<■

..... • -T . .J.-.-.-. ---^--;::.I-..^-——--— _.—:r:~tr-_——

,y.

■

" ń*

%

>.

-uZ/4/liiÜ.u»

"""

■■■;

,

m

m

m

W.

■

w.

m.

/•-

w/m

%

W,

W/M,

r\\

*

Pol itechnika Krakowska

Biblioteka Główna

J»

•>

PODRĘCZNIK INŻYNIERSKI

TOM PIERWSZY

SPIS AUTORÓW:

Zygmunt Balicki, in i., Warszawa Franciszek Bąkowski, inż., Warszawa Stefan Bóbr, dr. fil., docent politechniki, Warszawa

Jan Bogucki, dr. inż., profesor politechniki, Lwów

Mieczysław Bronikowski, inż., profesor politechniki, Warszawa Stefan Bryła, dr. inż., profesor politechniki, poseł na Sejm, Lwów—Warszawa Attreljusz Cńróścielewski, inż., Mińsk Mazowiecki

Wiesław Chrzanowski, dr. inż., profesor politechniki, Warszawa Marjan Dolnicki, inż., Warszaioa Ignacy Dreocler, inż., profesor politechniki, Lwów.

Maksymiljan Huber, dr. inż., profesor politechniki, Lwów

Władysław Jabłoński, inż., prezydent miasta Warszawy, Warszawa Jan Karbowski, inż., Warszawa f ArturKiihneł, inż., prof, politechniki, Linów Józef Lenartowicz, inż., dyrektor budowy tramwajów miejskich, Warszaica Jan Łopuszański, dr. inż., profesor politechniki, b. minister Rob. Publ., Ltoów Maksymiljan Matakiewicz, dr. inż., profesor politechniki, Lwów

Henryk Mikołasch, dr.fil., docent politechniki, Lwów

Otto Nadolski, dr. inż., profesor politechniki, Lwów

Bohdan Nagórski, inż., dyrektor ekspl.

w Radzie Portu, Gdańsk Melchjor Nestorowicz, inż., dyrektor departamentu Ministerstwa Robót Publicznych, docent politechniki, Warszawa Wacław Laszkowski, inż., profesor politechniki, b. minister Komunikacji, Warszawa Kazimierz Pawłowicz, inż., Warszawa Stefan Lazirski, inż., Iauów Karol Pomianowski, dr. inż., profesc/r politechniki, Warszawa

Jan Popielecki, inż., profesor szkoły technicznej, Poznań

Mieczysław Pożaryski, inż., profesor politechniki, Warszawa

Andrzej Pszenicki, inż., profesor politechniki, Warszawa

Ignacy Radziszewski, inż., profesor politechniki, Warszawa

Romuald Rosłońshi, dr. inż., dyrektor zakładów wodociągowych, docent politechniki lwowskiej, Przemyśl

Adam Różański, dr. inż., profesor uniwersytetu, Kraków

Mieczysław Rybczyński, inż., profesor politechniki, Warszawa

Marjan Sasinowski, inż., komandor, Warszawa

Czesław Skotnicki, inż., profesor politechniki, Warszawa

Zygmunt Słowiński, inż., naczelny inżynier miasta Warszawy, Warszawa

Wacław Suchowiak, inż., profesor politechniki, Warszawa

Michał Swoboda, inż., docent politechniki, lewów

Kazimierz Szulc, prof., dyrektor Państwowego Instytutu Meteorologicznego, Warszawa

Maksymiljan I hut lie, dr. inż., profesor politechniki, senator, Lwów

Seweryn Tomasik, dr. praw, adwokat, Lwótc

Gustaw Trzciński, inż.-arch., Warszawa

Bolesław Walkiewi.cz, inż., b. naczelnik wydziału technicznego Dyrekcji Budowy Kolei, Warszawa

Tadeusz Wiśniowski, dr. fil., profesor' politechniki, Lisów

Karol Wątorek, dr. inż., profesor politechniki, Lwów

Kasper Wcigel, dr. inż., profesor politechniki, .. Lwów

Władysław Wójta,u, inż.,profesor politechniki, Lwów

Kazimierz Zipser, inż., profesor politechniki, Lwów

PODRĘCZNI K INŻYNIERSKI

PODRĘCZNIK

II. Wybuchowe skały wylewne (wulkaniczne).

III. Przewozy przy robotach gruntowych.

Kw

VI. Ochrona budowli ziemnych.

II. Trasowanie.

WWWW* =

3. Różne urządzenia.

PODRĘCZNIK

INŻYNIERSKI

V. Opory ruchu.

Ułożenie osi pojazdu w torze j I prostym. Wymiary osi pojazdu muszą

tL-O-

^NH^OrjiHO

41-1

IV. Przesuwnice.

III. Opracowanie trasy.

U1(§j

\x \2

X. Ruch.

III. Koleje linowe wiszące.

PODRĘCZNIK

Y 2 »* rk+1sin K+1 - “*) • • • '

O.

XI. Pomiar kątów poziomych.

Miernictwo.

-+,4 + 6!6 + 117,3

HI. Zdjęcia poligonowe.

VI. Tyczenie tras.

*

(P)o = ± “g

Pomiary wodne.

*FvJ

Dla wartości pośrednich należy interpolować linijn

r\m.

pwf^wrofio: fi

~ p. = 0,50, zaś p.x = 0,63.

glina

d.rv.

7T~lrHr~nrTT~r~T~T~7~l

Regulacja rzek.

f-hH'

2. Kanały żeglugi ze spadem.

° h '

5IM.

pSPFfilfpnH

ii*

II. Nawodnienie.

Prawidła dla lokalnego przewidywania pogody. A. Oznaki nadchodzącej pary dżdżystej:

PODRĘCZNI K INŻYNIERSKI

W ZAKRESIE INŻYNIERJI LĄDOWEJ I WODNEJ

REDAKTOR NACZELNY

PROF. Dr. INŻ. STEFAN BRYŁA

TOM I

ROBOTY ZIEMNE. DROGI I ULICE — KOLEJE ŻELAZNE MIERNICTWO — BUDOWNICTWO WODNE

JL-

LWÓW I WARSZAWA 1927

NAKŁADEM KSIĘGARNI POLSKIEJ B. P OŁ O N I E C K I E G O

WYDANO ZE WSPÓŁUDZIAŁEM ZWIĄZKU STUDENTÓW INŻYNIERJI POLITECHNIKI LWOWSKIEJ

fh

fc BIBLIOTEKA^;

• "Ą Oł.ÓWNA fj»

7_

r~-~

i*

b y+3h°os

PRZEDMOWA

!3olska literatura techniczna jest bardzo uboga. Istnieje -L wprawdzie szereg dzieł pierwszorzędnej wartości, ale są

i',,

też działy, w zakresie których nie pojawiła się dotychczas dosłownie żadna książka. Inżynierowie nasi byli zatem z konieczności zmuszeni posługiwać się podręcznikami, pisanymi w obcych językach.

Podręcznik Inżynierski ma zaradzić temu brakowi. Obejmuje on wszystkie działy, leżące w zakresie inżynierji lądowej i wodnej, a nadto szereg dziedzin zbliżonych. Zakres jego jest częściowo większy niż innych analogicznych podręczników, raz dlatego, że starano się go dostosować do postępu nauk technicznych, powtóre dlatego, że szereg działów opracowanych zostało w druku po raz pierwszy w języku polskim i trzeba było przeto opracować je nieco szerzej.

Znaczna, nawet bardzo znaczna jest ilość autorów. Utrudniło to w wysokim stopniu pracę redakcyjną, zapewniło zato współpracę przeważnej części najwybitniejszych nazwisk z danych dziedzin inżynierji i to tak z łona obu politechnik, jakoteż z pomiędzy inżynierów praktyków.

Nierównomierność, z jaką nadpływały rękopisy, opóźnienie znacznej ich części (do dziś brakuje jeszcze części, pomimo, że praca rozpoczęta została w r. 1921), spowodowały układ Podręcznika, nie we wszystkiem może idealny. Uważałem jednak za rzecz ważniejszą raczej przyspieszyć wydawnictwo, niż odwlekać je, powodując się względami drugorzędnego znaczenia.

Muszę podkreślić życzliwość, z jaką do wydawnictwa odnieśli się wszyscy autorowie, oraz inżynierowie polscy wogóle,

dawnicza, aby wydać książkę jak najlepiej pomimo ciężkich warunków.

z drugiej zaś strony starania, jakich nie szczędziła firma wy

Dzieło zbiorowe, jak każda praca, nie może być bez błędów i usterek. To też chętnie widzimy wszelką życzliwą i rzeczową krytykę i słuszne jej uwagi w miarę możności uwzględnione będą w następnych wydaniach.

Lwów-Warszawa, we wrześniu 1926.

Redaktor naczelny.

TREŚĆ TOMU PIERWSZEGO

Strona

Strona

Cześć pierwsza :

Roboty ziemne. Drogi i ulice.

Geologja inżynierska. Napisał dr. Tadeusz Wiśniowski, profesor

politechniki, Lwów.......

Kamienie naturalne. Napisali inż. Władysław Jabłoński, prezydent miasta, Warszawa, i dr. Tadeusz Wiśniowski, profesor politechniki, Lwów........

Roboty ziemne. Napisali inż. Jan Popielecki, profesor szkoły technicznej, Poznań, inż. Bolesław Walkiewicz, Warszawa, i inż. Zygmunt Balicki, Warszawa . . . Tunele. Napisałf inż. ArturKiłhnel,

profesor politechniki, Lwów . .    72

Drogi. Napisał inż. Melchior Nesto-rowicz, dyrektor departamentu Ministerstwa Kobót Publicznych,

Warszawa ...........

Ulice. Napisał f inż. Artur Kühnei,

profesor politechniki, Lwów . .    108

Urządzenia ochronne na kolejach. Napisał inż. Miohał Swoboda, docent politechniki, Lwów 319

16

23

80

Część druga:

Koleje żelazne.

Pojazdy kolejowe. Napisał inż. Kazimierz Zipser, profesor politechniki, Lwów ........

Zasady ruchu. Napisał inż. Kazimierz Zipser, profesor politechniki, Lwów.............

Budowa i utrzymanie toru. Napisał dr. inż. Karol Wątorek, profesor politechniki, Lwów .... 159 Połączenia torów. Napisał dr. inż. Karol Wątorek, profesor politechniki, Lwów...........

Trasowanie. Napisał dr. inż. Karol

Wątorek, prof, politechniki, Lwów 223 Stacje. Napisałinż. Kazimierz Zipser,

profesor politechniki, Lwów . . 256 Koleje nadrożne i tramwaje. Napisał inż. Józef Lenartowicz, dyrektor tramwajów miejskich,

Warszawa . ..........

Koleje miejskie szybkie. Napisał inż. Józef Lenartowicz, dyrektor tramwajów miejsk., Warszawa 300 Koleje strome. Napisał dr. inż. Karol Wątorek, prof, politechniki, Lwów

129

148

189

282

310

Część trzecia: Miernictwo.

Miernictwo, częśó I. Napisał inż. Władysław Wojtan, profesor

politechniki, Lwów.......

Miernictwo, częśó II. Napisał inż. dr. Kasper Weigel, profesor politechniki, Lwów ........

Rachunek wyrównawczy. Napisał inż. dr. Kasper Weigel, profesor politechniki, Lwów ....    457

Zarys fotografji. Napisał dr. fil.

Henryk Mikolasch, Lwów . . .    471

Część czwarta: Budownictwo wodne.

339

400

P o miar y w o d n e. Napisał dr. inż. Maksymiljan Matakiewicz, profesor politechniki, Lwów.....

Kanały i przewody. Napisał dr. inż. Karol Pomianowski, profesor

politechniki, Warszawa.....552

ile wodnej. Napisał

483

Zakłady o s

dr. inż. Karol Pomianowski, profesor politechniki, Warszawa . .    527

Budowa jazów.. Napisał dr. inż. Maksymiljan Matakiewicz, profesor politechniki, Lwów.....

553

Zbiorniki i

przegrody dolin. Napisał dr. inż. Jan Łopuszański, profesor politechniki, Lwów . .

688

Regulacja rzek. Napisał inż. Mieczysław Rybczyński, profesor politechniki, Warszawa.......

Drogi wodne. Napisał dr. inż. Adam Różański, profesor uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków . .

B ud o wnictwojm orskie. Napisał inż, Bohdan Nagórski, dyrektor eksploat. w Radzie Portu, Gdańsk Fundamenty. Napisał dr. inż. Otto

Nadolski, prof, politechn., Lwów 691 Meljoracje. Napisał inż. Czesław Skotnicki, profesor politechniki, Warszawa

617

. . 633

676

727

Meteorologja. Napisał prof. Kazimierz Szulc, dyrektor Państwowego Instytutu Meteorologicznego, Warszawa...........

742

PODRĘCZNIK

INŻYNIERSKI

W ZAKRESIE INZYNIERJI LĄDOWEJ I WODNEJ

REDAKTOR NACZELNY

PROF. Dr. INŻ. STEFAN BRYŁA

CZĘŚĆ PIERWSZA:

ROBOTY ZIEMNE DROGI I ULICE

LWÓW I WARSZAWA 1925

NAKŁADEM KSIĘGARNI POLSKIEJ B. POŁONIECKIEGO

WYDANO ZA SPÓŁUDZIAŁEM ZWIĄZKU STUDENTÓW INŻYNIEKJI POLITECHNIKI LWOWSKIEJ.

■I

CZĘŚĆ PIERWSZA.

ROBOTY ZIEMNE. DROGI I ULICE.

TREŚĆ.

Strona

Strona

Geologja inżynierska. Napisał dr. Tadeusz Wiśniowski, profesor politechniki (Lwów).......

Kamienie naturalne.

Napisali

inż. Władysław Jabłoński, prezydent miasta (Warszawa) i dr. Ta-

deusz Wiśniowski, profesor politechniki (Lwów)...... . .

16

I. Wybuchowe skały głębinowe II. Wybuchowe skały wylewne

III.    Łupki krystaliczne.....

IV.    Skały osadowe.......

V. Techniczne własności ogólne

kamieni rodzimych.....

16

17

19

19

22

Roboty ziemne. Napisali inż. Jan Popielecki, profesor szkoły technicznej (Poznań), inż. Bolesław Walkiewicz (Warszawa) i inż. Zygmunt Balicki (Warszawa) . . .

I. Prace przygotowawcze (Popielecki, Walkiewicz).....

II. Dobywanie ziemi (Walkiewicz, Balicki).......

23

23

28

III. Przewozy przy robotach gruntowych (Walkiewicz, Balicki) ...........

IY. Obliczenie mas i ich rozdział

(Popielecki)........

Y. Wykonanie robót (Popielecki) YI. Ochrona budowli ziemnych (Popielecki)........

Tunele. Napisał inż. Artur Kühne], profesor politechniki (Lwów) . .

Drogi. Napisał inż. Melchior Wł.Ne-storowicz, dyrektor departamentu drogowego Ministerstwa Robót Publicznych (Warszawa)......

I. Kuch na drogach......

II. Trasowanie.........

III,    Nawierzchnia dróg.....

IV.    Zadrzewianie dróg.....

V. Ochrona od zasp śnieżnych .

YI. Prawodawstwo i administracja

Ulice. Napisał inż. Artur Ktihnel, profesor politechniki (Lwów) . .

I. Układ ulic.........

II. Części składowe ulicy . . . III. Utrzymanie i oczyszczanie .

37

50

59

05

72

80

80

88

92

105

106

107

108

108

115

125

■ '

Geologja inżynierska.

Geologja jest nauką o dziejach ziemi i o zjawiskach, które te dzieje stanowiąc, zostawiają po sobie ślady w budowie skorupy ziemskiej czyli litosfery. Część geologji, która mówi o skorupie ziemi i o tych właśnie zjawiskach, jest wstępem do właściwej geologji historycznej i nosi nazwę geologji ogólnej. Zajmuje się ona przedewszystkiem materjałem litosfery (p etrografj a, por. dział następny: „Kamienie naturalne“), sposobem jego ułożenia (tektonika) i siłami, które, kształtując litosferę, powodują w ten sposób najrozmaitsze zjawiska geologiczne (geologja dynamiczna).

Skały. Skały’osadowe, które powstały, osadzając się najczęściej w wodzie, okazują zw. mniej lub więcej wyraźne uwarstwienie (pod tym względem pozornie zbliżają się do nich t. zw. łupkikrystaliczne); skały wybuchowe czyli magmatyczne tworzą pnie lub żyły, przebijając skały inne. Grubość warstwy nazywamy jej miąższoś cią. Warstwy, które leżą nad warstwą daną, tworzą jej strop; znajdujące się pod nią — spąg. Warstwy skał pożytecznych nazywamy zw. „pokładami“, (np. pokłady węgla); na pokładach soli kamiennej widzimy niekiedy olbrzymie nabrzmienia, t. zw. „pnie solne“ (u nas na Kujawach, np. Inowrocław). Przy nor-malnem ułożeniu — warstwy w stropie są zawsze młodsze, a w spągu starsze od warstwy danej.

Ułożenie warstw. Na t. zw. obszarach płytowych (np. na Podolu) warstwy leżą mniej więcej poziomo, tak, jak się osadziły; w Karpatach, górach Świętokrzyskich itd., są rozmaicie dy z lok o wane — pofałdowane, nasunięte jedne na drugie, popękane, nieraz wzdłuż pęknięć przesunięte. Najlepiej poucza o dyzlokacjach i wogóle tektonice danego obszaru t. zw. przekrój czyli profil geologiczny (por. np. fig. 5, 6). Na fałdach (geologicznych) rozróżniamy część wypukłą, tj. siodło (antyklina) i część wklęsłą czyli ł ę k (s y n k 1 i n a). Fałdy mogą być proste, pochyłe, leżące itp. (fig. 1 ; w fałdzie leżącym (D) lub przewalonym (C) warstwy

Fig. 1. Fałdy : A — prosty, B — pochyły, C — przewalony, D — leżący.

starsze nad młodszemi). Olbrzymie siodła leżące, drugorzędnie pofałdowane i nasunięte nieraz na odległość kilkudziesięciu lub więcej kilometrów, nazywają się płaszczowinami (por. fig. 2). Fałdom lub płaszczowinom zawdzięczają powstanie góry łańcuchowe (Karpaty, Alpy itp.). Siodła i łęki ulegają z czasem rozmyciu na wierzchu („siodła otwarte“), a ciągną się nieraz na bardzo znacznej przestrzeni. W wypadku, w którym na rozmytych fałdach leżą młodsze warstwy mniej lub więcej poziomo, mówimy o ułożeniu niezgodnem (fig. 5).

Bryła, Podręcznik inżynierski, f.

Jeżeli w siodle (w łęku) znajdujemy jakąś warstwę pożyteczną, to prawdopodobnie odnajdziemy ją wszędzie wzdłuż biegu tego siodła, a więc warstw jego, względnie warstwy danej. Bieg oznacza się przy pomocy kompasu górniczego t. zw. godzinami górnicze mi. Na kompasie górniczym obwod podzielony jest zwykle na dwa razy po 12 godzin (h = hora), w porządku odwrotnym, jak na tarczy zegarowej i z przestawionym wschodem (E) i zachodem (W). Przy biegu warstw północno-południowym oba końce igły wskazują godzinę 12 (h . 12), przy biegu wschodnio-za-chodnim godzinę 6 (h . 6) itd. (por. lig. 3 i 4). Dla dokładniejszych pomiarów uwzględnia się zboczenie magnetyczne. Warstwy pochylone

Ig

K'

-w-

■łr

Fig. 3. Kompas górniczy.

Fig. 2. a, b— Fałdy miejscowe; c, d — płaszczowiny.

zapadają w kierunku prostopadłym do biegu w głąb. Jeżeli w danem miejscu odsłaniają się na wierzchu, łatwo obliczymy głębokość, w której znajdą się w określonem oddaleniu od tego punktu, znając wielkość ich upadu. Do oznaczenia tego kąta służy pionik, zawieszony na osi igły kompasu (fig. 3).

Uskoki są to pęknięcia w litosferze, wzdłuż których płaty skorupy ziemi obsunęły się z jednej strony; biegną nieraz kilkadziesiąt i więcej kilometrów (fig. 5). Znika w takim razie ciągłość

:'x

Fig. 4. Użycie kompasu górniczego. iV, E,S,W— strony świata ; .V,, W,,    , E,

Fig. 5. Niezgodne ułożenie warstw (b na o); uskok (xx).

— strony świata na kompasie ; a — wielkość odchylenia „biegu“ warstw ku E od rzeczywistej linji N8, <Qar — toż samo odchylenie na kompasie, przyłożonym odpowiednio do linji biegu.

warstw w pewnym kierunku. Szczeliny uskokowe są często naturalnemi drogami dla wód podziemnych, któremi mogą dostać się na powierzchnię nawet z bardzo znacznej głębokości (źródła gorące, mineralne) itp. Z uskokami wiąże się powstawanie t. zw. gór bryłowych (Szwarcwald, Wogezy) lub zapadlisk (morze Czerwone, dolina Jordanu, niziny Podkarpackie).

Zjawiska geofizyczne. Ważnem zjawiskiem, które pozostaje w związku z budową litosfery, są t. zw. anomal je ciężkości; pokazuje je waga skręceń Eötvösa, a odpowiadają one ubytkom względnie przybytkom masy w głębi skorupy ziemi. Stwierdzono je np. nad Maroszem, dopływem Cisy, wzdłuż siodeł, zawierających kopuły soli kamiennej, stosunkowo znacznie lżejszej od skał, które je przykrywają. To też i u nas, np. na Kujawach, gdzie nieraz w znacznej głębokości obok soli zwykłej znajdują się także cenne sole potasowe, a złoża solne tworzą tak samo pnie potężne, w badaniu ich rozmieszczenia ta metoda może oddać duże usługi. Inny przykład — nieprawidłowe zachowanie się pionu na górze Brocken w związku z znaj-dującemi się tam masami diabazu, bogatego w żelazo i stosunkowo bardzo ciężkiego.

Anomalje magnetyczne, zależne również od materjału skorupy ziemskiej, niemniej jej tektoniki itp., zaznaczają się przy badaniu zjawisk zboczenia i nachylenia magnetycznego (np. góra Brocken j. w., Himalaje).

Co się tyczy stosunków termicznych litosfery, to wahania temperatury powietrza sięgają u nas około 25 m w głąb ^pas neutralny z średnią temperaturą roczna); dalej jest temperatura stała, rosnąca ku wnętrzu ziemi mniej więcej co 33 m o 1° C (33 m — stopień albo gradjent geotermiczny). Linje łączące w głębi ziemi punkty o równej temperaturze stałej — geoizotermy. Zbliżają się one do siebie w skałach gorzej przewodzących ciepło, w okolicach wulkanicznych, w sąsiedztwie źródeł gorących, w kopalniach węgla, zwł. brunatnego (procesy chem. — w kop. węgla brun, w Osieku, w Czechach, stop. geoterm. = 5,2 m), w warstwach naftowych (Baku — stop. geoterm. = 28,4), w sąsiedztwie żył kruszcowych (przemiany chem. — w kop. złota Comstock w Newadzie stop. geoterm. = 17 ni). Przeciwnie — oddalają się w warstwach, będących lepszymi przewodnikami ciepła, dalej w związku z otwartemi szczelinami, próżniami itp. w litosferze, tak samo skutkiem pionowego ułożenia warstw (ułatwione promieniowanie ciepła przez ziemię i dopływ wód z powierzchni), wreszcie wszędzie we wnętrzu większych mas górskich, (większa powierzchnia promieniowania, śniegi wieczne itp. — w tunelu Sw. Gottharda stop. geoterm. średnio 45 ni). Geoizotermy stosują się jednak zawsze przebiegiem swoim do rzeźby powierzchni i podnoszą się wewnątrz mas górskich, więc w środku wielkich tunelów, mimo zwiększonego stopnia geotermicznego, spotyka się zwykle temperatury wysokie (w tunelu Symplońskim pod najwyższym szczytem aż 55° C).

Wietrzenie. Szczególnie ważne czynniki geologiczne — to powietrze i woda. Ich wspólna praca powoduje proces wietrzenia, którego rezultatem kruszenie się i rozpadanie skał, zmiana ich barwy i przeobrażanie się chemiczne. Inżynier musi poważnie liczyć się z wietrzeniem, zarówno używając rozmaitych kamieni, jako materjału budowlanego, ozdobnego itp., jako też w naturze, gdzie spotyka się tak często, jako z produktem wietrzenia, ze złomiskami (góry Świętokrzyskie, Gorgany), z piargami, olbrzymiemi stożkami nasypowemi (np. Tatry), wreszcie przy rozpatrywaniu gleb rozmaitego rodzaju. Wietrzenie jest dwojakie: mechaniczne i chemiczne. Dla pierwszego w naszym klimacie ma duże znaczenie zamarzanie w szczelinach skał wody, która, powiększając swoją objętość, zwolna rozsadza i kruszy skałę. Podobnie działają powtarzające się szybkie i znaczne zmiany temperatury, które powodują ciągłe kurczenie się i rozszerzanie materjału skalnego (pustynie !), zwłaszcza przy złożeniu skały z rozmaitych minerałów o różnym spółczynniku rozszerzalności. Wietrzenie chemiczne polega na przeobrażaniu się chemicznem skał, względnie minerałów, które je tworzą. Dużą rolę odgrywa tu C0₂ w wodzie opadów atmosferycznych, dalej S02 w powietrzu dzisiejszych miast i osad fabrycznych, używających węgla kamiennego — zwłaszcza w sąsiedztwie kominów. Jednem z pierwszych następstw wietrzenia chemicznego jest odbarwianie się skały, a ostatecznym rezultatem także kruszenie się i niekiedy częściowe lub nawet całkowite rozpuszczanie materjału skalnego. Świat organiczny bierze udział

i:

w wietrzeniu skał wprost lub pośrednio (bakterje azotowe w glebie, porosty, mchy itp. na powierzchni rozmaitych skał działają chemicznie, korzenie drzew rozsadzają skały mechanicznie ; działanie chemiczne kwasów humusowych, powstających z rozkładu resztek roślinnych itd.). Wietrzenie mechaniczne ułatwia rozkład chemiczny.

Skały, wystawione bezpośrednio na działanie promieni słonecznych, wietrzeją prędzej, aniżeli znajdujące się w cieniu; o powierzchni gładkiej i płaskiej trudniej, aniżeli o powierzchni nierównej, popękane i nasiąkające wodą (spływanie wody, utrudnione czepianie się roślin itp. ; obelisk, sprowadzony z Egiptu, gdzie trzymał się znakomicie dzięki suchości powietrza, do Nowego Jorku o klimacie dosyć wilgotnym, musiano napuścić parafiną z kreozotem, aby utrudnić wsiąkanie wody i przeszkodzić sadowieniu się organizmów roślinnych); skały uwarstwione są mniej odporne w porównaniu z niewarstwowemi. Nachylenie warstw sprzyja zwykle szybszemu wietrzeniu (ułatwione wnikanie wody między warstwy), niemniej złożenie z grubych ziarn o rozmaitej barwie i różnym spółczynniku rozszerzalności itd.

Kaüsz Łódź

WArszAVA PrAqA tuków WfodoWA

SHlliill

cro--*'

P'

**.-•*-

■iSM

SMigli

(Ü

Fig. 6. Przekrój geologiczny przez środkową część Niżu Polskiego ze studniam artezyjekiemi na Pradze w Warszawie. (Wedł. prof. Lewińskiego.) 2 i 5 — utwory dla wody nieprzepuszczalne (2 — pstre iły neogeńskie, 5 — margle górnokredowe), 4, a po części także S — warstwy z wodą artezyjską, {4 — zielone piaski oligoceńskie, 3 — drobnoziarniste piaski z węglem brunatnym i wtrąceniami ilastemi wieku neogeńskiego).

Woda podziemna, z którą zwykle spotykamy się, jest to t. zw. woda krążąca, która znajduje się w ciągłym ruchu obiegowym między morzem, atmosferą i litosferą. Świeży nabytek dla powierzchni ziemi przedstawiają tylko wody wielu źródeł gorących, wydzielane wprost przez wnętrze ziemi, t. z w. pirosferę, jako t. zw. woda juwenilna.

Woda, przesiąkająca w głąb i powstrzymywana przez warstwę nieprzepuszczalną, jak iły, margle (które raz napojone wodą, nie przepuszczają jej zupełnie) itp., gromadzi się w skale przesiąkliwej (przewodniku) np. piaski, piaskowce; niekiedy zbiera się w szczelinach itp. Jest to t. zw. woda gruntowa albo denna w szerokiem znaczeniu tego słowa (zupełnie płytkie wody podziemne wyróżnia się jako t. zw. wodę zaskórną). Ilość wody, którą może pomieścić przewodnik, zależy od sumy objętości najdrobniejszych próżni w skale; oznaczamy ją w setnych objętości przewodnika. Dla delikatnego piasku (średn. ziarn % mm) wynosi ona 42%, dla piasku grubego (średn. 2 mm) 36%, dla grubego piasku rzecznego 14—25%; piaskowiec fliszowy z Lasu Wiedeńskiego — 10,24%, zbity wapień z Hallenstein w Salzburgu — 0,72%, wapień z Riidersdorfu — 21,86%, marmur z Laas — około 2%, granit z Mauthausen w Górnej Austrji — 1,63%- (Piaski czyste, pozbawione domieszek ilastych i przepojone do granicy swojej pojemności wodą, tworzą t. zw. kurzawkę. Przy robotach górniczych, wiertniczych itp. powoduje ona nieraz poważne trudności, gdyż zachowuje się jak ciecz gęsta. W kurzawce takiej na powierzchni topią się czasem ludzie, wozy z końmi itd.). Woda gruntowa może tworzyć większe zbiorniki podziemne, a przy nachyleniu przewodnika spływa w kierunku pochyłości. Szybkość strumienia wody gruntowej zależy od nachylenia i od tarcia; np. dla delikatnego piasku (Stralsund) przy nachyleniu 20%o wynosi 3,5—4 m w 24 godzinach, dla żwirów (Limatal) przy pochyłości 5°/oo za|ś 4—6 m w tym samym czasie. Szczelinami płyną wody podziemne znacznie szybciej. Zwierciadło wód gruntowych podnosi się, względnie obniża, zależnie od rozmaitych czynników (np. w klimacie suchym obniża się pod lasami, przeciwnie na obszarach z opadami obfitemi), a działy wodne w głębi litosfery nie zawsze odpowiadają działom wód powierzchownych. Pokazują to mapy wód dennych z poziomicami dla ich zwierciadła.

■'s.

Z/

!>

Fig. 7. Źródła spływające. 1 — źródło dolinowe, S — źr. warstwowe,

szcze-

3 — źr. stokowo-rumowiskowe, 4 — źr. przewałowe, 5 — źr. spły-wająco-szczelinowe, 6 — źr. zatorowo-uskokowe; a — warstwy, przepuszczające wodę, 6 — warstwy nieprzepuszczalne, x — lina uskokowa, zw — zwierciadło wody gruntowej, ź — źródło.

Wody artezyjskie gromadzą się w nieckowato wygiętym przewodniku między dwiema warstwami nieprzepuszczalnemi (fig. 6) ; obszar nasiąkania dla wód tego rodzaju; (gdzie ich przewodnik wychodzi na wierzch) leży nieraz w znacznem oddaleniu (np. dla wody artezyjskiej na pustyniach Algieru w Atlasie). Z powodu ciśnienia hydrostatycznego, pod którem znajdują się w głębi, przy dowierceniu się do nich (studnie artezyjskie) lub nieraz szczeliną uskokową mogą same tryskać nawet ze znacznej głębokości.

Źródła. Wody gruntowe, w przewodnikach tak warstwowych, jak szczelinowych, z chwilą, kiedy przetną się z powierzchnią litosfery, tworzą źródła. W źródłach spływających woda wypływa skutkiem ciężkości, w podnoszących się z powodu ciśnienia hydrostatycznego. W pierwszej grupie najczęściej spotykamy: 1. źródła dolinowe, 2. war-

stwowe, 3. stokowo-rumowiskowe, 4. przewałowe, 5. spływająco-szczelinowe i 6. zatorowo-uskokowe (por. fig. 7) ; druga obejmuje przedewszystkiem : 1. źródła fałdowe, 2. podnosząco się szczelinowe i 3. podnosząco się uskokowe (por. fig. 8) ; szczególny rodzaj źródeł — to źródła krasowe, np. jaskiniowe (źr. Czarnego Dunajca w Kościelisku), kotłowe (źr. Bugu w Wercho-bużu), odznaczające się zawsze nadzwyczajną obfitością wody. W źródłach fałdowych i uskokowych, podnoszących się przewodnik wody dennej jest

z.

zamknięty między dwiema warstwami nie-przepuszczającemi wody i tworzy sam, albo z szczeliną uskokową, jakby dwa naczynia połączone ; podobnie w podnoszących się źródłach szczelinowych (fig. 8).

ar w

A.

/w

ćy.:'

Wyraźne linje źródeł tworzą się wzdłuż „wychodni“ przewodnika wród gruntowych, z biegiem szczelin uskokowych itp. Ta okoliczność ułatwia szukanie wody. Tak samo martwice wapienne, usuwiska itp. nieraz zaznaczają się również wzdłuż pewnych linij na zboczach dolin, dowodząc, że warstwy, które odpowiadają danemu poziomowi, zawierają wTodę gruntową. Torfowiska i mchy im właściwe specjalna wegetacja, spotykana na łąkach mokrych, nawet roje komarów i much, trzymające się pewnych miejsc, częste tworzenie się mgły i oparów — to wszystko może być wskazówką obecności wód wgłębnych, podchodzących aż do powierzchni. Natural-nemi zbiornikami wody dennej są doliny rzek itp., wypełnione żwirami, piaskami. Znajdziemy w nich wodę gruntową najpewniej w miejscu przecięcia się pod powierzchnią obu stoków doliny.

Wartość użytkowa wody. Dla stwierdzenia wartości użytkowej znalezionej wody trzeba zbadać: 1. wydajność, 2. trwałość 7    % źródła, tudzież 3. własności chemiczne, 4. ter-

W dwóch

pierwszych wypadkach (w y-dajność, trwałość) pomiary robione przez dłuższy czas co do wydajności źródła, względnie wahań poziomu zwierciadła wody podziemnej, dalej obserwacje stacyj meteorologicznych, tyczące się opadów atmosferycznych i wilgoci względnej w ciągu roku na obszarze nasiąkania, wreszcie — rzecz dużej wagi — dane geologiczne, potrzebne dla określenia rodzaju źródła, zasięgu obszaru nasiąkania, a także wegetacja, obecność, niemniej stan lasów itp. — są to momenty decydujące, które składają się na opinje. (Przy określaniu obszaru nasiąkania nieraz pomocna fluoresceina, która nawet w rozcieńczeniu miljardowem daje się stwierdzić w wodzie przy pomocy fluoroskopu Marboutina). Wydajność źródeł ulega nieraz bardzo znacznym wahaniom, ale w związku z tem o używalności źródła decyduje nie wydajność maksymalna, ani średnia roczna, ale zmniejszona, w czasie największego zapotrzebowania, a więc w lecie.

