(54) Przyrząd do pomiaru liniowych odchyleń punktów od kolimacyjnych płaszczyzn

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) IntCl6: G01C 15/00 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Przyrząd do pomiaru liniowych odchyleń punktów od kolimacyjnych płaszczyzn realizowanych przez instrumenty geodezyjne (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 16/92 (73) Uprawniony z patentu: Akademia Rolnicza, Wrocław, PL (72) Twórcy wynalazku: (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: Kazimierz Ćmielewski, Wrocław, PL WUP 05/95 Marian Krzeszowski, Wrocław, PL PL B1 (57) 1. Przyrząd do pomiaru liniowych odchyleń punktów od kolimacyjnych płaszczyzn realizowanych przez instrumenty geodezyjne zawierający spodarkę, libelę oraz instrument geodezyjny realizujący pionową płaszczyznę kolimacyjną, znamienny tym, że posiada podstawę (17), która na stronie dolnej ma osadzoną znaną spodarkę (18) z kulką samocentrującą (21) oraz element ustalający (25), a na stronie górnej ma zamocowaną libelę rurkową (26) oraz wspornik (16) z podziałką kątową (14), na którym wahliwie zamocowana jest prowadnica (7) z osadzonymi w jej częściach końcowych elementami ustawczymi (12), na której z jednej strony zamocowany jest zespół rejestrujący przemieszczenia liniowe (3,4), a po stronie przeciwległej ma zamocowany zespół przesuwający (8,10), na którym zamocowany jest suwak (6) z osadzonym na nim znanym instrumentem geodezyjnym (5). Fig.1

2 Przyrząd do pomiaru liniowych odchyleń punktów od kolimacyjnych płaszczyzn realizowanych przez instrumenty geodezyjne Zastrzeżenia patentowe 1. Przyrząd do pomiaru liniowych odchyleń punktów od kolimacyjnych płaszczyzn realizowanych przez instrumenty geodezyjne zawierający spodarkę, libelę oraz instrument geodezyjny realizujący pionową płaszczyznę kolimacyjną, znamienny tym, że posiada podstawę (17), która na stronie dolnej ma osadzoną znaną spodarkę (18) z kulką samocentrującą (21) oraz element ustalający (25), a na stronie górnej ma zamocowaną libelę rurkową (26) oraz wspornik (16) z podziałką kątową (14), na którym wahliwie zamocowana jest prowadnica (7) z osadzonymi w jej częściach końcowych elementami ustawczymi (12), na której z jednej strony zamocowany jest zespół rejestrujący przemieszczenia liniowe (3,4), a po stronie przeciwległej ma zamocowany zespół przesuwający (8,10), na którym zamocowany jest suwak (6) z osadzonym na nim znanym instrumentem geodezyjnym (5). 2. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że element ustalający (25) usytuowanie podstawy (17) stanowi pręt zakończony kulką centrującą (22). 3. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że elementami ustawczymi (12) prowadnicy (7) są śruby ustawcze osadzone w jej występach (13). 4. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół rejestrujący przemieszczenia liniowe suwaka (6) stanowi transformatorowy przetwornik przemieszczeń liniowych (3,4), który zamocowany jest w obsadzie przetwornika (2) osadzonej na prowadnicy (7) i który połączony jest przewodem transmisyjnym (1) z Systemem Centralnej Rejestracji i Przetwarzania Danych (CRPD) (24). 5. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół przesuwający suwak (6) stanowi pokrętło (10) ze śrubą przesuwającą (8) zamocowaną w obsadzie oporowej (9) osadzonej na prowadnicy (7). 6. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że instrumentem geodezyjnym (5) jest teodolit albo geodezyjny nadajnik laserowy. 7. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że oś długa wspornika (16) przechodzi przez środek kulki samocentrującej (21) spodarki (18) oraz przez oś obrotu ośki (15) prowadnicy (7). 8. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że prowadnica (7) w części środkowej, nad podziałką kątową (14) ma oznaczony indeks (11). * * * Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do pomiaru liniowych odchyleń punktów od kolimacyjnych płaszczyzn realizowanych przez instrumenty geodezyjne na obiektach inżynierskich. Obecnie do pomiaru liniowych odchyleń punktów od kolimacyjnych płaszczyzn najczęściej używa się powszechnie znanych instrumentów i przyrządów geodezyjnych np. teodolitu lub niwelatora oraz tarcz celowniczych i sygnałów, które ustawia się na odpowiednio wcześniej przygotowanych punktach kontrolnych. Wymienione instrumenty i przyrządy geodezyjne są stosowane między innymi przy pomiarach poziomych przemieszczeń i odkształceń wydłużonych budowli i konstrukcji inżynierskich metodą stałej prostej. Metoda ta polega na określeniu kolejnych obserwacji okresowych poziomych odchyleń punktów kontrolowanych, zastabilizowanych na badanym obiekcie, od linii wyznaczonej przez osie tulei wymuszonego centrowania głowic dwóch słupów obserwacyjnych. Linię tę w czasie pomiaru materializuje oś celowa

