MĚRĚNÍ JEŘÁBOVÝCH DRAH
Proč měřit jeřábové dráhy
K měření geometrie jeřábové dráhy může mít provozovatel několik důvodů:
- splnění povinnosti provádět pravidelné kontroly (geodetické zaměření je součástí výchozí a podrobné prohlídky podle ČSN 73 2604)
- odhalení příčiny poruchy (nejčastěji opotřebení kolejnic a pojezdových kol jeřábu)
- zjištění velikosti úchylek jako podklad pro rovnání dráhy
- přejímka nové nebo opravené dráhy
Zdaleka nejčastějším důvodem pro měření geometrie jeřábové dráhy je provádění prohlídek ocelové konstrukce podle ČSN 73 2604. Výsledek měření geometrie dráhy po vás bude požadovat také revizní technik jeřábu v souladu s článkem 14.2 ČSN 27 0142.
ČSN 73 2604 rozlišuje následující druhy prohlídek:
- Výchozí prohlídka
Provádí se u nových konstrukcí v rámci přejímky. U starších konstrukcí tam, kde výchozí prohlídka nebyla provedená (chybí záznam s výsledky) nebo kde neexistuje řádně vedená provozní dokumentace. Provede se kontrola úplnosti dokumentace. Kontroluje se podrobně soulad konstrukce s dokumentací, kvalita šroubových a svarových spojů a protikorozní ochrana. Nejsou-li z dokumentace dostatečně zřejmé mechanické vlastnosti použitého materiálu, provede se i ověření těchto vlastností. Konstrukce se má geodeticky zaměřit.
- Běžná kontrolní prohlídka
Spočívá v kontrole stavu konstrukce, která se provádí vizuálně, případně za použití jednoduchých pomůcek. O výsledku kontroly se vyhotoví zápis, který se stává součástí provozní dokumentace. Smyslem běžné prohlídky je jednoduchou, ale častou kontrolou odhalit vady, které by mohly způsobit poškození konstrukce nebo ohrozit její bezpečnost, pokud nebudou odstraněné včas.
- Podrobná kontrolní prohlídka
Provede se důkladná kontrola stavu konstrukce a geodetické zaměření dráhy. Zkontroluje se úplnost dokumentace a soulad konstrukce a jejího zatížení s dokumentací.
- Mimořádná prohlídka
Provádí se v případě závažných zjištění při pravidelné (běžné a podrobné) prohlídce, případně po mimořádné události, která mohla způsobit poškození konstrukce (požár, pád břemena na konstrukci, náraz dopravního prostředku, přetížení konstrukce apod.). Rozsah mimořádné prohlídky se určí v zápisu o provedení pravidelné prohlídky, případně podle rozsahu a povahy mimořádné události. Smyslem mimořádné prohlídky je podrobné prozkoumání a posouzení zjištěných vad osobou s potřebnou kvalifikací.
Jak často by se měla jeřábová dráha měřit
Četnost kontrolních prohlídek stanoví ČSN 73 2604 v závislosti na třídě následků poruchy konstrukce podle přílohy B ČSN EN 1990:
| Třída následků | Popis | Příklady staveb |
|---|---|---|
| CC3 | Velké následky s ohledem na ztráty lidských životů nebo významné následky ekonomické, sociální nebo pro životní prostředí | Stadiony, budovy určené pro veřejnost, kde jsou následky poruchy vysoké (např. koncertní sály) |
| CC2 | Střední následky s ohledem na ztráty lidských životů nebo značné následky ekonomické, sociální nebo pro životní prostředí | Obytné, administrativní a průmyslové budovy a budovy určené pro veřejnost, kde jsou následky poruchy středně závažné. |
| CC1 | Malé následky s ohledem na ztráty lidských životů nebo malé / zanedbatelné následky ekonomické, sociální nebo pro životní prostředí | Zemědělské budovy, kam lidé běžně nevstupují (např. budovy pro skladovací účely, skleníky) |
Jeřábové dráhy budou zpravidla zařazené do třídy CC2, výjimečně do třídy CC1. Naprostá většina jeřábových drah patří mezi konstrukce výrazně dynamicky namáhané.
