جهاز الميزان هو من بين الاجهزة المساحة التي تعمل بطريقة يدوية. و يعتبر جهاز المزان الاكثر استعمالا في عمليات التسوية. فما هو جهاز الميزان ؟. و ما دور جهاز الميزان في عمليات التسوية؟.
السلام عليكم زوار مدونة مكتبة المهندس.
من العمليات الأساسية في علم المساحة دراسة تضاريس سطح الأرضباستخدام اجهزة الميزان. والتعرف على مكوناتها من جبال وتلال وهضاب ووديان ومجاري أنهار وغير ذلك. ويتم ذلك بإيجاد الأبعاد الرأسية التي يتم حسابها باستخدام اجهزة المساحة بين نقاط سطح الأرض المختلفة ثم مقارنة ارتفاعات هذه النقاط وانخفاضاتها عن مستوى ثابت، نطلق عليه مستوى سطح المقارنة. وفي معظم البلدان يستخدم متوسط منسوب سطح البحر كمستوى لمقارنة هذه الارتفاعات.
ومن المعلوم أن معرفة تضاريس سطح الأرض وفروق ارتفاعات نقاط سطح الأرض من المعلومات الهامة و الأساسية لأعمال المشاريع الهندسية ذات الصلة بسطح الأرض مثل: تخطيط و تصميم الطرق والجسور والمطارات وخطوط السكة الحديدية وعمليات تسوية الأراضي لقواعد المباني و تسوية الأراضي للري وإنشاء شبكات المياه الصالحة لشرب والصرف الصحي
تعريف جهاز الميزان:
جهاز الميزان كما نعلم هو جهاز يستعمل في عمل مستوي افقي تصوري، و ذلك للمقارنة بين الارتفاعات مختلفة يتم برطها بها المستوي. و الفكرة الاساسية للميزان هي انه تلسكوب يتحرك حول محور راسي على قاعدة افقية تماما. كما ان الجهاز ليس له علاقة بالنظام العالمي لتحديد المواقع.
تعريف مصطلحات التسوية:
مستوى المقارنة:
هو المستوى الذي ينسب إليه ارتفاع نقطة ما على سطح الأرض. وتتخذ كل دولة من دول العالم مستوى للمقارنة خاص بها تنسب إليه ارتفاعات جميع أراضيها، وفي الغالب يكون هذا المستوى هو السطح الوسطي للبحر.
منسوب النقطة:
هو البعد الرأسي بين أي نقطة على سطح الأرض و بين مستوى المقارنة، ويأخذ هذا البعد إشارة موجبة إذا كانت النقطة فوق مستوى المقارنة وإشارة سالبة إذا كانت النقطة تحت مستوى المقارنة.
نقطة مرجع التسوية (Bench Mark):
هو نقطة سبق إيجاد منسوبها بالنسبة لمستوى المقارنة (السطح الوسطي للبحر) بدقة عالية وتتخذ كنقطة مرجعية لقياس مناسيب النقاط الأخرى.
نظرية التسوية:
لإيجاد فرق الارتفاع بين نقطتين A و B مثلاً نحتاج لتعيين مستوى أفقي (A'B') ثم نقوم بقياس المسافة الرأسية بين كل نقطة من النقطتين A و B والمستوى الأفقي ( AA' و BB' ). ثم نوجد الفرق بين القيمتين ليكون هو فرق الارتفاع المطلوب.
وعلى هذا الأساس نجد أننا في حاجة إلى جهاز التسوية (level) لإنشاء المستوى الأفقي والقامة (staff) لتساعد في قياس فرق الارتفاع بين كل نقطة والمستوى الأفقي. وفي الملف ادناه نلقي نظرة سريعة على كل منهما ثم نتعرف على طريقة استخدامهما لقياس فرق الارتفاع بين النقطتين.
القامة Staff:
عبارة عن مقياس بطول 3-4 متر مصنوعة من خشب عليه طبقة سميكة من الطلاء لحفظه من العوامل الجوية وهي مدرجة إلى أمتار و دسم و سم وتطلى أقسام التدريج بلونين مختلفين للتمييز بينهما وتوجد شرطة أو علامة عند كل دسم. وأحياناً يثبت في ظهر أو جانب القامة ميزان تسوية دائري صغير حتى يمكن جعل القامة رأسية تماماً أثناء العمل . ويوضح الشكل نوعين من أجهزة القامة المستخدمة في عمليات الميزانية.
جهاز ميزان التسوية الزئبقي :
وهو عبارة عن وعاء أسطواني سطحه العلوي يمثل سطح برميلي الشكل، والوعاء مملوء بسائل زئبقي فيما عدا فقاعة صغيرة من البخار الزئبقي على السطح الزجاجي، وتوجد علامات تبعد عن بعضها بمقدار 2 ملم لتحديد مدى ضبط الأفقية جهاز الميزان، ويستعمل في الضبط الدقيق لأفقية الجهازالميزان. ويوجد أيضاً ميزان تسوية مستدير يستعمل في الضبط التقريبي لأفقية الجهاز.
إذا وضع الجهاز على سطح أفقي ثبتت الفقاعة في منتصف الوعاء وإذا وضع في مستوى مائل اتجهت الفقاعة نحو الطرف الأعلى من الوعاء .
إذا وضع الجهاز على سطح أفقي ثبتت الفقاعة في منتصف الوعاء وإذا وضع في مستوى مائل اتجهت الفقاعة نحو الطرف الأعلى من الوعاء .
قاعدة جهاز التسوية
وتسمى قاعدة الجهاز وتتكون من قطعتين من المعدن: الأولى عبارة عن القاعدة المثبت فيها المحور الرأسي للجهاز المستعمل والثانية هي التي ترتكز على رأس الحامل ذي الثلاث أرجل و يربط بينهما ثلاث لوالب تستخدم في عملية تسوية الجهاز، يطلق عليها لوالب التسوية. و يمكن بواسطة هذه اللوالب إمالة القاعدة لضبط المحور الرأسي بواسطة ميزان التسوية، الذي قد يكون مثبت في القاعدة نفسها أو على الجهاز نفسه.
بعض الاجهزة المشابهة لجهاز الميزان: