Suwnice

Suwnice
Kategorie	Moduły obliczeniowe
Rozszerzenie dla pliku	.swn
Ścieżka w programie	Obliczenia -> Suwnice

Wpasowanie osi torów suwnicowych dla zadanego lub optymalnego rozstawu szyn. Obliczenia można prowadzić tylko w płaszczyźnie poziomej lub także dla pomierzonych rzędnych szyn.

Kolejno wykonywane są obliczenia:

1. Wyrównanie wstępne, ocena dokładności pomiaru.
2. Wpasowanie osi średnich przy R-optymalnym i R-zadanym.
3. Zbadanie poziomowości.
4. Obliczenie współrzędnych terenowych w układzie lokalnym oraz zapis współrzędnych do bazy danych.

Uwaga ! Aby można było wykonać obliczenia, potrzebne są co najmniej dwa pełne przekroje: Nr, X, a, R, b. Pozostałe przekroje mogą nie zawierać wszystkich danych tzn. w poszczególnych przekrojach może brakować a, R lub b. Wyznaczenie osi teoretycznych zostanie wykonane w oparciu o pełne przekroje. Natomiast poprawki do rektyfikacji będą wyliczone dla wszystkich przekrojów.

Wyrównanie obserwacji, ocena dokładności wykonania pomiarów oraz obliczenie współrzędnych osi szyny na podstawie wyrównanych wartości dokonywane jest wg. niżej przedstawionych wzorów w oparciu o uśrednione dane pełnych przekrojów czyli takich, w których dane jest: nr, x, a, b, r. Aby wyrównanie mogło być przeprowadzone potrzebne są przynajmniej trzy pełne przekroje. Na podstawie wyliczonych poprawek oceniana jest dokładność wykonanych pomiarów - m0 oraz w oparciu o wyrównane wartości a, b, r liczone są współrzędne osi szyn.

Dane

Zależnie od wybranej opcji istnieją moduł pozwala na dwa sposoby wprowadzania danych. Zależnie od wykorzystanej metody pomiaru dane wejściowe będą się różnić.

• metoda prostych odniesienia — (dane Nr, X, a, R, b, Hl, Hp) — domyślnie moduł działa w tym trybie.
• współrzędne — (dane X, Y, H) — aby uruchomić ten tryb należy w ustawieniach modułu (ikonka ze znakiem zapytania) wybrać opcję "Obserwacje = współrzędne".

Metoda prostych odniesienia

Przy edycji danych dotyczących osi szyn wprowadza się:

• numer przekroju,
• miarę bieżącą (X),
• odległość lewej szyny od lewej prostej odniesienia (a),
• rozpiętość (R),
• odległość prawej szyny od prawej prostej odniesienia (b),
• rzędną szyny lewej (Hl),
• rzędną szyny prawej (Hp).

Przykład danych do obliczeń suwnicy:

Wprowadzanie danych poziomych

Znak wartości pomierzonych a i b zależy od ich położenia względem osi pomiarowej. Jeśli linia pomiarowa leży na zewnątrz toru to znak jest dodatni, jeśli wewnątrz to znak ujemny. Przykładowo, jeśli obie linie pomiarowe założono na zewnątrz toru to obie wartości a i b wpisujemy ze znakiem +.

Współrzędne

Zasady wprowadzania danych w przypadku, gdy informacjami wejściowymi są współrzędne punktów kontrolowanych:

• numer punktu może mieć do 12-ciu znaków,
• punkt z pomiaru lewej osi należy zaznaczyć w kolumnie Szyna lewa. Bez oznaczenia tej kolumny obliczania nie zostaną wykonane. Można zaznaczyć jednocześnie wszystkie wklejane do modułu punkty akceptując pytanie (zrzut poniżej). Kolejne współrzędne można wkleić gdy kursor jest pod ostatnim wierszem istniejących danych.

