207
7. KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI
Minden műszaki létesítmény megvalósíthatóságának alapfeltétele a pontos és a részletekre is kiterjedő tervdokumentáció. A kiviteli, vagy építési terv alapján a létesítmény fő- és részletpontjait, valamint a keresztező létesítmények (híd, közművezeték stb.) helyeit ki kell tűzni. Korábban, kitűzésnél a jóváhagyott engedélyezési terv alapján a létesítmény egyenes szakaszait kitűzőrúddal jelöltük meg, majd meghatároztuk az egyenesek metszéspontjait, a sarokpontokat. Itt teodolittal két távcsőállásban szöget mértünk és a helyszínen számoltuk a körív fő-, és részletpontjainak kitűzési adatait, s azokat a kitűzés után keményfa cövekkel jelöltük meg. Igény szerint az egyeneseket és a sarokpontokat végleges pontjelekkel is megjelöltük. A vízszintes- és a magassági felmérést ezekre az egyenesekre, pontokra támaszkodva végeztük el. A mai, korszerű eszközök (mérőállomás, műholdas helymeghatározás) használata lényegesen egyszerűbbé teszi a kitűzést. A rendelkezésre álló tervezői programok segítségével az építendő létesítmény minden egyes pontjának koordinátái könnyedén meghatározhatók, amik alapján történik a kitűzés. A részlet- vagy kiegészítő felmérés a kitűzés munkafolyamata közben is elvégezhető.
7.1. A kitűzés alapelve A kitűzés célja – az építés megkezdése előtt – a tervezett létesítmények terv szerinti helyének kijelölése vízszintes és magassági értelemben. A helyszínen meg kell jelölni azokat a pontokat, geometriai elemeket, tengely- és részletpontokat, síkokat, amelyek alapján a létesítmény a jóváhagyott terv szerint megépíthető.
208 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI A kitűzés pontosságának 0,5–1,0 nagyságrenddel jobbnak kell lennie a létesítmény építési és szerelési pontosságától. Ha pl. a kivitelezéskor 1 cm az előírt pontosság, akkor a kitűzést 1–5 mm élességgel kell elvégezni. A megkívánt pontosságon a terv szerinti és a kitűzött értékek közötti eltérést értjük. Vízszintes kitűzés során a létesítmény síkban történő elhelyezkedését határozzuk meg annyi ponttal, amennyi a terv szerinti megvalósításhoz szükséges. Magassági kitűzés kapcsán a létesítmény jellemző pontjainak terv szerinti magasságát jelöljük meg a kijelölt magassági alapsíkokhoz viszonyítva. Vízszintes és magassági kitűzéskor a részletpontokat az előírt pontosság szerint osztályozzuk: • elsőrendű részletpont: acélszerkezetű létesítmények, szállítószalagok, előregyártott vasbetonszerkezetek elemeinek stb. pontjai. A megkívánt pontosság vízszintes értelemben 5 mm, magassági értelemben 2 mm, • másodrendű részletpont: út- és vasúti vágányok tengelypontjai, beton-, terméskő-, téglafalazatok stb. alakjelző pontjai. A kitűzés pontossága vízszintes ér-
telemben 10 mm, magassági értelemben 5 mm.
• harmadrendű részletpont: alapgödrök, földművek stb. alakjelző pontjai. A megkívánt pontosság vízszintes értelemben 5–10 cm, magassági értelemben 10–20 mm. A kitűzés pontosságát a mérőeszközök hibái és személyi hibák is terhelik. A leggyakoribb hiba szögmérésben a pontraállási, az irányzási és a leolvasási hiba. Távolságmérésben elkövetett gyakori hiba a mérőszalag kígyózása, a hőmérséklet miatti hosszváltozás és a pontatlan leolvasás. Kitűzéskor előbb a főpontok, majd ezt követően a részletpontok helyét határozzuk meg. A pontos (szabatos) kitűzéshez megfelelő sűrűségű alapponthálózatra van szükség. A kitűzést a felmérés előtt telepített alappont- és sokszögvonal-hálózatra célszerű elvégezni. Ennek hiányában új alapponthálózatot kell telepíteni. Ezeket a pontokat úgy kell elhelyezni, hogy azok a kivitelezés végéig sértetlenül megmaradjanak, mert az építés ütemének megfelelően, időről-időre ellenőrző méréseket kell végezni. A kitűzési terv nagy körültekintéssel készítendő el, egyeztetni kell az összes érintett szaktervezővel, hogy időközben nem történtek-e módosítások. Külön hangsúlyt kell fektetni az egységes koordináta-rendszerre és a magassági alapszintre. Az egyeztetésen kívül a terepbejárás is nélkülözhetetlen, mert meg kell győződni a térségben lévő alappontok meglétéről és azok állapotáról.
A KITŰZÉS ALAPELVE
209
A gyakorlatban használat kitűzési módok: • derékszögű kitűzés, • poláris kitűzés, • ívmetszés, • előmetszés, • vetítés, • kitűzés műholdas helymeghatározással.
7.1.1. Derékszögű kitűzés A derékszögű kitűzést a részletmérésnél használt, vagy később telepített alapvonalról végezzük el. A kitűzési adatokat (abszcissza, ordináta) a tervezett létesítmény fő- és részletpontjainak koordinátáiból határozzuk meg. A kitűzést mindig a legközelebbi alapvonalra kell elvégezni. A kitűzési adatok legegyszerűbben a koordináták kivonásával határozhatók meg, ha a tervezett létesítmény (pl. úttengely, épület stb.) párhuzamos az alapvonallal. Általános esetben az abszcisszákat (a) és az ordinátákat (b) számolni kell, az alapvonal kezdő- és végpontjának (yA, xA, illetve yB, xB), valamint a kitűzendő pontok (yP, xP) koordinátáinak ismeretében. Ebben az esetben is, az alapvonal és a szögprizmával előállított merőleges vetítő egyenes egy-egy helyi koordináta rendszert határoz meg (7.1. ábra). x Δy P
+b Δx δAB
xA
+a b
xP xB
A yA
B
a
δAB yP
yB
7.1. ábra. Derékszögű kitűzési adatok számítása A számolt kitűzési adatok előjeles mennyiségek, attól függően, hogy azokat az alapvonalon melyik irányba mérjük (a), és a kitűzendő pont az alapvonal melyik oldalára esik (b).
210 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI Az abszcissza előjele pozitív (+a), ha a kitűzés a kezdőponttól a végpont felé halad, ellenkező eseten negatív (–a). Az ordináta pozitív előjelű (+b), ha a kitűzendő pont haladási irány szerint az alapvonal bal oldalán helyezkedik el, ellenkező esetben negatív előjelű (–b). A gyakorlatban a kitűzésre használt alapvonalak kezdő- és végpont-koordinátáiból számolt hossz (Tsz), és a folyamatos méréssel megállapított hossz (Tm) között – általában 1–3 cm – eltérés szokott mutatkozni, ami megengedett. A kitűzési adatok számítása kétféle módon történhet: • kitűzési adatok számítása a hiba elosztása nélkül, • kitűzési adatok számítása a hiba elosztásával.
Kitűzési adatok számítása a hiba elosztása nélkül Az alapvonal irányszögének számítása: dAB = arc tg
yB - yA . xB - xA
A kitűzendő pont és az alapvonal kezdőpontja koordináta-különbségének számítása: Δy = yP – yA,
Δx = xP – xA.
A kitűzési adatok számítása: a = Δy · sin δAB + Δx · cos δAB, b = – Δy · cos δAB + Δx · sin δAB. A fenti összefüggéssel csak egy-egy pont kitűzési adatait célszerű meghatározni, mert az alapvonal számított és mért hosszai között jelentkező minimális eltérés nem kerül elosztásra.
Kitűzési adatok számítása a hiba elosztásával A számított és mért alapvonalhosszak közötti megengedett minimális eltérést arányosan eloszthatjuk. E módszerrel kis mértékben megváltozik a kitűzött pontok egymáshoz viszonyított távolsága. Szigorúbb előírások esetén, úgy kell a hibát elosztani, hogy a fontos szerkezeti elemek terv szerinti hossza ne változzon meg.
A KITŰZÉS ALAPELVE Δy = yP – yA,
211
Δx = xP – xA,
a = Δy · (sin δAB) + Δx · (cos δAB), b = – Δy · (cos δAB) + Δx · (sin δAB), ahol (sin dAB) ,
yB - yA , Tm
illetve (cos dAB) ,
xB - xA , Tm
tehát a fenti összefüggésben a zárójelben lévő szinusz, és koszinusz szögfüggvények értékeit az alapvonal kezdő- és végpont-koordinátáinak ismeretében (yA, xA, illetve yB, xB), a mért hosszal (Tm) számoljuk. A zárójelben lévő érték a (sin δAB) és a (cos δAB) ugyan kis mértékben eltér az alapvonal tényleges irányszögének szögfüggvény-értékétől, de így a jelentkező hosszhiba elosztásra kerül. A kitűzési adatok egyenletébe behelyettesítve a számított szögfüggvényeket: a = Dy $ b =- Dy $
x - xA yB - yA , + Dx $ B Tm Tm xB - xA y - yA . + Dx $ B Tm Tm
Kitűzéskor a mérési alapvonal kezdőpontján (A) és a végpontján (B) egy-egy kitűzőrudat állítunk fel. Ezt követően a mérőszalagot nulla vonásánál a kezdőponthoz illesztve rögzítjük, a másik végét beintjük úgy, hogy a szalag az alapvonal egyenesében feküdjön, s szintén rögzítjük. A továbbiakban a szalag mentén adott abszcissza-távolságra kettős szögprizmával beállunk az egyenesbe, s merőlegest tűzünk ki. Ezen irányon a kitűzendő ponthoz tartozó ordináta értéknek megfelelő távolságra beintünk egy pontjelet, és a pontot facövekkel vagy más módon megjelöljük. A továbbiakban e módszerrel tűzzük ki a szükséges pontokat. A kitűzött pontok közötti résztávolságokat rendszeresen ellenőrizni kell. Amennyiben az ordináta nagyobb, mint 30 m, akkor a merőlegest teodolittal tűzzük ki.
7.1.2. Poláris kitűzés Mint már korábban, az 5.3. fejezetben említettük, poláris koordinátákkal (szöggel és távolsággal) a síkban tetszőleges számú pont meghatározható, felmérhető, vagy kitűzhető.
212 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI Az alappontok (A, B) és a kitűzendő pont (P) koordinátáinak ismeretében a kitűzéshez szükséges adatok – szögek (φ, δAB, δAP) és távolság (tAP) – egyértelműen meghatározhatók (7.2. ábra). B
+x
δAB
δAB φ A
tAP
P +y
7.2. ábra. A poláris koordináta-kitűzés elve A kitűzendő pontok egyaránt lehetnek főpontok vagy részletpontok is. A főpontok egyenesek kezdő és végpontjai, ívek főpontjai, valamint olyan alappontok, amelyekről további kitűzéseket végzünk. A főpontok kitűzését nagy körültekintéssel kell elvégezni. A pontosság fokozása érdekében 2–3 tájékozó irányt kell mérni. A részletpontok a létesítmények alakjelző pontjai, kitűzéskor nem kívánjuk meg a főpontoknál előírt pontosságot. A poláris koordináta-kitűzés elvégezhető a limbusz tetszőleges állása mellett, vagy tájékozott főirányról, amikor is a teodolitot úgy állítjuk be, hogy a szögosztás kezdővonása a +x irányba mutat.
Főpontok kitűzése Kitűzés tetszőleges limbuszállással Kitűzéskor teodolittal vagy mérőállomással az A alapponton pontra állunk, és két távcsőállásban rendre megirányozzuk a B és C alappontokat (7.3. ábra). A mérési eredményekből számoljuk az lAB, lAC irányértékeket. Ezek, és az irányszögek (δAB, δAC) ismeretében számoljuk a tájékozási szögeket (z B, zC), majd a középtájékozási szöget (z k) a korábban megismert összefüggések alapján. A kitűzendő pont (P) koordinátáinak ismeretében számoljuk az irányszöget (δAP) és a távolságot (tAP), amit már korábban, a kitűzés megkezdése előtt is megtehetünk.
Lim kezd busz ővo n á sa
A KITŰZÉS ALAPELVE +x
213
B C
δAB z k lAB lAC lAP
δAC δAP
tAP
P
A +y
7.3. ábra. Főpont kitűzése tetszőleges limbuszállás mellett Ezt követően meghatározzuk a kitűzendő ponthoz tartozó irányértéket (lAP), mely értékre beállítjuk a műszert és ezen az irányon tAP távolságra beintünk egy pontjelet, és a pontot megjelöljük. lAP
= δAP – zk
A műveletet második távcsőállásban is el kell végezni, és a főpont végleges helyét a két kitűzés középértéke adja. E kitűzési mód kevésbé hatékony, mert minden egyes pont kitűzésénél számolni kell a középtájékozási szög (z k) alapján a kitűzendő ponthoz tartozó irányértéket (lAP).
Kitűzés tájékozott főirányról E kitűzési módnál a műszer nulla vonását tájékozzuk, vagyis beállítjuk a +x tengellyel párhuzamos irányba. A pontosság fokozása érdekében e kitűzési módnál is legalább két tájékozó irányt kell mérni (7.4. ábra). Kitűzéskor az ismert alapponton (A) álló teodolittal, mérőállomással megirányozzuk a másik két ismert pontot (B, C), és két távcsőállásban való méréssel szöget mérünk, majd meghatározzuk az irányértékeket (lAB, lAC). Az irányszögek és az irányértékek ismeretében számoljuk a tájékozási szögeket (z B, zC), és a középtájékozási szöget (z k). Mint tudjuk, ez a szög kis mértékben eltér a tájékozási szögektől. Ezt az eltérést úgy vesszük figyelembe, hogy a legtávolabbi ismert pont (C) irányszögét javítjuk, vagyis tájékozott irányértéket számolunk. δ’AC = lAC
+ zk
+x
Limbusz kezdővonása
214 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI
B C
δAB δAC δAP
tAP
P
A +y
7.4. ábra. Főpont kitűzése tájékozott főirányról A műszerrel megirányozzuk az ismert C pontot úgy, hogy a leolvasó berendezésen a számított tájékozott irányérték (δ’AC) legyen leolvasható. A továbbiakban a műszert a kitűzendő P pont δAP irányszögére állítjuk, és ezen az irányon tAP távolságra beintünk egy pontjelet, és a pontot megjelöljük. A kitűzést második távcsőállásban is meg kell ismételni, és a két kitűzés középértéke adja a kitűzendő pont végleges helyét. E kitűzési mód akkor hatékony, ha több főpontot kell kitűzni egy műszerállásból, mert így a távoli ismert pont irányszögének javítását csak egyszer kell elvégezni.
Részletpontok kitűzése Részletpontok a kitűzött főpontok – pl. út vagy vasút esetében az IE és IV pontok – között helyezkednek el. A részletpontok kitűzésének módszere azonos a főpontok kitűzésénél leírtakkal, azzal az eltéréssel, hogy itt nem mérünk több tájékozó irányt, és nem számolunk középtájékozási szöget (z k). A kitűzés hatékony, mert egy műszerállásból annyi pont tűzhető ki, amennyi arról a pontról látható, és a mérőszalag hossza is lehetővé tesz. Természetesen, mérőállomás használatakor a távolsági korlát a műszertől függ. A részletpontok kitűzése elvégezhető tetszőleges limbuszállás mellett is, de ez kevésbé hatékony, mert a helyszínen tájékozási szöget és ebből a kitűzendő pontra menő irányértékeket is számolni kell. A kitűzés tájékozott főirányról módszer (7.5. ábra) kedvezőbb, a kitűzés helyszíni számítást nem igényel.
