ما يجب أن تعرفه عن ميزان القامه

 المساحة بالميزان ( level)

يعتبر جهاز الميزان( level) من الأجهزة الشائعة الإستخدام والضرورية للأعمال المساحية والمشاريع الحيوية

و يعتمد علية المهندس والمساح في كثير من الأعمال كذلك يعتبر جهاز الميزان من الأجهزة السهلة الإستخدام مقارنة بالأجهزة المساحية الأخرى .




تصنف أجهزة الميزان من حيث الدقة إلى ثلاثة أصناف:



1- أجهزة دقيقة: وفيها تكون فقاعة التسوية حساسة جدا كما تكون قوة التكبير عاليةويستخدم هذا النوع في أعمال المسح الجيوديسي والأعمال التي تتطلب دقة عالية.

2- أجهزة متوسطة الدقة: وهي أقل دقة من الصنف الأول ويغلب إستخدام هذا النوع في معظم المشاريع الهندسية.



3- أجهزة منخفضة الدقة: ويصنع هذا النوع من الأجهزة خصيصا لأغراض التسوية التقريبية كما هو الحال في مشاريع الأبنية المحدودة ولحالات التسوية على مسافات قريبة.

تعريفات:

1- مستوى (خط) المقارنة Datum line :هو المستوى (الخط) الذي تنسب له مناسيب النقاط الموجودة على سطح الأرض. وهو متوسط منسوب سطح البحر

2- المنسوب الصافي (المختزل) لنقطة Reduced level :هو ارتفاع النقطة عن مستوى المقارنة.

3- منسوب سطح الميزان:هو المستوى الرأسى الوهمي الذي يحدده خط النظرلمقدار الارتفاع او الانخفاض عن مستوى سطح المقارنة

4- القراءة الخلفية Back sight :هي أول قراءة تؤخذ بعد وضع الجهاز في أي موضع بحيث نرى اكبر عدد ممكن من النقط المطلوب إيجاد منسوبها

5- القراءة الأمامية Fore sight :هي آخر قراءة تؤخذ قبل عملية نقل الجهاز.

6- القراءة المتوسطة Intermediate sight :هي أي قراءة تؤخذ سوى القراءة الخلفية والأمامية أو بينها.

7- نقطة الدوران Turning point :هي النقطة التي ينقل بعدها الجهاز ويؤخذ عليها قراءتان قبل وبعد نقل الجهاز.

أهمية الميزانية 

1. انشاء الخرائط الكنتورية

2. انشاء الطرق و الجسور و المبانى و الكبارى

3. تسوية و حصر الاراضى

4. شق و تطهير الترع و المصارف

5. ردم المستنقعات و حساب كميات الحفر و الردم

6. تقدير كميات الخامات المعدنية و غير المعدانية الظاهرة على سطح الارض


7. قياس ارتفاع او انخفاض مناسيب النقط الموجودة على سطح الارض بلنسبة لسطح المقارنة

جهاز الميزان Level

هو اله هندسية الغرض منها الحصول على خط نظر أفقى تماما يوازى متوسط منسوب مستوى سطح البحر

وجميع الموازين مبنية على فكرة انه إذا ثبتنا ميزان تسوية على منظار , وضبطنا الفقاعة ,

فإن محور خط النظر لهذا المنظار يصبح أفقيا , ويحقق المنظار مستوى أفقيا بدورانه حول محوره الرأسى .

تكوين جهاز الميزان

1- منظار مساحي( التلسكوب):يتكون هذا المنظار من :



أ‌- عدسة شيئية. ب- عدسة عينية ج– مسمار توضيح الشعرات.

د- حامل الشعرات. ه- مسمار توضيح الرؤية. و- علامة التوجية الخارجي.



2- قاعدة : مركب عليها مسامير التسوية الثلاثة لضبط أفقية ميزان التسوية (الفقاعة).


3- مسمار الحركة الأفقية البطيئة:وهو خاص بحركة الجهاز الأفقية البطيئة مع العلم أن الحركة السريعة تتم بتحريك الجهاز باليد.


