Meridian MC-1004 User manual

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MERIDIAN
MC-1004 / MI-4007
Gebrauchsanweisung für
Gefällmesser-Instrumente
Mode d‘emploi des
instruments de clisimètres
Operating Instructions for
Clinometer-Instruments
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Anwendungsmöglichkeiten
Der MERIDIAN Gefällmesser ist ein kleines Handinstrument von erstaunlicher Genauigkeit;
er wird aus wirtschaftlichen Überlegungen überall dort eingesetzt, wo die Anforderungen an
die Genauigkeit nicht einen Theodoliten oder ein Nivellierinstrument erfordern: zum Messen
von Neigungen, Abstecken von Linien konstanter Neigung (Nulllinie), Nivellieren, Abstecken
von Böschungen (nur MC-1004), Messen von Distanzen und Horizontalwinkeln, Ermitteln
von Baumhöhen und zur Kontrolle des Anzuges einer Stützmauer (nur MC-1004).
Gefällmesser MC 1004 Wyssen Universal Kompass
MI 4007
1

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Handhabung
Funktionsprinzip
Am oberen Teil des Gefällmessers (MC-1004) sowie des Wyssen-Universal-Kompasses
(MI-4007) sind zwei Visierlupen mit rückseitig angebrachter Mikroteilung fest eingebaut.
Indem man mit dem einen Auge gleichzeitig die Skala und den gewünschten Punkt im Gelän-
de (das Zielbild) fixiert, kann man den gesuchten Wert in Prozenten, Grad, Neugrad, Meter
oder im Böschungsverhältnis direkt ablesen (Abb. 1).
Ablesung
Die ideale Ablesung gelingt, indem man das Auge langsam von der Skala gegen das Gelän-
de verschiebt, bis man die Skala im Gelände sieht, dabei ist das Auge möglichst nahe der
Visierlupe zu halten.
3Abb. 1
15,9 Prozent 9 Grad 10 Neugrad

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A
B
C
a1
a2
D
α2
α1
Aufhängung
MERlDlAN Gefällmesser werden mit Hilfe der kardanischen Aufhängung und aufgrund der
Schwerkraft automatisch horizontiert. Dabei wird das Instrument entweder mit einer entspre-
chenden Vorrichtung aufgehängt, oder man hält es am Haltering nahe vor das Auge.
Das Instrument wird an einen Fluchtstab gehängt, wenn man möglichst genau messen will.
Dies bietet den Vorteil, dass das Instrument immer auf der gleichen Höhe ist (siehe «Vermei-
dung von Messfehlern»).
Messen von Geländewinkeln (Abb. 2)
Da man den Geländewinkel (α1) am Boden messen möchte, die Ablesung jedoch in Augen-
höhe vorgenommen wird‚ muss die Zielvorrichtung (Visierindex) um den gleichen Abstand er-
höht werden, damit der gemessene Winkel (α2) auch wirklich dem effektiven Geländewinkel
(α1) entspricht. Daraus ergibt sich der wichtige Merksatz:
Instrumentenhöhe a1 = Visierindexhöhe a2
Vermeidung von Messfehlern
Es ist darauf zu achten, dass die Ziellinie Instrument-Visierindex (A-B) immer parallel zur Gelän-
delinie (C-D) ist, deren Neigung gemessen werden soll (Instrumentenhöhe = Visierindexhöhe). Die
Fluchtstäbe sollten mit der Spitze nach oben verwendet und stets Iotrecht gehalten werden. Fehler‚
bei denen die Ziellinie nicht parallel der Geländelinie ist, nennt man Ziellinienfehler.
Grobe Messfehler können durch unabhängige Kontrollmessungen‚ durch zweimalige Messung
oder durch Messung in umgekehrter Richtung, aufgedeckt werden.
Abb. 2
5
!