Własności chemiczne wód źródlanych, względnie dennych, określa dokładna analiza. Zw. ilość rozpuszczonych ciał stałych [przedewszystkiem Ca H₂ (C 0₃)₂, Mg H₂ (C 0₃)₂, Ca S 0₄] miedzy 100 mg a 400 mg w 1 l, czasem więcej. Wody zawierające więcej niż 600 mg nazywamy „twardemi“ w przeciwstawieniu do „miękkich“. 10 mg C 0₂ lub 7 mg Mg 0₂ odpowiada 1° tward. niem. ;

noszaco się szczelinowe, 3 — źr. miczne i 5. bakterjologiczne wody. podnosząco się uskokowe; a—warstwy wodę przepuszczające, b — warstwy nieprzepuszczalne, z — źródło.

1° franc, tward. = 0,56° niem. tward. — Wody twarde odznaczają się tem, że dopiero po dodaniu większej ilości wyskokowego rozczynu mydła dają z niem. wybitną i twardą pianę. Posiadające więcej niż 44° franc. = 25° niemieckiej twardości są zw. uważane za nieodpowiedne do picia (tak samo chociażby z nieznaczną zawartością związków, będących produktami gnicia, jak azotyny, amonjak, siarkowodór); do kotłów parowych nieodpowiednie nawet mające 35° franc. = 20° niem. (kamień kotłowy). Oddzielny typ stanowią źródła mineralne.

Temperatura zwykłej wody gruntowej jest mniej więcej stała i równa średniej rocznej danego miejsca (wody artezyjskie z reguły cieplejsze); najodpowiedniejsza dla wody do picia 8—12° C. Woda zaskórna różni się znacznie od dennej i własnościami chemicznemi (obecność zwdązków będących produktami gnicia — por. wyżej) i pod względem temperatury (bardzo znaczne wahania). Oprócz źródeł zwrykłych są gorące czyli termy.

Dla źródeł i wód podziemnych o publicznej wartości użytkowej wyznacza się obszary ochronne na podstawie dokładnej znajomości geologicznej budowy okolicy.

Zjawiska krasowe powstają, gdy wody podziemne, rozpuszczając skały, wśród których przepływają szczelinami, tworzą wielkie groty, rozległe sieci korytarzy podziemnych itp. ; w nich gubią sie nieraz całe rzeki, wrypływając potem niżej w znacznem oddaleniu. Powierzchowne wody łączą się często z sobą na obszarach krasowych arterjami podziem-nemi (do stwierdzenia tego między innemi fluoresceina, por. str. 6). Niesłychanie obfite źródła, o bardzo dużych wahaniach wydatności i nieraz wysychające zupełnie, są również właściwością okolic tego rodzaju, a w związku z tem wszystkiem lejki zapadliskowe, doliny ślepo zamknięte, okresowe jeziora, powierzchnia skalista i sucha, brak gleby, ubóstwo wegetacji (u nas po części np. w niektórych okolicach wapiennego pasma Krakowsko-wieluńskiego, w Stopnickiem i na Pokuciu na tamtejszych gipsach).

Temu działaniu niszczącemu wód krążących w głębi odpowiada, jako praca twórcza wody podziemnej, wypełnianie się grot i jaskiń wapieniem naciekowym, tworzenie się wielu złoży mineralnych (żyły mineralne, gniazda), osadzanie przez źródła martwic wapiennych itd.

Zwały górskie. Nachylenie silne stoku góry, względnie zbocza doliny, własności skały (gruz stokowTy, iły, łatwo pękające skutkiem wysychania i po nasiąknięciu wodą nie przepuszczające jej dalej), przepojenie skały wodą w dużej ilości lub zebranie się jej pod warstwami nawet zupełnie zwięzłemi, ale z silnym upadem ku dolinie i w spągu z iłami — zwłaszcza, jeżeli stracą te warstwy u spodu naturalną podstawę skutkiem podmycia przez wody płynące albo z powodu robót inżynierskich, nieostrożnie prowadzonych — są to momenty, które tworzą „predyspozycję“ w danem miejscu do powstania t. zw. zwału górskiego. I potrzeba wtedy tylko jakiejś bezpośredniej „podniety“, jak szczególnie obfite opady, czasem trzęsienia ziemi itp., aby cała masa skalna obsunęła się, względnie oberwała ku dolinie (usuwisko, oberwanie się), czemu towarzyszy często niezmiernie gwałtowny prąd powietrza, który wszystko porywa z sobą i nieraz daleko przerzuca. Iły, napojone wodą, tworzą szczególnie łatwo usuwiska, spływając i zgniatając wszystko przed sobą, względnie unosząc całe partje nasypów, torów kolejowych ilp. ; np. przy budowie kolei żelaznych w Sycylji (linja Palermo—Porto Empedocle, Catania—Licata) i w południowych Włoszech (Neapol—Foggia). W Karpatach można się także spotkać z tem zjawiskiem. Ważne to również przy zakładaniu fundamentów itp. robotach.

Praca mechaniczna wód płynących polega na unoszeniu skalnego materjału okruchowego, który wcześniej czy później ulega „osadzeniu“ („akumulacja“), tudzież na „wymywaniu“ przy jego pomocy drogi dla siebie („erozja“). Materjał, który rzeki transportują, jest trojaki: 1. okruchowy, jak żwir i piasek, posuwany dnem, 2. t. zw. męty, tj. delikatny muł w stanie zawieszenia i 3. części rozpuszczone. Ilość ich zmienia się znacznie w rozmaitych porach. Naogół rzeki posiadają wodę miękką (w Wiśle koło Chełmna 201 mg w 1 l), ale mimo to dostarczają morzom w ciągu roku na całej ziemi przeszło 4 biljonów kilogramów związków rozpuszczonych; twardość wody rzecznej w suchej porze znaczniejsza (woda przeważnie źródlana). Wody płynące unoszą w okresie całorocznym mętów dużo więcej, niż materjału grubszego, wahania są jednak ogromne (w suchej porze męty znikają prawie zupełnie). Wielkość materjału okruchowego zależy przedewszystkiem od szybkości prądu (piasek 0,2—0,3 m/aek., drobny żwir 0,7, grubszy 0,9, gruby żwir 1,6, otoczaki ważące l¹/* kg — 1,7 m\sek.). To też z biegiem rzeki materjał ten ulega z powodu zmniejszającej się szybkości roz-sortowaniu (w górnym biegu złomy, gruby żwir, — w dolnym przewaga piasków itp.).

Materjał, unoszony przez wody płynące, podlega akumulacji wzdłuż całego koryta (t. zw. „aluwja“, „warstwy napływowe“) skutkiem zmniejszania się szybkości prądu, oczywiście przedewszystkiem w dolnej części biegu (w górnym biegu, z znaczną szybkością, głównie transportowanie materjału okruchowego i erozja) i u ujścia. Cząstki zawieszone opadają przeważnie dopiero u ujścia do jezior lub do morza. W ten sposób powstają rozległe „stożki napływowe“, osadzane, gdzie rzeki wypływają z gór na równiny, a czasem nawet podnosi się dno koryta na znacznej przestrzeni (Pad na nizinie Lombardzkiej, Hoangho w Chinach itp.), co może powodować olbrzymie zalewy, połączone z daleko posuniętemi zmianami w biegu rzeki (jedne z najgroźniejszych katastrof geologicznych, np. Hoangho). Szybkie i gwałtowne podniesienie się, a potem obniżenie stanu wody w dzikich potokach powoduje znzne zjawisko murów alpejskich — lawin gruzu itp., które spływają z wodą nagle wezbranych strumieni górskich. Materjał, osadzający się w morzu (osady terrigeniczne), daje początek deltom, wypełnia całe zatoki (w ten sposób powstała nizina Lombardzka), powoduje zrastanie się wysp z lądem stałym (półwysep Indyj Przedgangesowych itp.).

DCBA

Działanie erozyjne wód płynących, tworząc doliny, niszcząc powierzchnię lądów itd., przedstawia jeden z głównych czynników, którym kontynenty 2 zawdzięczają swą rzeźbę.

Fig. ». Krzywa .rozyjna, (Z - pod,.,w. „ożyj».; Kozróżniamj erozję I wgląb, krzywe od AZ do DZ — różne fazy erozji wgłębnej, wy- . DOCzna l 3. wsteczna, równywania dna doliny i spłaszczania się krzywej ero- Pierwsza działa przede-zyjoej i cofanie się od A do 1) — erozja wsteczna.) wszystkiem w górnym biegu

ame

i spłaszcza t. zw. krzywą erozyjną (por. fig. 9), wyrównywa dno doliny, a pogłębiając ją, daje dolinie w górnym biegu rzek kształt V w przekroju poprzecznym ; druga, powodując podmywanie brzegów, rozszerza dolinę; trzecia, wywołując cofanie się źródeł, prowadzi do przecinania całych grzbietów górskich i jest przyczyną zjawiska przeciągania rzeki przez rzekę, a w związku z tem walki między rzekami o ich działy wodne. W kształtowaniu się dolin rzecznych bierze duży udział meandrowanie czyli tworzenie się zakrętów (zakola), w których widzimy, jak nurt (linja największej szybkości prądu) zbliżając się do brzegu wypukłego, podmywa go (brzeg stromy), podczas gdy na przeciwnym działa przedewszystkiem akumulacja (brzeg płaski). To powoduje zmniejszanie się promienia krzywizny i p.owstaw coraz węższej szyi, która wreszcie ulega przerwaniu, skutkiem czego

powstają t. zw. starorzecza. Wody o małym spadku mają właściwą im tendencję do meandrowania (kanały, kopane przed 50 laty na Polesiu, celem osuszenia tamtejszych bagien, mają już dzisiaj bieg kręty), stąd widzimy zjawisko to przedewszystkiem w dolnym biegu rzek, gdzie powstanie już małej ławicy piasku po środku koryta jest przyczyną zboczenia nurtu i początków tworzenia się „meandra“ ; w górnym biegu może powodować to samo materjał osadzany u ujścia dopływów. W miarę postępu erozji wgłębnej i spłaszczania się krzywej erozyjnej słabnie zdolność wymywania w głąb, a rośnie erozja boczna, względnie akumulacja. Podniesienie się lądu na tej przestrzeni lub obniżenie się poziomu ujścia czyli podstawy erozyjnej, a także zmiany w klimacie (zwiększenie się opadów), mogą jednak znowu spotęgować tę zdolność, a następujące po sobie fazy słabnącej i wzmożonej erozji zaznaczają się t. zw. terasami rzecznemi; odpowiadają one poziomowi dna każdo-czesnego, w które rzeka wcinała się później (por. fig. 10).

ii-:

Fig. 10. Terasy rzeczne, utworzone przez aluwja rzeki; a — terasa starsza, b — młodsza.

Praca erozyjna i transportowa wód płynących powoduje oczywiście ciągłe obniżanie się lądu i odsłanianie warstw coraz starszych ; współdziałają powietrze i lodowce. Nazywamy to denudacją. Ostatecznym rezultatem pracy czynników denudacyjnych jest powstanie prawie płaskiej powierzchni, t. zw. penepleny.

ero-

Lodowce działają podobnie, z jednej strony akumulując, z drugiej dując. W Europie z lodowcami spotykamy się tylko w górach odpowiednio wysokich (gł. w Alpach). Inżynier ma jednak często do czynienia w Europie środkowej, np. na Niżu Polskim z tem, co pozostawił po sobie olbrzymi lodowiec północny czasów dyluwialnej epoki lodowej lub co pozostało po lodowcach ówczesnych w górach, dzisiaj nie posiadających lodowej pokrywy np. Tatry. Są to gł. osady, utworzone na dnie lodowca, jako t. zw. morena denna, dalej powstające u czoła lodowca moreny czołowe, w postaci wzgórz, zrastających się w długie wały itp., poza-tem utwory fluwjoglacjalne, np. rozległe obszary piasków osadzanych przez wody, wypływające z pod lodowców (sandry) itp. Wypłukane przez wodę z moreny dennej t. zw. głazy erratyczne (przybłędy — granity, porfiry itp. z dalekiej północy) dostarczają u nas ma-terjału kamieniarskiego na bruk itd. Gleby nasze są w dużej części pochodzenia morenowego; większa lub mniejsza przepuszczalność dla wody warstw, tworzących morenę i z niemi związanych wpływa np. na sposób gromadzenia się wód podziemnych; przy budowie przegród, tamujących odpływ wody, i zbiorników można korzystać z istniejących moren czołowych dopiero stwierdziwszy ich budowę, a w związku z tem nieprze-puszczalność wobec wody (materjał, tworzący morenę).

śniegi i lawiny śnieżne mogą być bardzo niebezpieczne dla robót inżynierskich, dróg, torów kolejowych itp. Znaczna pochyłość stoków, zgodna z upadem warstw, obecność wody, np. źródeł pod gromadzącym się śniegiem (zmniejszenie tarcia !), brak przeszkód na przestrzeni, po której śniegi mogą się zsunąć itp. — to naturalne czynniki „predyspozycji“. Ocieplenie się powietrza skutkiem pory roku lub np. foenu, obfitsze opady itd. mogą stać się bezpośrednią „podnietą“ katastrofy, którą powoduje zarówno obsunięcie się olbrzymiej masy śniegu, jak i huraganowy prąd powh .rza, towarzyszący zjawisku. Trzeba tu unikać wszystkiego, co zwiększa w dauern miejscu predyspozycję, jak np. wycinanie i karczowanie lasów, stanowiących zawsze naturalną przeszkodę dla powstawania lawin ; czasem tworzy się nawet sztuczne przeszkody w postaci potężnych progów, pali wbijanych w ziemię itp.

W morzach dla inżyniera sa ważne przedewszystkiem te procesy, które rozgrywają sie u wybrzeży, powodowane mechanicznem działaniem fali. Widzimy na stromych „brzegach klifowych“, jak kipiel w czasie przypływu, wiatrów itp. podmywa i niszczy brzeg, tworząc t. zw. terasę nadbrzeżną. Jeżeli ląd stale obniża się, to brzeg klifowy cofa się coraz dalej, a w ten sposób morza nieraz zalewały całe kontynenty (abrazja morska i transgresje mórz). W morzach zamkniętych, jak Bałtyk, przypływy i odpływy ledwie dają się zauważyć nawet w czasie nowiu i pełni. Morze pracuje także i twórczo. Z piasków, wyrzucanych na wybrzeża, powstają wały wydmowe (wybrzeża wydmowe), a fale i prądy, przesuwając wzdłuż brzegów materjał piasczysty, dają początek mierzejom (Hel), peresypom (limany) itp., względnie powodują zrastanie się wysp z lądem stałym (półwysep Gibraltarski) lub drobnych wysp z sobą (Rugja). Skład chemiczny wody morskiej różni je bardzo od wód słodkich; posiadają one średnio około 3,5°/₀ rozmaitych soli, w tem 2,7% soli kamiennej. Widzimy tu jednak znaczne wahania i np. wody Bałtyku wzdłuż brzegów zatoki Puckiej zbliżają się do słodkich.

Jeziora są ważne technicznie jako obszary tworzenia się pewnych osadów chemicznych, które mogą być przedmiotem eksploatacji (przedewszystkiem sól jezior słonych). Złoża solne w głębi ziemi są w przeważnej części takiego pochodzenia. Przytem jeziora, przez które przepływają rzeki, działają wybitnie oczyszczająco na ich wodę i regulująco na jej stan, gdyż zostaje w nich grubszy materjał okruchowy i męty, a prócz tego w razie wezbrania nadmiar wody, który w okresie obniżenia się jej poziomu w rzece, wyrównywa niedobór w dalszym biegu.

Powietrze jest także czynnikiem zarówno niszczącym, jak i twórczym, a działa jużto chemicznie (O, C0₂, rozpuszczone w wodzie opadowej i wietrzenie), jużto mechanicznie. Prądy powietrza osadziły u nas w czasach dyluwjalnych less, który daje gleby tak cenne, jak „czarnoziem“ ; — w Azji środkowej tworzy się jeszcze obecnie. Wydmy nadmorskie i śródlądowe powstają z piasku suchego, sypkiego i pozbawionego części ilastych, przytem niezbyt miałkiego i nie nadto grubego (średnica ziarn mniej więcej 0,1 mm

uimiumu

Fig. 11. Wydmy. 1 — wydma sierpowa czyli barchan, " — wydma paraboliczna; a — widok zgóry, 6 — przekrój poprzeczny, strzałka — kierunek działania wiatrów.

do 3—4 mm\ t. zw. piasek lotny), którego ziarna wiatr toczy lub zlekka unosi. Nasze obszary śródlądowe z takiemi piaskami lotnemi lub wydmami są związane genetycznie z utworami lodowcowemi czasów dyluwjalnych, albo z po-tężnemi dolinami rzek ówczesnych i dzisiejszych. Istnieją „wydmy sierpowe“ („barchany“), zwrócone rogami w stronę, ku której wieją wiatry panujące, „wały wydmowe“, które mogą powstać ze zrośnięcia się wydm tego rodzaju (stok zwrócony pod wiatry panujące jest w tych wypadkach zawsze nachylony łagodnie, 5—10°, przeciwny bardziej stromo, 30—33°), wreszcie „îvydmy paraboliczne“, u nas pospolite, z bardzo wydłużonemi dwoma ramionami otwartemi (przeciwnie, jak w barchanach) pod wiatr (por. fig. 11); są to t. zw. „wydmy poprzeczne“ (do kierunku wiatrów). „Wydmy podłużne“ ciągną się z kierunkiem panujących prądów powietrza i mają oba stoki jednakowe. Jeżeli wydmy posuwając się,

zatamują odpływ wody, dają początek bagnom itp., co u nas nieraz można widzieć. Ruchome wydmy i piaski pod wpływem wiatru poruszają się naprzód (t. zw. wydmy ruchome; szybkość 10—20 m w 1 roku), zasypując pola uprawne, lasy i osady ludzkie. Zamienia sieje na wydmy ustalone, wbijając w ich powierzchnię gęsto paliki odpowiednio rozmieszczone, potem dając wydmie pokrywę roślin trawiastych, a wreszcie z odpowiednich krzewów i drzew. Jak zalesienie jest ostatecznem ustaleniem wydm, tak zniszczenie lasów na obszarach tego rodzaju stwarza nowe piasczyska i wydmy ruchome.

Świat organiczny spółdziała nieraz z wodą i powietrzem (np. wietrzenie), ale prócz tego powoduje tworzenie się pewnych skał osadowych, jak rozmaite wapienie, niektóre skały kwarcowe, a przedewszystkiem węgle kopalne, miedzy niemi torf. Torfowiska zasługują na uwagę nie-tylko jako jedno z źródeł paliwa lub przy robotach meljoracyjnych. T. zw. torfowiska wysokie czyli wypukłe (u nas rzadkie), powstając przedewszystkiem z mchów rodzaju Sphagnum, z wrzosów itp., a właściwe obszarom z obfitszemi opadami i chłodniejszym klimatem (przeciwieństwem ich są pospolite torfowiska niskie na dawnych wodach stojących, zarośniętych trzciną, sitowiem itp.) bywają często nasycone, jak gąbka, wodą. To też zdarza się, że wzniesiona i przepojona masa torfiasta obrywa się i tworzy jakby rzekę mułu torfowego, która spływa wdół, szerząc spustoszenie (np. Irlandja). Nieraz nieostrożne nadcięcie torfowiska stawało się przyczyną katastrofy tego rodzaju. Zdarza się także, że w głębi torfowiska niskiego jest spory zbiornik Avody, będący pozostałością jeziora, które zAvolna uległo zarośnięciu z bokÔAv i wierzchem ; czasem osadziły się później na torfie gliny, piaski itp. Woda, która av takim razie znajduje się av głębi pod wielkiem ciśnieniem, przy zbyt silnem obciążaniu powierzchni może rozenvaé pokrywę, dobyAvajac się z ogromną siłą (tak samo skutkiem do-wiercenia się do niej) i zalewając i niszcząc Avszystko. Taki Avłaśnie wypadek zaszedł przy Avierceniu za wodą w Pile w r. 1893. Przy budowie dróg, ZAvłaszcza żelaznych, przez okolice tor fia sie niekiedy można było zauAvaźyć, że teren obniżył się w jednem miejscu, a podniósł w sąsiedztwie, co także daje się wytłumaczyć przedewszystkiem obecnością „poduszek Avodnych“ tego rodzaju. Stąd wogóle wszelkie budowy, niemniej proAvadzenie dróg, linij kolejoAvych itp. na obszarach takich nie są wskazane.

Czynniki wewnętrzne. Czynnikami, poAvodujacemi ruchy litosfery i zjawiska wulkaniczne, są siły, dla których początku trzeba szukać Ave Avnetrzu samej ziemi.

Ruchy litosfery mogą być: orogeniczne, zAAriązane z procesami tektonicznemi, które powodują tworzenie się gór rozmaitego rodzaju i kontynentalne (epeirogeniczne), polegające na poAA-olnem podnoszeniu się lub obniżaniu całych płatÓAv skorupy ziemskiej. Te ostatnie są przyczyną Avielkich transgresyj morskich, zjawisk abrazji (por. str. 10) itp.

powierzchowne, które

oraz

Obszary z młodemi górami łańcuchoAvemi nieraz odznaczają się bardzo częstemi i ogromnie gwałtowemi trzęsieniami ziemi, które obejmują duża. przestrzenie, rozchodząc się bardzo daleko (np. Japonja). Obszary takie nazywamy seismicznemi (południoAve Włochy, Japonja itd.j, a trzęsienia ziemi, związane ze świeżemi, AYzględnie jeszcze odbywającemi się procesami tektonicznemi, noszą nazwę trzęsień tektonicznych (av odróżnieniu od lokalnych t r z ę s i e ń zapadlisk o Avych — Kras — lub Avulkanicznych). Fale seismiczne wewnętrzne, rozchodzące się z t. zw. „ogniska“ („hipocentrum“) w głębi ziemi — zwykle kilka lub kilkanaście kilometrów pod powierzchnią, rozchodzą się dokoła „środka“ („epicentrum“) trzęsienia, bezpośrednio nad ogniskiem i poza środkiem, są głÓAYną przyczyną Avstrząśnień, tworzących zjawisko (por. fig. 12). Przy dużej seismiczności jakiegoś obszaru buduje się — o ile to możliwe — tylko na podłożu z skały zwięzłej, zaś naj-

odpowiedniejszym materjalem jest drzewo (konstrukcje, używane od dawna w Japonji). Przy użyciu cegły lub kamienia, poszczególne kawałki muszą mieć powierzchnie przylegania dokładnie przystosowane; zaprawa jak najlepsza. Budynki odpowiednie — co najwyżej jednopiętrowe; jeżeli wyższe — to beton i żelazo ; przytem oś długości gmachu powinna odpowiadać kierunkowi uderzeń fal seismicznych, powtarzającemu się najczęściej. Mosty jedynie żelazne.

FU 5

F,

A/V\U

Fig. 12. Fale seismiczne. 0 — ognisko trzęsienia, Ś — środek, Fl — fale seismiczne, idące z ogniska,    — seis

miczne fale powierzchowne.

1:1500000

§Lè

Podział historyczny. Wszystkie zjawiska, o których była dotychczas mowa, wraz ze zmianami klimatycznemi, w świecie roślin tudzież zwierząt itp., składają się na obraz dziejów ziemi czyli geologję historyczną. Dzielimy te dzieje na ery, perjody, epoki itd. Skały, budujące litosferę, z któremi inżynier ma tak często do czynienia, powstawały w rozmaitych czasach, tworzą zatem odpowiadające erom — grupy, a perjodom — systemy, które dzielą się na serje, piętra. Podział ten przedstawia tablica na str. 13.

Wiek geologiczny warstw określa się na podstawie znajdowanych w nich skamieniałości dawnych roślin i zwierząt.

Mapy

\ HusiQJ|yn_ c z    orMw “

It

El li

Fig. 13. Szkic mapki geologicznej części Podola. 1 — warstwy sylnrskie, 2 — w. dewońskie) 3— w. jurajskie, 4 — w. kredowe, 5 — w. trzeciorzędne (miocen), 6— w. dyluwjalne i aluwjalne.

tem

geologiczne. Najlepszem, synoptycznem zobrazowaniem budowy geologicznej danego obszaru jest mapa geologiczna (przyczem pożądane uzupełnienie jej przedstawia tekst objaśniający, który jest mniej lub więcej szczegó-łowem opisaniem geologicz-nem danej okolicy, ważniejszych punktów itp.). Mapy geologiczne, okazując rozmieszczenie skał na danym obszarze, uwzględniają ich podział przedewszystkiem na wybuchowe i osadowe, a dla tych ostatnich według wieku czyli, jak mówimy „stratygraficzny“ (stra tygraf j a = część geologji, zajmująca się wiekiem geologicznym skał osadowych litosfery). Pouczają one przy-nie tylko, jakie skały znajdują się w pewnej okolicy, ale także wprost i bezpośrednio o jej tektonice (pod tym względem w szczegółach często uzupełniają mapę dołączone do niej profile; por. str. 1).

Podział historyczny:

Grupy

S y st emy

S erj e i piętra¹)

Czwartorzędny

Alu wj urn

Dyluwjum albo plejstocen

Kenozoiczna

Neogen

Trzeciorzędny

Pliocen

Miocen

Paleogen j

Oligocen

Eocen

Kredowy

Górna

kreda

Dolna

kreda

Senon

Turon

Cenoman

Gault (Albien) Neokom²)

ci

Górna czyli biała jura albo malm

Jurajski

Triasowy

Średnia czyli brunatna jura albo dogger

Dolna czyli czarna jura albo lias

Kajper z retem Wapień muszlo wy Pstry piaskowiec

Permski (dias)

Górny perm Dolny perm

o3

Karboński albo węglowy

Górny karbon Dolny karbon

Dewoński

Górny dewon Średni dewon Dolny dewon

ci

Sylurski

Ph

Górny sylur Dolny sylur

Kambryj ski

Górny kambr Średni kambr Dolny kambr

Eozoiczna albo algonkiańska

Archaiczna

l) Podział na piętra podany tu tylko dla najmłodszych systemów. a Zamiast jednego piętra neokomskiego przyjmują dzisiaj zazwyczaj kilka pięter.

Wiek skał oznacza sie zw. barwami, odmiennemi dla skał wybuchowych i dla poszczególnych systemów skał osadowych (zazwyczaj skały wybuchowe — kolor czerwony, trias — fioletowy, jura — niebieski, kreda — zielony, trzeciorzęd — żółty, aluwjum —- biały itd.), których rozmaite odcienia odpowiadają poszczególnym serjom, piętrom itp., jaśniejsze młodszym, ciemniejsze starszym. Dla uniknięcia pomyłek stosuje się obok barw litery, cyfry itp.

Na mapach w większej skali oznacza się za pomocą osobnych znaków

25 i    .

nachylenie i bieg warstw (-j--warstwy ułożone poziomo, -<j — linijka określa

bieg warstw, strzałka do niej prostopadła kierunek nachylenia, liczba nad strzałką wielkość nachylenia w stopniach; ^ — bieg warstw ułożonych pionowo,

■r7äouo

MrëcoÏÏB

üf

ES

mm

vy

üzpucie

S/

s^Wołosk

Tyrawa^

/»i

Fig. 14. Szkic mapki geologicznej okolicy Karpat na wsch. od Sanoka. 1 — warstwy kredowe (t. zw. inoceramowe), 2 — eoceu (pstre iły i t. zw. warstwy górno-hieroglifowe), 3—4 — oligo-cen (3 — t. zw. łupki menilitowe i piaskowce ciężkowickie,

4 — t. zw. piaskowce skorupowe, leżące na warstwach 3).

/ft kopalnia nafty.

por. fig. 14), zaś zapomocą ostro wyróżniających się linij — uskoki (por. fig. 15) itp. Tektonikę w ogólnych zarysach można jednak z każdej mapy geologicznej wprost odczytać ze sposobu rozmieszczenia warstw geologicznych. Jeżeli na większym obszarze starsze warstwy odsłaniają się tylko w dolinach rzek, z ich biegiem w dół coraz dawniejsze, to w tern mamy wskazówkę że warstwy leżą poziomo, a więc prawdopodobnie jest to ob sz ar p ły to wy (np. Podole, fig. 13). Fałdy zwracają na siebie uwagę jako długie smugi barwne, niezależne od biegu rzek, w pewnym porządku po sobie następujące i powtarzające się, przyczem warstwy starsze odpowiadają siodłom (tworząc rdzeń siodeł otwartych, por. str. 1), warstwy młodsze łękom (fig. 14). Uskoki przy ułożeniu warstw poziomem powodują stykanie się wzdłuż pewnej linji ostro zaznaczonej warstw nieraz znacznie różniących się wiekiem; jeżeli warstwy są nachylone, pofałdowane itp., to uskok, ciągnąc się z ich biegiem, zaznacza się, jak poprzednio (uskok podłużny), zaś przecinając się z kierunkiem biegu (uskok poprzeczny), powoduje przesunięcie się wzdłuż odpowiedniej linji wszystkich warstw, a więc smug barwnych (fig. 15).

Mapy geologiczne mogą być trojakie: odkryte, na których nie uwzględnia się warstw najmłodszych — dyluwjalnych i aluwjalnych, zakryte, które przedstawiają także najmłodszą pokrywę, a warstwy starsze tylko tam, gdzie się z pod niej istotnie odsłaniają, i w półodkryte, uwzględniające aluwjum i dyluwjum wyłącznie, gdzie te najmłodsze warstwy są dobrze rozwinięte na większych przestrzeniach. Oczywiście karty zakryte — to są mapy szczegółowe, w odpowiednio dużej skali. Najczęściej używane mapy geologiczne są wpółodkryte.

Praktyczne znaczenie geologji. Wiadomości tak szczupłe, jak te, które tutaj podano, a nawet znacznie obszerniejsze, mogą być dla inżyniera tylko punktem wyjścia do zorjentowania się ogólnego; w ogromnej większości wypadków potrzebna jest opinja geologa fachowca, oparta na metodycznem zbadaniu, wiedzy dokładnej i odpowiedniej praktyce. Jak jednak w każdym razie widać, że geologja oddaje nieraz duże usługi inżynierji praktycznej,

ii!

Ibgs KOłOWSfrflL

fîjife f_ _i_

2!

rx • .j&BörpowI|71

i!

I,'l

_ySj ___

/ svi'.Tusfänowice

\;î\y -.rv    y

"i.!.

l'

i i i iTT

9    7    8 7    6    5.

vy

x uskoki podtuine, względnie. . y uskoki poprzeczne, nasunięcia.

Fig. 15. Mapka geologiczna Borysławia i okolicy. (Wedł. Kropaczka z podr. Friedberga.) Od 1—9 warstwy coraz starsze. 1 — dyluwjum, 2 — miocen, 3—5 — oligocen, 6—7 — eocen, 8—9 — kreda (3 — zlepie-niec truskawiecki, 4 — warstwy dobrotowskie, 5 — łupki menilitowe, 6‘ — warstwy z Popiel, 7 — warstwy górno-bieroglifowe, 8 — piaskowiec jamneński czyli bryłowy, 9 — warstwy inoceramowe.)

tak z drugiej strony trzeba zaznaczyć, że i naodwrót — wiedza geologiczna zawdzięcza wiele praktyce technicznej i inżynierom. Kopalnie, tak samo przekopy, tunele, nawet zwykłe łomy kamienia, wiercenia itp. dostarczają mnóstwa cennych danych, z których korzysta geolog. To też inżynier powinien pilnie haczyć na wszelkie zjawiska, pozostające w związku z geologja, a spotykane na drodze praktyki technicznej. Gromadząc przy sposobności robót swoich okazy skał, skamieniałości, prowadząc sumiennie notatki, szkicując prolile odkrywek naturalnych, które znajduje w przyrodzie, czy też sztucznych, które sam robi, prowadząc zawsze dziennik i zestawiając systematycznie próbki dla każdego wiercenia, mierząc — o ile możliwa — temperatury, spotykane w głębi itd., a o każdym wypadku ciekawszym podając wiadomość geologom, utrwala związek między nauką inżynierji i geologja ku pożytkowi zarówno jednej, jak i drugiej. Państwowy Instytut geologiczny w Warszawie chętnie gromadzi materjał geologiczny, zdobywany pracą inżynierów, a obok niego mogą spełniać tę role także zakłady geologiczne naszych Szkół Wyższych.

LITERATURA.

Friedberg W.: Zasady geologji. Warszawa, Aret 1923.

Neumayr M.—Morozewicz J. etc.: Dzieje ziemi. T. I—II. Warszawa 1906—1908. Wyd. 2. T. I. 1912.

Niedźwiedzki J.: O sposobie występowania i jakości wody w podziemiu, w źródłach, rzekach i jeziorach. Wiedeń 1915.

Haug E. : Traité de géologie. T. I—III. Paryż 1907.

Lapparent de A.: Traité de géologie. T. I—III. Wyd. 5. Paryż 1906.

H ö f er-H eim halt : Grundwasser und Quellen. Braunschweig 1920.

Kayser E. : Lehrbuch der Geologie. T. I—IY. Wyd. najnowsze (dotychczas 3 tomy). Stuttgart 1923.

Keilhack K. : Grundwasser und Quellenkunde. Berlin 1912.

Keilhack K. : Lehrbuch der praktischen Geologie. T. I—II. Stuttgart 1921—1922. Stiny J.: Technische Geologie. Stuttgart 1922.

Tornquist A. : Geologie. I. Teil. Allgemeine Geologie. Leipzig 1916.

Wilser J. : Grundriß der angewandten Geologie. Berlin 1921.

Siemiradzki J.: Geologia ziem polskich. T. I—II, Lwów 1903—1909. Wyd. Muz. im. Dzieduszyckich. Wyd. II. 1922 (dotychczas tylko T. I).

Grzybowski J.: Przeglądowa mapa geologiczna ziem polskich z tekstem etc. Warszawa 1912.

Atlas geologiczny Galicji (mapy 1 : 75.000 z tekstem). Wydawn. Akademji Umiejętności w Krakowie.

Publikacje Państwowego Instytutu Geologicznego w Warszawie. (Sprawozdania P. I. G., Prace P. I. G., Mapy, Posiedzenia Naukowe P. I. G., Bibljografja geologiczna Polski.)

Publikacje państw. Zakł. geol. w Wiedniu, Berlinie i Pio trogrodzie. Akademji Umiejętności w Krakowie, Warszawskiego Towarzystwa naukowego, Warszawski Pamiętnik Fizjograficzny, Kosmos itd.

Kamienie naturalne.

I. Wybuchowe skały głębinowe (plutoniczne).

Granit. Gł. skł, min.¹): Ortoklaz, kwarzec i łyszczyk (muskowit — jasny, biotyt — ciemny); bud.²) krystalicznie-ziarnista; barwa zależnie od orto-klazu i łyszczyku — szara lub czerwonawa, jaśniejsza lub ciemniejsza; T.⁸) znaczna (6—6,5 według skali Mobsa); c. w.⁴) 2,6—2,7 ; wytrz. na ciśn.⁵) średnio 1500 kglcmi², przekracza jednak czasem 2000 kglcm² lub spada niżej 600 kglcm³; wytrz. na zg.⁶) średnio około 130 kglcm; wytrz. na rozciąg.⁷) średnio 30 kg\ ścieralń.⁸) przeciętnie około 20 g- porow.⁹) w % objet. 2,5. Różne odmiany.