  

• jeżeli mamy współrzędne w układzie, należy je zmienić na lokalne. Można wykonać to:
  • automatycznie, po wprowadzeniu danych do modułu i kliknięciu w żółtą ikonkę wyświetla się okno z pytaniem o transformację (zrzut poniżej).

    

  • ręcznie, czyli zrobić transformację mapy i translacje punktów. Translację robimy w tabeli punktów poprzez obcięcie współrzędnych (menu Tabela > Zaznaczone punkty.. - Translacja, wpisujemy wartości dla X i Y z minusem) a transformację poprzez obrót mapy czyli transformacje mapy - podajemy współrzędne współrzędne punktu lewej szyny (początek szyny) w układzie pierwotnym i dla niego w układzie wtórnym wpisujemy 0,0. Podajemy drugi punkt do transformacji czyli koniec szyny w układzie pierwotnym i współrzędne w układzie wtórnym (wartość długości szyny i 0).

Dane wysokościowe

• Rzędne terenu — odczyt z łaty (w polach Hl i Hp należy wpisać odczyt z łaty [mm] — program zapyta o wysokość horyzontu dla lewej i prawej szyny [mm])
• Szyny w jednej płaszczyźnie horyzontalnej — jeżeli tak, to poprawki będą liczone wg. najwyższego punktu dla obu szyn. Jeżeli nie, program spyta o teoretyczną różnicę wysokości (Hl - Hp)).

Opcje

• Wpasowanie osi dla:
  • Wpasowanie osi dla R-zadanego - obliczane będą poprawki do rektyfikacji osi szyn przy R-zadanym - program pyta o wartość po uruchomieniu obliczeń (kliknięciu w żółtą żarówkę).
  • Wpasowanie osi dla R-optymalnego - obliczane będą poprawki do rektyfikacji osi szyn przy R-optymalnym - obliczonym na podstawie wyników pomiarów.
  • Szyny w jednej płaszczyźnie horyzontalnej - obliczane będą poprawki na podstawie wskazanej teoretycznej różnicy wysokości (Hl - Hp) - program pyta o wartość po uruchomieniu obliczeń (kliknięciu w żółtą żarówkę).
  • Obserwacje = współrzędne - pozwala na wprowadzenie pomiarów uzyskanych poprzez pomiar współrzędnych, a nie metodą prostych odniesienia (więcej informacji wyżej).
  • Obliczenia tylko w płaszczyźnie poziomej - wpasowanie jedynie w płaszczyźnie poziomej - bez wysokości. Wybierając opcję edytuje się

dane dotyczące tylko płaszczyzny poziomej (bez Hl i Hp)

• Dane wysokościowe - zależnie od przyjętej metody pomiaru należy wybrać jedną z opcji:
  • rzędne terenu - po uruchomieniu obliczeń (kliknięcie w żółtą żarówkę) program zapyta o wysokość horyzontu dla lewej i prawej szyny [mm].
  • odczyt z łaty
• Stopień funkcji - domyślnie włączona wartość "y = ax+b" oznacza wpasowania w krzywą I-go stopnia — prostą. Czasem nie jest możliwe zaprojektowanie torowiska prostoliniowego - "y = ax+b" (za duże odchyłki) i godzimy się z pewnymi krzywiznami, wtedy dobiera się wyższe stopnie funkcji.
  • y=ax+b
  • y=ax^2+bx+c
  • y=ax^3+bx^2+cx+d
• Dokładność poprawek na rysunku - wybór zależnie od własnych potrzeb.
  • 0.1mm
  • 1mm
• Wpasowanie pionowe - kształt wykresu suwnicy w płaszczyźnie pionowej na formularzu jest zależny od wyboru - Wpasowanie pionowe:
  • od góry - najwyższego punktu
  • od środka - średniej
  • od dołu - najniższego punktu

Obliczenia

Po wciśnięciu przycisku Oblicz (żółta żarówka) należy podać dane wynikające z wyboru opcji w ustawieniach programu (ikonka ze znakiem zapytania - opis powyżej). Zależnie od wyboru opcji może być to:

• R-zadana - rozpiętość zadana,
• Wys hor L/P - wysokość horyzontu dla lewej i prawej szyny,
• Hl - Hp - teoretyczna różnica wysokości obu szyn.

