A modulban összefoglalt tananyag tanulása elıtt ajánljuk, hogy ismételje át a tantárgy 5. moduljában és a 6. modul 6.3 fejezetében írottakat

7. fejezet Mély- és magasépítési feladatok geodéziai munkái 7.1. Bevezetés A modulban összefoglalt tananyag tanulása elıtt ajánljuk, hogy ismételje át a tantárgy 5. moduljában és a 6. modul 6.3 fejezetében írottakat. Ebben a modulban mély- és magasépítési munkák közül választottunk ki néhány, a gyakorlatban rendszeresen elıforduló példát. Ezeken a példákon keresztül mutatjuk be a geodézia alkalmazási lehetıségeit ezen a mérnöki szakterületen. Már ezekbıl a megoldásokból is látható, hogy a geodézia a maga eszköztárával (mőszerek, módszerek) alkalmas olyan feladatok megoldására is, amelyek elsısorban méréstechnikai jellegők. A feladat elsı része, nevezetesen a tervezett építmények kitőzése (lásd még MGE 5 modul 5.2 fejezetét: térbeli elhelyezések, szerkezeti kitőzések) definíciószerően is a geodézia feladatai közé tartozik. A feladat megoldásának második részében, a szerkezetek építése során, azonban fontos tevékenység a tervezett építmények mőködéséhez szükséges geometriai feltételek (pl. méretadatok, merılegességi feltételek stb.) ellenırzése is. Ezek már a méréstechnika körébe tartozó feladatok, amelyek a geodézia eszköztárával is megoldhatók. Különösen akkor igaz ez, ha az építési gyakorlatban használt hagyományos mérıeszközök nem alkalmazhatók (pontatlanok, korlátozott a mérési tartományuk stb.). Az elsı fejezetben az alapozásokhoz kapcsolódó geodéziai feladatokat foglaljuk össze röviden. Ez a munkaszakasz minden mély- és magasépítés induló feladata. Bemutatjuk az alapozások kitőzésének módszereit, amelyek birtokában képesek lesznek bármilyen alapozás építésének geodéziai irányítására. A korszerő építési módok egyik gyakran alkalmazott formája az elıre gyártott elemekre épülı vázszerkezetes építési mód. Ezek közül a modul második fejezetében megismerhetik a pillérsorok kitőzése, építésirányítása és ellenırzése során felmerülı feladatokat. Ezek ismeretében alkalmasak lesznek hasonló feladatok megoldására A modul zárófejezetében karcsú, kis alapterülető, magas építmények szerelése, építése során megoldandó építésirányítási és ellenırzı mérési feladatokkal ismerkedhetnek meg. A modulnak ezt a részét elsajátítva, képesek lesznek hasonló szerkezetek kitőzésének és építésirányításának az elvégzésre. 7.2. Alapozások kitőzése Ebben a fejezetben az alapozásokhoz kapcsolódó geodéziai feladatokat foglaljuk össze röviden. Az alapozás minden magas- és mélyépítési munka induló feladata. Az építmények alapozási módját a helyszín talajmechanikai adottságai, az építmény szerkezete és tömege, az építési környezet, stb. határozzák meg. Módszerét tekintve megkülönböztetünk: síkalapozást és mélyalapozást.

Síkalapozás akkor alkalmazható, ha a felszínhez közel kellı vastagságú teherbíró talajréteg van, és a várható süllyedések (illetve süllyedéskülönbségek) az épületre nem károsak. Síkalapozások néhány megoldása: •

pontalapozás,

•

sávalapozás,

•

gerenda és gerendarács alapozás,

•

lemezalapozás.

Mélyalapozást rendszerint ott választanak a tervezık, ahol a síkalapozás feltételei nem teljesülnek. Módszerének kiválasztásakor lényeges szempont, hogy az alapozásra illeszkedı építmény tömegét elbírja, a még megengedhetı süllyedéseknél (süllyedéskülönbségeknél) nagyobb értékek ne léphessenek fel. A nagyvárosokban gyakori foghíjbeépítésekkor még egy fontos szempont figyelembeveendı: az építkezés ne veszélyeztesse a szomszédos építmények rendeltetésszerő használatát. A mélyalapozásoknak sok típusa ismert. A típusokon belül több változatot is kidolgoztak a szakemberek. A mélyalapozások fı típusai: •

cölöpalapozások,

•

résfal alapozások,

•

kút és szekrényalapozások.

A felsorolt alapozások kitőzése (és a kitőzések részbeni védelme) a következı részben összefoglalt módokon végezhetı el. Az MGE 5 modulban a kitőzések céljának megfogalmazása során szó volt arról, hogy melyek azok a geometriai elemek, amelyek kijelölése a terepen lehetıvé teszi a tervekben megadott, meghatározott mérető és helyzető létesítmény helyes építését, szerelését. A terepszinten kitőzött és megjelölt alakjelzı fıpontok, tengelypontok a kivitelezési munkák során azonban nem marad(hat)nak a helyükön, mert elpusztuln(án)ak. A földmunkák kivitelezése elıtt gondoskodni kell másfajta jelölésükrıl. A hagyományos építıipari gyakorlatban, az alapozáskor a megoldást a jól bevált zsinórállvány biztosítja.

Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

2

0-1. ábra Hagyományos zsinórállvány (Karsay 1974) A zsinórállvány helyének kijelölése során legtöbbször nem elegendık a tervezési térkép adatai, hanem tanulmányozni kell a részletes kiviteli terveket (pallér terveket) is. A zsinórállvány elhelyezése a következı munkálatokat igényli: a zsinórállvány helyének kitőzése, az oszlopok felállítása, a pallók felszegelése, a különbözı geometriai elemek (rendszerint falsíkok, tengelyek stb.) kitőzése és megjelölése a pallókon.

0-2. ábra Zsinórállvány elhelyezése (Forrás Karsay 1974) A zsinórállványt úgy helyezzük el, hogy minden tengely, sík, stb. meghosszabbításába essék zsinórállvány (tömbszerően kiképzendı építmények sarokpontjainál L alakban). Ügyelni kell arra, hogy a zsinórállvány mellett megfelelı hely maradjon közlekedés, anyagszállítás céljára. A zsinórállvány építésekor a tartó oszlopokra kitőzzük az építmény padlószintjét (± 0,00), vagy ha ez nem lehetséges a terepadottságok miatt, akkor a terepszint fölé célszerően választott kerek méter értékre (pld. -1m, vagy +1m, stb.), és szeggel, valamint festéssel megjelöljük. Az így megjelölt pontokhoz illesztve a pallók felsı szintjét, azokat szegekkel rögzítjük az oszlopokhoz. A pallók elhelyezése után rávetítjük azokra a síkok, tengelyek irányát (függık között kifeszített vízszintes zsinórral, vagy mőszerrel), majd ezt az irányt a pallón szeggel vagy befőrészeléssel megjelöljük. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

3

A mérıállomások újabb változatainak segítségével a feladat már egyszerőbben oldható meg. Nincs szükség az állványok kiépítésre, a mőszer használatával ismételten visszaállítható az alaphelyzet és részben a kitőzés rekonstruálását, részben az ellenırzı méréseket azonos módon lehet elvégezni. Elsı lépésben egy bázisvonalat (alapvonalat) jelölünk ki, ami rendszerint egy kitőzendı egyenes oldalú létesítmény (úttengely, épületfalsík) két pontja (B1 és B2 pontok).

0-3. ábra Zsinórállvány kitőzése mérıállomással A bázispontok koordinátáit többféleképpen adhatjuk meg. Ha ez a két pont a terepen már ki van jelölve, akkor egy helyi rendszerben bemérjük azokat. Ha a bázispontok koordinátáit elıre megadták (például egy terven) és azokat feltöltöttük a mőszer memóriájába, akkor azokat a memóriából kiolvassuk. Feladatunk lehet, hogy a terepen egy, a bázisvonaltól adott távolságra lévı, párhuzamos egyenest kell kijelölnünk. Ezt a párhuzamos egyenest nevezzük referenciavonalnak. A referenciavonalat a terepen például egy zsinórállvány jelölheti ki. A referenciavonal egy megadott mértékő szöget is bezárhat a bázisvonallal. A referenciavonal egy pontjának adatait a B1-B2 alapvonalhoz képest adjuk meg: a keresztirányú eltolás mértékét, a B1-B2 irányú hosszanti eltolást és a magassági eltolást (esetleg az elfordulást). Ezeknek az eltolási paramétereknek megfelelıen a program kiszámítja a referenciapont koordinátáit és ugyanúgy, ahogyan a kitőzésnél megismertük, ezt a pontot is kitőzhetjük. További lehetıség, hogy a referenciavonalhoz (elsı referenciaponthoz) képest további kitőzendı pontok is megadhatók ortogonális méretekkel. Az így kijelölt fı geometriai elemek segítségével az építmény kiviteli tervei alapján a további részletkitőzések (alapfalak, lábazati fal méretei, síkja, szerelıbeton, vasszerelés helye, cölöpsorok, kútsorok stb., az alapozás jellegétıl függı különbözı szerkezeti részek kitőzése) már elvégezhetık. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

4

7.3. Elıre gyártott pillérek (oszlopok) kitőzése és beállítása A korszerő építési módok egyik gyakran alkalmazott technológiája az elıre gyártott elemekre épülı vázszerkezetes építési mód, amellyel igen változatos ipari-, mezıgazdasági-, közösségi épületek hozhatók létre. A rendszer fı szerkezeti elemeit különbözı mérető és teherbírású lineáris elemek (pillérek, gerendák) alkotják. Az alapvetı szerkezeti elemek terv szerinti beállítása biztosítja a szerkezet teherbírását, s egyben esztétikus megjelenését is. A vázszerkezetet alkotó pillérek (oszlopok) nagyon gyakran egyéb, elsısorban gépészeti berendezések (pl. darupályák) tartószerkezetéül is szolgálnak, így kitőzésük nagy körültekintést igényel. Tekintsük át, hogy milyen geometriai feltételeket kell kielégíteni a függıleges szerkezeti elemek beállításakor: •

a pillérek (oszlopok) a terv szerinti helyükre kerüljenek,

•

a konzolok középvonala a tervezett távolságra legyen,

•

a konzolok felsı lapja a tervezett magasságban legyen,

•

a pillér (oszlop) függıleges legyen.

Az elıre gyártott szerkezeti elemek a helyszínen készített, rendszerint vasbeton szerkezető alaptestekre kerülnek. A fenti követelmények teljesülése nagymértékben függ tehát az alaptestek terv szerinti kialakításától is. A munkafolyamat több szakaszból áll. Az alapgödrök helyének a kitőzése során elıször mőszerrel kitőzzük és állandósítjuk a hossz- és keresztirányú tengelyeket 2-2 pontjukkal. A tengelyek metszéspontja jelöli ki az alapgödrök középpontját.

0-4. ábra Pillér (oszlop) sorok tengelyeinek (keretállások) kitőzése


5

A tengelyek irányát itt is célszerő alkalmas helyen elhelyezett zsinórállásokkal biztosítani, amelyek rögzítik a földmunka elvégzése után is az alaptestek eredeti tengelyét. A földmunka után az alapgödrökben kialakított zsaluzatra rávetítjük tengelyeket, s azon főrészeléssel vagy más módon megjelöljük a helyüket.

a

0-5. ábra Tengelyjelek a zsaluzaton A tengelyek kitőzése a zsaluzatra pontos munkát igényel, mert az így megadott jelek alapján állítják be a kivitelezık különbözı sablonok segítségével az alaptestet a pillérrel összekötı elemeket.

0-6. ábra Horgony csavarok szerelése Az elkészült alaptesteket az oszlopok beállítása elıtt ellenırizni kell. Elıször is az alaki méretek alapján meg kell határozni az alaptest középpontját. Ki kell jelölni újra a tengelyek helyét. Célszerő összevetni a tengelyek metszéseként szerkeszthetı alaki középpontot a kivitelezett állapottal. A vízszintes ellenırzı mérések befejezéseként meg kell mérni az alaptestek távolságát (hossz- és keresztirányban). Az észlelt eltérést jegyzıkönyvben kell rögzíteni és átadni a építésvezetınek. Az alaptestek helyes kiképzésének az oszlopok magassági beállítása szempontjából is szerepe van, így feltétlen ellenırizni kell a kivitelezés után a támaszfelületek magassági helyzetét (általában szintezéssel). A kivitelezés esetleges hibáit feltételen jelezni kell az építésvezetınek. Az alaptestek ellenırzése után kerülhet sor az oszlopok beállítására. A két szerkezeti elem közötti kapcsolat többféleképpen is megteremthetı.


6

0-7. ábra Alaptest-pillér kapcsolatok Az ábra baloldali részén látható pilléralapban egyszerő kiékeléssel lehet az ideiglenes rögzítést megoldani. Ezt követi a pillér beállítása, majd a betonozás. A jobb oldali megoldás a horgonycsavarokkal való rögzítést mutatja. Ennek elıkészítését az elızı ábrák mutatják. Még a pillérek beállításának megkezdése elıtt az ideiglenes tároló helyeken, fekvı helyzetben meg kell mérni az elemek alaki méreteit (kritikus helyek szélességét, csavarok, konzolok, stb. távolságát, minden lényeges méretet), és össze kell hasonlítani a terveken megadott értékekkel (ha a gyártási tőrésen kívül kerülı mérető pillért találunk, akkor azt jelezni kell az építésvezetınek). A mért adatok segítségével a beállítás megkönnyítésére ki kell szerkeszteni és jól láthatóan meg kell jelölni (karcolással, festéssel stb.) a tengelyvonalakat (az elem vagy konzol homlokfalán), amelyek egyrészt a megfelelı vonalak közvetlen illesztését szolgálják, másrészt lehetıvé teszik a mőszerrel való irányzást. Ezenkívül, különösen magas pilléreken alkalmazni kell olyan jelöléseket, amelyek segítségével az elem magassági beállítása megkönnyíthetı. Így még fekvı állapotban célszerő a konzol vagy a pillér támaszfelületétıl a pillér alsó részén kimérni egy olyan kerek távolságot, amelynek végpontját a pillér felállítása után terepszintrıl szintezımőszerrel irányozni tudjuk. A pillérek (oszlopok) beállításakor olyan irányzási módszert kell alkalmazni, amely gyors és pontos, ugyanakkor nem igényel sok helyet. Alacsonyabb oszlop felállításakor illesztjük a beemelés után az alaptesten és az oszlopon található tengelyjeleket, majd két egymásra merıleges irányból célszerően a hossz- és kereszttengely vonalából- mőszerrel beintjük az elem felsı részén létesített jeleket. Bonyolultabb szerkezető, magasabb elemek beállításakor a következı módon járhatunk el.


