metoda kątowa = metoda kierunkowa = metoda dwusiecznej
Pomiar polega na wyznaczeniu kierunków stycznych (lewej KL i prawej KP) do obiektu w każdym z przekroju, z każdego stanowiska obserwacyjnego.
Średnia z każdej pary kierunków określa położenie osi budowli w poszczególnych przekrojach: K=(Kl+Kp)/2
Natomiast DKi=Ki-K1 jest różnicą między położeniem osi na poziomie i oraz na poziomie najniższym – najbliższym podstawie budowli (
przyjmowany za poziom zerowy) i pozwala z zależności
d – odległość między stanowiskiem a osią obiektu
obliczyć składowe wychylenia osi budowli od pionowości w kierunku prostopadłym do celowych z poszczególnych stanowisk obserwacyjnych Liczba stanowisk od 2 do 5, najlepiej 3, a kąt między poszczególnymi stanowiskami a kierunkiem do osi obiektu 2pi/n, n - liczba stanowisk obserwacyjnych.
2 2 2 2 2 2 2
mu =(du/dd) *md +(du/dDα) *mDα +(du/dα0) *mα0+(du/dαi) *mαi
mα=mDα mu=√((md/d)2+(mα/Dα)2) mu=(umd√2)/Dα
(md/d)^2 Jest bardzo małe i pomijamy
met.stos.gdy obserwowany obiekt ma niewielkie poziome rozmiary u podstawy i jest widoczny z co najmniej 2kier. Obserwacje katowe-
>liniowymi. W tym celu umieszczamy prostopadle late do kierunku osi budowli-stanowisko. Celujemy teodolitem na wybrany pkt.i opuszczamy lunete, odczytujemy na lacie polozenie pionowej kreski krzyz. Obserwacje prowadzimy dla 2 stycznych w każdym przekroju,a ich Sr.okresla Pol.osi obiektu w tym przekroju. Porównanie serdnich dla poszcz.poziomow z poziomem odniesienia pozwalaokreslic składowe wychylenia osi prostopadle do kier.wcinajacego. łata usytuowana jest w odl. „d” od stanowiska odległego o wlk.D od osi obiektu. To roznica średnich odchyleń na łacie”ui” jest mniejsza D/drazy od wielkości składowej wych/osi obiektu U., dwa rysunki (jeden z tw Talesa) i zapisanie U/D=u/d co daje
2 2 2 2 2
U=D*(u/d)=K*(Oi-O0) (K-stałe dla stanowiska), analiza dokładności: md/d=mD/D oraz mD=mo można zapisać mU =2(mo/D) U +2K mo wpływ
błędu pomiaru długości mały zatem: mU=Kmo sqrt2 Wpływ błędów instrumentalnych: A-niepionowość osi głównej instrumentu (wpływa na mierzony kierunek) mK=r tgα sinβ (r-wychylenie osi instrumentu, α-kąt nachylenia osi celowej, β-azymut osi celowej) przy β=100g błąd jest maksymalny->mK=r tgα=r H/D, mK na długości D powoduje błąd MK=mK/ρ *D po porównaniu stronami: MK=(rH)/ρ B-niepoziomowość łaty: mo=O'-O, O=O'cosα, zatem mo=O'-O'cosα=1/2 O'(α/ρ)2, zatem wpływ α=sqrt{(2mo/O')}ρ C-nieprostolinowość łaty mo =O'-O, x/(d+y)=O/d, przy założeniu cosα=1, sinα=α, O'=O otzrymamy dO'=Od+(O')2(α/ρ), wpływ α=(dmo ρ)/(O')
Metoda analityczno – graficzna - jest jedną z metod stosowanych w pomiarach odchyleń osi budowli od pionowości, polegającą na częściowym skartowaniu i częściowym obliczeniu wartości służących do określenia tych wychyleń.
Do metody należy:
-skartowanie stanowisk obserw.: 1,2,3
-obliczenie wartości u
-wykreślenie wstęg wahań w skali 1:1
-określenie środka ciężkości trójkąta błędów
-odczytanie wartości wychylenia
Część analityczna - polega na obliczeniu wartości wektorów ui przesunięć na poszczególnych wysokościach budowli:
liczona na trzech stanowiskach, gdzie:
di – odległości mierzony pomiędzy poszczególnymi stanowiskami a osią budowli Δαi – wychylenia kątowe osi budowli
Do części graficznej należy:
-skartowanie stanowisk obserwacyjnych (najczęściej są to trzy stanowiska równomiernie rozłożone wokół osi budowli (lub dwa stanowiska usytuowane pod kątem 90˚ względem siebie),
-wykreślenie wstęg wahań w skali 1:1 (dokonujemy tego poprzez równoległe przesunięcie linii łączących oś budowli ze stanowiskiem o obliczony wektor u),
-określenie środka ciężkości trójkątów błędów,
-odczytanie wartości wychyleń na poszczególnych poziomach.
Postępowanie: 1. obliczenie Kśr 2. obliczenie wartości kątowej wychylenia Δα=Ki =Ko 3. obliczenie różnicy wysokości ΔH=d(tgβ -tgβ ) 4.obliczenie U, Kątowe przesunięcie można zapisać w postaci różniczkowej zupełnej: Δα=-sinφ/d ρux+cosφ/d ρuy, dzielimy przez d/ρ i otrzymujemy u=-sinφ ux + cosφ uy, zestawiamy równania poprawek i rozwiązujemy je stosując metodę najmniejszych kwadratów. Obliczamy ux i uy a następnie u2=ux +uy
WPŁYWY MECHANICZNE- zalicza się do nich :
-CIĘŻAR WŁASNY BUDOWLI- ciężar trzonu lub powłoki, wykładziny żaroodpornej, zraszalnika, urządzeń dodatkowych. Ciężar ten decyduje o stateczności budowli.
-WPŁYW ODKSZTAŁCENIA PODŁOŻA GRUNTOWEGO- reakcja podłoża gruntowego na ciężar budowli i powstające z tej przyczyny osiadanie gruntu może wywołać przechyły budowli.
-WPŁYW EKSPLOATACJI GÓRNICZEJ- mechanizm tego zjawiska na budowle znajdujące się na powierzchni terenu związany jest z powstawaniem niecki osiadań, będącej skutkiem przesuwania się frontu eksploatacji.
-WPŁYWY DYNAMICZNE- budowle wieżowe są wrażliwe na obciążenia- drgania, których źródłem mogą być: procesy wibracyjne przeprowadzane przez człowieka w celach technologicznych, urządzenia techniczne, wywołujące drgania skutkiem własnej pracy, zjawiska losowe, niezależne od człowieka-przede wszystkim ruchy tektoniczne)
-OBCIĄŻENIA WIATREM- duże powierzchnie boczne budowli wieżowych i ich znaczne wysokości sprawiają, że budowle te przejmują na siebie olbrzymie obciążenia, powstałe od parcia wiatru co może wywołać przechyły budowli, a także zjawiska, które mogą mieć istotny wpływ na pomiary geodezyjne wykonywane podczas wznoszenia budowli, z wpływem tym należy się również liczyć podczas wykonywania pomiarów kontrolnych istniejących obiektów
WPŁYWY TERMICZNE- zalicza się do nich przede wszystkim wpływ nierównomiernego nasłonecznienia. Jest to zjawisko bardzo ważne podczas obsługi wznoszenia budowli wieżowych oraz podczas wykonywania pomiarów kontrolnych.
WPŁYWY FIZYKOCHEMICZNE- zalicza się do nich przede wszystkim zjawiska, wywołujące zmiany strukturalne materiału konstrukcyjnego. Są to w pierwszej kolejności reologia i relaksacja, wywołujące zjawiska skurczowe i starzeniowe, które występują w wyniku szkodliwego oddziaływania na beton różnego rodzaju substancji chemicznych, zawartych w spalinach. Szkodliwe działanie związków chemicznych polega na rozkładzie nierozpuszczalnego nie rozpuszczalnego w wodzie węglanu wapnia na czynniki rozpuszczalne, które są następnie wypłukiwane z konstrukcji przez wody odpadowe. Prowadzi to w sposób powolny do pogorszenia się jakości materiału konstrukcyjnego.
W zależności od rodzaju budowli rozróżniamy 4 różne technologie wznoszenia: Dla kominów, wież i silosów:
1. przestawna- budowle o zmiennym przekroju poprzecznym 2.ślizgowa- budowle o stałym przekroju poprzecznym
Dla chłodni kominowych:
1.deskowania przestrzennego- chłodnie hiperboliczne 2.klatkowa- chłodnie hiperboliczne TECHNOLOGIA PRZESTAWNA
Stosuje się ją przy budowie kominów, wież , silosów. Cecha charakterystyczna jest to, że budowla wznoszona jest segmentami o wys. 2,5-3m. Urządzenie technologiczne do wznoszenia obiektu tą technologią zawieszone jest na wieży ustawione wewnątrz budowli.
