VÚGTK 13 138
Michael Amrhein
Bezdrátové řízení dokončovacích prací : Pevná jízdní dráha na NBS Kolín-Rhein/Main
[Drahtlose Fertigersteuerung : Feste Fahrbahn auf der NBS Köln-Rhein/Main]
In: Vermess.-Ing. - ISSN 0042-4099. - Roč.54, č.4 (2003), s.286-288 : 8 obr.
Přeložil P. Vyskočil (zkráceno)
Zdiby : VÚGTK, 2003. - 2 s.
Klíčová slova: Německo, železnice, stavební práce, způsoby stavby, vytyčování, princip, produktivita
1. Základní údaje
V období let 1995 až 2002 probíhaly práce na výstavbě nové železniční trati (NBS) v úseku Kolín-Rhein/Main. Tato stavba je považována za nejdelší stavbu v Evropě. Provoz na této rychlodráze zkrátí jízdní dobu mezi Kolínem a Frankfurtem/Main ze 134 minut na 76 minut. Vlaky by se měly pohybovat rychlostí 300 km/hod. a projíždět celkem 30 tunely a přes 18 velkých mostů přes údolí. Dráha byla pro provoz otevřena 15. prosince 2002.
Při formulaci projektu bylo rozhodnuto, že koleje nebudou položeny na klasické štěrkové lože, ale na pevnou jízdní dráhu. Kolejový rošt je umístěn v betonovém a ocelovém loži a systém byl odzkoušen na rychlodráze Hannover-Berlín. V tomto smyslu byl převzat stavební systém RHEDA. Trať byla budována od středu dvěma firmami (Angermeier Ingenieure GmbH a ARC-Berlin Ingenieur Gesellschaft mbH).
2. Postupy výstavby
Podle objednávky Spolkových drah, a.s., byla stavba kolejiště provedena na monolitickém betonovém podkladu, a to při průchodu tunely nebo přes mosty. Ke způsobům monolitického stavebního postupu, při kterém je svrchní stavba provedena celkově v betonu, náleží stavební způsob RHEDA, sestávající z následujících vrstev:
- protimrazová vrstva a (FFS),
- hydraulicky spojená nosná vrstva (HGT),
- betonová nosná vrstva ve formě vany (žlabu) (BTS),
- výplňový beton.
Pražce jsou z předpjatého betonu a spolu s kolejnicemi jsou připevněny ke kolejovému roštu. Zabetonováním pražců je kolejový rošt integrální součástí BTS. V druhém případě není kolejový rošt integrální součástí nosné vrstvy. Kolejový rošt je v tomto případě uložen v přesně ustavené asfaltové nebo betonové vrstvě a s ní spojen. Tento způsob je např. asfaltová nosná vrstva (ATS). Třetí skupina stavebních způsobů je zpravidla nasazena jen v úsecích při splnění hraničních podmínek (např. kontinuálně uložené koleje a pérové systémy (MFS)/AKFF).
3. Automatické ovládání strojů
Pro vybudování jednotlivých vrstev mohou být nasazeny různé stroje (silniční finišer pro HGT apod.) nebo vana (BTS). V obvyklém případě je budování provedeno posuvným bedněním.
Dosud byl stavební stroj ovládán řídicím drátem, od kterého se postupně mechanicky odměřovala poloha stroje. Tento řídicí drát je předem vytyčen a na pnut, čímž je velmi zúženo celé podélné pracovní pole. Je to jediné zařízení, na kterém závisí přesnost připravované vrstvy. Jakékoli poškození nebo změ- ny v poloze a výšce drátu vedou ke snížení kvality v přesnosti výroby.
Vývojem moderní techniky v oblasti měřictví jsou nyní k dispozici systémy, umožňující kontinuální řízení stavebních strojů. Základním řídicím prvkem jsou přitom automatické tachymetry nebo GPS systémy pracující v reálném čase. Také firma Leica Geosystems zkoumala možnosti konstrukce 3D systému řízení strojů. V roce 1998 byla předvedena výkonnost bezdrátového 3D řídicího systému stroje. Tento systém byl poprvé v Německu vyzkoušen na posuvném bednění v r. 2000 při výstavbě pevné jízdní dráhy na NBS Kolín - Rhein/Main v jižním úseku mezi mostem přes Main, odbočka na Mainz.