3 instrumentu geodezyjnego ustawionego na jednym z nich i zorientowana na tarczę celowniczą ustawioną na drugim z nich. Pomiar poziomych odchyleń punktów kontrolowanych od tak zmaterializowanej linii odniesienia (stałej prostej) wykonuje się poprzez ustawienie na kolejnych punktach kontrolowanych znanego sygnału ruchomego zaopatrzonego w tarczę przesuwną względem spodarki oraz naprowadzeniu tarczy na linię celową i dokonanie odczytu napodziałce sygnału (T. Lazzarini "Geodezyjne pomiary przemieszczeń budowli i ich otoczenia", PPWK Warszawa, 1977 r. s. 248-h 249). Przy stosowaniu do pomiarów znanych sygnałów ruchomych koniecznym warunkiem jest bezpośredni dostęp do badanego punktu kontrolowanego w celu ustawienia na nim sygnału ruchomego. Ponadto wymagana jest obecność członka zespołu pomiarowego przy tarczy przesuwnej dla dokonania odczytu wartości poziomego odchylenia punktu od prostej odniesienia. Ważne też jest, aby oś wzdłużna wyskalowanej podziałki odczytowej tej tarczy była ustawiona prostopadle do celowej instrumentu (prostej odniesienia), inaczej bowiem obniża się dokładność pomiaru. W przypadku utraty dostępu do punktu kontrolowanego, na skutek wynikłej między obserwacjami okresowymi np. modernizacji czy też zmian obiektu, punkt taki jest wyłączony zazwyczaj z obserwacji, co zubaża informacje o zachowaniu się obiektu, a w niektórych wypadkach, przy większych zmianach, nie pozwala na zebranie pełnych informacji o aktualnym stanie obiektu. Przyrząd według wynalazku posiada podstawę, która na stronie dolnej ma osadzoną spodarkę oraz element ustalający z kulką centrującą. Na stronie górnej ma zamocowaną libelę rurkową oraz wspornik z podziałką kątową, na którym wahliwie zamocowana jest prowadnica. W częściach końcowych prowadnica ta ma występy, w których umieszczone są elementy ustawcze, korzystnie w postaci śrub, które swymi końcami opierają się o podstawę. Ponadto na górnej stronie prowadnica ta, z jednej strony ma zamocowaną obsadę, w której umieszczony jest zespół rejestrujący przemieszczenia liniowe np. transformatorowy przetwornik liniowych przemieszczeń połączony przewodem transmisyjnym z Sytemem Centralnej Rejestracji i Przetwarzania Danych (CRPD), a z drugiej strony ma zamocowaną obsadę oporową, w której osadzony jest zespół przesuwający składający się z pokrętła i śruby przesuwającej, na której zamocowany jest suwak. Na suwaku osadzony jest znany instrument geodezyjny realizujący pionową płaszczyznę kolimacyjną np. teodolit albo geodezyjny nadajnik laserowy. Korzystnie jest gdy oś długa wspornika przechodzi przez środek kulki samocentrującej spodarki i przez oś obrotu ośki prowadnicy oraz gdy prowadnica, w części środkowej, nad podziałką kątową ma oznaczony indeks. Stosowanie przyrządu według wynalazku eliminuje konieczność obecności członków zespołu pomiarowego przy kontrolowanych punktach, a tym samym skład zespołu pomiarowego ograniczony jest do jednej osoby. Konstrukcja przyrządu według wynalazku zapewnia identyczność orientacji kierunku pomiaru wartości odchyleń liniowych w czasie kolejnych pomiarów okresowych i eliminuje nieprostopadłość sygnałów ruchomych od pomiarowej płaszczyzny kolimacyjnej instrumentu pomiarowego. Istnieje przy tym możliwość określenia odchyleń poprzecznych sygnałów pomiarowych i mierzonych budowli przy dowolnie usytuowanych, w przestrzeniach pomiarowych, płaszczyznach kolimacyjnych. Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przyrząd w widoku z przodu, fig. 2 - sygnał prętowy w pozycji wyjściowej, a fig. 3 - sygnał prętowy w odchyleniu spowodowanym przemieszczeniem się badanego obiektu. Przyrząd składa się z podstawy 17, która od strony dolnej ma osadzony pręt ustalający 25 zakończony kulką centrującą 22 oraz ma zamocowaną spodarkę 18 z kulką samocentrującą 21. Obie kulki centrująca 22 i samocentrująca 21 współdziałają z odpowiednimi im tulejami: główną 20 i pomocniczą 23, osadzonymi na słupie obserwacyjnym 19, ustawionym na terenie obiektu nie podlegającym odkształceniu 28. Na górnej powierzchni podstawy 17 znajduje się libela rurkowa 26 oraz centralnie osadzony pionowo wspornik 16 zakończony podziałką kątową 14. Wspornik 16 posiada otwór 27, w którym umieszczona jest ośka 15 prowadnicy 7. Prowadnica 7 po obu swych bokach ma występy 13 ze śrubami ustawczymi 12. Na jednym końcu prowadnicy 7, od strony górnej, osadzona jest obsada oporowa 9 ze śrubą przesuwającą 8 zakończoną

