- Home  »
- VGI - Die Zeitschrift  »
- Autor
VGI - Autor
Klaus Macheiner
Wir haben 4 Artikel von und mit Klaus Macheiner gefunden.
Drei große Eisenbahn-Tunnelprojekte in Österreich - ein Vergleich ausgewählter Aspekte aus der Sicht der ingenieurgeodätischen Praxis
Kurzfassung
Eisenbahn-Tunnelprojekte wie der Semmeringbasistunnel, der Koralmtunnel und der Brennerbasistunnel, welche sich derzeit in unterschiedlichen Errichtungsphasen befinden, sind aus ingenieurgeodätischer Sicht eine große Herausforderung. Um jedem einzelnen Projekt zum durchschlagenden Erfolg im wahrsten Sinne des Wortes zu verhelfen, sind umfangreiche Vorarbeiten erforderlich. Diese umfassen im Wirkungsbereich des Geodäten die Untersuchung und Realisierung eines geeigneten Grundlagennetzes in Lage und Höhe unter Berücksichtigung der Einflüsse des Erdschwerefeldes. Weiters sind bereits in der Anfangsphase der Planungsarbeiten Berechnungen über die erzielbaren Durchschlagsgenauigkeiten anzustellen, um planungsseitig diesbezüglich Vorkehrungen treffen zu können. Ein Vergleich dieser Vorarbeiten bei allen drei Tunnelprojekten ist der Inhalt dieses Beitrags. Die Betrachtung der ausgewählten Aspekte erfolgt aus der Sicht der ingenieurgeodätischen Praxis.
Abstract
Railway tunnels like the Semmering base tunnel, the Koralm tunnel and the Brenner base tunnel, which are currently in different realization phases, are challenging projects – not only from a constructional, but also from a geodetic view. To lead each project to a success, comprehensive studies have to be undertaken. Considering the geodesist, these studies comprise the selection and realization of an appropriate basic surveying network (position and height) including influences of the Earths gravity field. Moreover, calculations dealing with the attainable breakthrough errors have to be carried out at an early stage of the planning process in order to take appropriate measures. A comparison of these studies for the three mentioned tunnel projects is carried out in this article. The selected topics are compared as seen from geodetic practice.
Eisenbahn-Tunnelprojekte wie der Semmeringbasistunnel, der Koralmtunnel und der Brennerbasistunnel, welche sich derzeit in unterschiedlichen Errichtungsphasen befinden, sind aus ingenieurgeodätischer Sicht eine große Herausforderung. Um jedem einzelnen Projekt zum durchschlagenden Erfolg im wahrsten Sinne des Wortes zu verhelfen, sind umfangreiche Vorarbeiten erforderlich. Diese umfassen im Wirkungsbereich des Geodäten die Untersuchung und Realisierung eines geeigneten Grundlagennetzes in Lage und Höhe unter Berücksichtigung der Einflüsse des Erdschwerefeldes. Weiters sind bereits in der Anfangsphase der Planungsarbeiten Berechnungen über die erzielbaren Durchschlagsgenauigkeiten anzustellen, um planungsseitig diesbezüglich Vorkehrungen treffen zu können. Ein Vergleich dieser Vorarbeiten bei allen drei Tunnelprojekten ist der Inhalt dieses Beitrags. Die Betrachtung der ausgewählten Aspekte erfolgt aus der Sicht der ingenieurgeodätischen Praxis.
Abstract
Railway tunnels like the Semmering base tunnel, the Koralm tunnel and the Brenner base tunnel, which are currently in different realization phases, are challenging projects – not only from a constructional, but also from a geodetic view. To lead each project to a success, comprehensive studies have to be undertaken. Considering the geodesist, these studies comprise the selection and realization of an appropriate basic surveying network (position and height) including influences of the Earths gravity field. Moreover, calculations dealing with the attainable breakthrough errors have to be carried out at an early stage of the planning process in order to take appropriate measures. A comparison of these studies for the three mentioned tunnel projects is carried out in this article. The selected topics are compared as seen from geodetic practice.