7

0-8. ábra Magas pillér beállítása (Pfaff L. után) A beállítás elıkészítésekor az alaptesten nemcsak a tengelyeket jelöljük, hanem a kereszttengely vonaltól - alkalmas irányban és távolságra - azzal párhuzamosan egy másik vonalat is, mely az oszlop beállítását egyszerősíti és gyorsítja. Ezen a vonalon ki kell jelölni és célszerő állandósítani (csapszeggel, HILTI szeggel stb.) a két konzol hossztengelye vízszintes vetületének ezzel az egyenessel alkotott I. és II. metszéspontját. Ellenırzésként célszerő az alaptesteken így megjelölt pontokat egymással összemérni, s összevetni a terveken megadott méretekkel (pl. a tervezett darupálya fesztávolsággal). Eltérés esetén a korrekció egyszerőbben elvégezhetı, s a beépítendı elemet már ehhez a javított helyzethez lehet illeszteni. A pillérekre a két konzol felfekvési tengelye vonalában az elem szélének síkjától adott távolságra (x cm) kinyúló kis faácsolattal rögzített lécre vagy deszkára a pillér aljáig érı vashuzalt erısítünk. Ezeket ideiglenesen az elem lehorgonyzó vastüskéihez rögzítjük (beállításkor megfelelı súlyú függıkkel terheljük). A pillérek beemelése elıtt célszerő a magassági beállításokat is elıkészíteni. Szintezéssel be kell mérni valamennyi alaptest felsı síkját és a mérések alapján meg kell határozni a pillérállítás magassági vonatkozási síkját. Hacsak valamilyen szigorú magassági feltétel nincs kikötve, akkor a legmagasabban fekvı konzol Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

8

támaszfelületén átmenı síkot tekintjük a továbbiakban „vonatkozási alapnak”, s az ettıl számított eltérések lesznek a magassági korrekció értékei az egyes pilléreknél. Miután a beton szerkezeti elemek - alaptest, pillér - építésében, gyártásában elkövetett hiba "faragással" nehezebben javítható, mint alápakolással, azért célszerőbb az ismertetett megoldást követni. A pillérek beemelése elıtt az alaptestek felsı szintjét pl. acéllemez-alápakolással 1 a „vonatkozási alap”szintjére hozzuk. Mikor az emelıszerkezet (autódaru, emelıgép stb.), a pillért felemelte és a beépítés helye fölött, közel az alaptesthez a levegıben lógva tartja, a függıkkel a pillér alját úgy állítjuk be, hogy a pillér alsó szélén megjelölt négy tengelyvonás az alaptesten kijelölt tengelyvonalak függılegesében legyen. Ezután a pillért ebben a helyzetben leeresztjük az alaptestre. Ezt követıen a pillért emelıkkel, ékkel, vagy más módon mozgatva, beállítjuk úgy, hogy a konzolokra erısített lécekrıl lelógó függık csúcsa az I. és II. pontokra mutasson. Ebben a helyzetben kell rögzíteni a pillért. A függıvel való beállítás számos elınye mellett (kevés helyet igényel, kismértékő deformáció esetén is biztosítja a konzolok helyes távolságát stb.), nem mindig alkalmazható, különösen légmozgásos helyeken nem. Ilyenkor a beállítás célszerően teodolittal vagy optikai vetítıvel végezhetı el. A pillérek magassági beállítása a a következı munkafolyamat. Gondos elıkészítı munkával viszonylag egyszerően megoldható, ugyanakkor elkerülhetı (vagy legalábbis csökkenthetı) a magassági elhelyezés olyan hibája, melynek forrása az alaptestek magassági, s az elıre gyártott elemeknek a hosszméretekben jelentkezı hibája. A vízszintes értelmő beállítás után a szerkezeti elemeket ideiglenes kötéssel rögzítik egymáshoz. A függıleges helyzető szerkezeti elemeken az elıkészítéskor megjelölt magassági ırvonalak közelében szintezımőszerrel kijelölünk egy vízszintes síkot (melynek a kitőzési feladattól függıen számíthatjuk abszolút magasságát is, de gyakran elegendı a relatív magassági érték). A vízszintes sík és a magassági ırvonal távolságát lemérve minden egyes pilléren, továbbá az elıkészítı mérésekbıl ismerve az ırvonalak, és pl. a konzolok függıleges távolságát, számítható a konzolok pillanatnyi magassági helyzete. A számított esetleges eltérések alapján az ideiglenes kötéseket oldva, a már említett acéllemez-alápakolással, megemeltetjük az oszlopokat a kívánt mértékben. Az emelést adott esetben mőszerrel is követhetjük, ha az ırvonal mellé olyan beosztást ragasztunk, vagy festünk (pl. szintezıléc sablonnal), 1

Az acéllemez különösen azért jó (szemben más módszerrel, pl. alábetonozással), mert pontosan mérhetı a vastagsága. Ha jól végeztük a beállító-ellenırzı méréseket, akkor a kiszámított mérető lemezt betéve további igazításra nincs szükség. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

9

melyet mőszerrel irányozni tudunk, s amelyrıl így az emelés mértéke azonnal leolvasható, és megadható a szükséges instrukció. Az elıregyártott elemek elhelyezési mérettőrési értékeit általában az építéstechnológiai tervek, illetve mőszaki leírások tartalmazzák. Ezeket kell alapul venni a geodéziai kitőzési pontosság meghatározásakor. Tájékoztatóul megadunk néhány megengedett kitőzési eltérést.

0-9. ábra Pillér (oszlop) beállítások pontossági követelményei (Forrás M1 Szabályzat)

7.4. Kis alapterülető magas építmények kitőzése és építés közbeni ellenırzı mérése Kis alapterülető magas építmények (pl. gyárkémény, víztorony, rádió- és televíziós adótorony stb., továbbiakban karcsú építmények) építés közbeni irányító mérései gyakran elıforduló feladatai a mérnökgeodéziai gyakorlatnak. Ilyen építmények mőszaki kivitelezésének helyessége nem csupán a tervezett méretek és szerkezeti megoldások megtartásától függ, hanem azt befolyásolhatja az építmény hosszanti tengelyének megfelelı pontosságú függılegessége is. A függılegestıl való eltérés megengedett legnagyobb értékének a stabilitási követelmények és egyéb (pl. esztétikai) követelmények is határt szabhatnak. Éppen ezért ezeknek az építményeknek a kivitelezése során a függıleges építését folyamatosan ellenırizni kell meghatározott idıközökben, vagy meghatározott szerkezeti magasság elérése után. Az ellenırzések eredményei alapján, ha szükséges, intézkedéseket kell tenni a korrekciók érdekében. Karcsú építmények építése-szerelése során két alapvetı megoldás alkalmazható: •

a teljes építményt a földön összeszerelik, majd a szerkezetet ezután emelik a helyére,

•

az építmény a végleges helyén valamilyen szerelési vagy építési technikával (pl. csúszószsalus építési móddal) fokozatosan készül el.


10

Az elsı megoldás kismérető fémszerkezetek esetében, a másik megoldás nagyobb mérető és rendszerint vasbeton (vagy hagyományos építıanyagú) építmények esetében gyakori. Az építési-szerelési módtól függıen így az irányító-ellenırzı mérések technikája is eltérı. Mindkét esetben azonban a geodéziai mérések egyik legfontosabb célja, hogy a tengelyvonal meghatározott keresztmetszetei középközéppontjainak esetleges kígyózását, s ebbıl a tengely függılegestıl való eltérését meghatározza. 7.4.1. Földön összeszerelt építmény ellenırzı és beállító mérései Ennél a szerelési módnál a következı a geodéziai feladat: •

ellenırizni kell a szerkezet beemelés kialakítását, tengelyének kígyózást,

•

ki kell tőzni a torony helyét, behúzó pályáját és a kihorgonyzási helyeket,

•

ki kell jelölni a szerkezet tengelyét a helyszínen, ellenırizni kell a beemelés és a felállítás helyességét.

elıtti

méreteit,

tervszerinti

A szerkezet összeállítása un. szerelı bakokon (7-10. ábra) történik. Az ellenırzı méréseket

0-10. ábra Szerelıbakon fekvı szerkezet(Forrás Karsay 1984) még a szerelıbakon lévı helyzetben kell végrehajtani. Ennek elıkészítéseként a szerelı bak körül egy derékszögő négyszöget tőzünk ki (7-11. ábra 1-2-3-4 pontok):


11

0-11. ábra Ellenırzı mérések Az ellenırzı mérések megkezdése elıtt a szerelıbak vízszintes és magassági helyzetét kell megfelelı mérésekkel rögzíteni, majd az ellenırzı mérések alatt újra visszamérve a bak helyzetét meg kell gyızıdni annak mozdulatlanságáról. A bejelölt mennyiségek megmérésével az ellenırzéshez szükséges adatok számíthatók. Korszerő mőszerekkel az ellenırzésre kijelölt helyeket (pontokat) a négyszög sarokpontjairól poláris koordinátaméréssel is bemérhetjük. A poláris koordinátákból azonban számolni kell az ellenırzendı méreteket, elemeket. A mérés során a szerkezetet a szerelı bakon a hossztengelye körül forgatjuk, így egy adott keresztmetszet több pontjának a mérésével az adatnyerést pontosabbá tehetjük. A szerkezet felállítása után iránymérı mőszerrel (teodolittal, mérıállomással) végezzük az irányítást az elıre kijelölt tengely-jelek alapján. A mőszerálláspontok helyét úgy választjuk meg, ahogy azt az MGE 5.4.3 fejezetben a teodolittal végzett vetítések leírásakor ismertettük. Az ellenırzés során az elıre megjelölt tengelyhelyek alapján irányítjuk a szerkezet függılegesbe állítását. A szerkezet akkor áll függılegesen, ha a mőszer függıleges szálára mind az induló keresztmetszet, mind a záró keresztmetszet tengelyjele illeszkedik. Amennyiben a szerkezet emelés közben deformálódhat, akkor a tengelyjelek helyett a szerkezet két szélsı alkotójára irányzunk, mind az induló, mind a záró keresztmetszetben. Számítjuk a mért irányértékek számtani közepét. Ha ezek megegyeznek, akkor a szerkezet függıleges, ha nem akkor számítani kell a szükséges elmozdítás értékét (a szerkezeti magasság és a szögeltérés alapján). Ennek ismeretében a kihorgonyzó kötelek feszítésével, vagy lazításával lehet igazítani a szerkezet beállításán. Az ellenırzı mérések többszöri ismétlése, és az azok alapján végzett korrekció után lehet rögzíteni a szerkezetet az alaptesten.


12

7.4.2. A végleges helyen szerelt (épített) karcsú építmény építésközbeni ellenırzı mérései Ennél az építési módnál az építmény függıleges építése szempontjából meghatározott idıközökben (meghatározott szerkezeti magasság elérésekor) végzünk ellenırzı (irányító) méréseket. Ezek elıkészítéseként néhány alappontból álló hálózatot hozunk létre az építmény körül. A szokásos elrendezéseket mutat a 7-12. ábra.

0-12. ábra Alapponthálózat ellenırzı méréshez

Az alappontok helyének kiválasztása az építés környezetétıl függ. Az alappontok helyét ebben az esetben is az MGE 5.4.3 fejezetben leírt feltételek mellett célszerő kiválasztani, sajnos azonban nem mindig van erre lehetıség, de törekedni kell rá. A pontokat az építményhez rendelt koordinátarendszerben kell meghatározni. Origó az építmény középpontja, az egyik koordinátatengely a vizsgálati irányok közül kiválasztott valamelyik irány. Az ellenırzı mérések során az általános megoldás az építmény kontúrjaira való irányzással a ϕA, ϕB szögek meghatározása. A vizsgálat célja a d lineáris eltérés meghatározása:


13

A hálózati adatok (tA, tB ) ismeretében a következı mennyiségek számíthatók:

y = t A tgϕ A

d=

x = t B tgϕB

δ = tg

x2 + y2

x y

Az alaki középpontok kitérése a függılegestıl (d) több okra vezethetı vissza: •

mérési hibák terhelik a mérést,

•

az építmény alapja egyenlıtlenül süllyed,

•

külsı hatásokra (elsısorban a Nap egyoldalú melegítı hatására, és a szél oldalirányú nyomóhatására) az építmény tengelye alakváltozást szenved,

•

hibás az építés.

Az irányító mérések célja az építés hibájának kimutatása és az esetleges korrekció megadása. A d azonban a felsorolt tényezık együttes hatását mutatja. Olyan mérési eljárást kell ezért alkalmazni, amellyel az építés hibájából keletkezett tengelyferdeség a többi hatástól függetlenül is kimutatható. Vizsgáljuk meg egyenként a hatások eredetét és az esetleges kiküszöbölésük módjait. A mérési hibák hatása gondos mérésekkel, megfelelı geometriai alakzattal csökkenthetı. Az egyenlıtlen süllyedés hatása az alaptestben elhelyezett mozgásvizsgálati pontokra történı magasságméréssel leválasztható a mérési eredményekrıl, mert nagysága és iránya a süllyedésmérésekbıl meghatározható. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

14

A külsı hatások meghatározására két alapvetı módszer kínálkozik: •

fizikai és meteorológiai adatok alapján számítjuk a külsı hatásokból származó tengelyferdeséget,

•

geodéziai mérési módszerrel különítjük el a külsı hatásokból származó részt.

Az elsı módszer használatát korlátozza a körülményes adatnyerés, s a meghatározott adatok pontatlansága. Így a külsı hatások meghatározását tisztán geodéziai módszerrel végezzük el. A hazai gyakorlatban közismert a Holéczy-féle eljárás. Az eljárás lényege, hogy a méréseket olyan idıpontokra is kiterjesztjük, amikor az ellenırzés szempontjából erre különben nem lenne szükség. Megkülönböztetésül ezeket a méréseket elıkészítı méréseknek hívjuk. Az elıkészítı méréseket külsı hatásoktól mentes idıben végezzük az építmény már megépült, elıre meghatározott magasságában levı tengelypontjaira. Ezekbıl a mérésekbıl (a különbözı magasságokban levı tengelypontokban) számolható d kizárólag az építés hibáját mutatja. Az ellenırzı méréseket meghatározott szerkezeti magasság elérésekor, vagy sürgısségbıl adódó azonnali idıpontban kell végrehajtani, azaz nem lehet kivárni az észlelések számára kedvezı idıpontot. A külsı hatásokból származó redukció értéke a mérések ilyen elrendezésével egyszerően meghatározható. Az ellenırzı (irányító) mérések alkalmával a vizsgálandó keresztmetszetre végzett mérésekkel egyidejőleg ismét mérünk az elıkészítı mérésekhez kiválasztott tengelypontokra is. Rendszerint az elért magasságot megelızı három lehetıleg kerek értékő magasságokban levı olyan pontra, amelyeknek az alsó, a referencia tengelyponthoz viszonyított helyzetét a Nap és a szél hatásától mentes idıszakokban már meghatároztuk. Ezekben a pontokban a korábban meghatározott d értékre természetszerőleg most más értékeket kell kapnunk, mert jelentkezik a Nap és szél hatása is. Ha az ellenırzı és elıkészítı mérés eredményeinek különbségét képezzük, akkor megkapjuk ezekben a pontokban a külsı hatások okozta relatív elmozdulás értékét. Mivel a kitérést két összetevıbıl számítjuk, a javítást is erre a két összetevıre vonatkozóan kell számítani: 2 dépítés = (dx teljes − dxkülsı ) + (dy teljes − dykülsı ) 2

2

Hasonlóképpen számítjuk a kitérés irányát:

δ = arctg

dy teljes − dy külsı dx teljes − dx külsı


15

Ezeknek az értékeknek a segítségével meghatározható a vizsgálandó keresztmetszetben a külsı hatásokból származó redukció nagysága. A számítás grafikus és numerikus úton egyaránt elvégezhetı. A grafikus megoldásnál olyan koordinátarendszert választunk (egy-egy észlelési irányban), amelyben a szerkezeti magasság (m) függvényében ábrázoljuk az elıkészítı és az ellenırzı mérések eredményeként kapott szögkülönbséget (κ).

0-13. ábra Külsı hatások korrekciójának meghatározása (Holéczy után) Szerkesszük fel az m tengelyre az ismert pontokat 1,2,3 (szerkezeti magasságuk ismert), valamint az ellenırzött pontot. Ennek pillanatnyilag csak ez a koordinátája ismert. Jelöljük valamelyik észlelési irányból számított szögkülönbségeket κ1, κ2, κ3-mal. Az így kapott szögeket (1" szögegységnek valamilyen hosszegységet választva) ábrázoljuk a felvett koordinátarendszerben az ismert pontokat. Az ismert pontok κ1, κ2, κ3 nagyságú ordinátáinak végpontjaira szerkesszünk egy körívet, amelyet m magasságig (a vizsgálandó keresztmetszetet jelentı pontig) meghosszabbítva extrapolálhatjuk κ értékét. Ugyanezt az eljárást a másik észlelési irányban is elvégezve, rendelkezésünkre állnak a külsı körülmények hatásának számításához szükséges értékek. A redukciók vetületi értékei: Xk = tB tgκx" vagy kis szögek esetén Xk = tB κx"/ σ" Yk = tA tgκx" vagy kis szögek esetén Yk = tAκx" / σ"


16

0-14. ábra Külsı hatások grafikus meghatározása (Holéczy után) Ha ezekkel az értékekkel megjavítjuk az illetı fıirányban számított teljes kimozdulás értékét, akkor eredményül az építési hibából származó kitérésnek az ellenırzött magasságban jelentkezı összetevıit kapjuk. Az egyes koordinátatengelyek irányában ily módon nyert értékekbıl számítható a vizsgálandó keresztmetszetben az építés hibájából adódó d lineáris kitérés nagysága és iránya is.

de =

(y + y k )2 + (x − xk )2 δ e = arctg

y − yk x − xk

A numerikus megoldásnál az 1,2,3 pontokra illeszkedı kör egyenletét (O és R)

0-15. ábra Külsı hatások numerikus megoldásának elve (Holéczy után) kell meghatározni a grafikus megoldásnál ismertetett koordinátarendszerben.