4- حامل الجهاز(الركيزة): ويتكون من ثلاثة أرجل ويمكن رفعه أو خفضه حسب الطول المطلوب.

الروبيرات Bench Marks

هى نقط ثابتة معلومة المنسوب توضع فى اماكن مختلفة حتى يتم البدا منها هند اجراء الميزانية
وتقوم مصلحة المساحة بتحديد مواقع هذه النقط على مسافات تتراوح بين 3,1 كم حسب اهمية المنتطقة


وعند القيام باجراء ميزانية فى منطقة ما يجب معرفة اقرب مناطق الروبير للبدا من هذه النقطه المعلومة
ولكل روبير رقم مسلس محفوظ عند المصلحة فى خريطة و دفتر به اماكنها و ارقامها وتفاصيل اخرى

أنواع الروبيرات :

1- الروبير الحائطى :

على حوائط المبانى و السدود و القناطر و الكبارى بواسطة خبور من الحديد مثبت بالاسمنت فى الحائط


درجة اولى :

اسطوانة مسدسة من الحديد فى اعلاه بروز من النحاس قمته تمثل منسوب الروبيرو يثبت
فى المبانى الثابتة الغير معرضة للهبوط وغالبا فى المبانى الحكومية و دقته من الدرجة الاولى ويرمز بـ أ


درجة ثانية :

اسطوانة من الحديد راسها مستدير و قمته تمثل منسوب الروبير
و يثبت فى المبانى التى يحتمل تعرضها للازالة او الهبوط و دقته من الدرجة الثانية



2- الروبير الارضى :


هى ماسورة من الحديد طولها 2.75 متر وقطرها 6 سم ويبرز منها فوق سطح الارض (25-30)سم


وقمته هو منسوبه و اسفله بريمة لتثبيتها فى الارض فى حالة عدم وجود مبانى وتثبت على جوانب

الترع و المصارف و بجوار السكك الحديدية و فى المناطق الجبلية و الصحراوية حيث تلزم وجودها

الــــقــامـــــة (مسطرة التسوية) Staff

هي عبارة عن مسطره خشبية أو معدنية أحد وجهيها مدرج إلى أمتار وديسيمترات وسنتيمترات

و هى مسطرة من الخشب المتين طولها 5,4,3 امتار وعادتا يكون 4 متر و مقسمة الى اربع اقسام رئيسية


وتاخذ القرائه على هذا الشكل وتقسم الديسيمترات الى سنتيمرات



على شكل مستطيلات تتبادل موقعها كل 5 سم على يمين و يسار ويوجد بطرفى القامة غطاء من الحديد السميك

للحفاظ علها من التاكل الناتج عن الاستعمال و الاحتكاك بالارض والقامة مغطاه من الامام بلطلاء الابيض ومن الخلف بطلاء رمادى او اسود لحفظهامن العوامل الجوية



و معايرة القامة : فى اختبار تدريج القامة من وقت لاخر بشريط من الصلب .

أنواع الميزانية

1- الميزانية الطولية :

تجرى فى الاتجاه و القطاع الطولى للمشروع لتعيين مناسيب النقط ( طرق – مجارى المائية – قيعان الودية )


ميزانية بسيطة : من اول القطاع لاخره من موضع واحد للجهاز دون نقله


ميزانية مسلسلة : اذا كان القطاع طويل يتم نقل الجهاز لاكثر من موضع


2- الميزانية العرضية :


تجرى فى الاتجاه و القطاع العرضى للمشروع لتعيين مناسيب النقط ( للترع – المصارف – الانهار و الاودية)


واغلب هذا النوع من الميزانية البسيطة وعن طريقها يتبين شكل جوانب الاودية و مدى اتساع قيعنها


3- الميزانية الشبكية :


تجرى فى الاتجاهات الطولية و العرضية معا لتحديد و اظهار شكل سطح المنظقة المرفوعة


وعمل خريطة كنتورية لها , بمعلومية مناسيب النقط المنتشرة على هذا السطح .