Najważniejsza z skał wybuchowych, używanych technicznie. Zawdzięcza to znacznej wytrzymałości zarówno na czynniki mechaniczne, jak i atmosferyczne, dalej temu, że daje się dokładnie obrabiać i polerować, barwie często przyjemnej dla oka, wreszcie okoliczności, iż należy do skał nierzadkich i nieraz znajduje się w masach potężnych. W budownictwie używany na fundamenty i mury cokołowe, na kolumny, schody, płyty do licowania murów itp. Przy budowie dróg na mury oporowe, jako materjał szutrowy itd. ; na kostki uliczne i płyty chodnikowe. W budowlach wodnych używany na filary mostowe, mury nadbrzeżne. Z powodu małej porowatości nie nadaje się na mury nadziemne; za to bardzo ceniony na pomniki itp.

W Polsce poza granitem, znajdującym się jako materjał erratyczny, używany nieraz na tłuczeń i bruk nie kostkowy, mamy granity na Wo-

Sienit. Gł. skł. min.: ortoklaz i amfibol (hornblenda); bud. krystalicznie-ziarnista; c. w. 2,7—2,9; wogóle co do swych własności zbliża się do granitu i jest tak samo używany, ale spotyka się go rzadziej i nigdy w tak wielkich masach, jak granit.

łyniu i przede wszystkiem w Tatrach. Granit tatrzański, barwy szarej, z ogromną przewagą oligoklazu nad ortoklazem, przy wytrz. na ciśn. dochodzącej, a nawet przekraczającej 1500 ległem², posiada ścieralność do 22,9 g, porowatość 2—2,4, przewyższa zatem pod względem swych własności niejeden granit obcy, używany do celów technicznych, a nawet ceniony. Na cios, na materjał brukowy i szuter na drogi nadaje się bardzo dobrze. Nieznaczna wsiąkliwość jest u niego poniekąd gwarancją odporności na wietrzenie.

Dioryt. Gł. skł. min. : plagioklaz, amfibol (czasem kwarzec) ; bud. kry-stalicznie-ziarnista; barwa czarno-biała; T. 5—6; zresztą mniej lub więcej zbliżony do granitu. Użytek także podobny, zwłaszcza na pomniki i do budownictwa ozdobnego.

¹

) Główne składniki mineralne; s) budowa; ³) twardość; ’) ciężar właściwy; ⁵) wy

²

trzymałość na ciśnienie; ⁶) wytrzymałość na zginanie; ') wytrzymałość na rozciąganie;

³

*) ścieralność; ⁹) porowatość.

II. Wybuchowe skały wylewne (wulkaniczne).

Porfiry. Gł. skł. min. i bud.: jednostajna, ortoklazowo-kwarcowa masa zbita (ciasto skalne) i w niej rozrzucone większe kryształki ortoklazu i kwarcu (porfir kwarcowy), albo w masie zbitej, przeważnie orto-klazowej, kryształki ortoklazu, amfibolu, czasem biotytu (porfir sieni-towy); barwa skały często mniej lub więcej czerwona, czasem ciemnoszara itp.; T. znaczna; c. w. 2,6 (średnio). Wytrz. na ciśn. często przekracza 2000 kglcm², ścieralność średnio niżej 20 g. Porfiry kwarcowe zwykle pod jednym i pod drugim względem przewyższają sienitowe. Zastosowanie, jak granitu, zwłaszcza na kostki brukowe, tłuczeń (szuter) itp.

W Polsce mamy porfiry w ziemi Krakowskiej — w Miękini koło Krzeszowic i na południu w Zalasiu, Frywałdzie, Sankach ; znane zdawna i cenione jako materjał na kostki (Kraków itd.) i na drogowy tłuczeń. Barwa porfiru miękińskiego brudno-czerwona, w Zalasiu, Sankach itd. ciemno-szara z odcieniem zielonkawym, czerwonawym itp. Wytrz. na ciśn. skały mię-kińskiej około 2000 ległem², ścieralność dochodzi 20 y i więcej, porowatość w % objet, przeszło 2.

Tracllit. Gł. skł. min. i bud. podobne, jak w porfirze sienitowym (w cieście skalnem nieco szkliwa), jednak większa porowatość, skutkiem tego skała zazwyczaj szorstka w dotknięciu i o mniejszym c. o.¹) (lżejsza). Barwa jasno-szara. Wytrz. na ciśn. najeż. ok. 1000 ległem², ścieralność zwykle dosyć znaczna, większa niż granitów i porfiru. Niekiedy bardzo dobry materjał ciosowy dzięki wytrzymałości z jednej, porowatości, a więc także i lekkości z drugiej strony (użyto go np. przy budowie tumu w Kolonji).

Andezyt. Gł. skł. min.i bud.: Jednostajna masa zbita, zawierająca mikroskopowe kryształki plagioklazu, amfibolu, biotytu, nieco szkliwa; w niej większe kryształy przedewszystkiem plagioklazu, amfibolu; porowatość mniej więcej, jak w skale poprzedniej ; barwa szaro-jasna, czasem ciemna. C. o. także, jak w trachitach, zależnie od stopnia porowatości. Wytrz. na ciśn.

często znaczna granicach« kostki' brt»

slska ma a

do 2000 ległem² i wyżej. Ścieralność waha się w szerokich ,ła nierzadka, uż., o ile posiada odpowiednie własności, na OT^^N^iczeń itp.

ty bardzo odpowiednie dla celów technicznych w okolicy PieftfS    V?' uńćolica, okolice Krościenka, Bryjarka pod Szczawnicą).

Icn ^wyirz. i^a. ciś?. wyjątkowo spada niżej 1000 ległem*, przeważnie prze-kraę^rą 2leg/cm* (Bryjarka 2120, czarna odmiana Wżaru 2720 ległem²), ścienj!^ »oko^j- 80 g, spada w czarnej odmianie Wżaru niżej 20^. To też

17

andezyt szczawnicki, a zwłaszcza czarny z Wżaru przedstawiają dobry materjał na kamień brukowy i tłuczeń ; odmiana wżarska mogłaby dostarczać nawet wybornych kostek, o ile nie stanie temu na przeszkodzie szczelinowatość skały.

Diabaz. Gł. skł. min.; Plagioklaz, augit; bud. krystaliczna, zwykle drobnoziarnista; barwa czarniawa, często z odcieniem zielonawym (t. zw. zieleńce); c. w. 2,8—3. Wytrz. na ciśn. zwykle około 2000 kg/cm². Używany na kostki brukowe itp., niekiedy nawet w kamieniarstwie zdobniczem (t. zw. czarny granit z Kristianstad w Szwecji).

Na ziemiach polskich na Niedźwiedziej Górze pod Krzeszowicami z wytrz. na ciśn. 2350 kg/cm², z ścieralń, około 25 g.

Melafir. W jednostajnej masie zbitej, plagioklazowo-augitowej, z szkli-wem i zwykle z oliwinem, rozrzucone większe kryształy przedewszystkiem plagioklazu, często augitu; nieraz z licznemi próżniami lub „migdałowcowy“ (próżnie, wypełnione przez pewne minerały). Czarniawy, często z odcieniem brunatnym lub zielonawym. C. w. około 2,7. Wytrz. na ciśn. zwykle znaczna, około 1000 kg/cm². Dostarcza materjału przedewszystkiem do budowy dróg itp.

W Polsce — w ziemi Krakowskiej (Tenczynek, Alwernja, Regulice). Alwernjański ma c. o. 2,62, wytrz. na ciśn. 1260 kg/cm² ; regulicki wyt. na ciśn. przeszło 1500, ścieralń, dosyć znaczna.

Bazalt. Zw. w jednostajnej masie zbitej, złożonej z plagioklazu, augitu, magnetytu i szkliwa, rozrzucone większe kryształy przedewszystkiem oli-winu i augitu, także plagioklazu itp. Barwa czarna. C. w. znaczny, około 3. Wytrz. na ciśn. bardzo wielka, dochodzi do 3000 kg/cm², ścieralność nieduża, to też w praktyce technicznej bardzo uż. jako ciężki cios oporowy, do tam, obudowy brzegów przed falami, na drobne kostki brukowe, tłuczeń drogowy itp. Skała stosunkowo pospolita (odmiana ziarnista, t. zw. dole ryt, z wytrz. na ciśn. mniejszą, około 800 kg/cm²).

w Za-

W granicach Rzeczypospolitej na Wołyniu, w okolicy Równa (Beresto-wiec), bazalt oddawna dobywany i używany do celów technicznych, z wytrzymałością na ciśnienie znacznie przekraczającą 1000 kg/cm². Służy jako materjał tłuczniowy, do wyrobu drobnych kostek brukowych itp. W ostatnich czasach znaleziono bazalt także w ziemi Kieleckiej, we wsi Widełki i k. Łagowa. Skałą pokrewną bazaltowi jest cieszynit chodnim Beskidzie śląskim i małopolskim.

Pumeks jest odmianą gąbczastą pewnych skał wulkanicznych. Jasno zabarwiony, odznacza się znaczną lekkością, a wiążąc się dobrze z zaprawą, nadaje się znakomicie do budowy sklepień (np. kopuła Sw. Zofji w Konstantynopolu) itp.; prócz tego ma zastosowanie jako kamień szlifierski.

Lawy dzisiejszych wulkanów są współczesnemi trachitami, andezytami, bazaltami itp. Wytrz. na'ciśn. przekracza u nich nieraz nawet 500 kg/cm²-, c. o. często nieduży, około 2, z powodu większej lub mniejszej dziurko-watości. Dostarczają materjału do budowy dróg, na zwykły cios itp., a odznaczając się nieraz lekkością — na cios do budowy sklepień i murów wewnętrznych.

Tufy wulkaniczne (trachitowe, andezytowe, bazaltowe itp.). Powstają z popiołów wulkanicznych, których cząstki uległy spojeniu itp. Najczęściej szare, jaśniejsze lub ciemniejsze, odznaczają się silną porowatością, a w związku z tem i c. o. niedużym, około 1,6. Używane — przy odpowiedniej wytrzymałości na ciśnienie, dochodzącej nieraz 150 kg/cm² — jako lekki cios (np. „peperino“ okolic Rzymu, także t. zw. „tras“ niemiecki itd.), w innych wypadkach (jako dodatek hydrauliczny) do wyrobu zapraw hydraulicznych (ziemia puzzolanowa, santorynowa, tras) i sztucznego, lekkiego kamienia budowlanego. (T. zw. tufy porfirowe okolicy Krakowa są przedewszystkiem produktem wietrzenia tamtejszych skał wybuchowych).

III. Łupki krystaliczne.

Gnejs. Gł. skł. min. i bud., jak granitu, ale przy mniej lub bardziej wyraźnej łupkowatości. Barwa itd. także jak w granicie. W odmianach z łupko-watością bardzo nieznaczną wytrz. na ciśn. itp. zbliżone do tych własności granitu; w gnejsach wybitnie łupkowych wytrzymałość w kierunku równoległym do łupkowatości znacznie mniejsza, niż w kierunku prostopadłym. To też i zastosowanie techniczne gnejsów ograniczone. Używany często do budowy dróg, odpowiednio łopliwy nawet na płyty chodnikowe itp. Skała pospolita, jak granit. W Polsce nieduże partje gnejsów w Tatrach.

Łupek łyszczykowy, zbliżony do gnejsu, ale składający się tylko z kwarcu tudzież łyszczyku ma i zastosowanie techniczne podobne, zwłaszcza w odmianach bogatych w kwarzec. Z innych łupków krystalicznych, jak

Łupek talkowy, amfibolowy itd. zasługuje na uwagę, ze względu na znaczenie techniczne, przedewszystkiem

Fylit. Gł. skł. min., jak w łupku łyszczykowym, ale mikroskopowo drobne; skutkiem tego skała przedstawia się jednolicie, z bardzo wybitną łupkowatością. Barwa szara, często zielonawa lub wiśniowa, powierzchnia naturalna płytek zawsze mniej lub więcej lśniąca. T. niekiedy znaczna (5. stopnia), waha się w dużych granicach, zależnie od zawartości kwarcu itp. Niektóre fylity dają wyborny łupek dachówkowy, płyty parapetowe itp. (np. w Ardenach francuskich nad Mozą), odmiana w Ardenach belgijskich, tworząca wśród fylitu zwykłego cienką warstewkę białą z bardzo licznemi, mikroskopowemi ziarnami granatu, jest używana jako ceniony „belgijski“ kamień szlifierski.

Wśród łupków krystalicznych znajdują się nieraz kwarcyty i większe masy serpentynu.

Kwarcyt skł. się z kwarcu, często z przymieszką łyszczyku (muskowitu) itp.; bud. krystaliczna; barwy zw. jasne; T. bardzo znaczna (7. stopnia = T. kwarcu); c. w. ok. 2,6. Wytrz. na ciśn. (u kwarcytów nie popękanych) duża, ścieralność — wobec wielkiej twardości — bardzo mała. Dobry materjał drogowy i na cios do budowli wodnych, służy do wyrobu materjałów ogniotrwałych (np. pokruszony i z małą domieszką gliniastą na okładziny pieców Bessemerowskich), a w odmianach czystych do wyrobu szkła, w odmianie t. zw. „łupku kwarcytowego“ na płyty hutnicze itp. Nie łączy się z zaprawami.

Serpentyn skł. się przedewszystkiem z minerału tej nazwy. Barwy ciemnozielonej, zw. w czarne plamy i żyłki. C. w. około 2,6. Wytrz. na ciśn. około 800 ległem². Miękki i łatwo obrabialny daje się dobrze polerować. Odmiana z żyłami i wpryśnięciami kalcytu = ofikalcyt. Z serpentynu czystego robi się rozmaite przedmioty ozdobne, wazy, świeczniki itp. ; ofikalcyt używany w architekturze na okładziny ścian itp., jak marmur, tylko wewnątrz.

IV. Skały osadowe.

Łupek iłowy. Gł. skł. min. : cząstki ilaste, okruchy ortoklazu, kwarcu, łuseczki łyszczyku; łupkowatość. Barwa ciemno-szara, czarna, zielonawa, czerwonawa itp. Naturalna powierzchnia mniej lub więcej matowa (por. fylit). T. nieduża (około 3). C. o. około 2,6. Wytrz. na ciśn. 600—700 kg/cm², na zg. około 350 kgjcm². Używany jako łupek dachówkowy, materjał na płyty do stołów w pracowniach i fabrykach chemicznych, na tabliczki itp. ; przy gestem, równoległem spękaniu dostarcza rysików. Łupek dachówkowy nie powinien nasiąkać wodą, nie może zawierać pirytu, daje się łatwo nawiercać, powinien mieć barwy — o ile możliwe — ciemne.

Piaskowce składają się z okruchów kwarcu, zwykle z łuseczkami łyszczyków itd., tudzież ze spoiwa, które może być wapienne, marglowe, ilaste, kwarcowe itp. (piaskowce wapniste, margliste, ilaste, kwarcytowe). T. rozmaita, u piaskowców kwarcytowych 7. C. o. najczęściej 2,0—2,6,

i*

19

porowatość nieraz 10—20°/o, niekiedy nawet 30°/₀ ; odpowiednia nasiąkliwość. Wytrz. na ciśn. waha się w szerokich granicach, od bardzo znacznej u piaskowców kwarcytowych i znacznej u piaskowców wapnistych ze spoiwem ob-fitem, do bardzo małej w wielu piaskowcach ilastych ; średnio około 500 kgjcm². Piaskowce przedstawiają jeden z najbardziej rozpowszechnionych materjałów budowlanych, stąd i znaczenie ich bardzo duże.

W Polsce mamy piaskowce znane i technicznie używane w ziemi Kieleckiej i Radomskiej (np. piękne, czerwone piaskowce wieku triasowego — Zagnańsk, Suchedniów itd., z wytrz. na ciśn. przekraczającą nieraz 1000 kg/cm², zdawna używany i bardzo ceniony dla celów rzeźby architektonicznej biały piaskowiec szydłowiecki z wytrz. na ciśn. około 700 kg/cm²), dalej w Karpatach (piask. godulski w Beskidzie zachodnim, jamneński na wsch. od Sanu — z wytrz. na ciśn. około 1200 kg/cm², ale z ścieralnością przeszło 35 g — materjał bardzo dobry na cios, tudzież mniej spójny piaskowiec cięźkowicki, magórski, krośniański, piaskowiec strzałkowy w Swięto-sławiu k. Skolego — z wytrz. na ciśn. ok. 1900 kg/cm², z ścieralnością około 26 g — używany na kostki brukowe), wreszcie na Podolu i Opolu podol-skiem (dewoński, mniej lub więcej czerwony piaskowiec trembowelski na płyty chodnikowe, osełki itp. ; tego samego wieku szary piaskowiec tarnopolski na cios, z wytrz. na ciśn. wyżej 800 kg/cm², trzeciorzędny, jasno-szary piaskowiec kwarcytowy w Wiszence na płn. i w Suchodole na płd. od Lwowa, używany na krawężniki i kostki).

Zlepieńce (z otoczaków), drnzgot (z bryłek krawędzistych). Skały, tutaj należące, są złożone ze spojonych z sobą części rozmaitych, nieraz wapieni itp. Spoiwo, tak samo jak w piaskowcach, rozmaite. Barwa, T. i c. w. i o. bardzo zmienne. Przy odpowiedniej wytrz. na ciśn. mogą dostarczać ciosu itp., niekiedy kamieni młyńskich. O ile dają się obrabiać, polerować i okazują ładne zabarwienie, są używane jako t. zw. marmury pod rozmaitemi nazwami, np. znajdujący się w Pirenejach „grand antique“ i włoski „pavonazzo“ lub „brocatello“.

Nasz marmur „Zygmuntów ka“ w okolicy Kielc jest także zlepieńcem.

Wapień. Ca C0₃, nieraz z domieszką dolomitu, części ilastych, bitumicznych itd. ; bud. ziarnisto-krystaliczna, albo zbita lub wreszcie drobno-okruchowa (w ostatnim wypadku zwykle z cząstkami piasczystemi ; calcaire grossier okolic Paryża). Barwa rozmaita. T. około 3. C. w. 2,6—2,8 zależnie od domieszek; c. o. waha się w dużych granicach, w związku z większą lub mniejszą porowatością lub nawet dziurowatością. Wytrz. na ciśn. u wap. krystalicznych i zbitych często wyżej 1000 kg/cm², u wapieni drobno-okru-chowych zwykle znacznie mniejsza, około 300 kgjcm² ; tak samo ścieralność dla dwóch pierwszych rodzajów około 70 g, dla ostatniego około 150 g. Użytek bardzo wszechstronny — na cios, kamień ozdobny, materjał rzeźbiarski, do wypalania wapna itd. Marmurami nazywa się przedewszystkiem wapienie krystaliczne, zwykle jednak także zbite, dające się polerować i ładnie zabarwione; pod wap. muszlowym, koralowym, litotamniowym itd., rozumie się wapienie, złożone przeważnie z resztek tych organizmów, pod kredą wapienie łatwo rozcieralne, często złożone przeważnie z mikroskopowych skorupek otwornic. Szczególny gatunek wapieni mniej lub więcej dziurowatycb: martwice wapienne i trawertyn, dostarczają wybornego ciosu lekkiego.

Na ziemiach Rzeczypospolitej liczne gatunki tej skały. Znane są zabarwione rozmaicie, ale niezbyt żywo marmury kieleckie, między niemi bardzo ciemno-brunatny „marmur kajetanowski“, dalej w ziemi Krakowskiej piękny, czarny „marmur dębnicki“ ; „wapień pińczowski“, zdawiendawna używany u nas i bardzo ceniony do celów architektonicznych (wytrz. na ciśn. przeszło 80 kg/cm²) może być zaliczony do wapieni drobno-okruchowych, tak samo kamień mikołajowski okolicy Lwowa i inne podobne na Podolu, używane w budownictwie (wytrz. na ciśn. około 100 do 200 i więcej kgjcm²); bardzo

Dolomit, Ca Mg (C0₃)₂. Z wyglądu zupełnie podobny do wapienia, nie burzy się jednak na zimno z kwasami, jest twardszy (T. 3—4) i cięższy (c. w. dochodzi do 2,9). Względem czynników atmosferycznych znacznie oporniejszy od wapienia; wytrzymałość na ciśnienie dochodzi 1200 kgjcm2 i więcej. Nieraz używany jako dobry cios, zwłaszcza dolomit dziurowaty ; także w hutnictwie Żelaznem jako dodatek, a po wypaleniu jako wykładzina pieców Thomasa itp.

dobry materjał przedstawiają wapienie litotamniowe, pospolite w naszym trzeciorzędzie; wreszcie w górnej jurze mamy rozmaite wapienie zbite w Krakowskiem i Kielećkiem; av Tatrach „wapienie numulitowe“ ; wapienne są skalice pienińskie; na Podolu, obok szarych, koralowych i muszlowych wapieni sylurskich, znajdują się w okolicy Niżniowa zbite wapienie jurajskie, a w systemie kredowym warstwy kredy w okol. Złoczowa, Oleska, także dalej na płn. na Wołyniu itd.

U nas na wyżynie kielecko-sandomierskiej, w Krakowskiem i na Śląsku, tudzież w Tatrach.

Gips, Ca S0₄ -f- 2 H₂0. Jako skała zw. krystalicznie ziarnisty albo zbity ; czasem włóknisty. Barwy białej itp. lub rozmaicie żyłkowany. Mała twardość (T. około 2) i stosunkowo łatwa rozpuszczalność w wodzie (1 : 420). Wytrz. na ciśn. do 100 kg/cm² i wyżej. Służy do otrzymywania gipsu palonego, a w odmianach barwy pięknie białej lub ładnie żyłkowanej itp. (t. zw. alabaster) w architekturze jako kamień dekoracyjny; także do wyrobu waz, urn itd. Skała nierzadka.

W Polsce: w kotlinie nadnidziańskiej, na Podkarpaciu (w formacji solnej), tudzież na Podolu, Opolu podolskiem i Pokuciu; obok gipsu zwykłego także odmiany szlachetne (alabaster).

Margiel. Mechaniczna mieszanina bardzo drobnych cząsteczek iłu i wapienia (margiel wapienny), dolomitu (margiel dolomitowy) lub gipsu (margiel gipsowy). Zwykle spotyka się margle wapienne. Zawierają 20-^60% ilu; odpowiednio do zawartości w apienia margle ilaste i wapniste. Przy większej ilości wapienia niż 70—80% mówimy już o wapieniach marglow'ych. Margle ilaste do wyrobu kafli, garnków itp.; niektóre wapniste wprost do wyrobu cementu, inne dopiero po dodaniu odpowiedniej ilości iłu lub wapienia. Margiel napojony wodą nie przepuszcza jej dalej. Skała pospolita. Pewne margle nasze gómo-kredowe nazywają opoką; opoka kazimierzowska służy do robót regulacyjnych wzdłuż Wisły, a nawet użyto jej jako ciosu przy budowie „spichrzów“ i zamku w Kazimierzu.

Iły, gliny, less. Ił skł. się z drobniutkich cząsteczek kaolinu, zw. z domieszką cząstek kwarcu, łuseczek łyszczyku jasnego itp. Barwa rozmaita. Zupełnie czysty tworzy t. zw. „glinkę porcelanową“ i odznacza się ognio-trwałością. Zanieczyszczony przedstawia rozmaite iły i gliny zwyczajne; przy małej domieszce iły ogniotrwałe, przy większej garncarskie, strycharskie (ceglarskie) itp. Suchy ił pochłania do 70% wody; raz napojony nie przepuszcza jej dalej. Iły bez domieszki części piasczystych nazywają się tłustemi, z piaskiem — chudemi. Zabarwione żółto wodorotlenkiem żelaza naz. zwykle glinami. Less jest iłem, zawierającym 50—70% drobniutkich cząsteczek kwarcu i zw. około 20% wapienia; nie okazuje uwarstwienia, jako osad powietrzny; zwykle zawiera konkrecje wapniste rozmaitego kształtu. Ił jest szczególnie ważnym składnikiem gleby. Przy robotach inżynierskich trzeba się liczyć z tem, że iły, napojone wodą, mogą powodować usuwiska, a pozbawione oparcia same łatwo przechodzą w stan ruchu. To też iłu lub materjału silnie ilastego nie można używać do budowy nasypów kolejowych itp. Skała pospolita.

Iły ogniotrwałe mamy u siebie w wielu miejscach, np. w Krakowskiem (Grójec, Mirów), w Radomskiem (Ćmielów), w Bedzińskiem (k. Mierzęcic), w ziemi Czerwieńskiej (Potylicz, Siedliska) itd.

Do skał technicznie ważnych należą wreszcie

Żwiry, gruz itp., używane przy odpowiedniej twardości itd. jako t. zw. szuter, inaczej szaber i

Piasek, który, jeżeli jest odpowiednio czysty, może służyć do fabrykacji szkła, zresztą do zapraw murarskich, do nasypów itp.

V. Techniczne własności ogólne kamieni rodzimych.

Wytrzymałość mechaniczna zależy od składu mineralogicznego i budowy oraz stopnia wilgoci. Obciążenie bezpieczne, dozwolone przez przepisy budowlane Ministerstwa Robót publicznych na ciśnienie (ciosy podporowe), wynosi dla skał plutonicznych i wulkanicznych 65 kgjcm², dla wapieni i dolomitów 30 kg/cm², dla piaskowców 25 kg jem², odpowiednie liczby dla filarów i sklepień 45—25—20 kg/cm², dla smukłych filarów 30—15 —10 kgjcm². (Por. też część V. Podręcznika inż.)

Trwałość skał stanowd o odporności ich na działanie czynników atmosferycznych (wietrzenie). Początek wietrzenia zaznacza się najczęściej odbarwieniem zewnętrznej warstwy, poczem następuje rozpadanie się. Czynnikami, powodującemi wietrzenie, są: woda, mróz, świat organiczny. Najbardziej odporne są skały zawierające krzemionkę. Łyszczyk jasny czyli muskowit jest wogóle odporny na działanie czynników chemicznych, lecz pod wpływem mrozu rozpada się. Piaskowce w stanie wilgotnym ujawniają % swojej wytrzymałości normalnej.

Twardość skał jest rozmaita i mierzy się skalą Mohsa. Twardość przeciętna niektórych kamieni jest: grafit 1—2; łupek, gips zwykły 1—2; łyszczyk 2,5; serpentyn 2,5; wapień zbity 3; marmur 3; pumeks 4,5; piaskowiec 4—5—7 ; bazalt 5,5 ; dioryt 5,5 ; sienit 5,5—6 ; granit, gnejs 6—6,5 ; skała kwarcowa do 7 ; kwarzec czysty 7.

Ciężar: Kamienie zbite są ciężkie. Jeden metr bazaltu waży 2880 do 3300 kg, granitu 2550—2700 kg, wapienia 1500—2700 kg, gipsu 2200 do 2500 kg, dolomitu 2850—2900 kg, ziemi świeżej 2060 kg, suchej 1650 kg, chudej i suchej 1350 kg, ogrodowej (tłustej) świeżej 2050 kg, kaolinu 2200 kg, żwiru 1500—1800 kg, lawy 700—2600 kg, gliny suchej 1520 kg, wilgotnej 1900 kg, świeżej 1670—2850 kg, piasek suchy 1400—1650 kg, wilgotny 1900—2050 kg. Piaskowiec 1900—2700 kg, gips wypalony 1810 kg, gips w odlewie suchy 1700—2000 kg, wapno wypalone 2300—3200 kg. (Ciężary, przepisane przez M. R. P., por. część V. Podręcznika.)

Porowatość kamienie mają różną. Ocenia się ją zapomocą nasycania wodą. Od niej zależy przewodnictwo ciepła.

Ogniotrwałemi są kamienie, które, wystawione przez czas dłuższy na działanie ognia, nie topią się i nie pękają. Takiemi są: łupek łyszczy-kowy, wężowiec (serpentyn), gips, piaskowce o spoiwie ilastem, niektóre piaskowce o spoiwie krzemionko wem, pumeks, tras, martwica bazaltowa.

Spółczynniki rozszerzalności objętościowej (powiększenie objętości przy wzroście temperatury o 1° C): kwarzec 0,000030—0,000042, bazalt 0,00003, granit 0,000026, piaskowiec 0,000038, gips zbity 0,000028, marmur 0,000019, wapień 0,000019, dolomit 0,000035.

Spółczynniki rozszerzalności linijnej: granit 0,0000079, marmur 0,0000034, wapień 0,000009—0,000007.

Spółczynniki przewodnictwa ciepła: marmur 3,48—2,78, wapień zwykły 1,70—2,08, gips 0,33, piasek kwarcowy 0,27, cegła 0,139 — 0,165.

LITERATURA.

Niedźwiedzki J., Dr.: Petrografia (opisowa nauka o skałach) w zakresie ograniczonym

do niezbędnych potrzeb techników. Lwów 1905. (Wiele wiadomości, odnoszących się

do skał krajowych, zwłaszcza dawnego zaboru austrjackiego.)

Hirschwald J. : Handbuch der hautechnischen Gesteinsprüfung. Berlin 1912.

Rinne F., Dr.: Gesteinskunde für Studierende der Naturwissenschaft, Forstkunde und

Landwirtschaft, Bauingenieure, Architekten und Bergingenieure. Leipzig 1920.

Roboty ziemne.

I. Prace przygotowawcze. Badanie gruntu.

Wszelkie roboty ziemne wykonywa się celem zmiany naturalnej powierzchni ziemi przez wykopywanie lub nasypywanie, wzgl. zrównywanie gruntu. Są one prawie zawsze związane z transportem ziemi. Celem możliwie taniego ich przeprowadzenia, oraz ograniczenia się do robót niezbędnych, należy wykonać pewne prace przygotowawcze o charakterze technicznym i gospodarczym, które pozwolą racjonalnie i z góry określić koszt robót, czas trwania budowy, kolejność robót, ilość potrzebnych robotników, narzędzi, maszyn i materjałów budowlanych, oraz wybrać najbardziej ekonomiczny sposób wykonania robót, w zależności od warunków miejscowych. Dla zyskania tych wiadomości trzeba poznać grunt, w jakim się ma budować, następnie zdać sobie sprawę z kosztów jego wzruszenia i z kosztów jego przewozu, a wreszcie policzyć jego ilości, zawarte w budowli, odpowiednio je rozmieścić i zrobić zestawienie kosztów całej roboty.

Do prac przygotowawczych należy:

A. Wykonanie projektu budowy, co np. dla budowy dróg komunikacyjnych jest związane z robotami mierniczemi, oraz ustaleniem najbardziej celowego położenia osi. O ile ostateczne położenie osi ustalono, wówczas należy wykonać badanie gruntu na miejscu roboty, w zależności od wyników którego w pewnych wypadkach może nawet zajść potrzeba zmiany kierunku osi (np. przy gruntach podlegających osuwiskom i usypiskom i in.).

Ii. Badanie gruntu, w szczególności w miejscach zgrupowania większych mas ziemnych, winno określić :

a)    ukształtowanie geologiczne, tj. rodzaj i grubość pokładów, możliwie ich wiek, przedewszystkiem zaś pochylenie ich i położenie względem południka (upad i kierunek warstw);

b)    ogólne właściwości gatunków gruntu, tj. twardość, ciężar gatunkowy, spoistość wewnętrzną, spulchnienie (rozluźnienie), wytrzymałość na działanie wody i powietrza ;

c)    zawartość wody i przepuszczalność, obecność warstw, po których mogłoby nastąpić przy pewnych warunkach spełzanie gruntów (szczególniej przy głębszych przekopach, oraz na zboczach) ;

d)    nośność gruntu (szczególnie pod wysokimi nasypami w dolinach rzek, oraz pod fundamentami budowli).

Sposoby badania gruntu:

1.    Na zasadzie map geologicznych i przekrojów pionowych pokładów. Dla orjentacji służyć mogą urwiste brzegi rzek, uwarstwienia gruntu w studniach, kopalniach, kamieniołomach itp., w pobliżu miejsca wykonania roboty.

2.    Sondowanie gruntu, przy nieznacznej głębokości badania; sposób ten nie daje jasnego obrazu uwarstwień.

3.    Kopanie dołów próbnych, przyczem do głębokości 2 — 3 m, a w pewnych warunkach nawet do 5 w, udaje się wykonać je bez umacniania ścian (opierzenia czyli deskowania), a głębiej do 10 m i więcej z umocnieniem ścian oprawą lub cembrowaniem ; przy większych głębokościach kopanie szybów przy zastosowaniu metod górniczych.

Koszt kopania szybów w porównaniu do zwykłych nawierzchnich robót ziemnych bywa większy w przybliżeniu 1,4 razy przy głębokości 2 m, 2,1 razy przy głębokości 4 w, zaś razy większy przy głębokości dołu 6 m.

Doły próbne dają rzeczywisty obraz uwarstwień, ale przy większych głębokościach są bardzo kosztowne. Nie można ich również stosować przy wysokim poziomie wód gruntowych.

4. Wiercenie zapomocą świdrów różnego rodzaju, zależnie od napotykanych gruntów i wody; przeprowadzanie wierceń wymaga dużej dokładności w wykonaniu. Świdry o małych średnicach (ok. 25—40 mm) mniej pożądane, gdyż dają często niedokładne rezultaty ; bardziej odpowiednie otwory o 10—lócm i tylko w skałach dopuszcza się d — 3—7 cm.

Wiercenia niezawsze dają dokładny obraz układu wszystkich warstw ; przy większej ilości warstw przepojonych wodą można zapomocą wierceń dokładnie ustalić jedynie układ warstw górnych.

Wogóle badania gruntu powinny określić upad i kierunek warstw; należy je ująć w specjalnych zestawieniach, ze wskazaniem rodzaju napotykanych gruntów, oczekiwanych trudności z powodu np. warstw przepojonych wodą lub przepuszczających wodę, obecności powierzchni usuwowych, niedość pewnego gruntu itp.

Szczególnie starannie zbadać zbocza, na których mają być wykonane projektowane roboty; wszelkie zjawiska, wskazujące na ewentualne przesunięcia gruntu, należy dokładnie zbadać. W tym wypadku wyniki badania mogą doprowadzić nawet do zmiany kierunku linji, bądź w celu ominięcia trudności przy budowie, bądź wobec niepewności, czy wykonane roboty ziemne nie naruszą równowagi mas ziemnych i nie pociągną za sobą usuwisk lub spływów.

Twardość gruntu należy ustalić w celu wyjaśnienia trudności przy kopaniu gruntów (tj. odspajaniu), odpowiednio do rodzaju potrzebnych narzędzi. Zależnie od twardości gruntów, czyli od stosowania tych lub innych narzędzi przy odspajaniu, ustalono klasyfikację gruntów, podaną niżej w rozdziale o odspajaniu gruntów.

Najważniejsze w budowlach ziemnych grunta są :

1.    Ziemia zwykła, urodzajna. Jest to pospolicie górna część wierzchnich pokładów, w której wytworzyły się pewne ilości humusu. Ziemi tej używamy do okrycia jałowych stoków budowli ziemnych.

2.    Iły. (Por. str. 21.) Ze względu na olbrzymie przestrzenie, na jakich występuje, i ze względu na swe własności najważniejszy rodzaj gruntu przy robotach ziemnych. Prawie zawsze zawiera wodę w ilościach, dochodzących czasem do 70% całego materjału. Przyjmuje dużo wody i zatrzymuje ją, ale nasycony nią nie przyjmuje jej więcej i staje się nieprzepuszczalny. Przy wysychaniu pęka, na mrozie kruszy się. Wszystkie te własności iłu zmuszają do wielkiej ostrożności przy wykonywaniu zeń nasypów.

