Prezentacja PDF

dr inż. Jacek Makuch
[email protected]
ĆWICZENIE 1
TOROMIERZ
TRWAŁOŚĆ I NIEZAWODNOŚĆ DRÓG SZYNOWYCH
studia II stopnia, specjalność ITS, semestr 3
GENEZA PROBLEMU
Tor - w wyniku eksploatacji ulega zużyciu, w tym
deformacjom geometrycznym, zagrażającym utratą
bezpieczeństwa prowadzenia ruchu (wykolejenia!!!)
Szczecin ul. Potulicka 2012 r.
film z youtube, autor: mac6514
Katowice ul. Gliwicka
(fragment filmu
reklamowego firmy TINES)
WNIOSEK:
potrzebna jest więc
metoda określania stanu zużycia toru
(pod kątem jego deformacji)
1. Co należy mierzyć?
2. Czym należy mierzyć?
3. W których miejscach należy
mierzyć?
4. Jakie należy przyjąć wartości
graniczne ?
CO
NALEŻY
MIERZYĆ
?
1. SZEROKOŚĆ TORU
2. PRZECHYŁKA TORU
3. NIERÓWNOŚCI PIONOWE
5m
h1
5m
0,5(h1 +h2)
dh
h2
4. NIERÓWNOŚCI POZIOME
5m
x1
5m
0,5(x1 + x2)
dx
x2
DODATKOWO:
5. na postawie pomiarów szerokości toru możemy wyliczyć
GRADIENT SZEROKOŚCI (zmiana szerokości toru na
długości bazy wynoszącej 1 m)
6. na podstawie pomiarów przechyłki jesteśmy w stanie
określić WICHROWATOŚĆ (zmiana przechyłki jednego
toku szynowego w stosunku do drugiego na długości bazy
wynoszącej 5 m)
PONADTO
na postawie zmierzonych albo wyliczonych dotychczas wielkości jesteśmy w
stanie określić pewne
SYNTETYCZNE MIARY OCENY STANU TORU:
• „J” - WSKAŹNIK JAKOŚCI TORU (średnia ważona
odchyleń standardowych wybranych nierówności toru):
Sz - odchylenie standardowe nierówności pionowych
Sy - odchylenie standardowe nierówności poziomych
Sw - odchylenie standardowe wichrowatości toru
Se - odchylenie standardowe szerokości toru
• „W5” - WADLIWOŚĆ PIECIOPARAMETROWA:
W - wadliwość (stosunek liczby pomiarów z przekroczonymi odchyłkami dopuszczalnymi do całkowitej
liczby pomiarów)
We, Wg, Ww - wadliwości szerokości, przechyłki i wichrowatości
Wz, Wy - średnie arytmetyczne wadliwości odpowiednio nierówności pionowych i poziomych, wyznaczone z
wadliwości lewego i prawego toku szynowego
• „Sp” - WSKAŹNIK ŚREDNIEGO
PRZEKROCZENIA POLA TOLERANCJI
(średnia z ilorazów odchyłek
przekraczających wartości dopuszczalne do
tych wartości)
• „Spm” - WSKAŹNIK
MAKSYMALNEGO PRZEKROCZENIA
ODCHYŁEK DOPUSZCZALNYCH
(iloraz odchyłki maksymalnej do
dopuszczalnej)
• „Si” - WSKAŹNIK WYKORZYSTANIA
POLA TOLERANCJI (średnia z ilorazów
odchyłek nie przekraczających wartości
dopuszczalne do tych wartości)
CZYM
NALEŻY
MIERZYĆ
?
URZĄDZENIA I PRZYRZĄDY POMIAROWE:
• podstawowe: liniały stalowe, miary składane albo
taśmowe, suwmiarki
• geodezyjne: teodolit, niwelator, dalmierz
POMIARY NIEWYGODNE, NIEDOKŁADNE !!!
(urządzenia te nie uwzględniają specyfiki konstrukcji toru kolejowego)
Dlatego wymyślono typowo kolejowe przyrządy:
1.
toromierze
2.
profilomierze, prostomierze, falistomierze
3.
drezyny i wagony pomiarowe
PIERWSZE TOROMIERZE:
• miały kształt poprzecznej belki ustawianej na
obu szynach toru
• umożliwiały pomiar jedynie szerokości toru
• urządzenia mechaniczne (początki kolei –
połowa XIX wieku)
DRUGA GENERACJA:
• dodanie do toromierza poziomicy
umożliwiło wykonywanie pomiaru również
przechyłki toru
TRZECIA GENERACJA:
• dodanie osprzętu elektronicznego
umożliwiło:
–nowy sposób archiwizacji
–możliwość obliczeń, analiz,
współpracy z oprogramowaniem
komputerowym
CZWARTA GENERACJA:
• zmiana kształtu – dodanie do poprzecznej belki
również belki podłużnej, co umożliwiło:
– pomiar również nierówności pionowych i poziomych
• zmiana sposobu oparcia o tor – dodanie kółek,
co umożliwiło:
– pomiar ciągły (zwiększenie wydajności
przeprowadzanych pomiarów)
TYPY TOROMIERZY OBECNIE
WYKORZYSTYWANYCH NA KOLEI:
1. Klasyczne (mechaniczne)
2. Elektroniczne (samorejestrujące) do pomiarów
punktowych
3. Elektroniczne (samorejestrujące) do pomiarów ciągłych
W KTÓRYCH
MIEJSCACH NALEŻY
MIERZYĆ?