17

Az ismert pontokat az építményen lehetıleg egyenletes elosztásban és egy meghatározott maximális magasságkülönbségen belül kell kijelölni. Ezt a magasságkülönbséget Holéczy (1966) szerint úgy lehet meghatározni, ha megvizsgáljuk, hogy az építmény elméleti tengelygörbéje és a számításkor azt helyettesítı kör mentén végzett extrapolálás között milyen nagyságú ∆m alkalmazása mellett nem lesz az eltérés nagyobb egy megengedett értéknél. A megengedhetı ∆m értékét a szerkezeti magasság (h), az alaprajzi kontúr legkisebb oldaléle (d) függvényében az 1.1 táblázat tartalmazza. h

5

D 10 15 20 30

∆m 100 20 30 30 30 30 150 25 30 40 40 40 200 30 30 40 40 50 250 30 40 40 50 50

1.1 táblázat Megengedhetı szerkezeti magasságok az ellenırzı mérésekkor (Holéczy után) Az ellenırzı mérés az építmény felmenı szerkezetének építésével kezdıdik. A szél hatásával 2 ∆m-ig nem kell számolni. A Nap hatására végzett mozgás már ∆m magasságában is jelentkezhet. Ha az építést irányító (ellenırzı) mérésekhez a 7.3.2. bemutatott alapponthálózat az építési tevékenység, a sőrő beépítettség, stb. miatt nem alakítható ki, akkor az építmény közvetlen közelében vagy a belsejében kell olyan pontokat létrehozni, amelyekrıl az MGE 5 modul 5.4.3 fejezetben megismert mőszerekkel és technikával a feladat megoldható.


18

8. fejezet 8.1. Darupályák szerelését irányító és ellenırzı mérések Az építési tevékenység, a szerelı- és üzemcsarnokok, külsı rakodóterek stb., anyagmozgatásának nélkülözhetetlen eszközei a különbözı típusú daruszerkezetek. Mérési szempontból a kötöttpályás daruk, ill. szállítóberendezések érdemelnek elsısorban figyelmet. Sokféle megjelenési formájuk közül a futódaruk mutatják a legnagyobb változatosságot, és mérésük a legtöbb nehézséget. Ebben a fejezetben az utóbbiak építésének, ellenırzésének mérési feladatait ismertetjük. Nézzük meg egy futódaru-pálya szerkezeti felépítését.

0-16. ábra Futódaru szerkezeti felépítése

Darupályák zavartalan mőködéséhez mind a tartóoszlopok, mind a sínszálak (tartógerendák) elhelyezésénél meghatározott geometriai feltételeket kell kielégíteni. Az MGE7 modul 7.2.1 fejezetében megismertük a pálya „alépítményét” jelentı tartóoszlopok beállításával kapcsolatos feladatokat. Ebben a fejezetben tekintsük át a helyesen beállított pillérsorokra kerülı, a sínszálakat tartó szerkezetek és a sínszálak kitőzését és ellenırzı bemérését 8.1.1. Darupálya vízszintes értelmő kitőzése A kitőzés célja a darupálya zavartalan mőködését biztosító elemek (tartók, sínszálak) adott geometriai feltételek melletti beállítása. Ennek érdekében szükséges, hogy:


19

•

a sínszálak egyenesek és egymással párhuzamosak legyenek,

•

egy adott keresztmetszetben a síntengelyek között mért vízszintes távolság a fesztávolsággal legyen egyenlı,

•

a sínszálak vízszintesek legyenek,

•

a sínszálak a tervezett magasságban legyenek.

Ezeket a geometriai feltételeket általában a megfelelı magyar szabványban meghatározott tőrésen belül kell kielégíteni. Darupálya tőrések a magyar szabvány szerint: •

a fesztávolság tőrése:±5 mm,

•

a darupálya tengelyének eltérése az elméleti tengelytıl:±10 mm,

•

a magasság tőrése mértéke):±20 mm,

•

a pálya lejtése (hossz- és keresztirányban): 1 ezrelék,

•

a síntengely külpontossága (a konzol vagy oszloptengely és a síntengely nem esik ugyanabba a függıleges síkba);

(a

terven

megadott

magasságtól

való

eltérés

Megengedett értéke: •

acéltartónál ±10 mm,

•

vasbetontartónál ±30 mm.

A gyakorlatban, elsısorban nem hazai gyártású szerkezeteknél, ettıl eltérı értékekkel is találkozhatunk. A kitőzési feladat két részbıl áll: •

a darutartó gerendák, és a sínszálak elhelyezése céljából a darupálya sínek tervezett tengelyeit ki kell jelölni a tartószerkezeten (ezek rendszerint konzolos felépítésőek lásd újra a 7.2.1 fejezetben az ábrát), így a jelölést a konzolokon kell elvégezni,

•

a magassági kitőzés érdekében meg kell határozni a konzolok támaszlapjainak magasságkülönbségét (a feladattól függıen abszolút vagy relatív magasságméréssel).

A síntengelyek vízszintes kitőzése a terepi adottságoktól függıen elvégezhetı: •

terepszinten (csarnok padlószintjén) létesített alapponthálózatról,

•

a darupálya szintjén kialakított alapponthálózatról.


20

Az alapponthálózat a darupálya fesztávolságától, a pálya hosszától függıen lehet egyszerőbb, vagy bonyolultabb, szélsı esetben (pl. rövid, kis fesztávolságú mőhelydaru esetén) akár két pontból is állhat, rendszerint azonban vagy egy téglalap, vagy - hosszabb pályák esetén - téglalapok láncolata. Kitőzés terepi alapponthálózatról Ezt a módszert akkor alkalmazzuk, ha a darupálya szintjén nincs módunk hálózatot létesíteni, de a tartóoszlopok pályairányú tengelyeivel párhuzamos egyenes mentén összelátásunk van. Ilyenkor a konzolok szélétıl a pálya közepe felé a konzolhoz minél közelebb esı, a tengellyel párhuzamos alapvonalat tőzünk ki, melyet téglalap alakú hálózattá fejlesztünk. Az alappontok helyét állandósítjuk (Az állandósított pontokra a darupálya ellenırzı mérései során is szükség lehet). A kitőzött hálózat szögeit és oldalhosszait gondosan megmérjük, majd a hálózatot kiegyenlítjük. Ezután meghatározzuk a kiviteli tervek és a hálózat méretei alapján a kitőzésekhez szükséges távolságokat (d1, d2).

0-17. ábra Síntegely kitőzése terepszintrıl (Ódor K. után)

A kitőzést teodolittal és a d1, d2 távolságok ismeretében elıkészített mérıléccel végezzük. Teodolittal felállva, pl. a hálózat A pontján megirányozzuk a B pontot, majd csak a fekvıtengely körül forgatva a távcsövet az oszlopokon egyenként beintjük a mérıléc elıre kijelölt pontját.


21

0-18. ábra Síntengely jelölés a konzolon

A léc talpánál megjelöljük a konzolon a síntengelyt. A kitőzést két távcsıállásban végezzük el. A kitőzést a másik két alappontról a másik oszlopsorra is elvégezzük. Ellenırzésként több helyen is megmérjük a kitőzött helyek közti távolságot (a fesztávolságot). Kitőzés a darupálya szinten létesített hálózatról Ha az alaphálózat terepszinti kitőzésére különféle akadályok miatt nincs mód, akkor célszerő a hálózatot pályaszinten kitőzni. Elıfeltétele, hogy az oszlopsorok végén mőszerállások legyenek létesíthetık. Az eljárással az oszlopsor végén elhelyezkedı oszlopokon kijelöljük a tengelyeket (ha az oszlopállítás során ez nem történt meg), ill. az A, B, C, D tengelypontokat.

0-19. ábra Síntengely kitőzése pályaszintrıl (Ódor K. után)

Elvégezzük az ellenırzı összeméréseket az alappontok között és a hálózatot kiegyenlítjük. Tőrésnél nagyobb eltérés esetén a szükséges mértékben módosítjuk a ponthelyeket. Az elıkészítı szakasz után mőszerállást létesítünk valamelyik végponton (pl. A) és megirányozzuk a másik végpontot (pl. B.), majd a síntengely vonalában minden egyes konzolon kijelöljük a tengely helyét. Ugyanezt elvégezzük a másik oszlopsoron is. Az ábrán az 1-6 pontok az így kitőzött tengelypontok, 1’-6’ pontok a darupálya tartó tengelypontjai. A tengelyek kitőzése után a fesztávolságon kívül ellenırzı mérést végzünk: Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

22

•

az őrszelvényt biztosító távolságra,

•

a síntengely külpontosságára.

0-20. ábra A külpontosság grafikus meghatározás

A síntengely külpontosságát konzolonként ellenırizzük. Ha az oszlopállítás során nem történt meg a konzolok középvonalának kijelölése, akkor azt most végezzük el, majd megmérjük a síntengely és a konzol középvonal távolságát (8-4. ábra b értékek). A tőrésértéknél nagyobb eltérés esetén korrigálni kell a kitőzést. Ezt azonban úgy kell elvégezni, hogy a sínpár egyenes voltát és a fesztáv értékét a korrekcióval ne módosítsuk. A grafikus megoldást nézzük meg a 8-11. ábrán A síntengely optimális - minden feltételt kielégítı - elhelyezéséhez az elıbb leírt mérések alapján elıször megszerkesztjük (alkalmasan választott méretarányú alaprajzon) a konzolok középvonalainak helyzetét. A kitőzési, gyártási és beállítási hibák következtében a konzolok középpontjai törtvonalat alkotnak. A következı lépésben a középpontokból megszerkeszthetı a konzoltengelyek és a velük párhuzamos tőrési sávhatár képe. Ezt az ábrán szaggatott vonal jelöli. Ebbe a sávhatárba illesztendı az a párhuzamos egyenes-pár (az ábrán eredményvonallal jelölve), melynek távolsága éppen a T fesztávolsággal egyezik. Az egyes keresztmetszetekben ez alapján meghatározható az optimális tengelyhely és konzolközéppont távolsága (pl. ∆A, ∆D). Ezt kimérve az egyes konzolokon a konzolközépponttól kapjuk a tengely korrigált helyét. Nagy fesztávolságú, hosszú darupályák kitőzésekor több pontból álló szabatos hálózatot kell létesíteni, melynek meghatározásába célszerő az oszlopsor több pontját is bekapcsolni. Így a hálózat és a darupálya kölcsönös helyzete jobban definiálható, a kitőzés megbízhatóbban végezhetı el. 8.1.2. A darupálya magassági kitőzése Amennyiben a 7.modul 7.3 fejezetében leírtak szerint történt a tartóoszlopok magassági kitőzése, úgy rendelkezésünkre állnak a pálya kitőzéséhez szükséges adatok. Ellenkezı esetben el kell végezni szintezéssel a konzolok magassági bemérését. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

23

0-21. ábra Darupálya magassági kitőzése

A feladatok egy részében elegendı a konzolok magasságkülönbségét meghatározni. A konzolok terepszint feletti magasságától függıen kell lécet vagy mérıszalagot elhelyezni a konzolokon (8-12. ábra) úgy, hogy a magasságmérés végrehajtható legyen. A mérések feldolgozása során egy vázlaton célszerő magasságot, a tervezett magasságtól való eltérést.

megadni

a

mért

8.2. Darupályák ellenırzı mérése Darupályák zavartalan mőködését a terv szerinti pontos szerelés teszi lehetıvé. Üzembe helyezés után azonban a darupályák a különbözı erıhatások következtében - még rendeltetésszerő mőködtetés mellett is - kisebb-nagyobb mértékő deformációkat szenvednek. Fontos tehát, hogy a szerkezet üzembe helyezésétıl fogva rendszeres vizsgálat alatt álljon. A szerelést követı kontrollmérések mellett ellenırzı mérést végezhetünk: •

a tervszerő megelızı karbantartás során,

•

rekonstrukció alatt,

•

üzemzavar esetén.

A mérések célja a 8.1.1. pontban felsorolt geometriai feltételek ellenırzése mellett lehet még: •

az alépítmény ellenırzése (oszlopok függılegességének és süllyedésének mérése),

•

a daruhíd tengelye és a pályatengely egymással bezárt szögének mérése,

•

rugalmas alakváltozások mérése.

8.2.1. A síntengelyek vízszintes kígyózás mérése


24

Az alapfeladat: a síntengelyek egyenes voltának ellenırzése. Ehhez rendszerint a fesztávolság ellenırzése is kapcsolódik (együtt pedig a síntengelyek párhuzamos helyzetének ellenırzése is megtörténhet). Az alapfeladat megoldása az ún. egyenesre méréssel történik. A kitőzési munkákhoz hasonlóan az egyenes kitőzhetı terepszinten és a darupálya magasságában. Az egyenes kitőzésére szolgáló mőszert felállíthatjuk az A, D; a B, C vagy az E, F pontok fölé (8-13. ábra). A pontok (a darupálya méreteitıl függıen) lehetnek egy-egy önálló egyenes (alapvonal) pontjai, vagy egy szabatosan meghatározott hálózat alappontjai.

0-22. ábra Ellenırzı mérések: az alappontok lehetséges helyei (Tokodi A. után)

Kis fesztávolságú darupályák ellenırzı mérése során az egyik síntengely két egymástól távoli pontján (ha lehet a tengely két végén) a tengelytıl azonos távolságra kitőzve két pontot (8-14. ábra), határozhatjuk meg azt az egyenest, melyhez képest a síntengelyt bemérjük.


25

0-23. ábra Vízszintes kígyózás és fesztávolság mérése

Az egyenes valamelyik végpontján felállunk mőszerrel, megirányozzuk a másik végpontot. Ezután végigjárjuk a sín mentén a darupályát, s elıre meghatározott távolságonként mérıeszközt illesztve a síntengelyre mőszerrel leolvassuk az irányvonal t1 távolságát a lécosztások kezdıpontjától. Megmérjük a két sínszál közötti távolságot (T1), így mindkét síntengely helyzetét a kitőzött egyenesre vonatkoztathatjuk, s számíthatjuk mindkét sínszál vízszintes kígyózását. A T távolság mérése nagy gondosságot igényel. Ha ezt acél mérıszalaggal mértük, a kapott eredményt javítani kell a szabályos hibák (lásd még MGE 5 modul 5.4.1 fejezet) számításba vételével, a valódi távolság meghatározása érdekében. Hosszú, és nagy fesztávolságú darupályák esetén az ellenırzés sok és nehézkes mérési munkát igényel. Több pontból álló, célszerően derékszögő alaphálózatot kell kialakítani (lehetıleg a sínszálak közelében). Az ellenırzı mérések elıtt ki kell számítani a hálózati pontok koordinátáit (célszerően helyi rendszerben). Az így meghatározott pontok által alkotott hálózati oldalak lesznek azok az egyenesek, melyekhez képest mérjük az egyes sínszálak vízszintes kígyózásának értékét.

