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
Nejčastějším důvodem pro měření geometrie jeřábové dráhy je provádění prohlídek ocelové konstrukce podle ČSN 73 2604. Protokol o zaměření dráhy po vás bude požadovat také revizní technik jeřábu v souladu s článkem 14.2 ČSN 27 0142.
Za zmínku stojí měření jeřábové dráhy před a po rektifikaci. Při něm provozovatelé jeřábových drah jako přes kopírák opakují stejné chyby:
1. I když máte aktuální výsledky měření, poskytněte je montážní firmě jenom jako podklad pro zpracování cenové nabídky. Při rektifikaci dráhy by měl zhotovitel vycházet z vlastního měření, aby se nemohl na nikoho vymlouvat v případě, že dráha nebude dobře vyrovnaná.
2. Jiná situace nastává při přejímce hotového díla. Zaměření geometrie dráhy po jejím rovnání je podstatnou součástí kontroly kvality provedené práce. A kvalitu práce by měl kontrolovat ten, kdo ji platí, ne ten, kdo ji dělá. Přesto se ujala a hluboce zakořenila praxe, kdy finální měření provádí zhotovitel díla. Objednateli předloží protokol, že dráha je v pořádku a objednatel ji v dobré víře převezme. Výsledkem je, že se dráhy často dorovnávají na papíru. Zaměření dráhy při přejímce hotového díla by objednatel neměl dávat z ruky, ale měl by měřením pověřit geodeta, kterého si sám vybere, kterého bude platit a který bude kopat za něho.
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 + konstrukce výrazně dynamicky namáhané | |
| Běžná kontrolní prohlídka | 5 let | 1 rok |
| Podrobná kontrolní prohlídka | 10 let | 5 let |
Z tabulky vyplývá, že podrobná kontrolní prohlídka a zaměření jeřábové dráhy se 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 má za následek přetěžování pohonu jeřábu a může se projevovat kolísáním rychlosti pojezdu, obtížným rozjížděním jeřábu nebo dokonce jeho sjížděním do prohlubně a potížemi 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). Když úchylka rozchodu překročí vůli mezi kolejnicemi a nákolky, dochází k intenzivnímu opotřebení kolejnic a nákolků. V extrémním případě může dojít až k vykolejení jeřábu.
Vzdálenost narážek od kolmice k podélné ose dráhy
Narážky na konci dráhy by měly být umístěné na kolmici k podélné ose dráhy, aby jeřáb dojel na obě narážky současně a nepříčíl se.
S jakou přesností je třeba měřit
Měření jeřábových drah patří k vůbec nejpřesnějším geodetickým měřením. 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. Proto je pro chyby měření vyhrazená 1/5 tolerance, ne více.
Jak se měří jeřábová dráha
Označení středu kolejnice
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.
Metody vhodné pro měření jeřábové dráhy
K měření geometrie jeřábové dráhy se používají 2 metody:
- metoda srovnávací (záměrné) přímky
- prostorová polární metoda
Metoda srovnávací (záměrné) přímky
Metoda záměrné přímky je tradiční metodou měření jeřábových drah. Nevyžaduje nákladné vybavení a má potenciál vysoké přesnosti, zejména při měření vzájemné polohy bodů ležících na jedné kolejnici. Je ale pracná a poměrně náročná na správné provedení. Měření metodou záměrné přímky se skládá ze 4 samostatných měření:
- 2 měření směrového průběhu kolejnice (měří se každá kolejnice zvlášť)
- měření výškového průběhu kolejnic
- měření rozchodu kolejnic
K měření směrového průběhu kolejnice se používá teodolit s výkonným dalekohledem. Princip metody je jednoduchý. Skutečný průběh kolejnice (kterým by byla v ideálním případě přímka) porovnáváme pomocí měřítka se záměrnou přímkou teodolitu. Neprovádíme žádná zprostředkující měření, velikost bočních úchylek kolejnice odečítáme přímo na měřítku (viz obrázek). Postup měření je následující. Na jeden konec kolejnice (nad důlek označující její střed) zcentrujeme teodolit, na druhý konec kolejnice (rovněž na její střed) umístíme terč. Teodolit zacílíme na terč. Nyní můžeme přistoupit k vlastnímu měření. Hrot měřítka vkládáme do důlků, kterými jsme označili střed kolejnice v jednotlivých měřených profilech. V dalekohledu teodolitu čteme na měřítku velikost úchylek kolejnice (v místě, kde měřítko protíná svislá ryska záměrného kříže). Výškový průběh kolejnice se zjišťuje nivelací. Rozchod kolejnic se měří na vytyčené kolmici ocelovým pásmem nebo dostatečně přesným laserovým dálkoměrem.
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". Zároveň se jedná o metodu jednoduchou a rychlou. Podmínkou přesnosti je dobře seřízený nivelační přístroj. Potom je chyba samotného nivelačního přístroje zanedbatelná v porovnání s chybou způsobenou vnějšími vlivy (refrakcí).
Prostorová polární metoda
K měření se používá totální stanice. Metoda spočívá v měření vodorovného úhlu, svislého úhlu a vzdálenosti (polárních souřadnic) mezi průsečíkem os totální stanice a určovaným bodem. Ze změřených polárních souřadnic vypočítáme vzájemnou polohu měřených bodů v prostoru. Vše potřebné (směrový a výškový průběh kolejnic i jejich rozchod) tak zjistíme jedním měřením.
Hlavní předností polární metody je rychlost. 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 na měřené body a jehož výška se příliš neliší od výškové úrovně kolejnice. Získáváme tak nesrovnatelně širší manévrovací prostor oproti měření metodou záměrné přímky, při kterém musí být přístroj zcentrovaný na střed kolejnice. Můžeme zvolit nejvhodnější stanovisko s ohledem na přístupnost, stabilitu přístroje, konfiguraci měření a umístit přístroj tak, aby záměry neprobíhaly nad nosníky jeřábové dráhy, kde měření komplikuje refrakce a chvění vzduchu. Výchozím bodem při měření polární metodou je průsečík os přístroje. Vyhneme se tak chybě z nepřesného zcentrování přístroje na skutečný bod.
Při přesném měření polární metodou je velmi důležité stabilní ustavení přístroje. Přístroj se nesmí ani nepatrně pohnout po celou dobu měření. Ideální je měření robotickou totální stanicí. Ta se ovládá dálkově a není ovlivňovaná manipulací s ní ani pohyby měřiče kolem přístroje. Když upevňujeme přístroj na jeřábovou dráhu, je potřeba vzít v úvahu pohyby dráhy způsobené změnami teploty během měření. Při přesném měření by mělo být samozřejmostí měření ve dvou polohách dalekohledu, které eliminuje osové chyby přístroje. Výtyčka s koutovým odražečem by měla být co možná nejkratší. S délkou výtyčky roste chyba způsobená její nesvislostí.
Prostorová polární metoda je jednoduchá na provedení a má řadu již zmíněných výhod, vyžaduje ale kvalitní přístrojové vybavení. Ne každá totální stanice se hodí pro měření jeřábových drah. Totální stanice se vyrábějí v různé přesnosti a s přesností roste i cena. K měření jeřábových drah jsou vhodné jen nejpřesnější totální stanice. Akceptovatelná je standardní nejistota měření úhlů do 2" (a to jen při měření kratších drah) a měření délek do ±1 mm. 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. Nejpřesnější totální stanice měří úhly s přesností 0.5" a vzdálenosti s přesností ± 0.5 mm. Při použití takových totálních stanic dosáhneme polární metodou vyšší přesnosti než při měření metodou záměrné přímky.