JAKIE NALEŻY
PRZYJĄĆ WARTOŚCI
GRANICZNE?
PRZEPISY KOLEJOWE
Id-14
Id-1 zał.15
ODCHYŁKI DOPUSZCZALNE
PORÓWNANIE
Id-14, zał.1
Id-1, zał.15, tablica 1 (naprawa bieżąca)
Id-1, zał.15, tablica 2 (naprawa główna)
PRZEPISY TRAMWAJOWE
POMIARY GEOMETRII
TORÓW TRAMWAJOWYCH
TOROMIERZEM ELEKTRONICZNYM
WE WROCŁAWIU W 2011
TEC-1435
samorejestrujący toromierz elektroniczny
do pomiarów ciągłych
BUDOWA TOROMIERZA
REJESTRATOR
• wyświetlacz (5 mierzonych wielkości)
• pulpit przycisków zdarzeń i usterek (ciągłych albo punktowych) i
wprowadzania danych
POZOSTAŁE OZNACZENIA NA
KLAWISZACH:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
„żarówka” – podświetlenie ekranu
„strzałki” (↑, ←, →, ↓) - wybór
ENTER - zatwierdzenie
niebieski SHIFT
czerwony SHIFT
cyfry: 0, 1, … 9
litery: A, B, … Z
kropka dziesiętna
myślnik
nie ma spacji !
jeden pusty klawisz ! (w innych modelach ~ faliste zużycie)
REJESTRATOR
w nowszych modelach toromierza
MENU GŁÓWNE:
1. POMIAR:
–
Zapis serii (pomiary z zapisem wyników)
–
Podgląd (pomiary bez zapisu wyników – np. próbne)
–
Stan akumulatora (12,6V – po naładowaniu, jeśli
spadnie poniżej 12V – może przestać działać)
–
Pamięć (ile metrów toru pojedynczego można jeszcze
zmierzyć?)
MENU GŁÓWNE:
2. PARAMETRY:
– Nagłówek:
•
Data
•
Krok pomiaru (do wyboru: 0,5m, 1m, 2,5m, 5m)
•
Nr toru (max. czteroznakowy)
•
Szlak:
– identyfikator szlaku (max. czteroznakowy)
– Nazwa (max. 28-znakowa)
•
Kilometraż (kilometr początku pomiaru)
•
Kierunek (rosnący albo malejący)
– Inwentaryzacja (np. typ szyny, podkładu, itd. – 16 parametrów)
– Strojenie (kalibracja):
•
Szerokość
•
Przechyłka
•
Pion
•
Poziom
•
Przetwornik
MENU GŁÓWNE:
3. KOMUNIKACJA (przy zgrywaniu danych do
komputera)
4. PLIK:
– Kasowanie pliku
– Kasowanie pamięci
– Przeglądanie nagłówka pliku
INWENTARYZACJA:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Typ szyny
Rodzaj szyny
Typ podkładów
Przytwierdzenie
Rodzaj złącz
Podsypka
Typ toru
Rodzaj toru
Klasa toru
Most, wiadukt
Przystanek
Przepust, kładka
Przejście
wolny
wolny
wolny
OBSŁUGA TOROMIERZA:
• ZMONTOWANIE
• KALIBRACJA
• WPROWADZENIE DANYCH OPISUJĄCYCH
POMIAR (data, nr toru, identyfikator i nazwa szlaku) ORAZ
USTAWIENIE: kroku pomiaru, kierunku i początku kilometrażu
• POMIAR:
– „wkolejenie” (ustawienie na torze i sprawdzenie dolegania rolek)
– pchanie toromierza,
– kontrola poprawności podawanych wyników,
– wciskanie przycisków zdarzeń lub usterek
• ROZMONTOWANIE
• ZGRANIE PLIKÓW DANYCH DO KOMPUTERA
OBSŁUGA TOROMIERZA:
(Gdańsk, autor filmu: Tomasz Korycki)
OBSŁUGA TOROMIERZA
- PRZYPADKI SZCZEGÓLNE:
• BŁĄD W POMIARACH:
– pominęliśmy jakieś zdarzenie albo usterkę,
– zahaczyliśmy o wystającą zabudowę toru, rośliny albo na główce szyny
były zanieczyszczenia (toromierz nam podskoczył albo spadł z szyn),
(PONOWNIE USTAWIAMY I) COFAMY TOROMIERZ (błędnie
wykonane pomiary są kasowane, a licznik odległości jest cofany), A
NASTĘPNIE PONOWNIE PRZEPROWADZAMY POMIAR
(UWAGA: przy cofaniu toromierz WYSKAKUJE !!! – trzeba go
dociskać do toru)
• KONIECZNOŚĆ PRZEPUSZCZENIA TOREM POJAZDU SZYNOWEGO
– wstrzymujemy pomiar,
– zdejmujemy toromierz z toru,
– przepuszczamy pojazd szynowy,
– ponownie ustawiamy toromierz,
– wznawiamy pomiary.