0-24. ábra Nagymérető darupályák vízszintes ellenırzı hálózata (Ódor K. után) Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

26

8.2.2. A sínszálak magassági kígyózásának mérése A darusín korona magassági kígyózását szintezéssel határozzuk meg. Álláspontként választhatjuk a daruhidat, ha épületcsarnokon belül vagyunk az épület egy magas pontját, vagy felállhatunk a szintezımőszerrel a padlószinten. Padlószinten végzett mérésnél a magassági kitőzésnél említett segédeszközöket kell használni. Biztosítani kell, hogy a szalag vagy szintezıléc függılegesen álljon, a kezdıvonások a sínkorona élének magasságában legyenek. Mind a vízszintes, mind a magasságmérés eredményeit alkalmasan választott méretarányú alaprajzban (1: 100, 1: 200), ill. hossz-szelvényen grafikusan is ábrázoljuk. A kígyózás értékeket rendszerint, az alaprajz ill. a hossz-szelvény méretaránytól eltérıen, 1:1 méretarányban szerkesztjük fel.

0-25. ábra Darupálya ellenırzı mérése

8.2. Ipari mérırendszerek. Ebben a fejezetben a korszerő geodéziai mérımőszereknek egy új kategóriájáról, és a rájuk épülı méréstechnikának alkalmazásáról adunk egy rövid összefoglalót. A korszerő mőszereket az elektronika eredményeinek a felhasználásával hozták létre a mőszerkonstruktırök. Alkalmazásuk a múlt század 80-as éveiben Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

27

kezdıdött, s az elsı témakörébıl hozta.

felhasználási

példákat

a

szakirodalom

a

gépészet

A háromdimenziós koordináta-meghatározás nemcsak a geodéziában fontos mővelet, hanem egyéb szakterületeken is. A gépészeti gyakorlatban régóta közismertek már a különbözı koordinátamérı rendszerek (8-17. ábra). Sokcélú alkalmazásuknak két korlátja van: •

helyhez kötöttek, azaz a gépberendezésekhez hasonlóan vasbeton alapokra kell telepíteni-szerelni ezeket, így a telepítés után már nem mozdíthatók (a vizsgálati tárgyat kell a mérıberendezéshez szállítani),

•

korlátos a mérési tartományuk, így szerkezeteket tudunk vizsgálni velük.

csak

meghatározott

mérető

0-26. ábra Koordinátamérı rendszer

A feladatok megoldásában áttörést jelentett, hogy a piacon az 1900-as évek végén (1974 körül) megjelentek a geodéziai mőszerekre és eljárásokra épülı mérı-rendszerek, amelyeket a szakirodalom Ipari Mérı Rendszereknek (IMR) is nevez. Az elektronika és a számítástechnika rendkívüli intenzív fejlıdése hozta magával, hogy a geodéziában rohamosan tért hódítottak a hagyományosan használt optikai mőszerek mellett az opto-elektronikus mőszerek. Ezek megtartották a hagyományos mőszerek szerkezeti elvét és elemeit, de már magas fokon elektronizáltak voltak. Az ebbıl származó egyik elıny a hagyományos mérési munka idejének jelentıs lerövidülése. A mőszerek szerkezeti felépítésüknél fogva közvetlenül összekapcsolhatók a számítógépekkel. Ezek, mőködési sebességük és nagy tárkapacitásuk révén, tovább növelik a feladatok gyors megoldásának lehetıségét, mert a mőszerekbıl elektromos jelek formájában érkezı mérési eredményeket a mérés helyszínén a méréssel egyidejőleg dolgozhatjuk fel és értékelhetjük ki. Megjegyzés: a mérırendszerek újabb változataiban már magával a mikroprocesszorral van összeépítve a mérıállomás. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

28

Ezekkel a geodéziai mérırendszerekkel (MR vagy IMR) át lehetett lépni a hagyományos koordinátamérıknek a korlátait. Az IMR-t a legváltozatosabb helyekre lehet telepíteni. Nem jelent akadályt, ha a mérendı objektum méretei változóan nagyok, hiszen a mérési tartományuk „korlátlan”. A korszerő elemekbıl építkezı ipari mérırendszerek jellemzıi, hogy •

mobilok (azaz tetszılegesen telepíthetıek tetszıleges munkahelyekre),

•

3 D(imenzió)-ban, tág mérési tartományban (néhány dm-tıl a mérési tartományuk felsı határáig) használhatók fel.

A geodéziai mőszertechnika fejlıdésével a mérımőszerek széles skálája jelenik meg. Az IMR azonban csak akkor hatékony az elıforduló feladatok megoldásában, ha az irányzást igen gyors feldolgozás követi. Ezt a megoldást a számítás-technikából jól ismert jelzıvel is szokás nyomatékosítani: real time legyen a módszer, jelezve azt, hogy a mérést azonnal kövesse a mért mennyiségek (szög, távolság stb.) alapján a térbeli koordináták (X,Y,Z) és azok megbízhatósági mérıszámainak (a koordináta középhibáknak) a számításakijelzése. Ezt három feltétel teszi lehetıvé: •

az elektronikus mérımőszerek elektromos regisztrálható "leolvasása",

•

a mérıeszközök közvetlen (on line) kapcsolata megfelelı paraméterő számítógéppel,

•

az alkalmas szoftver.

jelként nagy sebességgel

Az újabb mérırendszereket mérıállomások alkotják. Az elektronikus teodolitokból összeállított rendszerek koordináta meghatározása az elımetszés volt,

0-27. ábra Mérırendszer elektronikus teodolitokból Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

29

míg a mérıállomásoké a poláris koordináta mérés lett.

0-28. ábra Mérırendszer mérıállomással (poláris koordinátamérés)

A mérırendszerek nagy többségénél a szokásos észlelési technikával folynak a mérések. A mérendı pontokat vagy elıre kijelöljük a szerkezeten, vagy az újabb mőszereknél egyre gyakoribb, hogy egy fényjelet bocsátanak ki (rendszerint a „kibocsájtó” He-Ne lézer) a mőszerbıl.

0-29. ábra Mérés lézerjelre

Az elıre meghatározott észlelési terv szerint végigjárva a lézerponttal az építmény mérésekre kijelölt pontjait, a fényjelet irányozzuk. Korszerő mőszerek esetében az irányzás-észlelés bonyolultabb, s bizonyos fokig már automatizált eljárás. A mérést megfelelı programnak kell támogatnia, amely a mérési eredmények gyors regisztrálásán túl hibaszőrést és ezt felhasználva "folyamatvezérlést" is végez, (azaz nem engedi tovább a mérést mindaddig, amíg pl. egy elıre megadott hibahatárt túllép az észlelés). A munkálatok egyik része a szerkezetek mért pontjaihoz tartozó térbeli adatok (az esetek többségében koordináták) számítása. Ez a számítás geodéziai Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

30

szempontból a teodolit álláspontok által meghatározott koordinátarendszerben a legkézenfekvıbb

0-30. ábra Mőszerhez kötött koordinátarendszer

Gyakran nem is a koordinátákra van szüksége a megrendelınek, hanem a méretadatokra, az egyes elemek: élek, felületek, síkok térbeli helyzetére (vízszintes vagy függıleges voltukra), egyes szerkezeti részek megmunkálásának minıségére (egyenes-e, sík-e a vizsgált szerkezeti rész felülete?). Így gyakran transzformációkkal folytatódik a számítás, amelyek a teodolitok rendszerébıl a szerkezetek rendszerébe való áttérést jelentik. Ilyen feltételek mellett különösen fontos szerep jut a kiszolgáló programnak. A programoknak a következıket kell (többek között) elvégeznie: •

a mérési eredmények rögzítését,

•

a mérési folyamat vezérlését,

•

gyors koordináta-meghatározást a teodolitok koordináta-rendszerében,

•

alkalmas transzformációt áttéréshez,

•

a transzformált adatok különbözı szempontok szerinti feldolgozását.

számítania

a

szerkezeti-rendszerbe

való

A mérések feldolgozását azonnal elvégezve az eredmény a térbeli X, Y, Z koordináta és ezek középhibái. Ez utóbbi adatok (mX, mY, mZ) egyben a folyamat vezérlésének elemei is lehetnek, hisz ezeket pl. össze lehet vetni elıre megadott tőrésértékekkel. Tőrésen belüli középhiba esetén rögzíthetı a mérési adat, s az ily módon szőrt érték használható fel az interpretációs szakaszban. A nagy mőszergyártók a mérırendszereiket szoftverrel együtt szállítják. Gyakran ki kell egészíteni, azonban olyan alkalmazói programokkal, melyek már az adatokkal való "manipulálást" végzik: •

adatbázis létrehozása,

•

kezdı adatok változtatásának lehetısége,


31

•

koordináta transzformáció tetszıleges ponthalmazzal,

•

a mérendı pontok szabad kiválasztása,

•

az irányzás pontosságának az ellenırzése.

A mérırendszerek alkalmazása igen sokirányú lehet. Ezt számtalan példán keresztül lehetne bemutatni. Gyakran egészen szokatlan alkalmazási területekrıl is lehet olvasni. Az új technika új lehetıségeket teremt a geodéták számára és így válhat a földmérı szakember a méréstechnika (a metrológia) mővelıjévé is. Befejezésül álljon itt összefoglalóan néhány alkalmazási példa. Robotika •

robotkalibrálás és –ellenırzés,

•

teach-in és off-line robot-programozás,

•

automatikus pálya követés.

Szerkezetépítés •

nagymérető szerkezeti elemek (többek között pl. őrhajók, repülıgépek építı elemei; jármő és hajó "karosszéria" elemek) dinamikus mérése,

•

tetszıleges formájú felületek "digitalizálása" (pontonkénti letapogatása), pl. parabola antennák, profil idomok, karosszéria elemek, vagy "designmodellek" mérése (reverse engineering).

Általános gépészet •

periódikusan visszatérı ellenırzı mérések mesterdarabokon, sablonokon, szerszámokon a minıségbiztosításhoz,

•

geodéziai mérések acél- és szerkezetépítésben,

•

nagymérető NC/CNC szerszámgépek, és koordinátamérı-berendezések kalibrálása,

•

nagymérető szerkezetek és gépek szerelése és beállítása során végzett mérések.

Kutatás-fejlesztés •

szélcsatornában levı mérıszondák "felügyelete",

•

nukleáris technikához épített geometriai rendszerek bemérése.


32

0-31. ábra Robotkalibrálás


33

9. fejezet Közmőfelmérés és nyilvántartás geodéziai munkái 9.1 Bevezetés A modulban a közmővek felmérésérıl és nyilvántartásáról összefoglalt témák megértése nem igényel különösebb elıismereteket. Természetesen elınyös, ha a hallgató rendelkezik bizonyos fokú geodéziai ismeretekkel, de ezek nélkül is elsajátítható az ebben a modulban összefoglalt tananyag nagy része. Ebben a tantárgyi modulban arra vállalkoztunk, hogy a témával kapcsolatos legfontosabb ismereteket összegyőjtsük. Bár a szakterületen - a jelenleg is érvényben lévı szabályozások ellenére - sok az esetlegesség, a bizonytalanság, reméljük, hogy mégis hasznosan forgatható tananyagot tudtunk összeállítani. A modul elsı részében megismerkedhetnek a felmérés-nyilvántartás magyarországi bevezetésének történetével, a jogi szabályozásáról szóló, és részben érvényben levı rendeletekkel, utasításokkal. Ezt követıen a közmővekkel kapcsolatos alapfogalmakat ismerhetik meg, majd a közmőnyilvántartás rendszerével és tartalmával foglalkozunk. Megismerik a nyilvántartás legfontosabb munkarészeit, azok rendeltetését. Ezután a nyilvántartás létrehozásának a folyamatát vázoljuk. Elsajátíthatják az egyes munkarészek készítésének a technikáját, amelyhez már alapos geodéziai ismeretek is szükségesek. Megismerhetik a földalatti vezetékek mőszeres kutatásának módszereit, alaposabban az induktív vezetékkutatás elvét és végrehajtását. 9.2. A közmőfelmérés és szabályozásának története

nyilvántartás

bevezetésének

és

jogi

A közmővek nélkülözhetetlenek a modern gazdaság és élet mőködtetéséhez. Az ipar, a mezıgazdaság, a szolgáltatások mőködését, a települések életét hosszú idıre meg tudja bénítani a közmővek bármilyen okból bekövetkezı károsodása és/vagy szünetelése. Az okok sokfélék lehetnek. Az egyik leggyakoribb oka a közmőszolgáltatás kiesésnek, hogy nem (vagy nem pontosan) ismerjük a közmővek térbeli helyzetét. A belterületi közmő hálózatok nagy része a közterületek alatt, a földben van. Bárki tudna példát idézni a mindennapi hírekbıl, hogy x városban, y ipartelepen elvágták a földalatti vezetéket. Az esetek csak egy részét okozta a gondatlanság. Legalább ilyen gyakori ok volt, hogy a vezetékek térbeli helyzetét pontatlanul ismerték vagy adták meg. A múlt század urbanizációs fejlıdése során, egyre gyakrabban vetıdött fel, annak a szükségessége, hogy a településeken lévı közmőjellegő vezetékhálózatok térbeli és fontosabb mőszaki adatait valamilyen módszerrel rögzítsék, ábrázolják, és ami legalább ilyen fontos, hogy az adatok változásait rendszeresen kövessék. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

34

A jogi szabályozásnak hosszú útja volt. Az elıkészítés elsı lépése volt, amikor az ÉVM (Építési és Városfejlesztési Minisztérium) 1970-ben megbízta a MÉLYÉPTERV-et, hogy kísérleti jelleggel dolgozzon ki olyan módszert, amely alkalmas a közterületeken lévı közmővezetékek egységes nyilvántartására. Ezt követıen a tervezı vállalatnak egy újabb ütemben ki kellett alakítani egy olyan módszert, amelynek bevezetését kötelezıen elıírhatják országosan. A megbízáshoz tartozott a nyilvántartáshoz szükséges jelkulcs elıkészítése. A kísérleti nyilvántartási módszer alapján indították meg 1971-ben Balassagyarmat, Veszprém és Szombathely közmőfelmérési munkáit. A munkát Balassagyarmaton a MÉLYÉPTERV, Veszprémben az FTV és a MÉLYÉPTERV közösen, míg Szombathelyen a BGTV végezte. Ezeknek a munkáknak a tapasztalatai alapján 1979-ben megszületett az elsı hazai szabályozás. Az építésügyi és városfejlesztési miniszter az Építési Értesítı 1979 évi 11. számában közzétette a 3/1979 Utasítását, s az annak 1. számú mellékletét jelentı Elıírást (továbbiakban elıírás). Ezek a dokumentumok több minisztérium együttmőködésével születtek, megjelenésükkel megkezdıdött a közmővek rendszeres felmérése és nyilvántartása. Hangsúlyozni kell, hogy ez az utasítás kizárólag a belterületeken található közmővekre vonatkozott és nem terjedt ki az üzemek, gyárak, ipartelepek területére. Ez utóbbiak vonatkozásában érthetı is, hiszen a jelentıs számú technológiai vezeték, a vezetékrendszerek sőrősége miatt a nyilvántartás eltérı lehet. Az utasítás értelmében: „ A fıvárosban, megyei városokban, városokban, nagyközségekben és a községekben (továbbiakban együtt a településeken) a tanácsok végrehajtó bizottságai építésügyi feladatot ellátó szakigazgatási szervei (továbbiakban: építésügyi hatóságok) mőszaki nyilvántartásának … részeként közmőnyilvántartást kell rendszeresíteni és folyamatosan vezetni.” Az Elıírás-ban fogalmazódott meg a nyilvántartás rendeltetése, a nyilvántartás rendszere, a nyilvántartás tartalma, a nyilvántartás készítésének és vezetésének a módszere. Szorosan tartozott az anyaghoz a közmő-objektumok térképi ábrázolásának jelkulcsi győjteménye. A munkálatok nagy lendülettel indultak meg. Az utasítás rendelkezései alapján elkészültek az elsı felmérések-nyilvántartások. A korábbi kísérleti munkákhoz képest, ezek a felmérések csak fokozatosan, néhány szakágra terjedtek ki, nem minden létezı és mőködı közmőre. A tapasztalatok alapján (részben pedig a nyilvántartások vezetésének problémái miatt) hamarosan megjelent az ÉVM újabb 3/1984 sz. utasítása a 3/1979 sz. utasítás módosításáról. Az Építési Értesítı 1984 évi 26. számában közétett utasítást – a korábbi „technikához” hasonlóan - a közlekedési miniszterrel, az ipari miniszterrel, a mezıgazdasági és élelmezésügyi miniszterrel, az Országos Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

