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 podrobné prohlídky podle ČSN 73 2601 nebo ČSN 73 2604)
  • přejímka nové nebo opravené dráhy
  • zjištění skutečného stavu dráhy -> včasná údržba -> předcházení nákladným opravám
  • odhalení příčiny poruchy (nejčastěji opotřebení kolejnic a pojezdových kol jeřábu)
  • zjištění velikosti úchylek pro vyrovnání dráhy

Normy a co říkají

Požadavky na jeřábové dráhy a na jejich kontrolu jsou obsažené v následujících technických normách:

  • ČSN 73 5130  Jeřábové dráhy
  • ČSN 27 2435  Jeřábové dráhy dočasné
  • ČSN EN 1090-2  Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí – Technické požadavky na ocelové konstrukce
  • ČSN 73 2601  Provádění ocelových konstrukcí
  • ČSN ISO 12488-1  Jeřáby –Tolerance pro pojezdová kola a pro jeřábové a příčné dráhy
  • ČSN 73 2611  Úchylky rozměrů a tvaru ocelových konstrukcí
  • ČSN 73 2604  Ocelové konstrukce – Kontrola a údržba ocelových konstrukcí pozemních a inženýrských staveb.
  • ČSN EN 1993-6 Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 6: Jeřábové dráhy

Mezní úchylky

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.

Hodnoty mezních úchylek 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

Hodnoty mezních úchylek 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.

Hodnoty mezních úchylek podle ČSN ISO 12488-1:
Kritérium Hodnota
toleranční třída 1 htoleranční 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

Četnost prohlídek

Do 31.8. 2011 byla četnost prohlídek stanovena v ČSN 73 2601 Provádění ocelových konstrukcí. Ocelové konstrukce vyráběné podle této normy se zařazovaly do tří výrobních skupin A, B a C. Jeřábové dráhy byly zařazované do výrobní skupiny A - nosné ocelové konstrukce, jejichž výsledný tvar a funkce vyžadují zvýšenou jakost výroby a přesnost ve smontovaném stavu. Preventivní prohlídky konstrukcí výrobní skupiny A se měly provádět nejméně 1x ročně. Podrobné kontrolní prohlídky, jejichž součástí bylo i měření geometrie jeřábové dráhy, se prováděly jednou za 5 let (případně jednou za 3 roky u mimořádně dynamicky namáhaných konstrukcí).

Nová norma pro výrobu ocelových konstrukcí ČSN EN 1090-2, která od 1.9.2011 nahradila zrušenou ČSN 73 2601 žádná ustanovení pro následné kontroly a údržbu neuvádí.

Tuto mezeru vyplňuje nová národní norma ČSN 73 2604 "Ocelové konstrukce – Kontrola a údržba konstrukcí pozemních a inženýrských staveb" z dubna 2012. Četnost kontrolních prohlídek a některé další požadavky 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. 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

ČSN 73 2604 rozeznává 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. Zkontroluje se:

    - zda konstrukce nevykazuje nadměrné deformace,
    - zda nedošlo k poškození/uvolnění prvků konstrukce (včetně zábradlí, žebříků, narážek)
    - zda jeřábová dráha směrově a výškově vyhovuje provozu jeřábů,
    - zda nedochází k nadměrnému opotřebení kolejnic a pojezdových kol jeřábů,
    - svarové a šroubové spoje (včetně upevnění kolejnic)
    - stav protikorozní ochrany,
    - zda nedochází ke vzniku či rozvoji únavových trhlin.

    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 kontrolní 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.

Předpis pro kontrolu a údržbu

Konstrukce kategorie CC3 a výrazně dynamicky namáhané by měly mít zpracovaný vlastní předpis pro kontrolu a údržbu, ve kterém je možné stanovit rozsah a četnost kontrol a pravidelné údržby optimálně pro danou konstrukci. Ostatní konstrukce mohou mít vlastní předpis pro kontrolu a údržbu, pokud to vlastník uzná za vhodné nebo je požadován v projektové dokumentaci.

Co a proč měříme

Při standardním měření zjišťujeme:

  • směrový průběh kolejnice
  • výškový průběh kolejnice
  • rozchod kolejnic
Směrový průběh kolejnice

Měří se vodorovná úchylka střednice kolejnice od přímky. Měření se provádí nad podporami. Mezi podporami se předpokládá přímý průběh. Při příliš velkých změnách směru dochází k opotřebení hrany kolejnice a nákolků pojezdových kol jeřábu, k nerovnoměrnému pohybu jeřábu a k příčení 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.

S jakou přesností je třeba měřit

Aby chyba měření významně neovlivňovala výsledek, neměla by její velikost překročit 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)

Každé měření začíná označením středu kolejnice nad podporami. K označení středu kolejnice používáme středící nůžky. Přesné označení středu znesnadňuje opotřebení a rozválcování kolejnice – kolíky středících nůžek musí vždy dosedat na neopotřebenou část. Nepřesné označení středu kolejnice je významnou složkou chyby měření.

Středící nůžky
Středící nůžky. Kvalitní pomůcky zvyšují přesnost měření.

K měření geometrie jeřábové dráhy se používají 2 metody:

  • metoda srovnávací přímky
  • polární metoda

Metoda srovnávací (záměrné) přímky

Tradiční metoda měření jeřábových drah. Její předností je vysoká přesnost, zejména velmi malá relativní chyba mezi body ležícími na jedné kolejnici. To znamená, že výsledek měření věrně zachycuje skutečný průběh kolejnice.  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 (viz obrázek). Výškový průběh kolejnice se zjišťuje nivelací.  Nevýhodou metody je poměrně velká pracnost.