+x
Limbusz kezdővonása
A KITŰZÉS ALAPELVE
215
B δAB
P1 tAP1
δAC δAP
tAPn
Pn
A +y
7.5. ábra. Részletpontok kitűzése tájékozott főirányról A kitűzés megkezdése előtt a kitűzésre használt alappontok, és a kitűzendő részletpontok koordinátáinak ismeretében számoljuk a szükséges adatokat (a δAB, δAP1 … δAPn irányszögeket és a tAP1 … tAPn távolságokat). Kitűzéskor teodolittal, vagy mérőállomással az A alapponton pontra állunk, és megirányozzuk a másik ismert pontot (B) úgy, hogy a leolvasó berendezésen a δAB irányszög legyen leolvasható. A továbbiakban a műszert beállítjuk az első kitűzendő pont irányszögére (δAP1), és ezen az irányon a kiszámolt távolságra (tAP1) beintünk egy pontjelet, és a pontot megjelöljük. A többi részletpontot hasonló módon tűzzük ki. A részletpontok kitűzésekor is törekedni kell az ellenőrzésre. Nagyszámú részletpont kitűzésekor célszerű egy-két részletpontot főpontként kitűzni. A kitűzések befejeztével, minden esetben vissza kell irányozni a kiinduló (B) alappontra.
7.1.3. Kitűzés ívmetszéssel P
E kitűzési módszer (7.6. ábra) jól használható szalaghossznyi távolságon belül lévő pontok kitűzésére. Kitűzéskor szögmérő műszerre nincs szükség, csak két komparált mérőszalagra. A módszer hátránya, hogy jó mérőpályára van szükség, és az elérhető pontosság 1–2 cm. 7.6. ábra. Kitűzés ívmetszéssel
tAP
A
t BP
B
216 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI
7.1.4. Kitűzés előmetszéssel E kitűzési módszert olyan esetben alkalmazzuk, amikor csak teodolit áll rendelkezésre vagy a kitűzendő pont a szalag hosszánál nagyobb távolságra van. A kitűzés elvégezhető irányszögekkel, vagy ezekből számolt belső szögekkel, két, vagy egy teodolittal. A kitűzés két teodolittal módszernél az ismert alappontokon (A, B) pontra állunk, és a megfelelő szögek felmérésével (α, β) egyszerre intjük be a távcső irányvonalaiba a pontjelet. A kitűzés egy teodolittal esetben az egyik alappontról (A) két segédpontot intünk be (1, 2), melyeket vékony zsinórral, vagy karcolással összekötünk. Ezt követően átállunk a másik alappontra (B), és a pontjelet a zsinór, vagy karcolás mentén pontosan beintjük (7.7. ábra). A kitűzést két távcsőállásban kell elvégezni, a pont végleges helye a két kitűzés által szolgáltatott jelölés közepe. 2 P 1
α A
β B
7.7. ábra. Kitűzés előmetszéssel, egy teodolittal
7.1.5. Kitűzés vetítéssel Kivitelezés előtt a létesítmények jellemző pontjait a korábban megismert kitűzési módszerek valamelyikével tűzzük ki. A terep felszínén lévő létesítmények fő- és részletpontjait a kivitelezés időtartamára a felszínen elhelyezett őrpontokkal, cövekkel vagy kővel biztosítjuk. A felszín alatti létesítmények (alaptestek, csőátereszek, csatornák, szivárgók stb.) terep felszínén kitűzött pontjainak biztosítása, és az építés közbeni mérések zsinórállásról, zsinórállványról végezhetők el. Vetítéssel, zsinórállásról történő kitűzéseket, méréseket részletesen a 7.3 fejezetben ismertetjük.
KITŰZÉSI KOORDINÁTÁK SZÁMÍTÁSA
217
7.2. Kitűzési koordináták számítása A mérnöki gyakorlatban a vonalas létesítményeket tengelyvonalaikkal szokás kitűzni. A kitűzést az építési területen lévő alappontokra támaszkodva, koordináták alapján végzik az országos koordináta-rendszerben. A gyors kitűzést a korszerű mérőeszöközök teszik lehetővé. A tengelyvonal általában egyenes vonalakból, és az azokat összekapcsoló ívek sorozatából áll. Az ívek lehetnek tiszta körívek, vagy átmeneti íves körívek. Ezeknek jellemzőit és a kitűzési méreteinek számítását a 2. fejezetben ismertettük. A koordináta-számítás menetét egyenesek és az azokat öszszekapcsoló tiszta körív kitűzésén keresztül ismertetjük. A koordináták meghatározásához fel kell használni a geodéziai főfeladatokat, illetve a körívek kitűzésénél tanult képleteket. A következőkben összefoglaljuk a legfontosabbakat. A koordinátaszámítás alapképletei: tg dAB =
yB - yA , xB - xA
yB = yA + t · sin δAB, xB = xA + t · cos δAB. Tiszta körívek kitűzési méreteinek számítása: T = R $ tg a , 2 SK = R $ sec ` a - 1j , 2
! AB = R $ arc ac = R $ r $ ac , 180c fc = 180c $ l . r R A kitűzési koordináták kiszámításához mindenképpen ismernünk kell a tengelyt alkotó egyeneseken legalább két-két pontot. Az egyik pont lehet az egyik egyenes kezdő-, illetve a másik egyenes végpontja – a kivitelezendő útszakasz kezdő és végpontja – a másik pont pedig lehet az úttengelyt alkotó két egyenes metszéspontja, vagyis a sarokpont. Ezeken kívül, természetesen még lehetnek az egyenesen ismert pontok, pl. meglévő létesítmények (átereszek, hidak stb.) koordinátái.
218 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI Ha az egyeneseken ismerünk két-két pontot, akkor azokból az egyenesek iránya meghatározható, így a sarokpont koordinátáinak meghatározását visszavezettük a 3. fejezetben ismertetett, két egyenes metszéspontja meghatározásának feladatára. A két módszer közül azt kell alkalmazni, amelynek az adott terven adottak a kiinduló adatai. A következőkben tekintsük a 7.8. ábrán látható esetet! S β 2 K
B 6≡ 8,5 +275 29 0 0 0+ 25 0+ 5 22 0+ 00 2 0+
1
IV
IE ε ε
α O
0+ 0 00 + 02 0 ≡ 0+ A 5 0 0+ 50 0+ 075 10 0
7.8. ábra. Kitűzési koordináták számítása A feladat megoldásaként először vizsgáljuk meg, hogy mely adatokat ismerjük. Példánkban tekintsük ismertnek a tervezett útszakasz kezdő- és végpontját (0+000 az A pont, és 0+298,56 a B pont), a szelvények, valamint a sarokpont vízszintes és magassági koordinátáit. A körív kitűzéséhez szükséges a sugár (R) megadása is. Az ábrán már feltüntettük a számítás következő lépését, a kitűzendő részletpontok kijelölését. A részletpontokat a körívre nem rajzoltuk be, hogy a többi méretet ne zavarja, de természetesen ott is el kell végezni a részletpontok kitűzését a 2. fejezetben tanultak szerint. A részletpontok távolsága attól függ, hogy milyen vonalas létesítményről van szó, illetve a megrendelőnek is lehetnek ezzel kapcsolatban kérései, tehát a 25 méterenkénti kitűzés nem törvényszerű.
Vízszintes kitűzési koordináták meghatározása Számítsuk ki az ismert A, B és S pontok koordinátáiból az egyenesek irányszögét (7.9. ábra). y - yA y - yB , tg dBS = S , tg dAS = S xS - xA xS - xB amelyekből a δAS és δBS, valamint az ellenirányok számíthatók.