Jest ono wykonane z rur lub kształtowników stalowych. Na wieży zawieszany jest pomost roboczy, do którego z kolei podwieszone jest kołowe deskowanie, uformowane z odcinków blachy stalowej. Wznoszenie budowli wysmukłych odbywa się segmentami tzw. cyklami budowlanymi. Fazy cyklu:
-nadbudowa wieży i podniesienie pomostu maszynowego,
-zwolnienie deskowania i podniesienie pomostu roboczego wraz z blachami formy zewnętrznej na poziom wyższy,-
-wykonanie zbrojenia,
-ustawienie blach formy zewnętrznej i wewnętrznej w projektowanym promieniu
-zabetonowanie TECHNOLOGIA ŚLIZGOWA
Urządzenie do nadawania budowli projektowanego kształtu opiera się na wykonanym już fragmencie obiektu. W żelbetonowej ścianie prowadzi się na całym grube pręty ślizgowe, które stanowią oparcie dla urządzeń. Po prętach tych pełzną dźwigary hydrauliczne, zapewniające ruch postępowy w 2-3 centymetrowych interwałach, co w praktyce stanowi ruch płynny. Technologia ślizgowa stosowana jest najczęściej przy wznoszeniu budowli o stałym przekroju poprzecznym.
TECHNOLOGIA KLATKOWA
Charakteryzuje ją stosowanie systemów automatycznego podnoszenia dla elementów pomostów obwodowych wykonanych w postaci charakterystycznych klatek. Stosuje się ją do wznoszenia chłodni kominowych. W technologii tej wyeliminowano wieżę przyścienną zastępując ją dźwigiem ustawionym w osi pionowej chłodni. Eliminacja wieży przyściennej spowodowała utratę możliwości rozwijania osnowy realizacyjnej. Spowodowało to konieczność przeniesienia osnowy realizacyjnej na wykonany fragment ściany i zawieszenie tam elementów deskowania.
stawiamy teodol. na p-kcie linii bazowej osnowy bud-mont., celujemy na tarczę na końcu tej linii
poziomujemy teodol. przy każ-dym pomiarze
układamy łatę na stropie kondygnacji roboczej i ustawiamy ją prostopadle do płaszcz. celowania
łatę ustawiamy tak, by obraz tarczy sygn. znalazł się na pionowej kresce siatki celowniczej teodol.
zaznaczamy na stropie tyczony punkt. Czynności w 2 poł. lunety.
jeśli OK=OP to OK’-ΔK = OP’-ΔP
ΔK = dK/dP * ΔP OK’-OP’ = (dK/dP * ΔP) - ΔP OK’-OP’ = (dK/dP -1) * ΔP OK’-OP’ = [(dK-dp)/dP] * ΔP
poprawki trasowania
ΔP = [(OK’-OP’)/(dK-dP)] * dP
ΔK = [OK’-OP’] + ΔP
analiza dokładności
1.bł centrowania teodol. 0,4mm 2.bł centrowania sygnału 0,4mm
3.niepionowość osi obrotu teodol. 0,9mm 4.bł celowania na tarczę 0,3mm
5.bł wprowadzenia sygn. w oś celową 0,4mm 6.bł oznaczania wskaźnika 0,8mm
7.inne błędy 0,3mm
m = √(m12+m2 +...m7 ) = ± 1,4mm
Suwnica – jest samojezdnym urządzeniem transportowym, pracującym w obrębie hali produkcyjnej lub składu materiałów, elementów.
suwnice bramowe- stosowane do składowania surowców, montażu dużych konstrukcji, np. stocznie
suwnica półbramowa (półportalowa)- jako przyścienna na zewnątrz lub wewnątrz hali, służą do rozładunku, załadunku wagonów.
------------------------------------------------------------------------------------------------
przyścienne (wspornikowe)- do transportu niewielkich ciężarów.
d)pomostowe- stosowane w halach produkcyjnych.
-------------------------------------------------------
a)wzajemna różnica poziomów główek szyn w jednym przekroju poprzecznym toru jezdnego nie powinna być większa niż:
-na podporach (nad słupami) – 10mm
-w przęśle (na środkach odcinków między słupami) -15mm,
b)różnica poziomów główki szyny na słupach w tej samej osi podłużnej nie powinna przekraczać wartości b/1500, gdzie b – rozstaw słupów, i jednocześnie nie może przekraczać 10mm,
c)odchylenie w wymiarze prześwitu toru jezdnego w stosunku do projektu nie powinno różnić się więcej niż ±5mm (odchyłka rozstawu szyn toru),
d)odchyłka osi szyny od jej osi teoretycznej nie powinna być większa od 2,5mm,
e)wzajemne przesunięcie czoła szyn w styku, w poziomie lub pionie, nie powinno być większe od 1mm,
f)odchylenie osi górnego pasa belki suwnicowej w środku jej rozpiętości od płaszczyzny pionowej, przechodzącej przez środki podpór przy wysokości belki h ,nie powinno być większe od h/500.
Mając odczyty z łaty L i P obliczamy yL i yP praktyczne w układzie odniesienia (geodezyjnym). Obliczamy środek toru dla każdego zasygnalizowanego p-ktu [y0=(yL+yP)/2] i wartość średnią położenia osi toru [yśr=(ΣY0)/n]. Następnie obl. odchyłki ze wzoru: y0-yśr. Wrysowanie na kalce milimetrowej yo 4. odczytanie Yo z wrysowanej osi torów Obliczone odchyłki odejmujemy od teoretycznej wartości położenia osi toru (Y0), po czym obliczamy YL=Y0-S/2 i YP=Y0+S/2. W końcu wyliczamy odchyłki osi belek w oznaczonych p-ktach od wypośrodkowanych osi teoretycznych: VYL=yL-YL; VYP=yP-YP oraz odchyłki rozstawu osi belek w poszczególnych przekrojach VROZ=VYP-VYL
Różni się od anal-graf, że nie rysujemy wypośrodkowanej osi toru, ale obliczamy współczynniki tej osi oraz współrzędne Y0 przez podstawienie ich do odpowiednich równań poprawek. Równania układa się wg wzoru: a*i+b = y0-yśr+v; i = di/d
a,b -współczynniki równania osi toru di - odl p-ktu od początku toru
d - odl. między sąsiednimi p-ktami y0-yśr - wyraz wolny równania
v - poprawka
Obliczone odchyłki p-któw oznaczonych na osiach belek od wypośrodkowanych teoretycz. osi szyn wykorzystywane są w ten sposób, że odkłada się je od wspomnianych p-któw z odwrotnym znakiem, uzyskując na belkach miejsca wskaźników do montażu szyn. 1.obliczenie równania prostej ai+b=yo-yśr+v 2. obliczenie poprawki v=ai+b-(yo-yśr) 3.wyznaczenie współczynników równania osi torów a i b X=(ATA)-1ATL 4.obliczenie poprawek v 5.obliczenie położenia osi torów Yo=yo-v 6.obliczenie YL i YP
Dla budownictwa mieszkaniowego i podobnego – Część ścian nośnych może być w tym przypadku zastąpiona słupami. Słupy mają w tym przypadku przekrój płaski, mieszczący się w grubości ścian, tj. 15 cm słupy formowane są w deskowaniach układów ścianowych.
Dla budownictwa usługowego - Ściana nośna, nazywana również konstrukcyjną, przenosi na fundament lub inne konstrukcje elementy budowli ciężar własny i obciążenie z elementów spoczywających na niej (np. obciążenie z dachu, obciążenie użytkowe stropów i ich ciężar własny).
Ściana konstrukcyjna oprócz przejmowanych obciążeń pionowych współpracuje ze stropami w przenoszeniu obciążeń poziomych, tworząc układy konstrukcyjne: podłużne, poprzeczne, krzyżowe.
Montaż swobodny – montaż elementów prefabrykowanych, wykonywany na styk prosty, bez pomocy części łączących, ograniczających wielkości odchyłek montażu, pozwalający na swobodne, wzajemne przesunięcia względem siebie montowanych elementów.
Montaż wymuszony (przymusowy) – montaż elementów prefabrykowanych, wyposażonych w płaszczyznach stykowych w złącza montażowe ograniczające odchyłki montażu, wyznaczające z dużą dokładnością miejsce usytuowania elementów w konstrukcji budynku.
System budowlany W-70 (Wrocławska Wielka Płyta) - wielkowymiarowe elementy ścienne są tu zaopatrzone w tzw. urządzenia rektyfikacyjne. Są to śruby rektyfikacyjne (śrubowe trzpienie) z nakrętkami, umieszczone w górnej części płyty w jej osi podłużnej oraz wnęki rektyfikacyjne z tulejami, umieszczone w dolnej części płyty.
Metodą rzutowania można wyznaczyć osie konstrukcyjne lub linie równoległe do tych osi dla ścian zewnętrznych i wewnętrznych. Można też przenosić na kondygnację roboczą wszystkie typy osnowy wewnętrznej.
W celu wyznaczenia wskaźników konstrukcyjnych na dowolnym poziomie roboczym metodą rzutowania, należy:
ustawiony teodolit na stanowisku spoziomować i wycelować pionową kreskę siatki celowniczej na odpowiedni punkt celowania czyli wskaźnik wyjściowy oznaczony na budynku,
wyznaczyć w dwóch położeniach lunety wskaźnik na krawędzi stropu wg pionowej kreski siatki celowniczej teodolitu,
za każdym razem przed rozpoczęciem pracy w danym położeniu lunety doprowadzić libelę teodolitu dokładnie do poziomu,
z przeciwległego stanowiska wyznaczyć wskaźnik na krawędzi stropu z drugiej strony budynku.
Metodą rzutowania wykonuje się również pomiary kontrolne osiowości i pionowości ścian, sklepów i innych elementów konstrukcyjnych. Zależność między odsunięciem od płaszczyzny konstrukcyjnej teodolitu i wskaźnika konstrukcyjnego.
Rys.1
Rys.2
Wpływ odsunięcia teodolitu od płaszczyzny konstrukcyjnej na dokładność wyznaczenia położenia wskaźnika metodą rzutowania zgodnie z rys.2 określa wzór:
q = p* (D/d)
D – odl. Stanowiska teodolitu od ściany budynku
d – odsunięcie płaszczyzny przenoszonego wskaźnika od ściany budynku
p – wpływ odsunięcia stanowiska teodolitu od płaszczyzny konstrukcyjnej na wyznaczenie położenia wskaźnika q – dopuszczalne odsunięcie stanowiska teodolitu od płaszczyzny konstrukcyjnej.
Dokładność tyczenia:
m3 = 0,9 mm (bł. Niepionowości osi głównej teodolitu) m4 = 0,3 mm (bł. Celowania)
m5 = 0,4 mm (wprowadzenie sygnału w płaszczyznę celowania) m6 = 0,8 mm (ozn. Wskaźnika na stropie)
m2 = m32+ m42+ m52+ m62
m = 1,3 mm
Przed przystąpieniem do obsługi geod. kondygnacji powtarzalnych i wyznacz. wskaźników konstrukcyjnych na poszczegól. poziomach robocz. należy sporządzić szkic tyczenia, zawierający rozmieszcz. osi konstrukcyjnych zgodnie ze szkicem dokumentacyjnym oraz osnowę budowl.- montaż. Osn. ta będzie służyć do przenoszenia osi konstrukcyjnych na poszczególne kondygnacje.
stawiamy teodol. na p-kcie linii bazowej osnowy bud-mont., celujemy na tarczę na końcu tej linii
poziomujemy teodol. przy każ-dym pomiarze
układamy łatę na stropie kondygnacji roboczej i ustawiamy ją prostopadle do płaszcz. celowania
łatę ustawiamy tak, by obraz tarczy sygn. znalazł się na pionowej kresce siatki celowniczej teodol.
zaznaczamy na stropie tyczony punkt. Czynności w 2 poł. lunety.
jeśli OK=OP to OK’-ΔK = OP’-ΔP
ΔK = dK/dP * ΔP OK’-OP’ = (dK/dP * ΔP) - ΔP OK’-OP’ = (dK/dP -1) * ΔP OK’-OP’ = [(dK-dp)/dP] * ΔP
poprawki trasowania
ΔP = [(OK’-OP’)/(dK-dP)] * dP
ΔK = [OK’-OP’] + ΔP
analiza dokładności
1.bł centrowania teodol. 0,4mm 2.bł centrowania sygnału 0,4mm
3.niepionowość osi obrotu teodol. 0,9mm 4.bł celowania na tarczę 0,3mm
5.bł wprowadzenia sygn. w oś celową 0,4mm 6.bł oznaczania wskaźnika 0,8mm
7.inne błędy 0,3mm
m = √(m12+m2 +...m7 ) = ± 1,4mm
Wyznacza się osie konstrukcyjne lub linie równoległe do tych osi dla ścian zewn. i wewn. Przenosi się też tą met. wszystkie t ypy osnowy wewn. na kondygnację roboczą.
teod. stawiamy na stanow., poziomujemy, celujemy pionową kreską na wskaźnik wyjściowy na bud.
w 2 poł. lunety wyznaczamy wskaźnik na krawędzi stropu wg kreski pion.
każdorazowo poziomujemy teod.
analogicznie wyzn. wskaźnik z drugiej strony budynku
wtyczyć teod. w linię przeniesionych wskaźników i za pomocą łaty realizacyjnej wyznaczamy wskaźniki ścian zewn. ANALIZA:
niepionowość osi obrotu teod. 0,9mm bł. celowania 0,3mm
bł. wprowadzenia sygnału w płaszcz. rzutowania 0,4mm oznacz. wskaźnika na stropie 0,8mm
m2 = m1 +...m4 = 1,3mm
Tyczenie wskaźników montażowych metodą biegunową odbywa się z punktów P i Q przenoszonych na strop kondygnacji roboczej za pomocą pionowników (rys. ). Metoda ta polega na tym, że poszczególne punkty 1’, 2’, ..., n’ osi montażowych na kolejnych kondygnacjach wyznacza się przez odkładanie od punktów końcowych bazy Pi i Qi stałych kątów α1, α2, α3,..., αn oraz odcinków l1, l2, l3, ..., ln wcześniej pomierzonych na poziomie zerowym. W tym celu na każdej kondygnacji nad punktami Pi, Qi ustawia się teodolit, który powinien być starannie zorientowany, zawsze na ten sam dobrze widoczny i odległy cel I, II ... itd. Następnie od kiedy na kierunkach wyznaczonych przez ramiona wymienionych kątów odkłada się odcinki l1, l2, ..., ln, których końce określają położenie punktów osiowych 1’, 2’, ..., n’.
W związku z powyższym podczas lokalizacji punktów końcowych bazy pomiarowej P0 i Q0 powinny być spełnione następujące warunki:
*z punktów końcowych bazy (P0 i Q0) muszą być dobrze widoczne na wszystkich kondygnacjach co najmniej po dwa stałe punkty służące do zorientowania teodolitu (I, II, III ...),
*punkty P0 i Q0 powinny być tak zlokalizowane, aby odległości do tyczonych punktów osi montażowych nie przekraczały długości taśmy 20- metrowej,
l2 = d12 + d22 – 2d1d2cos(β-α)
mL2 = cos2αmd12 + cos2αmd22 + h2mβ2 + h2mα2 ANALIZA
bł centrowania pionownika 0,3mm bł poziomowania libelli 0,1mm
bł odczytu podziałki 0,7mm
bł oznaczenia p-ktu na tarczy 0,5mm
m = 0,5mm przy n kondygnacjach mn = 0,5√n
Na dnie szybu windowego zakładamy osnowę pomiarową (A, B, C, D) w odległościach równych od ścian szybu na tych punktach ustawiamy pion optyczny poczym na każdym piętrze wykonujemy pomiar odległości ścian szybu od pionu postępujemy tak samo na każdym kolejnym punkcie osnowy. Odchyłki od pionu nanosimy na rysunek. Pomiary wykonuje się w celu wpasowania szyn windowych w szyb.
Szyby windowe. Opracowanie wyników pomiarów:
Metoda graficzna: osnową pomiarową są w tym wypadku cztery punkty stanowiące wierzchołki prostokąta o znanych wymiarach. Przekroje szybu na poszczególnych kondygnacjach orientuje się względem tego prostokąta i nanosi na jeden zbiorczy rysunek, podobnie jak przy określaniu odchyłek kształtu szybu. W skali 1:10 nanosi się na kalce technicznej położenie osi prowadnic dźwigowych. Kalkę przykłada się do wspomnianego rysunku zbiorczego i tak się przesuwa, aby rzuty prowadnic mieściły się swobodnie w powierzchni zawartej między liniami poziomymi przekrojów wewnętrznych powierzchni ścian szybu. 16. Metoda analityczna: polega na określeniu optymalnych płaszczyzn, w których zmontowane zostaną prowadnice. Matematyczną podstawą opracowania wyników pomiaru jest metoda parametryczna wyrównania z warunkami wiążącymi parametry. W obliczeniach wagi dla poszczególnych równań wiążących są dużo większe od wag równań podstawowych. Teoretyczne wagi powinny wynosić nieskończoność, a podstawienie konkretnych liczb spowodowane jest niemożliwością wykorzystania nieskończoności w obliczeniach. W praktyce geodezyjnej inwentaryzację wykonuje się z dwóch punktów znajdujących się w pobliżu drzwi wejściowych do szybu windowego. Teoretycznie inwentaryzacja wykonana z czterech punktów daje większe możliwości wpasowania nie tylko osi prowadnic dźwigowych, ale całego szybu windowego. Obliczenia wykonuje się w układzie współrzędnych, gdzie osiami X i Y są krawędzie ścian szybu w piwnicy budynku. W stosunku do tych osi odnosi się krawędzie ścian dla każdej kondygnacji. Współrzędne X i Y, które są jednocześnie wyrazami wolnymi dla poszczególnych punktów każdej wyrażone są w układzie XOY. Tok postępowania: 1.obliczenie X,Y punktów obserwacyjnych 2.ułożenie równań poprawek Xi +Vxi=Xi , Yi +Vyi=Yi 3. nałożenie na niewiadome warunków równoległości:XB - XA =S, Xc -XB =S, YC -YD =h, YB -YA =h i prostopadłości: XB -XA =0, Xc -XB =0, YC -YB =0, YD -YA =0
Sposób tyczenia zależy od warunków terenowych, długości odcinka i wymaganej dokładności tyczenia.
Jeżeli długość odcinka nie przekracza 2 km, można zastosować tyczenie zwykłe przy użyciu teodolitu. Na punkcie początkowym P ustawiamy teodolit, a na punkcie końcowym K – dobrze widoczny sygnał. Tyczenie zaczynamy od punktu najdalszego i prowadzimy je w kierunku „na siebie”. Punkty pośrednie 1, 2, 3, ...(zwane kierunkowymi) rozmieszczamy we wzajemnej odległości nie większej niż 300 m, aby później można było między nimi przetoczyć prostą nawet bez posługiwania się teodolitem. Punkty kierunkowe obieramy w takich miejscach, gdzie nie będą narażone na zniszczenie. Sygnał wprowadzamy w płaszczyznę celowania.
Jeżeli punkt końcowy i punkt tyczony są jednocześnie w polu widzenia, to wyznaczenie punktu pośredniego można wykonać przy jednym położeniu lunety, jeżeli natomiast punkty te znajdują się na różnych wysokościach, to tyczenie należy wykonać przy dwóch położeniach lunety.
