novih tehnologija. Promet, transport i graĎevina su djelatnosti koje se prethodno projektuju, a sam projekat čine različite vrste nauka. Jedna od nauka koja se pojavljuje i u prometu i u transportu, a i u graĎevinarstvu je geodezija. Kako promet tako i graĎevinarstvo možemo gledati kao lanac sastavljen iz karika i kada bi se jedna od tih karika izdvojila ili eliminisala taj lanac ne bi imao daljnu uputrebu. To jest ne bi dobro funkcionisao, a znamo da sistem koji ne funkcioniše nije sistem.
34
9. POPIS LITERATURE IZVORI:
[1] Geodezija VIII izmjenjeno izdanje; Slobodan Kontić; GraĎevinski fakultet u Beogradu; Beograd, 2004. [2] Opća i nacionalna enciklopedija; Antun Vujić; Zagreb, 2005. [3] Tehnička enciklopedija; Grafički zavod Hrvatska; Jugoslavenskog leksikografskog zavoda; Zagreb, 20.II.1979.
Izdanje
i
naklada
[4] Geodezija; Kontić Slobodan; Zavod za udžbenike i nastavna sredstva; Beograd, 1988. [5] Mjerni instrumenti i sustavi u geodeziji i geoinormatici; Benčić, D; Solorić, N.; Školska knjiga; Zagreb, 2008. [6] Inženjrska geodezija; savez geodetskih inženjera i geometara Jugoslavije; Naučnotehničko Savjetovanje zbornik radova ( Prvo izdanje ); Mostar, 1974. [7] Viša geodezija; A. Muminagić; GraĎevinski fakultet Sarajevo; Sarajevo, 1981. W E B S T R A N I C E:
[1] http://hr.wikipedia.org [2] http://www.lemax.hr
35
10.POPIS SLIKA [1] Slika 1. Jasan prikaz pomjeranja kod klizišta ili pak pomjeranje kod ispiranja lučke brane ili bolje prikaz kod zemljine brane ............................................................................................................... strana 11 [2] Slika 2. Prikaz način odreĎivanja položaja točaka zajedničkog skupa .............................. strana 13 [3] Slika 3. Metode presijecanja ...................................................................................................... strana 14 [4] Slika 4. Postupak odreĎivanja komponente » ∆H « ................................................................ strana 15 [5]Slika 5. Metode aliniranja .......................................................................................................... strana 16 [6] Slika 6. Cijevna libela ................................................................................................................ strana 16 [7] Slika 7. Libela s kontinuiranom podjelom ................................................................................. strana 16 [8] Slika 8. Libela s koincidencijom mjehura: a) libela ne vrhuni, b) libela vrhuni ....................... strana 17 [9] Slika 9. Dozna libela .................................................................................................................. strana 17 [11] Slika 11. Dozna libela za vertikalnu mjernu letvu .................................................................. strana 17 [12]Slika 12. Elektronička libela .................................................................................................... strana 17 [13] Slika 13. Teodolit starije konstrukcije .................................................................................... strana 18 [14]Slika 14. Suvremeni sekundarni teodolit T2 na stativu l okular optičkog viska, 2 tronožac, 3 zrncalo za rasvjetu horizontalnog kruga, 4 oslonac, 5 kočnica alhidade, 6 vijak za fini pomak durbina, 7 vizir, 8 kočnica durbina, 9 zrncalce za rasvjetu vertikalnog kruga, 10 objekat durbina, 11 osigurač drška, 12 držak, 13 stezni vijak drška, 14 regulator rasvjete nitnog križa, 15 dugme optičkog mikrometra, 16 prsten za izoštrenja, 17 prsten okular durbina, 18 okular mikroskop, 19 okular durbina, 20 preklopka za očitanje horizontalnog ili vertikalnog kruga, 21 alhidadna libela, 22 vijak za fini pomak alhidade, 23 poklopac dugmeta za zakretanje horizontalnog limba, 24 dozna libela, 25 dugme za pričvršćenje tronošca, 26 podnožni vijak, 27 podnožna ploča, 28 stezna ploča ...................................................................... strana 18 [15] Slika 15. Srednji dio teodolita s limbom ................................................................................. strana 18 [16] Slika 16. Sustav cilindrične osi 1 alhidada, 2 kuglični ležaj, 3 horizontalni limb ................... strana 18 [17] Slika 17. Odvajanje teodolita za prisilno centriranje ............................................................... strana 19 [18] Slika 18. Precizno centriranje teodolita na betonskom stupu (tečnost nekoliko stotinski milimetara) .......................................................................................................................................................... strana 19 [19] Slika 19. Podložna ploča s doznom libelom za centriranje .................................................... strana 19 [20] Slika 20. Vidno polje astronomskog (a) i terestričkog (b) durbina teodolita nakon viziranja ..................................................................................................................... strana 19