KITŰZÉSI KOORDINÁTÁK SZÁMÍTÁSA
δSAS
β
219
δSB IV
IE
t t
δAS
t
t
t
A
B δBS
7.9. ábra. Szelvénypontok kitűzése Ezenkívül ismerjük a szelvénypontok egymástól mért távolságát (t). Felhasználva a koordinátaszámítás másik alapképletét, a szelvénypontok koordinátáinak számítása a következőképpen történik az AS egyesenen: yi = yA + i · t · sin δAS, xi = xA + i · t · cos δAS, ahol i a kitűzendő részletpont sorszáma. Szelvénypontok koordinátái a BS egyenesen: yi = yB + i · t · sin δBS, xi = xB + i · t · cos δBS. A további számítások már érintik a körívet is. A körív kitűzési méreteinek számításához azonban szükség van a középponti szögre (α). A számításhoz nem szükséges megmérni az S pontnál lévő β szöget, mert az a koordinátákból meghatározott irányok alapján kiszámítható, a középponti szög pedig abból levezethető a már ismertetett módon: β = δSA – δSB. Az egyenesek és az ívek nevezetes közös pontját azonban a sarokpontból célszerű számítani, hiszen ahhoz képest kell felmérni a tangenshosszt, így megkapjuk az IE és IV pontok koordinátáit is. Azért is ez a megoldás a követendő, mert a sarokpont koordinátái általában adottak, így nem terheli a nevezetes pontok hibáját más számított koordináta hibája. A számításokhoz lehetőleg mindig az eredeti adatokat használjuk fel.
220 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI yIE = yS + T · sin δSA, xIE = xS + T · cos δSA, yIV = yS + T · sin δSB, xIV = xS + T · cos δSB. A K pont számításához az alábbiakat tudjuk felhasználni: tudjuk, hogy a K pont a sarokpontot a kör középpontjával összekötő egyenesen van, amely a sarokpontnál lévő szög felezője is egyben. Ha ismert a kör középpontjának koordinátája, akkor a δSO irányszög számítható, akárcsak az SK szakasz hossza. Ezen adatok ismeretével az S pontból kiindulva a K pont koordinátái kiszámíthatók. Ha a kör középpontjának koordinátái nem ismertek, akkor a δSK irányszöget a következőképpen számíthatjuk ki: dSK = dSA -
b . 2
Az így kapott irányszöget és az SK szakasz számított hosszát felhasználva meghatározhatók a K pont koordinátái. Természetesen a sarokpontról a B pontra menő irányszög is felhasználható. A továbbiakban szükség lesz a körív középpontjának koordinátáira is. Ha az nem áll rendelkezésünkre, akkor az S pont koordinátáit, az SK szakasz hosszát, valamint a körív sugarát (R) felhasználva számítjuk a középpont koordinátáit. Erre a részletpontok számításánál lesz szükség. yO = yS + (SK + R) · sin δSK, xO = xS + (SK + R) · cos δSK. A körív részletpontjainak számításához (7.10. ábra) felhasználjuk a körív középpontjának koordinátáit, valamint számítsuk ki az egységnyi ívhosszakhoz (l) tartozó középponti szöget (ε). Az egységnyi ívhosszat, mint már láttuk, a körív sugarának függvényében határozzuk meg, de lehetnek a megrendelőnek ettől eltérő kérései is. A meghatározott l értéknél nagyobb ívhosszakat semmiképp se válasszunk. A számítás első lépéseként határozzuk meg a δOIE irányszöget. Ezt megtehetjük a már meghatározott koordinátákból, vagy pedig a már rendelkezésre álló δSA irányszöget forgatjuk el 90 fokkal. Az így kapott irányértékből számítjuk a körív középpontjából az egyes részletpontokra menő irányszöget: δOi = δOIE ± i · ε, ahol i a kitűzendő részletpont sorszáma.
KITŰZÉSI KOORDINÁTÁK SZÁMÍTÁSA
221
S l
K
l 1
2
IV
R R
IE
R
ε ε
A
α O
B
7.10. ábra. Részletpontok koordinátáinak számítása Az így kapott irányszög és a körív sugarának ismeretében a részletpontok koordinátái a középpontból rendre számíthatók. Az út tengelyének pontjait a tengelyvonal közelében lévő alappontokra támaszkodva tűzzük ki, a kitűzés módszere leggyakrabban a poláris kitűzés. A poláris kitűzést jól támogatják a mérőállomások programjai, illetve a koordináták alapján történő kitűzés megoldható GPS-technológiával is, a korábbi fejezetekben ismertetett módon. Természetesen léteznek olyan mérőállomásba épített szoftverek is, amelyek kifejezetten az útépítéshez kapcsolódó geodéziai munkákat támogatják. Megjegyezzük, hogy ezek a programok nem alaptartozékai a mérőállomásoknak. Az út tengelyének kitűzésén kívül még szükséges lehet a keresztszelvények jellemző pontjainak (pl. a földmű pontjainak) a kitűzése. Ehhez a keresztszelvényeket kell felhasználni. Az irányszög merőleges a tengely menetének irányára, a távolságokat pedig a keresztszelvényekről lehet leolvasni. Ezek segítségével egyéb alakjelző pontok koordinátái is számíthatók. Az út alakjelző pontjainak kitűzési koordinátái könnyebben meghatározhatók, ha rendelkezésünkre áll az útterv digitális formában. Ekkor a 2.9. fejezetben leírt módszerrel nyerhetünk koordinátákat. Ennek feltétele az, hogy a terv az országos koordináta rendszerben készüljön. A koordináták kiíratása előtt a tervet ellenőrizni kell, hogy a koordináta-rendszere nem fordult-e, vagy nem tolódott-e el az országos rendszerhez képest. Utak esetében a vízszintes pontok kitűzésénél a centiméter pontosság az elvárt.
222 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI Magassági kitűzési méretek meghatározása Vonalas létesítmények tengelyvonalának magassági kitűzésekor a magassági értelemben vett egyenletes lejtésű vagy emelkedésű szakaszok végpontjai egyben a magassági lekerekítő ívek főpontjai is. A magassági adatok a hossz-szelvényről olvashatók le. A főpontok és részletpontok magasságát szintezéssel adjuk meg, a tengelyvonal közelében lévő alappontok magasságát felhasználva. A kitűzéskor az alakjelző pontokat karóval jelöljük meg, a magassági kitűzés esetében a karók felső síkját határozzák meg, és külön dokumentációban adjuk meg a kitűzendő magasság eltérését a karók magasságától.
7.3. Építés és fenntartás geodéziai munkái 7.3.1. Hídépítés, alapozás és csatornázás Hídszerkezetek teszik lehetővé, hogy a vonalas létesítmények, vízfolyások, völgyek fölött áthaladjanak. A hídtervezés egyik alapfeltétele a részletes geodéziai felmérés. A felméréshez a vízfolyás, vagy a völgy jobb és a bal partján, a tervezett híd tengelyére közel merőlegesen a szerkezet méreteitől függő hosszúságú alapvonalat kell létesíteni, amelyről az építés előtti kitűzések, ellenőrző mérések is elvégezhetők. Az alappontokat állandósítani kell oly módon, hogy az építkezés ideje alatt is mozdulatlanok maradjanak. Az alappontokat vízszintes és magassági értelemben is meg kell határozni. A terület felmérése, az építés előtti kitűzések, valamint az ellenőrző mérések az előző fejezetekben leírt módszerekkel végezhetők el. Alapozás, csatornafektetés, illetve egyéb, munkaárokban történő kivitelezői műveletek elkezdése előtt zsinórállást (zsinórállványt) készítünk. A zsinórállás függőleges oszlopokból, és ezekre vízszintesen felerősített pallókból épül. A zsinórállást úgy kell elhelyezni, hogy az sértetlenül (mozdulatlanul) megmaradjon az építés ideje alatt. Sávalapok kitűzése (7.11. ábra) során a zsinórállást úgy állítjuk össze, hogy az oszlopokon elhelyezett pallók párhuzamosak legyenek a falsíkokkal. A pallók magassági elhelyezése történhet az épület 0,00 padlószintjéhez, vagy az alapszinthez (pl. Balti) viszonyított abszolút magasságra. Az oszlopokon magasságjelet helyezünk el. A magassági kitűzést optikai vagy lézerszintező műszerrel végezzük.
