Pomiary i opracowania realizacyjne

Transkrypt

1 Pomiary i opracowania realizacyjne Pomiary i opracowania realizacyjne (nazywane też obsługą inwestycji) są związane z projektowaniem, wznoszeniem oraz utrzymaniem budowli i obejmują: a) przygotowanie map dla celów planowania i projektowania, b) zakładanie, pomiar i obliczenia osnów realizacyjnych, c) wyznaczanie w przestrzeni położenia projektowanych budowli, d) geodezyjną inwentaryzację powykonawczą, e) pomiary i opracowanie wyników pomiarów przemieszczeń i odkształceń.

2 PN-86/N Geodezja. Terminologia: pkt pomiary realizacyjne - zespół czynności geodezyjnych mających na celu wyznaczenie w terenie przestrzennego położenia obiektów projektowanych, uzyskanie zgodności kształtów wymiarów realizowanych obiektów z danymi projektów technicznych oraz kontrolowanie zgodności, położenia, kształtu i wymiarów obiektów budowlanych z danymi planu realizacyjnego i projektu technicznego. (PN-73/N Geodezja. Pomiary realizacyjne. Nazwy i określenia). Czynności geodezyjne szczegółowo opisują: WYTYCZNE TECHNICZNE G-3.1 POMIARY I OPRACOWANIA REALIZACYJNE Warszawa, 20 września 2007 r.

3 Dokumentacja źródłowa Podstawę do wykonywania pomiarów realizacyjnych, do tyczenia i do geodezyjnego opracowania projektu zagospodarowania działki lub terenu, stanowią: - zatwierdzony projekt budowlany, - projekty techniczne obiektów budowlanych wraz z rysunkami roboczymi, - dziennik budowy, - warunki techniczne do umowy, uzgodnione ze zleceniodawcą, - dokumentacja proceduralna.

4 Geodezyjne prace realizacyjne przy obsłudze geodezyjnej budowy i montażu obejmują: - założenie osnowy realizacyjnej, - opracowanie geodezyjne projektu, - tyczenie projektu (pomiary realizacyjne), - geodezyjną obsługę budowy i montażu obiektu budowlanego (tyczenie szczegółowe elementów budowli). Czynności te dokumentowane są - wpisami do dziennika budowy, szkicami dokumentacyjnymi i szkicami tyczenia i operatami z geodezyjnej inwentaryzacji powykonawczej.

5 ZASADY WYKONYWANIA POMIARÓW I OPRACOWAŃ REALIZACYJNYCH Mapy topograficzne i mapa zasadnicza do celów projekt wg. przepisów prawa Obszar Rodzaj opracowania Skale województwo powiat gmina plan zagospodarowania przestrzennego województwa analiza i studium zagosp. przestrzennego studium uwarunkowań i kierunków rozwoju miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego ustalenie warunków zabudowy i zagospodarowania terenu 1: : : : : :1000 w szczeg. przyp. 1:5000,1:2000, 1:500 1:2000 do 1:500

6 Wymagane cechy dokumentów geodezyjno-kartograficznych oraz czynności geodezyjne związane z planowaniem przestrzennym, projektowaniem, budową, remontem i utrzymywaniem obiektów budowlanych. 1. Mapa do celów ustalenia warunków zabudowy i zagospodarowania terenu jest kopią mapy zasadniczej lub mapą katastralną (udostępniana w państwowym zasobie geodezyjnym w Powiatowym lub Grodzkim Ośrodku Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej). 2. Mapa do celów projektowych. Mapę do celów projektowych sporządza się na kopii mapy zasadniczej, a w razie braku mapy zasadniczej w odpowiedniej skali, sporządza się mapę jednostkową.

7 Do sporządzenia mapy do celów projektowych można wykorzystać: - numeryczną mapę zasadniczą, jeśli istnieje system informacji o terenie. - ortofotomapę, gdy dla terenu objętego projektem nie istnieje mapa zasadnicza. Mapa do celów projektowych, w postaci numerycznej powinna być uwierzytelniona podpisem elektronicznym oraz elektroniczną klauzulą urzędu lub posiadać wykreśloną kopię z podpisem i klauzulą. Dla pojedynczych obiektów w granicach jednej nieruchomości, dopuszcza się wykonanie mapy jednostkowej w układzie lokalnym dla danej inwestycji. Skala map do celów projektowych zależy od rodzaju i wielkości zamierzenia budowlanego.

8 Skala map do celów projektowych: Obszar Skala działka budowlana 1:500 lub większa teren budownictwa przemysłowego, zespół obiektów budowlanych rozległy teren z rozproszonymi obiektami budowlanymi, obiekt liniowy 1:1000 lub 1:500 1:2000 lub większa

9 Opracowania realizacyjne cd. Mapy do celów projektowych obejmują teren inwestycji wraz ze strefą ochronną oraz pas otaczający o szerokości co najmniej 30 m. Wielkość obszaru oraz skalę mapy określa w razie potrzeby organ właściwy do wydania pozwolenia na budowę. Mapa do celów projektowych zawiera treść mapy zasadniczej oraz dodatkowo: - geodezyjnie opracowane linie rozgraniczające tereny o różnym przeznaczeniu, linie zabudowy, linie osi ulic, dróg itp., jeżeli zostały ustalone w miejscowym planie zagospodarowania przestrzennego lub w decyzji o ustaleniu warunków zabudowy i zagospodarowania terenu, - położenie zieleni wysokiej ze wskazaniem pomników przyrody,

10 Mapy do celów projektowych cd. - usytuowanie projektowanych sieci uzbrojenia terenu, które zaopiniował zespół uzgodniania dokumentacji projektowej (ZUDP), - usytuowanie innych obiektów i szczegółów (np. położenie otworów wiertniczych, wskaźników osi toru), mających znaczenie dla projektu wskazanych przez projektanta lub przez organ właściwy do wydania decyzji o pozwoleniu na budowę. - usytuowanie wszystkich lokalizacji (w ustalonym zakresie) projektowanych budowli i urządzeń, które uzyskały zezwolenie na budowę. Na mapie do celów projektowych wykazuje się granice działek z mapy ewidencji gruntów i budynków.