W celu dokładniejszego wytyczenia długiej prostej mniej więcej w pobliżu środka odcinka AB obieramy punkt M, mierzymy na nim kąt (200g-γ) i obliczamy przesunięcie P, które należy wykonać tak, aby punkt M znalazł się dokładnie na tyczonej prostej.
bo sin(200-γ)=sinγ
Można przyjąć z bardzo dużym przybliżeniem, że: oraz ze względu małą wartość kąta gama: singama=gama Otrzymujemy wzór końcowy na wielkość przesunięcia:
Długości odcinków d1 i d2 wystarczy znać z takim przybliżeniem, jakie daje graficzne ich określenie z mapy. Jeżeli przyjmiemy, że np. d1= d2 =2 km, a kąt γ = 10’ zmierzymy z dokładnością ±0,1’, to w celu wyznaczenia punktu pośredniego Mo na prostej z dokładnością ± 5 cm wystarczy znać odcinki d1 i d2 z dokładnością ± 20 m.
Po odmierzeniu odcinka P od punktu M wzdłuż dwusiecznej sprawdzamy, czy tak znaleziony punkt Mo leży na prostej PK. W tum celu mierzymy kąt PMoK – powinien on być równy 200g.
1.W terenie falistym zdarza się, np. przy tyczeniu przez doliny, że z punktu początkowego widać punkt końcowy i bliskie punkty pośrednie, lecz dalsze są niewidoczne. Ponieważ mamy w tym wypadku dany kierunek prostej, więc wytyczamy najpierw możliwie najdalszy punkt pomocniczy
M. Jeżeli z punktu tego widać punkt końcowy K, to dla sprawdzenia możemy zmierzyć kąt PMK, który powinien być równy 200g.
Jeśli jednak z punktu M nie widać punktu K, to do tyczenia dalszych punktów stosujemy metodę przybliżeń. Na ostatnim wytyczonym punkcie M ustawiamy teodolit, celujemy na punkt P i po przerzuceniu lunety przez zenit wyznaczamy na kierunku MK możliwie daleko położony punkt N1. Ze względu na błędy instrumentalne celujemy na punkt P ponownie przy drugim położeniu lunety i po przerzuceniu jej przez zenit wyznaczamy punkt N2. Jeżeli punkty N1 i N2 nie pokrywają się, to właściwe położenie punktu N otrzymamy dzieląc odcinek N1N2 na połowę.
Jeżeli z punktu początkowego nie widać punktu końcowego, a w terenie istnieje osnowa geodezyjna, to po nawiązaniu do niej kierunku projektowanej trasy można będzie obliczyć współrzędne punktów P i K. Pozwoli to wyznaczyć kąt, zawarty między tyczoną prostą a kierunkiem na widoczny punkt triangulacyjny lub poligonowy.
Jeżeli punkty początkowy i końcowy nie są widoczne, lecz w terenie na kierunku tyczonej trasy istnieje dostatecznie zagęszczona sieć poligonowa, to punkty kierunkowe można wyznaczyć przez obliczenie przecięć prostej PK z bokami poligonowymi albo przez obliczenie domiarów prostokątnych lub biegunowych do określonych punktów. Jeżeli takiej osnowy nie ma, to w celu dokładnego wytyczenia długiego odcinka prostego zakładamy wzdłuż trasy prostoliniowy ciąg poligonowy i obliczamy go w lokalnym układzie współrzędnych. Początek układu przyjmujemy w punkcie P, a kierunek osi x wzdłuż pierwszego boku poligonowego.
-Metoda rzędnych od stycznej dla równych odcinków na łuku
-Metoda rzędnych od stycznej dla równych odcinków na stycznej
-Metoda biegunowa
-Metoda od przedłużonej cięciwy
Metoda rzędnych od stycznej dla równych odcinków na łuku:
Polega na wytyczeniu punktów pośrednich łuku kołowego w równych odstępach Δ l, poczynając od punktu początkowego. Dla założonej wartości odcinka łuku Δ l, należy wyznaczyć wartość kąta środkowego Δ α, a następnie wartości rzędnych i odciętych x i y.
Δα = ( Δ l / R)*( 200 / Л )
X = R * sin Σ Δ α i
Y = R ( 1- cos Σ Δ α i )
Dane: L - kąt, R
Punktami głównymi łuku kołowego nazywa się punkty styczności łuku z prostymi głównymi trasy- P i K oraz punkt środkowy łuku S. Wyznaczenie terenowe tych punktów wykonywane jest przez odłożenie odpowiednich miar kątowych i liniowych od punktu wierzchołkowego i kierunków głównych trasy.
Punkt początkowy „P” i końcowy „K” zostanie wyznaczony w wyniku odłożenia wartości stycznej głównej „t” od punktu wierzchołkowego wzdłuż kierunków głównych trasy.
t=PW=WK=R*tgL/2 WS=R(secL/2-1)
a=PB=BK=R*sinL/2 s=BS=R(1-cosL/2) t1=R*tgL/4
Metody: -biegunowe -rzędnych od stycznej -rzędnych od cięciwy -od przedłużonej cięciwy; Biegunowe- jest często stos.bo można nia latwo tyczyc pkt.w dowolnie dobranych odstępach. Stanowisko instrumentu może być obrane na pkt.gł. P,S,K lub na W. miara kontrolna jest wielkość
c. wytyczenie pkt.posrednich Pol.na obliczeniu kata i odległości d : 2φ=ΔL/R ρ-> φ=ΔL/2R ρ; d=2Rsinφ; c=2Rsinφ; Gdy warunki terenowe pozwalają na pomiary liniowe można z dwóch stanowisk odkładać kierunki za pomocą dwóch teodolitów
Równanie naturalne klotoidy:
tgα=h/b oraz tgα=F/Q, zatem h=(Fb)/Q gdzie F=mv2K Q=mg, h=(bv2K)/g, wartość przechyłki h wprowadzana jest stopniowo h=iL, zatem iL=(bv2K)/g->L=(bv2K)/ig, ostatecznie LR=a2
LR=a2 oraz R=1/K, można napisać L=a2K, gdzie K=dτ/dL, całkując wyrażenie LdL=a2dτ otrzymamy L2=2a^2τ, zestawiając równania L2=2a^2τ oraz LR=a2 możemy wyprowadzić związki pochodne; liczenie punktów pośrednich na klotoidzie: dx=dLcosτ i dy=dLsinτ oraz τ=L2/2a2, po scałkowaniu i rozwinięciu w szereg: x=L-L5/40a2+L9/3456a8- oraz y=L3/6a2-L7/336a6+
Jeśli z obu stron łuku kołowego zastosujemy jako krzywe przejściowe niejednakowo długie łuki róznych klotoid, to otrzymamy niesymetryczna trase krzywo liniową o nierównych stycznych T1 i T2. Orag o danym promieniu R jest w tym przypadku tez położony niesymetrycznie względem prostoliniowych odcinkow trasy, a odsuniecie jego od stycznych gł. Będzie wynosilo dla jednej stycznej H1 a dla drugiejH2. znając kąt , promień R okreu i położenie jego środka S wzgl.obu stycznych, możemy wyznaczyć wartości H1 i H2, a nastepnie katy a także kąt :
Możemy obliczyc parametry a1 i a2 i wszystkie pozostałe wartości par.potrzebne do wyznaczenia w terenie tak zaprojektowanej trasy krzywoliniowej.
W celu przejścia z jednego kierunku prostoliniowego na drugi można używać nie tylko łuku kołowego zakończonego łukami klotoidy, lecz jedynie dwóch łuków klotoidy bez wstawki kołowej. Zespół takich dwóch łuków nazywa się biklotoidą. Mogą być symetryczne o jednakowych parametrach „a” bądź niesymetryczne o różnych parametrach „s”. O dopuszczalnej szybkości ruchu na takiej trasie będzie decydował promień Rmin w wierzchołku, gdzie stykają się dwa łuki.
Biklotoidę stosuje się najczęściej wtedy, gdy kąt zwrotu stycznych jest mały i gdy promień Rmin jest duży. Obliczanie i tyczenie biklotoidy jest znacznie łatwiejsze niż łuku kołowego zakończonego dwoma łukami klotoidy.
4-przypadki wyznaczenia parametru a:
dany Rmin, τ = gama/2, dla kąta τ znajdujemy: l,t,n,x,y Parametr a obliczamy a = Rmin*l
Mnożąc elementy jednostkowe przez parametr a znajdziemy wielkości :L,T,N,X,Y potrzebne do wyznaczenia biklotoidy.
dane długość stycznej T i kąt τ, dla τ wyznaczamy t oraz obliczam :
dane odległość N, kąt τ, obliczamy:
dane długość L1= L2, τ, obliczamy :
3 warunki matematyczne: sumαi=180-β=α; t1=(r1-R2)sinα+(R2-R3)sin(α1+α2)+R3sin(α1+α2+α3)+t2cosβ; w 3 warunku zmienia się cosβ na sinβ, Najczęściej spotykane są przypadki, gdy dane: 1.β, Ri i t1 szukene αi,t2 2.β,t1,t2,R1 szukane: Ri,αi 3.β,α1,R1,t1 szukane: Ri,t2,α2
Ukształtowanie pionowe trasy ma bardzo duży wpływ na bezpieczeństwo ruchu przyszłych użytkowników.