ÉPÍTÉS ÉS FENNTARTÁS GEODÉZIAI MUNKÁI Szeg Palló Oszlop
3’ 4’
B 3’’ 3 4’’
4
223
6’ 5’ Sávalap
6
2 2’’ 1’’ 1 A 1’ 2’
C 5 5’’ 6’’
8
8’’ ’ 7 7’D 8’ 7’
7.11. ábra. Sávalap kitűzése Durva tereprendezés után derékszögű, vagy poláris koordináta-méréssel tűzzük ki a létesítmény sarokpontjait (1–8 pontok), amiket keményfa cövekkel jelölünk meg, és zsinórállást készítünk. A zsinórállás oszlopainak felállítása, és azokon a vízszintes pallók adott szinten történő rögzítése után teodolittal az 1-es ponton pontra állunk, megirányozzuk a 3-as pontot és a távcső irányvonalába a B zsinórállás megfelelő a pallójába egy szeget verünk (3’). Ezt követően megirányozzuk a 7-es pontot és a D zsinórállás pallójába is szeget verünk (7’). E műveletet hasonló módon elvégezzük a többi sarokpontról is, és értelemszerűen az irányokat szegekkel jelöljük meg. A továbbiakban a pallókon, a korábban kitűzött pontoktól kéziszalaggal tűzzük ki a sávalap szélességének megfelelő pontokat, (3’-4’ stb.) amelyeket szintén szegekkel jelölünk meg. Az alaptestek irányvonalának kitűzése, megjelölése után a pallókba vert szegek között vékony drótot feszítünk ki. A vékony drót metszéspontjainál a sávalap sarokpontjai, míg a drót mentén az iránya függővel levetíthető (7.12. ábra). Oszlop
Vékony drót
Palló
Függő
± 0,00
7.12. ábra. Zsinórállás
224 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI Az alapok kontúrvonalát kézi földmunkánál deszkával, gépi földmunkánál mészhidráttal, vagy krétaporral tesszük láthatóvá. A pallók, és ez által a vékony drótok magasságai is adott szintre vannak beállítva, így egy irányzókereszt (szintezőkereszt) segítségével a terv szerinti magasságok kitűzhetők, és folyamatosan ellenőrizhetők. Az irányzókereszt T-alakú, deszkából készül, magassága a zsinórállás felső síkja és a tervezett alapárok alsó szintje közötti távolság. Kitűzéskor, és ellenőrzéskor a szintezőkeresztet a pallók felső élének síkjába intjük be (7.13. ábra). Az irányzókeresztek élére állított helyzetben egyenesek kitűzésére is alkalmasak, a korábban megismertek szerint. Vékony drót Irányzókereszt Szeg
Palló Oszlop ± 0,00
7.13. ábra. Irányzókereszt használata Csatornázási munkák során a csatornák, lefolyócsövek, szivárgók nyomvonalát a korábban megismert módon tűzzük ki. A vízszintesen kitűzött tengelypontokat szükség szerint 20–50 méterenként facövekkel jelöljük meg. A térszín alatti csatornázási munkák vízszintes és magassági vonalvezetésének kitűzését, valamint az építés közbeni ellenőrző mérését szintén zsinórállásról végezzük. A zsinórállást a csővezetékek terep felszínén kitűzött tengelypontjai felett, a vezeték tengelyére merőlegesen építjük (7.14. ábra). A nyomvonalat facövekekről függővel felvetítjük, és ezek helyét a pallón szeggel megjelölünk. Az oszlopokon szintezéssel magassági jeleket (szeg) helyezünk el, melyek alapján meghatározzuk a pallók felső síkjának magasságát. Munkaárokban a csővezeték vízszintes vonalvezetésének kitűzése, és építés közbeni ellenőrzése a pallókba vert szegekről vetítéssel történik. Ügyelni kell arra, hogy vetítés közben a függő mozdulatlan maradjon.
ÉPÍTÉS ÉS FENNTARTÁS GEODÉZIAI MUNKÁI
225
m 50 20 – Palló Oszlop Magassági jel
Függő
7.14. ábra. Cső fektetése Magassági kitűzés és ellenőrzés a palló szintje és a csővezeték terv szerinti magasságának különbségéből számított távolság függőleges mentén történő mérésével végezhető el (7.15. ábra). Palló magassága Oszlop
Palló
Magassági jel
Szeg Függő
Csővezeték magassága
7.15. ábra. Magassági kitűzés
7.3.2. Földművek kitűzése Vonalas létesítmények földműveinek (töltés vagy bevágás) építése előtt a körömpontokat jól látható módon meg kell jelölni. A körömpont egy adott keresztmetszetben a (töltés vagy bevágás) földmű tervezett rézsűjének és a terepnek a találkozási pontja. A körömpontok kitűzése az építési terv keresztszelvényeiben feltüntetett távolságok alapján történik (7.16. ábra).
226 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI
k2
Jsz1 1…156+350
k1
SZ. = 156461,882 ZTER = 88,923 ZPSZ = 90,234
7,00
1/ 200 1/ 200 85,0
88,76
13,55
5,84
10,84 11,23 12,56 87,58 87,58 88,77
89,13
7,70
87,88 87,88 88,77
10,84 11,23 12,56
6,00 89,81
3,75 3,75 3,85 89,33 89,33
89,97
,00 ,00 89,59
90,23
–3,75 –3,85 –3,75 89,85 89,85
90,50
–6,00 –8,03 89,69
90,50
88,83
–12,73 –12,31 –11,45 –10,73 –9,77 –8,96 –8,14 –7,10 –6,08 –5,28 –4,20 –3,78 –3,01 –2,15
–14,23
89,79 89,77 89,71 89,68 89,60 89,57 89,51 89,46 89,36 89,32 89,20 88,98 88,81 88,96 –13,24 –12,84
89,73
89,34
–13,24 –12,84
MAGASSÁGOK
87,76 87,76
TÁVOLSÁGOK FÖLDMUNKA
–15,61
MAGASSÁGOK
89,34
TÁVOLSÁGOK TERVEZETT
87,76 87,76
MAGASSÁGOK
TEREP
–15,61
TÁVOLSÁGOK
–16,60
humuszleszedés
89,06
MH = MZ = AM =
7,00
7.16. ábra. Keresztszelvény Kitűzéskor a korábban kitűzött tengelyponttól, egyenesben a tengelyre merőlegesen, ívben sugárirányban jobbra és balra felmérjük a szükséges távolságokat (k1=7,70, k2= –8,03), amiket hosszú karóval jelölünk meg. A karókat piros színű festéssel teszszük jobban láthatóvá (7.17., 7.18. ábra). Tengely Festés
Karó
Cövek k2
k1
7.17. ábra. Töltés kitűzése Festés
k2
Tengely
Cövek
k1
7.18. ábra. Bevágás kitűzése
Karó
ÉPÍTÉS ÉS FENNTARTÁS GEODÉZIAI MUNKÁI
227
A földművek terv szerinti, vízszintes és magassági kialakítását folyamatos mérésekkel biztosítjuk. Az ellenőrző méréseket az építési területen lévő, korábban telepített vízszintes és magassági alappontokról, sokszögpontokról végezzük.
