Какой штатив лучше?

Штатив является одним из самых часто используемых геодезических аксессуаров. Все штативы отличаются областью применения и материалами, из которых изготовлены ножки и головка (площадка) штатива, типом фиксатора, типом и размером площадки, высотой в сложенном и рабочем состоянии, массой. Каждый тип штатива предназначен для выполнения определенного вида работ, поэтому при выборе обязательно учитывайте, с каким оборудованием планируется его использовать, в каких условиях будут выполняться измерения, какие требования к точности выполняемых работ, так как штатив порой может вносить большое искажение в результаты ваших измерений.

Штативы, используемые в геодезических работах, можно разделить по двум основным признакам: по материалу изготовления и по области применения.

Из чего их делают?

Алюминий

Алюминиевые штативы легкие, прочные и удобны при транспортировке. Однако алюминий наиболее подвержен влиянию перепадов температур, что вызывает так называемое «кручение» штатива, особенно при установке тяжелого оборудования. К примеру, работая в осенне-весенний период температура воздуха находится около нуля, но Солнце разогревает штатив, материал штатива подвергается температурному расширению, положение прибора изменяется, как следствие – погрешности в результатах измерений.

Поэтому штативы из алюминия рекомендуется использовать для легких приборов при непродолжительном времени работы на станции, например, при использовании оптических нивелиров на стройплощадке или при непродолжительных статических измерениях с помощью спутникового оборудования. Не рекомендуется использовать алюминиевые штативы с оптико-электронными инструментами: теодолитами, тахеометрами, лазерными сканерами при длительной работе на станции. Кроме того алюминий хорошо передает вибрации, поэтому работающая рядом строительная техника может дополнительно вносить искажения в результаты измерений.

Очень часто алюминий на таких штативах подвергается анодированию, при котором на поверхности металла образуется пленка для защиты металла от воздействия от окружающей среды и продлении его срока службы.

Дерево

За счет своей доступности и простоте обработки традиционный материал для штативов - это конечно же дерево. В отличие от алюминия, дерево гораздо меньше подвержено влиянию перепадов температур и лучше поглощает вибрации, поэтому такие штативы наиболее широко используются при высокоточных геодезических изысканиях и в строительстве.

Стабильность - еще одна важная характеристика деревянного штатива. При этом речь идет не только о жесткости материала, но и о массе штатива. Древесина очень жесткий и прочный материал, который заметно тяжелее алюминия. Штативы из дерева достаточно тяжелы. Их масса находится в пределах 5-7 кг, и в этом есть несомненный плюс. Благодаря ей штативы из дерева намного стабильнее и устойчивее в сложных условиях, например, при сильном ветре.

Высока и прочность древесины. Эволюция за много тысяч лет создала самый выносливый материал на планете. Деревья хорошо сопротивляются постоянному скручиванию и изгибу, вызываемыми ветром в течение десятилетий и даже столетий. Древесина намного превышает продолжительность жизни волокна алюминия или карбона.

Однако дерево само по себе не является материалом устойчивым к влаге, поэтому оно подвергается дополнительной защите. При выборе деревянного штатива всегда стоит обращать внимание на качество лако-красочного покрытия, так как оно призвано защитить дерево от воздействия внешний условий, предотвратить разбухание и рассыхание, и тем самым продлить его срок службы.

Наиболее предпочтительны качественные деревянные штативы фирм Seco, Nedo и Nestle. Они заслуженно имеют репутацию у геодезистов как наиболее долговечные и надежные решения. Например, для тяжелых деревянных штативов фирма Nedo применяет древесину ясеня и сосны со специальным покрытием, а фирма Nestle вымачивает дерево для штативов перед изготовлением несколько лет.

Например, компания Nestle перед изготовлением штативов несколько лет вымачивает дерево в масле, а компания Nedo для тяжелых штативов применяет древесину ясеня, твердость и прочность которой настолько высока, что в стародавние времена его применяли для изготовления боевых орудий.

Фибергласс (стеклопластик)

Стеклопластик (фибергласс) стал применяться для производства штативов не так давно, но уже стал популярным среди пользователей. Этот материал легче дерева и также как и дерево не сильно подвержен влиянию перепадов температур.

Стеклопластик - материал, состоящий из стекловолокнистого наполнителя и связующего полимера. До недавнего времени стеклопластики использовались преимущественно в самолётостроении, кораблестроении и космической технике. Широкое применение стеклопластиков началось при разработке промышленной технологии, позволившей наладить массовый выпуск профилей сложной конфигурации с требуемой точностью размеров.