4. Automatické ovládání pomocí 3D- řídicího systému stroje
Součástmi použitého systému jsou:
- palubní počítač s osmi sériovýni rozhraními a dotykovou obrazovkou monitoru s nezbytným softwarem a klávesnicí,
- dva tachymetry nebo pro průběžné vyměřování tři s automatickým cílením (Leica TCA 1800),
- jeden nebo dva náklonoměrné sensory pro určení podélného a příčného náklonu,
- interfaceová jednotka pro převádění hodnoty náklonoměrných senzorů do palubního počítače,
- vysílací modem (TCPS26 Leica) na každém tachymetru pro přenášení dat, jakož i vysílací modem na palubním počítači pro příjem,
- dva stožárky, připevněné na stroji, osazené 3600 hranoly.
Stroj je pomocí senzorů zaměřován v systému souřadnic dané trasy. Stálý porovnáváním existující a požadované polohy jsou vypočteny odchylky stroje od dané trasy. Software převede tyto odchylky stroje v odpovídající řídicí povely pro hydrauliku pojížděcích zařízení a předává je k zavedení regulačnímu systému stroje. Podklady pro požadovanou polohu jsou odvozeny z digitálního modelu krajiny. Do dokumentace o celé trase se vedle důležitých parametrů profilu v každé stanici zaznamenávají též souřadnice pevných bodů terénu vlevo a vpravo od osy trasy. Odstup jednotlivých stanic se řídí geometrií trasy. V daném případě byl zvolen odstup 5 m.
Pro novou polohu stroje je nutné modelování její geometrie (podélná osa) se zařízením bednění a 3600 hranoly. Kalibračním měřením tachymetrem jsou určeny nezbytné geometrické body v jediném souřadnicovém systému stroje. Takové měření je nezbytné opakovat po každém přemístění stroje, nebo po jeho dlouhém užívání či naopak delší odstávce.
5. Průběh prací při stavbě
Na počátku prací musí být k dispozici na palubním počítači digitální model krajiny, jakož i všechny pevné body trasy. Před každým denním začátkem práce jsou oba tachymetry zaměřeny volným staničením v bodovém poli a nařízeny na odpovídajících 3600 hranolů. Stroj je naveden manuálně na počátek a přebírá automatické vedení určování jeho polohy. Pak je stroj uveden do pohybu. Přitom je mimo jiné nutné z hlediska dodržení stálé kvality betonu nepřerušovat práci. Vybetonovaná plocha je po dohotovených částech kontrolována třetím tachy metrem s instalovaným on-line trasovacím programem. Observátor pak může stanovit odchylky betonované plochy od předepsané hodnoty. Pokud je to nutné, jsou provedena zpřesněná nastavení stroje.
V průběhu celého procesu výstavby jsou geodetické údaje o vedení prováděcích prací protokolovány v LOG-File v řídicím počítači na stroji. Všechny údaje o procesu výstavby (odchylky, příkazy apod.) jsou pak k dispozici vedení stavby. Tyto údaje představují nepřerušenou dokumentaci prováděných prací. Časový interval ukládání údajů je volitelný a v případě popisované stavby činil 30 vteřin. To odpovídá dokumentaci betonovaného povrchu s odstupem asi 0,5 m.
6. Závěr
Řídicí systém Leica byl na trati NBS Kolín - Rein/Main užit celkově na čtyřech finišerech. Toto opatření dovolilo plnou automatizaci stavebních prací. S tímto systémem bylo bez problémů dosa-
ženo předepsaných tolerancí výstavby HGT a dokumentováno systémem LOG-Files. Pro stavbu byly přitom předepsány tyto tolerance:
HGT: +5 mm/-15 mm (výška), ±20 mm (poloha),
vana: +10 mm/-15 mm (výška), ±30 mm (poloha).
Tyto přesnosti dovolily snadnější osazení kolejového roštu. Kontrolní měření a dokumentace hotové dráhy bylo provedeno vnitřní službou. Nasazení daného systému bylo přijato pozitivně, neboť užití dalších komplikovaných elektronických systémů by se stalo zdrojem výpadků produkce..