Obliczanie punktów głównych łuku pionowego: Dane :
HA, HB, R, D
Szukane:
HW, H1, H2, i1, i2, t, WS, HS, HP, HK HW=HA+i1*D1
HW= HB-i2(D-D1) H1=HW-HA
H2= HW-HB
i1=
i2=
t=
WS= Hs=Hw-WS HP=HW-i1*t HK= HW-i2*t
Punkty pośrednie łuku pionowego:
yi
HP1= HP+i1*x – y
NIWELETA - projektowany profil podłużny terenu (płaszczyzna pionowa), łączy punkty projektowanej osi drogi, dna rowu, spadku wyrobiska, główki szyn kolejowych itp.
NIWELETA- to obraz drogi w płaszczyźnie pionowej.
Podstawowe warunki, które powinny być spełnione przy projektowaniu niwelety to:
zachowanie parametrów żądanych spadków podłużnych,
niweleta powinna być jak najbardziej zbliżona do powierzchni terenu,
bilansowanie robót ziemnych, jak najmniejsze różnice,
przy spadkach większych niż 1% powinny zostać zaprojektowane łuki pionowe,
należy wyliczyć punkty robót zerowych, tzn. miejsca przecięcia się istniejącego terenu z projektowaną niweletą.
NIWELETA - ISTNIEJĄCY TEREN= PRZEWYŻSZENIE
Met. siatki kwadratów
pow.działki pokrywa się regularna siatka kw. o boku a. objętość V robot ziemnych jest suma objętości graniastosłupow ograniczonych od gory i dołu powierzchniami topograficzną i projektowaną,z boku płaszczyznami przech.przez boki kwadratow. Gdy pow.projektowania jest płaszczyzną poziomą, jej wts.liczy się:
HI-wys.wierzchołków kw. Uczestniczących w obliczeniach pojedynczo na pow.topograficznej; HII-wys.uczest. w obliczeniach 2 razy; HIII-…3x; HIV-…4x; n-lp.kwadratow, na które podzielono pow.dz
Płaszczyzna projektowana,kt.wys.obliczono, dzieli obszar dzialki na pow.wykopów i nasypów. Linia przecięcia się pow.topograficznej z pł.projektowana to linia zerowa robót ziemnych – Ho.
Obj.pojedynczego gran.liczy się: V=a^2/4*(h1+h2+h3=h4), h1,2..-roznice wys.wierzchołkowkw hi=Hi-Ho; a^2-pow.kwadratu. Suma objętości gran.obliczonych oddzielnie dla wykopow i nas. Jest calkowita obj.robót danej dz. V=Vw+VN.
Gdy podstawe gran.przecina linia robot zer., to obj. Wykopu i nas. Jest: VW=(hA+hB/4)*Sw Sw-pow.wykopu/nas., hA,C..-wys.naroży siatki liczone od pł.projektowanej.
Tak to najpierw określamy róznice obj. V=a^2(hA+hB+hC-hD)/4, a nast. Obj.nasypu. VN=1/3*hD*SN, stad VW=V-VN.
Błąd wynikający z tego sposobu liczenia obj.bedzie zal.od dl a boku kwadratu, czyli od liczby n kwadratow skladających się na cala pow.dzialki.
Wpływ błedu wynikający ze sposobu obliczenia met.siatki kw.na dokł.obliczenia obj.gruntow liczymy: mVa=+-1/2*Emax*a^2*pierw.n. sumaryczny błąd określenia obj.
Sposób ten jest powszechnie stosowany do obliczania robót ziemnych przy projektowaniu „budowli” o kształcie wydłużonym. wzór ścisły na obliczenie objętości
1. V = d/3 (F1 + F2 + √(F1F2))
wzór Simpsona
V = d/6 (F1 + F2 + 4FŚR)
wzór Czepsena
V = d/2(F1+F2) - d/6 i (h2-h1)
i – spadek terenu
F1, F2 - pola powierzchni przekrojów poprzecznych; d - odległość między przekrojami
W praktyce projektowania dokładność obliczenia objętości mas ziemi jest ściśle związana z kosztami wykonania robót ziemnych, rozliczanych za ilość jednostek objętości gruntu (m3).
W zależności od charakteru powierzchni terenu stosuje się znane klasyczne metody pomiaru:
-niw. siatkową dla pow. płaskiej lub łagod. nachylonej
-niw. punktów rozproszonych dla pow. falistych
-niwelację przekrojów podłużnych i poprzecznych dla tras komunikacyjnych
-tachimetrię dla terenów o urozmaiconej rzeźbie
Za istotne dla określenia dokładności objętości można przyjąć błąd ukształtowania powierzchni ( 4 cm dla rzędnych w siatce 40x40). Oznaczmy:
mk – wpływ błędu ukształtowania powierzchni na dokładność określenia objętości;
Jeśli przyjmiemy maksymalna wielkość błędu ukształtowania powierzchni terenu ( oznaczoną przez m ), dla kwadratu o boku 40 m, dopuszczonego norma techniczna, będziemy mieli:
mk = 40*40*0,04 = 64m3
przyjmujemy te wielkość za błąd jednostkowy, oraz prawdopodobieństwo popełnienia błędu dodatniego i ujemnego P = ½ , wówczas dla całej powierzchni s niwelowanej powierzchni będziemy mieli:
mk =
gdzie n- liczba kwadratów o boku 40 m , mieszczących się w powierzchni S. Ponieważ: n= S/1600, będzie:
Wskaźnik lub stopień zagęszczenia gruntu zależy m.in. od rodzaju gruntu, jest definiowany jako stosunek objętości gruntu w wykopie do objętości gruntu wbudowanego w nasyp po odpowiednim zagęszczeniu
D=VW/WN; VW=VN D ±0,02D VN
0,02D – ustalona tolerancja stopnia zagęszczenia gruntu; wg Polskiej Normy 0,9<D<1,15
Każda płaszczyzna przechodząca przez środek ciężkości jest płaszczyzną bilansującą roboty ziemne.
średnia wartość współrzędnych XS=Σ xi/n YS=Σ yi/n ZS=Σ zi/n
jeżeli pł. bilansująca ma zadany kierunek najw. spadku α i wart. najw. spadku k to równanie płaszcz. to:
(kcosα)x + (ksinα)y – z + Ho = 0 Ho = - XSkcosα - YSksinα + ZS
jeżeli projektowana płaszcz. ma przechodzić przez 2 p-kty
1=(x1, y1, z1) i 2=(x2, y2, z2) to
(x1-XS)kcosα + (y1-YS)ksinα - (z1-ZS) =0 (x2-XS)kcosα + (y2-YS)ksinα - (z2-ZS) =0 kcosα i ksinα dają tgα i liczymy α
jeżeli projektowana płaszcz. ma przechodzić przez 1 dany p-kt i ma określony max spadek wzdłuż kierunku α to mamy jedno r-nie; (x1-XS)kcosα + (y1-YS)ksinα - (z1-ZS) =0
jeżeli projektowana płaszcz. ma przechodzić przez 1 dany p-kt i ma określony max spadek k to mamy jedno r-nie;
(x1-XS)kcosα + (y1-YS)ksinα - (z1-ZS) =0 dołączamy równanie sin2α+cos2α=1 i wyliczamy α
Projektowanie płaszcz. minimalizujących roboty ziemne
dla każdego p-ktu o znanych wsp. zestawiamy r-nie vi = (x1-XS)kcosα + (y1-YS)ksinα - (z1-ZS)
r-nie te wagujemy proporcjonalnie do powierzchni otaczającej dany p-kt i rozwiązujemy wg [pvv] = min
projektowana płaszcz, ma zminimalizować roboty ziemne i zbilansować je. Wtedy dla każdego p-ktu o znanych X i Y zestawiamy następujące r-nie aproksymujące:
vi = eX xi + ey yi + z0 - zi
eX – nachylenie pł. wzdłuż osi OX ey – nachylenie pł. wzdłuż osi OY z0 – przecięcie pł. z osią OZ
Metoda przekrojów poziomych z mapy warstwicowej
V = h/2 Σ(Si+Si+1) + Δh/3*Sn
V = a2/2 * 1/3(h1+h2+h3) Met. p-tów rozproszonych V = 1/3 S1(h1+h2+h3)
2 2 2 2 2
mV =(VmS/S) +(S/3) 3mh +mVu
2 = 0,6 Q S√b
Q – współczynnik bogactwa mikro-rzeźby (0,005 – 0,01) b – średnia długość celowej
Na dokł określenia objętości składają się następujące błędy: mK – bł. ukształt. pow. terenu
mg – bł. zagęszczenia gruntów
mW – wpływ dokł. materiałów wyjściowych.
mK – bł. ukształt. pow. terenu
ε = R – x; x = √(R2-a2/4)
Błąd obliczonej objętości ze wzgl. na ukształtowanie terenu wynosi
2 = S ε = n a2 ε
Wskaźnik lub stopień zagęszczenia gruntu zależy m.in. od rodzaju gruntu, jest definiowany jako stosunek objętości gruntu w wykopie do objętości gruntu wbudowanego w nasyp po odpowiednim zagęszczeniu
D=VW/WN; VW=VN D ±0,02D VN
0,02D – ustalona tolerancja stopnia zagęszczenia gruntu; wg Polskiej Normy 0,9<D<1,15
Można wyróżnić dwa podstawowe źródła błędów określenia objętości: błędy pomiarów i opracowań map, na które składają się:
-błąd odwzorowania terenu -błąd pomiaru rzeźby terenu -błąd opracowania mapy warstwicowej błędy obliczania objętości, wynikające z przyjętego sposobu obliczeń Błąd odwzorowania terenu
Powierzchni terenu nie można odwzorować wiernie Każdy pomiar rzeźby terenu stanowi aproksymacje powierzchni terenu powierzchnią topograficzną, czyli powierzchnią określoną zbiorem punktów o znanych współrzędnych w przyjętym układzie odniesienia. Geodeta, dokonując pomiaru powierzchni terenu dzieli ją na szereg płaszczyzn, najczęściej trójkątnych, przez wyznaczenie współrzędnych wierzchołków figur. W rzeczywistości pomiędzy trzema punktami tworzącymi płaszczyznę rozpięty jest pewien płat powierzchni terenu o nieregularnej krzywiźnie.