Keywords/Schlüsselwörter
Semmeringbasistunnel Koralmtunnel Brennerbasistunnel Grundlagenvermessung Durchschlagsfehler
Semmeringbasistunnel Koralmtunnel Brennerbasistunnel Grundlagenvermessung Durchschlagsfehler
PDF-Download
VGI_201538_Macheiner.pdf
VGI_201538_Macheiner.pdf
Durchschlagsprognose für das ÖBB Infrastrukturprojekt "Semmering-Basistunnel neu"
Kurzfassung
Für lange und komplexe Tunnelprojekte ist eine a-priori- Prognose der zu erwartenden Durchschlagsgenauigkeiten unverzichtbar. Darauf aufbauend werden verbindlich die Anforderungen für den Bau sowie die Vortriebs- und Kontrollvermessungen festgelegt. Anhand des ÖBB Infrastrukturprojekts Semmering-Basistunnel neu werden die Kriterien dieser Prognoserechnungen diskutiert und verschiedene Varianten miteider verglichen. Besonderheiten wie Zugangsstollen und Schächte bei Zwischegriffen werden entsprechend berücksichtigt. Die Beachtung von Erfahrungen und Empfehlungen aus anderen Tunnelprojekten führt auch hier zu vergleichsweise geringen Quer- und Höhenkomponenten in den Durchschlagspunkten. Geringe Querfehler können jedoch nur durch den Einsatz von zahlreichen Kreiselazimuten gewährleistet werden, die bei diesem Projekt zu den Schlüsselbeobachtungen zählen.
Abstract
Long and complex tunnelling projects require the a-priori-prognosis of the expected breakthrough accuracies to define the specifications regarding tunnel construction and tunnel surveying. Based on the infrastructure project Semmering base tunnel commissioned by the Austrian Federal Railways (ÖBB) the criteria of such an a-priorinetwork simulation are discussed and different versions are compared. Specific features like access tunnels and access shafts are regarded. Considering the experiences and recommendations of other tunnelling projects yields relatively small transverse and height errors. Small transverse errors can, however, only be ensured by numerous gyroscope observations.These measurements emerge to the key observations in this project.
Für lange und komplexe Tunnelprojekte ist eine a-priori- Prognose der zu erwartenden Durchschlagsgenauigkeiten unverzichtbar. Darauf aufbauend werden verbindlich die Anforderungen für den Bau sowie die Vortriebs- und Kontrollvermessungen festgelegt. Anhand des ÖBB Infrastrukturprojekts Semmering-Basistunnel neu werden die Kriterien dieser Prognoserechnungen diskutiert und verschiedene Varianten miteider verglichen. Besonderheiten wie Zugangsstollen und Schächte bei Zwischegriffen werden entsprechend berücksichtigt. Die Beachtung von Erfahrungen und Empfehlungen aus anderen Tunnelprojekten führt auch hier zu vergleichsweise geringen Quer- und Höhenkomponenten in den Durchschlagspunkten. Geringe Querfehler können jedoch nur durch den Einsatz von zahlreichen Kreiselazimuten gewährleistet werden, die bei diesem Projekt zu den Schlüsselbeobachtungen zählen.
Abstract
Long and complex tunnelling projects require the a-priori-prognosis of the expected breakthrough accuracies to define the specifications regarding tunnel construction and tunnel surveying. Based on the infrastructure project Semmering base tunnel commissioned by the Austrian Federal Railways (ÖBB) the criteria of such an a-priorinetwork simulation are discussed and different versions are compared. Specific features like access tunnels and access shafts are regarded. Considering the experiences and recommendations of other tunnelling projects yields relatively small transverse and height errors. Small transverse errors can, however, only be ensured by numerous gyroscope observations.These measurements emerge to the key observations in this project.