35

Vízügyi Hivatal elnökével, a Magyar Posta elnökével, más miniszterekkel és országos hatáskörő szervek vezetıivel egyetértésben rendelte el a miniszter. Az utasítás és az ugyanabban a számban közétett 9014/1984 ÉVM számú közlemény elsıdleges célja a közmőnyilvántartás továbbvezetésének elısegítése volt. A közlemény megfogalmazásában a cél: „ … hogy, az érdekelt megyei/fıvárosi/és helyi szervek bıvebb útmutatást kapjanak a közmőnyilvántartás továbbvezetéséhez szükséges szervezeti és egyéb feltételek biztosításához, valamint a felmerülı gyakorlati feladatok végrehajtásához és ezek tekintetében haladéktalanul intézkedjenek.” A közleményhez melléklet is tartozott, amely az eredeti utasítás Elıírásának 5. fejezetét, a nyilvántartás vezetésének a módszerét módosította. Az 1990 évi változások erre a területre is jelentıs hatással voltak. Az ÉVM, amely eddig ezt a tevékenységet irányította többszörösen átalakult. A továbbiakban jogutódainak (KöHÉM, KTM) kellett ellátnia a belterületi közmő nyilvántartás szakmai felügyeletét, valamint az ezzel kapcsolatban folyó munka koordinálását. A KTM ilyen irányú tevékenységét a 3040/1990. (II.9.) MT sz. határozat meg is erısítette. Ez a határozat az egységes térképrendszeren alapuló nyilvántartás elkészítését, MÉM melletti társfelelısséggel, 1995-ig (gyorsított ütemben) elıírta az ország egész területére. Fontos jogi dokumentumot jelent témánkban az Alkotmánybíróság 48/1994. (X.26.) AB sz. határozata. Ez a határozat megsemmisítette a 3/1979 sz. utasítás 1. sz. mellékletének 2.32 pontját, mert azt alkotmányellenesnek minısítette. A bekezdésben foglaltak alapján az ÉVM ugyanis csak négy állami tulajdonban lévı vállalatot (Budapesti Geodéziai és Térképészeti Vállalat, Pécsi Geodéziai és Térképészeti Vállalat, Földmérı és Talajvizsgáló Vállalat, Kartográfiai Vállalat) jogosított fel a közmőfelmérés elvégzésre és a közmő alaptérkép elkészítésére. Ugyanakkor az AB megállapítja, hogy a közmő alaptérkép elkészítése hatósági feladat és a helyi építésügyi hatóság felelıs az alaptérkép elkészítéséért. Az AB határozata közvetve több más feladatot is kijelölt. Így a szabályozott belterületi közmőnyilvántartás megteremtése, a meglevı utasítás módosítása, a szakszerőtlen munkát végzık megakadályozása, is szerepeltek ezek között. Jelenleg ezek a feladatok nem megoldottak. 9.3. A közmővekkel kapcsolatos alapfogalmak A fejezet tanulásakor arra szeretnénk felhívni a figyelmet, hogy a témára vonatkozó új szabályozások egyenlıre nincsenek. Miután azonban a 3/1979-es ÉVM utasítás és mellékletei szerint készült munkarészek a mai napig is használatban vannak, részben még ma is az utasítást alkalmazva dolgoznak a gyakorlatban, ezért az utasításban megfogalmazott alapfogalmak megismerését szükségesnek tartjuk. Közmőveknek nevezzük azokat a különbözı vezetékrendszereket - a hozzájuk tartozó létesítményekkel, központi berendezésekkel együtt - amelyek a lakosság, az ipar, a mezıgazdaság stb., bizonyos szolgáltatási igényeit elégítik ki. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

36

Közmő szakág a vezetékes ellátás egy-egy szakterülete, amelyet különbözı üzemeltetık mőködtetnek. Egy településen sokféle szakág különböztethetı meg. Az alapvetı szakágak közül a legfontosabbak az: •

elektromos energia ellátás,

•

távközlés (távjelzés),

•

vízellátás,

•

szennyvíz és csapadékvíz elvezetés (csatorna),

•

gázellátás,

•

táv-hıellátás,

•

kıolaj és kıolaj-termék szállítás.

Bár nem neveztük közmőveknek, gyakran mégis ugyanolyan feladatot jelent bizonyos szerkezetek (pl. központi TV antenna kábelhálózata, közúti villamosvasút kábelhálózata stb.) bemérése, nyilvántartása, mint a tulajdonképpeni közmőveké. Ezért gyakran szintén a felmérés és nyilvántartás tárgyát jelenthetik. Közmőhálózat a vezetékekbıl kialakított szolgáltatást végzı rendszer. Hálózati mőtárgy a közmővezeték olyan tartozéka, mely a szolgáltatást általában nem befolyásolja, de a mőködéshez szükséges (légvezeték tartóoszlopa, csatorna, akna, stb.). Önálló szerelvényt hálózati mőtárgy nélkül telepítenek Segítségével a szolgáltatás befolyásolható (pl. tolózár). közmőnyilvántartás rendszere, és tartalma.

a vezetékre. Az egységes

Az egységes közmőnyilvántartás a településeken levı közmő és közmőjellegő vezetékhálózatok térbeli és fontosabb mőszaki adatainak országos egységes rendszerben és módszerrel történı rögzítése és változásainak rendszeres átvezetése. A közmőnyilvántartás az egyes üzemeltetık szakági nyilvántartása alapján készül, rendeltetése a közmővezetékrıl szükséges adatok szolgáltatása: •

az építésügyi igazgatás,

•

az egyes közmő-üzemek,

•

a központi statisztikai szolgálat,

•

az egyes közmővek szakhatóságai,

•

a földmérési szakfelügyelet számára.


37

A közmőnyilvántartásnak az idézett elıírásban két helyét jelölték ki: •

a központi közmőnyilvántartás,

•

a szakági vagy üzemeltetıi nyilvántartás.

A település központi közmőnyilvántartójaként az elıírás az elsıfokú építésügyi hatóságot jelölte meg. Feladata a közmőnyilvántartás munkarészeinek vezetése, a nyilvántartás mellékleteinek kezelése, a közmő alaptérkép és a közmőtérkép másolatának szolgáltatása. A közmőfelmérést-nyilvántartást elrendelı utasítások szerkesztıi azonban nem számoltak azzal, hogy az önkormányzatok (vagy a korábbi tanácsok) nem voltak felkészülve ennek a feladatnak a megoldására (hiányoztak mind a tárgyi, mind az emberi feltételei), így az elmúlt évek során az önkormányzatok ezt a feladatot különbözı szervezetekre bízták, rendszerint azokra, akik a nyilvántartás alap munkarészeit készítették. A városi információs rendszerek kialakítására irányuló egyre nagyobb igények és erıfeszítések eredményeként egyre több városban alakul ki, vagy az önkormányzati hivatalokon belül, vagy azok megbízásából különbözı szervezetek gondozásában a központi nyilvántartás. A szakági nyilvántartás feladatát maga az üzemeltetı végzi, vagy megbízza a szakági részletes helyszínrajzot készítı szervezetet. Feladata - többek között - az általa vezetett munkarész változásainak átvezetése, a naprakész állapotról adatszolgáltatás. A központi közmőnyilvántartás kötelezı munkarészei: •

a közmőtérkép,

•

a közmőadattár,

•

a szakági áttekintı helyszínrajzok másolata.

A központi közmőnyilvántartás mellékletei: •

a közmő alaptérkép eredeti példánya,

•

az áttekintı alaptérkép,

•

változási vázrajzok, mérési vázlatok,

•

egyéb dokumentumok,

•

a szakági részletes helyszínrajzok másolatai.

A szakági nyilvántartás munkarészei: •

szakági részletes helyszínrajzok,

•

szakági áttekintı helyszínrajzok,


38

•

törzslapok, adatösszesítık.

Az egységes közmőnyilvántartás térképi és helyszínrajzi munkarészeit a földmérési alaptérképek, valamint azok átnézeti térképeinek felhasználásával, szelvényrendszerben kell elkészíteni. A magasságokat az országos alapszinthez viszonyítva Balti tengerszint feletti értékben kell megadni. A nyilvántartás készítésekor ezen kívül fel kell használni az érintett közmővek rendelkezésre álló adatait is. A közmőtérképen 1: 500 (1: 1 000) méretarányban ábrázoljuk közmőhálózatok valamennyi vezetékének és létesítményének helyzetét.

a

A közmő adattár a település egészének és egyes részeinek közmővesítési helyzetére, ellátottságára vonatkozó mőszaki adatokat tartalmazza (pl. vezeték fajtánként: hossz, nyomás, szerepkör, anyag, méret stb., ellátottsági adatok: ellátott lakások, fogyasztók száma, fogyasztási adatok, átlagos csúcsértékek stb.) Szakági áttekintı helyszínrajzok az áttekintı alaptérképek másolatai és a szakági részletes helyszínrajzok felhasználásával készülnek 1: 4 000 méretarányban. A közmővek helyzetét csak tájékoztató jelleggel ábrázolják. A szakági nyilvántartás készíti, másolati példányát a központi közmőnyilvántartásnak kell átadnia. Közmő alaptérkép a földmérési alaptérképek felhasználásával készül 1:500 méretarányban, tartalmáról és szerepérıl a következı pontban lesz szó. Áttekinthetı alaptérképet a szakági áttekintı helyszínrajzok számára kell elkészíteni, a földmérési alaptérkép 1: 4 000 méretarányú átnézeti térképének kivonatos tartalmú másolatán. A változási helyszínrajzok, mérési vázlatok a közmővezetékek változásainak bemérése során készülı rajzi dokumentumok. Méretarányuk azonos vagy nagyobb, mint a közmő alaptérkép méretaránya. A szakági részletes helyszínrajzok (szakági térképek) a közmő alaptérkép felhasználásával készülnek. 1: 500 méretarányban ábrázolják - szakáganként külön - a szakág összes vezetékét, a kiterjedésre vonatkozó mőszaki adatokat. Készítését a következı pontban tárgyaljuk. Másolati példányait a szakági nyilvántartás a központi közmőnyilvántartásnak megküldi a közmőtérkép szerkesztéséhez. Törzslapok, adatösszesítık készítésének a célja, hogy szakáganként részletesen és összesítve tartalmazza a szakági helyszínrajzon feltüntetett, vagy azon nem ábrázolható üzemeltetıi, statisztikai és hatósági szempontból lényeges mőszaki adatokat.


39

9.4. Az egységes közmőnyilvántartás létrehozásának folyamata A közmőnyilvántartás munkarészei nem egymással párhuzamosan, hanem – kis kivétellel – egymásra épülve készülnek el. Amint az elızı pontban láttuk, a nyilvántartás tartalmát térképek és alfanumerikus anyagok képezik. Ennek megfelelıen a folyamat két részre osztható: •

a közmő szakágak felmérése és térképezése,

•

a felmérés, valamint más adatgyőjtés alapján az alfanumerikus anyag létrehozása.

9.4.1. A közmő alaptérkép készítése A technológiai folyamatban az egyik legfontosabb mozzanat a közmő-alaptérkép elkészítése. Közbensı munkarész és a szerepe, hogy alapul szolgáljon a szakági részletes helyszínrajzok, valamint a közmőtérkép készítéséhez, alkalmas legyen tervezési célokra, továbbá a változásjelentéssel kapcsolatos adatszolgáltatáshoz és a változások átvezetéséhez.

0-1. ábra Közmő alaptérkép készítés folyamatábrája

Készítéséhez a földhivatalokban rendelkezésre álló alaptérképeket a régi papíralapú vagy az újabb, digitális földmérési alaptérképet kell felhasználni. A térképekrıl, azok részletességétıl függıen, pl. városok (vagy városias beépítettség) esetén 1: 500, egyéb településeken 1: 1000-es munkaközi papírmásolatokat kell készíteni, amelyekre a kiegészítı méréseket rögzítjük. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

40

A kiegészítı mérések célja: •

ellenırzı mérésekkel meg kell vizsgálni, hogy a nagyítás utáni pontosság megfelelı-e,

•

a földmérési alaptérkép ellenırzése (pl. keresztezıdésekben szélesség), az alaptérképi tartalom idıközi változásainak bemérése,

•

nem közmőjellegő kiegészítı tartalom (pl. út, járda szegélyvonala, burkolathatár, közterületre esı földalatti tér, közterületi élıfa stb.) bemérése,

•

közmő jellegő tartalom (felszínen, vagy felszín felett látható hálózati mőtárgyak, szerelvények) bemérése.

utca

A bemérés körülményekhez alkalmazkodó részletes felmérési módokkal (derékszögő, vagy poláris koordinátaméréssel) történik, majd a kiegészítı mérések alapján megszerkeszthetı a közmő alaptérkép. Az így elkészült térképet ill. annak másolatát kell minden egyes szakág felmérésénél mérési vázlatként használni. A közmőtérkép tartalma a település belterületére terjed ki. A közmő alaptérkép tartalmánál fogva kielégítheti más nyilvántartási feladatok grafikus kezelését is: •

építési és terület felhasználási engedélyezések,

•

területrendezési szabályozási tervek,

•

közúti jelzések,

•

építmény nyilvántartás stb.

9.4.2. Szakági részletes helyszínrajzok készítése A szakági részletes felmérésre a közmő alaptérkép elkészítése után kerülhet sor.

0-2. ábra Szakági részletes helyszínrajz készítésének folyamatábrája


41

A közmő alaptérkép másolatának felhasználásával a mérendı szakág üzemeltetıjénél adatgyőjtést kell végezni. Ennek során kell beszerezni mindazokat az adatokat, amelyek a térkép és az alfanumerikus munkarészek elkészítéséhez felhasználhatók. Az adatgyőjtés alapján kiegészített alaptérkép birtokában kezdhetı meg a szakág részletes felmérése. Bemérendık a szerelvények, mőtárgyak, a vezeték nyomvonala töréspontjaival, illesztések, kötések helye stb. A felmérés nehézségét elsısorban az jelenti, hogy a közmő szakágak nagy részében a mérendı részletek a föld alatt, eltakart állapotban találhatók. A bemérés elıtt tehát valamilyen módon fel kell kutatni az eltakart vezetékeket. A felkutatott részeket a felszínen meg kell jelölni, s a bemérés csak ezek után végezhetı el. A vezetékek helyzetére a kutatás elıtt már néhány támpontunk van. Bármely szakág bemérésérıl is van szó, azt tudnunk kell, hogy a közmővek elhelyezését országos szabványok írják elı. A szabvány ismeretében már szőkíthetjük azt a tartományt, ahol a bemérendı vezetékeket keresni kell. Gravitációs vezetékek esetén a hálózati mőtárgyak adhatnak támpontot a nyomvonal helyzetére vonatkozóan.

0-3. ábra Közmővek elhelyezése égtájak szerint (Forrás Csanda F. 1983)Jelmagyarázat: CS csatorna az úttengelyben, G gázcsı a hideg oldalon, V vízcsı a meleg oldalon, IV ipari víz a csatorna és az ivóvíz között, TF távfőtés a csatorna és a gáz között


42

0-4. ábra Közmővezetékek győjtı és forgalmi utak alatt (Forrás Csanda F. 1983) Jelmagyarázat: CS csatorna, G gázvezeték, E erısáramú kábel, P hírközlı kábel, V vízvezeték, IV ipari vízvezeték, TF távfőtıvezeték

0-5. ábra Közmővezetékek elhelyezése lakóutak alatt (Forrás Csanda F. 1983) Jelmagyarázat: CS csatorna, G gázvezeték, E erısáramú kábel, P hírközlı kábel, V vízvezeték

A vezetékek felkutatása történhet: •

kutató árok nyitásával,

•

mőszeres kutatással, eltakart állapotban.