3.    Glina. (Por. str. 21.) Odmiana iłu z dużą ilością, powyżej 30%, pyłkowatego kwarcu i tlenków żelaza. Tworzy mniejsze pokłady, przykrycia stoków i wypełnienia wklęsłości. W stanie suchym jest sypka; w wilgotnym urabialna; barwa najczęściej żółtawa. Przyjmuje wodę tak chciwie jak ił, ale jej nie zatrzymuje w tym stopniu, co on; rozmaka, wiele odmian gliny przechodzi nawet łatwo w stan zupełnie płynny. Dlatego materjał również niebezpieczny dla robót ziemnych.

4.    Mar giel. (Por. str. 21.) Mieszanina iłów z wapniem. Margiel w gruncie leżący, zwyczajnie zbity ; na mrozie i poAvietrzu rozpada się na pył. Roztarty i nasycony wodą tworzy szlam, który bardzo wolno wysycha. Przy robotach ziemnych wymaga znacznej ostrożności.

5.    Torf. Powstaje z roślin obumarłych w wodach stojących. Główne jego domieszki: piasek, ił, pyłek wapniowy. Zajmuje nieraz wielkie przestrzenie (nawet wzwyż tysiąca km¹). Występuje w pokładach o grubości nierzadko kilku, wyjątkowo kilkunastometrowych. Zawiera zawsze dużo wody; spójności brak. Dlatego torf jest niebezpieczny jako podłoże nasypów i jako ich materjał.

6.    Piasek. (Por. str. 22.) Składa się głównie z ziarn kwarcu; przymieszki z ziarn wapienia, pyłków iłu itd. Nierozpuszczalny w wodzie, a przepuszczalny. Doskonały materjał do budowli ziemnych, szczególniej, gdy gruboziarnisty.

7.    Żwir. Nagromadzone kawałki rozmaitych skał, mniej lub więcej zaokrąglone, o średnicy do 6 cm. Dobry mateijał do budowli ziemnych.

8.    Rumowiska. Nagromadzone kanciaste kawałki skał rozmaitych. Występują jako pokrycie zboczy gór, zwykle u ich podnoża, rzadko w wielkich rozmiarach. Należy unikać przekopów w tym materjale, bo bardzo ruchliwy.

9.    Skały. Najczęstsze: piaskowiec, wapień, granit. (Por. dział „Skały“, Str. 16 i nast.)

Ciężar gatunkowy gruntów wpływa na koszta przewozu, oraz przy kamieniach na ich używalność do różnych celów.

Tablica 1. Ciężar 1 ms gruntów.

(Por. też zestawienie wedle przepisów Ministerstwa Robót Publicznych w części piątej Podręcznika.)

Ciężar 1 to³ w kg

Wyszczególnienie rodzajów gruntu

Ziemia zwierzchnia, roślinna, normalnie wilgotna,

spulchniona.................

Ziemia ubita, lekko wilgotna...........

Ziemia pulchna, nasiąknięta wodą......» .

Ziemia próchnica, darnina — po odspojeniu . . , . Grunt gliniasty, nie ubity, suchy lub naturalnie wilgotny ....................

Grunt gliniasty, ubity, suchy lub naturalnie wilgotny

Grunt gliniasty, nasycony wodą.........

Piasek, żwir, tłuczeń — suche..........

Glina tłusta..................

Piaskowiec w zwartej masie...........

Piaskowiec w bryłach i odłamach po odspojeniu . .

Wapień w zwartej masie............

Wapień w bryłach i odłamach..........

Granit w zwartej masie.............

Granit w bryłach po odspojeniu.........

Granitowy kamień połowy w bryłach.......

1400

1700

1800

600—900

1500

1700

1900

1500—2000

1800—2600

1900—2700

1400—2000

2200—2800

1750—2000

2500—3000

1800-2250

1850—2250

Zależnie od spbistości wewnętrznej grunt przy nasypywaniu układa się według stoku o określonem nachyleniu. Kąt pomiędzy stokiem i linją poziomą nazywa się kątem o stoku naturalnym i stanowi granicę, przy którym dany rodzaj gruntu może się jeszcze sam utrzymać w stałej równowadze ; gdy wypada uczynić stok bardziej stromy, należy zastosować umocnienie zewnętrzne powierzchni stoku.

W przekopach, gdzie grunt jest zwarty, możemy przyjąć stoki (skarpy) bardziej strome, niż przy nasypach, a w skałach niekiedy nawet prawie pionowe.

Tablica 2.

Stosunek rzutu poziomego stoku do wysokości stoku dla gruntów b : h (fig. 16).

Rodzaj stoku

Piasek

drobny

Żwir lub ziemia roélinna

Grunta gliniaste i glina

Grunta

kamie

niste

Skały

stok

W przekopach:

nieumocniony.... 1,8—1,7 1,6 —1,4 1,5—1,4 1,5—1,0 W przekopach: stok umocniony

1,5    1,25-1,0    1,0    1,0—0,75

W nasypach : stok

nieumocniony . . . . 2,0—1,9 1,7 —1,5 W nasypach : stok umocniony .

1,5    1,4—1,25

0,5-0,33

0,15

rH

o ot

1,0 usypany 0,75 do 1,0 układany 0,5

W praktyce kolejowej i drogowej stosują najczęściej jak w nasypach, tak przekopach przy gruntach ziemistych stoki 1,5, niekiedy w przekopach

....... —! .........i

h

1,25; w gruntach, wystawionych na działanie wody, stoki dochodzą niekiedy do 4 (b :h = 4), szczególniej przy gruntach luźnych.

Rozluźnienie (spulchnienie) gruntów, wpływające na przewóz i rozmieszczenie mas ziemnych, waha się w bardzo szerokich granicach. Ponieważ spulchnienie po pewnym czasie znacznie się zmniejsza, należy nasypy sypać wyżej, a niekiedy i szerzej, niż tego wymaga projekt.

Nośność gruntu ważną jest zarówno dla nasypów, jak i przy urządzeniu fundamentów budowli. Dopuszczalne obciążenie gruntu (por. też dział V Podręcznika inżynierskiego) :

a)    Do dobrych gruntów budowlanych należy twarda skała, uwarstwiona prawie poziomo o grubości conajmniej 2,5 m (10—30 kg/cm²); żwir i piasek uleżałe w pokładach 3—4 m (2,5—6,0 kg/cm*), sucha glina, twarda glina piasczysta w takichże pokładach (2,5—4 Tcg/cm*).

b)    Do średnich gruntów należą: miękka skała, margiel suchy (1,2—2,0 kg/cm*) ; glina niezbyt wilgotna, grunta piasczysto-gliniaste (1,5 —2,5 kg/cm*)’, drobne piaski z domieszką gliny (0,8—1,5 kg/cm*).

c)    Złe grunty budowlane : ziemia roślinna, torfowisko, piasek lotny, muł, ziemia nasypana. Nośność takich gruntów nie może być ustalona i zależy w każdym poszczególnym wypadku od miejscowych warunków. Stosowanie mniejszych lub większych norm obciążenia dla każdego rodzaju gruntu zależy od własności pokładu, od formy i wielkości budowli, powodującej obciążenie, oraz od przeznaczenia budowli.

Po ustaleniu rodzajów gruntu i właściwości ich, następną pracą rakterze przygotowawczym jest:

C. Obliczenie objętości mas ziemnych, rozmieszczenie tych mas oraz sporządzenie kosztorysu wykonania robót (por. rozdz. V.).

Bezpośrednio przed rozpoczęciem na miejscu robót ziemnych i po leniu sposobu ich wykonania, czy to przez przedsiębiorców, czy też gospo-

I—b~-

U- £

Fig. 16.

o cha-

usta-

Tabl. 3. Objętość 1 ms gruntu w róźn. stopniach spulchnienia.

Koizaj gruntu

Spulchnienie początkowe zaraz po odspojeniu (maximum)

Pozostające spulchnienie po uleżeniu natu-ralnem

Stan po ubiciu największem ze zwilżaniem

Pozostające spulchnienie po ubiciu i uleżeniu

Piasek, muł, żwir, ziemie lekkie, ziemie ze żwirem lub drobnemi kamieniami Glina piasczysta, piasek

gliniasty.............

Glina, margiel — wilgotne,

czarnoziem, torf.......

Glina, margiel — suche lub skamieniałe lub zmieszane ze żwirem i kamieniami, ziemia opoczysta Lekkie skały — kredowe, piaskowce łamliwe, skały łatwo wietrzejące, popękane ..............

Skały twarde — wapienie, piaskowce łupki, gnejsy,

węgiel kopalniany.....

Skały twarde masywne — granity, bazalty, porfiry Gruz ceglany z rozbiórki murów..............

1,05—1,10 1,03—1,08 1,05—1,07 1,10-1,15 1,05—1,07 1,07-1,10 1,15 -1,25 1,07—1,12 1,10—1,20

1,01—1,02

1,02-1,04

1,04-1,06

1,25—1,30 1,12—1,15 1,12-1,15

1,30—1,35 1,15—1,17 1,10—1,12

1,35-1,40 1,17—1,20 1,30-1,35 1,40—1,65 1,40—1,65 1,35—1,40 1,65-2,00 1,60-1,90 1,35—1,40

1,06—1,07

1,02—1,10

1,10-1,15

1,25

darczo, oraz po załatwieniu potrzebnych formalności z właścicielami gruntów wykonywa się na miejscu robót:

2). Przygotowawcze prace pomiarowe: 1. Sprawdzenie osi linii w planie i profilu, odtworzenie zaginionych punktów wytyczenia i wysokości, wprowadzenie ulepszeń kierunku linji, o ile to okaże się możebne przy dokładnych i ostatecznych pomiarach.

2.    Ustalenie i zabezpieczenie ważnych punktów wytyczenia i kierunku osi, oraz reperów (stałych punktów wysokości) nazewnątrz szerokości robót ziemnych.

3.    Oznaczenie szerokości robót ziemnych, z ustawieniem w trudnych miejscach szablonów stokowych, w odstępach od 50 do 100 w, a niekiedy i częściej ; według osi zaś linji, oraz niekiedy obok niej żerdzi, wskazujących wysokość nasypów (razem z procentem na uleżenie).

4.    Wyznaczenie rowów w celu odwodnienia i zabezpieczenia robót od wody (rowy odwadniające powinny być zwykle wykopywane możliwie przed innemi robotami ziemnemi), wyznaczenie rowów materjałowych (rezerwy).

Jednocześnie z robotami pomiarowemi należy wykonać:

F. Wyrąb lasów i krzaków na szerokości, jaka będzie ustalona w każdym poszczególnem miejscu z urządzeniem w razie potrzeby pasów ochronnych i

F. Urządzenie miejsc budowy, a mianowicie:

1.    Urządzenie dostępu do miejsc robót, składów i innych.

2.    Pobudowanie szop, składów narzędzi, warsztatów, baraków na mieszkania, stajnie, parowozownie itd.

3.    Dostarczenie na miejsce robót wszelkich instrumentów, narzędzi i materjałów do kopania i przewożenia.

Przed rozpoczęciem kopania ziemi należy wierzchnią warstwę gruntu, ziemię roślinną (humus, próchnica) lub darninę, zdjąć łopatami i odgarnąć na bok od miejsca robót, oraz złożyć ją w formie wału lub stosów darniny; materjał ten po wykonaniu robót ziemnych służy do obsypania skarp lub umocnienia ich darniną.

Rodzaje grantu dzielimy na kategorje, w zależności od mechanicznego oporu, jaki stawiają przy odspajaniu (por. tablicę 5 b, str. 30).

Grunta kategorji I, II, III i IV, czyli grunta ziemiste można odspajać zarówno ręcznie, jak i maszynowo, zwłaszcza przy większych ilościach w jednem miejscu.

A. Przeciętna wydajność pracy czyli norma pracy przy robotach ręcznych i maszynowych: por. tablice 5, 7, 9, 12.

_B. Koszt odspajania, łącznie z kosztem ładowania do wozideł lub kosztem jednorazowego rzutu łopatą, składa się naogół z nast. poszczególnych części:

1.    Wydatki jednorazowe: na przywiezienie narzędzi i maszyn na miejsce robót i odwiezienie z powrotem, wydatki na zmontowanie maszyn i na rozbiórkę ich po ukończeniu, oraz wydatki na urządzenie miejsc budowy.

2.    Wydatki stałe, tj. takie, które trwają przez cały czas roboty: oprocentowanie i amortyzacja (umorzenie) kosztów nabycia narzędzi i maszyn, robocizna łącznie z wkładkami ubezpieczeniowemi, smary, woda, węgiel, oraz wszelkie dodatkowe (administracyjne, handlowe i in.) koszta ogólne przedsiębiorstwa.

Wydatki stałe zależą od rzeczywistego czasu pracy i wydajności pracy.

Rzeczywisty czas pracy w ciągu roku w Polsce wynosi na robotach ziemnych (po potrąceniu niedziel, świąt, dni mroźnych, dżdżystych) od 140 (na kresach wschodnich) do 180 dni (na kresach zachodnich); cyfry są zmienne wobec bardzo zmiennych warunków klimatycznych. Przy robotach, wykonywanych zapomocą maszyn, należy ponadto uwzględnić przerwy na naprawę uszkodzeń, rewizje itp., co może wynieść około 20 dni na sezon budowlany.

Oprocentowanie włożonego kapitału przyjmuje się według stanu rynku pieniężnego (przed wojną 6—8%, po wojnie do 20% i więcej);

Zużycie i odpisywanie na umorzenie, przy bardzo silnem wykorzystaniu (obciążeniu) narzędzi do wydobywania i przewozu ziemi, przyjmuje się według tablicy 4.

3.    Zysk przedsiębiorcy.

Tablica 4. Amortyzacja bardziej kosztownych maszyn i urządzeń przy robotach ziemnych.

Umorzenie (amortyzacja) w °/₀% kosztów nabycia wynosi na rok używania

10

Naprawa i utrzymanie w °/₀°/o kosztów nabycia, na każdy rok

Czerparki i inne narzędzia dobywania

ziemi...........

Pompy...........

Parowozy na budowie ............

Wagony do przewozu ziemi......

Tory budowlane . ..

30

30

30

30

30

20

20

10

10

10

3-5

15

15

15

15

10

10

10

3—5

12,5

10

7,5

3—5

15

15

15

5—7

10

10

10

1,5—2

Tablitea 5 a. Normy

dla robót ziemnych

pracy ręcznej.

Kategorje gruntów

II 1 III I IV I V 1 VI

Przedmiot

Narzędzia i środki do odspajania

szufla

szpadel,    szpadle,    szpadle,    kliny,    mate-

wzgl.    drągi    oskardy,    młoty,    rjały,

niekiedy    żelazne,    Czekany,    kilofy,    wybu-

motyka    pługi    drągi    czekany    chowe

Waga przeciętna 1 m³ masy ziemnej w stanie rozluźnionym (w nasypie) kg . próchnica ............

Spółczynnik rozluźnienia początkowego kg.......

Spółczynnik rozluźnienia gruntów zleźałych (rozluźnienie pozostające).....

Odspojenie i naładowanie 1 to³ gruntu na wozidła lub jeden rzut na odległość do 3 to i wysokość do 1,5 to

W tern naładowanie 1 to3 gruntu odspojonego na wozidła różnej wielkości godzin :

Przerzucenie 1 to³ odspojonej ziemi:

a)    na wysokość do 1,5 to i odległość do 3 to godzin :

b)    na wysokość do 3 m i na odległość do 1,5 to

godzin :

zapomocą pługa na 1 to³ zoranej ziemi :

robotniczych godzin.....

konn. godzin...........

Oprocentowanie, zużycie i odnowienie narzędzi przy robotach ziemnych w procentach od kosztów robocizny ...............

Ilość materjałów wybuchowych na 1 to³ rozsadzanej skały kg..........

Wzruszenie ziemi

godzin :

1500

600

1,08

1,03

0,75

0,75

0,75

0,75

2-5

1600 1800

1,15    1,25

1,07    1,12

1,25

0,75

0,75

0,75

0,020

0,04

jo

o

GO

jo

jo

kO

00

lO !>■

CO o

cT

5    10

2000

1,30

1,15

3,20

0,90

0,90

1,05

10

2300

2800

1,35

1,50

1,25

1,50

4,50

8,00

1,10

1,20

1,10

1,20

10

0,15

1,20

1,30

12

0,30

Praca ręczna. Koszty jednorazowe bardzo nieznaczne przy ręcznem wykonania robót ziemnych przy lżejszych gruntach, ponieważ robotnik używa zwykle własnej łopaty lub rydla. Koszty stałe oblicza się stosownie do miejscowych opłat za robociznę. Jako normy pracy można przyjmować dane wedle tablicy 5 a.

Tablica 5 b. Podział gruntów na kategorje.

Kategorja I

Kategorja II

Kategorja III

Kategorja IV

Kategorja V

Kategorja VI

Ziemie luźne, niespoiste, niezleżałe, nasypowe, próchnica, piasek bez spoiwa, ziemia ogrodowa, orana, muł, szlam.

Ziemie o małej i średniej zwartości: pia-sczyste, gliniaste i gliniasto-piasczyste, drobny żwir o słabym spoiwie, piasek wilgotny, torfowisko bez korzeni, piasek o nieznacznej spoistości.

Ziemie o znacznej zwartości: silnie spoiste z lepką ciastowatą spoistością: gliny, margiel, żwir o dużej spoistości ziaren; ziemie średniej zwartości z domieszką do 20% drobnego żwiru lub drobnego kamienia; luźne kamienie.

Ziemie przejściowe do skalistych: średniej miękkości łupki; stwardniałe i suche lub zmieszane z grubym żwirem lub kamieniami gliny, iły i margle; rozkruchowce ; miękkie pokłady zwietrzałe.

S kały średniej twardości, odspajane ręcznie, częściowo rozsadzane, skały o cienkiem uwarstwieniu, wapienie, kreda, szczelinowaty słaby piaskowiec, łupki, dolomit.

Skaływzwartychgrubych pokładach bardzo twarde, skały w zwartych masach, twarde piaskowce, dolomity, wapienie i łupki, gnejs, granit, kwarc, sie-nit, porfir.

Obecność wody w gruncie zwiększa koszty o 10—50%; wąskoprze-strzenne wykopywania są droższe o 50%) jamiste o 100%. Podobnie zwiększają się koszta: o 30—75% przy wyrąbywaniu korzeni, o 10 — 75% przy obecności wzmocnień konstrukcyjnych, o 50—150% Przy podkopywaniu się pod budowle istniejące.

Do odspajania gruntów skalistych, a niekiedy i kamienistych, używamy zwykle materjałów wybuchowych, przyczem jako roboty przedwstępne w tym wypadku wierci się w masach skały dziury, w celu założenia i wysadzenia materjału wybuchowego.

Fig. 17.

Wiercenie. Stosowany przy wierceniu świder jest zw. świdrem dłutowym (fig. 17), tj. drągiem zwykle ośmiokanciastym, gr. ok. 20 mm, ze stali zlewnej z ostrzem prostem, na rogach nieco zagiętem lub lekko zaokrąglonem ; pierwszy rodzaj stosowany bywa w skale bardzo zwartej, drugi w skale mniej twardej ; szerokość świdra 20—40 i 50 mm, zależnie od głębokości wy-wiertu, od którego zależy i długość świdra. Wskazane jednak używanie do każdego otworu, w miarę zwiększania się jego głębokości, trzech świdrów

różnej długości, ponieważ przy użyciu od początku zbyt długiego świdra kierowanie nim jest utrudnione, przyczem osłabia się wpływ uderzeń. Pierwszego z tych świdrów uż. do głębokości otworu ¹/₃ m, drugiego do ²/₃ m, trzeciego do całkowitej długości lwi więcej, przyczem każdym wypadku całkowita długość świdra powinna być o 15— 20 cm iększa od głębokości otworu, do której ma być świder użyty.

W świder uderza się pobijakiem wagi 4—12 kg ; po każdem uderzeniu należy świder nieco obrócić. Pobijaki cięższe używane bywają oburącz.

Świder udarowy (fig. 18) jest świdrem dłutowym, skł. z drąga żelaznego dł. 1,5—2,0 w, gr. 25 mm, opatrzonego główką ze stali zlewnej. Zastępuje on wyżej wymieniony świder z pobijakiem, przyczem przy użyciu podnosi się go w górę i puszcza, znaczny zaś jego ciężar działa na skałę miażdżąco.

Używane dawniej świdry koronowe (z większą ilością ostrzy) są obecnie przestarzałe, natomiast świder krzyżowy o dwóch krzyżujących się ostrzach (fig. 19) jest jeszcze w użyciu.

Do oczyszczenia otworu z małych odłamków skały lub kurzu (t. zw. „mączka świdrowa“) służy skrobaczka (grempla, fig. 20). Jest to mocny drut żelazny gr. 8 mm, którego jeden koniec jest spłaszczony i zagięty pod prostym kątem, drugi zaś koniec posiada uszko, przez które można przełknąć szmatę lub pakuły w celu całkowitego oczyszczenia wywiertu przed włożeniem doń ładunku.

Przed rozpoczęciem wiercenia skałę wyrównać prostopadle do kierunku wiercenia.

Fig. 19. Fig. 20.

Fig. 18.

Początkowo uderzać zlekka, aby świder rozgrzewał się stopniowo. W bardzo zwartej suchej skale wlewać wodę do otworu, aby zapobiec uciążliwemu dla robotnika tworzeniu się pyłu, aby zmniejszyć rozgrzewanie się świdra i ułatwić pracę wiertniczą. Ił, powstały wskutek zmieszania wody z mączką świdrową (t. zw. „miał wiertniczy“), od czasu do czasu usuwać przy pomocy skrobaczki.

wa

Pracę wiertniczą wykonywa bądź jeden człowiek (przyczem robotnik w jednej ręce trzyma świder, a w drugiej pobijak), bądź dwóch ludzi (jeden robotnik prowadzi świder, drugi zaś pobiją). Niekiedy wiercenie wykony trzech ludzi, przyczem jeden z robotników prowadzi świder, dwaj zaś na zmianę pobijają.

niż

Przy zastosowaniu wiercenia maszynowego robota posuwa się prędzej, przy wierceniu ręcznem, ponieważ wtenczas można uruchomić jednocześnie większą ilość świdrów. Siła napędna : zgęszczone powietrze, woda lub elektryczność.

na

Wymiary wywiertów. Ze względów gospodarczych wygodniejsze ogół wykonanie mniejszej ilości wywiertów możliwie głębokich, niż większej ilości płytkich. Koszta wzrastają bowiem zazwyczaj w prostym stosunku do głębokości, podczas gdy działanie wybuchu wzrasta w stosunku objętościowym (kubicznym) do głębokości wywiertu.

Szerokość wywiertu ustala się zwykle tak, aby wymagany ładunek zajmował ¹/₃ do ²/₅ głębokości otworu. Tablica 6 podaje właściwy stosunek szerokości wywiertu przy różnych głębokościach.

Dla robót wiertarskich i rozsadzania w celu odspajania gruntu kategorji Y i VI przyjąć można normy według tablicy 7.

Dla prochu górna średnica otworu świdrowego przy wierceniu ręcznem średnio d — 2,3 -j- 0,02 g cm, gdzie g oznacza głębokość otworu świdrowego i waha się pomiędzy 30 i 120 cm, w zależności od rodzaju skały.

Tablica 6.

Szerokość

wywiertu

Głębokość wywiertu w cm

Dla prochu

Dla dynamitu

mm

przeciętnie

mm

mm

przeciętnie

mm

30— 50 50— 80 80—120

27—33

33—48

48-60

30

40

55

20—25

25-35

35-45

23

30

40

Tablica 7. Normy dla robót wiertarskich i strzelniczych.

Kategorja gruntów

VI

Przedmiot

Skały o pokła dach mniejszej grubości : słabsze wapienie, kreda, piaskowce i in.

Skały w grubych pokładach : zbite wapienie, łupki twarde,

piaskowce i in.

Granit, gnejsy, rogowiec, kwarc, sienit

Całkowita potrzebna głębokość wywiertu dla 1 m³

skały.......... .......

Norma Avy wiercenia (przy ręcznej pracy) w ciągu

godziny ...............

Norma wykonania wywiertu o średnicy 25 mm w ciągu

godziny................

Na 1 m³ skały potrzeba:

dynamitu...............

prochu ................

Na t m b. wywiertu o średnicy d = 20 mm potrzeba

godzin................

Na 1 mb, wywiertu o średnicy d — 30 mm potrzeba

godzin ... .............

Na 1 mb. wywiertu o średnicy d = 40 mm potrzeba

godzin.................

Przygotowanie i utrzymanie narzędzi i ostrzenie świdra na 1 m wywiertu godzin..

0,2—0,8 m

0,5—1,5 m

1,0—2,0 m

160—120 cm³

100—60 cm³

50—30 cm³

32—24 cm

20—12 cm

10—6 cm

0,05—0,10 kg 0,3—0,4 kg

0,10—0,20 kg 0,4—0,5 kg

0,20—0,5 kg

2—2,6

3—5,3

6—10,5

4,5—5,9

7,9—10,5

około 2

7—12

14—24

12,5-21

25—42

Przy stosowaniu dynamitu wywierty należy robić węższe o 20—25%. Materjały wybuchowe: A. Używane gatunki prochu :

o) Proch strzelniczy: 65—76°/₀ azotanu potasowego (saletry potasowej), 20—15% węgla drzewnego, 16—10% siarki ; bardzo wrażliwy na wilgoć.

b)    Saletra strzelnicza: 75% saletry sodowej, 15% węgla brunatnego, oraz 10% siarki.

c)    Petroklastyt : 69% saletry sodowej, 5% saletry potasowej, 10% siarki, 15% smoły węgla kamiennego, 1% dwuchromianu potasowego.

Saletra strzelnicza i petroklastyt są nieco mniej wrażliwe na uderzenia i bezpośredni płomień, niż łatwo wybuchający proch strzelniczy; natomiast niezbędna jest dobra przybitka otworu.

B. Inne używane materjały wybuchowe o charakterze miażdżący

a)    Dynamity rozmaite, jako mieszanina nitrogliceryny z nast. materjałami :

1.    Wełna strzelnicza (żelatyna strzelnicza): 93% nitregliceryny ; mieszanina o największej sile wybuchowej, mało wrażliwa na wilgoć, uderzenia i tarcie.

2.    Wełna strzelnicza, saletra sodowa i mączka drzewna (dynamit żelatynowy): 50—80°/0 nitrogliceryny, mieszanina obecnie najbardziej używana, również przy mokrych otworach wiertniczych.

3.    Pył krzemionkowy (ziemia okrzemkowa, dynamit krzemionkowy): przeważnie 70—80% nitrogliceryny; mieszanina wrażliwa na wilgoć.

4.    Saletra sodowa (30%), mąka żytnia (40%) i dwuchromian potasowy, karbonit (5%), 25% nitrogliceryny.

Nitrogliceryna tężeje przy -J- 8° C, przyczem niebezpieczeństwo wybuchu wzrasta.

b)    T. zw. bezpieczne materjały wybuchowe przeważnie azotan amonowy 40—90% z domieszką bądź łatwo palnych materjałów (żywica, mączka drzewna, węgiel, naftalina, parafina, saletra potasowa, aluminjum w proszku i in.); bądź domieszką składników wybuchowych (bawełna strzelnicza, nitrogliceryna i in.). Mieszanina ta mało wrażliwą na ogień, uderzenie i tarcie, gazy jej (po wybuchu) mniej szkodliwe, mróz na nią nie wpływa szkodliwie, ale bardziej czuła na wilgoć, zapala się tylko zapomocą silnych kapiszonów (N 8). Materjał ten wolno było przed wojną przewozić koleją, jako bagaż lub przesyłki pośpieszne.

1.    Dahmenit: 91,3% azotanu amonowego, 6,5% naftaliny, 2,2% dwuchromianu potasowego.

2.    Łukstyt (dawniej Roburyt) : 87,5% azotanu amonowego, 7% dwunitrobenzolu, 5% siarczanu amonu, 0,5% nadmanganu potasu.

3.    Westfalit: 92% azotanu amonowego, 5% żywicy, 3% dwuchromianu potasowego,

4.    Sekuryt: 37% azotanu amonowego, 34% saletry potasowej, 29%

5.    Miedziankit: 90% chloranu potasu i 10% nafty.

Również karbonit bywa zaliczany do bezpiecznych materjałów wybuchowych.

6.    Nowe — t. zw. bezpieczne — materjały wybuchowe żelatynowe — np. astralit: donaryt żelatynowy, westfalit żelatynowy — zawierają 4—5% nitrogliceryny.

W tablicy 8 podana jest charakterystyka niektórych materjałów wybuchowych.

nitrobenzolu itd.

Tablica 8. Charakterystyka materjałów wybuchowych.

Przedmiot

Proch

strzelniczy

Dynamit

żelatynowy

Astralit

żelatynowy

Temperatura wybuchu w °C.....

1 kg materjału wybuchowego daje gazów o temperaturze wybuchu — litrów :

Gazy wytworzone przez wybuch 1 kg materjału wywierają we własnej objętości ciśnienie

kglcm² .....................

Szybkość detonacji w m/sek......

2500

3000

2200

2840

7230

7390

280

300

1160

1180

7000

3100

Wielkość naboju, który ma działać na głębokości „hu metrów pod powierzchnią, wynosi L = kh³ kg, gdzie „fc“ przyjmuje się według tablicy 9.

Tablica 9.

Spółczyuniki k dla określenia wielkości nabojów.

Rodzaj gruntu

Dla prochu

Dla dynamitu

Dla skały spoistej i twardej Dla skały szczelinowatej .. . Dla pozostałych gatunków..

0,65—0,80 0,4 —0,6 0,25—0,4

0,15—0,25

0,10—0,15

0,08—0,10

Przy przebijaniu tuneli spółczynniki te należy znacznie zwiększyć w celu otrzymania możliwie większego rozdrobnienia skał, przyczem wartości rzeczywiście potrzebne ustala się zwykle na zasadzie prób.

33

Bryła, Podręcznik inżynierski. I.

Urządzenie instalacji maszynowej (do wiercenia) jest tylko wtedy uzasadnione z punktu widzenia ekonomji, gdy rozmiar robót pozwala przewidywać, że się opłacą znacznie koszta instalacji maszynowej ; gł. chodzi tu o instalację kompresorów dla wiertarek pneumatycznych.

VI

od 610 cm do 410 cm

270 cm.

Koszt wiertarki na godzinę wynosił przed wojną w Niemczech przeciętnie 2,50 zł, wydajność zaś wiertarki na godzinę wynosi przeciętnie : przy kategorji gruntu długość wywiertu cm

Jeżeli roboty wybuchowe mają na celu otrzymanie kamienia do robót kamieniarskich, to stosuje się wtedy o ile możności głębsze wywierty w odpowiednich odległościach, oraz mniejsze ładunki i słabszy dynamit; natomiast przy rozsadzaniu ziemi odległość pomiędzy wywiertami wynosi zwykle najwyżej podwójną głębokość dziury.

Nabijanie otworów świdrowych. Przy zastosowaniu prochu wsypuje się zwykle część ładunku prochu, ubija go ostrożnie drewnianym stemplem i zakłada lont; następnie dosypuje się pozostałą część prochu i ostrożnie ubija. Cały ładunek zajmuje od 0,3 do 0,4 całkowitej głębokości otworu; pozostałą część dziury zakłada się ziemią lub gliną, ubijając zrazu — do połowy głębokości — względnie słabo, później mocno. Czasem używa się naboi gotowych.

Przy zastosowaniu dynamitu nabijanie otworu odbywa się w podobny sposób, przyczem koniec lontu (sznur Bickforda) powinien być zaopatrzony w kapiszon.

Długość lontu należy obliczyć tak, aby po zapaleniu robotnicy mieli czas na schowanie się w miejsca bezpieczne od wybuchu; zwykle szybkość spalania się sznura stanowi ok. 1 m/min.

Maszynowe dobywanie ziemi. Praca maszynowa opłaca się tem bardziej, im droższa jest robocizna i im większa ilość robót. Istnieją trzy zasadnicze rodzaje maszyn do robót ziemnych: 1. bagrownica chwytowa, 2. bagrownica łańcuchowa — czerparka i 3. bagrownica łyżkowa — koparka.

1. Bagrownica chwytowa ma zastosowanie przy dobywaniu ziemi z głębokich i wąskich miejsc, np. z dołów fundamentowych, studni opuszczanych i in., oraz przy robotach pod wodą. Zasadniczą jej częścią jest kadź z ruchomemi szczękami, otwartemi w chwili, kiedy kadź opuszcza się ku ziemi, a zamykającemi się z chwilą podnoszenia kadzi ku górze.

Jednym z warunków dobrego zacinania ziemi i całkowitego napełnienia kadzi jest dostateczny ciężar własny; stąd dość znaczny ciężar martwy, bezustannie podnoszony wraz z wykopaliną, co wpływa ujemnie na wydajność

maszyny.

Krawędzie łopat (szczęki) są gładkie dla gruntu drobnoziarnistego; dla kamieni zaś, ryniaków itp. krawędzie posiadają rząd zębów, zachodzących w obu szczękach między siebie. Dla materjałów o dużej spójności bagrownica chwytowa nie nadaje się. Bagrownica chwytowa, pracując w studniach, nie przerywa roboty murarskiej. W cegielniach służy do kopania gliny. Przydatna także do zatapiania betonu.

Jednym z najprostszych typów jest bagrownica systemu Morrisa o pół-walcowej kadzi.

Wymiary kadzi: od 0,6 X 0,3 ni do 2,0 X l,ó m, najczęściej 1,2 X 0,8 ni. Wielkie przyrządy pracują wogóle taniej, niż małe.

Tablica 10 zawiera ważniejsze dane dla różnych wielkości bagrownicy Morrisa, wyrabianej przez firmę Bieuger i Leyrer w Düsseldorfie.

2. Bagrownica łańcuchowa, czerparka. Zastosowanie przeważnie w Niemczech i Francji, przy gruntach lżejszych. Zwykle bywa napęd parowy, w ostatnich czasach często elektryczny, szczególniej, jeżeli prąd jest tani. przez co zyskuje się oszczędność na obsłudze silników. Szybkość ruchu około 6 m/m in.

Tablica 10. Bagrownica Morrisa.

Gdy ciężar podnoszony w kadzi wynosi kg .........................

przyrząd bagruje i podnosi do 6 m wysokości w 10 godzin pracy

a)    mnłu, piasku lub żwiru t ......

b)    iłu t........................

Cena przedwojenna całej bagrownicy

wraz z żórawiem, do maks. głębokości bagrowania 7,5 to, bądź o krawędziach

gładkich, zł¹)....................

Cena przedwojenna kadzi z krawędziami zębatemi zł¹).....................

500

1.000

1.000

2.000

50

15

00 CU

o o

65

40

O o 00 o

11.700

15.000

18.500

22.500

1.470

2.350

3.100

3.500

Bagrownica może działać, stojąc na górze i kopiąc z dołu lub naodwrót stojąc na dole i kopiąc ziemię z góry.

Przy niedalekim odwozie ziemi może się okazać celowem połączenie bagrownicy z pasami transportowemi (przenośnikami) poziomemi lub nawet nachylonemi pod katem do 15°; przy takiem przenoszeniu można osiągnąć wysokość podnoszenia ziemi do 20 to i odległość do 50 to.

Przy pracy pod wodą dla wydobywania ziemi z dna, praktyczny jest sposób transportu wykopanej ziemi na odległość do kilkudziesięciu metrów rurami. Rury o średnicy 3o—50 cm, umieszczone na drewnianych pływakach, połączone ze sobą skórzanemi kołnierzami, umożliwiającemi ich przegibność, prowadzą na brzeg. Ziemia wyrzucona z kubełków bagrownicy dostaje się za pośrednictwem leja do tych rur, zaś umieszczona obok pompa wtłacza do rury prąd wody, który porywa ze sobą wsypaną ziemię i w stanie ciastowato-płynnym wypycha ją na brzeg. Dane: por. tablicę 11.