Punkty powierzchni terenu mogą względem danej płaszczyzny przyjmować różne położenia:
wszystkie nad płaszczyzną (powierzchnia wypukła) wszystkie pod płaszczyzną (powierzchnia wklęsła)
cześć punktów nad, część pod, a wobec tego część również na płaszczyźnie
: Vi = E(ei)Si
W rozpatrywanym punkcie odległości ei są błędami prawdziwymi odwzorowania terenu i jak wiadomo mogą być z dostatecznym przybliżeniem określone na drodze pomiaru. Z uwagi na skończoną liczbę punktów powierzchni, w których możemy dokonać pomiaru, wartość oczekiwaną E(ei) zastąpimy średnim błędem odwzorowania terenu:
gdzie ei – odległość pomiędzy powierzchnią terenu a płaszczyzną powierzchni topograficznej, pomierzona w punkcie i z dokładnością
umożliwiającą uznać ją za błąd prawdziwy; n – liczba pomierzonych odległości.
Wpływ błędu odwzorowania terenu na dokładność obliczenia objętości gruntu będzie zależna od charakteru terenu. Jeżeli teren jest zróżnicowany pod względem ukształtowania powierzchni, tzn. gdy wymienione pod (a), (b), (c) położenia powierzchni terenu względem płaszczyzny topograficznej występują w przybliżeniu z jednakową częstotliwością na całym obszarze objętym robotami ziemnymi, wówczas ze względu na jednakowe prawdopodobieństwo wystąpienia dodatnich i ujemnych błędów odwzorowania terenu ei można napisać:
gdzie:
mVz – wpływ błędu odwzorowania terenu na dokładność obliczenia objętości gruntu mz – średni błąd odwzorowania terenu
S0 – pole średniego trójkąta utworzonego przez punkty pomiaru rzeźby terenu n – liczba trójkątów na obszarze o powierzchni S
Prześwit- jest to odległość między wewnętrznymi krawędziami szyn toru, mierzona na wysokości 14mm poniżej powierzchni tocznych.. Na odcinkach prostych i łukach o R ≥ 300m wynosi. 1435mm. Dla R<300m prześwit należy powiększyć.
Rozstaw- odległość między osiami dwóch sąsiednich torów. Na szlaku linii dwutorowej nie może być mniejszy od 3,5m.
Jeżeli R< 350m to rozstaw 3,5m należy powiększyć o poszerzenie. Rozstaw min. 3.5 m, 4.0 m do 4.7 m w przypadku ustawienia sygnałów kolejowych. Jeżeli promień dwóch linii kolejowych leżących w łuku jest mniejszy od 350 m, to rozstaw powiększa się od 20 – 1100 mm.
Przechyłka torów – jest to różnica wysokości toków szyn w torze. Jej wartość zależy od: promienia łuku, prędkości, siły odśrodkowej i ciężaru własnego.
Przechyłkę stosuje się dla łuków o R ≤ 4000 m. Przechyłka toru:
h=b*tgα
F=c*tgα tgα=h/b=F/c
h=F/c*b, ponieważ: F=mv^2/R, c=m*g h=(v^2/R*g)*b
Jeżeli h przyjmiemy w mm, a v w km/godz. b=1435~1.5 m h=11.8 v^2/R lub h=600v/R (wzór doświadczalny)
W rozjeździe rozróżnia się dwa kierunki torów: kierunek toru zasadniczego (prosty) oraz kierunek toru odgałęźnego ( w łuku). Rozjazd wyznaczają punkty zaznaczone na osi toru zasadniczego i odgałęźnego. Będą to punkty A-początek rozjazdu, PiP’- koniec rozjazdu, M-środek rozjazdu α- kąt rozjazdu(zawarty między kierunkami obydwu osi).Wyrażany jest najczęściej za pomocą ułamka l:n, zwanego skosem rozjazdu. Odległość od punktu początkowego do środka rozjazdu (odcinek a) oraz środka rozjazdu do punktów końcowych ( odcinki pip') zależy od typu rozjazdu i jego konstrukcji. Typ rozjazdu podawany jest najczęściej w skróconej formie, np.S45-500-1:12,gdzie s- typ szyny, 500 – promień toru odgałęźnego , 1:12 – skos rozjazdu
Kąt α zawarty między kierunkiem osi toru zasadniczego a kierunkiem osi toru odgałęzionego, nosi nazwę kąta rozjazdu. Wyrażany jest najczęściej za pomocą ułamka 1:n, zwanego skosem rozjazdu.
Połączenie dwóch torów równoległych dwoma rozjazdami o jednakowym skosie Tyczenie rozpoczyna się od wyznaczenia punktów A1, M1 i P1 wzdłuż osi toru 1.
Następnie wyznacza się punkt M2 przez wystawienie prostopadłej d (rozstaw osi toru 1 i 2) z punktu B, leżącego na osi toru 1 w odległości b = n
⋅ d od punktu M1.
Prawidłowość wyznaczenia punktu M2 sprowadza się przez pomiar odcinka M1 M2. Odcinek ten powinien być równy wielkości określonej z wzoru M1 M2 = d / sinα.
Po wytyczeniu punktu M2 wyznacza się punkty A2 i P2, leżący na osi toru 2, w odległości a2 i p2 od punktu M2. Pozostałe punkty (P’1 i P’2) wyznacza się przez odmierzenie wzdłuż prostej M1 M2 odcinków p1’ od punktu M1 i p2’ od punktu M2. Między punktami P’1 i P’2 powstanie prosta, której długość będzie równa
w = M1 M2 - (p’1 + p’2).
35) Poszerzenie torów:
Na stacjach istniejących może zachodzić potrzeba poszerzenia międzytorza. Większość poszerzenia e, o jaką należy zwiększyć rozstaw, zostaje określona w projekcie przebudowy. Przejście od toru „z” do nowo projektowanego położenia toru ”z , ” odbywa się po łuku odwrotnym. Odcinek L, odpowiadający rzutowi długości łuku odwrotnego, przy większych poszerzeniach oraz większych szybkościach kursujących pociągów nie powinien być krótszy od 200m. Dopuszcza się ewentualne zmniejszenie tej odległości do 100m. W celu wytyczenia przejścia do nowo projektowanego toru należy określić promień łuku odwrotnego oraz długości odcinka L. Przy założeniu, że promienie te będą sobie równe, wartości ich obliczamy ze wzoru:
gdzie:
V- szybkość największa pociągu kursującego
Długość odcinka „L” wyznacza się na podstawie znanych wielkości e i R:
Położenie punktów głównych łuku odwrotnego określa się w stosunku do punktu T3, którego położenie określone jest w projekcie. Punkt T1 wyznacza się więc przez odłożenie po kierunku osi toru 2 odcinka L, począwszy od punktu T3 .
Następnie określamy kąt α ze wzoru:
Jeśli zamiast R podstawimy
to otrzymamy:
Kąt α możemy wyznaczyć również z innego wzoru :
Z porównania powyższych wzorów otrzymujemy :
gdzie e- pomijamy z tego
Mając długość stycznej określamy położenie punktu W1 i W2 .W1 jest na osi toru 2 w odległości „t” od punktu „T1”, a punkt W2 na osi toru 2’ , a w odległości „t” od punktu T3 . Punkt T2 będzie się znajdował w połowie odcinka W1W2 , gdzie x= L/2, odkładane po osi toru 2 począwszy od punktu T1 , oraz y= e/2 . Oprócz punktów głównych łuku odwrotnego należy jeszcze wyznaczyć punkty szczegółowe. Ponieważ poszerzenie jest zazwyczaj niewielkie, wszystkie punkty szczegółowe łuku odwrotnego są tworzone od jednej stycznej, za którą przyjmuje się oś toru 2.
Wielkości „y” dla pierwszego łuku obliczane są ze znanego wzoru: y= x2/2R
Wielkość „y” możemy obliczyć również jako funkcje L i e. Więc można napisać: i dalej
Rzędne drugiego łuku oblicza się na podstawie rzędnych łuku pierwszego z zależności: yn = e
yn-1= e – y1 yn-2= e – y2
yn-k= e – yk
Projekt regulacji krzywoliniowego odcinka toru ma na celu ustalenie poprawnego przebiegu dla toru istniejącego i określenie wielkości przesuniec, jakie należy nadac poszczególnym punktom toru aby przyjał on zalozone położenie.
Metoda ta polega na sporządzeniu wykresów krzywej toru istniejącego i krzywej projektowanej dla etgo toru, w odp.odwzorowaniu.na podst. Tych 2 wykresow tworzy się trzeci.-tzw.wykres przesuniec, z kt.mozna w prosty sposób odczytac wielkośc przesunięć dla każdego pkt.krzywej istniejącej.
