Kiến trúc xây dựng - Chương VI: Máy thuỷ bình và phương pháp đo cao hình học

MÁY THUỶ BÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO CAO HÌNH HỌCKHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐO ĐỘ CAONGUYÊN LÝ ĐO CAO HÌNH HỌCCẤU TẠO MÁY THUỶ BÌNHMIA THUỶ CHUẨN VÀ ĐẾ MIAKIỂM NGHIỆM MÁY THUỶ BÌNH6. ĐO THUỶ CHUẨN HÌNH HỌC GIỮA 2 ĐIỂM CÁCH XA NHAUCHƯƠNG VIMÁY THUỶ BÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO CAO HÌNH HỌCĐ 6-1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐO ĐỘ CAO1/ ĐO CAO HÌNH HỌC2/ ĐO CAO LƯỢNG GIÁC 3/ ĐO CAO VẬT LÝ 4/ ĐO CAO CƠ HỌC5/ ĐO CAO BẰNG PP CHỤP ẢNH LẬP THỂ6/ ĐO CAO BẰNG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ GPSĐo cao áp kếĐo cao thuỷ tĩnhĐo cao vô tuyến§ 6-2 Nguyªn lý ®o cao h×nh häc1/ §o cao tõ gi÷aHAHBhAB Tuyến ngắm nằm ngangMTCABstTheo hình vẽ ta tính được chênh cao giữa 2 điểm A & B: hAB = s - tNếu biết độ cao điểm A là HA HB = HA + hAB HB = HA + s - t2/ Đo cao phía trướcTừ hình vẽ ta tính được chênh cao giữa 2 điểm M & N: hMN = i - tNếu biết độ cao điẻm M là HM HN = HM + hMN HN = HM + i - tMNhMNtiHMHNMTCChiều đoChiều đo§ 6-3 Ph©n lo¹i vµ cÊu t¹o m¸y thuû b×nh 1.Tên máy 2. Ph©n lo¹i: a- Theo cÊu t¹o * M¸y thuû b×nh th«ng th­êng * M¸y thuû b×nh c©n b»ng tù ®éng * M¸y thuû b×nh ®iÖn tö b- Theo ®é CX * M¸y cã ®é chÝnh x¸c cao * M¸y cã ®é chÝnh x¸c trung b×nh * M¸y cã ®é chÝnh x¸c thÊp3. Cấu tạo: Máy thuỷ bình là bộ phận tạo ra tuyến ngắm nằm ngang, về nguyên lý cấu tạo các máy đều có các bộ phận tương tự như nhau. Dưới đây là môt loại máy thuỷ bình thông thường1234ống kínhống thuỷBệ máyChân máy (giá đỡ)HH’LL’ZZ’3214ốc EMáy thuỷ bình tự động AC2SMáy thuỷ bình thông thường NI 0301ống kính:Là bộ phận phóng đại mục tiêu..-K.Vật - K.Mắt – LC.Thập - Ốc điều quang-3 trục:T.Hình học-T.Quang học-T.Ngắm Lưới chữ thập Dây thị cự KDây chØ gi÷a Dây chØ trªn Dây chØ d­íi 234ống thuỷBệ máyChân máy (giá đỡ)a-Ống thủy dài b-Ống thủy tròn HH’2 mmROR = 2 đến 200m§6-4 Mia thñy chuÈn & ®Õ mia 1/ Mia thuỷ chuẩn:Mia thuỷ chuẩn là một loại thước thẳng, đươc làm bằng gỗ tốt ít biến dạng, có độ dài 2m hoặc 3m2/ Đế mia Núm đế010217181946454762636400Mia 2 mặt (mia hằng số)0065632345381850§6-5 Các thao tác cơ bản của máy thủy bình1- Đặt mỏy:2- Cõn bằng mỏy:a- Cõn bằng sơ bộb- Cõn bằng chớnh xỏc123123123Bước 1Bước 2Bước 33- Đọc số trờn miaMáy cân bằng Chưa chính xácMáy cân bằng Chính xácQuan sát bọt ống thủy qua ảnhCăn cứ vào lưới chữ thập để đọc số trên mia (đọc đến mm)Lưới chữ thập Dây thị cự KDây chØ gi÷a Dây chØ trªn Dây chØ d­íi 010217181946454762636400Mia 2 mặt (mia hằng số)0065632345381850§6-6 Kiểm nghiệm & hiệu chỉnh m¸y thñy b×nh1- Kiểm nghiêm & hiêu chỉnh trục quay của máy phải vuông góc với ống thuỷ dài2- Kiểm nghiệm & hiệu chỉnh sai lệch trục ngắm3- Kiểm nghiệm & hiệu chỉnh lưới chữ thập4- Kiểm nghiệm & hiệu chỉnh độ nhạy bọt thủy- Kiểm nghiệm & Hiệu chỉnh sai lệch trục ngắm(LL’//HH’)2x = (b1 + b2) - (i1 + i2) x = (b1 + b2) - (i1 + i2) 2i1b1b2i2AABBhAB = i1 - (b1- x)hAB = (b2 – x) - i2xxb- Cách hiệu chỉnha- Cách kiểm nghiệmx x máy phải hiệu chỉnhx = 0 máy không có sai số x = 0 máy có sai số trục ngắm x x máy không phải h/c x = 4mmKết luậnHH’LL’ZZ’3214ốc E§ 6-7 §o cao h×nh häc gi÷a 2 ®iÓm xa nhauMNs1S2S3t1t2t323nh1h2221hMNHNHMMTCabcSntnGiả sử: CÇn ®o ®é chªnh cao gi÷a 2®iÓm M&N c¸ch xa nhauChiều đoChiều đoi=1ni=1ni=1ni=1nTheo hình vẽ ta có:Nếu biết độ cao điểm M là HMTìm : HN = HM + hMN h1 = s1 – t1h2 = s2 – t2 Σ hi = Σ si - Σ ti Σ hi = hMN hi - Chênh cao trạm thứ isi - Số đọc mia sau trạm thứ iti - Số đọc mia trước trạm thứ iΣ hi - Tổng chênh cao các trạmTrong đó - - - - - - - - hn = sn - tni=1ni=1nTìm : HN = HM + Σ si - Σ ti§6-8 §o thuû chuÈn h¹ng III vµ IVTheo quy định đo đạc nhà nước khống chế độ cao được chia thành 4 hạng: I , II , III , IVHạng I có độ chính xác cao nhất, độ chính xác giảm dần xuống đến hạng IVTuỳ theo từng hạng thủy chuẩn mà ta có các dụng cụ đo phương pháp đo cho phù hợp để bảo đảm độ chính xác yêu cầu.Trong chương này chỉ nghiên cứu phương pháp đo thủy chuẩn hạng III & IV.I/ Công tác ngoại nghiệp1- Những yêu cầu kỹ thuật khi đo thuỷ chuẩn hạng III và IVa- Chọn và bố trí mốc độ caob- Máy và dụng cụ đoc- Điều kiện ngoại cảnh khi đo d- Bố trí trạm đo 2- Nội dung công tác tại một trạm đo thuỷ chuẩna- Biên chế nhân lực và dụng cụ đob- Chọn vị trí đặt máy và điểm dựng mia trướcc- Cân bằng máy chính xác d- Đọc số trên mia e- Ghi và tính sổ đo thuỷ chuẩn 3- Sổ đo thuỷ chuẩn hạng III và IVsổ đo thuỷ chuẩn hạng III và IV Ngày đo: 15 - 8 -2005 Bắt đầu 8h30 Kết thúc 11h15 Thời tiết : Tốt Từ mốc R1 đến mốc R3 Người đo: Trần Văn Lâm Người ghi tính sổ: Ngọc Anh 1243651112131478910Tên mốcTên miaTrạm đoKCSauTrướcChênh lệch KC CL.KC cộng dồnMặt miaSố đọc mia Sau TrướcĐộ chênh caommĐộ chênh cao TBmmĐộ cao mốcmR122,32522,650A – B 1100,5101,6-1,1 -1,1 ĐỏĐen1226121257855700144744573- 85+14+99+14,5+407,5 +307 +408 +101 5890 5583 1418 1010 4472 4573ĐỏĐen+0,7 -0,7105,5104,83-104,5 -4 -105 -101 6085 6089 1512 1617 4573 4472 ĐỏĐen-0,3 - 1,496,797,02B - AK.tra606,12183121296+535+317,5 R312 A - B1/ Đánh giá độ chính xác đường đo thuỷ chuẩnfh = hđo - hlt fh - Sai số khép kín độ cao Σ hđo - Tổng độ chênh cao đo được  Σ hlt - Tổng độ chênh cao theo lý thuyết Σ hlt = HC – HĐ HC , HĐ là độ cao điểm cuối và điểm đầu đường đoa/ Tính sai số khép kín độ caoII/ công tác nội nghiệpCác dạng đường đo thuỷ chuẩn thường bố trí+ Đường đo thuỷ chuẩn: Mốc khép mốcR1R2ABCfh = Σ hđo - Σ hlt = Σ hđo - (HR2 – HR1)+ Đường đo thuỷ chuẩn: Khép kínIIIIIIR0fh = Σ hđo + Đường đo thuỷ chuẩn : Đo đi và về ngược chiềuABCRABCR+ Đường đo thuỷ chuẩn : Đo 2 lần cùng chiềufh = Σ hđi + Σ hvề fh = Σ h1 - Σ h2 Đo đi Đo vềLần 1 Lần 2 fh x L (mm) b/ Tính sai số khép kín độ cao cho phép x - Hằng số phụ thuộc cấp thuỷ chuẩn và địa hình vùng đo L - Chiều dài đường đo (đơn vị tính km)Cấp thuỷ chuẩnĐồng bằngMiền núiIIIIV10122025Bảng quy định hằng số x fh ≤ fh Đường đo đạt yêu cầu được phép BS fh > fh Đường đo không đạt yêu cầu, đo lạiSo sánh2/ Bình sai đường đo thuỷ chuẩn:Mục đích của việc bình sai đường đo thuỷ chuẩn:Sau khi đã kết luận đường đo TC đạt yêu cầu, được phép bình saia - Tính số hiệu chỉnh vivi =-fh Llivi – Số h/c của đoan đo thứ ifh – Sai số khép kín độ caoL - Tổng chiều dài của đường đo li – Chiều dài của đoạn đo thứ ib - Kiểm tra: Σvi = -fhc - Tính chênh cao h/chi = hcđohi+vihi – Chênh cao sau hiệu chỉnh hcđohi – Chênh cao đoe - Tính độ cao các điểmHtìm = Hbiết + hhcHtìm- Độ cao cần xác định Hbiet- Độ cao đã biếtd - Kiểm tra: Σ hhc = ΣhltABCR111,742m-4,203m3,4km+5,711m4,7km+1,208m4,2kmR25,969m-8,549m7,7kmTính sai số khép kín độ cao: fh = hđo- hlt = -60 mmTính sai số khép kín độ cao cho phép: fh 20 20 = ± 89 (mm) Kết luận: fh < fh được phép bình saiVí dụ: Bình sai và tính độ cao đường đo thủy chuẩn hạng IV vùng đồng bằng, nối liền giữa 2 điểm đã biết độ cao R1 và R2 qua các điểm A, B, C.±a/ Tính số hiệu chỉnh: vi b/ Tính kiểm tra: vi = - fhBẢNG BÌNH SAI ĐƯỜNG ĐO THỦY CHUẨNMècChiÒu dµi li (km)Chªnh cao ®o(m)Sè h.c vi (m)Chªnh cao h.c (m)®é cao (m)c/ Tính độ chênh cao hiệu chỉnh d/ Tính độ cao các điểm -4,203+5,711+1,208-8,5493,44,74,27,7+0,010+0,014+0,013+0,023-4,193+5,725+1,221-8,526+0,060-5,83320,0-5,773R1ABCR2KT11,7427,54913,27414,4955,969§6-9 Sai số khi đo thủy chuẩn & biÖn ph¸p 1- Sai số trục ngắm (x)a’b’x2x1s1s2h = a’ – b’h = (a’ – x1) – (b’ – x2)h = (a’ – b’) + (x2 – x1)x1 = s1.tgx2 = s2.tgNếu: x1 = x2 h = a’ – b’ = a - bĐể có: x1 = x2 , cần phải có: s1 = s2Vậy để khắc phục ss này ta bố trí .ab2- Sai số mia3- Sai số do người đo4- Sai số do môi trường