3. Bagrownica ł y ż k o w a, koparka. Zastosowanie przeważnie w Ameryce, Anglji i Rosji, przytem o różnych wielkościach, od 0,4 do 4,8 ni³ pojemności łyżki i przy wadze bagrownicy do 100 t. Pojemność łyżki najczęściej około 2,0 m³, wysokości i szerokość zacięcia 4,5—6 to, waga ogólna 45--60 t; cena przed wojną 50.000—55.000 zł¹); do tego używa się wagoników o pojemność nie mniejszej niż 3 m³. Urządzenie to jest najodpowiedniejsze przy gruntach mieszanych, oraz twardych, suchych glinach lub z zawartością kamieni ; mniej odpowiednie dla glin lepkich.

Wydajność ogólna zależy mniej od własnej pracy bagrownicy, niż od sprawnego funkcjonowania urządzeń pomocniczych, i głównie od terminowego podstawiania wagonów roboczych do ładowania ziemią. Rzeczywista wydajność na godzinę: iloczyn z pojemności łyżki przez ilość udźwigów (których na minutę może być 2 — 3, a zatem dla łyżki o pojemności 2 m3 na godzinę 360 to³), wynosi:

Dla kategorji gruntu

II-III

IV

Przeciętnie dziennie najwyżej . . . . Przeciętnie miesięcznie najwyżej . . . Przeciętnie na dłuższy przeciąg pracy Wydajność przy pojemności łyżki 2 w8 przy pracy trwającej czas dłuższy na godzinę stanowi około.....

50%

45%

40%

40%

35%

30%

30%

25%

20%

140 to³

105 to³

70 to³

') Ceny przeliczone na złote.

Tablica 11.

Charakterystyka ogólna bagrownic łańcuchowych.

Bagrownica

przejezdna¹)

Bagrownica odsypująca na bok

większa

mniejsza

Uwagi

Pojemność czerpaków, każdy m³..............

Przybliżona waga maszyny w opakowaniu do przewozu koleją t .......

Przybliżona cena bagro • wnicy (bez torów) w Niemczech w 1914 r.

w złotych...........

Teoretyczna wydajność na godzinę (20 czerpaków

na minutę) m³.......

Przeciętna rzeczywista wydajność na godzinę na miejscu robót w gruncie kateg. I ok. a *    «    *    H ok. q

„    „    „    III ok. q

Normalna głębokość chwytu w w ............

0,60-0,28-0,20 0,18-0,15    0,10 - 0,035

230-120-70 50—40

34—12

9-64—55.000 50-43.000    37—14.000

600—290—240 220—180

420—200—170 250—120—110 170— 80— 70

150—130

90—80

60—50

120—40

80—30

50-20

35—15

L00%

70% 42 % 28%

20—12—10

8—7

6—3

głębokość

Największa

chwytu w m........

Normalna wysokość wykopu :

a)    przy czerpakach działających naprzód m .

b)    przy czerpakach działających wstecz m ..

Do obsługi czerparki potrzeba ludzi .........

27—18—14

6,5—5,5

20—12—10

10—9

8-5

8—7

6-3

2-1

Ilość szyn w torze bagro-

wnicy²).............

Największe ciśnienie kół

w t................

Odpowiedni profil szyn,

waga Icg/m..........

Przekrój poprz. podkładów cm ............

13—12

12—10

9—7

45—40

40

33—30

Długość podkładów m. . Najodpowiedniejsza pojemność wagoników przewozowych m³ ....

20 . 28 7—6,2

20.28

4,2

16 . 26-15.24 3,4-2,5

5—3

3—2

172-74

') Budowa w kształcie portalu, przy której pociąg z wagonikami przechodzi pod bagrownicą. Przy większych wymiarach pod bagrownicą przepuszcza się dwa tory do odwozu gruntu.

²) Przy bagrownicaeh z przenośnikami o dużym wysięgu 4 szyny.

W bardzo zwartych gruntach wydajność na godzinę spada do 30—25 m³, a działalność koparki musi być uzupełniona wysadzaniem przy pomocy materjałów wybuchowych ; ponieważ zarazem rozdrobnienie materjału może być mniejsze, niż przy pracy ręcznej, przeto i wiercenie oraz ilość potrzebnych materjałów wybuchowych jest mniejsza w porównaniu do pracy ręcznej.

Bagrownica łyżkowa wymaga mało robót przygotowawczych, sama wyrównywa dla siebie grunt, może pracować w wąskich wykopach ; dzięki swej bardzo mocnej i prostej budowie, nadaje się do robót w gruntach twardych, gdzie usuwać nią możemy przeszkody bezpośrednio, bez uciekania się do robót pomocniczych. W porównaniu z systemem łańcuchowym ma zwykle cokolwiek mniejszą wydajność, zato może pracować w takich gruntach, gdzie system łańcuchowy się nie nadaje.

¹

) Ciężar objętościowy.

Bryła, Podręcznik inżynierski. I. 2

III. Przewozy przy robotach gruntowych.

A.    Odległość przewozu przyjmuje się równą odległości pomiędzy środkami ciężkości mas wykopu i nasypu. W celu zmniejszenia kosztów, masy nasypu i wykopu powinny być o ile możności wyrównane (o wyrównaniu mas, patrz niżej).

B.    Rodzaje przewozu. 1. Przerzucanie łopatą. Jednym rzutem łopaty można odrzucić ziemię na odległość 3—4 m, lub na wysokość 1,5 — 2 m. Dla gruntów odspajanych łopatą (kat. I, II i III) odrzucanie ziemi łączy się zwykle z odspojeniem, patrz tabl. 5; za przerzucanie dalsze lub odrzucanie gruntów odspajanych nie łopatami należy się osobna, dopłata.

Przeciętnie można liczyć: na przerzucenie 1 m⁸ gruntu kat. I i II na odległość do 3 m, lub na wysokość do 1,5 m potrzeba 0,65—0,75 godzin robotnika; na każdy dalszy metr odległości należy dodawać 0,40—0,50 godzin, a na metr wysokości 0,20—0,25 godzin na 1 m³ gruntu; przytem pod objętością przerzucanego gruntu należy rozumieć ziemię „poruszoną“ (spulchnioną).

Przerzucanie mas ziemnych stosuje się przeważnie na początku robót ziemnych, przy plantowaniu, przy bliskjch transportach poprzecznych z rowów, przy półnasypach i półprzekopach, przy wykonaniu stoków nasypów i in.

2. Specjalne rodzaje przewozu: a) Przenoszenie ziemi w koszach, workach, na noszach, stosowane w krajach z bardzo tanią robocizną, w Chinach, krajach podzwrotnikowych, oraz przy pewnych warunkach roboty. b) Przewożenie ziemi na sankach stosowane niekiedy przy bardzo znacznych pochyłościach (np. budowa kolei zębatych i linowych), c) Przewóz ziemi kolejką linową (por. część II Podręcznika) ma zastosowanie w określonych wypadkach, przy wdelkich trudnościach terenowych. Kolejka linowa omija wszystkie trudności terenu, przechodząc wysoko ponad drogami, rzekami, dolinami i zabudowaniami, jest w stanie przezwyciężyć znaczne wzniesienie i potrzebuje małej powierzchni dla ustawienia podpór.

Wydajność przewozu przy zwykle stosowanej pojemności wózka około ¹/₄m³ wynosi 200—300 m³ dziennie; szybkość poruszania się liny od 1 do 3,5 w/sek. Zazwyczaj używane wózki mają pojemność 0,1 — 0,8 ms, przy-czem przechodzi od 40 do 100 wózków na godzinę; największa możliwa wydajność wynosi do 250 wózków na godzinę.

Koszta urządzenia kolejki linowej są znaczne; ceny przedwojenne niemieckie przeliczone na złote podane są w tablicy 12.

d) Transportowanie ziemi zapomocą pasów g u m o w y c h (na tkaninie konopnej lub bawełnianej) bez końca, przechodzących po rolkach ruchomych drewnianych lub żelaznych, poziomo lub z nieznacznem pochyleniem do 27u. Pewne dane co do tego rodzaju transportowania ziemi podane są w tablicy 13.

Ilość gruntu, przewożona na godziną

Potrzebna siła napędowa w KM w przybliżeniu

w ton-nach

w w*

dla toru poziomego

dla

wzniesienia 1 : K

Potrzebny spadek dla samoczynnego ruchu

Przybliżone koszta urządzenia w zł w warunkach przedwojenuyoö, bez maszyny na-

_pędnej

dla toru poziomego

dla wzniesienia 1 : 3

10

15 L

20

12

AL

40

24

30 L 60 L

60

35

90 L

1 :15 1 : 22 1:23

10900 L -f- 3000 15000 L 4- 4000 18800 L + 5000 22700 L -f- 6000

12300 LĄ~ 5000 16300 L + 7000 20800 L -j- 9000 25000 L + 14000

L — długość przewozu w km

Tablica 13.

Szerokość pasa B »n/m

Szybkość

przesuwania

pasa

Y »n/sek.

Ilość M, przewożona w ciągu godziny

w tonnach

w m³

305

460

610

1—3

760

915

10—35

50-120

125—250

200—400

300—900

6—20

30—70

75—150

120—250

180-530

M 200 (0,9 B — 0,02)² V w³

po-

3.    Przewożenie ziemi taczkami stosowane przy niewielkich odległościach przewozu — do 300 m (zwykle od 30 do 120 m), przy nieznacznych ilościach ziemi, oraz w wypadku, gdy jest utrudniony wywóz ziemi z wodu silnego pochylenia drogi; wywóz odbywa sie zwykle po torze z desek.

4.    Przewożenie ziemi wozami jedno- i dwukonnymi używane przed wojna bardzo szeroko, obecnie ma małe zastosowanie. Ten sposób przewozu spotyka sie przeważnie w miastach.

sze-

5.    Najczęściej stosuje się przewóz ziemi po torze szynowym^o rokości 0,6—1,0 m, a niekiedy i normalnej 1,435 m, wagony przesuwa się ręcznie lub końmi, albo też siłą mechaniczną — zapomocą lokomotyw lub silników parowych, elektrycznych, spalinowych i in.

Praktyczne granice (w przybliżeniu) stosowania różnych środków przewozu podane są w tablicy 14.

Niżej są podane ogólne zestawienia cyfrowe, dotyczące przewozu na taczkach, wozach (tablica 15) i po torze szynowym (tablica 16).

Im większe masy i im dalszy przewóz, tem większe winny być wagoniki, o ile to nie spowoduje trudności przy wyładunku na rusztowaniu, wskutek znacznego obciążenia. Kolejki mają przed innemi sposobami przewozu tę przewagę, że dają się łatwo przystosować do każdorazowych warunków, a przy użyciu lokomotyw, jako siły pociągowej, znacznie przyśpieszają wykonanie roboty.

Przy n pociągach równoległych (tj. kursujących w równych odstępach czasu i odległości przewozu e), otrzymamy odległość l pomiędzy

. e.

mijankami l — —-— n — 1

Tablica 14.¹)

Praktyczne granice

Środek przewozowy

ogólnej odległości przewozowej w metrach

ogólnej ilości ziemi do przewiezienia m³

Taczki

Wóz jednokonny.........

Wóz dwukonny..........

Kolej żelazna wąskotorowa z wagonikami z pociągiem

ręcznym..............

z wagonikami z pociągiem

konnym..... .........

z wagonikami z pociągiem

parowozowym..........

Kolej żelazna normalna . . .

30—120

nie mniej niż 10—20 100—1000 500—3000

Powyżej 300

100-500

od 1000 do 7000

300—1500

od 7000 do 20.000

500-10.000 nie mniej niż 1000

od20.000 do 500.000 powyżej 500.000

Ogólna długość torów, łącznie z torami do naładowania i wyładowania oraz torami dodatkowemi na mijankach, wynosi : przy długości e przewozu — -1,20 e przy kolejkach z siłą pociągową ludzką, 1,25 e przy kolejkach z siłą pociągową konną, oraz 1,33 e przy kolejkach z siłą pociągową maszynową. (Naciskowi kół P tonn odpowiada waga szyny <7=10 V~ kgjm b., przy całkowitej wadze toru ok. 3 kgjm b.).

Szyny w torach kolejowych. Przy prześwicie toru 500 i 600 mm i ręcznej lub końskiej sile pociągowej używa się szyn lekkich, o wadze szyny ok. 7 kglm b., wysokości szyny 65 mm ; przęsło (2 szyny na 5 żelaznych podkładach) jest zwykle całkowicie zmontowane, w celu możliwie szybszego układania toru. Waga podkładu żelaznego ok. 6 kgjm b., długość podkładu (dla toru 500 mm) ok. 0,90—1,00 m; metr bieżący takiego toru waży ok. 19 kg, i kosztował (w Niemczech przed wojną) około 3,40 zł, a w Kongresówce dwa razy więcej. Jeszcze lżejszy typ jest przy wysokości szyny 60 mm, po 6,4 kglm b. ; na przęsło idzie 5 podkładów żelaznych, każdy o wadze 3,6 kg i złącz (2,2 kg)j 1 mb. toru waży około 17 kg.

W wypadku stosowania lokomotyw używać należy szyn cięższych, a mianowicie :

a)    przy prześwicie 600 mm, długość szyny 6—7 m, wysokość 70 mm, waga szyny 10 kgjm b. ; metr bieżący toru bez podkładów drewnianych waży około 21,3 kg i kosztował (w Niemczech przed wojną) około 3 mk;

b)    przy prześwicie 750 mm, długość szyny 7 m, wysokość 80 mm, waga 14 kgjm b., 1 m b. toru bez podkładów drewnianych waży około 29 kg i kosztował (przed wojną) ok. 4 mk;

c)    przy prześwicie 900 mm używane są szyny o wadze od 14 kgjm b. i więcej.

Podkłady żelazne mają zazwyczaj zastosowanie tylko przy sile pociągowej ręcznej i końskiej ; przy ruchu lokomotyw używa się już podkładów drewnianych o następujących wymiarach:

przy torze 600 mm, dług. podkł. 1200—1300 mm, grub. 11—12 cm, szer. 14 cm

„    750 mm, „

„    900 mm, „

1500

1800

mm, „ 11 —12 cm, „ 14 cm mm, „ 11—12 cm, „ 14 cm

Tablica 15. Dane o przewozie taczkami i wozami.

Przedmiot

Taczki

Wozy

jednokonne

Wozy

dwukonne

1.    Ilość potrzebnych sił roboczych ................

2.    Pojemność taczki lub wozu

(średn.).................

3.    Ciężar wł. taczki, lub wozu

4.    Ciężar ładunku 1 taczki lub

wozu...................

5.    Szybkość przewozu na minutę ....................

6.    Maximum odbytej drogi

przez robotnika lub konia w ciągu 8 godzin.......

7.    Spółczynnik oporu w poziomie w =    ...........

(pochyłość nie wymagająca

hamowania)

8.    Najwyższe wzniesienie dopuszczalne ..............

9.    Najodpowiedniejsze wzniesienie ..................

10.    Granice odległości przewozu ...................

11.    Najczęściej spotykane odległości przewozu........

Wzniesienia nie zwiększające kosztów przewozu i min.

13.    Dodaje się do rzeczywistej odległości przewozu każdy metr wysokości podniesienia się (przy wzniesieniach większych od min. i)

14.    Uboczne straty czasu

każdy obrót tam i z powrotem minut . .. .......

1 robotnik

1 robotnik i 1 koń

1 robotnik i 2 konie

12.

za

na

0,04-0,15 w3 35—55 kg

65—240 kg

50—75 m

25 km

0,067—0,05

0,10—0,14

0,05

20—300 m

30—120 m

0,04

12

1—1,5

0,55 m3 300'kg

1 m3 450 kg

900 kg

1600 kg

60— 80 m

70—80 m

25—30 km

25—30 km

0,04

0,06

0,04

100—1500 m

0,04

0,06

0,04

500—3000 m

100—1000 w 500—3000 m

na drogach zwykłych

0,01

0,01

50

50

' 8 (bez na-ładunku

25 (z nała-dunkiem

10 (bez ua-ładunku

30 (z nała-dunkiem

Tok dla taczek (czyli deski dla taczek) zwykle szerokość 20—25 cm, grubość 5—8 cm i niekiedy okute końce.

ma

Tablica 16. Dane ogólne o przewozie po szynach.

Przedmiot

Wagoniki popy- Wagoniki o trakcji Wagoniki o trakcji chane rącznie    konnej    mechanicznej

1. Siła pociągowa

Siła ludzka (1 wagonik z 1—2 ludźmi ; pod górę 1 wag. z 2—3 ludzi)

Siła zwierząt (4-6 wag. po 1,5 m3 1 konia, pod górę 3 wag. na 1 kon.)

na

2.    Prześwit toru. .

3.    Pojemność wagoników .......

50 — 60 cm

60—75 cm

Zgęszczone powietrze, elektryczność, siła pary (10—36 wag. na 1 parowóz)

60—143,5 cm

4.    Ciężar własny

wagoników (0,3 ciężaru całkowitego) ..........

5.    Ciężar ładunku (0,7 cięż. całk.) .

6.    Szybkość przewozu na minutę

7.    Maximum odby

tej drogi w ciągu 8 godzin (dzień roboczy) .......

8.    Spółczynnik oporu w p oziomie w=

9.    Największe dopu

szczalne wzniesienie ........

10.    Najodpowiedniejsze wzniesienie .

11.    Granice odległości przewozu.

0,5—1,0 m³, zależnie od tego czy 1 czy 2 ludzi

1,0—1,5 m³

1,5—6,0 m³

0,3—0,6 t

0,7—1,6 t

50—75 m

25 km

0,012

0,040

0,014

100—1500 m

0,7—1,1 t

1,6—2,5 t

60—90 m

25—30 km

0,001

0,030

0,014

0,7-1,1—3,5 t

1,6—2,5—8,0 t

120—250 (7—15 km/goAz.)

40—70 km

0,001—0,008

0,033

0,014

12.    Najczęściej stosowane odległości przewozu ..

13.    Ilość mas do przewozu ....

14.    Wielkość

300—2000 m przy małych ilościach i więcej

500 — 10,000 m i więcej

100—500 m

300—1500 m

> 1000 m

siły

pociągowej . . ..

1000—20.000 m³

7000—50.000 m³

> 20,000 m³

12 kg

na człowieka

75 kg na konia

15. Dodatek do długości za 1 metr pionowego podniesienia wzniesieniach

Z=L ./=

=(<2+z).in

IM

80 m

120 m

250 m

') L = ciężar osi napednyoh parowozu,

= spóło/ynnik tarcia (= —■),

O

Q = całkowity ciężar pociągu bez ciężaru parowozu.

Odległość pomiędzy podkładami przy sile mechanicznej zazwyczaj 1 m, dla siły końskiej lub przy pociągu ręcznym może być i więcej (przy małem obciążeniu wagoników).

powinien być wogóle dłuższy od prześwitu toru conajmniej o 0,6 m i może być wyrobiony z połowic (tj. z półokrąglaków) o średnicy od 18 do 20 cm.

Podkład

7. U

Wagony do przewożenia ziemi. Dla wąskiego toru używane są ykłe wagoniki kolebkowe-wywrotki o pojemności od ¹/₃ do lł/₂ m³ i więcej, zbudowane zwykle z żelaza; przy większych wymiarach ściany zazwyczaj drewniane, przyczem w tym wypadku wagoniki przechylają się na jedną stronę, lub mają boczne ściany podnoszone.

Wymiary i pojemność wywrotek por. tablicę 17 (typ firmy Artur Koppel).

Tablica 17.

Prześwit toru mm

Pojemność wywrotki to³

Długość ramy wywrotki D mm

Szerokość kolebki B mm

Wysokość od szyny do góry kolebki H mm

Odległość mie,dzy osiami kół 1 mm

Średnica kół d mm

Wywrotka Z hamulcem śrubowym hamulca dodatkowa

bez

Waga

Cena

przed

wojną

Waga Cena

kg

zł

kg

zł

600 1,00 600 1,00 600 1,25 600    1,50

750    1,00

750¹) 1,25 750¹) 1,50

1560 1090 1700 1280 1860 1470 17001280 1860 1470 2055 1500 2095 1500 2235 1700 2350 1940 2420 1500 2350 1700 2420 1940

1000

1015

1170

1060

1195

1275

tH tH y—( tH t—i

1565

450

550

300

550

300

300

550

550

650

650

650

650

750

800

850

300

300

350

350

400

400

400

400

500

282

329

391

110

125

165

Wagoniki z drewnia-nemi ścianami, wywrotne na jedną stronę .....

J 570 1,50 -I 900 2,50 —    —

') Wedle Handbuch d. Ing.-Wias., 1.

625

1175

str. 75.

310    80    75

do do 600    130    125

Przy przewozie ziemi po torze normalnym korzysta się przeważnie z wagonów-platform, rzadko z wagonów towarowych krytych i we-glarek. Na jedną platformę ładuje się ziemi około 5—6 m³.

Fig. 21.

Parowozy wąskotorowe, dla robót ziemnych używane, są przeważnie dwuosiowe lekkie, typu ten-drówek, o sile 20—60 koni parowych.

Zużycie paliwa w warunkach normalnych wynosi na 1 KM ok. 1,8 fcęr/godz., zużycie wody 15 litrów na godzinę. Według Kraussa (Hdbch. d. Ing.-Wiss 1. Teil, 2. Band, str. 102) na 20-konną lokomotywę na dzień potrzeba 7 centn. węgla = 350 kg, czyli średnio 35 kg na godzinę.

•i

Tablica 18. Dane cyfrowe o lokomotywach parowych.

Prześwit toru mm

500

600

750

900

1435

Ilość koni parowych . . .

Średnica kół mm.....

Ciśnienie pary atm.....

Pojemność wody l ... .

Objętość paliwa l.....

Rozstawienie osi mm . . . Przybliżona długość ogólna łącznie ze zderzakami mm Ciężar własny (tara) t . . Ciężar służbowy t ... Najmniejszy promień łuku w Największa    szybkość

km/ godz.

20

600

15

350

200

900

4000

4,4

5,5

10

15

20—30—40

600

50-60

14—12

450—500

300—350

1000—1100

650

80—100—120    150

li

800

750

450

1200

4100—4300    4300—4800

5,4—6,2 5—6, 7—7, 7 10 12

15

12

900

6,9

8,8—11,5

15—20

20

1200—1500

700—1000

1600—1800

12

3000

1200

2200

5900

4800—4500 10,5—13,5 13,5—15—18,5    23,0

25—30—40    75

16,5

30

35

Ciężar brutto (waga wago nów i ich ładunek, bez włą snej wagi parowozu), który może przewieźć jeden paro wóz na prostej linji w nor malnych warunkach : na wzniesieniu 50°/0o . .

35°/₀₀ .

5—8—12

9-14—19

16—27—35

31—50—64

94—78—100

73—114—146

16—21

25—33

45—60

80—106

125—166

182—240

26—31—37 39—46—57 70-83-104 125—149—185 195—230 — 286 285—335—416

9—10

8—10

10—11—12

oraz

Elektrowozy dotychczas używane rzadko do przewozu ziemi, maja te wyższość nad parowozami, że sa każdej chwili gotowe do pracy, dają więc oszczędność na czasie, na dozorze, rozpalaniu, zasilaniu woda i paliwem, na odnośnych budowlach; nawierzchnia zużywa się mniej wskutek spokojnego biegu elektrowozu. Słupy do podtrzymania przewodników ustawiane sa co 30—40 m w prostych, a w łukach częściej.

Motory spalinowe, przewoźnie benzynowe lub benzolowe przy robotach ziemnych, stosowane, mało częściej w kopalniach. Obecnie buduje się je dla wszelkiej szerokości torów o sile 3—10 KM. Są stale gotowe do użycia, pracują cicho, bez dymu, nie wzniecają pożarów, w przerwach roboty nie zużywają paliwa.

C. Koszta transportu ziemi. 1. Koszta przerzucania łopatą są podane wyżej, pod B. 1, są one zwykle połączone w jedno z kosztami odspajania; kosztu narzędzi ich, amortyzacji itd. osobno zwykle się nie ustala, wobec nieznacznych cyfr. Całkowity koszt składa się więc z cyfr wyprowadzonych na podstawie danych pod B. 1. — z dołączeniem około 8% na ubezpieczenie społeczne, oraz generaljów (wydatki handlowe, administracja, zysk).

2. Koszta własne przewozu ziemi taczkami. Jeżeli nazwiemy przez x odległość przewozu, v średnia szybkość przewozu tam i z powrotem

(przyjmowaną niekiedy 52 m/min. —

i końcu kursu (łącznie z wyładunkiem), przyjmowane — 1,25 min. (zapas taczek powinien być taki, aby taczkarz nie czekał na ukończenie nałado-

45 -f 60

-^-, z₀ — straty czasu na początku

wania taczki), i — pojemność taczki średniej wielkości (ok. ¹/₁₂ m³), q — spółczynnik rozluźnienia ziemi (= 1,1—1,5), to czyste koszta przewozu 1 m³

ziemi nieporuszonej wynosić będą, k = dżiny pracy zwykłego robotnika.

(¥+*)*

60 i

- g, gdzie g koszt go-

Tablica 19. Dane o elektrowozach.

Prześwit toru w mm

600

700

1000

1435

Ilość motorów (osi) . . Ilość koni parowych . Ciężar w czasie pracy t (łącznie z instalacją). Rozstawienie osi mm . Największa długość (łącznie ze zderzakami) .......

Największa

kość......

Wysokość wozu bez

tora......

Szybkość przy pełnem natężeniu km/godz. .

mm

szero-

... mm elektro-kolek-

... mm

25

6—9

1000

4000

1250

1500¹)

4,5—9

30—90

30-150

60—400

12—20

1000—1500

7-25

1500-1850

12—25

2000—2500

4000—5000

1250—1800

1500—1600¹)

6-9

4500-5300

4700—5000

2000

2300-2750

1600—1800-2750¹)

3000—3400

10—12

12—30

*) Elektrowozy kopalniane.

Tablica 20.

Wielkości z przy różnych x i q (objętość taczki ^12 w*³)-

Kategorja

gruntu

10    20    30

Odległość przewozu x w metrach

40    50 I 75    100 J 120 140 | 160 | 180 j 200 | 240 880 | 300

1.    Grunta sypkie niespoiste

7 = 1,1......

2.    Grunta słabe spoiste i giun-ta średnio

? = 1,2.....

3.    Grunta silnie

spoiste i Kamieniste 7=1,3 .....

4.    Skały twarde

7 = 1,5......

0,36

0,40

0,43

0,50

0,45 0,54 0,63 0,71 0,93 1,15 1,33 1,51

0,49 0,59 0,68 0,78 1,02 1,26 1,45 1,64

0,53 0,64 0,74

0,61 0,73 0,85

00 » cT cT

1,10 1,36 1,57 1,78

1,27 1,57 1,81 2,05

1,68

1,84

1,99

2,30

1,86

2,03

2,03 2,39 2,74 2,91

2,22 2,60 2,99 3,18

2,20 2,40 2,82 3,24 3,44 2,53 2,77 3,25 3,73 3,97

Koszta środków

rzewozu na 1 m³ gruntu wynosiły zwykle od 5—10°/₀, przeciętnie 8% (taczki, deski, tocznie, oraz ich utrzymanie) kosztów czystego przewozu.

Według „Bazali, Preisermittlung“ : jeżeli x— odległość przewozu, p — cena taczki w złotych, R cena 1 m b. desek tocznych w złotych, g płaca godzinowa w groszach, i z cyfra z tablicy 21, to całkowity koszt wraz z narzędziami na 1 m³ gruntu będzie stanowić

k — z (0,1 p 0,01 R x -f- g) groszy.

Np. przy płacy godzinowej 1 zł = 100 gr, cenie taczki 100 zł, drogi tocznej za i« b., odległości x = 100 m i przy gruncie kategorji II, koszt przewozu 1 m³ ziemi będzie

12 zł

k = 1,26 (0,1 . 100 + 0,01 . 100.12 -f- 100) = 1,26 . 122 = 154 zł.

3. Koszt własny przewozu ziemi furmankami. Należy początkowo ustalić całkowity koszt godzinowy furmanki (czyli koszta inwentarza, obsługi, utrzymania i naprawy). Dla przykładu przytoczone jest obliczenie według cen 1914 r. w Warszawie (przeliczone na złote)²):

Tablica 21.

Wartość inwentarzowa

zł

Czas roboczy w ciągu roku

Koń średniej siły

Uprząż ..........

Wóz jednokonny, Wóz dwukonny .

540

110

270

430

225 dni po 8 godz. = 1800 godz. 225 dni po 8 godz. = 1800 godz. 170 dni po 8 godz. = 1360 godz. 170 dni po 8 godz. = 1360 godz.

Koszta na jednego konia.

oprocentowanie 6°/₀ od 540 zł umorzenie

okucie 12 razy po 8 zł

weterynarz......

stajnie (udział na konia)

10°/o Od 540 zł

Bocznie:

33 zt 54 zł 96 zł 30 zł 60 zł

na godzinę pracy 275

- — 0,15 zł

1800 ’

Kazem . . 275 zł

Dzienne pożywienie³);

owies    3,5    kg    po    15,00    zł za    100    kg

siano    3,5    kg    po    11,00    zł za    100    kg

słoma    3,5    kg    po    6,50    zł za    100    kg

ściółka    2,0    kg    po    6,50    zł za    100    kg

0,52 zł 0,38 zł 0,23 zł 0,13 zł

na godzinę pracy 1,26

0,17 zł

Kazem . . 1,26 zł

Razem koszta na jednego konia na godzinę pracy 0,15 -f- 0,17 = 0,32 zł.

56

Koszta uprzęży rocznie: oprocentowanie 6°/ol umorzenie 25°/₀, utrzymanie 20°/o, ra-

zem 51% od 110 zł = 56 zł, a na godzinę pracy ⁼ 0,3 zł.

Koszta wozu jednokonnego rocznie:

oprocentowanie 6% od 270 zł.....

umorzenie naprawa

wozownia, udział . . .

100 kg po 0,42 zł

20% od 270 zł 10% od 270 zł

smary

16 zł 54 zł 27 zł 50 zł 42 zł

na godzinę robocza 189    ‘    „

—— = 0,14 zł 1360    ’

Razem . . 189 zł

Woźnica rocznie 1300 zł, a na godzinę roboczą ~^ = 0,72 zł.

. 0,32 zł . 0,03 zł . 0,15 zł . 0,72 zł

1,21 zł 0,12 zł

Ogółem własny koszt g godziny pracy wozu wynosi :

Koń........................

uprząż.......................

wóz.......................

woźnica...................... za wynajem 10%

Ogółem g

1,33 zł

Uwaga, Przy obliczaniu wartości godziny pracy przy warunkach obecnych należy prócz wprowadzenia do rachunku obecnych cen, podnieść także wielkość oprocentowania z 6% na 30% i więcej, w zależności od warunków chwili, oraz do opłaty woźnicy dodać wydatek na ubezpieczenie społeczne (ok, 8%).

Jeżeli nazwiemy x odległość przewozu, v średnią szybkość przewozu tam i z powrotem, przyjmowaną niekiedy 60 m/min. na drogach cięższych, a w miastach do 75 w?/min., straty czasu uboczne (bez naładunku) Zo — 10 min. na każdy obrót wozu tam i z powrotem, to jeden obrót (tam i z powrotem) będzie wymagał , 2 x -f-10 v

godzin pracy wozu.

60 v

Jeżeli przez J oznaczymy pojemność wozu, a przez q spółczynnik rozluźnienia gruntu, to ilość przewiezionej ziemi (nieporuszonej) będzie na

J m³/godz., koszt zaś własny przewozu 1 m³ ziemi

godzinę : L

1 (1800)

będzie : k —

q (a? —J— 300) q (x -j- 5 v)

g, (gdzie g koszt godziny przewozu). Jeżeli dla

3o v J

przykładu wziąć wóz jednokonny średni o pojemności 17=0,55 m³, szybkość przewozu v — 60 w/min., to otrzymany wzór przekształci się k = — q (0,303 -)- 0/ 01 x). g lub lc — z . g, przyczem wielkości z=q (0,303 + -j- 0,001 x) podane są w tablicy 22 przy różnych x (odległościach przewozu) i q spółczynnikach rozluźnienia.

Tablica 22. Wielkość Z przy różnych x i q.

(Dla wozu jednokonnego średniego o pojemności J — 0,55 m³.)

ICategorja

gruntu

Odległość przewozu x w metrach

100    200    300    500    750 1000 1250 1500 1750

2000

2500Î3000

I. Grunta niespoiste sypkie

q = 1,1 0,34

0,55 0,66 0,88 1,16 1,43 1,71 1,98 2,26

3,08

3,63

II. Grunta słabe spoiste i grunta średnie

q = 1,2 0,48

0,60 0,72 0,96 1,26 1,56 1,86 2,16 2,46

2,76 3,36

3,96

III. Grunta sil

nie spoiste

g = l,3 0,52

0,65 0,73 1,04 1,    1,69 2,02 2,34

OO

os

3,00

3,64 4,29

IV. Skały twarde

q == 1,5 0,60

0,75 0,90 1,20 1,    1,95 2,33 2,70

3,45 3,70 4,95

na każdy

Przy drodze z wzniesieniem dodaje się do odległości przewozu x metr wzniesienia pionowego — 50 m.

pomnożone przez wielkość

Przy innych wielkościach wozu (np. pojemności J) — Z powinno bye ; pojemność wozów przy robotach ziemnych

wynosi: jednokonnych 0,70—0,55 i 0,45 »i³; dwukonnych    1,3—1,0

i 0,90 m³.

Naprzykład: przy odległości przewozu 1000 m i koszcie godziny pracy wozu 1,35 zł, własny koszt przewozu 1 m³ gruntu średniego wynosiłby: 1^50 . 1,35 = 2,10 zł.

Do kosztów własnych przewozu ziemi otrzymanych zapomocą podanych wyżej sposobów należy dodać jeszcze koszta handlowe i administracji, zysk i wówczas otrzymamy ostateczną cyfrę kosztu 1 m³ przewozu ziemi.

4. Koszta własne przewozu iemi po t rz szynowym. a) Ręczna siła pociągowa: a) K szt siły po ią owej na lm8 gruntu. Pojemność wywrotek bywa i — 0,5 m³, 0,75 m³ i 1,00 m³; uboczne straty czasu, oraz czas na wyładowanie stanowią razem 6 minut; przeciętna szybkość wywrotki tam i z powrotem wynosi v — 60 w/min. ; dla przewozu wywrotki 0,5 m³ potrzeba zwykle jednego robotnika, a dla wywrotek 0,75 m3 i 1,0 m³ dwóch robotników ; spółczynnik rozluźnienia gruntuj. Przy tych danych koszt robocizny w godzinach na 1 m³ nieporttszonej ziemi stanowi dla wywrotek o pojemności i = 1,00 m³ (przy dwóch robotnikach):

SI o

{x + 3 v)q 30 ci

15 ci

q godzin.

Przy v — 60 m/min., ?’=0,75«i³ będzie Kr — (0,0015 x-\- 0,27) q godzin = a godzin.

rfi) Koszt narzędzi. Jeżeli koszt wywrotki stanowi Kw (przed wojną w b. dzielnicy pruskiej ok. 125 zł, w Królestwie ok. 230 zł), a wydatki związane z wywrotką jeżeli przyjąć przeciętnie na 50% jej wartości (oprocentowanie przedwojenne ok. 6%> obecnie znacznie więcej ; umorzenie w pierwszym roku kupna 30% a w następnych latach po 15%; utrzymanie ok. 5%, przewóz na miejsce robót i odwiezienie po ukończeniu robót ok. 10%), to koszt wywrotki na jedną godzinę roboty (przy 160 dniach roboczych (po odliczenin dni na naprawę] po 8 godzin, tj. 1280 godzin w ciągu roku) będzie

Kw u = 0,5 Kw 1280

Kw

2560

zł a na 1 m³ ziemi nieporuszonej,

Ku m

Kw

Kw ni

x -\-3v 30 v i ^

- ■ . '.— q •    zł (przy wywrotkach o pojemności ź=0,75wz³

1D V I    ZooU

2560

Kw

zł (przy wywrotce o pojemności i = 0,50 m³).

i 1,0 m³). Przy i — 0,75 m³ ; v = 60 m/min.

Kw

Kw m — (0,0015 x -p 0,27 q •

Kio

2560

2560

c/: 0,0004 aKw zł na 1 m³

nieporuszonej ziemi.

Y) Koszt toru. Jeżeli roczny wydatek na 1 m b. toru o prześwicie 0,5—0,6 m wynosi, jak to zazwyczaj bywa ok. 100% wartości toru T¹) (razem z przewozem, odwozem, ułożeniem i rozebraniem, amortyzacją, naprawą, utrzymaniem, oprocentowaniem, przenoszeniem z miejsca na miejsce i in.), to całkowity wydatek na tor, przy odległości przewozu ziemi x -j- 20% (na zwrotnice i tory do wyładowania i naładowania) będzie Kt = 1,2 xT zł; jeżeli

1,2 a: T

zł m³.

trzeba przewieźć M m³ gruntu, to koszt na 1 m³ ziemi będzie

Całkowity koszt przewozu 1 to³ nieporuszonej ziemi będzie K—Kr-\--j- Kw -j- Kt, a przy i — 0,7om³, v — 60 w/min. K= (0,0015 x 0,27) q . g 4- (0,0015 x -(- 0,27) g . 0,0004 Kw -f- Kt — a g 0,0004 a Kw + Kt.

b) Przewóz wywrotek końmi: a) Koszt siły pociągowej na l m³ gruntu. Jeżeli pojemność wywrotek przyjmiemy równą J — 1—1,5 m³, straty czasu na wyładowanie, przeprzężenie i in. 10 minut, spółczynnik rozluźnienia gruntu q, przeciętną szybkość wywrotki tam i z powrotem V =75 w/min., a dalej jeżeli przyjąć, że jeden koń z woźnicą i hamulcowym wiezie U wagoników o objętości ziemi Q m³, to przy odlegości

przewozu X m potrzeba na jeden obrót tam i z powrotem t — X~^~ —

30 v

godzin,

*) 1 mb. toru z szyn 60 mm przed wojną kosztował w Królestwie ok. 6,5 zł.

a koszt robocizny na przewóz 1 m³ nieporuszonej ziemi na odległość x wy-q godzin pracy konia z woźnica i hamulcowym (okre-

niesie Kr

x -f- 5 v

Alenie kosztu godziny pracy konia z woźnicą przytoczone jest wyżej przy określeniu kosztów przewozu ziemi furmankami, koszt zaś godziny hamulcowego = kosztowi godziny robotnika).

Przykład. Przy î'=1,0î»³, v — 75 m/min., pociągu z 5 wywrotek *Ç = 5»î³, koszt robocizny na przewóz 1 m³ nieporuszonej ziemi wyniesie

Kr —    ? — (0,00009 x -j- 0,0333) q godzin konia, woźnicy i hamulcowego.

ß) Koszt narzędzi (patrz wyżej o przewozie ręcznym).

Jeżeli koszt wywrotki wynosi Kw zł, a wydatki roczne na wywrotki stanowią około 50% i di wartości, to koszt n wywrotek w* pociągu 0,5 Kwi zaś koszt ich na jedną godzinę roboczą będzie n K,

- zł, a na 1 m³ nieporuszonej ziemi

Kw g = 0,5 n Kw i 1280 =

x -4- 5 v n Kw .

--a .- zł.

30 v Q 2560

•■) Koszt toru na 1 w⁸ ziemi, jak wryżej, Kt — —--

M

x = odległości przewozu, T = koszt 1 « b. toru (szyny, podkłady, złąc: : ze wszystkiemi dodatkowemi wydatkami), M —- ilość ziemi do przewiezienia.

c) Przewóz parowozami (wąskotorowemi): Jeżeli t oznacza czas w minutach pomiędzy pociągami, x — odległość przewozu w metrach, v — szybkość pociągu w «/min., to otrzymamy czas potrzebny na obrót

Kw m

2560

1.2 x T

zł, gdzie

za

/    x \

pociągu 2 [ t -j---J minut, ilość obrotów pociągu av ciągu godziny bedzie

\    »

30 v

i wydajność pracy jednej lokomotywy (przy Q ni⁸ — ilości

v t-\-x

ziemi, jaką przewozi pociąg) L

30 v

Q ms w ciągu godziny.

vt + x

Niech oznacza We — ilość wagonów w pociągu, i — pojemność wagonu, n — ilość pociągów na godzinę, to ogólna wydajność pracy na go-

30 v

dzinę : L ą — Wz . i . n = Wg . i .

(ilość m³ poruszonej ziemi prze-

vt-\-x

wiezionej w ciągu godziny roboczej pociągu) i koszt przewozu 1 m³ niepo-Vt-\-X

ruszonej ziemi : K

q (godzin roboczych pociągu).

Przy mniejszych masach i odległościach używa się lokomotyw lżejszych; np. przy prześwicie toru 60—75 cm stosownie zw. lokomotyw o sile od 20 do 40 koni; żelazne wywrotki o pojemności 1—1,5 m³; w pociągu 12 — 20 wywrotek, szybkość pociągu 120 m/min., czas zatrzymania (straty uboczne) przy ruszaniu tam i z powrotem (2 t) ok. 15 minut, stosowane odległości od 400 do 2000—3000« i przy masach ziemi 25.000—80.000 «³. Przy większych masach ziemi prześwit 90—75 cm i 100 cm, lokomotywy od 40 do 120 koni, wagony o pojemności 1,5—2 do 4 m³ i więcej, szybkość 240 «/min.

Koszt godziny roboczej pociągu g — na 1 «³ nieporuszonej ziemi składa się z kosztów:

a)    Koszt godzinowy ruchu lokomotywy Gi

b)    Koszt godzinowy wagonów (Wz sztuk) Gw

c)    Koszt godzinowy toru (x metrów) Gtr.

30 v . We . i

a) Koszt godzinowy lokomotywy składa się z nast. wydatków: a) Opłata godzinowa (przy miesięcznej pensji) maszynisty, palacza, hamulcowych i smarowników (2—4 na pociąg), przy 160 godzinach roboczych miesięcznie.

250 zł 170 zł 330 zł

Przykład. Opłata godzinowa przedwojenna w b. dzielnicy pruskiej (przeliczone na złote) :

pensja maszynisty przedwojenna . . pensja palacza przedwojenna . . . pensja 3 hamulcowych przedwojenna

750 zł 60 zł

ubezpieczenie społeczne 8°/₀

810 zł

2,50 zł 1,25 zł 1,80 zł 1,80 zł

czyli opłata godzinowa 810 : 160 = 5,06 zł. ß) Wydatki na materjały i urządzenia pomocnicze — wydatki przedivo-jenne w przybliżeniu w b. dzielnicy pruskiej wynosiły :

na olej, smary, pakuły............

woda...................

reparacje małe...............

szopa, warsztaty, place węglowe...... .

Razem dziennie . . 7,35 zł

a na godzinę 735 : 8 = 0,92 zł.

y) Amortyzacja lokomotywy i oprocentowanie nakładowego kapitału, oraz naprawa jej.

Cena lokomotywy wahała sie przed wojna — w b. dzielnicy pruskiej — od 7500 do 22.000 zł (10 HP *7500 zł, 20 HP 9300 zł, 35 HP 11.000 zł, 45 HP 14.000 zł, 60 HP 17.000 zł, 80 HP 20.000 zł, 100 HP 22.000 zł.

na 10 lat, por. j. w.)

930 zł 738 zł

465 zł 930 zł

Przykład. Przyjmijmy cenę lokomotywy 10 HP — 9300 zł, czas pracy amortyzacją (za pierwszy rok pracy lokomotywy 30%, za drugi 15% itd., równą 10% ceny, to wielkość rocznego wydatku na amortyzacje 10% od 9300 zł ... . oprocentowanie kapitału 6% od 9300 zł (obecnie 20 i więcej %%)

reparacja i in. 5%..........

dzierżawa lokomotywy 10%    .....

Razem . . 3063 zł

Jeżeli lokomotywa pracuje w ciągu roku 160 dni po 8 godzin, czyli 1280 godzin, to wydatek godzinowy 3063 :1280 = 2,40 zł.

8) Koszt godzinowy węgla. Zapotrzebowanie węgla około 4 leg na HP i godzinę w pociągu ładowanym i około 1,5 leg w pociągu pustym. Dla lokomotywy 20 HP potrzeba na godzinę ruchu w stanie ładownym 4.20 = 80 leg i w pociągu nieładowanym 1,5 . 20 = 30 kg ; zazwyczaj w granicach ruchu podobnych pociągów — pociąg w ciągu godziny — znajduje się w stanie ładownym 35 minut i 25 minut w stanie próżnym, czyli na

35

25

godzinę potrzeba przeciętnie węgla —- . 80 -f- — — . 30 = 60 leg.

Przy gorszym gatunku węgla potrzebna ilość może dojść do 80 leg na godzinę.

Przy cenie węgla przedwojennej 3 gr za 1 leg (w b. dzielnicy pruskiej) wydatek na węgiel wynosi 0,03 . CO = 1,80 zł.

Całkowity wydatek godzinowy na lokomotywę stanowił wiec gl — = 5,06 -f- 0,92 + 2,40 -f 1,80 = 10,18 zł.

b) Koszt godzinowy wagonów. Jeżeli koszt wywrotki o pojemności i m³ wynosi Kw złotych, a roczne wydatki związane z wywrotką 0,5 K (patrz przewóz wywrotek recznie), to koszt jednej wywrotki na godzinę ro-

¹

) Podstawy wartościowania dziej budowniczych, poddział i C. Wyd. Stow. Techn. W Warszawie.

²

)    Patrz: Podstawy wartościowania dział budowniczych. Poddział 4c.

³

)    Przytoczona racja dzienna konia może mieć miejsce przy przewozach miejskich, natomiast na robotach ziemnych, drogowych i kolejowych przy przewozie ziemi furmankami lub wywrotkami o sile końskiej, należy liczyć przy 8-godzinnym dniu pracy na konia owsa 8 kg, słomy 6 kg i siana 4 kg.

boczą (1280 godzin w ciągu roku) 0,5 Kw : 1280

zł, a koszt godzi-

Kw

2560

Otrzymaną cyfrę zwykle należy zwiększyć w zależności od ilości wagonów zapasowych.

c) Koszt godzinowy toru. Roczny wydatek na 1 rab. toru (2 szyny) wynosi 100% wartości toru, czyli T zł na 1 rab.; przy długości toru x -{- 33% = 1,33 ra wydatek będzie 1,33 T zł rocznie, a na godzinę roboczą

0,001* T zł.

1,33 x T

1280

= 0,001 x F zł.

Koszt podkładu stanowi F zł, a na godzinę roboczą 1,33 * P 1280

2 (Gi Gw -j- Gtr) zł na 1 ra®.

nowy wszystkich wywrotek w pociągu

Wz .Kn

2560

zł. Jeżeli na miejscu wy-

ładunku jest zajętych 2 ludzi na każde 4 wagoniki, to na wagonik wypada 0,5 godziny robotnika, a ogólny koszt godziny Wz wagonów w pociągu będzie

Gw —

W z . Kw

2560

zł —j— 0,5 Wz godzin robotnika.

Wydatek ogólny Gtr~ 0,01 (T-j- F) zł na godzinę. Razem koszt przewozu 1 ra³ ziemi nieporuszonej wynosi : V t -f- X

30 v Wz i

IV. Obliczenie mas i ich rozdział.

Wielkość mas (objętość) budowli ziemnej dostajemy, dzieląc ją przekrojami poprzecznemi na części, oznaczając objętość każdej części z osobna i robiąc ich sumę. Celem oznaczenia objętości pojedynczej części, uważamy ją za graniastosłup, którego wysokość (długość) równa się odległości między przekrojami poprzecznemi, a podstawa połowie sumy obu przekrojów. Wtedy :

gdzie Ob — objętość graniastosłupa, Px i P<A = powierzchnie przekrojów poprzecznych, d = odległość między niemi. Jest to wzór przybliżony, używany najczęściej. Ścisłe liczenie objętości jest mozolne, a nie zwiększa dokładności ostatecznego, łącznego wyniku obliczenia mas i ich rozdziału, gdyż powierzchnia ziemi między obu przekrojami nigdy nie jest płaska, i gdyż nie znamy ani istotnej wielkości trwałego spulchnienia, ani dokładnego położenia granicy między różnemi gruntami, znajdującemi się w jednym przekopie, a jedno i drugie wprowadzamy do rachunków.

A. Oznaczanie powierzchni przekrojów poprzecznych. Aby obliczyć masy wedle podanego wzoru, trzeba znać powierzchnie przekrojów poprzecznych. Te określamy:

1.    Z rysunku przekrojów. Postępowanie zwykłe przy projektach szczegółowych, gdzie zdejmujemy już dla innych celów przekroje poprzeczne gruntu, i przy rozrachunkach za roboty wykonane, gdzie przekroje poprzeczne robi się i zachowuje jako podstawę wyliczeń, której rzetelność każdy łatwo sprawdzić potrafi. Zaleca się to postępowanie i wszędzie indziej, gdy linja ziemi w przekroju łamana. Powierzchnię przekroju mierzymy planimetrem lub obliczamy, rozłożywszy wieloboczną zwykle figurę na trójkąty i inne proste figury lub zamieniwszy ją na trójkąt o równej powierzchni.

2.    Z wysokości nasypów i głębokości przekopów. Postępowanie zwykłe przy projektach wstępnych, gdzie przekroje poprzeczne rysuje

się tylko w szczególnych przypadkach. Sposobu tego nie można używać, gdy chodzi o przekroje odcinkowe lub gdy linja ziemi łapiana. ZresztąTnie mniej dokładny od poprzedniego. Samo określanie powierzchni uskutecznia się przy pomocy liczbowych zestawień lub wykresów, które budujemy wedle ogólnych wzorów na obliczenie

_......

'•y-o.¹

Sb* mh²(nasyp

y Pp - S,gtmg²+2r(przekop) "

po

wierzchni przekrojów, jak następuje :

a) Jeżeli linja ziemi pozioma. Wtedy, przy jednostajnej pochyłości stoku budowli (fig. 22), mamy powierzchnie przekrojów, jak w tabl. 23.

Wprowadziwszy stałe s, m, s₁, r w te wzory i podstawiając za h i g różne wysokości i głębokości, otrzymujemy dane dla zestawienia i wykresu.

Użycie zestawienia widoczne z nieg'o samego (Tablica 23). Układa się je prędko, bo, jak widać. Przekroje nasypów    różnice powierzchni rosną o stałą wartość (tutaj

(s = 6 ni] m = 1,5)    o 0,030); wystarcza więc wyliczyć Pn z wzoru dla

pierwszych trzech wysokości, a następne Pn otrzymamy zwyczajnem dodawaniem.

Tablica 23.

Pn

Różnice

Fig. 22.

w m³

m’i

O i-i są_ eo_ ^ o' o' cT o' o"

0,000

0,615

1,260

1,935

2,640

1,5, r^Oßm'

0,615

0,645

0,675

0,705

100 m² 50

-f

Hf 50    100    150m²

~2r

Fig. 23.

Wykres (fig'. 23) buduje się też prędko. Odcina się na pionowej osi wysokości (w podziałce najlepiej takiej, jak na przekroju podłużnym) i kreśli na końcach tych odcinków poziome, a na poziomej osi odcina się powierzchnie mh² w prawo i sh w lewo (w podziałce takiej, żeby np. 1 mm — 1 lub 2 m²) i na końcach i tych znowu odcinków t kreśli

Punkty przecięcia pionowych i poziomych, odpowiadających sobie, leża z prawej na paraboli mh'², z lewej na prostej sh, przechodzącej przez O.

Postępujemy tak samo z przekopem. Parabole mh² i mg² sa identyczne, linja s₁ g -\-2 r zaczyna się nie w O, lecz w oddaleniu odpowiadającem powierzchni obu rowów 2 r. Zęby zbudować wykres, wystarcza rozwiązać tylko po jednem równaniu dla nasypu i przekopu. Użycie wykresu widoczne z rysunku.

Przy użyciu zestawienia układanie mozolniejsze, praca bardziej nużąca, dokładność nieco większa ; ale i dokładność wykresu zupełnie wystarczająca.

się pionowe.

r i :

J ft b\s'Jl₀\Jo

t

pn

Sr

Fig. 24.

4*

51

b) Jeżeli linja ziemi pochylona (jednostajnie).

Pn = /"

Po, dla nasypu (fig. 24),

P' = /\aed — 11

. ,    hos

Po =A & e C = -y

Xi -j- #2

= #²

w² m

n² — ot²

6*²

4 OT

+ /*; //o = --

2 /W

2w²)m

Pn -= PP

7J² OT

s²

n² — ot²

n² — ot²

4 OT

Pi? = Pf — P₀, dla przekopu podobnie, jak dla nasypu,

P' = G²

n² m

n² — ot²

Po

*!²

0 = 9» + 9\ 9 o

2 OT

4 OT

Ą, = G²

n² ot

•‘'i²

Si⁰ = G

2 n² ot

n² — m²

W² - OT²

4 OT

Dla przyjętych szerokości s i ,«! i pochyłości ot są wyrazy wielkością stałą. Wyliczywszy je i obliczywszy wartości

.-I--P²'H‘fëS> -i

,9²

4 m riŁ ot

i JSl

n² — ot²

4 OT

przy

Tablica 24.

rn¹

\Q&

i.

KH*

Nasyp

S=6m; m=/,5 wy Lic zone Ąy 2/n

ril — ml przy m = 1,5

f\

: c ^

/oo

/50/n²

W P M M

O CO -A'OS Cï'oi'üi ow (>.^o S U offltjieoHC'

co t- so io rH cg eo

Fig. 25.

tym samym w, a różnych pochyłościach ziemi n (tablica 24), możemy następnie ułożyć dalsze zestawienia, które ułatwią obrachoAvywania Pn i Pp, lub też zbudoAvaé wykresy, na których możemy wprost odczytyAvaé powierzchnie Pn i Pp. Wzór wykresu dla nasypów przedstawia fig. 25. Na osi

pionowej odcinamy ho — ~— i dalej robimy podziałke Avysokości dla h. Na

Po

s²

osi poziomej odcinamy powierzchnie P₀ = ———, av tern oddaleniu kreślimy

równoległą do osi pionowej i dalej robimy na osi poziomej podziałke powierzchni. Jeżeli na pionowej osi poodcinamy, zaczynając od punktu skrzyżo-

n² w

wania osi, różne h, a na poziomej odpowiadające im P¹ = H²

n² — ot² ’

to punkty przecięcia prostopadłych, Avystawionych na końcowych punktach odcinkÔAv h i P¹ będą leżeć na paraboli. Zęby zbudować wykres, wystarczy

n² m

obliczyć dla jednego przekroju h₀, P¹ = IP wykresu widoczne z figury.

W² — OT²

i Po

4 OT

Użycie

Jak widzimy, dla każdej pochyłości ziemi trzeba kreślić osobną parabole. Łatwiej zrobić wykres, gdy te parabole zastąpimy prostemi linjami (fig. 26). Na pionowej osi w dół odcinamy powierzchnię stałą P₀ i dalej robimy podziałkę powierzchni; na poziomej robimy podziałkę dla if². Jeżeli poziomej osi poodcinamy różne if², a na pionowej odpowiadające im P¹ = n² m

na

= if²

to punkty przecięcia się prostopadłych, wystawionych na

11² — w² ’

końcowych punktach odcinków H² i P¹ będą leżeć na prostych. Dla każdej pochyłości ziemi dosta-    ₍

niemy osobną prostą. Zęby odczytywać na tym wykresie P,it musielibyśmy zawsze liczyć naprzód fi2 Dla uniknięcia tego odciąwszy na ósi pionowej w górę stałą h₀ i zrobiwszy dalej podziałkę dla h — kreślimy parabolę X — H², której każdy punkt oddalony jest od osi poziomej o if, a od pionowej o H². Chcąc od-    [ 0

kaną powierzchnię. W taki sam sposób buduje się wykres dla przekopów ; można też użyć dla nich tego samego wykresu, co dla nasypów, wprowadziwszy potrzebne zmiany odmiennym kolorem. Można też używać tego samego wykresu dla różnych szerokości s; ze zmianą s zmienia się tylko położenie linji h₀ i P,,, co pamiętać należy.

Nie uwzględniając poprzecznej pochyłości ziemi, dostaje się wielkość powierzchni przekroju mniejszą od rzeczywistej. Powierzchnia a e d (fig. 24) = P¹ — n² m

"o ⁰

^/so

wiLwjpjEiirA

ziat

*łł²

5Û& 97Ô8990~ 100

Fig. 26.

Nf_

S-3

Tablica 25.

m'¹

= I1²

n² — m² ’

a wynosiłaby P — if² m, gdyby

n⁵ — m2 przy m = 1,5

m²

ziemia była pozioma. Różnica P¹ — P=P—-- =

10

03 C i Ci ^ ÛO O

0,0230

0,0287

0,0365

0,0481

0,0667

0,0989

0,1636

0,3333

— i . P. Tablica 25 zawiera obliczoną wielkość a, dla różnych n przy m = 1,5. Widać, że gdy pochyłość ziemi = 1 : 10, nie uwzględniając jej, do-stajem ypowierzchnię o 2% mniejszą od rzeczywistej, przy 1 : 9 o 3%, przy 1 :4 o 16%. W praktyce przyjmuje się, iż należy uwzględniać pochylenie ziemi poczynając od 1 : 9 nawet przy projektach wstępnych.

B. Obliczanie mas gruntu. Znając powierzchnie przekrojów poprzecznych, oblicza się masy w dwojaki sposób:

1. Albo rachunkiem, robiąc przytem stosowne zestawienia liczbowe, jakiego przykład daje tablica 26. Tego sposobu używa się najpowszechniej. Jest jasny i przejrzysty, a do przeprowadzenia nim wyliczeń lub ich sprawdzenia nie trzeba umiejętności rysowania, co ważne, gdy oddaje się roboty od wymiaru drobnym przedsiębiorcom lub drużynom roboczym.

Tablica 26. Obliczenie mas.

Przekop

Li. b.

km

Odle--

głość Prze- Średni krój przekrój

Masa

Nasyp

Prze- Średni krój przekrój

Masa

m'¹

TO²

m¹

w²

ni¹

0,998

56,4

1.006

34

51,6

54,0

432,0

1,040

20

34,4

43,0

1462,0

1,050

15

30,0

32,2

644,0

1,075

15

20,0

25,0

375,0

17,0

1,090

30

14,0

85,0

o' go' ^

4,0    60,0

11,0    165,0

1,120

20

3,0

1,140

1,160

20

4,0

4,6

go" co"

225,0

21,0

o. -o cT

u- oo

24,0

30.0

17,5    525,0

22,5    450,0

27,0    540,0

Razem . .

3379,0 Ranem . . .    1740,0

blica 26 i wykres tig-. 27 dają obliczenie mas na tej samej przestrzeni drogi od km 0,998 do km 1,160.

Ten sposób wyliczania nie ma przewagi nad poprzednim, o ile chodzi tylko o znajomość wielkości mas. Dokładność jego raczej mniejsza; na czasie pracy zyskuje sie nieco tylko, gdy powierzchnie mierzymy planimetrem lub gdy rzędne są równo oddalone, bo wtedy trapezy mają równe długości, co pozwala odczytywać odrazu objętości na odpowiednio przygotowanej podziałce, przykładając do niej średnie wysokości trapeza, brane wcyrkiel. Ale wykres powierzchni jest przejrzystszy; ze względu na to budujemy go, robiąc rozdział mas wykreśłnie (str. 56).

Przy obu sposobach należy pamiętać o wliczaniu do masy właściwej budowli (drogi, kolei, kanału itd.) także masy przejazdów, przełożeń potoków i dróg, wykopów fundamentów itd.

Kilometra§?

14

róry

Ol

fi -

\A

—/6J9ms

⁷ ?

li

Fig. 27.

C, Plan rozdziału mas polega na tem, żeby z ogólnej ilości grunta (wyliczonej jednym z dwu uprzednio podanych sposobów) :

1.    oznaczyć część, która nie nadaje się na nasypy (torf, mokry ił itd.) i wskazać miejsce jej odkładu,

2.    oznaczyć część, której przewożenie podłużne zbyt hamowałoby postęp robót (co zdarza się wyjątkowo) i wyznaczyć miejsce jej odkładu,

3.    oznaczyć część, którą korzystniej użyć na co innego, nie na nasypy (ziemia urodzajna, żwir, kamień budowlany),

4.    oznaczyć część, którą da się poprzecznie przerzucić lub przewieźć (materjał z rowów u stóp nasypów, z przekrojów odcinkowych),

5.    zrobić najkorzystniejsze wyrównania mas pozostałych czyli oznaczyć, jakie są ich ilości i dokąd najkorzystniej będzie przewieźć podłużnie, a jakie odłożyć na boku lub z boku dokopać.

By móc przystąpić do rozwiązania zadań, tym planem objętych, trzeba ustalić:

"zeczny

a) cenę wzruszenia i przewozu 1 m³ gruntu (przyczem do ceny przewozu na odkład należy dodać koszt powierzchni pod odkład, przypadającej na 1 m³, a do ceny przewozu ziemi z do-kopów — koszt powierzchni pod dokop, przypadającej na 1 w³ i koszt wzruszenia 1 ma),

1.0

12

Fig. 28.

ren

b) gdzie (np.

nych rzekach, tunelach) musi się zatrzymać przewóz mas, poczem rozwiązanie zadań 1, 2, 3, 4 nie wymaga żadnej szczególnej pracy, natomiast wymaga jej często rozwiązanie zad. 5, tj. :

Wyrównanie mas. Przy budowie na równinach można niekiedy nawet na pierwszy rzut oka trafnie wskazać najkorzystniejsze wyrównanie ; ale zwyczajnie trzeba go szukać. Czynimy to albo rachunkiem przez porównawcze przeliczania, albo wykreśłnie.

na znacz

mas

Droga rachunkowa odpowiednia, gdy powierzchnia ziemi nie falista. Jeżeli jednak nasypy szybko przegradzają sie z przekopami i trzeba wielu prób rachunkowych, dojdziemy do celu wykreślnie prędzej, a z dokładnością wcale nie mniejszą, szczególnie wobec tego, że i przy rachowaniu posiłkować się musimy wielu przybliżonemi wielkościami. Robota przebiega wtedy, jak następuje :

Wykres mas. Przedewszystkieni tw'orzymy potrzebny wykres mas. Można go wyznaczyć i bez pomocy wykresu powderzchni (fig. 27), jednak robi się to przejrzyściej z jego pomocą (fig. 29). Oczywiście najpomyślniej

/N,

7.m 0,9 1.0 U O Ü U 73 /.6

22 2.5 2A /

dli

Wyhres porvierichni długości / 5000 /"bn

’ 2m³

i.7 ia i$ 2.0 V

«map

ii

16 /7 181920 712?.

24

1111

ii^27js

\50 5!

l|

70-

j j i W okres.

• i I wugosei i,

Il I V"Vn{ 200

|| t- 160 m 5

I ¹

!i i I

15

U:

+!

.1

.i

⁶5

im

l'4 !

n"

/s

—/92yOńr\\

29

28

27

20

-1-

!0

il

26

2/

-I-

26

j_L

li

25

Fig. 29.

bywa, gdy już dla obliczenia mas zrobiono wykres powierzchni i nie potrzebujemy go teraz budować umyślnie. Na nim zaznaczamy kreskami lub barwami ilość pozycyj 1, 2, 3, 4 (fig. 28 pokazuje, jak znaczyć masy, które przesunie się poprzecznie). Wtedy białe pola przedstawią nam masy, które trzeba wTyrównać (pozycja 5). Określiwszy z wykresu powierzchni wielkości tych mas (od rzędnej do rzędnej), nanosimy je jako długości kolejno jedna za drugą na początkowej rzędnej każdego przekopu i nasypu (por. fig. 27, str. 55), żeby mieć objętości całego przekopu czy nasypu. Następnie rzutujemy każdy końcowy punkt naniesionego odcinka na odpowiednią rzędną. Połączywszy kolejno wszystkie tak odrzutowane punkty, dostaniemy falistą linję, którą nazywamy linją mas, a cały rysunek (np. fig. 29) — wykresem mas. Podziałka mas: 1 mm — 10 —100 w³; podziałka długości: jak przekroju podłużnego lub mniejsza.

•Tak widzimy odrazu, w wykresie tym:

u) każda wysokość przedstawia objętość,

b)    każdy szczytowy punkt linji mas odpowiada przejściu z nasypu w przekop,

c)    opadająca linja, oznacza nasyp, wznosząca się przekop,

d)    różnica wysokości punktu początkowego i końcowego linji mas daje różnice objętości nasypów i przekopów.

Jeżeli zaś nakreślimy jakąkolwiek poziomą, przecinającą linje mas, to stwierdzimy :

e)    że odcinki miedzy punktami przeciec linji mas z tą poziomą, wskazują przestrzenie, na których masy nasypów równają się masom przekopów ; dlatego każdą taką poziomą linje nazywamy lin ją wyrównawczą,

f)    że największa rzędna każdej z płaszczyzn wykresu, zamkniętych między linją mas a wyrównawczą, przedstawia ilość mas, wyrównywających się na tym odcinku,

g)    że pierwsza i ostatnia rzędna pierwszej i ostatniej płaszczyzny wykresu przedstawiają ilość mas, które ma się odłożyć lub dokopać (fig. 29, lewa strona) ; toż samo w pewnych warunkach dają odstępy między dwoma wyrównawczemi (fig. 29, km 2²/₃).

Szukanie najkorzystniejszego wyrównania: 1. Wedle powyższego (c, g) każda pozioma, przecinająca linje mas, wskazuje, które przekopy pokrywają się z nasypami i jakie ma sytrzeba dokopać lub odłożyć,

•*>

_L

'•yRS?-

•H—ni

Typo i

—-Wr

—n7/—

wy

Fig. 30.

czyli daje wyrównanie mas. Wśród tych poziomych jedna da wyrównanie najkorzystniejsze. Zęby ją znaleźć, kreślimy (fig. 30) początkowo poziomą (1), najkorzystniejszą na oko (według niej dzielą się masy na wykresie powierzchni tak, jak pokazują pełne rzędne), a następnie próbujemy, czy zyskamy co, podnosząc ją lub opuszczając. Idąc w górę o 1 m⁸ (pozioma kreskowana II), mamy nowy podział (na wykresie powierzchni wskazany kreskowanemi rzędnemi). Widzimy, że dokop zmniejszył się o 1 mktóryby się było przewiozło na odległość d, a więc zyska się teraz koszt jego przewozu, wynoszący „d“, jeżeli koszt przewozu 1 m³ na odległość d nazwiemy d. Widzimy dalej, że zwiększyła się masa M₁ o 1 m³, który trzeba będzie przewieźć na odległość iv₁, a więc straci się koszt jego przewozu, wynoszący „tvj“, jeżeli znowu koszt przewozu na odległość ti\ nazwiemy ; zmniejszyła się masa M₂ o 1 ms, a wiec zyska się koszt jego przewozu    zwiększyła się masa Ma o 1 ma, a więc traci się koszt

jego przewozu ,,?c₂u ; zmniejszył się odkład o 1 ms, a więc zyskujemy koszty jego odwozu „o“. Odległość, a równocześnie i koszt przewozu mas przekopowych w jednym kierunku nazywamy jedną zgłoską „w“, w przeciwnym kierunku drugą zgłoską Sumując widzimy, że tracimy ii\ -j-    ,

zyskujemy d + o -f- Mj. Jeżeli w^ -|- îc₂ < d -f- o -|- nu to takie przesunięcie wyrównawczej daje zysk. Wobec tego idziemy dalej w górę, by ten zysk zwiększyć jeszcze. Idziemy dotąd, aż dojdziemy do u\ o₂ = d -f-o -j- nr, co znaczy, że wyrównawcza na danej wysokości daje najkorzystniejsze wyrównanie mas. Gdybyśmy przy pierwszym ruchu w górę znaleźli w\ -f" /r2 < d o -f- % czyli stratę, to dalsze próby robilibyśmy, idąc w dół, i znowu, ażby u\ -J- ti\z = d -j- o -)- nx. Jest to równanie warunkowe, któ-rem sprawdzamy, czy przyjęta linja daje najlepsze wyrównanie. Pracując cyframi, wstawiamy za ii\, iv₂, d, o, n, odpowiadające tym odległościom koszta przewozu 1 m³ wraz z dodatkami za wzniesienia, gdy takie są ; koszta dokopów i odkładów należy ułożyć wedle wskazówek ustępu aj, str. 55.

mmV

"V

2. Jeżeli brak pewności, czy najkorzystniejsze wyrównanie da jedna, czy też dwie lub więcej linji wyrównawczych, to kreślimy je na oko i sprawdzamy położenie każdej z osobna równaniem warunkowem. Gdyby w rzeczywistości najkorzystniejszą miała być jednakże tylko jedna wyrównawcza, to tych parę, nakreślonych początkowo, zejdzie się w jedną. Przykład dwu wyrównawczych na fig. 29 (str. 56).

D rO-:

h—/z,

Fig. 31.

3. Zdarza się, że wyrównawcza przechodzi nad paroma mniejszemi falami linji mas lub też pod niemi (linja G — G, fig. 31). Żeby masy i na tej przestrzeni wyrównać, kreślimy drugą wyrównawczą (D — D). Pierwszą nazwiemy — główną, drugą — drugorzędną. Tworząc dla niej warunkowe równanie, uważamy główną za niebyłą. Wtedy, przy położeniu jak na fig. 31, mamy na początku wyrównawczej D — D odkład, na końcu jej dokop, a warunkowe równanie dla niej brzmiałoby więc:

o -j- d -j- E (w) — E (n)

W rzeczywistości jednakże tego odkładu i dokopu nie będzie, bo główna wyrównawcza istnieje, a masy i/₂, których wielkość dana odstępem między

obu wyrównawczemi, wyrównają się przewozem. Wobec tego z lewej strony poprzedniego równania znika o -f- d, a na ich miejsce

t_jroyfórunQ/x>czq wchodzi Nx. Warunkowe więc

} ~j /    ,    równanie dla takiej drugorzędnej

cięż/toścl

m tSr

& Fig. 32.

wyrównawczej będzie tutaj :

• Ni + E (w) = E (n).