خطوات إجراء الميزانية





1- اى مكان على سطح الارض يسمى نقطة


2- نضع الميزان فى مكان مناسب بحيث نرى اكبر عدد ممكن من النقط المطلوب إيجاد منسوبها

3- نضع القامة فوق الروبير ونوجه اليها منظار الميزان ونقرا ما تعينه الشعره الافقية الوسطى

4- نوجه المنظار الى باقى النقاط المراد معرفة منسوبها

5- تبدا القراءة بالمؤخرة ( خ ) و تنتهى بالمقدمة ( ق ) وما فى الوسط بينهما متوسطات ( م )

6- عند توسط قامة ( ق , خ ) بين جهازيين يطلق عليه محور دوران الجهاز

طرق تدوين القراءات و حساب المناسيب

1- طريقة منسوب سطح الميزان : ارتفاع خط النظر Height of Collimation

1 - منسوب سطح الميزان = منسوب الروبير + قراءة القامة الروبير

2- منسوب النقطة = منسوب سطح الميزان – قراءة القامة

3-التحقيق الحقلى = عدد المؤخرات = عدد المقدمات


4- التحقيق الحسابى = مجموع المؤخرات – مجموع المقدمات = منسوب اخر نقطة – منسوب اول نقطة

2- طريقة الارتفاع و الانحفاض :Fall and Rise

1-خانة الارتفاع و الانخفاض : لا نحسب اول خانتين ولذلك نضع _ _ حيث تكون صفر



2- كلما كبرت القراءة > دل ذلك على وضع الانخفاض والعكس صحيح و ترتبط القراءة بما قبلها

3- تظليل اوضاع الجهاز : بتلوينه او بتاطير قراءات كل موضع للجهاز على حدى

4- نرسم اسهم : تتجه من القراءة الصغيرة الى الكبيرة ثم يتم طرح القراءت من الصغير الى الكبير

5- ناتج الطرح : اذا كان السهم لأعلى دل ذلك على الارتفاع و يوضع فى خانة الارتفاع

واذا كان السهم لاسفل دل ذلك على الانخفاض و يوضع فى خانة الانخفاض مع اهمال الاشارة فى كلاهما


6-مناسيب النقط : نقوم بتحديد الروبير المعلوم ثم ( + , - ) حسب الارتفاع او الانخفاض ولا نضع الناتج فى اول خانة حيث لن يتم احتساب الخانة بجانبها وانما الخانة اسفل ما بجانبها حيث اول خانيتين صفر _ _

7 - منسوب النقطة المعلوم + ناتج خانة الارتفاع او منسوب النقطة المعلوم – ناتج خانة الانخفاض

8-اذا كان منسوب النقطة المعلومة فى وسط الجدول سوف نحضر المناسيب التالية له حتى نصل لاخر نقطة


و عن طريق التحقيق الحسابى نحضر المناسيب النقط السابقة


9- التحقيق الحسابى = مجموع المؤخرات – مجموع المقدمات = منسوب اخر نقطة – منسوب اول نقطة

الخطا المسموح به فى الميزانية

يرتبط الخطا مع عدد اوضاع الميزان حيث يكون عددها ثابت تقريبا فى كم الواحد والاستنتاج من خلال

ن : عدد ثابت , ك : طول الميزانية بالكم

يتوقف العدد الثابت على ( خبرة الراصد – نوع الميزانية – طبيعة الارض – الظروف الجوية )

فى الاراضى المنبسطة يجب الا تقل المسافة عن 30 مترا ولا تزيد عن 100 متر تقريبا



حيث يحتمل زيادة الخطاالناتج عن الانكسار الجوى

و الافضل للتخلص من اسباب الخطا نضع الميزان فى المنتصف بين المؤخرة و المقدمة ( خ , ق ) .