Po wskazaniu wszystkich potrzebnych wartości program przystąpi do wykonywania obliczeń.

Algorytm obliczeniowy zastosowany do obliczeń suwnic.

Aby wykonać obliczenia należy pozyskać w terenie odpowiednie dane (przedstawione na rysunku) metodą prostych odniesienia.

Suwnica

Oznaczenia na rysunku:

ai — odległość lewej szyny od lewej prostej odniesienia,

bi — odległość prawej szyny od prawej prostej odniesienia,

ri — rozpiętość szyn,

Uwaga: Gdy proste odniesienia są na zewnątrz jak na rysunku to wartości a i b są ze znakiem dodatnim, natomiast jak proste odniesienie są wewnątrz suwnicy to należy je wprowadzać ze znakiem ujemnym

I, II, III, IV — punkty osnowy lokalnej.

Obliczenia mogą być wykonane wówczas, gdy pomierzone są co najmniej dwa pełne przekroje, pozwoli to na wyznaczenie osi średnich. Wyrównanie obserwacji dokonywane jest wg. niżej przedstawionych wzorów w oparciu o uśrednione dane pełnych przekrojów czyli takich, w których dane jest: nr, x, a, b, r. Aby wyrównanie mogło być przeprowadzone potrzebne są przynajmniej trzy pełne przekroje. Na podstawie wyliczonych poprawek oceniana jest dokładność wykonanych pomiarów - m0 ±2.5 mm - oraz w oparciu o wyrównane wartości a, b, r liczone są współrzędne osi szyn.

Wyniki

• Wyrównanie wstępne - drukowane są :

współrzędne Y-kowe prawej prostej odniesienia dla każdego, pełnego, sumy oraz współczynniki prostej odniesienia, poprawki oraz obserwacje wyrównane, współrzędne wyrównane oraz m0.

• Poprawki do wyniesienia przy R zadanym:

sumy oraz współczynniki prostych odniesienia, poprawki do rektyfikacji szyn przy rozpiętości zadanej.

• Poprawki do wyniesienia przy R optymalnym:

sumy oraz współczynniki prostych odniesienia, poprawki do rektyfikacji szyn przy rozpiętości optymalnej, rozpiętość optymalna.

• Rektyfikacja w płaszczyźnie pionowej:

poprawki do spoziomowania szyn.

Rysunek

W celu wywołania rysunku należy użyć ikonki z białym prostokątem i czerwoną strzałką (zrzut poniżej). Po akceptacji okna z parametrami wyglądu rysunków sporządzane są dwie mapy (SUW_POZ, SUW_PION) i formularz zawierający wykresy przebiegu osi szyn i poprawki do rektyfikacji.

Rysunek pokazowy i interpretacja rysunku z poprawkami poziomymi dla szyn torowiska:

Górna niebieska linia to szyna lewa, dolna czerwona prawa, czyli obracając wydruk o 90 stopni przeciwnie do wskazówek zegara, uzyskamy rysunek na którym miary bieżące wzrastają w kierunku od nas, tak jak było to mierzone.

Znak dodatni poprawki oznacza konieczność przesunięcia szyny w prawo, znak ujemny w lewo.

Załączamy rysunek łatwego obliczeniowo przypadku suwnicy o teoretycznym rozstawie 80 mm (tak było najłatwiej rysować w skali 1:1 na papierze dla weryfikowania obliczeń programu). Pomierzono trzy przekroje, pierwszy i ostatni mają poprawny rozstaw 80 mm, środkowy jest za duży i ma 85 mm. Z rysunku wynika, że dla uzyskania warunku równoległości szyn i rozstawu 80 mm należy poprzesuwać lewą szynę po 1 mm na każdym przekroju w prawo, a prawą na początku i końcu także po 1 mm, a w środkowym punkcie o 4 mm w lewo.