Intervaly prohlídek podle ČSN 73 2604:
| Druh prohlídky | Třída následků | |
|---|---|---|
| CC1 + CC2 | CC3 + výrazně dynamicky namáhané | |
| Běžná kontrolní prohlídka | 5 let | 1 rok |
| Podrobná kontrolní prohlídka | 10 let | 5 let |
Podrobná kontrolní prohlídka a zaměření jeřábové dráhy se tedy provádí každých 5 let. Výjimkou jsou dráhy pojížděné jeřáby třídy S0 podle ČSN EN 13001-1. Ty se nepovažují za dynamicky namáhané konstrukce a interval podrobných prohlídek a měření je u nich stanoven na 10 let.
Tolerance rozměrů a tvaru jeřábových drah
Tolerance rozměrů a tvaru jeřábových drah jsou v současné době obsažené ve třech platných technických normách, ČSN 73 5130, ČSN EN 1090-2 a ČSN ISO 12488-1.Tolerance podle ČSN 73 5130:
| Kritérium | Parametr | Hodnota |
|---|---|---|
| Vodorovné úchylky | ||
| Umístění kolejnice v půdoryse | vodorovná odchylka od projektované osy kolejnice | ±10 mm |
| Tolerance rozchodu | pro s ≤ 10 m | ±3 mm |
| pro s > 10 m | ±[3+(s-10)/4] mm | |
| Rozdíl v poloze dvojice narážek na stejném konci dráhy | rozdíl ve vzdálenosti od kolmice k podélné ose dráhy | ≤ 10 mm |
| Svislé úchylky | ||
| Rozdíl mezi nejvyšším a nejnižším místem dráhy | 20 mm | |
| Rozdíl ve výšce protilehlých kolejnic | 10 mm | |
| Maximální podélný sklon kolejnice | 3‰ | |
| Místní úchylky | ||
| Místní přímost kolejnice (vodorovná úchylka) | přímost kolejnice na délce měřidla (pravítka) 2 m | 1 mm |
| Místní přímost kolejnice (svislá, výšková úchylka) | přímost kolejnice na délce měřidla (pravítka) 2 m | 2 mm |
s = rozchod v metrech
Tolerance podle ČSN EN 1090-2:
| Kritérium | Parametr | Hodnota | |
|---|---|---|---|
| toleranční třída 1* | toleranční třída 2* | ||
| Vodorovné úchylky | |||
| Umístění kolejnice v půdoryse | vodorovná odchylka od projektované osy kolejnice | ±10 mm | ±5 mm |
| Tolerance rozchodu | pro s ≤ 16 m | ±10 mm | ±5 mm |
| pro s > 16 m | ±[10+(s-16)/3] mm | ±[5+(s-16)/4] mm | |
| Rozdíl v poloze dvojice narážek na stejném konci dráhy | rozdíl ve vzdálenosti od kolmice k podélné ose dráhy | s/1000 ale ≤ 10 mm | s/1000 ale ≤ 10 mm |
| Svislé úchylky | |||
| Rozdíl mezi nejvyšším a nejnižším místem dráhy | 30 mm | 20 mm | |
| Podélný sklon kolejnice na délce pole | větší z hodnot | 10 mm nebo 2‰ | 10 mm nebo 1‰ |
| Rozdíl ve výšce protilehlých kolejnic (příčný sklon) | větší z hodnot | 20 mm nebo s/500 | 10 mm nebo s/1000 |
| Rozdíl v podélném sklonu kolejnic v protilehlých polích | 2‰ | 1‰ | |
| Místní úchylky | |||
| Místní přímost kolejnice (vodorovná úchylka) | přímost kolejnice na délce měřidla (pravítka) 2 m | 1,5 mm | 1 mm |
| Místní zvlnění kolejnice (svislá, výšková úchylka) | přímost kolejnice na délce měřidla (pravítka) 2 m | 3 mm | 2 mm |
s = rozchod v metrech
* Toleranční třída 1 je základní a použije se, pokud projektant nepředepíše toleranční třídu 2.