Odległości

przewozu (fig. 32). Ponieważ w wykresie mas każda długość przedstawia odległość przewozu X, a każda wysokość masę m, przeto każda powierzchnia (długość, wysokość) przedstawia moment przewozu (odległość . masa)= mX. A więc cała powierzchnia, leżąca z prawej strony największej rzędnej, przedstawia E (wx). Jeżeli tę powierzchnię zamienimy na równy jej "prostokąt Mxo, to E (mx) będzie także = Mx₀. Że zaś E (m) = M, więc Xo = średniej ze wszystkich x, czyli równa się oddaleniu linji ciężkości masy od rzędnej if. Powtarzając to samo na drugiej stronie rzędnej M, dostaniemy oddalenie drugiej linji ciężkości od if, czyli dostaniemy razem całą odległość przewozu. Żeby zatem znaleźć odległość przewozu, trzeba tylko powierzchnie z obu stron największej rzędnej M zamienić na prostokąty, zachowując rzędną M jako ich jeden bok. Robi się to, zamieniając naprzód te powierzchnie na

trójkąty o jednej przyprostokątni wspólnej M, poczem wystarczy rozdzielić otrzymane drugie przyprostokątnie na pół, by mieć szukane drugie boki prostokątów, czyli szukane linje ciężkości.

Tak samo znajduje się linje ciężkości mas, wyrównywujących się poprzez inne masy (jak masy M₂, fig. 31).

Odkłady i rezerwy (ukopy, dokopy, rowy materjałowe). W wykresach powierzchni najlepiej dorysować je na odpowiednich miejscach. Dokopy u góry (fig. 33), odkłady na dole. Podziałka powierzchni ta sama, co dla innych mas.

Wykres'powierzch,,

W wykresie mas przedstawiamy dokopy i odkłady lin-jami, biegnącemi na odległość przewozu od odpowiadających im części linji mas. Jeżeli dokop -czy odkład położony jest równo- " legie do «M wielkości, równy    f

w każdym punkcie nasypowi, 3    I i MjrónmaKCmr

który pokrywa, czy przekopowi,    ---

który przyjmuje, to linja, przed-    ^    j    ^Wyróypn. U

stawiająca go, biegnie równo-    ! ; &^ ^

legie do* linji mas. Tak przyjęto Planpołożenta c\b\ a\ oś drogi w fig. 30 i 31.

Fig. 33.

na

Fig. 33 przedstawia przypadek, gdzie z dokopu pokrywa się nasyp, rozciągający się na dłuższej przestrzeni, niż dokop, a sam przewóz ma się odbywać tak, że przód dojdzie materjał od dokopu prostopadle do drogi (od a do b), a stamtąd dopiero pójdzie wzdłuż drogi (od b ku c i d). Wtedy w wykresie mas przedstawia się dokop jako linja łamana ikl, przyczem fk — ab ; ei — ab -)- bc ; gl — ab -f- bd.

Jeżeli, co zwykle najlepiej, zamiast robić osobny dokop, rozszerzamy sąsiedni przekop, lub zamiast robić osobny odkład, rozszerzamy sąsiedni

jdurôrvn

Wuróronaro.T

\kozs7ęrzenmP

\B

Fig. 34.

nasyp, wtedy linje, przedstawiające takie rozszerzenie przekopu czy nasypu, wypadają, jak na fig. 34. Kształt ich można wyznaczyć, obliczywszy od rzędnej do rzędnej przekroju podłużnego ilości dokopywane lub odkładane.

Oczywiście wyznaczenie linji dokopów i odkładów odbywa się w przybliżeniu. Zbyt wielka dokładność nie dałaby tu żadnych korzyści.

D. Zestawienie kosztu przewozów podłużnych (z odkładami i do-kopami) należy wykonać jak najprzejrzyściej. Przykład mamy w zestawieniu kosztów robót ziemnych na str. 60.

V. Wykonanie robót.

A. Czynności początkowe. U r z ą d z e n i e b u d o w y. Zaliczamy tutaj :

1. Organizację zarządu budowy, zastosowaną do tego, czy roboty oddano przedsiębiorcy jednemu lub kilku, lub też prowadzi się je we własnym zarządzie itd.

Razem . . . 132.500 300

18.916 —

Przykład. KoBzt robót ziemnych. a) Przewozy podłużne, odkłady, rezerwy :

Masa dobyta

Miejsce

Przewóz

Cena prze= wozu za 1

dobycia

użycia

km

km

2 ! przekop

dokop

Rodzaj

odległość

wzniesienie

na poziomie

dodatek za wzniesienie

razem

Koszt

Uwagi

»» °/oo

groszy

zł gr

1.200

300

id ta ta. ta [i- ^

70

160    3

70

290

200

I 00 I I

100

50

48

50

70

56

►U    M

m <i c; oi Oi OJ

rf* o o co o o O O os o o

MINI

Rezerwa z lewej strony km... (cena z kosztem wzruszenia i nabycia gruntu)

7 2,195—2,290

6.500

li

44    2.860 —

8 2,290—2,360 2,360—2,450    2.200 — Â 90 —    58

58    1.276 —

Odkład zprawej strony km. .. (cena z kosztem powierzchni pod odkład)

480

b)    Odłożenie żwiru do nawierzchni 1.200 ni³

c)    Przemieszczenie poprzeczne . 1.300 m³ średnio po 0,20 gr . . . . 35.000 m³ średnio po 0,60 gr 27.000

Łączny koszt robót ziemnych . . . 46.656 —

d) Wzruszenie gruntu

po 0,40 gr

260

¹ ) A = przewóz taczkami.

li = przewóz kolejką, poruszana siła ludzi.

2.    Przygotowanie placów na składy i pod budowę szop.

3.    Wzniesienie szop na biura, na narzędzia, na schronisko i gospodę dla robotników, na warsztaty, stajnie itd.

4.    Sprowadzenie potrzebnych narzędzi, środków przewozowych, maszyn,

koni.

Prace pomiarowe. Te, prowadzone równocześnie z poprzedniemi, obejmują :

1.    Uzupełnienie brakujących pali osiowych i stałych znaków wysokości.

2.    Oznaczenie powierzchni, zajętej pod roboty ziemne.

3.    Założenie, zewnątrz tej powierzchni,    r ,

znaków, umożliwiających później wiernie    ~j____

s\

odtworzenie osi.    /jhr{X

\\

T“N-

Fig. 36.

Fig. 35.

4. Wyznaczenie krawędzi rowów i krawędzi skarp nasypów i wykopów, ustawienie szablonów (fig. 35 i 36). Szablony w prostych ustawić co 50 m na równym gruncie; gdy grunt falisty — gęściej, wedle potrzeby; tak samo gęściej — wedle potrzeby — w łukach.

Przy ustawianiu szablonów pamiętać o możebnych wyjątkowych kształtach przekroju. Zwyczajnie przyjmujemy jeden kształt przekroju przekopów i jeden nasypów dla całej budowli, zdarzają się jednak odmiany. Np. w przekopie z warstwami różnego gruntu, linja stoku wypadnie łamana,

06

iPSflß

•â

gdy uwzględnimy dopuszczalna pochyłość dla każdego gruntu wedle tablicy 2 (str. 26). Wskazane przy tern w miejscach załamania dawać ławeczki

0,4

Fig. 37.

Fig. 38.

nas

0,5—1,0 m szerokości, łagodnie ku przekopowi nachylone (fig. 37). Wysoki przekop dobrze jest rozszerzyć, dając ławeczki u stopy stoku na wysokości korony budowli (fig. 38), choć grunt jednaki i stok jednostajnie pochylony. Jeżeli yp wysoki, dobrze dać dolnej części stoków pochylenie łagodniejsze, a górnej ostrzejsze itd.

Ustawiając szablony nasypu pamiętać o daniu znaku nadwyżki i rozszerzenia, z jakiem nasyp trzeba założyć, z uwagi na osiadanie. Konieczna nadwyżka i rozszerzenie zmienia się zależnie od rodzaju gruntu, od sposobu sypania, od pogody, przy jakiej się robi, od wysokości nasypów. Nie mając zwykle czasu na robienie doświadczeń, dajemy wedle

li:

.i..

Gdy ziemia pozioma lub mało pochylona

r — r.

grunt

\N

h-~-

--a:-----'

as

a*

as

-c

as

-1® - Ie0 -13 'HIS

as

as

as

zwykła ziemia ilasty, gliniasty piasek kamienisty

Fig. 39.

dawnych spostrzeżeń (fig’. 39) ; a gdy linja poprzeczna gruntu mocno nachylona, to r oblicza się osobno, wstawiając h — H -\——.

Na podstawie praktyki budowy kolei w Rosji w latach 1895—1915 r. przyszli inżynierowie do wniosku, że rozszerzenie korony torowiska (r i t\) jest zbędne i stosowano je tam jedynie, gdy nasypy były budowane z kamienia lub brył zamarzłych, tj. przy robotach specjalnie spiesznych, wykonywanych w zimie, co bywało dopuszczane w drodze wyjątku.

5.    Podanie wysokości podtorza na palach, wbitych z boku szablonów.

6.    Wytyczenie mostów i innych budowli sztucznych, jakieby się w ciągu drogi wznieść miało.

Wskazówki ogólne. Należy jak najściślej przestrzegać wszystkich przepisów ostrożności, zmierzających do zapewnienia bezpieczeństwa życia i zdrowia pracujących. Prędko i, zwykle, tanio wykonywa się roboty, jeżeli :

1. rozwiniemy je odrazu w wielu miejscach, niezależnych od siebie, i w każdem na możliwie największej przestrzeni,

2.    ułożymy jak najtroskliwiej i naj drobiazgowi ej cały plan przewozów i potem go zastosowujemy,

3.    utrzymujemy starannie tory kolejki i mamy zawsze w pogotowiu za-paśny sprzęt roboczy,

4.    dbamy, żeby stale pracowały wszystkie siły robocze.

Ii. Wykonanie przekopów. Pierwsze czynności: Zaczynamy robotę, tnąc darń, gdy nią grunt pokryty, w płaty kwadratowe, gr. 7—10 cm, o boku 20—30 cm. Odłożone, służą potem do umocnień różnych części budowli. Gdzie ziemia urodzajna, zdejmujemy wierzchnią jej warstwę 10—20 cm głęboko ; służy później do okrycia jałowych stoków. Usuwa się drzewa, krzewy, żeby nie dostały się do nasypów. Gdy grunt pochylony poprzecznie, bierzemy wzdłuż wyższej krawędzi przekopu rowek, głęboki średnio 0,5 m, o szerokości dna 0,3 —0,5 m i znacznym spadku podłużnym. Służy do odprowadzenia wody powierzchniowej. Jeżeli rowek ten nie ma odpływu naturalnego, sprowadzamy z niego wodę do rowków bocznych przekopu po skarpach wgłębieniem, odpowiednio wybrukowanem lub obmurowanem ; czasem korzystnie użyć koryt drewnianych lub rur. Wogóle jak najtroskliwiej uważać należy na niedopuszczanie wody powierzchniowej do przekopu i na odprowadzenie z niego wody w gruncie się znajdującej.

Sposób wykonania przekopu dobieramy, uwzględniając kształt powierzchni, rodzaj gruntu, wyznaczony czas budowy, rozporządzalne środki przewozowe, przyzwyczajenie robotników. Przy wszystkich sposobach dążymy nadewszystko :

zsuwa

a)    aby grunt kopać w długich wysokich ścianach, do stopy których się własnym ciężarem materjał wzruszony i skąd ładują go do wózków, tylko raz wziąwszy na łopatę. Wysokość ściany do 4 m ; największa ostrożność konieczna przy robocie, szczególniej, gdy ił, glina, margiel ; podkopywania ścian i obrywania należy zabronić,

b)    aby nie pracować długo w ciasnych wcięciach, co uciążliwe,

c)    aby pędzić przekop ze spadkiem w kierunku odwozu materjału, choćby ostateczne dno przekopu leżało poziomo lub we wzniesieniu.

Rozróżniamy sześć głównych sposobów wykonania:

1.    Warstwami (fig. 40). Nadaje się w długich przekopach, przy dość równej powierzchni i nie w skale. Kolejkę roboczą kładziemy na powierzchni w kierunku przekopu, kopiemy rów obok toru kolejki, opuszczamy ją w ten rów i, idąc w lewo i prawo, zbieramy warstwę gruntu do poziomu kolejki, zagłębiamy ją znowu i znowu, idąc w lewo i prawo, zbieramy nową warstwę i znowu kolejkę zagłębiamy itd. Grubość warstwy do około 1,5 m. Sposób stosowany najczęściej, prosty, — pozwala rozwinąć roboty odrazu na wielkiej długości.

2.    Od boku (fig. 41). Stosowany przy wszelkich materjałach, gdy przekop na stoku.

3.    Z głębokiego wcięcia (fig. 42). Odpowiedni, gdy powierzchnia silnie nachylona podłużnie, a szczególniej gdy pokłady skaliste o korzystnym upadzie. Robimy wąskie wcięcie aż do dna przekopu, układamy tor roboczy, rozszerzamy się.

4.    W stopniach (fig. 43). Odpowiedni przy każdym materjale, gdy przekop głęboki, długi i powierzchnia bardzo nierówna. Przekop pędzimy w pełnej szerokości w stopniach, założonych poprzecznie do osi. Kolejka robocza wiedzie ze stopni w dół ze spadem. Gdy ten za duży, to urządza się albo pochylnie albo też stawia rusztowanie, z którego sypiemy materjał wyższego stopnia do wózków stojących o stopień niżej.

5.    Od czoła (fig. 44). Nadaje się, gdy przekopy krótkie.

6.    Angielski (fig. 45). Opłaca się, gdy przekopy odpowiednio wielkie, głębokie ponad 10 m, powierzchnia nierówna, materjał sypliwy, gdy można całe pociągi materjału wywozić parowozem wprost na nasyp. W osi przekopu na jego dnie pędzi się sztolnię około 2,3.2,8 m, na tę sztolnię opuszcza

2,5

1 41.5

VX-/----S_/

Fig« 40.

g.

Fig. 41.

v.

-P

f’ .

SA at a

”î'

/#

■5#g;

im

Fig. 42.

»•w.

Fig. 43.

Fig. 44.

'fi

p"

‘I

\ ai, /

\ jfey

Fig. 45.

się szyby około 1,2 . 1,2 m. Sztolnia i szyby należycie obudowane. Liczba szybów dowolna, co 10—15 m jeden. Na dnie sztolni kolejka robocza; wózek stawia się pod każdym szybem; przez szyby zrzucamy materjał, brany naokoło szybu ; nabierają one kształtu lejów. Sposób u nas prawie nieużywany.

C. Wykonanie nasypów. Dobór inaterjału nasypowego. Najlepiej nadają się na nasypy piasek i żwir, i wogóle materjały nierozpuszczalne a przepuszczalne, łatwo się osiadające, wytrzymałe na zgniecenie. Z twardego kamienia dobre nasypy ; łatwo wietrzejący materjał osłonić przed działaniem powietrza. Nasypy z iłu osiadają się długo, także z gliny, z mar-glu; materjałami temi pracować trzeba tylko na sucho. Szczególniej glinę chronić przed działaniem wody. Bryły wielkie rozdrabniać. Nie dopuszczać materjałów przerośniętych roślinami: torfu, mułu, oraz mater jałów namokniętych, a szczególnie zmarzniętych. Bryły zmarznięte odłożyć, aż roztąją.

Pierwsze czynności. Zdjęcie murawy i urodzajnej ziemi, jak przy przekopach. Wykarczowanie drzew, usunięcie krzaków, korzeni itp. Jeżeli powierzchnia pochyła poprzecznie więcej, niż 1 : 9, wyciąć w niej stopnie. Wybranie rowów wzdłuż obu stóp nasypu, gdy powierzchnia poprzecznie pozioma; a gdy nachylona, wybranie rowu wzdłuż stopy wyższej dla odprowadzenia wody powierzchniowej ; oprócz tego jak najstaranniejsze osuszenie podłoża, gdy mokre, sączkami, drenami.

Zwykle szczególnych przygotowań wymaga podłoże na gruntach miękkich*: na błotach, na torfowiskach. Przedewszystkiem należy wziąć pod uwagę ich

SEEtr:

.    V.-'¹ i-f < i i

dis-B

Fig. 40.

a na-

utrwalenie przy pomocy odwodnienia, a gdy to wypada zbyt drogo, uciec się do innego środka. Jeżeli np. warstwa rozmiękła jest cienka, usuwamy ją na szerokość całego nasypu lub na szerokość paru węższych pasów i dajemy na to miejsce dobry materjał. Jeżeli rozmiękła warstwa wysoka, to jej powłokę, często dość zbitą, tnie się rowami wzdłuż obu stóp nasypu, stępnie robi nasyp z dobrego materjału (najlepiej żwir, piasek). Obciążana nim powłoka zanurza się na głębokość, zależną od tęgości błota, przyczem rzadka jego masa dobywa się na wierzch nacięciami w powłoce. Jeżeli grunt podłoża, choć uginający się, nie jest rzadki, a nasyp jest dosyć wysoki, wtedy nie robimy żadnego przygotowania podłoża, licząc, że się zgęści i nabierze dostatecznej wytrzymałości pod naciskiem nasypu.

Sposób wykonania dobieramy, kierując się temiż względami, co przy przekopach, a także i rodzajem materjału. Głownem dążeniem przy wszystkich sposobach, danie nasypowi jak największej spójności i wytrzymałości na nacisk. Odróżniamy 5 sposobów wykonania:

1. Warstwami (fig. 46). Najodpowiedniejszy, gdy nasypy długie, a nie bardzo wysokie, materjał pulchny, a także gdy wilgotnawy, gdy mamy lekkie tory kolejkowe. Sypie się wąski wał o wysokości 0,5—1,5 m, rozszerza go się w warstwę przez cały przekrój, na tej warstwie sypie się

znowu

j wąski wał, znowu go się rozszerza itd., i

- tworzy się nasyp warstwami o grubości 0,5—1,5

Używając kolejki ciężkiej, można robić warstwy jeszcze grubsze. Szczególne korzyści — przesu-jTf““ 5    szenie materjału i ugniecenie. Natomiast uciążliwe

|i — częste przekładanie torów i jazda w dół z ha-! E    mowanemi wózkami. Spo-

r’ g    sób najczęściej stosowany.

E ®    Zwykle gdy przekop robi

się warstwami, tak samo robi się i przyległy nasyp.

2. W stopniach (fig. 47). Korzystny, gdy nasyp wysoki i długi. Szczególne korzyści — szybki postęp roboty, ugniecenie materjału, łatwe stosowanie rozmaitych środków przewozu. Uciążliwe częste przerzucanie torów i duże zmiany pochyłości toru roboczego. Stopnie pojedyncze 1,5—3,0 m wysokości.

Fig. 47.

VI.

lali

Fig. 48.

3.    Od czoła: odpowiedni przy krótkich nasypach. Wykonywa się nasyp odrazu w całym przekroju (fig. 48). Szczególna korzyść : tor stale ułożony. Robota idzie jednak wolno, a materjał nie ugniata się.

4.    Od boku (fig. 49): na stokach przy dobrym materjale, jak piasek, żwir; przy rozszerzeniu wąskich nasypów. Najpierw tworzy się wąski wał na całą długość nasypu i do jego ostatecznej wysokości, a potem go się rozszerza. Szczególne korzyści: robota idzie prędko, można wysypywać całe pociągi naraz. Natomiast niebezpieczeństwo, że dosypywane części się oberwią.

mostu

Fig. 49.

5.    Z rusztowania: nadaje się do wysokich nasypów. Buduje się na całą długość nasypu stałe drewniane rusztowanie, na niem układa się tor kolejki roboczej. Na odpowiednio zbudowanych rusztowaniach mogą chodzić i lokomotywy. Drzewo — oprócz pozostaje w nasypie. Szczególne

korzyści : stały tor, szybkość budowy. Słabe strony : nieugnieciony materjał w nasypie. Stosuje się też rusztowania ruchome. Kosztuje taniej, niż stałe; zastosowalne do niewysokich nasypów i równej powierzchni.

Ze szczególną uwagą postępować, gdy z nasypem dochodzi sie do budowli sztucznych. Mosty sklepione zasypywać naraz z obu stron ; warstwy dawać cienkie i starannie ubijać. Tak samo, zasypując przyczółki mostów otwartych i mury oporowe, sypać materjał w warstwach i ubijać.

¹

W praktyce używa się najczęściej, zwł. przy budowie kolei, specjalnych tablic do obliczenia, podających czasem powierzchnie przekroju, czasem zaś nawet wprost objętości robót ziemnych.

Wykres powierzchni. Przenosimy z przekroju podłużnego na osobny papier linje pochyłości drogi i rzędne. Na rzędnych nanosimy powierzchnie przekrojów poprzecznych jako długości, odcinając od linji pochyłości nasypy zw. w dół, a wykopy w górę. Uwzględniamy przytem trwałe spulchnienie gruntu. Jeżeli jest jednakie, to zmniejszamy w odpowiednim stosunku nasypy, a jeżeli różne (z powodu różnych gruntów), to zwiększamy odpowiednio przekopy. Podziałka długości stosowna taka, jak w przekroju podłużnym, ale robi się i mniejsze; podziałka powierzchni taka, żeby 1 toto == 1, 2, 3... to². Figurę objętą przez linje, łączącą wszystkie końcowe punkty odcinków i linje pochyłości drogi, nazywamy wykresem powierzchni. Każda jego rzędna przedstawia powierzchnię przekroju poprzecznego ; każda powierzchnia między dwiema rzędnemi — objętość bryły gruntu między odpowiadającemi im dwoma przekrojami poprzecznemi. Wielkość tych powierzchni czyli te objętości nanosimy nâ pierwszej rzędnej każdego przekopu i nasypu jako długości, przyjąwszy dowolnie punkt początkowy i po-działkę dla mas. Przytem, jeżeli idziemy w górę, nanosząc przekopy, jak na fig. 27, to nanosząc nasypy, schodzimy w dół i odwrotnie. W ten sposób robimy wykreślnie sumy i możemy przy pomocy podziałki odczytywać objętości (masy) całych przekopów i nasypów, ich różnice itd. Ta-

²

Albo przy pomocy wykresu powierzchni (lig. 27).

VI. Ochrona budowli ziemnych.

Na wszystkie stoki budowli ziemnych działa wiatr, opady powietrzne, zmiany ciepłoty; na niektóre stoki przekopów także woda z nich się sącząca, a na niektóre stoki nasypów woda stojąca lub płynąca. Przed tern działaniem musimy je chronić. Nie potrzebują tego tylko stoki z kamienia niewietrzejącego ; wytrzymują one nawet działanie wody płynącej, jeżeli kamień jest w bryłach odpowiednio dużych.

A. Ochrona Stoków przekopów (gdy nie są skalne): 1. Obsianie. Obsiewając stoki nasionami traw, stwarzamy powłokę darniową. Stoki jałowe, pokrywamy najpierw warstewką ziemi żyznej 5—20 cm grubą, zależnie od zapasu ziemi żyznej i stopnia jałowości stoku, a następnie obsiewamy. Gdy grunt stoku twardy, robimy w nim nacięcia, by zapobiec zsunięciu się ziemi urodzajnej. Do obsiania używa się zwykle mieszaniny traw; 1 kg na około 200 w¹ 2. Odpowiednia do tego pora wilgotna. To jest najzwyczajniejsza ochrona stoków; nigdy nie wolno jej pominąć.

4.    Zadrzewienie. Stosowane, gdy brak ziemi żyznej i darni, lub jeżeli trawa nie udaje się, bo np. stok kamienisty albo^zbyt stromy. Gdy grunt suchy, dobre: akacja, brzoza, sosna; gdy wilgotny —wierzba, olcha. Mniej więcej 1 sadzonka na 1 «i².

ścina się łopatą i całą powierzchnię obsiewa. Takie darniowanie stosuje się przy stokach ostrych 1 : 1, a także do naprawy już oberwanych.

5.    Płotki. Używane, gdy stok tak stromy, że nie utrzyma się na nim urodzajna ziemia czy darniowanie, lub gdy grunt łuszczy się i zsuwa. Zakłada się je szeregami równoległemi lub — lepiej — krzyżującemi się, tworzą-cemi pola o bokach długich na 2 — 3 m. Kołki najlepiej z wierzbiny 0,7—2,0 m długości, 4—10 cm grubości, wbite co 30—50 cm odziomkami, wystające 20 — 60 cm nad powierzchnią skarpy. Pręty najlepiej wiklowe; dolne z nich zatykamy odziomkami w ziemię. Takie kołki i pręty wrastając, rozgałęziają się.

6.    Bruk. Zwyczajnie brukujemy stoki, gdy brak ziemi urodzajnej i darni, a mamy dosyć odpowiedniego kamienia na miejscu. Używa się kamienia z grubsza przyrobionego o grubości rozmaitej, zw. od 20—40 cm. Układa się go na podsypce o grubości 0,10—0,20 «z z piasku, ale najlepiej, gdy jest ze żwiru lub ścinków kamienia, bo takie podłoże nie łatwo wymywalne przez wodę, przeciekającą spoinami. Spoiny uszczelnia się mchem, okruchami kamienia, piaskiem, zaprawą cementową. Stopa bruku z grubszych kamieni. Kamienie układa sie, wiążąc je, jak w murze. Stok brukowany można pochylić 1 : 1, a gdy bruk gruby i stok nie wysoki 4:3 (1 : ³/₄). Zamiast kamienia łamanego można użyć płyt betonowych, kamieni sztucznych itp., ale okazują się one bardzo rzadko tańsze.

7.    Sączki. Gdy grunt wysącza wodę, należy odwodnić powierzchnię stoku, inaczej mogłaby spłynąć, rozmókłszy. Czynimy to sączkami. Tworzymy je, wybierając w stokach rowki 0,4 —0,7 m szerokie, 0,3—0,5 m głębokie i wypełniając je kamieniem łamanym, żwirem grubym itp. Zakłada sie

>wmh

je w linjach prostych, skośnie do kierunku przekopu albo w kształcie ostróg, także w kształcie daszków lub łuków; należy je zgrubiać, schodząc ku stopie stoku. Szczególną uwagę zwrócić na to, żeby woda ze sączków odpływała swobodnie do rowów. Jeżeli dno przekopu mokre, należy je także odwodnić; sączkom dna dobrze jest nadać kształt sklepienia odwróconego.

% _di'

Fig. 50.

Jeżeli przekop bardzo mokry i rowami płynie dużo wody, trzeba umocnić stopę stoku. Czynimy to, obrukowując rów. Jeżeli obrukowanie rowu nie wystarcza, podmurowujemy stopę stoku, przyczem najczęściej obmurowujemy wtedy i cały rów. W podmurowaniu zostawiamy kanaliki, żeby niemi odpływała do rowów woda z poza muru.

Jeżeli stoki skalne, ale kamień ich łatwo wietrzejący, to dla ochrony je przed wietrzeniem stosujemy:

8.    Mury okładzinowe (fig. 50). Kobimy je zw. z kamienia łamanego na zaprawie cementowej. Grubości ich niewielkie. Przy budowie kolei małopolskich stosowano wymiary: Ic = 0,4 m, d = 0,4 -)- 0,1 h. Przy budowie kolei przez Gothard k = 0,6 m, d — 0,1 /i, przyczem najmniej d = 0,6 m.

Jeden i ten sam stok ubezpiecza się rozmaitemi sposobami, jeżeli przekop przecina różne warstwy gruntu.

B. Stoki nasypów. Naogół chronimy stoki nasypów tak samo, jak przekopów, tylko przychodzi chronić je jeszcze od działania Avody stojącej

1.    Obsianie,

i płynącej, co nie zdarza się nigdy przy przekopach dróg, założonych prawidłowo.

jak w przekopach.

2.    Obsypanie ziemią i obsianie,

3.    Darniowanie na płask,

4.    Darniowanie czołowe,

Darniami na płask lub do czoła ubezpieczamy zwykle stożki koło skrzydeł mostowych, koło murów oporowych itd. ; warstwę darni, przynajmniej jedną, układamy do czoła na koronie wszelkich murów i dopiero je przy-sypujemy.

5.    Zadrzewianie. Bardzo rzadko zadrzewia się stoki nasypówu Gdy chodzi o ochronę stoków od wezbranej wody płynącej, sadzimy na nich wiklinę. Jej korzenie tworzą jakby tkaninę, wiążącą cząstki gruntu, a gałęzie podczas wylewu kładą się na stoku w kierunku prądu i w ten sposób ochraniają go od uszkodzeń przez wody i lody. Daje się sadzonki o długości zazwryczaj 50 cm, o średnicy 2—3 cm i zatyka je w grunt na 40 cm głęboko, pochylając lekko w kierunku wody. Sadzi się je wiosna i jesienią w szeregach; szereg od szerega Ib cm-, a w szeregu sadzonka od sadzonki 30 cm. Obcina się wiklinę co 2—3 lata. Tnie się ją równo z ziemią. Sadząc wiklinę koszykową, ma się materjał do wyrobu mebli itp.

0. Płotki. Tak samo, jak w przekopach. Tylko, gdy chroni się stok od zalewu wody płynącej, zakładamy je szeregami poziomemi. Przy wodzie płynącej, a często i stojącej, dajemy u stopy nasypu płotek nieco silniejszy, niż te, co na stoku, lub nawet dwa równoległe; przewiązuje się je ze sobą i przestrzeń między niemi wypełnia ziemią, żwirem, kamieniem.

r.25

SÆ.

___I

WM

i ^ i⁻

toaxH-8, m

§§

7.    Bruk. Tak samo, jak w przekopach. Tylko, gdy chroni się stok o 1. działania wezbranej wody płynącej, dajemy brukowi zwykle fundament z grubszych kamieni, zapuszczony w grunt o wymiarach ok. 1 X 1 m, a gdy stopa stoku znajduje się stale pod działaniem wrody płynącej, tworzymy do wysokości małej wTody narzut z grubszych kamieni i na nim, jak na fundamencie, opieramy stopę bruku. Gdy prąd wody silny, uż. na narzut, a także i na bruk grubego kamienia. W tym względzie stosować się należy ściśle w każdym wypadku do warunków miejscowych,

8.    Obitki fasźynowe (por. dział : Budownictwm wodne). Sposób rzadko stoso-

wany.

po-

Fig. 51.

9. Wałki zatapiane faszynowe. Używamy ich, nie mając dosyć grubego kamienia na narzut, trzebny dla ochrony od działania płynącej wody.

C. Mury oporowe i podporowe. Mury, podtrzymujące ściany nasypów, naz. oporowemi; mury podtrzymujące ściany przekopów — podporowemu

wa-

1. Mury oporowe wykonywa się: a) na sucho lub b) na zaprawie,

a) Mury suche. Gdy w pobliżu jest tani kamień, o bryłach dostatecznie dużych i łatwo układalnych, a materjały zaprawy w danych runkach drogie, buduje się mur suchy. Kamienie bierze się jak największe; przyrabia młotem, układa przewiązując, klinuje odcinkami kamienia. Spoiny o ile możności pionowo do linji ciśnienia : dlatego biegną początkowo

pionowo do lica, a potem zwolna przechodzą w poziome. Pochyłość lica leżnie od jakości kamienia i wysokości mura: przy ciężkim i dobrze wiążącym się materjale 3:1, gdy wysokość mura do 8 m, zaś 2:1, gdy wysokość muru do 12 m; przy lichszym kamieniu 3:2, a nawet 5:4. Przy wysokościach nad 8 m, wskazane dać licu pochyłość w dolnej części mniejszą, niż w górnej. Tył muru pionowy w nasypie bez odsad, żeby uniknąć nierównomiernego osiadania; doszedłszy do rodzimego gruntu, biegnie równolegle do lica. Uwzględniając osiadanie się muru, należy rozszerzyć koronę nasypu o ¹/₅₀—¹/₂.- wysokości muru. Należy chronić koronę murów od wstrząśnień, sprawianych przez ruchome ciężary; dlatego nadsypki na murach 1—3 m wysokości. Grubość

za-

r~

s']

rh

0£h

’ . ---;

Fig. 52.

Fig. 53.

muru zależy od wysokości; przy równych wysokościach zmienia sio w pewnych granicach z jakością kamienia. Najmniejsza szerokość korony 0,6 m, a gdzie mur narażony na wstrząśnienia, tam jeszcze większa. Zwykle ' przeprowadza się w poszczególnych przypadkach obliczeń statycznych, lecz opiera się na wzorach, ułożonych z racji wykonywania wielkich budowli , i sprawdzonych dostatecznie praktyką. Fig. 51 i 52 przedstawiają kształt i wymiary murów, stosowane przy budowie polskich kolei karpackich i kolei przez Gothard.

Dajac za murem oporowym układkę z kamienia, zmniejszamy parcie na mur. Nie wiązać układki z murem!

b) Mury na zaprawie. Wykonywa sie z kamienia łamanego, betonu, żelbetu, -cegły, ciosowego kamienia. Buduje się najczęściej jako pełny mur o jednokształtnym przekroju; jednakże stosuje się też mury żebrowane. Mur żebrowany wymaga mniej materjału, zato robota droższa, dlatego nie

me

t ■■

t

■V.05\P?zà

Hi

mmmt

iJB

«sIjJWmËÊË mmi

Fig. 5t.

zawsze tańszy od pełnego. Zakrywszy przestrzenie między żebrami nie tylko od nasypu, ale także od góry sklepieniami lub płytami żelbetowemi, możemy uzyskać wnęki, przydatne dla rozmaitych celów.

Wzgląd na oszczędność i na stałość budowli wymaga gruntownego statycznego badania murów. Zw. najmn. szerokość korony muru z kamienia

łamanego 0,5 m ; z betonu 0,3 m ; z cegły — dwie cegły. Dając za niurem układkę kamienną, zmniejszamy parcie na mur, co pozwala zmniejszyć szerokość korony o 5 —10%. Projektując pełny mur z kamienia łamanego, można narazie przyjąć szerokość korony i kształt muru wedle wzorów, ułożonych przy projektowaniu licznych budowli i sprawdzonych praktyką (fig. 53 i 54), a następnie poprawić je wedle wyniku statycznego badania. • Pochyłość lica pełnego muru przyjmujemy na 5:1 do 6:1, a tył robimy pionowy, co najlepiej ze wrzgledu na osiadanie nasypu, lub z odsadami wedle przebiegu linji ciśnienia.

Mur należy wykonać bardzo starannie na zaprawie cementowej. Przy murze z kamieni użyć dużych brył, wiązać dobrze, kłaść dobrze, spoiny dobrze wypełnić zaprawią. Dno fundamentu założyć pod granicą mrozu, 1,0—1,2 m w głąb gruntu. Fundament założyć bezpiecznie od podmycia i usunięcia się. Tył murów odwodnić kanalikami 10)x( 15 lub rurkami najmniej d = hem, prze-prowadzonemi przez mur w stosownych miejscach i zabezpieczonemi u wlotu narzutem żwiru. Dla zapobieżenia pękaniu wskutek zmian ciepłoty lub nierównomiernego osiadania, należy długie mury wykonywać, w odcinkach, pozostawiając między niemi wolne pionowe spoiny. Przy zasypywaniu muru należy postępować z wielką ostrożnością, żeby nie wywołać gwałtownego uderzenia masy zasypowej o mur. Należy sypać warstwy niegrube, około 30 cm, i starannie je ubić. Materjał najlepszy, który nie wywiera dużego parcia, a więc : żwir, piasek, kamień. Koronę muru utworzyć z możliwie wytrzymałego materjału i szczególnie staranie ją wykonać.