У стеклопластика существует один недостаток - он хорошо передает вибрации. Поэтому при работах в местах, где предполагается наличие вибраций (например, строительство тоннеля или съёмка вдоль железнодорожного полотна) лучше отказаться от штатива из стеклопластика и выбрать классический деревянный штатив.

Карбон

Не так давно космические технологии дошли и до геодезической отрасли, стали производить различные аксессуары из карбона, такие как вехи, биподы и так далее. Но вот дошло время и до штативов.

Карбон (или углепластик) это композиционный многослойный материал, представляющий собой полотно из углеродных волокон в оболочке из термореактивных полимерных (чаще эпоксидных) смол. Карбон является самым современным материалом для производства штативов, обладая всеми преимуществами ранее описанных штативов и практически не имея недостатков, кроме одного.

Высокая цена карбонового штатива по сравнению с другими объясняется сложной многоэтапной технологией, дорогими применяемыми смолами и дорогостоящим оборудованием для производства качественного материала. Прочность и эластичность получаются гораздо выше наряду со множеством других неоспоримых достоинств. Кроме этого малый вес позволяет снизить стоимость транспортировки штатива.

Он легче алюминия (на 20%) и стеклопластика, обладая всеми достоинствами деревянного штатива – не подвержен влиянию перепадов температур (коэффициент температурного расширения меньше, чем у дерева и инвара), обладает хорошими виброгасящими свойствами, не подвержен коррозии. Карбон характеризуются высокой прочностью, износостойкостью, жёсткостью и малой массой.

Комбинированные материалы

Комбинированные штативы (например, фибергласс-дерево) призваны улучшить эксплуатационные характеристики изделия. Фиберглассовое покрытие делает деревянные участки штатива влагоустойчивыми, исключает возможность рассыхания или разбухания дерева, предохраняет от механических повреждений, а также дополнительно увиливает его. Благодаря такому покрытию деревянные штативы становятся более износостойкими и пригодны для применения в любых погодных условиях, а потому служат гораздо дольше, чем деревянные штативы с традиционным лакокрасочным покрытием.

Где же лучше их применять?

Области применения штативов различны, в данной статье рассмотрим основные из них:

• штативы для технического нивелирования;
• штативы для высокоточного нивелирования;
• штативы для строительного оборудования;
• штативы для оптико-электронных приборов;
• специализированные штативы для лазерных сканеров;
• специализированные штативы для спутникового оборудования.

Техническое нивелирование

Обычно при выборе штатива для технического нивелирования руководствуются двумя критериями – стоимость и легкость. Этим критериям удовлетворяют большинство алюминиевых штативов. Они обеспечивают удобство при работе на строительной площадке с небольшими по весу оптическими нивелирами. Алюминиевые штативы имеют малую массу (обычно в пределах 3,5 кг), поскольку не предполагают использования тяжелых инструментов, компактны и легки при переноске.

Чаще всего для технического нивелирования выбирают штативы с плоской треугольной площадкой, однако не стоит забывать о наличии нивелиров со сферической площадкой. Данный тип нивелира облегчает установку прибора на поверхностях с большим уклоном, когда сложно отгоризонтировать штатив без большого наклона установочной площадки.

Высокоточное нивелирование

Для выполнения нивелирования первого и второго классов лучше всего подойдет деревянный штатив с ножками фиксированной длины, который имеет жесткую нераздвижную конструкцию для достижения максимальной устойчивости инструмента, например Nedo 200511. Фиксированная длина исключает возможные перемещения ножек штатива, а за счет собственной большой массы штатив меньше подвержен вибрации.

Для нивелирования 3-го и 4-го классов также подойдут универсальные деревянные штативы.

Для строительного оборудования

Для строительного оборудования, такого как построители плоскости, лазерные нивелиры, лазерные рулетки наиболее подходящим является облегченный элевационный штатив с резьбовым соединением 1/4 дюйма, поскольку большинство таких приборов не имеют крепление под стандартную для геодезии резьбу 5/8 дюйма. Наилучший выбор для указанных приборов – небольшие фотоштативы. Данный вид штатива позволяет перемещать инструмент в вертикальной плоскости для установки прибора на необходимом уровне, а также задавать наклон прибора, выполняя разметку под наклонные элементы. Такие штативы не предназначены для работы на улице с установкой на грунте, а подходят только под жесткое основание.