Jeśli an osi x będą odkladane dł.odcinkow krzywej Li=i*del.L, a wzdłuż osi y odp.kąty zwrotu alfai , to po połaczeniu wyznaczonych w ten sposób pkt.otrzymamy inny obraz krzywej. Tak odwzorowana krzywa nazywa się wykresem kątów.
Przy odkladaniu dl.L i alfa trzeba zastosowac skale dł. Cx oraz skale katow Cy. dla nieskończenie malych odcinkow krzywej: Dx=Cx*Dl; Dy=Cy*dalfa, bo dalfa=Dl/r, wiec Dy=CydL/r.
Przy budowie mostów, zapór itp. zachodzi potrzeba przeniesienia wysokości przez przeszkody wodne. Stosuje się met. niwelacji geo- metrycznej lub trygonometrycznej przy użyciu tarcz bisekcyjnych.
Na łacie A wykonuje się odczyt wstecz, następnie (przy spoziomowanej osi celowej) celujemy na łatę na reperze B. Pomiarowy przesuwa tarczę bisekcyjną do momentu pokrycia poziomej kreski krzyża i środka tarczy. Należy wykonać kilka serii pomiarów by wyeliminować błędy. Z różnicy odczytów A i B otrzymuje się różnicę wysokości.
zasada przedstawiona jest na rysunku.
Przewyższenie ΔH można obliczyć trzykrotnie na podst. kątów α, β, γ. Chcąc zwiększyć dokładność wyznacz. ΔH należy przeprowadzić obserwacje jednocześnie z dwóch stanowisk po obu brzegach przeszkody.
Na p-ktach 2 i 4 ustawia się statywy z tarczami bisekcyjnymi i mierzy się wysokości tarcz nad p-ktami oraz między tarczami. Teodolity ustawia się na p-ktach 1 i 3. Obserwacje kątów pionowych wykonuje się jednocześnie. Mierzy się również kąty poziome.
Dokł. określenia różnicy wys. tą met. oblicza się ze wzoru: mh=√[(tgα+(1-K/r)D0)mdo]2+(dom/cos2α)2 + (domK/2r)2
α - kąt pionowy
K – współczynnik refrakcji r – promień kuli ziemskiej
do – odległość między p-ktami
Na błąd przyrostu wysokości największy wpływ ma błąd pomiaru kąta pionowego, wpływ odległości nie ma większego znaczenia.
ΔH = it +Dtgα - is + D2[(1-K)/2r]
Sytuacyjne(XY),wysokościowe(H), przestrzenne(XYH). Wszystkie dzielą się na podstawowe – szczegółowe – budowlano-montażowe. Osn. dzielą się na osn. dowolnego kształtu, regularne, układ baz, sieci wydłużone, zakładane techniką GPS.Podst. osn. real. wiąże tyczoną inwestycję z otaczającym terenem i uzbrojeniem. Szczegół. osn. real. służy do bezpośredniego oparcia pomiarów realizacyjnych. Podst. osn. real. to pozioma osn. II kl. i wysokościowa II kl. Projektowanie to 1)czynności wstępne. 2)prace projektowe. AD.1)analiza dan ych wyjściowych (inform. o terenie, osnowie, plan realizacyjny inwestycji, założenia techniczne i dokładnościowe) projektu i przegląd stosowanych rozwiązań danego zadania. AD.2)projektowanie obejmuje 3 etapy analiz i ustaleń (geometria sieci i obserwacje wiążące; dokładności obserwacji; szczegóły realizacji i opracowania wyników). Do wykonania projektu sieci niezbędny jest plan realizacyjny danej inwestycji – zawiera rozmieszczenie wszystkich zaprojektowanych obiektów i urządzeń na tym terenie. Projektując sieć należy tak usytuować jej p-kty w terenie, by służyły do pomiarów przez cały okres realizacji inwestycji
Cel: ustalenie z jaka dokładnością pomierzyć kąty i długości w osnowie realizacyjnej oraz z jaką dokładnością odłożyć kąty α, β i długości dl,d2 żeby błąd wzajemnego położenia punktów 1,2 nie przekroczył 1cm.
2 2 2 2 2
mtd = mfd + m d(α,d) gdzie: mtd błąd tyczenia , mfd - blad osnowy podstawowej [średni błąd wynikający z dokładności osnowy, średni błąd wynikający z
dokładności tyczenia (brak obserwacji nadliczbowej)]
2 = m 2 (F TQF ) + m 2 (α,d) gdzie:m - średni błąd jednostkowy po wyrównaniu Q - macierz współczynników wagowych (macierz kowariancji
X, Y osnowy) Fd - macierz funkcyjna - macierz jednokolumnowa pochodnych cząstkowych funkcji d2= (xj – xi)2 + (yj – yi)2
uzasadnienie drugiego wzoru xp = X (xi, yi , βi, di) ; YP = y (xi, yi, βi, di) ®cov(xp,yp) = Fp *cov(X, Y, β, d) FpT gdzie:
*cov(xp,yp) - macierz kowariancji dla współrzędnych punktu P
*cov(X, Y, β,d) kowariancja wsp. pkt. osnowy (X,Y) i dla elementów (β,d) odkładanych podczas tyczenia punktu P
*Fp maciez pochodnych cząstkowych dla funkcji
Mając daną osnowę z pomierzonymi kątami i długościami ustalamy liczbę obserwacji nadliczbowych i wybieramy parametry f =n- r
Gdzie f to liczba obserwacji nadliczbowych r- liczba obserwacji koniecznych
n- liczba niewiadomych
następnie obliczmy współrzędne przybliżone punktów osnowy. Ze współrzędnych przybliżonych obliczamy kąty i długości (przybliżone wartości wielkości mierzonych), a następnie macierze A,L,P.
l= αobl- αobs
l= dobl- dobs
L to macierz wyrazów wolnych P to macierz wag
c/m2 0 0
P= 0 c/m2 0
0 0 c/m2
obliczamy wartości przyrostów dx oraz dy, możemy to zrobić dwiema metodami:
AtPAdx+ ATPL=0
metoda nieoznaczona: dx= -(ATPA)-1 ATPL metoda oznaczona: [ATPA| ATPL]= RT[R|LR] Rdx+ LR=0 stąd obliczamy dx
Po obliczeniu przyrostów do współrzędnych dx i dy obliczamy poprawki V V=Adx+L
Przyrosty dodajemy do współrzędnych przybliżonych, poprawki zaś do wartości obserwowanych. Pierwszy etap kontroli: S=VTPV
S’= LTPL+ LTPadx S=S’
Obliczamy wyrównane obserwacje. Np. dwyr= dobs +V Obliczenie wyrównanyc współrzędnych Xwyr= Xprzybl +dx
Drugi etap kontroli: sprawdzamy czy wartości obliczone z wyrównanych współrzędnych są równe wyrównanym po dodaniu poprawek Analiza dokładności:
2= (VTPV)/(n-r)
błędy średnie wyznaczonych parametrów dla metody nieoznaczonej
2 T -1 2
Cx= mo *( A PA) = mx
cov(x,y) my
cov(x,y)
2 2
błąd położenia punktu mp= √( mx + my )
błędy średnie wyrównanych wielkości metodą nieoznaczoną: mi = m0 * F (A PA) F, gdzie: F= δF/δx1
δF/δx2
błędy średnie wyrównanych wielkości metodą oznaczoną mi = m0 *FR FR, gdzie
RT FR = F
zmiana kształtu lub objętości albo zmiana kształtu i objętości obiektu powodująca zmiany wzajemnych odległości jego punktów Rodzaje:
odkształcenie liniowe – względna zmiana długości odcinka między dwoma punktami
odkształcenia postaciowe – zmiana wartości kątów zawartych między kierunkami łączącymi punkty obiektu 3.odkształcenia objętościowe – względna zmiana objętości obiektu na skutek jego odkształceń liniowych albo postaciowych lub jednocześnie liniowych i postaciowych 4.odkształcenia trwałe – odkształcenia, które po ustąpieniu przyczyny pozostają
odkształcenia sprężyste – odkształcenia, które po ustąpieniu przyczyny ustępują
odkształcenia graniczne – wielkość odkształcenia, której przekroczenie uniemożliwia montaż konstrukcji albo normalne użytkowanie konstrukcji lub podłoża wobec utraty przez nie zdolności przenoszenia obciążeń
zmiana położenia obiektu, przesunięcie, obrót lub przesunięcie i obrót, przy którym wzajemne odległości wszystkich punktów obiektu nie ulegają zmianie. Rodzaje przemieszczeń:
pzemieszczenia trwałe – przemieszczenia, które po ustąpieniu przyczyny pozostają
pzemieszczenia bezwzględne – zmiana położenia punktu zaistniała w rozpatrywanym okresie czasu i wyrażone przez wektor przemieszczenie w stałym układzie odniesienia
pzemieszczenia względne – zmiana położenia punktu w okresie czasu i wyrażone przez wektor przemieszczenie w niestałym układzie odniesieni
Stały układ odniesienia – układ współrzędnych, w których wyrażone są przemieszczenia punktów i obiektów, wyznaczonych przez zastabilizowane punkty sieci kontrolnej zdefiniowane jako stałe
niestały układ odniesienia – układ współrzędnych, w których wyrażone są przemieszczenia punktów i obiektów, wyznaczonych przez zastabilizowane punkty sieci kontrolnej, których stałości nie sprawdzono
przemieszczenie nietrwałe – przemieszczenie, które po ustąpieniu przyczyny ustaje
przemieszczenia graniczne – wielkość przemieszczeń, której przekroczenie uniemożliwia montaż konstrukcji albo normalne użytkowanie konstrukcji lub podłoża
Metoda pomiaru zastosowana do wyznaczenia przemieszczeń zależy od 3 czynników:
-szybkości zmian zachodzących na badanym obiekcie
-rodzaju wyznaczanych przemieszczeń: poziome(dwie składowe w płaszczyźnie poziomej i czas), pionowe(jedna składowa w linii pionu i czas), przestrzenne(trzy składowe, X,Y,Z i czas), względne lub odniesione do stałych punktów.