Zacílení teodolitu na terč a odečítání odchylek na měřítku
Zacílení teodolitu na terč a odečítání odchylek na měřítku
Teodolit Wild T3000
Teodolit Leica T3000

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. Nivelace je proto první volbou při měření výškového průběhu jeřábových drah.

Nivelační přístroj Nikon AS-2C
Nivelační přístroj Nikon AS-2C
 
Digitální nivelační přístroj Sokkia SDL1X
Digitální nivelační přístroj Sokkia SDL1X

Polární metoda

K měření se používá totální stanice, přístroj podobný teodolitu, který vedle úhlů měří i vzdálenosti. Metoda spočívá v měření směrů a vzdáleností ze stanoviska totální stanice na určované body. Ze směru, vzdálenosti a známých souřadnic stanoviska vypočítáme polohu měřeného bodu. Pokud se spokojíme s méně přesným trigonometrickým určením výšek, můžeme ze vzdálenosti a svislého úhlu vypočítat také převýšení mezi stanoviskem a měřeným bodem. Polární metoda tak umožňuje měřit současně směrový i výškový průběh kolejnice.

Hlavní předností polární metody je rychlost měření. Při měření polární metodou se dosahuje 2-3x 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 (kvůli přesnosti cílení) a jehož výška se příliš neliší od výškové úrovně kolejnice.

Pro dosažení potřebné přesnosti při měření polární metodou je zcela zásadní přesnost použité totální stanice. A samozřejmě vhodně zvolený postup, který nevnáší do měření zbytečné zdroje chyb. Totálními stanicemi určenými pro běžné geodetické práce ve stavebnictví nebo v katastru nemovitostí, které měří úhly s přesností ±3-7" a délky s přesností ±2-5 mm, nelze přesnosti, jakou měření jeřábových drah vyžaduje, vůbec dosáhnout. Totální stanice s úhlovou přesností 1-2" a nejistotou měření délek do ±1.5 mm se používají v inženýrské geodézii pro práce s vyššími nároky na přesnost. Při měření jeřábových drah je touto kategorií totálních stanic možné dosáhnout obstojných výsledků vyrovnáním 2 měření. Nejpřesnější totální stanice měří s úhlovou přesností 0.5" a submilimetrovou přesností měření délek. Používají se pro vysoce přesné práce v inženýrské geodézii (ražení tunelů, sledování posunů a deformací, montáž přesných konstrukcí) nebo pro průmyslové aplikace (kontrola rozměrů a tvaru velkých výrobků, jako jsou lodě, letadla, ocelové konstrukce). Při použití těchto totálních stanic je přesnost polárního měření srovnatelná, u krátkých drah dokonce vyšší (u dlouhých bude zase o něco horší) než při měření metodou záměrné přímky. Seznam totálních stanic vhodných pro měření jeřábových drah naleznete zde.

Celková chyba měření nezávisí jen na přesnosti totální stanice, ale je součtem celé řady dílčích chyb. K dosažení uspokojivé přesnosti je proto nutné splnit několik dalších podmínek:

  • Vyhnout se strmým záměrám a totální stanici umístit pokud možno v úrovni kolejnice.
  • Volit stanovisko totální stanice tak, aby bylo možné cílit přímo na měřené body (dolní hrot výtyčky). Chybou s výrazným dopadem na přesnost je měření jeřábové dráhy z podlahy haly.
  • Použít kalibrovaný odrazný hranol na co nejkratší výtyčce.

Jak a čím měříme my

K měření metodou záměrné přímky používáme 0.5" teodolit Leica T3000. Každý bod je měřen ze dvou stanovisek teodolitu. Rozchod kolejnic měříme laserovým dálkoměrem Leica Disto X310 (pomocí speciálního přípravku, který umožňuje přesné přiřazení a zacílení dálkoměru) a kontrolně ocelovým pásmem vyrobeným v nejvyšší, 1. třídě přesnosti. Přesnost měření je v rámci jednoho měřeného úseku (zpravidla celá dráha) následující. Relativní přesnost mezi body na jedné kolejnici ±1 mm, vzdálenost srovnávacích přímek ±1 mm na koncových bodech.


Podložka k upevnění teodolitu ke kolejnici
Podložka musí umožňovat stabilní upevnění teodolitu ke kolejnici a jeho přesnou centraci

Pomůcky na měření rozchodu
Pomůcky na měření rozchodu

K měření polární metodou používáme přesnou totální stanici Leica TC1800 a odrazný hranol Leica kalibrovaný společně s totální stanicí. Dosahovaná přesnost ±1-2 mm v závislosti na délce dráhy.

K nivelaci používáme digitální nivelační přístroj Sokkia SDL1X nebo optický automat Nikon AS-2C, v prostředí, kde se na přístroj přenáší vibrace, libelový Pentax L30. Za normálních podmínek nepřekračuje chyba nivelace ±1 mm. Měření za nepříznivých podmínek (chvění vzduchu, přenášení rázů nebo vibrací na nivelační přístroj, lom světla na rozhraní nestejně teplých vrstev vzduchu) může výrazně snížit přesnost nivelace (stejně jako trigonometrického měření výšek).