7.3.3. Burkolat kitűzése A földmunka (töltés, bevágás) elkészülte után kerül sor a védőréteg, s ezt követően a burkolat építésére. A védőréteg 10–15 cm-es második rétegének, valamint a burkolat alsó rétegének készítése drótvezérlésű finisherrel történik. A finishert vezérlő huzalt tartó acélrudat vízszintes értelemben az irányviszonyoknak megfelelően 5–10 méterenként tűzzük ki. Szintezéssel meghatározzuk az acélrudak felső síkjának magasságát, és a konzolok függőleges mozgatásával ehhez viszonyítva állítjuk be a vezérlő huzalt a terv szerinti magasságra (7.19. ábra). Az egyes szerkezeti magasságok a keresztszelvényekből és a hossz-szelvényekből állapíthatók meg. (7.16. ábra, 7.20. ábra)
Vezérlő huzal Terv szerinti magasság
Szintezett magasság Rögzítőcsavar
Állítható konzol
Acélrúd
7.19. ábra. Finishert vezérlő huzalt tartó konzol Lépték MH = 1/ 2000 Lépték MZ = 1/ 200 ALAPMAGASSÁG
88,90 141 90,09 –7,00 –7,00
156554,74
88,87 140 90,18 –7,00 –7,00
156530,79
88,77 139 156507,65 90,23 –7,00 –7,00
89,04 138 156484,57 90,25
88,92 137 156461,88 90,23
89,04 136 90,17
89,52
156436,82
90,09
89,59 135 156411,84
156415,15
90,07
7.20. ábra. Hossz-szelvény
–7,00 –7,00
–7,00 –7,00
–7,00 –7,00
–6,61 –6,61
–2,50 –2,50 –3,64 –3,64
–2,50 –0,70
2,25 –2,50
–2,50
2,50
2,50
–2,50
–10%
–2,50
2,50
JOBB OLDALI TÚLEMELÉS
2,50
BAL OLDALI TÚLEMELÉS
R = 340 L = 139,597
P = 165 L = 80,074
–2,50
10%
R = 15000 L = 144,76
L = 60,798
r = 271,278g L = 90,769
ÍVVISZONYOK
89,64 89,63 134 156377,22 156386,80 89,90 89,95
89,66
89,65 133 156362,06 E = ,5%
L = 88,901
–7,00 –7,00
E = ,04%
LEJTVISZONYOK
89,82
89,76
89,66 132
156349,19
89,71
89,65
156337,19
89,70
89,63 131 156311,85
156326,21
89,69
89,64 130 156287,21
89,63 129
89,68
PÁLYASZINTMAGASSÁG
156261,98
SZELVÉNYEZÉS
89,66
156237,31
TEREPMAGASSÁG
89,67
89,61 128
86
228 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI Az út és a vasút pályaszerkezetei a forgalom hatására elhasználódnak. Közúton, felüljárókon a burkolat egyenlőtlen süllyedése, nyomvályúsodása, vasútnál a vízszintes és magassági irányhibák veszélyeztetik a biztonságos közlekedést. A pálya romlása sok balesetnek a forrása, ezeket a lehető legrövidebb időn belül ki kell javítani.
7.3.4. Burkolat megerősítése Az aszfaltburkolatok megerősítése és felújítása gazdaságosan csak alapos, minden részletre kiterjedő geodéziai mérés alapján végezhető el. A magassági felmérést, keresztszelvényezést olyan sűrűséggel készítjük el, hogy az a tényleges állapotot tükrözze, különös tekintettel a süllyedésekre és a nyomvályúkra. A felmérés pontosságától függ a felhasználandó aszfalt mennyisége. A magassági felmérés megkezdése előtt szelvényezéssel kijelöljük a keresztszelvények helyeit, amit a burkolaton festéssel, a szelvényszám feltüntetésével együtt megjelölünk. A keresztszelvények iránya egyenesben a tengelyre merőleges, ívben sugárirányú. Csomópontokban a becsatlakozó út tengelyében is készítünk keresztszelvényt (7.21. ábra).
7.21. ábra. Helyszínrajz
ÉPÍTÉS ÉS FENNTARTÁS GEODÉZIAI MUNKÁI
229
A burkolatmegerősítéssel egyidejűleg a padka és földmű rendezését is el kell végezni, ezért a felmérésnél ezek magasságát is meghatározzuk. A mérési eredményeket torzított keresztszelvényekben – 1:100 vízszintes, és 1:10 magassági léptékben – ábrázoljuk (7.22. ábra). OLVASHATATLAN SZÓ!!
2,50
2,50
0HJOpYĘEXUNRODW
KSZELV.
129
Jsz1 1…156+350 SZ. = 156261,980 ZTER = 89,634 ZPSZ = 89,872
6,85 6,00
6,85
89,47
88,90
88,90
3,83 89,56 3,75
2,91 89,58
89,58
,82
1,47
,00 89,87
89,62
–0,43 ,17 89,62
89,62
–1,32 89,60
–3,75 89,58
89,64
–3,22 –3,09 –2,79 89,53 89,54 89,54
–4,74 89,30 –6,00
MAGASSÁGOK
89,47
TÁVOLSÁGOK TERVEZETT
88,62
MAGASSÁGOK
–7,15
TÁVOLSÁGOK TEREP
–7,15
1/ 100 1/ 10 88,5
88,62
MH = MZ = AM =
7.22. ábra. Burkolatmegerősítés keresztszelvénye
7.3.5. Vágányirány- és fekszintszabályozás geodéziai munkái A vasúti pályában a forgalom hatására irány- és fekszinthibák keletkeznek. Ezeket a hibákat a biztonságos közlekedés érdekében meg kell szüntetni. Korábban, a hagyományos irány- és fekszintszabályozás komoly fizikai munkával járt. Az irányhibáknál ún. rukkolással, rúdfák segítségével tolták a vágányt a megfelelő helyre. A fekszinthibáknál a vágány megsüllyedt részét emelővel megemelték és az ágyazatot aláveréssel, alázúzalékolással pótolták. A vágányszabályozáshoz irányzókereszteket használtak.
230 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI A mai, korszerű körülmények között e komoly fi zikai munkát a „Felépítménykarbantartó géplánc” (FKG) végzi. Az FKG a vasúti felépítmény építése, korszerűsítése, felújítása és karbantartása során a vágánygeometriát, ágyazatprofilt és ágyazattömörséget kialakító, vagy helyreállító gépek összessége. Az FKG általában vágányszabályozó, ágyazatrendező és ágyazattömörítő gépből áll. A vágányszabályozás történhet: • abszolút, vagy • relatív módon. Abszolút vágányszabályozás alkalmával a vasúti pálya az eredeti terv szerinti helyre kerül. Az elmozdulások mértékét a pálya mellett lévő fixpontokra támaszkodva geodéziai felméréssel határozzuk meg. A fixpontok a pálya felsővezeték-oszlopai, vagy a vágányok mellett elhelyezett fixoszlopok lehetnek. A fixoszlop a vágánytengelytől egyforma távolságra elhelyezett, betonba ágyazott kb. 1 m hosszú sín. A fixoszlopok a terv szerinti állapotot rögzítik vízszintes és magassági értelemben, amiket az ívek elejénél és végénél, hosszú egyenes szakaszokon meghatározott távolságra helyeznek el. A fixoszlopok felső szintjén véséssel jelölik meg a tengely pontos irányát, és a sínvég teteje a sínkoronaszinttel azonos magasságú. Relatív vágányszabályozás során a gép a saját viszonyítási rendszerét alkalmazza a geometriai hiba csökkentésére, vagy megszűntésére. A vágányszabályozó gép a munka során a vágányt a meglévő állapotból kiindulva szabályozza és alakítja ki, nem használ fix pontokat. A relatív vágányszabályozás elvégezhető: • hibacsökkentő, vagy • hibamegszüntető módszerrel. A hibacsökkentő eljárás alkalmazásánál a pálya geometriáját nem mérjük fel, így a hibák nem szűnnek meg, csak csökkennek. A vágányszabályozási munkák előtt az ív főpontjait a külső sínszál belső oldalán, függőleges vonással, festéssel jelöljük meg, és a jelölés előtt lévő aljra felírjuk a főpont nevét (ÁE, ÁV = IE stb.). Az átmeneti ív, és a tiszta körív kezdete előtti 4. vagy 5. alj közepére üres köröket festünk, míg a főpont előtti második aljra az átmeneti ív hosszát (L), majd a körív sugarát (R) is felírjuk. A túlemelés mértékét, nagyságát (m) az átmeneti ívben aljanként interpolálva, tiszta ívben az ív elejénél és az ív végénél, hosszú ívek esetén 50 méterenként, festéssel, látható módon az aljakra írjuk.