36
[21] Slika 21. Optička šhema teodolita T 16. 1 zrcalce za rasvjetu krugova, 2 zaštitno staklo, 3 pravokutna prizma, 4 kondenzor, 5 horizontalni krug, 6 pravokutna prizma, 7 objekat horizontalnog kruga, 8 pravokutna prizma, 9 staklena pločicasa zaslonom, 10 pravokutna prizma, 11 okular ........................................................................................................................................................... strana 20 [22] Slika 22. Optička shema sekundarnog teodolita T2 .................................................................. strana 20 [23] Slika 23. Vidno polje optičkog sustava za očitavanje limba. Očitavanje: V 84°45.7´ i Az 172°50,4´ .................................................................................... strana 20 [24] Slika 24. Vidno polje jednostavnog optičkog mikrometra ....................................................... strana 20 [25] Slika 25. Vidno polje optičkog mikrometra .............................................................................. strana 21 [26] Slika 26. Shema funkcije optičkog mikrometra sa planoaralelnim pločicama ......................... strana 21 [27] Slika 27. Libela vertikalnog kruga teodolita starije konstrukcije I indeks za očuvanje, V vijek za fini pomak libele ..................................................................................................................................... strana 21 [28] Slika 28. Shema funkcije kompenzatora s tekućinom T1-A a) glavna s teodolita je vertikalna, b) glavna os teodolita je nagnuta prema vertikali ................................................................................ strana 22 [29] Slika 29. Kompenzator teodolita K1-A (lijevo) i shema funkcije (desno) 1 kuglični ležaj njuhala, 2 tijelo njuhala, 3 ispravno mjesto očitanja vertikalnog kruga, 4 objektiv, 5 kružna podjela vertikalnog kruga, 6 indeks za očitavanje vertikalnog kruga, 7 durbin, 8 prigušni valjak .............................................. strana 22 [30] Slika 30. Teodolit s priključnom električnom rasvjetom ........................................................... strana 22 [31] Slika 31. Umetanje filma za teodolit s kodiranom podjelom FLT3 ........................................... strana 23 [32] Slika 32. Teodolit DK M -2A s laserom .................................................................................... strana 23 [33] Slika 33. Prijenos laserske svjetlosti u durbin i projekcija nitnog križa pomoću laserskog snopa, 1 izvor laserskog zraka, kondenzor, 3 svjetlosna cijev, 4 nitni križ lasera, 5 optička diobena kocka, 6 filtar, 7 ispravljač, 8 dovod električne energije .............................................................................................. strana 23 [34] Slika 34. Shema torzijskog giroteodolita 1 nepomična osnova, 2 torzijski giroskop, 3 teodolit, 4 autokolimacijski durbin ..................................................................................................................... strana 24 [35] Slika 35. Teodolit T2 s giroskopskim dodatkom GAK 1 i izvorom energije ........................... strana 24 [36] Slika 36. Različiti dodaci durbinu teodolita, a) okularna prizma, b) zenitna okular, c) optički mikrometar, d) pentagonalna prizma, e) optički daljinomjerni klin ................................................. strana 25 [37] Slika 37. Teodolit T2 s autokolimacijskim okularom .............................................................. strana 25 [38] Slika 38. Kružna busola s durbinom TB ................................................................................... strana 25 [39] Slika 39. Optički visak ZNL (Wild) ........................................................................................ strana 26 [40] Slika 40. Laserski optički visak LL12 ...................................................................................... strana 26 37