D
Anwendungsbeispiele
Abstecken von Linien konstanter Neigung (Nullinie)
Variante 1: Der Beobachter lässt durch einen Assistenten die Latte so weit verschieben,
bis der Visierindex auf der Gefällmesserskala im gewünschten Geländewinkel erscheint:
z.B. 8%. Der so gefundene Punkt wird markiert und von diesem aus die nächste Messung
vorgenommen.
Variante 2: Der Assistent hält den Fluchtstab mit dem Visierindex‚ und der Beobachter ver-
schiebt sich mit dem Gefällmesser, bis er die gesuchte Prozentzahl anvisiert hat.
Das Messen von Höhenunterschieden (Das Nivellement)
Variante 1 (Abb. 3): Der Visierindex wird in Instrumentenhöhe aufgehängt und eine Nivellier-
latte mit dem Nullstrich auf Visierhöhe nach oben oder nach unten (je nachdem ob Gefälle
oder Steigung) gehalten, bzw. befestigt. Die Höhe kann so direkt bei 0% (= Horizont) der
Gefällmesserskala auf der Nivellierlatte abgelesen werden.
b
a
a
7Abb. 3

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Variante 2 (Abb. 4): Die Messdistanz von blossem Auge ist relativ kurz. Es ist deshalb von
Vorteil wenn mit Rückblick und Vorblick gearbeitet wird. Rückblick ist die Visur zum vorherge-
henden Punkt, Vorblick zum nächstgelegenen Punkt. Wir stellen uns mit dem Gefällmesser
möglichst in die Mitte, damit der Einfluss eines allfälligen Ziellinienfehlers (siehe «Vermei-
dung von Messfehlern») möglichst gering ist. Mit den Werten der Vor- und Rückblick Messun-
gen ergibt sich die Höhendifferenz aus folgender Formel:
Höhenunterschied = Rückblick minus Vorblick / h = r - v
Abhängig davon, ob das Resultat positiv oder negativ ist, steigt oder fällt das Gelände. Um
einen Höhenunterschied über eine grosse Strecke hinweg zu messen, werden mehrere Mes-
sungen vorgenommen. In diesem Fall gilt die Formel:
Gesamthöhenunterschied = die Summe aller Rückblicke
minus die Summe aller Vorblicke
Wichtig: Der Jalon mit dem Gefällmesser darf zwischen Rückblick und Vorblickmessung
nicht verschoben werden!
r 0% 0% V
21
9Abb. 4

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Vorteil Variante 1: direkte Ablesung. Nachteil: weniger genau als Variante 2 und kleinere
Distanz zwischen den einzelnen Messungen; folglich mehr Messungen.
Vorteil Variante 2: Grössere Distanzen zwischen den einzelnen Messpunkten. Ziellinienfeh-
ler wird durch Vor- und Rückblick ausgeglichen. Nachteil: Der Höhenunterschied kann nicht
direkt abgelesen werden.
Messgenauigkeit: Je nachdem, ob ein Gefällmesser oder ein kombiniertes Gefällmesserins-
trument verwendet wird und ob der Gefällmesser von Hand, bzw. mit Jalon und Aufhängung,
oder bei kombinierten Instrumenten mit Stativ verwendet wird, können bei einem Nivellement
von ungefähr 200 m Länge, mit Messungen alle 10 bis 20 m (Wegprojekt), Genauigkeiten von
bis zu 5-6 cm erreicht werden.
Messen und kontrollieren von Böschungen
Die direkten Böschungsverhältnisse 1:5, 1:4, 1:3. 2:5, 1:2, 2:3 und 4:5 sind auf den Skalen
angegeben.
Abstecken einer Abtragsböschung (Abb. 5)
Man stellt das Instrument am Strassenrand (1) auf, während ein auf der Böschung stehender
Assistent (2) eine Latte mit Visierindex soweit verschiebt, bis Übereinstimmung mit der ge-
wünschten Neigung (3) vorhanden ist. Der Abtrag A erfolgt entlang der Linie 1-3.
a
A
a
23
1
11 Abb. 5