ANALIZA WYNIKÓW POMIARÓW
• PRZY POMOCY PROGRAMU
KOMPUTEROWEGO:
ANALIZA WYNIKÓW POMIARÓW
• WCZYTANIE PLIKÓW DANYCH POMIAROWYCH
• OKREŚLENIE ZESTAWU ODCHYŁEK
DOPUSZCZALNYCH
• ANALIZA WYNIKÓW:
– w formie tabelarycznej
– w formie graficznej
• WYGENEROWANIE PLIKÓW RAPORTÓW
• SPORZĄDZENIE RAPORTÓW OCENY
SYNTETYCZNEJ
DANE POMIAROWE
PLIKI 4 TYPÓW – z rozszerzeniami:
• „bpt”
• „dat”
• „PAR” – tekstowy,
edytowalny
• „txt” – na razie pusty
DANE POMIAROWE
NAZWY PLIKÓW
tworzone przez toromierz wg następującego
schematu:
• zaczynały się od dużej litery „L”, po której podawany był
czteroznakowy identyfikator odcinka, następnie po
podkreślniku duża litera „T” i numer toru, a po kolejnych
podkreślnikach:
– kilometr początku toru
– data wykonania pomiaru
– data i czas (godzina, minuta i sekunda) zgrania pliku z
rejestratora
• np.:
L5-04_T1_KM0_000_DP2011_09_18_DA2011_09_18_14_54_26
ZESTAW ODCHYŁEK
DOPUSZCZALNYCH
ZESTAW ODCHYŁEK DOPUSZCZALNYCH
UWAGA! – nieco inny niż w Id-14
(można go zmodyfikować)
WYNIKI POMIARÓW W FORMIE
TABELARYCZNEJ
• przekroczenie przez którykolwiek z sześciu analizowanych parametrów
wartości odchyłek dopuszczalnych jest sygnalizowane przez program
wyświetleniem symbolu „#” na początku wiersza
• przekroczenie przez każdy z osobna z analizowanych parametrów wartości
odchyłki dopuszczalnej jest sygnalizowane przez program wyświetleniem
symbolu „#” po prawej jego stronie
WYNIKI POMIARÓW W FORMIE
GRAFICZNEJ
• linia niebieska – wartości zmierzone
• linie czerwone – wartości odchyłek dopuszczalnych
WYNIKI POMIARÓW W FORMIE
GRAFICZNEJ
PLIK RAPORTU POMIARÓW
RAPORT OCENY
SYNTETYCZNEJ
ZASTOSOWANIE
POMIARY GEOMETRII
TORÓW TRAMWAJOWYCH
TOROMIERZEM ELEKTRONICZNYM
WE WROCŁAWIU
• pomiary przeprowadzono w nocnych przerwach w
kursowaniu tramwajów (od ok. godz. 23.30 do ok. godz.
4.30)
• w ciągu 25 nocy pomiędzy 13.09.2011 a 29.10.2011
• łącznie pomiary wykonano dla 185 km toru pojedynczego
• średnio w ciągu jednej nocy mierzono 7,4 km toru
pojedynczego
• łącznie pomiary przeprowadzono na 565 odcinkach
torów
• zespół pomiarowy stanowiły 2 osoby
(fot.: Radosław Mazurkiewicz)
PRZYKŁADOWY
SZKIC Z
TRZECIEJ W
KOJEJNOŚCI
NOCY
POMIAROWEJ
PORÓWNANIE WYNIKÓW POMIARÓW
ul. Bardzka
(stan bardzo dobry)
ul. Przyjaźni
(stan bardzo zły)
PORÓWNANIE WYNIKÓW POMIARÓW
tego samego odcinka torów
(wykres czarny – pomiar z 19.09.2011, wykres niebieski – pomiar z 30.09.2011)
PORÓWNANIE WYNIKÓW POMIARÓW
tego samego odcinka torów
(wykres czarny – pomiar z 19.09.2011, wykres niebieski – pomiar z 30.09.2011)
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