Az elsı módszer biztonságos és pontos, de költséges és idıigényes, ezért ritkábban alkalmazzuk. Általánosan elterjedt viszont a vezetékek mőszeres kutatása. 9.4.21. Földalatti vezetékek mőszeres kutatása A mőszeres kutatás technikája attól függ, milyen anyagú a vezeték.


43

0-6. ábra A vezetékkutatás módszerei

Ezek közül a módszerek közül az indukciós mőszerekkel történı kutatás az elterjedt a gyakorlatban. A módszer alkalmazásának feltétele, hogy: •

a kutatandó vezetékeken áram folyjon keresztül,

•

az áram által átjárt vezeték erıterét érzékelni lehessen.

Ha fémanyagú a vezeték, az elsı feltétel egyszerően teljesül. Nem fémanyagú vezetékek helyének a megállapítása nem teljesen megoldott. Ha építésekor (karbantartásakor, kutatásakor) drótot, fémszalagot, passzív rezgıkört stb. erısítünk a vezetékre (drótot stb. vezetünk a belsejébe), s ezt az anyagot gerjesztjük. úgy vezetıvé tehetı és kutathatók a fém anyagú vezetékekhez hasonlóan. Az erıtér érzékelése a rádió iránymérés mintájára végezhetı el

0-7. ábra Az indukciós vezetékkutatás elve (Forrás Csanda F. 1983)

Az adó erıterébe helyezett vevıantenna vételi síkjának forgatásával figyeljük a vétel erısségét. A maximális térerıt jelzı antennahelyzetben az antenna síkja az adó irányába mutat. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

44

Hasonló módon kutathatók fel a földalatti vezetékek. A kutató mőszerek rendszerint két részbıl állnak: •

adóból,

•

vevıbıl.

0-8. ábra Vezetékkutató mőszer

Az adó különbözı frekvenciájú váltakozó áramot elıállító, lehetıleg telepes mőködéső generátor. Az áram kivezetése vezetéken és antennán keresztül egyaránt lehetséges. A vevı elemei: •

antenna, mellyel az elektromágneses erıteret érzékeljük,

•

az elektronikus erısítı, mely az antennából érkezı elektromos jelet erısíti (hangfrekvenciás vagy digitális jellé alakítja),

•

fejhallgató hangfrekvenciás jelvétel esetén (a hallható hang erıssége az antennában indukálódott feszültség amplitúdójának függvénye),

•

digitális kijelzı mőszer.

A kutatás kezdetekor az adóból érkezı áramot betápláljuk a vezetékbe. Ez történhet: •

galvanikus úton,

•

induktív úton.

Speciális eset adódik elı elektromos vezeték felmérésekor, ugyanis a rajtuk átfolyó 50 Hz-es áram által önmaguk gerjesztıdnek. Korszerő vevık ráhangolhatók az öngerjesztéssel létrejött elektromágneses erıtérre is. Galvanikus csatoláskor az áramvezetés az adó és a vezeték között fémes (vagy ionos) jellegő. Fémes kapcsolat létesítésének elıfeltétele, hogy a kutatandó vezeték egy, vagy két pontján (vagy a vezetéken magán, vagy szerelvényein) balesetveszély (pl. áramütés) nélkül elhelyezhetı legyen az adó kivezetése. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

45

0-9. ábra Fémes kapcsolat a kutatandó vezetékkel

Induktív csatoláskor a felkutatni kívánt vezetékben induktív módon jön létre az erıtér. Ilyenkor az adó kivezetésére adóantennát csatlakoztatunk, s az e körül kialakult primer erıtér hatására a közelben levı vezeték körül szekundér erıtér alakul, amelyet a vevıvel ismét mérni tudunk.

0-10. ábra Induktív kapcsolat a kutatandó vezetékkel

Az áramtól átjárt vezeték körül keletkezett erıteret a vevıvel érzékeljük. A vevı antenna vételi helyzetétıl függ az indukálódott feszültség nagysága. Ha az antenna vételi síkja vízszintes, akkor az indukálódott feszültség minimális, amikor a kutatásra szánt vezeték fölé érünk a vevı antennával. Ez a minimum módszer.

0-11. ábra A jel-detektálás módjai

Ha a keretantenna vételi síkja függıleges, akkor a nyomvonal fölött maximális feszültséget jeleznek az indikátoraink. Az eltakart vezetékek térszín alatti mélységét hasonló elven határozhatjuk meg. Ha az antenna vételi síkja forgatható, akkor célszerő a vízszintes helyzethez Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

46

képest 45°-kal elfordítani. Ebben az esetben a már megállapított nyomvonalra merılegesen távolodva egy új minimum helyzetet kell keresnünk, hisz változott a vételi sík és a vezeték helyzete.

0-12. ábra A mélységmérés elve (Forrás Csanda F. 1983)

Az új minimum helyen a már megkutatott pontok között egy olyan képzeletbeli egyenlıszárú derékszögő háromszöget kapunk, melybıl a vezeték térszín alatti mélysége meghatározható. Ha a terepen megjelöljük az új minimum helyet, akkor ennek távolsága az elızıleg már megállapított nyomvonaltól éppen a térszín alatti mélységgel lesz egyenlı. A minimum (maximum) helyzet megkereshetı a vezeték mindkét oldalán, így a térszín alatti mélység ellenırzéssel határozható meg. A geodéziai gyakorlatban hazai és külföldi gyártmányú mőszerek egyaránt megtalálhatók. Mindegyik alkalmas az eddig bemutatott feladatok megoldására. Használatuk nagy gyakorlatot és figyelmet igényel. Bonyolult esetekben, különösen ipartelepeken, ahol nagy sőrőségő a földalatti vezetékhálózat, nem kerülhetı el, hogy kutatóárkok nyitásával tisztázzuk a vezeték helyzetét. A kutatóárkok nyitására az illetékes üzemeltetı vállalatot kell megkérni, mert közterület bontásához hatósági engedély szükséges. Ezeken a feltárt helyeken lehet aztán a vezetékkutató módszerekkel csatlakozni és a további részletek felkutatását folytatni. 9.4.22. A részletes felmérés A kutatással egy idıben, a felmérés elıkészítéseként a terepen cövekkel, festéssel, stb. jelölni kell a felkutatott vezetékek nyomvonalát. A munkaszakasz befejezéseként el kell végezni a vezetékek részletes felmérését. A bemérés módja lehet a „klasszikus”derékszögő vagy poláris koordinátamérés. Ekkor a részletes felmérést a területen korábban meghatározott felmérési alappontokra támaszkodva kell elvégezni. Ugyanakkor célszerő ezt térkép-terep azonos grafikus pontokra támaszkodva is mérni. A szakági részletes helyszínrajzokat a közmőveket üzemeltetı szakemberek használják döntı mértékben, akik rendszerint nem geodéziai szakembeJelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

47

rek. Erre tekintettel a bemérési adatokat térkép-terep azonos grafikus pontokra – pallérméretekkel – is meg kell adni (az épületek frontvonalára, állandó kerítések vonalára stb., vonatkozó adatokkal). Ezek az üzemeltetıi gyakorlatban elterjedtek és számukra is értelmezhetıek. A geodézia korszerő technikái városi környezetben (azaz esetenként sőrő beépítettségő részeken) nem mindig használhatók elınyösen. Ennek ellenére a feladat megoldása GNSS technikákkal ill. integrált felmérési technikákkal egyaránt sikeresen elvégezhetı. A bemérés pontosságát - a mért értékek ill. az ilyen adatok alapján ábrázolt vezetékek helyzetének környezetéhez viszonyított, relatív megbízhatóságát – az ÉVM hivatkozott utasításának melléklete az alábbi értékekben szabta meg:

A megengedett eltérés

A vezeték felmérése

1. Csıvezeték, mőtárgy térszín felett,

legnagyobb

Vízszintes

Magassági

±10 cm

± 10∗ cm

±20 cm

±25 cm

±30 cm

±40 cm

vagy alatt, el nem takart állapotban történt bemérés esetén 2. Kábel eltakart állapotban bemért csıvezeték és egyéb létesítmény 2,0 m térszín alatti mélységig 3. Eltakart állapotban bemért vezeték 2,0 m-nél nagyobb mélység esetén ∗ gravitációs vezetékek folyásfenék szintje, aknaperemek

±3 cm

E és T légvezetékek relatív magassága

±50 cm

1.1 táblázat

Ahol a táblázatban megadott értékek nem biztosíthatók (bizonytalan a vezeték helyzetének a felderítése), ott a szakági részletes helyszínrajzokon a vezetékszakasz ábrázolásakor a „közelítı” vagy „feltételezett” jelzést kell alkalmazni. A vízszintes részletmérés mellett el kell végezni a részletek magassági bemérését is (szintezéssel vagy trigonometriai magasságméréssel).


48

A részletpontok bemérésén túl, azoknál a vezetékeknél, ahol hálózati mőtárgyak is szükségesek az üzemelétetéshez (pl. távközlés, távhıellátás) el kell végezni a hálózati mőtárgyak belsı tereinek a felmérését is. Egy ilyen un. aknarajz mintáját mutatja a 9.13 ábra.

0-13. ábra Aknarajz

A szakági részletes helyszínrajzokat szakáganként külön kell készíteni, a közmőalaptérkép méretarányában és azzal azonos térképi tartalommal. Ábrázolandók: •

a vezetékek nyomvonala,

•

a vezetékfajta megkülönböztetı jele,

•

a vezeték jellege (élı, ideiglenes, bizonytalan helyzető stb.),

•

a vezetékszakaszok határpontjai (anyag, méretváltozás),

•

a vezetékszakaszok számjele (ajánlás),

•

a vezetékszakaszok hossza (csatorna-hálózatoknál, távközlési vezetékeknél) méterben,

•

aknák, szekrények és egyéb mőtárgyak,

•

oszlopok, tartószerkezetek,

•

a vezetékek és mőtárgyaik jellemzı pontjainak magassági adatai,

•

védıcsövek, -csatornák, vezetékhidak jellemzı adataikkal,

•

közmőalagutak és védıcsatornák mérete anyaga, az aknák, a lejáróhelyek, a fenékszint magassági adatai.

és

alépítményes


49

0-14. ábra Csatornahálózat részletes helyszínrajza

9.4.3. Közmőtérkép készítése A közmőtérkép folyamatosan készül. Az egyes szakágak részletes felmérése után, a szakági részletes helyszínrajzok alapján egészül ki a közmőtérkép folyamatosan az új szakági tartalommal.

0-15. ábra Közmőtérkép készítésének folyamatábrája

A közmőtérkép készítésének alapját természetesen változatlanul az aktuális tartalmú, az idıközi változásokkal kiegészített közmő alaptérkép adja. A szakági részletes helyszínrajzok szakági tartalmából a közmőtérképen: •

a közmővezetékek nyomvonalát telekhatárig, ill. létesítményig),

•

a hálózati mőtárgyakat,

•

(a

bekötıvezetékekig

bezárólag,

az önálló szerelvényeket,


50

•

a vezeték jellemzı adatait (anyaga, mérete) kell ábrázolni.

0-16. ábra Közmőtérkép részlet (Forrás Lennert J. 200)

9.4.4. Áttekintı alaptérkép és szakági áttekintı helyszínrajzok Az 1:4 000 méretarányú áttekintı alaptérkép a belterületi földmérési alaptérkép átnézeti térképének felhasználásával (annak másolatán) készül. Fıbb tartalma: •

az utca, ill. a tömbök határvonala,

•

épületek közül csak a tömbtelkes beépítéső területek körvonalrajza,

•

utcanév (a tömb belsejében),

•

házszámok a tömbsarok közelében,

•

a közmőtérkép szelvényhálózata és szelvényszámai.

Az áttekintı alaptérképen készülnek el a szakági részletes felmérések mérési adataiból szerkesztve a szakági áttekintı helyszínrajzok. A munkarészek rendeltetése az egyes vezetékhálózatok rendszerének, összefüggéseinek ábrázolása ellátottsági, üzemeltetési, hálózatfejlesztési stb., célokra, elsısorban üzemeltetıi és hatósági felhasználásra. Ennek megfelelıen szakági tartalmuk erısen leszőkített. Hálózati mőtárgyak, önálló szerelvények és szerelvények általában nincsenek rajtuk feltüntetve. Az utcai fıvezetékek (törzs-, gerinc-, elosztó vezetékek) nyomvonalát, hálózati összefüggéseit ábrázolják néhány jellemzı mőszaki paraméter és azonosító feltüntetésével. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

51

9.4.5. Közmőadattár, törzslapok, adatösszesítık A közmőnyilvántartás egyéb munkarészei, amelyek a közmőhálózatra, mőtárgyaikra vonatkozóan a szakági helyszínrajzokon már feltüntetett vagy az azon nem ábrázolható üzemeltetıi, statisztikai és hatósági szempontból lényeges mőszaki adatokat tartalmazzák. A központi közmőnyilvántartás munkarésze a közmőadattár, amely a 6.1. pontban már körülírt tartalommal az üzemeltetık statisztikai jelentéseinek felhasználásával készül. A törzslapok a szakági nyilvántartás részei, így szakáganként és részben eltérı tartalommal készülnek. Minden vezetékszakaszról külön törzslapot kell kiállítani és ezeket a vezetékszakasz számjele szerinti sorrendben kell tárolni. Az adatösszesítık szintén a szakági nyilvántartás részei, és a törzslapon feltüntetett adatok összesítését szolgáló munkarészek, amelyek az adatoknak a közmőadattár számára üzemeltetési, felügyeleti stb. célból szükséges csoportosítást, összegzést segítik elı. Tárolásukat 1:500-as szelvényenként kell megoldani. A nyilvántartás vezetése A nyilvántartás munkarészeinek elkészítése után gondoskodni kell azok megfelelı tárolásáról, rendszeres vezetésérıl, a nyilvántartott (rajzi és alfanumerikus) adatokban bekövetkezett változások átvezetésérıl, továbbá a szükséges adatszolgáltatásról. Alapvetıen az építésügyi hatóságnak és a közmőüzemeltetıknek kell(ene) megszerveznie a nyilvántartást. A központi nyilvántartó alapvetı feladata a közmőtérkép valamint a közmő-adattár kezelése, közel naprakész állapotú vezetése és a közmőnyilvántartás egységességének biztosítása. A szakági helyszínrajzok meghatározott idıközönként helyesbített másolati példányát tárolja és kezeli. A közmővek üzemeltetıinek területi egységei pedig tárolják és vezetik szakági nyilvántartásukat. Az általuk vezetett munkarészekrıl másolatot (adatot) szolgáltatnak. Néhány város példája mutatja, hogy ez alapvetıen nem megoldhatatlan feladat, azonban jelenleg mégsincs a nyilvántartásban egységes munkavégzés.


52

10. fejezet Mérnökgeodéziai mozgásvizsgálatok 10.1 Bevezetés Ebben a modulban mozgásvizsgálatokkal ismerkedhetünk meg. A mozgásvizsgálatokat kizárólag mérnöki létesítmények mőködése során fellépı mozgások meghatározására, értelmezésére és ábrázolására korlátozzuk. További megszorítást jelent, hogy a sokféle vizsgálati lehetıség közül csak a geodéziai módszereket fogjuk tárgyalni. A tárgyalt módszerekkel nem csak térbeli helyzetváltozást, hanem alakváltozásokat (deformációk) is meghatározhatunk. A modul tananyagának az elsajátításához a tantárgy korábbi moduljainak az alapos ismeretén túl feltétlenül jártasnak kell lenni a geodéziai hálózatok és a kiegyenlítıszámítás tantárgyak témaköreiben is. A modulban megfogalmazzuk a mozgásvizsgálatok célját és feladatát. A mozgások lefolyása bonyolult folyamat, a geodéziai módszerek csak feltételek megfogalmazásával alkalmazhatók. Ezért meg kell ismerkednünk a mozgások geodéziai módszerekkel való meghatározásának modelljével és alapelveivel. Ezt követıen megismerik a mozgásvizsgálati mérések: •

tervezésének folyamatát,

•

a módszerek kiválasztásának szempontjait,

•

a mérések pontossági követelményeit.