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Abstecken einer Auftragsböschung (Abb. 6)
Nachdem man die Latte am oberen Pflock (1) (= gewünschter oberer Böschungsrand) befes-
tigt hat, verschiebt sich der Messende‚ bis er den Schnittpunkt Latte/Pflock (1) im gewünsch-
ten Böschungsverhältnis sieht (vorwärts- beziehungsweise rückwärtsgehend). Daraufhin
verschiebt der Assistent den unteren Teil der Latte (2), bis die Linie Beobachter 1 und 2 auf
der Gefällmesserskala im gewünschten Böschungsverhältnis erscheint. Hat die Latte den
richtigen Winkel, wird sie sofort am unteren Pflock fixiert.
2
1
13 Abb. 6

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Kontrolle der Böschungsneigung (Abb. 7)
Man stellt sich in die Verlängerung der Böschungslinie und vergleicht deren Neigung mit der
Skala des Gefällmessers. Die Verlängerung der Böschungslinie muss mit dem gewünschten
Böschungsverhältnis auf der Skala übereinstimmen. Ist dies nicht der Fall, so hat die Bö-
schung nicht das gewünschte Verhältnis.
Anzug einer Stützmauer (nur mit Gefällmesser MC-1004)
Man verschiebt die geteilte, bewegliche Platte am Instrument bis zur Übereinstimmung mit
der Marke des gewünschten Anzuges (z. B. 30, also 30 cm auf 1 m Höhe). Der Beobachter
hält das Instrument an seinem Haltering ungefähr in 30-40 cm Entfernung vom Auge. Indem
er sich so gut als möglich in die Ebene des Anzuges der Stützmauer (oder deren Verlänge-
rung) stellt, lässt er die Latte des Gerüstes bis zur Übereinstimmung mit dem äusseren Rand
der beweglichen Platte verschieben. Auf dieselbe Art geht man bei der Kontrolle des Anzuges
einer Stützmauer vor.
15 Abb. 7

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Horizontalwinkelmessung (Abb. 8)
Man hält das Instrument waagrecht und zielt die beiden Punkte des gesuchten Winkels an;
den ersten Punkt mit dem Nullstrich, beim zweiten Punkt liest man den Winkel in der ge-
wünschten Teilung ab.
Bessere Ergebnisse werden erzielt, wenn der Gefällmesser abgestützt oder aufgelegt wer-
den kann. Grössere Winkel werden gemessen‚ indem man sie anhand von markanten Hilfs-
zielpunkten in kleinere Teilwinkel zerlegt und die so erzielten Teilergebnisse zusammenzählt.
Distanzmessungen
Variante 1: Mit Hilfe der Distanzmess-Skala und einem Bezugsmass von 2 m. Ein Assistent
hält eine Latte von 2 m Höhe senkrecht. Der Beobachter hält das Instrument fest in der Hand
(nicht aufgehängt). Er zielt durch Neigen des Instrumentes gegen den Fuss, bzw. den Kopf
(je nachdem ob + oder - Visierlupe) der Messlatte, bis dieser mit dem Nullstrich der Teilung
übereinstimmt. Danach kann die gesuchte Distanz am anderen Ende der Latte mit Hilfe der
Distanzskala direkt in Meter abgelesen werden.
α2
α3
α1
α
17 Abb. 8

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Variante 2 (Abb. 9): Mit Hilfe der Prozentteilung und eines frei gewählten Bezugsmasses.
Der Neigungsunterschied zwischen den Ziellinien zu beiden Enden des Bezugsmasses wird
bestimmt. Ist der Neigungsunterschied bei einem Bezugsmass von 3 m 6%, so beträgt die
Distanz 50 m. Die Formel lautet:
Bezugsmass x 100 3m x 100%
d = ------------------------------------- = ------------------ = 50 m
Neigungsunterschied in % 6%
Wichtig ist‚ dass das Bezugsmass immer rechtwinklig zu der zu messenden Distanz ist.
d
3m
-2%
+4%
α
19 Abb. 9