Tolerance podle ČSN ISO 12488-1:
| Kritérium | Hodnota | ||
|---|---|---|---|
| toleranční třída 1 | toleranční třída 2 | toleranční třída 3 | |
| Vodorovné úchylky | |||
| Umístění kolejnice v půdoryse | ±10 mm | ±20 mm | ±40 mm |
| Tolerance rozchodu (pro s ≤ 16 m) | ±10 mm | ±16 mm | ±25 mm |
| Tolerance rozchodu (pro s > 16 m) | ±[10+(s-16)/4] mm | ±[16+(s-16)/4] mm | ±[25+(s-16)/4] mm |
| Svislé úchylky | |||
| Rozdíl ve výšce protilehlých kolejnic (příčný sklon) | ±10 mm | ±20 mm | ±40 mm |
s = rozchod v metrech
Co a proč měříme
Při standardním měření pro účely podrobné prohlídky zjišťujeme:
- směrový průběh kolejnice
- výškový průběh kolejnice
- rozchod kolejnic
- vzdálenost narážek od kolmice k podélné ose dráhy
Směrový průběh kolejnice
Měří se boční úchylka střednice kolejnice od přímky představující teoretickou osu kolejnice. Měření se provádí v místě podpor. Mezi podporami se předpokládá přímý průběh. Při příliš velkých změnách směru dochází k opotřebení hrany kolejnice a nákolků pojezdových kol jeřábu.
Výškový průběh kolejnice
Měří se výška pojezdové plochy kolejnice nad podporami. Mezi podporami se předpokládá přímý průběh. Změny výšky kolejnice nemají takový vliv na chování jeřábu jako změny směru. Při velkém rozdílu ve výšce kolejnic může docházet k posunování jeřábového mostu směrem k nižší kolejnici a k jednostrannému opotřebení kolejnic a nákolků. Příliš velký podélný sklon kolejnice může mít za následek kolísání rychlosti pojezdu, obtížné rozjíždění jeřábu nebo dokonce jeho sjíždění do prohlubně a s tím související potíže při přesné manipulaci s břemenem. Při velkém rozdílu ve sklonu obou kolejnic dochází ke kroucení jeřábového mostu.
Rozchod kolejnic
Měří se kolmá vzdálenost střednic kolejnic nad podporami a porovnává se s projektovaným rozchodem (rozpětím jeřábu).
S jakou přesností je třeba měřit
Mezní chyba měření by neměla být větší než 20% tolerance měřeného rozměru nebo tvaru (požadavek ČSN 73 0212-1). Čím větší část tolerance spotřebujeme na chyby měření, tím méně zbyde na montážní a provozní úchylky konstrukce.
Jak se měří jeřábová dráha (metody)
Měření jeřábové dráhy předchází označení středu kolejnice. K označení středu kolejnice se používají středící nůžky. Přesné označení středu znesnadňuje opotřebení a rozválcování kolejnice. Kolíky středících nůžek musí vždy dosedat na původní, neopotřebenou část kolejnice. Nepřesné označení středu kolejnice je významnou složkou chyby měření.
K měření geometrie jeřábové dráhy se používají 2 metody:
- metoda srovnávací přímky
- polární metoda
Metoda srovnávací (záměrné) přímky
Metoda záměrné přímky je tradiční metodou měření jeřábových drah. Má potenciál vysoké přesnosti, ale je poměrně náročná na správné provedení, takže se v praxi setkáváme i se značně zkreslenými výsledky v důsledku nesprávně provedeného měření touto metodou. K měření se používá teodolit s výkonným dalekohledem. Na jeden konec kolejnice (nad její střed) umístíme teodolit, na druhý konec kolejnice (rovněž na její střed) postavíme terč. Teodolit zacílíme na terč. Skutečný průběh kolejnice, kterým by byla v ideálním případě přímka, porovnáváme pomocí měřítka se záměrnou přímkou teodolitu - velikost úchylek kolejnice odečítáme přímo na měřítku (viz obrázek). Výškový průběh kolejnice se zjišťuje nivelací. Rozchod kolejnic se měří na vytyčené kolmici ocelovým pásmem nebo dostatečně přesným laserovým dálkoměrem. Nevýhodou metody je velká pracnost.