-wymaganej dokładności wyznaczanego przemieszczenia.
Metody te oparte są na stosowaniu następujących instrumentów pomiarowych:
-ekstensometr, tensometr, pochyłomierz, szczelinomierz, klinometr, wahadło, inklinometr.
Przemieszczenie – prace projektowe, obliczeniowe, pomiarowe prowadzące do określenia: wektora zmiany położenia obserwowanych punktów reprezentujący badany obiekt.
Metody opracowania: wyznaczamy funkcje el. Kątowych i liniowych w osnowie, wyznaczamy współrzędne p-ów kontrolowanych, po pół roku znowu współrzędne, α,β, d
Opracowanie wyników pomiaru – metoda parametryczna
Metoda parametryczna opracowanie wyników 1.Obserwowanie kierunków na j stanowiskach:
gdzie:
parametry to współrzędne przybliżone p-ów obserwowanych Vjk- poprawka do obserwacji kierunku
dxkdykdxjdyj- poprawka do parametrów
Sj- niewiadoma określająca skręt pęk na stanowisku Kjk- kierunki obserwacji
Kjk - kierunki obliczone na podstawie xP i yp
Kąty poziome:
Długości:
-V+AX=L *
Zgodnie z zasadą: VTPV minimalne rozwiązanie układu równań * pow. do funkcji macierzowej
Pochodna cząstkowa macierzy X przyrównujemy do 0 – układ równań normalnych
m- liczba r-ań obserwacyjnych n- liczba niewiadomych
DANE:
Hst , Hi, d, α, β
Kolejność obliczeń:
Wysokości punktów (H1 , H2 , H3):
inwentaryzacja pełną (kompletną)-polega na opracowaniu kompletnej dokumentacji obiektu; dokumentacji podobnej do tej, na podstawie, której obiekt został zbudowany. Wynikiem pełnej są zwykle oprócz mapy sytuacyjnej, rzuty poziome, przekroje pionowe, rysunki elewacji, rysunki detali architektonicznych,
inwentaryzacja częściowa- może obejmować tylko niektóre części obiektu np. rzut poziomy przyziemia lub rysunek jednej elewacji. Jest zwykle wykonywana, gdy zachodzi potrzeba opracowań projektu nadbudowy lub projektu budowli, która ma być realizowana w bezpośrednim sąsiedztwie z danym obiektem
-inwentaryzacje branżową” i inwentaryzacje geodezyjną”, dla podkreślenia rodzaju elementów, które mają być przede wszystkim uwzględnione przy inwentaryzacji danego obiektu.
Zwykłe pomiary inwentaryzacyjne wykonywane są z dokładnością ±1÷3 cm.(budynki,mosty,wiadukty).
± 10 cm- budowle ziemne, przewodów podziemnych (przed zasypaniem ±1÷3 cm.
± 2÷3 mm- inwentaryzacja torów kolejowych lub suwnicowych oraz budowli zabytkowych, wykonywana do celów badawczych.
Przez podziemne uzbrojenie terenu rozumiemy istniejące w terenie urządzenia sieci przewodów: wod., kanal., ciepln., gaz., elektr., telekom. i innych. Urządzenia te, zgodnie ze standardami, powinny być geodezyjnie zinwentaryzowane w trakcie prac, przed ich zasypaniem.
Inwentaryzacji urządzeń (przewodów) podziemnych dokonuje się na dwa sposoby:
-pomiar w wykopie,
-pomiar na podstawie wskazań aparatury wykrywającej przewody podziemne.
Przekopy wykonuje się w sytuacji występowania zakłóceń pola elektromagnetycznego przewodów i niemożności określenia ich położenia wykrywaczem oraz przy dużej liczbie przewodów na różnych głębokościach, równoległych i krzyżujących się.
Wykrywacze mogą działać na różnych zasadach, ale najpopularniejsza jest metoda indukcyjna.
Nadajnik lokalizatora (postawiony nad przewodem) wytwarza zmienne pole magnetyczne, które jest zakłócane przez badany przewód, lokalizacja położenia przewodu polega na przemieszczaniu anteny ustawionej pionowo w dół, nad powierzchnią terenu i śledzenie reakcji odbiornika.
Gdy antena lokalizatora przybliża się do miejsca, pod którym znajduje się przewód, odczyt wskaźnika potencjometru wzrasta, a sygnał dźwiękowy staje się bardziej intensywny. Następnie, gdy antena jest już nad przewodem zarówno wskaźnik potencjometru, jak i sygnał dźwiękowy maleją do minimum. W ten sposób określamy miejsce, pod którym znajduje się przewód.
Aby określić głębokość zalegania przewodu, ustawiamy antenę pod kątem 45° stosunku do poziomu i przesuwamy nad terenem, aż do uzyskania efektów jak przednio. Ponieważ antena ustawiona była pod kątem 45° w stosunku do poziomu to odległość anteny od osi przewodu jest identyczna jak głębokość zalegania przewodu (bo tangens 45°=1). W celu sprawdzenia tych wskazań powinniśmy czynność powtórzyć z drugiej strony lokalizowanego przewodu
wymaga ona łączenia nadajnika bezpośrednio z przewodem. Stosując tę metodę przed uruchomieniem nadajnika , należy jeden z wyjściowych zacisków połączyć za pośrednictwem przewodnika z dowolnym dostępnym punktem poszukiwanego przewodu , a drugi z wyjściowych zacisków należy uziemić. Odległości pomiędzy odbiornikiem, miejscem uziemienia i miejscem połączenia z szukanym przewodem nie mogą być zbyt małe. Szczególnie należy starać się o większe oddalenie od miejsca uziemienia.
Wyznaczenie trasy przewodu zaczynamy zwykle od ustawienia nadajnika, uziemiacza i wykonania połączeń, po czym obchodzimy miejsce połączenia nadajnika z szukanym przewodem w promieniu od 2 do 15 m ( zależnie od warunków miejscowych wskaże bliskość przewodu podziemnego ). Dalszy tok postępowania przedstawia rysunek:
Bezpośrednia (przed zasypaniem) i pośrednia (pomiar rzędnej osi przewodu) tachimetrem. Dzieli się na szczegółową i zbiorczą, a oprócz tego inwent. może być schematyczna lub bramowa. Metody inwent pośredniej: 1. indukcyjna (wykorzystuje zmienne pole elektryczne oraz generator drgań i nadajnik)
b1=(a1+h)tgalfa; b2=(a2+h)tgalaf; a1=a2=a; h=h1+h2/2
2. galwaniczna (podłączenia przewodu). Met galwaniczna jest nieznacznie dokładniejsza od indukcyjnej. Wyzn poł przewodu met ind.
1. sygnał w momencie natrafienia na przewód (nadajnik wysyła fale w promieniu 5m, ciągle przesuwamy nadajnik i w ten sposób wykrywamy przewód) 2. siatka kwadratów – nadajnik na kolejnych narożnikach siatki 3. wyzn kierunku podłączenia lub załamania przewodu 4. wyzn poł przewodów leżących blisko siebie (gdy d>1m można wyzn poł, gdy d<1m – poł przybliżone).
analityczne -mapa numeryczna projektowana w oparciu o związki matematyczne, graficzne - mapa analogowa, dane do wyniesienia odczytane z mapy ,
analityczno-graficzne - mapa analogowa, dane do wyniesienia częściowo odczytane z mapy częściowo odczytane i obliczone z warunków geometrycznych np.: linii zabudowy, osi konstrukcyjnych, osi dróg itp. Ogolnie: 1. ustalenie lokalnego ukł. wsp. osn. realiz. i obl. wsp. 2. wyz- nacz. danych geod. do określenia transf. X’ Y’ planu realiz. na wsp. w ukł. geod. 3. obl. XYZ p-tów ok.-reślających główne elementy planu realiz.
4. obl. bł. elem. liniowych i kątowych służących do wyznacz. p-tów. 5. obl. elem. Kontrolnych
Metody opracowania geodezyjnego: a)Analityczna – mapa numeryczna, projektowanie w oparciu o związki matematyczne b)Graficzna – mapa analogowa, dane do wyniesienia odczytane z mapy c)Analityczno – graficzna – mapa analogowa, dane do wyniesienia częściowo odczytane z mapy, częsiowo obliczone z warunków geometrycznych, np. linii zabudowy, osi konstrukcyjnych , osi dróg, itp
xP=xP(β,d) yP=yP(β,d)
mx=√(dx/dd)2md +(dx/dβ) m β
my=...
2 2
mp=mx +my
xP=xp(X,Y, β,d) (1)
yP=yP(X,Y,β,d) (1)
gdzie:
X,Y-współrzędne p-tów osnowy
β,d- elementy kątowe i liniowe odkładane podczas tyczenia cov(xP, yP)= FP cov(X,Y, β,d) FPT (2)
gdzie:
cov(xP, yP)- macierz kowariancji dla X,Y punktów osnowy oraz dla odkładanych podaczas tyczenia elementów(β,d) FP-macierz pochodnych cząstkowych dla funkcji (1)
Lub w formie blokowej: