Kontrolmåling af bro
og udførelse af måleprogram til senere opmåling
KLT3 2009
Jesper John Filip og Thomas
Indledning
Bevægelses- og deformationsmåling på bro
Opgavedefinition
Opgaven går ud på at udarbejde arbejdsgangen for en opmåling af en bro i form af et paradigme. Dette skal beskrives således, at arbejdsgangen kan gentages på samme måde og fx af en tredje person.
Selve opmålingen skal være så præcis at sætninger eller bevægelser på få millimeter kan registreres og dokumenteres – også i fremtiden.
Vi udvælger en bro nær Horsens, som vi vil udføre et eksempel på denne handling for.
Opgaven forventes at tage ca. en uge.
Handlingsplan
Først udvælger vi broen som vi ønsker at måle og udføre opmålingsprogrammet for. Der er udvalgt 3 broer fra lærerens side, som er egnet til dette. Herefter planlægger vi opmålingen hvor vi samtidig notere dette til vores program for arbejdsgangen. Der vil undervejs komme mulige ændringer og her er det vigtigt at alle detaljer kommer med i programmet.
Se måleprogram
For at gøre det lettere at forklare hvordan broen er målt, skal der udarbejdes en skitse/kort over fikspunkter og detailpunkter til broen.
Observationerne fra totalstationsmålingen vil vi beregne i LandCad, hvor resultat dokumenteres i en logfil. Fra nivelleringen vil vores målebog være dokumentationen og koterne påvises på en overskuelig måde i form af et Excelark.
Forberedelse
Broen er lavet på 2 søjler og består hovedsageligt af beton.
Der er flere former for bevægelser at tage højde for på sådan en bro. Den er for det første delt op i 2 dele, som forstås på en overbygning og underbygning.
Overbygningen er selve broens kørebane og de elementer kørebanen ligger på, samt gelænder og andre detaljer.
Underbygningen er så som, eventuelle søjler eller væge overbygningen vægter på. Derudover hører landanlægget også med til underbygningen. Landanlægget er det anlæg der er lavet til at støtte terrænet omkring overbygningens kørebane til underbygningens kørebane.
De forskellige bevægelser:
Horisontalforskydning (flytning i plan(X,Y))
Sætninger (flytning i højde(Z))
Drejninger (rotation lodret akse(X,Y))
Skævsætning (drejning om 2 vandrette akser(Z))
Hældning (vandret akse (X,Y (Z)))
Deformation (vridning/nedbøjning (X,Y eller Z)) ”defekte elementer”.
På grund af de mange forskellige bevægelser der kan forekomme, er det vigtigt at der måles nok detailpunkter så de opfylder det behov for at kunne beregne bevægelserne senere. Derudover skal detailpunkterne også placeres rigtigt i forhold til hinanden og til hvilken bevægelse der ønskes registreret.
Opmåling
Vi starter med at lave en opmåling af underbygningen. Her har vi 3 punkter på hver søjle som er påklistret refleksionstape:
Se Reflekstape
Vi placerede 2 forneden og 1 foroven. Disse punkter gør at vi kan observere drejninger, hældninger, forskydninger og sætninger på en gang:
Se skitse
Derudover indmåler vi 2 punkter på landanlægget på hver side af vejen. Disse punkter bliver ikke særlig godt defineret da der ikke er noget fast punkt at måle på.
Vi flytter totalstationen op på Bleldvej og laver en opmåling af overbygningen. Her indmåler vi 24 bolte som er støbt i broen og fastholder et metalgelænder. Bagefter bliver disse 24 bolte nivelleret ind på de 2 fikspunkter, der også bruges til totalstationsmålingen. De 2 forskellige målinger bruger vi til at kontrollere horisontalforskydninger, sætninger, skævsætninger og deformationer.
Se skitse
Beregning
Vi beregner hver opstilling for sig, så der ikke er nogen sammenhæng mellem de 2 opstillinger. Dette gør vi fordi vi har nogle uforklarlige ringe observationer til nogen af fikspunkterne.
Vi starter med at beregne opstilling 1000 ved hjælp af en fastholdt beregning i LandCad. Opstillingspunktet for koordinaterne 0.000m ; 0.000m og referencepunktet bliver 2001, som for koordinaterne 0.000m ; 73.512m. De 73.512m er afstanden fra 1000 til 2001. Samtidig tildeler vi punkt 2001 en kote på 10.00m:
Se logfil underbygn
Underbygningen bliver målt ind i forhold til 2 fikspunkter som ikke er en del af broen:
2000 - fikspunkter - 2001
Ved opstilling 1001 gør vi stort set det samme, her kommer opstillingspunktet også til at være 0.000m ; 0,000m og referencepunktet, 2003 bliver 0.000m ; 74.587 og en kote på 10.00m
Se logfil overbygn
Overbygningen bliver målt ind i forhold til 2 fikspunkter som ikke er en del af broen:
2003 - fikspunkter - 2004
Den første beregning på opstilling 1000 er en opmåling af underbygningen. Opstilling 1001 er en opmåling af overbygningen. Vi kan derfor tildele de 2 forskellige lokale koordinatsystemer og observere bevægelserne på den relative nøjagtighed - hver for sig.
Nivelleringen af boltene i broen bliver beregnet i et Excel-ark.
Der bliver beregnet en kote til hver bolt og igen bliver punkt 2003 fastholdt som udgangspunkt med en kote på 10.00m
Se nivell excel
Vi laver en koordinatliste over alle de punkter der er målt – en for hver del af broen. Det forudsættes at kommende målinger sammenlignes med disse koordinater, hvis beregninger og målinger foretages på samme måde.
Se koordinatliste
Konklusion
Vi fik løst opgaven indenfor den tidsramme der var afsat, samt udarbejdet de dertilhørende bilag.
Måden vi løste problemet med de dårlige observationer fra totalstationsmålingen er brugbar da vi kontrollere over- og underbygningen hver for sig. Dog var tanken at der skulle have været en sammenhæng mellem dem. Dette ville have medført at vi havde fået et resultat, der kunne vises på ét kort eller i én logfil. Vi fik ikke løst problemet, men har en idé om at der er foretaget nogle dårlige målinger til fikspunkterne. Der ligger også den mulighed for at det kan være de skrå vertikalvinkler, som gør at vi får et andet resultat for beregningerne på Gl. Århusvej som på Bleldvej. Vi har en højdeforskel på omkring 6-7 meter på de to veje og da opstillingerne er forholdsvis tæt på broen, bliver vertikalvinklen noget større.
Vi har ingen tidligere målinger for broen og kan derfor ikke analysere på bevægelserne. Derfor kan man i fremtiden ud fra vores måleprogram, udføre en opmåling tilsvarende og med tiden fastslå eventuelle bevægelser eller at der forhåbentlig ingen er.
Udført 11.december 2009 af: Jesper Jensen, Filip Øbro, John Blyth, Thomas Kildegaard (Web)