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Höhenmessungen
Die Höhenmessung (z.B. Baumhöhen; Abb. 10) beruht auf der Formel
Zuerst begibt man sich in die gewünschte Distanz (horizontal) zum Baum. Diese kann, wie
im Kapitel «Die Distanzmessung» beschrieben, mit dem Gefällmesser ermittelt oder, will man
genauer arbeiten, mit dem Messband gemessen werden. Man visiert nun zuerst den Gipfel
und dann den Fuss des Objektes an und liest die Prozente ab. Es empfiehlt sich nicht tiefer
zu stehen als der Fusspunkt des Objektes, da die Messgenauigkeit darunter leidet.
Fall a h = (80%+10%) x 20m = 18m
100%
Fall b h = (90% - 10%) x 20m = 16m
100%
20m
20m
0%
0%
Fall a
Fall b
+80%
+90%
+10%
–10%
20m
20m
0%
0%
Fall a
Fall b
+80%
+90%
+10%
–10%
21 Abb. 10
Fall bFall a
Neigungsunterschied in %
x Horizontaldistanz % x D
Höhe = ----------------------------------------- / h = -------------
100% 100%

F
Domaines d‘utilisation
Le clisimètre MERIDIAN est un instrument de poche d‘une précision étonnante. II s‘emploie
dans tous les cas où la précision voulue n‘exige pas |‘utilisation d‘un théodolite ou d‘un ni-
veau: mesure de déclivité, tracé de ligne de pente, pose de gabarits et contrôle de talus (MC-
1004), mesure de distances et d‘angles horizontaux, détermination de la hauteur des arbres
ou du fruit d‘un mur (MC-1004 seulement).
Clisimètre MC 1004 Boussole universelle Wyssen
MI 4007
1

F
Mode d‘emp|oi
Principe
La partie supérieure du clisimètre (MC-1004) ainsi que la boussole universelle Wyssen se
compose de deux loupes de visée avec une échelle graduée.
En visant avec l‘œil l‘échelle graduée et le point choisi dans le terrain on lit directement la
valeur recherchée en %, degrés, grades, ou la pente d‘un talus (fig.1).
Lecture
Pour une lecture idéale, maintenir l‘œil aussi près que possible de la loupe. Puis déplacer
le regard vers l‘extérieur, de manière à ce que les traits de l‘échelle graduée paraissent se
prolonger en dehors de la loupe sur le point visé.
3fig. 1
15,9% 9 degrés 10 grades

F
Suspension
Grâce à une suspension à cardan, le clisimètre MERlDlAN prend automatiquement sa po-
sition d‘équilibre sous l‘effet de la pesanteur. L‘instrument peut être suspendu à un support
spécial ou être tenu à hauteur de l‘œil par son anneau.
Pour un mesurage de précision, on suspend le clisimètre à un jalon. Cette méthode a
l‘avantage que l‘instrument reste à une hauteur constante (voir: comment éviter les erreurs
de mesure).
Mesure d‘un angle vertical (fig. 2)
Pour mesurer l‘angle vertical (α1) , ou la pente du terrain entre C et D, on place la mire à
une hauteur (α2) égale à la hauteur (α1) de l‘instrument. Daraus ergibt sich der wichtige
Merksatz:
hauteur de l’instrument a1 = hauteur de la mire a2 Comment éviter les erreurs de mesure
On veille à ce que la ligne de visée entre la mire et l‘instrument (A-B) soit toujours parallèle à la ligne (C-D)
dont la pente doit être mesurée, ou bien que la hauteur de l‘instrument soit identique à celle de la mire.
De même, il faut veiller à ce que les jalons soient utilisés la pointe dirigée vers le haut et tenus toujours
à la verticale. Lorsque la ligne de visée n‘est pas parallèle à la ligne du terrain, il en résulte ce que l‘on
appelle des erreurs de visée.
On détecte les erreurs de visée par des mesures de contrôle indépendantes, par un double mesurage ou
en mesurant en sens opposé.
fig. 2
5
!
A
B
C
a1
a2
D
α2
α1