لأخطاء و أسبابها وكيفية التخلص منها

اولا : الاخطاء الالية 

ثانيا : الاخطاء الشخصية

ثالثا : الاخطاء الطبيعية


اولا : الاخطاء الالية




للجهاز الميزان ثلاث محاور و لكل ميزان طريقة ضبط و شروط



وضبط دائم لتعامد هذه المحاور و هو ما يجب عمله عند استخدام الجهاز لاول مرة

أو اذا اسىء الاستعمال أو اذا شك الراصد فى عدم صحة تركيب اجزائه

1- تعامد محور ميزان التسوية على المحور الراسى لدوران الجهاز :



الهدف هو رسم محور ميزان تسوية مستوى افقيا مهما دار المنظار حول محوره الراسى

والا سوف يميل محور الفقاعة عن منتصف مجراه كلما دار خط حول الاخر و نجرى ما يلى :

نثبت ارجل الميزان ونجعل ميزان التسوية موازيا لاى مسمارين من مسامير التسوية ونظبط الفقاعة


ندير المنظار 180 ° حول المحور الراسى , فاذا ظلت الفقاعة فى منتصف مجراها كان التعامد صحيح



اما اذا انحرفت الفقاعة عن منتصف مجراها كان ذلك دليلا على ان التعامد غير صحيح .

(الراسى) نصحح نصف الخطا بتحريك المسمار اوالصامولة الخاصة بتثبيت ميزان التسوية

فيرتفع او ينخفض حتى تعود الفقاعة بمقدار نصف الخطا الظاهرى وبذلك يصبح المحوران متعامدان


(الافقى) نصحح نصف الخطا الثانى بتحريك مسامير التسوية العادية بلطرق المعتادة


2. تعامد خط النظر على المحور الراسى لدوران الجهاز :

خـــط النــظــر : هو الخط الامامى الواصل بين تقاطع الشعرات و مركز العدسة الشيئية اما

المحور البصرى : هو الخط الواصل بين مركزى العدستيين الشيئية و العينية ويكون متعامد فى الاصل

والغرض من الضبط ان بقع تقاطع الشعرات على المحور البصرى و بلتالى يكون خط النظر افقيا

ويسمى بخط الانطباق وفى حالة عدم انطباق الخطان نتيحة لوقوع تقاطع الشعرات اعلى او اسفل محور المنظار
و ينشا على هذا الاختلاف الحصول على قراءات خاطئة على القامة ويتم الضبط على النحو التالى :

نثبت وتدان ونضع جهاز الميزان فى المنتصف بينهما

وبعد ضبط افقيتة نوجه المنظارالى كلا القامتيين فوق الوتد

ناخذ القراءات ونحسب الفرق بينهم حيث الخطا متساوى فى الحالتيين لتوسط جهاز الميزان بين الوتديين

ننقل الجهاز قريبا بقدر الامكان من احد الوتدين و نأخذ القراءة لكلا القامتيين ونحسب الفرق بين القراءتين

اذا كان الفرق بين القرائتين فى الوضع الثانى = الفرق بين القرائتين فى الوضع الاول كان خط النظر افقيا

لتصحيح هذا الفرق يخفض او يرفع حامل الشعرات بمسامير العلوى و السفلى حتى يتساوى الفرق

ونظرا لقرب الميزان للقامة الاولى عن الثانية يمكن اعتبار هذه القراءة ثابتة ويكون الخطا كله فى الثانية




تمرين :


وضع ميزان فى منتصف المسافة اب . فكانت القراءة للوضع الاول :



أ= 1.68 وعند ب= 1.96 ثم رفع النيزان ووضع قريبا من ب كانت القراءة للوضع الثانى عند أ= 1.31 وعند ب = 1.74 متر .




ما هى القراءة الصحيحة الواجب قراءتها عند النقطة أ ؟

الحـل


الوضع الاول = 1.96+ 1.68 = 0.28


لوضع الثانى = 1.74 + 1.31= 0.43


وهو لا يساوى الفرق فى الحالة الولى نتيحة لان خط الانطباق غير صحيح


ولذلك نغتبر ب ثابت صحيحة لقربها منها



1.74 - 0.28 = 1.46


لذا يجب خفض حامل الشعرات حتى يتم التقاطع عند القراءة 1.46 م



وبذلك يكون الفرق بعد تصحيح خط الانطباق = 1.74 – 1.46 = 0.28 م

ثانيا : الاخطاء الشخصية

هى اخطاء قد يقع فيها الراصد دون قصد من (استعمال الجهاز – القامة – رصد القراءت – تدوبنها )