4 pokrętłem 10. Na śrubie tej zamocowany jest suwak 6, na którym osadzony jest instrument geodezyjny 5 np. teodolit realizujący pionowe płaszczyzny kolimacyjne k-k. Na przeciwległym końcu prowadnicy 7 osadzona jest obsada przetwornika 2 z umieszczonym w nim transformatorowym przetwornikiem przemieszczeń liniowych 3 wyposażonym w opierający się o wspomniany suwak 6, trzpień 4 oraz w przewód transmisyjny 1 połączony z systemem Centralnej Rejestracji i Przetwarzania Danych (CRPD) 24. Na prowadnicy 7 umieszczony jest również indeks 11 umożliwiający odczytanie wartości pionowego kąta obrotu a na podziałce kątowej 14 wspornika 16. Na terenie kontrolowanym 31 ustawia się sygnały prętowe 29 zaopatrzone w znaki pomiarowe 30 usytuowane w stałej odległości 1 i w pionowej osi sygnału prętowego z-z. Wskutek ruchów terenu kontrolowanego 31 sygnały prętowe 29 mogą doznawać skręceń o kąt α1 lub poziomych przemieszczeń d, ustawiając się w innej pionowej płaszczyźnie kolimacyjnej k1-k1. Po zastabilizowaniu na terenie obiektu nie podlegającemu odkształceniom 28 dwóch słupów obserwacyjnych 19 oraz - pomiędzy nimi - sygnałów prętowych 29, przystępuje się do pomiaru. Na słupie obserwacyjnym 19 ustawia się przyrząd według wynalazku tak, by w tuleję główną 20 wsunęła się kulka samocentrująca 21 spodarki 18, a w tuleję pomocniczą 23 kulka centrująca 22 pręta ustalającego 25. W dalszej kolejności poziomuje się podstawę 17 za pomocą spodarki 18 i wskazań libeli rurkowej 26. Następnie wykorzystując pokrętło 10 śruby przesuwającej 8 przemieszcza się suwak 6 z umieszczonym na nim instrumentem geodezyjnym 5 np. teodolitem lub geodezyjnym nadajnikiem laserowym oraz trzpień przetwornika 4 w położenie, przy którym system CRPD 24 wskazuje wartość zero. Natomiast za pomocą śrub ustawczych 12 ustawia się prowadnicę 7 w takim położeniu, w którym indeks 11 pokryje się z kreską zerową podziałki kątowej 14. Następnie celuje się do znaków pomiarowych 30. W tym celu wykorzystuje się ruchy suwaka 6 przemieszczanego pokrętłem 10 i śrubą przesuwającą 8. Następnie dokonuje się pionowego skręcenia prowadnicy 7 za pomocą śrub ustawczych 12. Wówczas rejestruje się wartości poziomych przesunięć d sygnału prętowego 29 w systemie CRPD 24 oraz odczytuje się ewentualne pionowe skręcenia α1 tegoż sygnału prętowego 29 na podziałce kątowej 14. W analogiczny sposób wykonuje się pomiary kolejnych punktów pomiarowych (sygnałów prętowych 29).

5

6 F i g. 1 Fig. 2 Fig. 3 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.