Keywords/Schlüsselwörter
ÖBB Semmering-Basistunnel neu Durchschlagsprognose Durchschlagsfehler Netzsimulation
ÖBB Semmering-Basistunnel neu Durchschlagsprognose Durchschlagsfehler Netzsimulation
PDF-Download
VGI_201301_Macheiner.pdf
VGI_201301_Macheiner.pdf
Eine Glasfaser als Sensorelement: Entwicklung eines faseroptischen Zweiachs-Neigungssensors
Kurzfassung
Glasfasern sind in der Telekommunikation weit verbreitet und ermöglichen hohe Datenraten und Übertragungsgeschwindigkeiten. Licht spielt dabei die zentrale Rolle des Übermittlers. Die Verwendung von optischen Fasern in der Sensorik und deren Anwendungen, insbesondere in der Ingenieurgeodäsie, gewinnt zunehmend an Bedeutung. Der Einsatz einer einfachen Glasfaser als Sensorelement für den Prototyp eines Neigungssensors ist ein Beispiel dafür, wie Licht und die mechanischen Eigenschaften der Faser für die Messung von Neigungen in zwei Achsen nutzbar gemacht werden können. Dabei wird das aus einer Glasfaser gefertigte Sensorelement einseitig eingespannt. Das freie Ende des Elements erfährt bei Neigung des Sensors Auslenkungen, die aufgrund der Biegung des Sensorelements entstehen. Wenn Licht in der Faser geführt wird, entsteht am freien Ende ein mit einem positionsempfindlichen Detektor messbarer Punkt. Aus den so bestimmten Faserauslenkungen können anschließend die Neigungswinkel berechnet werden, wofür die Faser als schlanker Balken modelliert wird. Sensorentwicklung, Kalibrierung und Signalverarbeitung sind Themen dieses Beitrags, wobei auch der Einsatz bei statischen und kinematischen Anwendungen besonders behandelt wird. Die Arbeit steht an der Schnittstelle von Mechanik, Sensorik und Ingenieurgeodäsie und zeigt, wie geodätisches Wissen sowohl bei der Sensorentwicklung, als auch bei der Datenauswertung genutzt werden kann.
Abstract
Optical fibers are widely used for telecommunication and allow high bandwidths and data transfer rates. In the transfer process light plays the central role of the transmission. In sensor technology and its applications, especially in engineering geodesy, the use of optical fibers gains constantly in importance. The use of a simple optical fiber as a sensing element for the prototype of a fiber optic tiltmeter is an example of how light and the mechanical properties of the fiber can be used for biaxial tilt determination. The sensing element consists of an optical fiber which is clamped at one side. The free end of the emerging element experiences deflections as soon as the sensor is tilted. When light is guided within the fiber, the cantilever deflections can be measured using an optical detector. From the fiber deflections, the tilt angles can be calculated based on modelling the optical fiber as a cantilever using equations of structural mechanics. Sensor development, prototype calibration and signal processing will be treated in this article. Also selected aspects of static and kinematic applicability will be addressed. The work can be viewed at the interface between mechanics, sensor technology and engineering geodesy and shows how geodetic knowledge can be applied for sensor development and data processing.
Glasfasern sind in der Telekommunikation weit verbreitet und ermöglichen hohe Datenraten und Übertragungsgeschwindigkeiten. Licht spielt dabei die zentrale Rolle des Übermittlers. Die Verwendung von optischen Fasern in der Sensorik und deren Anwendungen, insbesondere in der Ingenieurgeodäsie, gewinnt zunehmend an Bedeutung. Der Einsatz einer einfachen Glasfaser als Sensorelement für den Prototyp eines Neigungssensors ist ein Beispiel dafür, wie Licht und die mechanischen Eigenschaften der Faser für die Messung von Neigungen in zwei Achsen nutzbar gemacht werden können. Dabei wird das aus einer Glasfaser gefertigte Sensorelement einseitig eingespannt. Das freie Ende des Elements erfährt bei Neigung des Sensors Auslenkungen, die aufgrund der Biegung des Sensorelements entstehen. Wenn Licht in der Faser geführt wird, entsteht am freien Ende ein mit einem positionsempfindlichen Detektor messbarer Punkt. Aus den so bestimmten Faserauslenkungen können anschließend die Neigungswinkel berechnet werden, wofür die Faser als schlanker Balken modelliert wird. Sensorentwicklung, Kalibrierung und Signalverarbeitung sind Themen dieses Beitrags, wobei auch der Einsatz bei statischen und kinematischen Anwendungen besonders behandelt wird. Die Arbeit steht an der Schnittstelle von Mechanik, Sensorik und Ingenieurgeodäsie und zeigt, wie geodätisches Wissen sowohl bei der Sensorentwicklung, als auch bei der Datenauswertung genutzt werden kann.
Abstract
Optical fibers are widely used for telecommunication and allow high bandwidths and data transfer rates. In the transfer process light plays the central role of the transmission. In sensor technology and its applications, especially in engineering geodesy, the use of optical fibers gains constantly in importance. The use of a simple optical fiber as a sensing element for the prototype of a fiber optic tiltmeter is an example of how light and the mechanical properties of the fiber can be used for biaxial tilt determination. The sensing element consists of an optical fiber which is clamped at one side. The free end of the emerging element experiences deflections as soon as the sensor is tilted. When light is guided within the fiber, the cantilever deflections can be measured using an optical detector. From the fiber deflections, the tilt angles can be calculated based on modelling the optical fiber as a cantilever using equations of structural mechanics. Sensor development, prototype calibration and signal processing will be treated in this article. Also selected aspects of static and kinematic applicability will be addressed. The work can be viewed at the interface between mechanics, sensor technology and engineering geodesy and shows how geodetic knowledge can be applied for sensor development and data processing.
Keywords/Schlüsselwörter
Neigungssensor Faseroptik Balkenbiegung Kalibrierung Signalverarbeitung statische und kinematische Anwendungen
Neigungssensor Faseroptik Balkenbiegung Kalibrierung Signalverarbeitung statische und kinematische Anwendungen
PDF-Download
VGI_201011_Macheiner.pdf
VGI_201011_Macheiner.pdf
Static and kinematic testing of tiltmeters: facilities and results
Kurzfassung
Neigungssensoren werden heutzutage vielfältig eingesetzt und sind oft Teil komplexer Messsysteme. Bei deren Einsatz im Bauwesen ist für die meisten Anwendungen eine Genauigkeit von ca. 0.01° ausreichend. Trotz dieser auf den ersten Blick nicht besonders herausfordernd erscheinenden Genauigkeit ist es notwendig, das Verhalten des Neigungssensors sowohl im statischen als auch im kinematischen Einsatz zu kennen, um diese Genauigkeit unter jeglichen Bedingungen einhalten zukönnen. Hersteller vonNeigungssensoren stellenallerdings nicht immeroder nur teilweise Qualitätsinformation über ihr Produkt zur Verfügung. Daher sind Tests dringend notwendig. Wir stellen in diesem Beitrag Testeinrichtungen und –abläufe zur Untersuchung von Neigungssensoren vor, mit deren Hilfe einige grundlegende statische und dynamische Kenngrößen abgeleitet werden können. Die Möglichkeiten der Testeinrichtungen und die Ergebnisse für einen ausgewählten Sensor werden gezeigt.
Abstract
Today tiltmeters are widely used, often as part of measurement systems. In civil engineering applications, an accuracy of about 0.01° for the inclination is sufficient for many purposes. However, before using a specific type of sensor, it is most important to know about its performance, in static as well as in kinematic situations. But often, the required information is not provided by the manufacturer, and thus tests by the user are essential. We have developed testing facilities and a simple testing sequence for the determination of basic static and dynamic parameters of tiltmeters. The capability of the facilities is described in this article, and the results of the testing sequence are shown for one sensor exemplarily.
Neigungssensoren werden heutzutage vielfältig eingesetzt und sind oft Teil komplexer Messsysteme. Bei deren Einsatz im Bauwesen ist für die meisten Anwendungen eine Genauigkeit von ca. 0.01° ausreichend. Trotz dieser auf den ersten Blick nicht besonders herausfordernd erscheinenden Genauigkeit ist es notwendig, das Verhalten des Neigungssensors sowohl im statischen als auch im kinematischen Einsatz zu kennen, um diese Genauigkeit unter jeglichen Bedingungen einhalten zukönnen. Hersteller vonNeigungssensoren stellenallerdings nicht immeroder nur teilweise Qualitätsinformation über ihr Produkt zur Verfügung. Daher sind Tests dringend notwendig. Wir stellen in diesem Beitrag Testeinrichtungen und –abläufe zur Untersuchung von Neigungssensoren vor, mit deren Hilfe einige grundlegende statische und dynamische Kenngrößen abgeleitet werden können. Die Möglichkeiten der Testeinrichtungen und die Ergebnisse für einen ausgewählten Sensor werden gezeigt.
Abstract
Today tiltmeters are widely used, often as part of measurement systems. In civil engineering applications, an accuracy of about 0.01° for the inclination is sufficient for many purposes. However, before using a specific type of sensor, it is most important to know about its performance, in static as well as in kinematic situations. But often, the required information is not provided by the manufacturer, and thus tests by the user are essential. We have developed testing facilities and a simple testing sequence for the determination of basic static and dynamic parameters of tiltmeters. The capability of the facilities is described in this article, and the results of the testing sequence are shown for one sensor exemplarily.
Keywords/Schlüsselwörter
keine
keine
PDF-Download
VGI_200716_Woschitz.pdf
VGI_200716_Woschitz.pdf