وللتجنب هذه الاخطاء يراعى ما يلى :

1- بلنسبة للميزان :

تثبيت حامل الميزان جيدا فى الارض بكعب حديدى فى نهاية الارجل , خصوصا فى الاراضى الغير متماسكة او الرخوة
ضبط افقية ميزان التسوية ومراجعتها باستمرار لضمان لتوسط الفقاعة فى منتصف مجراها قبل وبعد الرصد
ملاحظة تحريك المنظار بخفة و تجنب الضغط عليه او الامساك بلحامل او الاستناد عليه حتى لا يميل الميزان فتبعد الفقاعة
تجنب جعل منضار الميزان مواجها للشمس وخاصتا اذا كان التعرض من جانب واحد حيث يقلل من حساسية الفقاعة وتمدد اجزاء من الميزان بغير تساوي و لذلك نستعين بمظلة او بسحب غلاف للعدسة الشيئية لحمايتها من الاشعة المباشرة
البعد عن الميزان و القامة فى نقط الدوران اذ يتوقف على ( حالة العمل – وقدرة المنظار على الروئية – تقسيم القامة )
يجب الا يزيد هذه المسافة عن 100 متر ليمكن قراءة القامة بكل وضوح و دقة .

2- بالنسبة للقامة :

1- يجب التعرف على طريقة تدريج القامة و التحقق من صحة من طولها و اقسامها






2- العناية اثناء فرد القامة المنزلقة او التلسكوبية لضمان اتصال الاقسام





3- ملاحظة وضع صفر تدريج القامة على الارض





4- ملاحظة وضع القامة راسية تماما اما بـ
( خيط شاغول – ميزان تسوية متصل او مستقل – التحرك الى الامام او الخلف ببطىء )


5- الابتعاد عن وضع القامة فى ارض رخوة و خاصة نقط الدوران ووضع قاعدة حديدة

3- اخطاء القراءة :

1- الخطا فى تقدير كسور السنتيمترات او المللميترات خاصة فى الميزانية الدقيقة


2- الخطا فى القراءة على الشعرة العليا او السفلى بدلا من الشعرة الوسطى


3- الخطا الذى يقع المبتدا فى قراءة الامتار او فى تدويين( القاراءة – المسافة ) فى خانة غير خانتها الحقيقية

ثالثا : الاخطاء الطبيعية

هى اخطاء لادخل للراصد او للاجهزة فيها ولكن يمكن تجنب تلك العوامل الطبيعية



( حرارة – رياح – انعكاس )


1-الحرارة :


ارتفاع درجة حرارة الارض يؤدى لحدوث تيارات هوائية ساخنة صاعدة مما يجعل القامة تبدو وكانها تهتز فى الجزء القريب من سطح الارض

حيث تصعب القراءة ويمكن تجنبها باخذ القراءة فى الصباح الباكر او اخذها فى الجزء الاعلى من القامة بعيدا عن جزئها السفلى وذلك بوضع الميزان فوق مواضع مرتفعة


2-الرياح :
هبوب الرياح يؤدى لاهتزاز الميزان و عدم ثبات القامة ويمكن تجنبها فى وقت اخر او فى وقاية الميزان منها


و اخذ القراءة فى الجزء السفلى حيث يصعب بقاء الجزء العلوى ثابتا فى وضعه الراسى


3-إنكسار الاشعة :


عند مرورها فى اواسط جوية مختلفة الكثافة و يكون خط الانطباق غير مستقيم لانحنائه الى اسفل نحو الارض


فى المسافة الصغيرة : يكون الخطا صغير جدا و نتفاداه بوضع الميزان فى المنتصف بين المؤخرة و المقدمة

فى المسافة الكبـيـرة : يكون الخطا تراكـمـيــا ونتفاداه بالميزانية المتبادلة او العكسية