Nivelace
Nivelace je nejpřesnější metodou měření výšek. Nejlepší totální stanice a teodolity měří s úhlovou přesností 0.5". Chyba horizontu kvalitních nivelačních přístrojů není větší než 0.3". Podmínkou přesnosti je správně seřízený nivelační přístroj (přístroj by se měl otestovat před každým měřením). Zároveň se jedná o metodu jednoduchou a rychlou. Chyba samotného nivelačního přístroje je zanedbatelná v porovnání s chybou způsobenou vnějšími vlivy (refrakcí).
Polární metoda
K měření se používá totální stanice. Metoda spočívá v měření vodorovného úhlu, svislého úhlu a vzdálenosti (polárních souřadnic) mezi totální stanicí a určovaným bodem. Ze změřených polárních souřadnic a známých pravoúhlých souřadnic stanoviska přístroje vypočítáme polohu i výšku měřených bodů. Polární metoda tak umožňuje měřit současně směrový i výškový průběh kolejnice.
Hlavní předností polární metody je rychlost měření. Při měření polární metodou se dosahuje 3-4x vyšší produktivity práce než při měření metodou srovnávací přímky. Stanovisko totální stanice může být na libovolném vhodném místě, ze kterého je vidět přímo na měřené body a jehož výška se příliš neliší od výškové úrovně kolejnice. Volnost při výběru stanoviska je další velkou výhodou polární metody. Umožňuje zvolit optimální konfiguraci měření a vyhnout se záměrám probíhajícím nad nosníkem jeřábové dráhy. Dlouhé záměry těsně nad nosníkem jeřábové dráhy typické pro metodu záměrné přímky jsou její největší slabinou. Každý měřič ví, jakou komplikací je tetelení vzduchu a refrakce. V blízkosti povrchů vzniká velký teplotní gradient. Ten způsobuje jednak refrakci (ohýbání světelných paprsků při průchodu různě teplými vrstvami vzduchu) jednak tetelení vzduchu. Refrakce je o to záludnější, že není vidět, ale způsobuje chybu v měření výšky až v jednotkách milimetrů. Refrakce bývá největší nad povrchem chladnějším než okolní vzduch, kde dochází k výraznému rozvrstvení různě teplého vzduchu. K tetelení vzduchu dochází nad povrchem teplejším než okolní vzduch, typicky nad nosníkem ohřívaným sluncem nebo nad jinými zdroji tepla (topení, technologické zdroje tepla). Tetelení, které je pouhým okem viditelné teprve při velkém rozdílu teplot a velké vrstvě neklidného vzduchu (např. nad rozpálenou asfaltovou vozovkou) způsobuje v dalekohledu již za běžných podmínek chvění až poskakování obrazu, takže čtení a zvláště cílení se stává obtížným až nemožným.
Polární metoda je jednoduchá na provedení a není na ní mnoho co zkazit, vyžaduje ale kvalitní přístrojové vybavení. Pro dosažení potřebné přesnosti je zcela zásadní přesnost použité totální stanice.Totálními stanicemi určenými pro běžné geodetické práce ve stavebnictví nebo v katastru nemovitostí, které měří úhly s přesností ±3-5" a délky s přesností ±2-5 mm, nelze přesnosti, jakou měření jeřábových drah vyžaduje, vůbec dosáhnout. Za minimální požadavek na přesnost totální stanice se dá při měření jeřábových drah považovat úhlová přesnost 2" a přesnost měření délek do ±1 mm. Vliv úhlové chyby přístroje na chybu měření roste se vzdáleností (s rozevíráním ramen úhlu). Při měření krátké dráhy lze proto akceptovat menší úhlovou přesnost přístroje než při měření drah delších. Chyba v měření vzdálenosti se vždy na části měřených bodů projeví v plné velikosti a právě ona nejčastěji limituje přesnost, jaké lze při měření polární metodou dosáhnout. Nejpřesnější totální stanice měří úhly s přesností 0.5" a vzdálenosti s přesností ± 0.5 mm. Při použití přesných totálních stanic je přesnost polárního měření srovnatelná nebo vyšší než při měření metodou záměrné přímky.