•

a vízszintes mozgásvizsgálati mérések módszereit,

•

a magassági mozgásvizsgálati mérések módszereit,

•

a mérési eredmények feldolgozásának, az eredmények értékelésének a módszereit.

10.2. A mozgásvizsgálatok célja és feladata A mérnökgeodéziai gyakorlatban sokszor felmerül az igény építmények, épületszerkezetek technikai szerkezetek és egyéb objektumok terhelés, hımérséklet stb. hatására bekövetkezı térbeli helyzetváltozásának vagy alakváltozásának (deformációjának) meghatározására. Az elmozdulásokat általában az idı függvényében szokás meghatározni. A létrejövı változások meghatározása alapvetıen az objektum folyamatos megfigyelését igényelné. Ez az esetek nagy részében magas idı- és költségigényő feladat lenne, ezért rendszerint csak meghatározott idıközökben végrehajtott méréseket végzünk. Ezeknek az idıközöknek a tágassága az alakváltozások sebességétıl függ. Lassú mozgások ellenırzésekor a vizsgálati mérések közti idı akkora, hogy rendszerint a klasszikus geodézia mérési eljárásai alkalmazhatók. Gyors lefolyású mozgások Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

53

speciális eljárásokat és mőszereket kívánnak, amelyek között a fotogrammetria módszerei is megtalálhatók. Ebben a fejezetben a geodéziai vizsgálati módszerekkel foglalkozunk. A mozgásvizsgálati mérések célja lehet: •

az erıhatások alatt álló építmények megfigyelése a várható (tervezett) mozgások elıjelzésére,

•

az esetleg már elmozdult, deformálódott objektumon a változások okainak a felderítése,

•

a mőszaki átadás során végzett terheléspróbák nyomon követése stb.

10.3. A mozgásokat kiváltó okok, a mozgások lefolyása, meghatározásuk alapelve A mozgásokat kiváltó okok igen sokfélék lehetnek és nehezen rendszerezhetık tömören. Néhány tipikus ok pl. építmény mozgásoknál: •

az altalaj változásai a tömörödés hatására,

•

alaptestek, az alapépítmény mozgása más építési tevékenység hatására, esetleg anyagelfáradás hatására,

•

dinamikus környezeti tevékenysége) stb.

hatások

(gépkocsiforgalom,

munkagépek

A mozgások lefolyása rendszerint bonyolult folyamat, ezért általában modellezzük a folyamatokat és ennek során a következı egyszerősítı feltevésekkel élünk: •

a vizsgált létesítményt alkalmasan választott pontjaival helyettesítjük,

•

ezekre mérünk (a környezetében létesített alappontokról) és feltételezzük, hogy ezek mozgása jól jellemzi a létesítmény egészének a viselkedését,

•

a vizsgált létesítmény környezetében az alappontok mozgásmentes helyre telepíthetık, így a róluk végzett mérésekbıl levezethetı a létesítmény mozgása,

•

a mérések ideje alatt a létesítmény szempontjából elhanyagolhatóan kicsi,

•

a mozgásjelenségek folyamatosan játszódnak le (két mérési idıpont közt nem történik az építményen ugrásszerően változás).

elmozdulása

a

vizsgálat

A mozgások meghatározásának alapelve a vázolt feltételek mellett az, hogy egy alkalmasan választott (és mozdulatlannak tekintett) koordinátarendszerben Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

54

különbözı idıpontokban ismételten meghatározzuk a kiválasztott pontok koordinátáit, s ezekbıl számítjuk a mozgásra jellemzı mennyiségeket. Egy építmény vizsgálatakor például az elemek lehetnek: •

az építménynek (a választott) koordináta tengelyek irányába esı x, y, z elmozdulásai,

•

a koordinátatengelyek körüli dϕ, dω, dκ, elfordulásai.

0-1. ábra Meghatározható mozgáselemek (Forrás Detrekıi Á. – Ódor K. 1984)

További mozgásösszetevıket számíthatunk, amelyek a koordinátatengelyek irányába esı ∆x, ∆y, ∆z méretváltozásként definiálhatók.

10.4. A mozgásvizsgálati mérések A mozgásvizsgálati méréseket épülı létesítményeken a beruházónak, a tervezınek vagy a kivitelezınek, elkészült létesítményeken pedig az üzemeltetı vagy karbantartó vállalatnak, szervezetnek kell megrendelnie. A megrendelés birtokában a vizsgálati tevékenység menetét a következı folyamatábrában foglalhatjuk össze:


55

0-2. ábra Mozgásvizsgálat folyamatábrája

Ezek a munkamozzanatok nem függetlenek egymástól, szorosan kapcsolódnak egymáshoz. 10.4.1. A feladat megfogalmazása és részletes leírása A mérések tervezéséhez, végrehajtásához pontosan ismerni kell a mozgásvizsgálati feladatot, a mérés célját. A mozgásvizsgálatokat megrendelı szakembernek ezért a megbízást úgy kell megadnia, hogy abból kitőnjön: •

a vizsgált objektum jellege (építmény, a szerkezet stb.), a mérések alatt megközelíthetı-e vagy sem,

•

mozgások várható jellege (süllyedés, térbeli összetett mozgás) és nagysága,

•

a mozgások várható sebessége, idıbeli lefolyása stb,

•

az építmények elrendezése, szerkezete.

Ezeknek az ismereteknek a birtokában következhet a munkafolyamat második szakasza, a mérési módszer kiválasztása, a pontossági követelmények meghatározása, a program kidolgozása. 10.4.2. A mérési módszer kiválasztása, a pontossági követelmények meghatározás A mérési módszer kiválasztásakor több szempontot kell figyelembe venni. Fontos, hogy ismerjük az objektum jellegét: a vizsgálati pontok a mérés idején megközelíthetık-e, vagy csak irányozhatóak. A mozgások várható sebessége nemcsak a mindenkori mérési program idıtartamát és a mérések gyakoriságát döntheti el, hanem befolyásolja a mérési módszer megválasztását is. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

56

Meghatározó a módszer eldöntésénél a mozgásösszetevık várható nagysága, valamint iránya és ezzel összefüggésben a meghatározás pontossága is. A mérési módszereinket úgy kell kiválasztani, hogy a mérésekbıl a mozgásokra vonatkozóan egyértelmő adatokat kapjunk. Az elızı fejezetben vázolt alapelvekbıl kitőnik, hogy a közvetlenül meghatározott mennyiségek általában koordináták. A koordináták változásait tekintjük bizonyos feltételek teljesülése esetén mozgásösszetevıknek. Így a koordináták meghatározásának megbízhatósági mérıszámait (a koordináta középhibákat) a várható elmozdulások nagyságának a függvényében kell megválasztani. Ha Mmax-mal jelöljük egy adott feladatban a várható elmozdulások legnagyobb értékét és m-mel az M meghatározására irányuló mérések középhibáját, akkor az m megengedett legnagyobb értékének általában ki kell elégíteni a következı feltételt:

mmax = K ⋅ Mmax ahol K értéke 0,03-0,2-ig változhat. Gyakran az elıre jelezhetı legnagyobb elmozdulás helyett az elmozdulások kritikus értéke adott. Ez alatt egy olyan mozgás vagy deformáció értéket értünk, amelynek ha a felderítése elmaradna (pl. a méréseink pontatlansága miatt), súlyos építménykárokra vezetne. Ebben az esetben az elıbbi összefüggés helyett az:

mkrit = 0,2 ⋅ Mkrit értéket vizsgáljuk. 10.4.3. Szervezési és technikai elıkészületek A feladat ismérvei alapján kiválasztott mérési módszer és a tervezett középhiba ismertében kezdıdhet a tulajdonképpeni vizsgálat programja. Geodéziai módszerekrıl lévén szó, ki kell tőzni azt a vizsgálati hálózatot, amely általános esetben a pontok hálózatbeli „szerepe” alapján hierarchikus felépítéső (is) lehet. A hálózat pontjait geodéziai mérésekkel kapcsoljuk össze, de a feladat jellegétıl függıen adott esetben szükségessé válhat más elven alapuló mérési módszerek és mőszerek alkalmazása. A hálózati pontok közül: 1. A vizsgálati pontok a vizsgálandó létesítményen kijelölt (elhelyezett) pontok. Rendeltetésük, hogy a megfigyelt mozgásuk alapján a létesítmény mozgására következtethessünk. Az objektum szerkezete, megközelíthetısége szerint ezek a pontok lehetnek csak irányzandó pontok, vagy álláspontok is, amelyekrıl további mérések végezhetık. 2. Az alappontok a vizsgálandó létesítmény környezetében létesített pontok. Lehetnek klasszikus értelemben állandó módon megjelölt pontok (különösen, ha Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

57

idıben hosszan tartó megfigyelésekrıl van szó), meghatározásukat a klasszikus geodéziai alappontmeghatározás vagy a mőholdas technológia felhasználásával végezzük. Rendeltetésük, hogy a róluk végzett mérésekkel a vizsgálati pontok mozgását nyomon kövessük. A meghatározás megbízhatóságának növelése érdekében célszerő a vizsgálati pontokhoz minél közelebb elhelyezni azokat. Az állandó módon megjelölt alapponthálózatnak hátránya ilyenkor, hogy nem zárhatjuk ki teljes mértékben pontjainak mozgását. Ellenırzésükre van szükség. Ez történet a várható mozgászónán kívüli ellenırzı pontok alapján. 3. Ellenırzı pontok telepítésével. Ezek rendeltetése, hogy az alappontok mozdulatlanságát ellenırizhessük, esetleges elmozdulásukat meghatározzuk. A vizsgálati mérések során idıközönként, kisebb gyakorisággal vonjuk be ezeket a teljes mérési folyamatba. Lehetnek a hálózatban ırpontok is. 4. İrpontok az ellenırzı pontok közelében elhelyezett pontok, rendeltetésük lokális mérésekkel (rendszerint az ellenırzı és ırpontok közötti hosszmérésekkel) kimutatni az ellenırzı pontok esetleges mozgását. A feladat jellegétıl függıen a pontok egyik-másik csoportja szükségtelenné válhat, kitőzésükre nem kell sort keríteni. A hálózat tervezése és kitőzése után a pontokat meg kell jelölni. A pontjelölések, az esetleges állandósítások megválasztása a feladattól és a terepi körülményektıl függ. Különösen fontos a vizsgálati pontjelölés megválasztása. Szerkezetének alkalmas kialakításával és a vizsgálandó építményben való elhelyezésével kell elérni, hogy az építmény mozgásában vegyen részt és ne más tényezık hatását mutassa. A jelölést emellett úgy kell kialakítani, hogy a mérések során jól irányozható legyen. Segítheti a pontok helyszíni azonosítását – ha ezt az építmény lehetıvé teszi – a melléje festett, ragasztott stb. pontszám.

0-3. ábra Vizsgálati pont jelölése

Az alappontokat a szokásos pontjelölések mellett (lásd még 4. és 5. modul) bizonyos feladatoknál (hosszan tartó, nagypontosságú vizsgálatok) pillérrel célszerő állandósítani. A kényelmes észlelést lehetıvé tevı szerkezeti magasság mellett a pillér fejezetét úgy célszerő kialakítani, hogy a mőszertalp kényszerközpontosan ráhelyezhetı legyen (ezáltal a mőszer és az alappontok ideiglenes jelölésekor használt jeltárcsa, prizma is ugyanarra a helyre kerülhet vissza).


58

A hálózat kitőzése és a pontok megjelölése után kialakítható a mérési program. Szervezéskor fontos mozzanat a mérések idıbeli helyes elrendezése. Az idırend kialakításakor figyelembe vesszük: •

a mozgások (várható) sebességét,

•

a mozgások esetleges periodikus jellegét,

•

a mozgások lecsengésének (pl. egy építmény konszolidálódásának) várható idejét,

•

a különbözı tényezık befolyását (maximális vagy minimális terhelés, hımérsékletváltozás stb),

•

továbbá járulékos befolyást jelent üzemelı létesítménynél pl. a termelés leállításának korlátozott mértéke.

Ezek a mozzanatok együttesen és külön-külön is befolyásolhatják a mérések közötti intervallum nagyságát, a mérések gyakoriságát és helyes elosztását (pl. periodikus mozgások esetén minimum két mérési idıpont szükséges egy periódusra esıen), az üzemi leállások gyakoriságát. Általában akkor fejezhetı be a mozgásvizsgálat, ha a vizsgált idıszak utolsó részében a mozgások mértéke nem haladja meg a meghatározó mérések pontosságát. 10.4.4. A vizsgálati mérések végrehajtása és kiértékelése A vizsgálati mérések módszereinek megválasztása a vizsgált létesítmény alakjától, környezetétıl, a meghatározni kívánt elmozdulás várható irányától stb. függ. A geodéziai mérési módszerek jellegébıl következıen gyakran szétválasztjuk a vízszintes és a függıleges mozgásösszetevık meghatározásának a munkafolyamatát. Így a mérési módszerek két alapvetı csoportját lehet megkülönböztetni: 11.

vízszintes értelmő mozgásösszetevık meghatározási,

12.

magassági értelmő mozgásösszetevık meghatározási módszerei.

10.5. A vízszintes értelmő mozgásvizsgálatok módszerei

Távolságmérés-t alkalmazunk akkor, ha a mozgás iránya ismert, s az ebbe az irányba esı távolságok közvetlenül mérhetık. A távolságmérésre bármilyen alkalmas távolságmérı eszköz (acél-, invár szalag, tolómérı stb.) vagy mőszer felhasználható, amely a szükséges pontossági igényeket kielégíti és használata gazdaságos. Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

59

Ilyen feladat pl. bányavágatok, alagút keresztmetszetek konvergencia mérése. Természetesen a feladat megoldható közvetve is, ha pl. egy adott keresztmetszetben kijelölt pontokat mérıállomás segítségével mérjük össze, s a vizsgálati pontok távolságát számítjuk (számíttatjuk). Egyenesremérés-t (ordinátamérést) akkor használhatunk, ha a vizsgálati pontok közel egy egyenesen (vagy egy függıleges síkon) jelölhetık ki és a mozgás (deformáció) iránya merıleges erre az egyenesre (síkra). Alkalmazhatjuk a módszert akkor is, ha csak egy kitüntetett referencia irányra (egyenesre, síkra) merıleges irányú elmozdulást (deformációt) kívánunk meghatározni. A módszer tulajdonképpen a derékszögő koordináta mérés „egyszerősített” változata, ugyanis csak az ordináták meghatározása a cél. Alapvetıen egy referencia egyenes (esetleg irány) kijelölése szükséges, amely közel párhuzamos a vizsgálati pontok sorával. Az egyenes két (esetleg több) pontját a mozgási zónán kívül esı területen, állandó módon meg kell jelölni. Az ordinátákat mérhetjük közvetlenül, vagy egy, a vizsgálati pontra helyezett skála segítségével, vagy un. ordináta mérı berendezés használatával (nagyobb hosszúságú referencia egyenesek kijelölésekor). Ha a mérések végrehajtásakor a vizsgálati pontok nem megközelíthetıek, akkor pedig közvetett módon a b1, b2 és további ordinátákat (10-4. ábra), a mérési eredményekbıl számíthatjuk

b1 = a1 ⋅ tgα1 Az abszcissza értékeket ill. a szögeket általában mérıállomással mérjük.

0-4. ábra Ordináta meghatározás közvetett úton

Mozgásvizsgálat céljára a függıleges vetítés módszere akkor alkalmazható, ha az építmények egymás felett, egy eredetileg függıleges egyenesen elhelyezkedı pontjainak az elmozdulását kell meghatározni egymáshoz, és/vagy a függılegeshez viszonyítva. Ilyen feladatot az MGE 5. ill. az MGE 7 modul kapcsán már megismerhettünk, amikor a vetítés megoldásáról (módszerek, mőszerek) ill. a kis alapterülető magas építmények kitőzésérıl és építésközbeni ellenırzı mérésérıl tanultunk.


60

Koordinátamérés. Egyaránt alkalmazható a derékszögő és a poláris koordinátamérés módszere. A koordináták közvetlen meghatározásakor a vizsgálati pontoknak a mérések alkalmával hozzáférhetıknek kell lenniük. A korszerő mérıállomások, ma már nem igénylik a vizsgálati pontokhoz való közvetlen hozzáférést. Indirekt módon is meghatározható velük a pontok szükséges koordinátája. Trigonometriai hálózat-tal történı mozgásvizsgálatokra nagykiterjedéső építmények ellenırzésekor kerül sor. Ezeknél a méréseknél az alap és vizsgálati pontok közötti távolság több száz méter, vagy egy-két kilométer hosszú is lehet, és nagyon sok esetben a vizsgálati pontok az egyes mérési alkalmakkor nem hozzáférhetıek. Az elımetszés-sel igen sokféle feladat oldható meg. Elsısorban magas építmények felületén, hozzá nem férhetı helyeken levı pontok vizsgálatára alkalmazható módszer. Elıfeltétele az alkalmazásnak a vizsgálati pontok egyértelmő megjelölése, (amely az építés folyamatában könnyebben, utólag körülményesebben és költségesebben végezhetı el). Az elektronikus geodéziai mérımőszerek (elektronikus mérıállomások) elterjedésével a módszer hatékonyan alkalmazható

teodolitok,

A szabadálláspont meghatározást (hátrametszés-t) olyan vizsgálati pontok elmozdulásának meghatározására használhatjuk, amelyen minden mérés alkalmával mőszerállás létesíthetı. Hasonló feltételek mellett a GPS technika is használható. Általában olyankor alkalmazhatjuk gazdaságosan ezt a módszert, amikor az elmozdulások viszonylag nagy területre terjednek ki (terepmozgások nyomon követése bányamőveletek, geológiai okok hatására). Mozgásvizsgálatra sokszögelés-t is alkalmazhatunk. Elsısorban vonalas létesítmények mozgásvizsgálatakor gazdaságos. A szögméréseket célszerő gondosan kiigazított kényszerközpontosító felszereléssel végezni. A sokszögvonalak tervezésekor a következı szempontokat kell figyelembe venni: •

a sokszögvonal minél rövidebb legyen (kevés pontot tartalmazzon),

•

nyújtott legyen és iránya közel merıleges legyen a várható mozgásirányra,

•

mindkét végén tájékozott legyen és legyen lehetıség a közbeesı pontokon is tájékozó méréseket végezni (3-5 pontonként),

•

a kezdı és a végpont mozdulatlan helyen legyen.


61

10.6. A magassági értelmő mozgásvizsgálatok módszerei Az elmozdulások függıleges értelmő összetevıjének meghatározásakor szintén az elızı pontokban vázolt alapelvekhez és feltételekhez kell igazodni. A feladatok megoldása során leggyakrabban használt módszerek: •

geometriai szintezés,

•

hidrosztatikai elvő szintezés,

•

trigonometriai magasságmérés,

•

GNSS módszer.

A geometriai szintezés a függıleges értelmő elmozdulások meghatározásának legelterjedtebb módszere. Alkalmazásának feltétele, hogy a vizsgálati pontok a mérésekkor megközelíthetıek legyenek és a pontok magasságkülönbsége rövid távon ne változzon nagy mértékben. A mérésekhez felhasznált mőszerek és eszközök kiválasztása az elıírt pontossági követelményektıl függ. A hidrosztatikai elvő szintezés-t függıleges mozgásra különösen érzékeny építmények vizsgálatakor alkalmazzuk. Szerkezeti felépítésénél fogva a hidrosztatikai szintezımőszer kis magasságkülönbségek (max. 10 cm) nagy pontosságú (néhány század mm) meghatározására alkalmas. Mőködési elvébıl következıen nem szükséges a mőszerfelszerelések közötti összelátások biztosítása. A hidrosztatikai elvő szintezés mőszerei alkalmas szerkezeti megoldással folyamatos észlelésre alkalmas mérımőszerekké is átalakíthatók. Trigonometriai magasságmérés-t akkor alkalmazunk, ha a vizsgálati pontok megközelítése geometriai szintezéssel nehézkes vagy kivitelezhetetlen. Bizonyos feltételek mellett (pl. nagy magasságkülönbségek áthidalása) gazdaságosabb más módszereknél. A vízszintes értelmő mozgáselemek meghatározására kialakított hálózat magassági kiegészítı mérésekkel rendszerint közvetlenül felhasználható a vizsgálatokkor. A trigonometriai magasságmérést legalább egymástól független két mérési sorozatban kell elvégezni. A zenit- (illetve magassági) szöget másodperc leolvasó képességő mérımőszerrel kell megmérni. A távolságot vagy távmérıvel (esetleg mérıszalaggal) mérjük, vagy méretadatokból (esetleg a pontok vízszintes koordinátáiból) számítjuk. A mőszer magasságot célszerő mm élesen megmérni és a mérés hibája az M1. Szabályzat szerint nem lehet nagyobb, mint a magasságkülönbség-meghatározás megengedett hibájának a fele.


62

Ha az alap- és vizsgálati pontok távolsága nem haladja meg a néhány tíz méter értéket, s a mérések alatt a mőszermagasság változatlan, akkor ezzel a módszerrel mm-t meg nem haladó középhiba is elérhetı. 10.7. A mérési eredmények feldolgozása és kiértékelésének módszerei Elmozdulások mérésekor (deformációk meghatározásakor) a legtöbb esetben koordinátákat számítunk az egyes módszerekhez használt matematikai összefüggésekkel. Az alapmérésekkor (vagy referenciamérésekkor) kapott adatokat tekintjük a vizsgálatok kiinduló adatainak. Ezek meghatározásakor fokozott gondossággal kell eljárni (az alapmérést általában kétszer mérjük). Az egyes vizsgálati mérési alkalmakhoz tartozó eredményeket áttekinthetı formában kell megadni. Ennek legegyszerőbb módja a koordinátajegyzék. Ha egy hosszabb idıszakra kiterjedı mérési sorozattal rendelkezünk, akkor az adatok megadásának ez a módja már nem elégíti ki a megrendelı igényeit, hisz elsısorban a mozgásösszetevık értékére, a változásokra kíváncsi. Praktikusabban alkalmazhatók az Excelben (vagy más adatkezelı programokban) kezelt adatok. A mozgásösszetevıket az alapmérés és az aktuális mérés vagy két mérési alkalom között meghatározott koordinátakülönbségekbıl számítjuk. Ideális esetben ezek egyben mozgásösszetevıknek is tekinthetık. A koordinátakülönbségeket azonban az elkerülhetetlen mérési hibák miatt nem tekinthetjük közvetlenül mozgásösszetevıknek. Az elkerülhetetlen mérési hibákat jellemzı mennyiségeket - a koordinátakülönbségek középhibáit - a koordináta középhibák alapján számíthatjuk. Ha a vizsgált létesítmény valamely pontjának koordinátái az alapméréskor XO , YO, ZO, és az ismétléskor X1, Y1, Z1, akkor az elsı mérési intervallumban bekövetkezett mozgások értéke ∆X10 = X1 - X0 ∆Y10 = Y1 - Y0 ∆Z10 = Z1 - Z0 A koordinátakülönbségek (∆) középhibáit (m∆) a koordináták középhibáinak ismeretében számíthatjuk. A hibaterjedés törvényét alkalmazva és bizonyos Jelen szellemi terméket a szerzıi jogról szóló törvény védi. Egészének vagy részeinek másolása, felhasználás kizárólag a szerzı írásos engedélyével lehetséges.

63

feltételezésekkel élve (pl. a különbözı mérési alkalmakkor végzett mérések azonos megbízhatóságúak, a számított koordináták független értékek, azaz nincsenek korrelációban) a ∆ változás középhibája:

m ∆Y = m Y 2 Minden egyes mérési sorozat befejezése után számítjuk a koordinátaváltozásokat. Ezeket a legkülönbözıbb kombinációban állíthatjuk elı, mégis a gyakorlatban csak az alapméréshez viszonyított változásokat szokás megadni. A mozgásvizsgálatok feldolgozásakor az eredmények közlése mellette el kell végezni azok értelmezését is. Az elızıekben utaltunk arra, hogy a koordinátaváltozások csak bizonyos feltételek mellett tekinthetık mozgásösszetevıknek, ezért az elsı mozzanata az interpretációnak: eldönteni, hogy valóban mozgásokat tükröznek az eredményeink, vagy csak az elkerülhetetlen mérési hibák következményei. Ennek érdekében, a várható mozgások ismeretében, célszerő a mérési eredményeink középhibáit a mérési eredményekbıl is kiszámítani. Ha a koordinátaszámítást kiegyenlítéssel végezzük, akkor a számítás eredményeként a koordináták mellett azok középhibáit is megkapjuk. Annál jobban jellemzi a méréseink megbízhatóságát ez a középhiba, minél nagyobb a mérési sorozatban a fölös mérések száma. A mozgásvizsgálatokkor alkalmazott mérési-számítási módszerek egy nagyobb részében a számítást kiegyenlítés nélkül végezhetjük. A méréseink megbízhatóságát jellemzı mennyiségeket ilyenkor csak feltételezéssel számíthatjuk. A feltételezéseket a vizsgált létesítmény várható (tervezett) mozgásának ismeretében tehetjük meg. Ilyen lehet például, hogy valamely pont mozdulatlan. Ezzel a feltevéssel élve két mérési idıpontban meghatározott pl. Y koordináta-különbségnek az értéke: Y1-Y0 = 0 A valóságban azonban ez az érték az elkerülhetetlen mérési hibák, a nem teljesen megalapozott feltételezések miatt zérustól kismértékő eltérést mutat. A méréseink megbízhatósági mérıszámának a számításához ezt a differenciát – jelöljük di-vel – használhatjuk. Ha n számú mérési sorozatunk van, akkor a differenciák középhibáját a jól ismert összefüggés alapján számíthatjuk:

n

md =

∑d i =1

2 i

n


64

Feltételezésünk eldöntésére a: n

n

i =1

i =1

∑ di ≤ 0,25∑ di összefüggést használhatjuk. Ha méréseinkbıl kapott értékekre az összefüggés igaz, akkor a feltételezésünk nagy valószínőséggel igaz. Az md érték két mennyiség különbségének a középhibája. Ebbıl egyetlen mennyiség középhibája:

md 2 Mozgásvizsgálatok során gyakran elıfordul, hogy a koordinátakülönbségek nagyságrendje megegyezik a koordináták meghatározására irányuló mérések alapján számítható középhibák nagyságrendjével. Ilyenkor nehéz egyértelmő kijelentést tenni a mozgások meglétét illetıen. Ha a koordinátakülönbségek értéke nagyobb, mint a rájuk vonatkozó középhiba háromszorosa, akkor általában mozgást lehet feltételezni. Ellenkezı esetben fel kell tennünk, hogy a számított koordinátakülönbségek (koordinátaváltozások) az elkerülhetetlen mérési hibák következményei. A mozdulatlanság eldöntésének általánosan elterjedt módszere a matematikai statisztikai próbák alkalmazása. A módszerrıl egy másik modul kapcsán részletesen tájékozódhatnak. A mozgásvizsgálati eredmények feldolgozásának befejezı szakasza a mozgást jellemzı sztohasztikus függvények meghatározása lehet. A numerikus feldolgozás során kapott mennyiségek, a koordinátaváltozások könnyen számíthatók, hátrányuk azonban, hogy a mozgást jellemzı mennyiségek (pl. a sebesség) számítására kevés lehetıséget adnak. Úgyszintén nehezen kezelhetıek a mozgások okainak kiderítésére. Ha a vizsgálat céljaként ilyen paramétereket is ismerni akarunk, akkor a mozgást jellemzı sztohasztikus függvényeket kell meghatározni. Az esetek nagy részében az idı függvényében kell a mozgásokat leírni x = x (t) alakban. Az x lehet x = a + bt alakú lineáris vagy x = abt alakú exponenciális függvény. Tehát ha mérjük az idıt (az idıkülönbséget) és számítjuk a koordináta különbségeket (az utat), akkor a fizikából ismert sebességfüggvényt tudjuk számítani:


65

v(t ) =

dx(t ) dt

A fv-ek felírásakor különbséget teszünk két eset között: a fv. jellege ismert, a fv. jellege nem ismert. Deformáció mérések során gyakori a mozgásfüggvény ismerete, hiszen ilyenkor rendszerint a tervezıktıl ismerjük a vizsgálandó objektum viselkedését (pl. a lehajlását jellemzı összefüggésekbıl). Ha a keresett függvény jellege már ismert, akkor az ismert függvény ismeretlen együtthatóinak számítása a feladat. Ha a függvény jellege nem ismert, akkor elıször valamilyen függvényt kell választanunk, majd ennek az együtthatóit számoljuk. Jó segítséget jelent az eredmények elızetes grafikus ábrázolása, melybıl a keresett függvény jellege gyorsabban eldönthetı. A többváltozós számíthatók.

függvények

az

egyváltozós

függvényekhez

hasonló

elven

A függvények több célra használhatók fel. Segítségükkel meghatározható: •

a mozgás sebessége,

•

a mozgás idıbeli lefolyása (pl. extrapolálással a mozgás lecsengése),

•

a több változós függvények korrelációs együtthatói alapján a mozgást kiváltó okok.

A numerikus elemzések mellett célszerő a mozgások grafikus szemléltetése is. A mozgások grafikus bemutatására több módszer is elterjedt. Attól függıen, hogy hány mozgáskomponenst kell, illetve kívánunk bemutatni, lehet megválasztani az ábrázolás módját. Egyetlen mozgáskomponens szemléltetésére alkalmazott módszer lehet: •

az izovonalas ábrázolás,

•

a diagram,

•

a metszet.


66

• 0-5. ábra Izovonalas mozgásábrázolás (1D)

Az izovonalas ábrázolásban az azonos süllyedéső helyek láthatók a képen. Két egymást követı idıpontban szerkesztett ábra összevetésével követhetjük a mozgások lefolyását is: ott ahol sőrősödnek az izovonalak ott a mozgás gyorsul. Ezeken a helyeken, adott esetben, további pontok elhelyezése válhat szükségessé. A mozgások ábrázolására rendszeresen használják a gyakorlatban a mozgásgrafikonokat. Az általánosan elterjedt, népszerő Excel táblázatba foglalt adatsorból könnyen szerkeszthetık mozgás grafikonok.

0-6. ábra Mozgásgrafikon terhelési grafikonnal (1D)

Szemléletes lehet a mozgások bemutatása metszetekkel is:


67

0-7. ábra Metszetben ábrázolt mozgások (1D)

Két mozgásösszetevıt mozgásvektorokkal célszerő ábrázolni. Három mozgásösszetevı szemléltetésére a különbözı axonometrikus ábrázolási módokban szerkesztett mozgásvektorok alkalmasak.

0-8. ábra mozgásvektorok (3 D)


68

0-9. ábra Mozgásábrázolás axonometriában (3D)

A grafikus ábrázolási módok általános jellemzıje, hogy a vizsgált létesítményt kicsinyítve, valamilyen alkalmas méretarányt választva ábrázoljuk, míg a mozgásösszetevıket felnagyítva (gyakran 1:1-es, vagy még nagyobb méretarányban) szerkesztjük meg. Az áttekinthetıség még tovább javítható, színek és más grafikus módszerek alkalmazásával.


69

A modulban összefoglalt tananyag tanulása elıtt ajánljuk, hogy ismételje át a tantárgy 5. moduljában és a 6. modul 6.3 fejezetében írottakat

Recommend Documents