[41] Slika 41. Laser za primjenu u graĎevinskim radovima LS-5 .................................................. strana 26 [42] Slika 42. Nivelir N10 ............................................................................................................... strana 26 [43] Slika 43. Nivelir GK1 ............................................................................................................. strana 27 [44] Slika 44. Presjek nivelira Ni2 s kompenzatorom; horizontiranjem 1 objektiv durbina, 2 sustav prizama s kompenzatorom, 3 okular .............................................................................................. strana 27 [45] Slika 45. Nivelir s automatsikm .............................................................................................. strana 27 [46] Slika 46. Kompenzator NA-2 talasne vrpce kompenzatora, 2 zraka svjetlosti, 3 krovna prizma, 4 okvir za pričvršćenje, 5 tijelo njihala s prizmom, 6 opruga, 7 dugme za kontrolu funkcije kompenzatora, 8 čep prigušne komore, 9 prigušna komora ....................................................................................... strana 27 [47] Slika 47. Nivelir GK 1-A ......................................................................................................... strana 28 [48]Slika 48. Hhematski presjek nivelira GK 1-A; 1 objekat ( konvergentni dio ), 2 okular, 3 objekat, 4 magnetni ležaj, 5 krovna prizma, 6 prigušna komora, 7 pravokutne prizme, 8 korelacije vijaka nultog položaja ........................................................................................................................................... strana 28 [49] Slika 49. Optička shema preciznog nivelira visoke točnosti Ni002; 1 zaštitno staklo (klin), 2 objektiv, 3 kompenzator, 4 nitni križ, 5dugme, 6 prizma, 7 indeks mikrometra, 8 leće, 9 zrcala na njihalu, 10 mikrometrička skala, 11 zrcalce, 12 dozna libela, 13 okular, 14 kolimator .................................... strana 29 [50] Slika 50. Nivelir s automatskim horizontiranjem 5190 ........................................................... strana 29 [51] Slika 51. Jednotavno (lijevo) i precizno (desno) nivelmanska letva s polucentimetarskom podjelom ......................................................................................................... strana 29 [52] Slika 52. Precizna nivelmanska letva s centimetarskom podjelom .......................................... strana 29 [53]Slika 53. Očitanje jednostavne letve: 1143 mm ........................................................................ strana 29 [54] Slika 54. Letva s centimetarskom podjelom (Wild) očitanje: 148,652 cm ............................ strana 29 [55] Slika 55. Letva s polucentimetarskom podjelom (Kern), očitavanje:; 253,430 = 1,267 15m .................................................................................................. strana 30 [56] Slika 56. Geoplane 300 AGA ................................................................................................... strana 30 [57] Slika 57. Mjerni sustav precizne hidrostatske vage s indikatorom ........................................ strana 30 [58] Slika 58. Elektrooptički daljinomjer DM-2000 ...................................................................... strana 30 [59] Slika 59. Reflektor ................................................................................................................... strana 31 [60] Slika 60. Optički dio elektroničkog daljinomjera DI-10 na durbini teodolita T2 .................... strana 31
38
[61] Slika 61. Električni tahometar DM (električni daljomjer dio kao dodatak durbini teodolita DK M2 A); 1 ekran za dužinu, 3 polugica za stezanje, 3 dugme za start, 4 gobranometar, 5 priključak na baziranje 12V, 6 vizir, 7 vijci za justiranje, 8 priključni most dodatka, 9 preklopka, 10 vizir ....................... strana 32 [62] Slika 62. EI DI-3 na alhidadi teodolita Th 42 ......................................................................... strana 32 [63] Slika 63. Distomat DI-3 s teodolitom T1-A; 1 baterija NiCd 12V/7Ah, dovodni kanal, 3 preklopka: metar-stopa i stupanj-grad, 4 preklopka za prijenos vertikalnog kuta u računalo, odnosno za poništenje upisa, 5 polugice za upis vertikalnog kuta, 6 preklopka: kosa dužina, horizontalna dužina, visinska razlika, 7 ekran, 8 stezaljke za vizirnu glavu, 9 protuutege, 10 ručka za prenošenje mjerne jedinice, 11 glavanometar za registraciju intenziteta signala i napona baterije, 12 glavni prekidač, 13 preklopka za mjerenje udaljenosti, odnosno testiranje napona baterije, 14 preklopka za izbor mjerila, 15 kočnica mjerne jedinice ............................................................................................................................................... strana 32 [64] Slika 64. Reflektor na cilju sa 9 prizama .................................................................................... strana 33 [65] Slika 65. Elektronički tahimetar SM 4 ....................................................................................... strana 33 [66] Slika 66. Elektronički tahimetar s registrac podataka Geodimetar 710 .................................... strana 34
39