ÉPÍTÉS ÉS FENNTARTÁS GEODÉZIAI MUNKÁI
231
A hibamegszüntető eljárás alkalmazásánál a pálya irány- és fekszinthibáit meg kell állapítani, és a mérési eredményekből határozzuk meg a helyreállításhoz szükséges vízszintes eltolások, és a pályaemelések mértékét. Íves pályaszakaszok irányhibáinak meghatározása, tervezése és azok megszüntetése a „Közlekedésépítés” tantárgy keretében leírtak szerint történik. Hosszú egyenesek kitűzése és az irányhibák felmérése geodéziai módszerekkel történik, amennyiben egyenes pályán 20 m-nél hosszabb szakaszon észlelhető az irányhiba. Felméréskor az irányszabályozás kezdeténél kijelöljük a bázis sínszálat, és a pályaszakasz jó fekvésű pontjánál a sínszál belső futó élén a kiindulási pontot, amit megjelölünk. Itt teodolittal pontra állunk, és a pályaszakasz távoli, jó fekvésű pontjánál a tengelyre merőlegesen a vágányra helyezzük az e célra kialakított segédeszközt. A segédeszközön lévő mozgótárcsát ütköztetjük a sínszálhoz, és a beosztáslemezt nullára állítjuk, majd a teodolittal megirányozzuk a tárcsát, és a teodolitot rögzítjük a vízszintes kötőcsavarral, kötőkarral. A segédeszközzel a műszer felé haladva 4–5 aljanként a tárcsát beintjük a távcső irányvonalába, és az elmozdulás mértékét leolvassuk a beosztáslemezen (pl. +2mm, –3 mm), amit az aljakra festékkel felírunk. Az irányhibák mérését a műszer felé haladva végezzük. A magassági vonalvezetés hibáinak – az ún. fekszinthibák – meghatározása szintezéssel történik. A szintezés megkezdése előtt ki kell jelölni a bázis sínszálat, amely egyenesben tetszőleges, ívben a belső sínszál. A fekszinthibák meghatározása e célra kialakított vágányszintmérő műszerrel (7.23. ábra) történik, melynek tartozéka egy jeltábla és két állvány. A vágányszintméTükör rő műszerrel szemben támasztott követelSzintezőParallaxiscsavar mény, hogy 1,2–200 m távolságok között libella felállított jeltábla értékei mm élességgel leolvashatók legyenek. A műszeren található magassági paránycsavar segítségével Alhidádé paránycsavar a távcső irányvonala dönthető, így a szálkereszt vízszintes szála a jeltábla adott KeresztMagassági libella értékre állítható. Ezen kívül a műszeren paránycsavar található egy keresztlibella is, amelynek Nyak segítségével az állótengely tehető függőlegessé. 7.23. ábra. Vágányszintmérő műszer A jeltábla egyszerű, sávos cm beosztású, a nulla ponttól, felfelé pozitív, lefelé negatív számozással. A mm érték csak becsléssel állapítható meg. A jeltáblát jelállványra
232 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI erősítjük, és a sín futófelületére helyezése után libella segítségével tesszük függőlegessé. A jeltáblán a nulla magasság a sín futófelületétől 1325 mm-en helyezkedik el. A jeltábla magassága a nyak (teleszkóp) segítségével +120 mm, és –30 mm értékek között változtatható (7.24. ábra).
+ +
Sínkorona felett 1325 mm +120 mm –30 mm
-
-4 -2 -0 -2 -4 -6 -8 -10 -12
+
Jeltábla
–30 mm 0 mm nyak +120 mm
Libella
Állvány Nyak
5|J]tWĘFVDYDU
Állvány
7.24. ábra. Jeltábla és a nyak (teleszkóp) A vágányszintmérő műszer állványa egy fix függőleges, és két ferde, a hosszúságát állítható rudazatból áll. A fix, és az egyik ferde rudazatot a bázissínre, míg a másik kitámasztó, állítható rudazatot a másik sínszálra helyezzük. A műszer állótengelye a kitámasztó rudazatokon lévő finomállítócsavarok segítségével tehető függőlegessé. A vágányszintmérő műszer magassága is a jeltáblához hasonló módon a nyak (teleszkóp) segítségével +120mm, és –30mm értékek közötti magasságra állítható (7.25. ábra). PĦV]HU
jeltábla nyak
U|J]tWĘFVDYDU
ILQRPiOOtWy FVDYDU
PĦV]HUiOOYiQ\
IRJDQW\~ MHOWiEOD iOOYiQ\
NLWiPDV]Wy UXGD]DW
7.25. ábra. Műszer- és jeltáblaállvány Fekszintszabályozás során az aláverés miatt a pálya szintje kis mértékben emelkedik, süllyesztésre nincs lehetőség. Ez az emelés az ún. alapemelés, amely 15 mm
ÉPÍTÉS ÉS FENNTARTÁS GEODÉZIAI MUNKÁI
233
(az aláverőgépet gyártó cég ajánlása alapján), amire azért van szükség, mert így érhető el az ágyazat megfelelő tömörítése. Az alapemelést a szabályozandó szakasz elején és végén ki kell futtatni. A felfutási emelkedőt (0–15 mm között) és a kifutási lejtőt (15–0 mm között) 1 ‰-es meredekséggel kell kialakítani, így az átmeneti szakaszok hossza minimum 15 m. Az átmeneti, és a szabályozandó szakaszon az emelés mértékét vágányszintmérő műszerrel állapítjuk meg. A szintezés során a haladási irány azonos az FKG haladási irányával, így a műszer elöl, míg a jeltábla hátul helyezkedik el, és a műszer felé halad. E megoldásnál a jeltábla nyaka (teleszkóp) mindig nulla állásban van, a szükséges beállításokat a vágányszintmérőn a műszert kezelő személy végzi. A vágányszintmérőnek és a jeltáblának mindig magasponton kell állni, az egyes szintezési szakaszok hossza 80–100 m. A szintezéssel megállapított emelés mértékét a bázis sínszál mellett kell felírni minden 4–5. aljon. A szabályozandó hosszon a fekszint kialakítása három szakaszban történik. Felfutási emelkedő kialakítása szükséges a szabályozás kezdőpontjától a 15 mm-es alapemelés eléréséig. Szintezéskor a jeltáblát a szabályozás kezdőpontján állítjuk fel, és a nyakállása 0. A vágányszintmérő műszerrel felállunk a felfutási emelkedő végénél lévő magasponton, és a nyakállás 15 mm. A finomállítócsavarokkal a keresztlibella segítségével az állótengelyt függőlegessé tesszük. Ezt követően a magassági paránycsavarral a szálkereszt vízszintes szálát a függőlegesen tartott jeltábla 0 vonására állítjuk. A sínszálra helyezett jeltáblán 4–5 aljanként leolvasást végzünk, és az értékeket a sínszál belső oldalán az aljakra írjuk. Folyamatos szabályozás a felfutási emelkedő és kifutási lejtő közötti szakaszon történik, ahol az alapemelés állandó. A jeltáblával a felfutási emelkedő végénél, az előző műszerállásponton, míg a műszerrel ettől 80–100 m távolságra lévő magasponton állunk fel. Szintezéskor a szabályozási szakasz végéig a jeltábla nyakállása 0, a műszeré pedig 15 mm. A vágányszintmérő műszer állótengelyének függőlegessé tétele után a műszer magassági paránycsavar segítségével a szálkereszt vízszintes szálát a jeltáblán 15 mm-re állítjuk. A jeltábla a műszer felé halad, és a 4–5 aljanként leolvasott értékeket az aljakra felírjuk. A továbbiakban a jeltábla a műszer helyére kerül, a műszerrel a 80–100 m távolságra lévő magasponton állunk fel. A jeltábla és a műszer nyakállása változatlan. A továbbiakban így folytatjuk a szintezést a szabályozandó szakasz végéig.