11 Inne opracowania 1. przekroje terenu wzdłuż istniejących lub projektowanych tras, 2. przekroje cieków i zbiorników wodnych, 3. niwelacja powierzchniowa do obliczenia osuwisk, objętości gruntu przy proj. robót ziemnych, 4. szczegółowa inwentaryzacja remontowanych budowli, pomiary i opracowania graficzne dotyczą: - elewacji budowli (dane geodezyjne i fotogrametryczne), - rzutów poziomych i pionowych pomieszczeń i konstrukcji, - rozmieszczenia elementów wyposażenia pomieszczeń, - położenia urządzeń technicznych,

12 Osnowa realizacyjna Pomiary realizacyjne wykonuje się w oparciu o geodezyjną osnowę szczegółową i osnowę pomiarową. Jeżeli z istniejącej osnowy geodezyjnej nie można dokonać tyczenia lub dokładność istniejącej osnowy jest niedostateczna wówczas zakłada się osnowę realizacyjną. (norma PN-ISO Metody pomiarowe w budownictwie tyczenie i pomiar). Poziomą osnowę realizacyjną stanowi: - sieć dowolnego kształtu: punkty położone w większości poza terenem obiektu, (znaki na budynkach), - sieć regularna: punkty rozmieszczone regularnie (siatka prostokątów), stabilizowane specjalnymi znakami (słupami z płytkami metalowymi), - sieć wydłużona ciągów poligonowych, - sieć punktów mierzonych techniką GPS.

13 OSNOWA REALIZACYJNA

14 Wysokościowa osnowa realizacyjna Wysokościową osnowę realizacyjną tworzy się tak, aby położenie reperów roboczych zapewniały dostęp do każdego tyczonego punktu jednym stanowiskiem, z co najmniej dwóch reperów (tyczenie i kontrola). Repery powinny znajdować się poza zasięgiem przemieszczeń podłoża, spowodowanych przez wznoszony obiekt (w odległości większej niż 5 m od obiektu, wykopów lub nasypów). Dla budowli wymagających wyższych dokładności tyczenia (tunele tyczone z dwóch stron, akwedukty itp.) zakłada się sieci lokalne niwelacji precyzyjnej, nawiązane do państwowego układu odniesień. Jako znaki dla reperów roboczych mogą służyć elementy konstrukcyjne lub montażowe, np. górne powierzchnie śrub, wystające elementy zbrojenia, które maluje się farbą i opisuje numerem. Punkty osnowy poziomej zakładane na okres trwania budowy utrwala się palami drewnianymi z gwoździem, zacementowanymi śrubami, wstrzeliwanymi kołkami stalowymi itp. lub znakami z tworzyw sztucznych.

15 Dokładność pomiarów liniowych i kątowych osnowy realizacyjnej Błąd średni pomiaru długości: m d 0,01 m + 0,01 m/km, Błąd średni pomiaru kierunku: m k 6"(20cc), Błąd średni pomiaru różnic wysokości: m ΔH 20 mm/km Osnowę realizacyjną wyrównuje się metodą najmniejszych kwadratów. W przypadku, gdy dokładność osnowy realizacyjnej przewyższa dokładność osnowy nawiązania, osnowę realizacyjną wyrównuje się z odrzuceniem bezbłędności punktów nawiązania.

16 GEODEZYJNE OPRACOWANIE PROJEKTU Przedmiotem geodezyjnego opracowania jest projekt zagospodarowania działki lub terenu. Opracowanie obejmuje: - przyjęcie układu współrzędnych, - ustalenie lokalizacji punktów osnowy realizacyjnej, - sprawdzenie zgodności danych projektu pod względem geometrycznym, - obliczenie współrzędnych charakterystycznych punktów projektowanego obiektu, -obliczenie miar realizacyjnych do lokalizacji obiektu w terenie i miar do kontroli tyczenia. Wyniki opracowania geodezyjnego należy nanieść na szkic dokumentacyjny.

17 GEODEZYJNE OPRACOWANIE PROJEKTU cd. Opracowywanymi elementami projektu są: - punkty linii rozgraniczających obszary o różnym przeznaczeniu, - punkty linii zabudowy, - punkty osi konstrukcyjnych, punkty główne i szczegółowe obiektu, - punkty projektowanego ukształtowania terenu. W trakcie geodezyjnego opracowania projektu należy: - sprawdzić, czy projekt nie koliduje z obiektami istniejącymi, szczególnie z urządzeniami podziemnymi na mapie zasadniczej, a także z innymi projektami branżowymi (na podstawie nakładki realizacyjnej), - sprawdzić jednoznaczność wymiarową i geometryczną projektu, - sporządzić wykaz elementów kontrolnych, potrzebnych do przeprowadzenia kontroli pomiaru i oceny dokładności.

18 Opracowanie geodezyjne projektu zagospodarowania działki lub terenu opiera się na punktach osnowy geodezyjnej, (osnowy realizacyjnej), założonej specjalnie dla budowanego obiektu lub zespołu obiektów. W przypadku braku osnowy geodezyjnej, miary do wytyczenia wyznacza się w stosunku do trwałych szczegółów sytuacyjnych uwidocznionych na mapie. O niezbędnej dokładności wyznaczenia w przestrzeni punktów projektu decyduje znaczenie budowli i związki z innymi obiektami. Odchyłki dopuszczalne podają normy.

19 Przez opracowanie geodezyjne projektu budowlanego rozumie się obliczenie miar, które pozwolą na zlokalizowanie w przestrzeni elementów budowli jednoznaczne z wymaganą dokładnością odpowiednią do ich znaczenia. Miary powinny dotyczyć: - punktów linii rozgraniczających obszary o różnym przeznaczeniu, - linii zabudowy, osi konstrukcyjnych, punktów głównych i punktów szczegółowych konstrukcji, w tym także konstrukcji ziemnych i powierzchni terenu. W trakcie tego etapu dokonuje się także sprawdzenia wymiarów podanych na rysunkach w dokumentacji projektowej w celu wykrycia i wyeliminowania błędnych wymiarów.

20 Szkic dokumentacyjny Szkic dokumentacyjny jest dokumentem powstałym w wyniku geodezyjnego opracowania projektu. Zawiera on dane: - rysunek istniejących w terenie obiektów i ich opis, - rysunek istniejących w terenie obiektów podziemnego uzbrojenia wraz z opisem, - dane dotyczące położenia osnowy geodezyjnej i innych punktów oparcia, - rysunek obiektów projektowanych, - obliczone miary do tyczenia projektu w terenie, - obliczone miary kontrolne.

21 Przykład szkicu dokumentacyjnego

22 Fragment szkicu dokumentacyjnego

23 Szkic tyczenia Szkic tyczenia dokumentuje wykonane lokalizacje elementów projektu w przestrzeni. Do jego sporządzenia może posłużyć kopia szkicu dokumentacyjnego. Szkic tyczenia zawiera: -rysunek obiektów projektowanych z podaniem miar projektowych i opisów oraz niezbędną orientację kierunek północy, - miary lokalizacyjne do tyczenia projektu w terenie, - miary w trakcie tyczenia (rzeczywiście) w terenie odłożone, - obliczone miary kontrolne i wyniki pomiaru kontrolnego, - podpis wykonawcy prac geodezyjnych i kierownika budowy z adnotacją o przyjęciu przez kierownika budowy wskaźników (znaków) osi, znaków wysokości itp.

24 Fragment szkicu tyczenia

25 Szkic pomiaru inwentaryzacyjnego

26 DOKŁADNOŚĆ TYCZENIA Średni błąd tyczenia, który jest podstawą do określenia dokładności tyczenia, metody tyczenia i narzędzi (aparatury pomiarowej) wynosi: m T gr p m t B Tolerancja położenia T p jest przedziałem, w którym powinien znajdować się punkt obiektu lub jego element. Współczynnik bezpieczeństwa B zależy od rodzaju tyczonego elementu (ważności obiektu) i niezbędnej dokładności lokalizacji. B zawiera się w granicach od 1.0 do 2.5. W szczególnie uzasadnionych przypadkach B = 2.5. Podstawowym parametrem określającym wymaganą dokładność zrealizowania obiektu jest zbiór granicznych odchyłek wymiarów i położenia elementów wykonanego obiektu lub jego fragmentu, czyli dopuszczalnych różnic między wymiarami zrealizowanymi i projektowanymi.

27 Błąd średni tyczenia może być obliczony z zależności: m t k dl r Gdzie r przyjmuje wartości z przedziału: <2 ; 3.3> i jest współczynnikiem zależnym od przyjętego prawdopodobieństwa tyczenia określający stosunek błędu granicznego do błędu średniego (dla P=0.95 r=2, a dla P=0.997 r=3). k współczynnik <0.4 ; 1.0> zależny od ważności obiektu. Wytyczne G-3.2 zalecają by średnim błędem tyczenia była wartość z przedziału: 0.1dL m t 0.5dL. lub nawet m t =0.25dL. dl dopuszczalna odchyłka wymiaru zalecana przez normę.

28 Metody tyczenia obiektów budowlanych 1. Biegunowa, 2. Ortogonalna (rzędnych i odciętych), 3. Wcięć kątowych i liniowych 4. Przecięć kierunków (ławice budowlane), Siatka konstrukcyjna budowli Wskaźniki osiowe i przesunięte Metody przenoszenia wskaźników na różne poziomy budowli - bezpośredniego rzutowania, - stałej prostej,

29 WSKAŹNIKI OSIOWE

30 Przenoszenie wskaźników osi na różne poziomy budowli

31 METODA BIEGUNOWA Metoda biegunowa tyczenia punktu P, polega na odłożeniu odległości L wzdłuż kierunku wyznaczonego po odłożeniu kąta biegunowego α od prostej odniesienia (osi biegunowej) łączącej stanowisko teodolitu St z sąsiednim punktem A (osnowy realizacyjnej).

32 TACHIMETR ELEKTRONICZNY DO METODY BIEGUNOWEJ Punkt osnowy realizacyjnej

33 Stanowisko teodolitu w metodzie biegunowej może: - pokrywać się z punktem osnowy realizacyjnej, - leżeć na boku osnowy realizacyjnej, - leżeć na linii prostej łączącej dowolne dwa punkty osnowy realizacyjnej, - zajmować dowolne położenie. W takim przypadku współrzędne stanowiska wyznacza się najczęściej metodą wcięcia kątowego lub kątowo-liniowego. Błąd tyczenia punktu metodą biegunową jest zależny od: - błędów współrzędnych osnowy, - dokładności wyznaczenia stanowiska, - dokładności czynności tyczenia, centrowania i pionowania osi teodolitu, - odłożenia kąta i odłożenia długości odcinka, - dokładności utrwalenia wskaźnika punktu.

34 Tyczenie punktów metodą wcięcia kątowego w przód z dwóch punktów osnowy A i B (o znanych współrzędnych) polega na odłożeniu z tych stanowisk kątów wcinających α i β od bazy wcięcia AB.

35 Metoda ortogonalna polega na odmierzeniu wzdłuż linii pomiarowej (linii łączącej punkty osnowy realizacyjnej) odciętych, wyznaczaniu kierunków prostopadłych i odmierzaniu na nich rzędnych. 2 A-B linia pomiarowa, a 1,a 2 odcięte punktów 1,2 b 1, b 2 rzędne punktów 1,2

36 Tyczenie metodą przecięć kierunków z ławic drewnianych Metoda przecięć polega na wskazaniu położenia czterech punktów wyznaczających dwie proste przecinające się w tyczonym punkcie. żyłka deski pion P o Narożnik ławicy Przeniesienie punktów osiowych na dno wykopu

37 Pomiary realizacyjne należy opierać na geodezyjnej osnowie realizacyjnej (instrukcja techniczna G-3). Osnowa realizacyjna służy do bezpośredniego wykonywania tyczenia (pomiarów realizacyjnych) i musi zapewniać tyczenie bezpośrednie: - tyczenie osi konstrukcyjnych bezpośrednio z punktów lub boków osnowy, - tyczenie wysokości z jednego stanowiska od reperu roboczego. Tyczenie wysokościowe punktów projektu polega na oznaczeniu wskaźnikami wysokości na tyczonych elementach budowli, w oparciu o wysokościową osnowę realizacyjną. Korzysta się przy tym z reperów roboczych. Reperami roboczymi mogą być znaki specjalnie stabilizowane lub odpowiednio oznaczone elementy konstrukcji, umożliwiające jednoznaczne ustawienie na nich łaty niwelacyjnej.

38 Tyczenie wysokościowe W przypadku tyczenia wysokościowego metodą geometrycznej niwelacji technicznej lub precyzyjnej - w odłożeniu zadanej rzędnej należy wydzielić dwa etapy: a) przybliżone odłożenie różnicy wysokości wstępne oznaczenie (wskaźnikiem ) tyczonego punktu, ΔH proj-rr = O Rr - O proj = H proj H Rr różnica wysokości wskaźnika (proj) i reperu roboczego (Rr) O Rr, O proj odczyty na łacie niwelacyjnej (na reperze i na projektowanym wskaźniku). O proj = O Rr (H proj H Rr ) obliczony odczyt na łacie dotyczący wskaźnika, b) pomiar wytyczonej różnicy Δ H, obliczenie poprawki, dh =H proj - H tycz, wprowadzenie poprawki za pomocą pomiaru. W trudnych warunkach terenowych zaleca się stosowanie metody trygonometrycznej przy wykorzystaniu elektrooptycznych dalmierzy auto redukcyjnych (tyczenie wysokościowe w trakcie tyczenia svtuacvjnego metoda biegunową).

39 Tyczenie wskaźników projektowanych wysokości Łata niwelacyjna O Rr O proj W H Rr-proj R r st N H H H O O Rr-proj proj Rr Rr proj

40 ZAKRES PRAC GEODEZYJNYCH NA PLACU BUDOWY W trakcie geodezyjnej obsługi budowy i montażu obiektu budowlanego wykonywane są tyczenia: - zasięgu wykopów fundamentowych i poziomu dna wykopów, - osi stóp fundamentowych i poziomów fundamentów, - osi i poziomów kondygnacji powtarzalnych, - posadowienia i montażu dużych maszyn (np. suwnice, turbiny), - położenia elementów konstrukcji podczas montażu. Do zadań geodezyjnej obsługi budowy i montażu należą pomiary powykonawcze podlegające zgłoszeniu i przekazaniu operatu do państwowego zasobu geodezyjnego.

41 Pomiar kontrolny (inwentaryzacja) Pomiar kontrolny położenia i wymiarów zrealizowanych obiektów budowlanych lub ich elementów konstrukcyjnych dokumentuje się na szkicu pomiaru kontrolnego. Na szkicu pomiaru kontrolnego zamieszcza się klauzulę o zgodności lub niezgodności z projektem. W razie stwierdzenia niezgodności z projektem należy ten fakt odnotować w dzienniku budowy. - biegunowa, - wcięć kątowo-liniowych, - bezpośredniego rzutowania, - stałej prostej, Metody pomiarów kontrolnych

42 Szkic pomiaru kontrolnego

43 Szkic pomiaru kontrolnego

44 ANALIZA POMIARÓW KONTROLNYCH W przypadku urządzeń technicznego uzbrojenia terenu, położenie jest zgodne z projektem, gdy odchyłka położenia nie przekracza 0.30 m na obszarach zabudowanych i 0.50 m na obszarach rolnych i leśnych. Wynik kontroli uznaje się za pozytywny, jeżeli różnica pomiędzy wynikiem pomiaru kontrolnego, a wartością nominalną wymiaru (z projektu) jest mniejsza od dopuszczalnej odchyłki dla kontrolowanego wymiaru elementów budowli. Odchyłka stwierdzona: Δ N = L N < dl dl dopuszczalna odchyłka wymiaru (z normy). PN-ISO Tolerancje w budownictwie. Kontrola wymiarowa robót budowlanych. PN-62/B Tolerancje wymiarów w budownictwie. Tolerancje wymiarów elementów budowlanych z betonu.

45

46

47 ANALIZA POMIARÓW KONTROLNYCH Odchyłka Δ N = L-N jest sumą błędów: - tyczenia osi budowli, pomiaru realizacyjnego (wyznaczenia położenia wskaźników osi), - wykonania elementu budowli przez zespół budowlany, - ustawienia elementu względem wskaźników, - wywołanych wpływem czynników zewnętrznych (zmiany temperatury, wilgotności, osiadania i odkształceń budowli), - pomiaru kontrolnego. Błąd średni m L wymiaru stwierdzonego L będzie: m m L i i

48 TOLERANCJA I JEJ ZWIĄZEK Z DOKŁADNOŚCIĄ POMIARU W metrologii technicznej podane są zasady wymiarowania i tolerancji wymiarów projektowych. Wymiar nominalny N wartość wymiaru na rysunku w dokumentacji projektowej, g Wymiar tolerowany N d g,d odchyłki graniczne (górna i dolna) Wymiar graniczny górny N G = N+g, dolny N D = N+d, Wymiar tolerowany osiowo (symetrycznie) N±dL (na rysunku wymiar N bez podawania odchyłek granicznych), Wymiar rzeczywisty R (nieznany, prawdziwy wymiar obiektu), Odchyłka rzeczywista dr = R-N Wymiar stwierdzony L (wynik pomiaru kontrolnego), Tolerancja wymiaru T = g-d (T = 2 dl) Warunek spełnienia tolerancji N D R N G => N + d R N + g => N - dl R N + dl -dl R-N + dl N - dl - L R - L N + dl -L

49 PRZEDZIAŁ UFNOŚCI TOLERANCJI N - dl - L R - L N + dl -L R - L = ε Z teorii błędów: P(-r m L ε +r m L ) = P(r) r wielokrotność błędu średniego, dla r=2, P(r) = , r=3, P(r) = r 1 = (N-dL-L)/m L r 2 = (N+dL-L)/ m L Prawdopodobieństwo spełnienia tolerancji: P(r ) P(r PT W praktyce inżynierskiej, przyjmuje się minimalną wartość prawdopodobieństwa dostateczną do stwierdzenia, że zdarzenie faktycznie zaszło P T min = Błąd pomiaru m L 0.25 T przy P T P T min = 0.95 )

50 Ze względu na błędy pomiaru kontrolnego należy uznać tolerancję za bezwzględnie spełnioną, gdy odchyłka Δ N mieści się w przedziale tolerancji zawężonym w stosunku do pola tolerancji wymiaru rzeczywistego. N D - L R - L N G L Należy wymagać spełnienia relacji: N D - r m L L N G + r m L W praktyce często rezygnuje się z oceny prawdopodobieństwa spełnienia tolerancji P T.Przyjmuje się jako kryterium spełnienia tolerancji, relację: Δ N 0.5T (L - N dl), pomimo, że tolerancja faktycznie mogła być przekroczona.

51 TOLERANCJA WYPADKOWA W ŁAŃCUCU WYMIAROWYM Na podstawie nominalnych wymiarów elementów i szczelin oblicza się nominalną wartość wymiaru wypadkowego. N w = a o + Σa i + Σs i a o, a i wymiary elementów, s i - wymiary (szerokości) szczelin. Każdy z wymiarów składowych ma określoną tolerancję T a. T w = T ao + ΣT ai + Σt si Taki sposób składania tolerancji nie jest optymalny, zawiera nieścisłości. Probabilistyczna zasada obliczania tolerancji wypadkowej: Wymiar wypadkowy N w może być oceniony przez obliczenie błędu średniego jako złożenie błędów średnich wymiarów składowych: m 2 w = Σm 2 i. n T w T i i 0 2

52 Pomiary powykonawcze Pomiary powykonawcze (inwentaryzacja powykonawcza) wykonuje się w celu dostarczenia danych do aktualizacji baz systemu informacji o terenie i mapy zasadniczej. Wyróżnia się dwa rodzaje pomiarów: - bieżące pomiary powykonawcze dotyczą uzbrojenia podziemnego (budowle podziemne i przewody) które muszą być inwentaryzowane przed zasypaniem, zakryciem, zalaniem lub innymi operacjami uniemożliwiającymi dostęp do pomiaru. Obowiązek zgłoszenia takich obiektów do pomiaru przed przykryciem ciąży na inwestorze. - końcowe pomiary powykonawcze to pomiary położenia nowych obiektów budowlanych oraz pomiary zmiany ukształtowania terenu.

53 Szkic pomiaru kontrolnego

54 KONTROLA PŁASKOŚCI OBIEKTU Odchylenia od płaszczyzny poziomej najłatwiej pomierzyć metodą niwelacji geometrycznej (technicznej lub precyzyjnej). W przypadku badania odchyleń od płaszczyzny pionowej stosuje się metodę niwelacji bocznej. Dla dowolnie ustawionej płaszczyzny obiektu można stosować metodę przestrzennego wcięcia w przód. W szczególnych przypadkach korzysta się z pomiarów względnych z użyciem strun stalowych lub żyłki. Struny rozciąga się wzdłuż linii wskaźników i wykonuje pomiar odległości wskaźnika od struny. Wskaźniki punktów do kontroli płaskości wygodnie wybrać jako wierzchołki (węzły) regularnej siatki kwadratów. W wyniku obserwacji uzyskuje się dla każdego punktu współrzędne {X,Y,Z}. Równanie płaszczyzny odniesienia określa 3 punkty - z projektu dla uzyskania informacji o odchyłkach wykonania obiektu, - z wyrównania metodą najmniejszych kwadratów danych z pomiarów. Równanie płaszczyzny: Ax + By + Cz + D = 0 Równania poprawek v i = Ax i + By i + Cz i + D Współczynniki A,B,C,D z układu równań normalnych { Σ(v i ) 2 = 0 } lub układu 3 równań Ax i + By i + Cz i + D =0 (i=1,2,3) dla 3 punktów z projektu. Odchyłka od płaszczyzny jako odległość wskaźnika od płaszczyzny: i Ax i By A 2 i B Cz 2 i C D 2

55 KONTROLA PŁASKOŚCI OBIEKTU cd Odchylenie od płaszczyzny będą równe odległości wskaźników od tej płaszczyzny: i Ax i By A 2 i B Cz 2 i C Odchyłki Δ i mogą być traktowane jako wartości odchyleń od pozycji projektowych przy ocenie wykonania obiektu zgodnie z projektem lub oceny płaskości ściany obiektu czyli odchyleń od wypośrodkowanej płaszczyzny odniesienia. Maksymalną dopuszczalną odchyłkę rzeczywistego kształtu powierzchni od teoretycznej płaszczyzny podają normy (PN-B-06200) (PN-EN :2002). Przy montażu konstrukcji stalowej, odchyłki płaskości ±2 mm w przedziale 1 m. Dopuszczalna odchyłka płaskości powierzchni ścian i płyt dachowych ±2 mm na długości 1m i ±3 mm na całej długości i szerokości. Odchyłka równości posadzki na całej powierzchni ±7mm. D 2

56 Wymagania dotyczące geometrycznego stanu torów podsuwnicowych Wymagania dokładnościowe określają : PN-77/B-06200:2002. Pomiary geodezyjne. Różnica poziomów główek szyn w jednym przekroju poprzecznym toru jezdnego nie powinna być większa niż10mm na podporach i 15mm w przęśle. Różnica poziomów główki szyny na słupach w osi podłużnej nie powinna przekraczać wartości b/1500 (gdzie b rozstaw słupów) i nie może przekraczać10mm. Odchyłka rozstawu szyn toru jezdnego w stosunku do projektu nie powinna być większa niż ±5mm. Odchyłka osi szyny od teoretycznej nie powinna przekraczać ±2.5mm. Wzajemne przesunięcie czoła szyn w styku, w poziomie lub pionie nie powinno być większe niż 1mm. Odchylenie osi górnego pasa belki podsuwnicowej w środku jej rozpiętości od płaszczyzny pionowej, przechodzącej przez środki podpór przy wysokości belki h, nie powinno być większe niż h/500.

57 Wymagania dotyczące geometrycznego stanu torów cd Lokalna odchyłka szyny od prostej na odcinku L=2 m. - pozioma różnica może wynosić max. ±1 mm, - pionowa różnica może wynosić max. ±2 mm, Różnica poziomów szyn na długości L miedzy podporami - L/1000 dla odległości 20 metrów może być jednak mniejsza od.10 mm Równoległość szyn, dla rozpiętości mniejszej od 15 m max. różnica może wynosić ± 5 mm, Różnica w poziomie szyn, dla rozpiętości poprzecznej 5000 mm wyniesie L/1000 = 5 mm (nie więcej niż 10 mm przy większych L). Mimośrodowość szyny względem środnika belki, (dopuszczalna wielkość przesunięcia) ±12 mm. Na podstawie pomiarów wykonuje się wyrównanie kształtu toru jezdni. Dla prawidłowej pracy torów i suwnic niezbędne jest aby szyny były: prostoliniowe i równoległe do siebie, oddalone od siebie w płaszczyźnie poziomej i pionowej w wielkości ustalone w projekcie, ułożone poziomo na wysokości podanej w projekcie.

58 POMIARY KONTROLNE SUWNICY l o rozstaw szyn projektowany l 1, l n odległości punktów bazy 1,2,..i,..n wybrane przekroje prostopadle do osi toru suwnicy X 1, X n linie pomiarowe do pomiaru prostoliniowości a 11,.., a 1i, a 1n a 21,.., a 2i, a 2n - obserwacje odchyłek w metodzie stałej prostej, y 11, y 1n, y 21, y 2n rzędne bazy w układzie teoretycznych osi A, B

59 Redukcja obserwowanych odchyłek do współrzędnych nominalnych Strona lewa toru współrzędne obliczone względem linii X 1. y 1i = a 1i. Redukcja wielkości a 2i do współrzędnych względem linii X 1 y 2i =l 1 + (x 1i x 11 )/(x 1n x 11 ) (l n l 1 ) + a 2i. (strona prawa) Obliczenie współrzędnych punktów na teoret. osi toru w wybranych przekrojach: y i = (y 1i + y 2i )/2 Równania poprawek (równanie osi teoretycznej y = ax+b): v i = a (x 1i /D) + b - y i. Obliczenie współczynników równania osi toru wg metody najmniejszych kwadratów Σv i 2 = min Równania normalne: a Σ(x 1i /D) 2 +b Σ(x 1i /D) = Σ y i (x 1i /D) a Σ(x 1i /D) + b n = Σ y i Rozwiązanie metodą wyznaczników. W = n Σ(x 1i /D) 2 (Σ(x 1i /D) ) 2 ;Wa = n Σ [y i (x 1i /D)] - Σ(x 1i /D) Σ y i Wb = Σ(x 1i /D) 2 Σ y i Σ[ y i (x 1i /D)] Σ(x 1i /D)

60 Redukcja obserwowanych odchyłek do współrzędnych cd Współczynniki równania osi toru: a = Wa/W; b = Wb/W Nominalne wartości Y i dla szyn jezdni: Y 1i =a(x 1i /D) +b - l 0 /2 ; Y 2i =a(x 1i /D) +b + l 0 /2 Poprawki do obserwowanych a 1i, a 2i po wyrównaniu. v 1i = Y 1i y 1i ; v 2i = Y 2i y 2i ; Rozstaw szyn po wyrównaniu : L i = y 2i + y 1i ; Poprawka rozstawu L i : v ir = v 2i v 1i ; Obliczenie strzałek krzywizny szyn (ocena prostoliniowości). Szyna lewa: f 1i =y 1i [y 1(i-1) + (y 1(i+1) + y 1(i-1) )(x i x i-1 )/(x i+1 x i-1 )]. Szyna prawa: f 2i =y 2i [y 2(i-1) + (y 2(i+1) + y 2(i-1) )(x i x i-1 )/(x i+1 x i-1 )]. (i = 2,3..,n-1) Obliczenie różnic wysokości i pochyleń.

61 Obliczenie różnic wysokości i pochyleń. Obliczenie różnic wysokości niwelety szyn i pochyleń podłużnych: H 1i = H 1i - H 1(i-1) (i = 2,3, N) e 1i = H 1i /(x i x i-1 ) e 1N = 0 Szyna prawa: H 2i = H 2i - H 2(i-1) e 2i = H 2i /(x i x i-1 ) e 2N = 0 Obliczenie poprzecznych różnic wysokości w przekrojach : H i = H 1i - H 2i Pochylenie poprzeczne: ε i = H i /L 0

62 TYCZENIE TRAS Technologia prac geodezyjnych podczas budowy: Analiza projektu (sprawdzenie geometrii trasy, sprawdzenie danych wysokościowych, sprawdzenie miar w dokumentacji projektowej). Założenie geodezyjnej osnowy poziomej (realizacyjnej) Założenie osnowy pionowej (reperów roboczych). Inwentaryzacja istniejącego terenu (pomiar istniejącego terenu w celu uzyskania danych niezbędnych do obliczenia robót rozbiórkowych i kolejnych etapów budowy ). Opracowanie szkicu dokumentacyjnego (obliczenie i przygotowanie danych niezbędnych do wyniesienie w terenie projektu). Sporządzenie szkiców tyczenia. Wytyczenie usytuowania osi w terenie (wyniesienie punktów głównych i charakterystycznych do robót ziemnych i przygotowawczych. Inwentaryzacja prac rozbiórkowych (pomiary inwentaryzacyjne obiektów przeznaczonych do rozbiórki. Wytyczenie położenia obiektów w terenie, kontrola wytyczenia.

63 DOKŁADNOŚĆ TYCZENIA Tyczenie osi trasy należy wykonać w oparciu o dokumentację projektową oraz dane geodezyjne przekazane przez zamawiającego, przy wykorzystaniu sieci poligonizacji państwowej albo innej osnowy realizacyjnej, określonej w dokumentacji projektowej. Oś trasy powinna być wyznaczona w punktach głównych i w punktach pośrednich zależnie od ukształtowania terenu, lecz nie rzadziej niż co 50 metrów. Dopuszczalne odchylenie sytuacyjne wytyczonej osi trasy w stosunku do dokumentacji projektowej nie może być większe niż 3 cm dla autostrad i dróg ekspresowych lub 5 cm dla pozostałych dróg. Wysokośći niwelety punktów osi trasy należy wyznaczyć z dokładnością do 1 cm w stosunku do rzędnych niwelety określonych w dokumentacji projektowej. Profilowanie przekrojów poprzecznych musi umożliwiać wykonanie nasypów i wykopów o kształcie zgodnym z dokumentacją projektową.

64 Redukcja obserwowanych odchyłek do współrzędnych cd Współczynniki równania osi toru: a = Wa/W; b = Wb/W Nominalne wartości Y i dla szyn jezdni: Y 1i =a(x 1i /D) +b - l 0 /2 ; Y 2i =a(x 1i /D) +b + l 0 /2 Poprawki do obserwacji a 1i, a 2i po wyrównaniu. v 1i = Y 1i y 1i ; v 2i = Y 2i y 2i ; Rozstaw szyn po wyrównaniu : r i = y 2i + y 1i ; Poprawka rozstawu r: v ir = v 2i v 1i ; Obliczenie strzałek krzywizny szyn. Szyna lewa: f 1i =y 1i [y 1(i-1) + (y 1(i+1) + y 1(i-1) )(x i x i-1 )/(x i+1 x i-1 )]. Szyna prawa: f 2i =y 2i [y 2(i-1) + (y 2(i+1) + y 2(i-1) )(x i x i-1 )/(x i+1 x i-1 )]. (i = 2,3..,n-1) Obliczenie różnic wysokości i pochyleń.

65 INWENTARYZACJA BIEŻĄCA Inwentaryzacja wykonanych robót (pomiary terenowe sytuacyjno - wysokościowe, mające na celu sprawdzenie poprawności wykonanych prac w stosunku do danych projektowych, przygotowanie dokumentacji Potwierdzenie zgodności wykonanych robót z dokumentacją projektową. Pomiarowi podlegają w przypadku budowy drogi: dno wykopu, poziom stabilizacji gruntu cementem podbudowa z kruszywa naturalnego i łamanego podbudowa bitumiczna warstwa profilowa nawierzchni warstwa ścieralna asfaltu Wytyczenie w terenie infrastruktury towarzyszącej drodze: barier ochronnych rowów odwadniających i kanalizacji deszczowej chodników obiektów inżynieryjnych (mosty, przepusty, wiadukty) sieci energetycznej, teletechnicznej.

66 INWENTARYZACJA POWYKONAWCZA Pomiar inwentaryzacyjny wykonanych robót: przekroje poprzeczne i podłużny trasy pomiar wykonanego humusowania skarpowania plantowania obsadzania krzewami i drzewami powierzchni elementów infrastruktury (chodniki, krawężniki, parkingi itp.) inwentaryzacja małej architektury oraz uzbrojenia podziemnego. Sporządzenie dokumentacji (operat pomiarowy, kopia mapy zasadniczej) Przekazanie Zamawiającemu dokumentów z inwentaryzacji zarejestrowanych w Ośrodku Dokumentacji.

67 DANE PROJEKTOWE W sprzyjających warunkach terenowych należy dążyć do zapewnienia kompozycji przestrzennej elementów geometrycznych drogi, m.in. przyjmując takie wielkości promieni łuków poziomych, dla których wymagane pochylenie poprzecznego jezdni nie przekracza 5% (na terenie bez zabudowań). Wartości promieni łuków kołowych w planie [m] dla 7 % pochylenia jezdni: prędkość projektowa [km/h] poza terenem zabudowy, pochylenie poprzeczne jezdni 7% Warunki projektowania nowych dróg i modernizowania istniejących określa rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej

68 PROMIENIE ŁUKÓW Wartości promieni łuków kołowych w planie [m] i pochylenia poprzeczne jezdni: pochylenie prędkość jak na prostej 2-2,5% 3% 4% 5% 6% 7% 70 km/h >=1000 >= <= km/h >=600 >= <= km/h >=450 >= <=80

69 TYCZENIE OSI TRASY W1 SŁ PŁ R1 KŁ KO R2 W1 PŁ SŁ KŁ W3 PO W1,W2,W3 - wierzchołki PO,KO początek/koniec opracowania PŁ, SŁ, KŁ początek/środek/koniec łuku R1, R2 promień łuku kołowego

70 TYCZENIE OSI TRASY Oś trasy składa się z odcinków linii prostej i łuków krzywoliniowych (łuków kołowych i krzywych przejściowych). Każdy odcinek zawiera charakterystyczne punkty trasy wierzchołki trasy, początek/koniec trasy, początek/koniec/środek luku, początek/koniec krzywej przejściowej i punkty hektometrowe. Punkty wierzchołkowe trasy i inne punkty główne powinny być zastabilizowane w sposób trwały, a także dowiązane do punktów pomocniczych, położonych poza granicą robót ziemnych. Maksymalna odległość pomiędzy punktami głównymi na odcinkach prostych nie może przekraczać 500 m. Repery robocze (punkty wysokościowe) powinny być założone wzdłuż trasy, a także przy każdym obiekcie inżynierskim. Maksymalna odległość między reperami roboczymi wzdłuż trasy w terenie płaskim powinna wynosić 500 metrów, natomiast w terenie falistym i górskim powinna być mniejsza. Średni błąd niwelacji nie większy od ±4 mm/km, Do utrwalenia punktów głównych trasy należy stosować pale drewniane z gwoździem lub prętem stalowym, słupki betonowe albo rury metalowe o długości około 0,50 metra.

71 Punkty główne łuku kołowego - kąt zwrotu trasy, = 180º - W - wierzchołek R promień łuku P,K początek, koniec łuku punkty styczności S środek łuku

72 Tyczenie tras komunikacyjnych Punkty główne łuku kołowego P,S,K wierzchołek początek środek koniec

73 Obliczenie miar do wyznaczenia punktów głównych łuku Miary do wyznaczenia początku P i końca K łuku: T PW WK R tg styczne w pkt P i K 2 PM MS SN NK R tg styczne w pkt S 4 odcięta rzędna punktu S: X S R sin Y S R(1- cos ) 2 2 d WS 1 ( 1) cos 2 dwusieczna Długość łuku PSK: PSK R 180

74 Punkty główne łuku kołowego - przy niedostępnym wierzchołku: AP = T- AW, BK = T- BW B = AB z pomiaru Punkty A i B wyznaczone na prostych łączących wierzchołki trasy. Kąty 1 i 2 z pomiaru lub z mapy (projektu). = 1 + 2

75 Obliczenie miar do wyznaczenia punktów głównych łuku Miary do wyznaczenia początku P i końca K łuku: T PW WK R tg styczne 2 PW1 t1 WS 1 SW2 W2K R tg styczne w pkt S 4 odcięta rzędna (od cięciwy) punktu S: X S R sin Y S R(1- cos ) 2 2 AP R tg 2 b sin 2 sin( ) 1 2 BP R tg 2 b sin 1 sin( ) 1 2 Długości odcinków: AP i BK należy odmierzyć w kierunku sąsiednich wierzchołków trasy

76 Punkty pośrednie łuku kołowego metoda ortogonalna

77 Obliczenie miar do wyznaczenia punktów pośrednich łuku Miary do wyznaczenia punktów P k X Y k k R sin k 2 R(1- cos n k ) 2 L metodą ortogonalną od stycznej łuku: miary bieżące (odcięte) domiary (rzędne) PSK n Miary do kontroli wyznaczenia punktów P k 180 L R k k c k-1, k R sin 2 długość cięciwy k 1 - k- 1 f k R(1- cos ) 2 strzałka łuku

78 Punkty pośrednie łuku kołowego metoda biegunowa Biegun w punkcie P (lub K)

79 Obliczenie miar do wyznaczenia punktów pośrednich łuku Miary do wyznaczenia punktów P k metodą biegunową od stycznej łuku: k k d k kąty biegunowe odległości biegunowe n L PSK n 180 L R Miary do kontroli wyznaczenia punktów P k c k-1, k R sin 2 długość cięciwy k 1 - k- 1 f k R(1- cos ) 2 strzałka łuku

80 Konstrukcja geometryczna łuku koszowego (regulacja potoków) Skokowa zmiana długości promieni krzywej

81 Elementy trasy drogowej

82 Promień krzywizny klotoidy jest proporcjonalny do długości łuku krzywa ta znalazła zastosowanie w projektowaniu dróg. a = const

83 Szkic tyczenia punktów głównych z dwoma symetrycznymi odcinkami klotoidy

84 Konstrukcja geometryczna łuku kołowego z krzywą przejściową łuk kołowy SP o promieniu R S krzywa przejściowa OS o długości L S

85 Miary do wytyczenia krzywej przejściowej Tyczenie klotoidy od stycznej: LR = a L L x L a 3456a L L L a 336a 42240a y L 2R - kąt zwrotu stycznej Współrzędne punktu S (środka krzywizny łuku kołowego środek okręgu): X S = X P R sin, X P = x(l P ), Y P = y(l P ), Y S = R + Y P R(1 - cos ), Współrzędne biegunowe punktu klotoidy: L parametr (długość łuku) R promień krzywizny d P = (x 2 + y 2 ) ½ = arctg (y/x)

86 Profil podłużny i łuki pionowe Profil podłużny jest graficznym obrazem przekroju terenu wzdłuż osi trasy krzywoliniowej i obrazem projektowanej niwelety (osi drogi).