Штативы для оптико-электронных приборов

Для тяжелых точных оптико-электронных приборов (теодолиты, тахеометры, лазерные сканеры, построители плоскости) лучше всего подходят универсальные геодезические штативы: деревянные, фиберглассовые, комбинированные, карбоновые. За счет большой массы (от 5 до 8 кг) они устойчивее и менее подвержены влиянию нагрева. Они могут быть использованы практически с любым геодезическим оборудованием.

Специализированные штативы для лазерных сканеров

Для работы с лазерными сканерами наилучшим образом подходят специализированные элевационные или универсальные штативы.

Элевационные штативы для лазерных сканеров в своей конструкции содержат специально предусмотренный подъёмный механизм. Микролифт позволяет вертикально перемещать площадку вверх или вниз. Также на таких штативах возможна установка оборудования не только сверху площадки, но и снизу – для возможности опускания сканера в шахты.

Для выполнения сканирования с применением лазерных сканеров Trimble серии TX подойдет облегченный карбоновый штатив Nedo 200700. Легкий штатив можно перенести с установленным на нем сканере, шипованные или резиновые ножки позволяют установить сканер на любой стабильной поверхности.

Однако данный штатив невозможно центрировать над точкой. Если в процессе сканирования требуется установка прибора над точкой с известными координатами, рекомендуется использовать специальный элевационный штатив, например, Trimax Elevator, который может поднять инструмент на высоту до 2,62 м. Дополнительная секция (+1 метр) может быть добавлена для достижения высоты 3 метра для оборудования массой не более 6,80 кг.

Штатив Tri-max Elevator

Специализированные штативы для спутникового оборудования

Для типовых работ подходят универсальные штативы – деревянные, карбоновые, деревянные с фиберглассовым покрытием, тяжелые алюминиевые штативы. Но также существуют специализированные штативы для долговременной установки полевых базовых станций. Такой штатив предназначен для быстрого горизонтирования и точного центрирования антенн спутниковых приёмников над пунктом с возможностью подъема антенны на большую высоте для лучшего приёма сигналов спутниковых систем. Конструкция штатива позволяет жестко зафиксировать приёмник/антенну ГНСС над точкой, с помощью центральной вешки и трёх регулируемых ножек. Верхняя часть крепления позволяет вращать оборудование на 360 градусов для правильной ориентировки.

Данный вид штативов также подходит и для систем контроля управления дорожно-строительной техникой.

На что еще стоит обратить внимание?

Система фиксации ножек

На геодезических штативах наиболее распространены две системы фиксации: клипсы и зажимные винты. Зажимной винт отличается большей надежностью фиксации ножек в раздвижном состоянии для долговременной установке. Зажим типа клипса гораздо быстрее привести штатив в рабочее положение, однако при длительной эксплуатации и неправильной регулировке крепления может неплотно фиксировать ногу штатива, что может вызвать смещение оборудования вплоть до его падения.

Наиболее надежным решением для точных работ является использование моделей с обоими видами зажимов (например, деревянный штатив Nedo 200532), сочетающими в себе фиксацию клипсами и винтами одновременно. Это сократит время установки и повысит надежность фиксации. Штативы с двойным зажимом являются своего рода универсальными при топографических съёмках, работе на строительной площадке, геодезических изысканиях.

Деревянный штатив Nedo 200532 для c двумя типами креплений – винт и клипса

Резьба винта

Стандартная резьба становых винтов для всех современных геодезических приборов – 5/8 дюйма. Такой резьбой оснащаются тахеометры, теодолиты и спутниковые приёмники. Лазерные сканеры зачастую имеют свою собственную резьбу, обращайте на это внимание при выборе штатива под лазерный сканер. Построители плоскостей, лазерные дальномеры имеют резьбу 1/4", поэтому для них выбирайте соответствующий штатив с резьбой 1/4".

Площадка для установки приборов

Существует несколько видов площадок для установки оборудования: плоская треугольная площадка, плоская круглая и сферическая. Плоская треугольная и круглая площадки являются самыми распространёнными и предназначены для установки большинства геодезического оборудования. Преимуществами круглой площадки является большая свобода перемещения устанавливаемого оборудования по площадке, тем самым обеспечивается быстрое центрирование прибора над точкой. Штативы с круглой площадкой являются чуть более тяжелые по сравнению со штативами с треугольной площадкой. Компромиссным решением являются штативы Nestle, в которых на треугольную плоскую площадку установлена съемная круглая.

Сферическая площадка является менее распространенной за счет того, что усложняет одновременное центрирование и горизонтирование прибора, и поэтому используется в основном для установки нивелиров на покатых склонах.

Крепление ножек в сложенном состоянии

Наиболее распространённый вид фиксации ножек для транспортировки – обычная лента с липучкой или пластиковой застежкой, реже с двумя кольцами. Липучка наиболее универсальный способ, но у него есть несколько минусов.

Липучка забивается грязью и покрывается льдом, а также со временем изнашивается. Пластиковая застежка долговечнее при аккуратном обращении, однако пластик также можно легко сломать. Наиболее надежным решением является застежка с двумя кольцами, но она менее удобная и редко где устанавливается.

Поэтому мы рекомендуем присмотреться к штативам с автоматическим закреплением ножек при складывании с помощью специальных крючков и проушин. Однако при переноске штативы оборудованные данным видом фиксации ножек могут издавать лишний шум.

Установка на скользком основании

При установке на скользком основании ножки штатива могут самопроизвольно разойтись. Для защиты от таких непредвиденных ситуаций возможно применение специальных подставок под ножки или страхующих ремней и цепей.

Подставка под штатив

Фиксирующие ремни для
ножек штатива

Ограничительные цепи

Кроме этого ряд фирм, например, Nedo, использует специальные насадки на ножки штатива для повышения надежности установки на любой поверхности. При работе на грунте резиновая насадка поднимается наверх, освобождая острый стержень ножки. При работе на скользких или царапающихся поверхностях резиновая насадка опускается вниз, покрывая наконечник штатива.

Насадка Комби для штативов Nedo

Наконечник ножки штатива

Основной материал для производства ножек штатива – металл. Он более надежен и крепок. Однако встречаются пластиковые, они устанавливаются на более легкие модели для снижения общей массы штатива.

Ножка штатива SJA60F

Ножка штатива SJW40

Предварительное приведение штатива в горизонт

Некоторые модели штативов для уменьшения времени установки оборудования дополнительно оснащаются круглыми уровнями, например, легкий штатив Nestle (арт. 13100000) или специальный тяжелый штатив для долговременной установки ГНСС приёмников или антенн над пунктом на большой высоте Seco 5115-10.

Штатив Nestle 13100000 с круглым уровнем
для предварительной установки

Дополнительный круглый уровень
штатива Seco 5115-10

Транспортировка штатива

Траспортировка штатива является повседневной задачей. Для облегчения этого процесса производители добавляют ручки для переноски и специальные ремни. Один из наиболее удобных вариантов – отверстие в одной или нескольких ножках деревянных штативов. Немного снижает массу и не влияет на общую жесткость.

Отверстие в ноже штатива для переноски

Другой вариант – специальная ручка для переноски. Такая ручка хоть и удобнее для захвата, но существует вероятность оторвать ручку, если она зацепится за какой-либо предмет при транспортировке или при небрежном отношении.

Ручка для переноски штатива

Если вы хотите, чтобы штативы служили вам верой и правдой – необходимо защищать их при транспортировке от воздействия внешних условий. Для этих целей хорошо подойдет транспортировочный чехол для штативов.

Не забывайте также после использования очищать штатив от земли и влаги.

Чехол для штативов

Вместо заключения

Для выполнения геодезических работ важно подобрать качественный, удобный и надежный геодезический штатив. При выборе штатива необходимо обращать внимание не только на формальное описание, но и на качество сборки. Все узлы должны ходить плавно, винты должны легко вкручиваться и выкручиваться, все части штатива должны подходить друг к другу. Поэтому если вы выбираете штатив для себя, который планируете использовать не один год, обратите внимание на штативы известных производителей, таких как Nedo, Nestle, Seco или Trimble. Цена таких штативов выше, чем у их китайских аналогов, однако и прослужат вам эти штативы намного дольше. Если же ваш бюджет ограничен или штативы нужны на один-два полевых сезона, то приобретайте штатив в крупной компании, перед отгрузкой все штативы проходят контроль качества и, в случае заводского брака, вы можете всегда его заменить.

Надеемся, что представленный материал поможет сделать вам правильный выбор!