234 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI Lefutási lejtő a folyamatos szabályozás végénél kialakított átmeneti szakasz, amit a felfutási emelkedőhöz hasonlóan kell kialakítani. Szintezéskor a jeltáblát az utolsó műszerálláspont helyére tesszük. A műszerrel felállunk a lefutási lejtő végénél lévő magaspontra (min. 15 m). A jeltábla és műszer nyakállása 0. Az állótengely függőlegessé tétele után a szálkereszt vízszintes szálát a magassági paránycsavar segítségével a jeltábla 15 mm-es vonására állítjuk. A jeltábla a műszer felé halad, és a 4–5 aljanként tett leolvasásokat az aljakra felírjuk.
7.4. Mozgásvizsgálatok elve A mozgásvizsgálatokat a különböző objektumok elmozdulásának és alakváltozásának meghatározása érdekében végezzük geodéziai, fotogrammetriai vagy egyéb módszerekkel. A vizsgálat célja lehet: • a várható elmozdulások előrejelzése, • már bekövetkezett mozgások okainak felderítése (7.26. ábra), • szerkezetek mérését elősegítő mozgásvizsgálatok, • használatba vétel, • tudományos kutatás, • igazságügyi szakértői munkák, • terhelésvizsgálatok. A közlekedéssel kapcsolatban a hidak, vasúti töltések és a földalatti vasutak mozgásvizsgálatait kell megemlítenünk.
7.26. ábra. Elmozdult útpályaszerkezet
MOZGÁSVIZSGÁLATOK ELVE
235
A mozgások vizsgálata igen bonyolult folyamat, ezért feltételezésekkel és egyszerűsítésekkel kell élnünk. Az egyik ilyen egyszerűsítés, hogy a vizsgálandó objektumot az azon kijelölt vizsgálati pontokkal helyettesítjük, és feltételezzük, hogy a kiválasztott vizsgálati pontok jól reprezentálják az objektum egészét. A másik fontos feltételezés az, hogy a mozgásokat egyenletes lefolyásúnak tekintjük. Szintén feltételezzük, hogy a méréseinkhez mozdulatlan alappontok állnak rendelkezésünkre. A méréseinket ezért az alappontokról végezzük a vizsgálati pontokra, melyekből aztán következtetünk a mozgás meglétére és annak mértékére. Ekkor azt feltételezzük, hogy az objektum a mérés ideje alatt mozdulatlan. A mozgásvizsgálatokat végezhetjük bizonyos időközönként, vagy folyamatosan. A folyamatos vizsgálat esetében az objektumon helyezünk el mérőműszereket, amelyek rögzítik az elmozdulások értékét. A folyamatos mérésnek egyik eszköze lehet a műholdas helymeghatározás, amely képes több órán keresztül is adatokat rögzíteni. Ekkor azonban vegyük figyelembe az elérhető pontosságot és megbízhatóságot is. Folyamatos méréseket végezhetünk az elektromágnesség elvén alapuló műszerekkel is. Az időközönkénti mozgásvizsgálatok esetében a már megismert mérési módszereket használjuk. A sínek esetében elegendő szintezést végrehajtani, az előre kijelölt vizsgálati pontokat mérve. Ehhez olyan alapponthálózat szükséges, amelynek alappontjai mozdulatlanok. Az alappontok vizsgálatát is bizonyos időközönként el kell végezni. Ekkor a pontokat vonalszintezéssel több kombinációban összemérjük, szintezési poligonhálózatot (7.27. ábra) létesítünk. +
L6 S b
T L7
L5
a
L3 A
c
R
L4
L2 L1
P
7.27. ábra. Mozgásvizsgálati poligonhálózat A mérések alapján több kombinációban meghatározzuk a magasságkülönbségeket, majd hipotéziseket állítunk fel, és vizsgáljuk azok helyességét. Az ilyen hálózatokat alappontok mozgásvizsgálatára, vagy jól elkülöníthető pontok vizsgálatára alkalmazzák. A magassági mozgások meghatározására mikrométeres optikai szintezőműszert – más néven szabatos szintezőműszert – alkalmaznak, invárbetétes lécekkel. Ennek előnye, hogy a leolvasás élessége század milliméter. A 7.28. ábra egy példát mutat be a szabatos szintezőműszer látómezejére.
236 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI
8
7
7.28. ábra. Szabatos szintezőműszer látómezeje Összetett objektumok esetében mérőállomásokat használunk, és a térbeli előmetszés módszerét alkalmazzuk. A mérési eredmények alapján határozzuk meg a vizsgálati pontok koordinátáit, majd azokat hasonlítjuk össze egy korábbi mérésből származó koordinátákkal. A koordináták eltérése egy bizonyos hibahatáron belül csupán véletlen, a tényleges mozgások kimutatására hipotézisvizsgálatokat végzünk. Ha a hipotézisvizsgálatban tett feltételezés – mozgás történt – helyes, akkor a koordináta-eltérések az objektum elmozdulásának mértékét és irányát mutatják meg (7.29. ábra). A mozgásvizsgálatok eredményeit valamint a következtetéseket dokumentálni kell, hogy a későbbi méréseket ezekkel az adatokkal is össze tudjuk hasonlítani. 4
1 2
5 3
6
7.29. ábra. A mozgás vektorainak kimutatása Szükség esetén a mozgásvizsgálat eredménye alapján statikust kell a további munkába bevonnunk. A mozgásvizsgálat elvégzése nem technikusi feladat.
LÉTESÍTMÉNYEK ÁTADÁSÁVAL KAPCSOLATOS GEODÉZIAI MÉRÉSEK 237
7.5. Létesítmények átadásával kapcsolatos geodéziai mérések A legalaposabb tervezői munka ellenére is adódhatnak olyan helyzetek, amikor el kell térni a kiviteli tervben szereplő megoldásoktól. A terveket módosítani kell, vagy ki kell egészíteni pl. egy ismeretlen eredetű csővezeték kiváltásakor és biztosításakor, vagy az előirányzattól eltérő szerkezeti elem alkalmazásakor. Ezeket a módosításokat az építési naplóban rögzíteni kell. A létesítmény elkészülte után megvalósulási tervet kell készíteni. A megvalósulási terv a létesítmény tényleges állapotát, méreteit, megoldásait, felhasznált anyagait tartalmazó dokumentáció, amely kiterjed a további üzemeltetésre, fenntartásra, átalakításra stb. is. Rendszerint a kiviteli terv kiegészített változata. A vízszintes és a magassági felméréseknek minden részletre ki kell terjednie, hogy a dokumentáció a tényleges megépített állapotot tükrözze (7.30. ábra). A felmérést a korábban megismert módszerekkel és eszközökkel végezzük.
7.30. ábra. Megvalósulási helyszínrajz
238 KÖZLEKEDÉSI LÉTESÍTMÉNYEK ÉPÍTÉSÉNEK FÖLDMÉRÉSI MUNKÁI Ellenőrző kérdések 1. Mi a kitűzés célja, és milyen kitűzési módszereket ismerünk? 2. Milyen körülmények között használható a derékszögű, illetve a poláris kitűzés? 3. Derékszögű kitűzésnél hogyan vesszük számításba a hosszmérési hibát? 4. Poláris kitűzésnél mi a különbség a főpont és a részletpont kitűzésének módszerei között? 5. Hasonlítsa össze az ívmetszéssel és előmetszéssel történő kitűzési módokat! 6. Hol alkalmazzuk a vetítéssel történő kitűzést? 7. Mi a feladata a zsinórállásnak? 8. A földművek körömpontjait milyen tervek alapján tűzzük ki? 9. Hasonlítsa össze a felépítményi karbantartási módokat! Mi a különbség köztük? 10. Miért van szükség megvalósulási tervdokumentációra?