F
Exemples d‘utilisation
Tracé d’une ligne de pente (ligne de référence)
Variante 1: L‘observateur fait déplacer la mire par son aide jusqu‘à ce qu‘elle coïncide sur
l‘échelle du clisimètre avec la pente désirée, par exemple 8%. Le point ainsi trouvé sera mar-
qué et utilisé comme station pour la mesure suivante.
Variante 2: L‘aide tient la mire pendant l‘observateur se déplace avec le clisimètre jusqu‘à ce
qu‘il vise le pourcentage recherché.
Mesure des différences de niveau (nivellement)
Variante 1 (fig.3): Après avoir fixé la mire à la hauteur de l‘instrument, on place une latte
graduée contre en haut ou contre en bas, suivant qu‘on mesure à la descente ou à la mon-
tée, avec le zéro coïncidant avec la mire. En visant horizontalement à 0%, l‘observateur lit
directement la différence de niveau sur la latte.
7fig. 3
b
a
a

F
Variante 2 (fig.4): Puisque la portée d’une visée à l‘œil nu est relativement courte,
l‘observateur se place si possible au milieu entre les deux points pour éliminer l‘effet des
erreurs de visée. Il vise la hauteur sur le jalon arrière puis sur le jalon avant et calcule la
différence de niveau par soustraction.
Différence de niveau h = r – v
Suivant que le résultat est positif ou négatif, le terrain monte ou descend. Si on doit détermi-
ner une différence de niveau sur une longue distance en plusieurs mesures, on applique la
formule:
Différence de niveau = Somme des visées arrière
- somme des visées avant
Important: ne pas déplacer le jalon avec le clisimètre entre les deux visées.
9fig. 4
r 0% 0% V
21

F
Avantage de la variante 1: lecture directe. Inconvénient: moins précise que la variante 2;
distances plus courtes entre deux points, d‘où nécessité de mesures plus nombreuses.
Avantage de la variante 2: plus grande distance entre les points mesurés. Les erreurs de
visée se compensent. Inconvénient: la différence de niveau ne se lit pas directement.
Précision de mesure: que l‘on utilise un clisimètre simple ou combiné, que l‘instrument soit
tenu à la main ou suspendu à un jalon ou encore fixé sur un trépied dans le cas d‘un instru-
ment combiné, la précision d‘un nivellement d‘une longueur approximative de 200 m avec
mesures tous les 10 à 20 m (tracé de chemin) est de 5 à 6 cm.
Mesure et contrôle de talus
Les pentes de talus 1:5, 1:4, 1:3, 2:5, 1:2, 2:3 et 4:5 sont indiquées sur les clisimètres.
Piquetage d’un talus en déblai (fig.5)
On pose l‘instrument au bas du talus (1), tandis qu‘un aide placé plus haut (2) déplace une
mire de hauteur égale à celle de l‘instrument jusqu‘à coïncidence avec l‘inclinaison voulue
(3). Le réglage du talus se fera ensuite entre les points 1 et 3.
11 fig. 5
a
A
a
23
1

F
Piquetage d’un talus en remblai (fig.6)
Après avoir fixée la latte au piquet supérieur (1), l‘aide déplace l‘extrémité inférieure de la
latte (2) jusqu‘à coïncidence avec l‘inclinaison donnée. L‘observateur se déplace en avant
ou en arrière, jusqu‘à ce que l‘instrument se trouve dans le prolongement du gabarit. Une fois
la latte mise au point, on la fixe immédiatement au piquet inférieur.
13 fig. 6
2
1

F
Contrôle d‘un talus (fig.7)
Se placer dans le prolongement de la ligne du talus et comparer son inclinaison avec l‘échelle
du clisimètre. Si elle coïncide, le talus a la bonne pente, sinon, il faudra le corriger.
Fruit d’un mur de soutènement (uniquement avec le clisimètre MC-1004)
On déplace la plaque graduée jusqu‘à coïncidence avec le fruit donné (p. ex. 30:1, soit 30 cm
sur 1 m de hauteur). On suspend ensuite l‘instrument par son anneau en le tenant à environ
30 à 40
cm de l‘œil. En se plaçant autant que possible dans le plan du mur ou son prolongement,
on fait dévier la latte du gabarit jusqu‘à coïncidence avec l‘arête extérieure de la plaque. On
procède par analogie pour vérifier le fruit d‘un mur en construction.
15 fig. 7