Tablica 27. Szerokość korony murów oporowych na zaprawie.

Nadsypka

Szerokość korony przy wysokości muru h w m

Hm

1 ! 2    3 I 4 I 5    6    7 ! 8 I 9 I 10 I 12 I 14 ! 16 I 20

do 1

0,60 0,65 0,79 0,98 1,17 1,36 1/5 1,74[1,92 2/2 2/9 2/7 3,24 4,00 0,60 0,70 0,86 1,06 1,27 0,60 0,70 0,92 1,14 1/6 0,60 0,75 0,98 1,21 1,44

Cn i

00 ' -a

1,68 1/79 2,09 2/9 2/71 3/2 3/2 4/5 1,80 2/2 2,24 2,46 2/0 3,34 3,77 4,65 1,91 2,13 2,37 2,59 3,05 3,51 3,98 4,90

10

12

16

20

24

30

40

0,60 0,80 1,04 1,28 1,52 1,77 2,01 2.25 2,49 2/74 3,22 3,70 4,18 5,15 0,60 0,80 1,10 1,35 1,60 1,85 2,10 2,35 2,60 2,85 3^35 3^85 4,35 5,35 0,60 0,80 1,10 1,40 0,60 0,80 1,10 1,40 1,70 1,97 2,25

0,60 0,80 1,10 1,40 1,70 2,05 2,34 2,62 2,91 3,19 3,77 4,33 4,90 6,05 0,60 0,80 1,10 1,40 1/0 2^05 2,38 2,70 3,00 3/9 3/8 4/8 5,06 6/5 0,60 0,80 1,10 1,40 1,70 2/5 2,38 2/7013,05 3/0 4,02 4,64 5/6 6/0 10,60 0,80 1,10 1,40 1,70 2,05 2,38 2,70 3,05 3,40 4,13 4,81 5,44 6,70

1,92 2,18

2,70 2/6 3/7 4/0 4/1 5/5 2,79 3,07 3,62 4,16 4,71 5,80

2. Mury podporowe projektuje się i wykonywa, jak mury oporowe. Grubość z w. inoże być mniejsza, bo podtrzymują materjał o spójności większej, niż spójność świeżo wzruszonego materjału nasypowego ; ale nie da się ustalić ogólnie, o ile mniejsza. Zależy to głównie od spójności podpieranego gruntu, którą w każdym przypadku z osobna należy szacować. Budując koleje małopolskie, dawano murom podporowym z kamienia łamanego grubość taką samą, jak murom oporowym, w przekopach tych, których materjał jeszcze się trzymał przy stoku 3:2, a gdy trzymał się już przy stoku 5 : 4, zmniejszano ją o -—A — —

h (fig. 55). Jednakże z grubością muru

w koronie nie schodzono poniżej 0,6 m. Budując kolej Gothardzką, dawano murom podporowym z kamienia łamanego grubość taką samą, jak murom oporowym, w tych przekopach, których materjał jeszcze sie trzymał przy

oz/JT ,

stoku 3:2, a gdy trzymał się już przy stoku 5 : 4, zmniejszano ją o 20°/o, a gdy trzymał się już przy stoku 1 : 1, zmniejszano ją o 40°/₀. Jednak grubość muru w koronie musiała wynosić najmniej 0,6 rn.

(J. Usuwiska budowli ziemnych pociągają za sobą straty materjalne,

rcl

EH",

w nim

Nj

Fig. 55.

■ najczęściej olbrzymie, i nierzadko ofiary życia ludzkiego; dlatego powinno się im jak najtroskliwiej zapobiegać. Stwierdziwszy, że dany grunt jest już ph w ruchu lub że budowlą można zburzyć jego równowagę — należy go ominąć. Decydujemy się i budować, gdy koszt takiego ominięcia przenosi o wiele koszt zabezpieczenia budowli od osunięcia się. Tak samo należy nie dopuszczać do nasypu materjałów, które mogłyby grozić jego stałości, ale i od tego wskazania czasem odstępuje się, *gdy zamiana podejrzanego ma-terjału na pewny, kosztowałaby wiele więcej, niż zabezpieczenie budowli. Zabezpieczenia takie są w każdym razie niezmiernie kosztowne, wykonanie ich bardzo mozolne i trudne, a nie dają nigdy zupełnej pewności, że wystarczą. Plan ich powinno się wypracować jak najstaranniej, a wykonanie przeprowadzić, nim mogłoby nastąpić osuwanie się lub osunięcie budowli. Wstrzymanie bowiem ruchu gruntu i naprawa szkód powstałych są bez porównania mozolniejsze i droższe, niż zapobieżenie mu.

Usuwiska powstają zwykle z powodu wody, której nie spostrzeżono lub której działania nie uwzględniono dostatecznie. To też roboty zabezpieczające od osunięć, to prawie wyłącznie roboty nad odwadnianiem gruntu.

1. Usuwiska (osunięcia) we wykopach, a) Największe rozmiarami i najpoważniejsze skutkami zachodzą w takich warunkach: wierzchnia warstwa gruntu przepuszczalna leży na nieprzepuszczalnej, pochylonej poprzecznie. Wcinając przekop, zabieramy lub osłabiamy oparcie górnej stronie wierzchniej warstwy, która też zsuwa się w dół po powierzchni nieprzepuszczalnej warstwy, oślizgłej od wody.

war-

Jeżeli

Najlepszy środek zapobiegawczy — powiększenie tarcia między obu stwami, co najskuteczniej osiągnąć odwodnieniu powierzchni ześlizgu, jej głębokość nieznaczna, 5—7 m, zakłammy sączki wzdłuż przekopu 0,75 —1,0 m szerokie, zapuszczone około 0,50 m w warstwę nieprzepuszczalną, o spadzie przynajmniej 1%, które chwytają wodę powierzchni ześlizgu i prowadzą ją do studzienek zbiorczych, skąd spływa do rowów przekopu. Sączki tworzymy najlepiej z kamienia. Czasem głębokość powierzchni ześlizgu jest tak znaczna, że okazuje się taniej bić szyby i od nich prowadzić sztolnie, niż kopać otwarte rowy. Najlepszy ten sam środek zaradczy, jeżeli i wierzchnia warstwa nieprzepuszczalna, ale pod nią leży warstwa wodonośna, spoczy-

wająca na następnej znowu nieprzepuszczalnej warstwie. Tak samo, gdy liczne cienkie warstwy nieprzepuszczalne, poprzegradzane warstewkami wodonośnemi, czyli gdy ma się liczne powierzchnie ześlizgu.

Inny środek zapobiegawczy to stworzenie oparcia usuwającym się masom, np. : przez mury podporowe; przez nasyp z ciężkiego, zdrowego ma-terjału, danego, po oczyszczeniu powierzchni ześlizgu, na miejsce ściętej i wywiezionej części gruntu, mogącego sie ześlizgnąć (fig. 56) ; przez danie murów podporowych z obu stron przekopu i rozparcie ich sklepieniami itd.

Pi asie z

ześlizgu.

Zwykle jednak wszystko to zawodzi,. jeżeli nie osuszymy dostatecznie powierzchni ześlizgu.

Fig. 56.

b)    Drobniejsze osunięcia zachodzą z w. przez rozmoknięcie stopy stoku.

Zdarza się to, gdy grunt łatwo rozpuszczalny, a woda ciągle stoi w rowach lub niemi przepływa. Środek zapobiegawczy — odsunąć stopę stoku od zewnętrznej krawędzi rowu, lub rów obrukować albo obmurować.

c)    Drobniejsze rozmiarami osunięcia następują także, gdy grunt stoków ziemisty, ilasty, gliniasty wysącza wodę drobnemi licznemi żyłkami. W czasie mrozów wierzchnia warstwa stoku zamarza na pewną grubość, staje się nieprzepuszczalną, poza nią gromadzi się woda, a ta, rozmiękczając grunt, wytwarza powierzchnię ześlizgu, po której zsuwa się zmarznięta wierzchnia warstwa stoku. Środek zapobiegawczy — założenie sączków odwadniających nieco poniżej głębokości, do jakiej sięga mróz.

d)    Wreszcie drobniejsze osunięcia widzimy w wy łuszczeniu stoków. Środek zapobiegawczy — w powierzchni wyłuszczenia zrobić wycięcia schodkowe i na miejsce wyłuszczonego materjału dać inny, zakładając w nim równocześnie sączki ; najlepiej użyć materjału kamiennego.

2. Osunięcia nasypów. Zdarzają się:

a)    gdy nasyp budowano na zboczu bez odpowiedniego przygotowania podłoża, zaniedbawszy: wycięcia stopni, rowów odwadniających od strony górnej, odwodnienia podłoża, jeżeli wysącza wodę (por. str. 66);

b)    gdy budowano go z mokrego lub zmarzniętego materjału i gdy ma-terjał sypano w sposób, przy którym łatwo tworzą się powierzchnie ześlizgu w samym nasypie. Należy tego nie dozwalać. W razie nieodpartej konieczności użycia materjału wilgotnego, trzeba go sypać warstwami, by łatwiej prze-sychał i by zapobiec wytworzeniu się płaszczyzn ześlizgu; a także trzeba dać w nasypie liczne sączki, by materjał dalej mógł osychać. Zmarznięte bryły usunąć. Praktykowane dawanie ich w stopę nasypu — ryzykowne, choć się je uprzednio rozdrobni;

c)    gdy nasyp budowano na gruncie o warstwach pochylonych, między któremi mogą powstać powierzchnie ześlizgu czy to z powodu dostania się większej ilości wody między warstwy, czy też dlatego, że wielki ciężar nasypu zburzy istniejącą dotąd równowagę w układzie warstw. Wtedy następuje przesunięcie się wierzchniej warstwy gruntu po dolnej, przyczem zwyczajnie wierzchnia warstwa bywa

Karsin,

° Wodonośna Fig. 57.

wysadzona w górę tuż obok na-sypu. Położenie to samo, co przy osunięciu się przekopów, środek zapobiegawczy też ten sam, tj. osuszenie powierzchni ześlizgu lub też przekroczenie danej przestrzeni

nie nasypem, lecz wiaduktem, którego filary będą fundamentowane na dolnej pewnej warstwie. Inne sposoby, jak np. przytwierdzenie wierzchniej warstwy do dolnej palami, betonowemi słupami itd., jak podparcie nasypu murami

oporowemi lub narzutem kamiennym itp., mogą działać pomocniczo, obok odwodnienia; same są śordkiem zawodnym.

3. Wstrzymanie ruchu, odbudowa. Bywają osunięcia sic, które trwają bardzo długo, całemi miesiącami i latami nawet, i bywają nagłe. W pierwszym przypadku staramy się ruch wstrzymać, co najskuteczniej uczynić przez odwodnienie powierzchni ześlizgu ; budowanie zapór w jakiejkolwiek postaci, mury, pale, nasypy z ciężkiego materjału itp. prawie zawsze zawodzą. Robi się więc to samo, co przy pracach, mających niedo-puścić do ruchu gruntu, tylko, że w dużo cięższych warunkach.

W drugim przypadku — gdy budowla już się usunęła — musimy nieraz odwieźć osunięte masy (przychodzi to zawsze, jeżeli się osunął wykop), następnie uporządkować usuwisko, zastosować wszelkie zapobiegawcze środki na przyszłość i wreszcie samą budowlę doprowadzić do pierwotnego stanu. I tutaj robi się więc to samo, co przy pracach, mających nie dopuścić ruchu, tylko że w dużo cięższych warunkach i z dodatkiem kosztownych robót ódbudowy (fig. 57).

LITERATURA.

Podręcznik do określenia kosztów robót budowlanych, prace Karbowskiego i Wieliń-skiego o normach dla robót ziemnych. Warszawa 1922 —1924 (w druku).

Podstawy wartościowania dzieł budowniczych, roboty gruntowe i przewozy. 1921.

S k Warczyński, Podręcznik budowlany. Lwów i Warszawa 1925.

Frick et Canand. Tracé et terrassements. 1920.

Pa zali, Preisermittlung itd. 1922.

Jansen, Bauingenieur in der Praxis. 1913.

Knauer, Erdbau. 1919.

Osthof, Kostenberechnung für Ingenieurbauten. 1909.

Willman, Erdbau (Handbuch d. Ingenieurwiss. I. Teil, 2. Band. 1905).

Bochefort, Urocznoje położenje. 1916.

Salmonowicz, Sostawlenje smiet. 1897.

Tunele.

W dziale niniejszym będą omówione tylko te budowle komunikacyjne, które wykonywa się w całości pod ziemią sposobami górniczemi czyli sposobami tunelowania; zatem pominięte zostaną tunele, wykonane na dniu w wykopach, jak np. tunele kolei miejskich.

zmn

Tunele, stosowane we wszystkich budowlach inżynierskich, mają na celu iejszenie spadku pewnej komunikacji, skrócenie jej długości lub ominięcie przeszkód różnego rodzaju. Trudności w budowie zależą od rodzaju przebijanego materjału, od ciśnienia, od wody, temperatury podziemnej, gazów, od położenia względem powierzchni ziemi, nadto od wymiarów przekroju poprzecznego i od długości. Stąd potrzeba dokładnych badań geologicznych i dążenie do zmniejszenia wymiarów. Teorje ciśnienia ziemi w tunelu czyli parcia gór jeszcze nie są bezwzględnie ustalone; z wielkością parcia zapoznaje sztolnia i zachowanie się jej obudowy.

Sztolnie. Kształt i średnie wymiary wedle fig. 58 ; powierzchnia 4—10 m2 zależnie od ciśnienia ziemi, od

sposobu transportu i 4vielkości przewodów wodnych, sprężonego powietrza itp. Zasadniczo bije się sztolnię z obu stron ku sobie, od wylotów, jedną lub dwie, wyjątkowo więcej, jako sztolnię spągową, gdy leży w dole pełnego przekroju tunelowego, lub stropową, gdy leży w górze. Jedna z nich zwie się kierunkową. Obudowa sztolni zależy od ciśnienia ziemi. W skałach obywamy się bez niej, albo też przez zaciągnięcie samych oczepów, a na fig. 59, lub o czep ów wspartych na stojakach (węgarkach s) ; przez założone za nie deski rozstawione osła-

niamy przed obrywającemi sie skałami. Gdy ciśnienie większe, tworzy sie odrzwia (wieńce), usztywnione podłużnie wzajemnie rozporami, fi 0,15 do 0,20 m ; brusy 4—8 cm zakłada sie lub wbija po zaostrzeniu wprost lub przy pomocy klinów i podkładek, fig. 59. Odstęp stojaków 2,0—0,6 m, fi 0,25 — 0,35 m. Gdy ciśnienie bardzo wielkie, ciesiołka staje się górniczą: między odrzwia główne wstawia się pośrednie, proste lub rozporowe ; wymiary rewna stają się większe. Obudowę wykonywa się najpowszechniej z krąglaków drewnianych (zw. z drzewa miękkiego o jak najprostszych połączeniach), a wtedy zwie À się ciesiołką, niekiedy z że- ' # laza walcowanego (tam, gdzie Û sztolnia jest definitywnym tu- fj nelem, a rama żelazna zostaje 9 obetonowana, lub tam, gdzie ciśnienia są wyjątkowo wielkie). *

Szyby. Rozróżnia się szyby : robocze (dla budowy), wentylacyjne (dla przewietrzania), komunikacyjne (ruchowe) na podziemnych kolejach miejskich i na podwodnych tunelach ulicznych, a wreszczie odwadniające dla tunelów podwodnych.

Szyby robocze, służące dla przyspieszenia bicia sztolni, bywają pionowe lub pochyłe; są rzadko stosowane; mają zw. kształt prostokątny, wymiary normalnie 5—12 m², czasem i więcej, głęb. 60—100 m, najjw. do 250 m i podzielone są na przedziały dla transportu materjałów i ludzi, oraz dla umieszczania przewodów do pompo-

StropfPiętro)

-- //z—    j

Strop

Sztolnia % (Chodniwt

fNf » :

Kanal octfißfyrvSf ç

Spąg

*_ min o,oo2]

rrth- ~S>

Spąp fSpodęk)

Fig. 58. (W nawiasie wyrażenia górnicze.)

wania wody, przewodów elektrycznych, powietrznych itp. Wymiary zależą od ^ głębokości. Stoją na osi tunelu lub [Jd"

kątne lub koliste, o wymiarach jak robocze, otrzymują niekiedy, przez zapuszczanie jako studnie, odrazu obudowę ostateczną z kamienia, cegły, betonu lub żelbetu.

Fig. 59.

Podobnie szyby odwadniające, których średnica zazwyczaj wynosi w świetle 4,5—5,5 m.

Szyby ruchowe zw. okrągłe, o wymiarach średnicy od 7—30 m, otrzymują obudowę ostateczną najczęściej z betonu, żelbetu lub żeliwa.

Wyłam czyli odbudowa. Wykonywa się stosownie do rodzaju ziemi i długości tunelu albo zwykłem wydobywaniem albo rozsadzaniem, jak w robotach ziemnych. Wiercenia dla rozsadzań wykonywa się ręcznie — w krótkich tunelach, w górach mniej jednolitych i mniej twardych — i maszynowo — w tunelach długich, gdzie szybkie przebicie sztolni przyspiesza ukończenie całego tunelu. Wiercenie maszynowe przy pomocy wiertarek pneumatycznych, hydraulicznych lub elektrycznych, wymaga rozległych i drogich instalacyj.

W sztolni postęp w rozsadzaniu zależy od szybkości wiercenia otworów, usuwania narzędzi wiertniczych, wybuchu i przewietrzenia, a przedewszyst-kiem od szybkości usuwania, tj. od wozu czyli transportu rozsadzonego materjału; czynności te razem zwą się włamem (atakiem). Ilość otworów wiertniczych w sztolni kierunkowej 5—25, 1—2 m głębokich, fi 30—70 mm, pochylonych do ściany włamu pod 10—20°. Do wybuchu doprowadza się najpierw otwory środkowe.

Dla przyspieszenia roboty, zwłaszcza w sztolni, używa się tylko gwałtownych materjałów wybuchowych: dynamitu, żelatyny wybuchowej, dynamitu żelatynowego itp., ostatnio i płynnego tlenu. Zapalanie powszechnie lontami. Postęp w sztolni na dobę: wiercenie ręczne 0,4—3,0 ot, maszynowe 3—10 ot. Ilość dynamitu 5 — 30 kg Iw.

Wyłam pełnego przekroju odbywa się w pierścieniach czyli częściach długich 3—15 ot, normalnie 6 — 9 ot, dawniej i przy maszynowem wierceniu otworów w sztolni ręcznie, zaś w ostatnich latach pneumatycznemi wiertarkami r e wo 1 w er o w e mi (młotami wiertniczemi).

Postęp miesięczny wyłamu w metrach można przyjąć w projektach wedle tablicy 1.    '

Tablica 1.

Sztolnia

Szyb

Pełny wyłam¹)

Rodzaj ziemi

przy wierceniu

ręćznem maszyn, ręcznem | maszyn, j recznem j maszyn.

Płynna ...

Sypka ....

Łupliwa, krucha Twarda ....    15 — 40 70 — 180 10—20

Bardzo twarda .    10—20 70—150    5—10

5—8

2—5

10—30

2—5

10—60 20 — 50 70 — 100 10—20

>20—40

5—20

10—20

20—40

20—30

Brak dat

') Jednotorowe tunele kolejowe (około 35 m² przekroju wyłamu).

Ze względu na możliwość zgniecenia omurowania przez cisnącą ziemie podnosi się je w kluczu ponad przepisany przekrój o 0,15 — 0,50 ot, niekiedy i powiększa szerokość wolną między przyczółkami o 0,10—0,25 m ; wyłamywany przekrój przeto musi być powiększony conajmniej o ten wymiar.

Transport. (Por. „Roboty ziemne“, str. 37.) Od wóz (wogóle transport) w sztolni odbywa się, jak przy robotach ziemnych, kolejkami roboczemi : zależnie od długości tunelu wózki bywają pchane przez ludzi, ciągnione przez konie do 600 ot, lub lokomotywy pneumatyczne, parowe bez paleniska (o kotle napełnionym zewnątrz tunelu parą o wysokięm napięciu), benzynowe lub rzadziej elektryczne ; te ostatnie w gotowych częściach długich tunelów. Szerokość toru 0,60 —1,435 ot, szyny od 4 Icg/m, podkłady drewniane lub żelazne. Wózki skrzynkowe i pomostowe wąskie a długie, o podwoziu Żelaznem a skrzyni i pomoście drewnianym, lub kolebkowe i skrzynkowe całe żelazne o pojemności 1,0 —1,6 ni³ ; większe (do 2,5 m³) mniej korzystne. Mijanki nawet w długich tunelach nieliczne. Mijanie czasami przez chwilowe wyciągnięcie w górę pustych wozów, t. zw. mijanka powietrzna. Ładowanie na wózki prawie tylko ręczne.

Czas jednego włamu w sztolni skraca wysoce szybki odwóz, który trwa 2—4 godzin. Koszta odwozu są 2—3 razy wyższe niż na wolnym szlaku.

W szybach uż. wyciągów różnych systemów, uruchomianych parą lub elektrycznością z sygnalizacją. Koszta 1,5—2 razy wyższe niż koszta odwozu w sztolni.

Przewietrzanie, a) Budowa: W tunelach krótkich odbywa się samo przez się, wyjątkowo w silnie zakrzywionych zachodzi potrzeba kominów przy wlocie, podgrzewanych piecami. W długich wyjątkowo buduje się szyby, zasadniczo zaś doprowadza do miejsc roboczych świeże powietrze rurociągami tłocznemi. Zapotrzebowanie świeżego powietrza liczy się na dobę dla 1 robotnika z lampa 240 ot³, 1 konia 850 ma, 1 kg dynamitu 300 w³.

b) Tunel z odbywającym się ruchem: Sztuczne przewietrzanie konieczne przedewszystkiem w tunelach kolejowych, górskich i miejskich,

nawet stosunkowo krótkich, gdy poped jest parowy. Odbywa się ono przez wtłaczanie świeżego lub wysysanie zepsutego powietrza przy pomocy umyślnych urządzeń i wentylatorów motorowych, różnych systemów (Saccardo, Guibal i iu.) u wlotów. Same szyby wentylacyjne dają bardzo słabe wyniki, dlatego zawsze zaopatruje się je w motorowe wentylatory.

ja]

m* .i-.

JlcS

EOT

Temperatura. W długich, głęboko po- ₂;j| łożonych sztolniach temperatura często podnosi Ąi się ponad 50° C. Człowiek pracuje jeszcze nor- fm malnie w 25—28° C. Temperaturę obniża się 'Ęm więc przez przewietrzanie i doprowadzenie zim- 4, nej wody.

Odwodnienie. Dopływ wody w sztolni ' it ^    .-.»«u. iLJu. in

czasowo dochodził do 10 msl»ek. Odpływ z re- •    '-'.-Z-'~

Fig. 60.

guły za spadem sztolni kanałem spągowym, przy spadzie zaś sztolni ku przedsobiu przelewaniem lub pompowaniem. Wyjątkowo sztolniami poza obrębem tunelu. Tunele długie zakłada się zasadniczo w spadkach ku wylotom.

Oświetlenie. Każdy robotnik podczas budowy ma lampę oliwną lub acetylenową. Oświetlanie elektrycznością wyjątkowe jako bardzo kłopotliwe.

-m -

Z2S-

śkM

nQ2

PSAJ

Wytyczanie, a) Przed budową: Polega na ustaleniu między wlotami kierunku, długości i różnicy wysokości. W terenach łatwych wykonywa się tyczenie wprost po gruncie zwy-kłemi metodami mier-niczemi, w trudnych zaś kierunek i długość wyznacza się triangu-lacją. Przed wlotami osadza się zawsze punkty stałe z punktami celowniczemi na kie-

runku prostym, a jeżeli tunel w łukacb, to dla przedłużonych skrajnych stycznych również punkty stałe wysokościowe. b) W

J2

tunelu w czasie budowy:

Fig. 61.

Ważniejsze wyznaczenia kierunku i wysokości wykonywa się zawsze na nowo z owych punktów stałych przed wlotami. Pomiary przeprowadza się przy pomocy świateł silnych lamp, oświetlających przyrządy, i umyślnych aparatów ze światłem.

Tyczenie łuków idzie najlepiej kątami obwodowemi.

Obudowa tymczasowa pełnego przekroju. Najpowszechniej w ciesiołce, wyjątkowo w żelazie, a nawet w murze. Z powodu zgnieceń i skręceń wyłam zależnie od rodzaju ziemi robi się szerszy, a zwłaszcza wyższy od zewnętrznych ścian (obudowy stałej) o murów an i a. Podparcie więzarami, fig. 60 i 61, przyczem belki główne na obwodzie więzaru układa się albo równolegle do osi tunelu, fig. 60, albo w płaszczyźnie więzara, fig. 61. W systemie pierwszym, p łatwi owym lub podłużnym bywają więzary albo wachlarzowe, fig. 62, albo z belką pośrednią długą, fig. 61, lub krótką, fig. 60.

W systemie drugim, krokwiowym (poprzecznym) więzary wykonywa sie z belką pośrednią długą lub krótką.

Więzarów 2—5. Płatwie </> 25-—60 cm, krokwie nieco słabsze, rozpory $15 —25cw. Poza płatwie i krokwie zakłada lub wbija się brusy w te

c-

same sposoby, jak w sztolni, zależnie od ciśnienia ziemi. Obudowa płatewkowa stosowana częściej jako korzystniejsza, śg.    Obudowa czysto żelazna (system Rżi-

•52

Ü«

'M

^ lia’y z części odlanych należy do historji) sśgę ze starych szyn lub kształtowników uży-łg|f wana wyjątkowo, jako znacznie droższa NjgęH od drewnianej; częściej używano kształto-lEfe wników na obwodzie drewnianych wieza-IÄ&S? rów lub jako krażyny dźwigające w sy-stemie Kunza (1920).

■ï

Obudowa stała. Omurowanie

Fig. 62.

w pierścieniach zaczyna się z reguły od przyczółków P, potem idzie sklepienie <S', a wkońcu ewentualnie sklepienie spągowe B, fig. 63, chociaż porządek ten bywa też niekiedy odmienny. Materjały omurowania: kamień łamany, cios półobrobiony i czysty, cegła, klinkier, beton ubijany, kamienie sztuczne i żelbet. Zaprawa zwykłe cementowa, rzadko cementowo-wapienna i z wapna hydraulicznego. Te ostatnie zaprawy używane tylko w tunelach suchych i. o małem ciśnieniu.

Kamień łamany, bardzo powszechnie używany, musi być absolutnie nie wietrzejący i o dużej wytrzymałości; naprężenie dopuszczalne na ciśnienie muru kc = 20, najw. 25 kg/cm².    Ciosu półobrobionego

Ka-

■S

25—30 kglcm², ciosu czystego 50—60 kglcm². Cios YrTfe czysty używany często w sklepieniach, wogóle, gdzie |p|| wielkie ciśnienia. Cegła i klinkier mimo pewnych I § zalet mało sąstosowane, kc — 25—30 kglcm².

Fig. 63.

-Jcp&L mienie betonowe, mieszanina 1 : 6 — 1 : 7, o wymiarach dowolnych, najczęściej wielkość 1—4 cegieł, w tunelach o małych ciśnieniach, kc .= 20—‘Ib kglcm², mało używane. Lepsze od nich prasowane kamienie cementowo-wapienne. Beton ubijany, używany w tunelach suchych o małych ciśnieniach i rzadziej w sklepieniach; głównie jako okładzina. Mieszanina 1:9 —1:3, niekiedy dla szczelności z wapnem łub trasem. Żelbet z wkładkami z kształtowników (jako rama) albo z drutów; używany gł. w tunelach kolei i kanałów miejskich dla oszczędności wymiarów i w tunelach dla wody pod ciśnieniem, oraz przy rekonstrukcjach.

Obudowa żelazna opisana jest w metodzie rurowania.

litej, nie wietrzejącej omurowanie odpada, lub co lepiej, wykonywa się okładzinę (o grubości w kamieniu łamanym 0,35—0,50 m, w betonie ubijanym 0,20—0,30 m, w żelbecie 10 cm), ponieważ późniejsze roboty podczas ruchu są zawsze kłopotliwe i kosztowne. Dlatego wymiary omurowania długich tuneli są zawsze silne. Wymiary muru z kamienia łamanego dla jedno- i dwutorowych tunelów kolejowych, z najnowszych tunelów austrjackich (1900—1909) podaje tablica 2.

Obliczanie wymiarów omurowania jest możliwe przy niektórych przyjęciach lub w niektórych warunkach terenowych wedle reguł statyki budowli. Częściej przyjmuje się je wedle wymiarÔAV tunelów wykonanych.

Wykonanie omurowania. Zawsze pierścieniami nie łączonemi z sobą. Robota z powodu ciasnoty, usuwania obudowy tymczasowej, lichego' oświe-

Wymiary omurowania. Zależą od ciśnienia, materjału i przekroju w świetle. W skale

Tablica 2. (Wymiary w metrach).

Tunele jednotorowe

Tunele dwutorowe

Ciśnienie

Sklepienie

Przyczółek

3,0 I 2,4 ! 0,5

nad niweletą

Sklep.

spąg.

Sklepienie

Przyczółek

3,1 I 1,9 1 0,0

nad niweleta

Sklep.

spąg.

Słabe

© © ta

©~ ©~

© © iO^©

cT ©~

© o cP cP

o ©

i>*©^ ©~ ©

pp

'd'd © ©

© X72 O^©

cP cP

© © uo 00 ©~ ©'

o o o' t-T

Silne

a> jo © "go "© 'd

© © ©

H-¹ M-

'ho "-o i-*-

OT O O

© © © rt iC b*

o' o' o'

J”* P P 'oo'oc'oä

©Od

'bo'o'bo

d d ©

O O O © r-^ O cT t-T «

1,65

1.80

2,45

o So o' o' -r-T

tlenia i przeszkód z powodu innych robot jest trudna. Wymiarów przepisanych musi sie zawsze dochować. Przyczółki z reguły muruje sie aż do skały, rzadziej tylko o przekroju podanym, wypełniając resztę szczelnym suchym murem; sklepienie natomiast wykonywa sic o przekroju podanym, a po jego pokryciu, wypełnia sie próżnię murem suchym lub na zaprawie. Sklepienie spągowe muruje się łękami o szerokości 2,0 — 2,5 m. Przyczółki muruje sic wedle szablonów, sklepienie na krążynach z drzewa, lub z żelaza, tak silnych i tak więzarami podpartych, aby wytrzymały ciśnienie ziemi, które na nie przenosi się w miarę usuwania z powodu murowania obudowy tymczasowej. Odstęp krążyn min. 0,9 m, pokrycie wąskiemi brusami (beleczkami), ustawienie najlepiej na klinach.

W miejscach, gdzie występuje woda, po wyrównaniu sklepień zaprawą, pokrywa się je blachą żelazną zwykłą, falistą, cynkową, ołowianą, płytami beto-nowemi lub żelbetowemi i matami odpowiednio impregnowanemu ; najlepsze są maty (juta) z blachą ołowianą. Przy rekonstrukcjach wykonywa się uszczelnianie sklepienia przez wtłaczanie zaprawy cementowej pod ciśnieniem. Woda Z poza sklepienia albo sączy się otworami u wezgłowia po widocznej ścianie przyczółka lub poza przyczółkiem, i to albo przez suchy mur, albo przez umyślne pionowe kanaliki, wypełnione kamieniem lub puste, i uchodzi albo do kanału spągowego albo powyżej niwelety.

Wloty (portale) stosują się do kształtu i warunków terenowych. Najprostsze typy są o skrzydłach prostopadłych i równoległych do osi. Niekiedy wykonywa się je o bogatszej architekturze.    żfl

Ulż

On

Metody budowy. Tunele o małym prze- Jul kroju (np. wodociągowe, odwadniające itp.) wyła- Æpf*“r— "■% muje się albo odrazu w pełnym przekroju (metoda bezsztolniowa) lub najpierw w kalocie, potem między przyczółkami, i obudowuje tymczasowo kro-kiewkami, często żelaznemi. Omurowanie wykonywa , się w następującym porządku albo: 1. sklepienie spą- J gowe, 2. przyczółki, 3. sklepienie, albo: 1. przyczółki '

2. sklepienie, 3. sklepienie spągowe.

*•

Fig. 64 i 65.

Dla tuneli o dużych wymiarach metod głównych jest cztery; z nich wyrobiły się metody kombinowane.

Metoda francuska czyli niemiecka, fig. 64 i 65, polega na wyłamaniu z sztolni, jednej lub dwóch, tylko tyle góry, ile potrzeba dla murowania. Pozostaje ośrodek ziemny, na którym wspiera się obudowa tymczasowa, aż do ukończenia omurowania, wykonywanego w porządku: 1. przyczółki, 2. sklepienie, 3. ew. sklepienie spągowe, lub: 1. sklepienie, 2. przyczółki. Metoda

r\

korzystna jest w grantach zwięzłych, nie cisnących i w tunelach o dużym przekroju (stacje kolei miejskich podziemnych, fig. 64 i 65, duże kanały żeglugi).

Metoda belgijska, fig. 66 i 67: z sztolni spągowej lub stropowej wyłamuje się najpierw kalotę, muruje sklepienie, potem wyłamuje kolejno i muruje z podchwytywaniem sklepienia jeden, potem drugi przyczółek, a nakoniec ewentualnie sklepienie spągowe. Obudowa tymczasowa płatewkowa. Metoda, jakkolwiek (zwłaszcza dawniej/ często stosowana, ma pewne ujemne strony. Odpowiednia dla tunelów o niewielkim przekroju, np. jednotorowa tunele kolejowe, w skałach suchych, dość wytrzymałych, ale nie wymagających nazbyt silnych rozsadzam Do gruntów cisnących się nie nadaje.

Metoda angielska, fig. 68, 69 i 70 : wyłam z reguły z sztolni spągowej ; potem przez sztolnię stropową wyłamuje się kalotę i dół, czyli wykonywa się

Jll

î^VnJT

f jll ; p i

1Ł)§P

Fig. 66 i 67.

's *

V⁸ «

j;

jtfmt

Fig. 68, 69 i 70.

Tl

3-9

1Û-I3

L.'vj

przed murowaniem całkowrity wyłam, ale tylko w jednym pierścieniu, nie naruszając zupełnie najbliższych, fig. 70. Ciesiołka tylko podłużna o jednym więzarze, gdy końce płatewek opierają się na wykonanem sklepieniu, lub o dwóch wiezarach, zatem przestrzeń wr całym pierścieniu otrzymuje się wolną. Porządek omurowania: 1. przyczółki, 2. sklepienie, 3. ewentualne sklepienie spągowe, lub (fig. 69):    1. sklepienie spągowe, 2. przyczółki,

3. sklepienie. Po ukończeniu omurowania pierścienia wolno przystąpić do wyłarnu pierścieni sąsiednich ; pi-zeto powolny postęp ogólny. W tej pierwotnej formie prawie nieużywana. Korzystna dla tunelów prawie suchych, o niewielkiem ciśnieniu.

W metodzie austrj ackiej, fig. 71, również wykonywa się wyłam— obojętne, z jakiej sztolni — w całości przed rozpoczęciem murowania i to postępując pierścień za pier-ścienieni, niejako schodkami w kierunku osi tunelu. Podobnie i omurowanie.

;t 2 J i

' TUT’

'suhl/, 9 4SS!

I112

13

10

Fig. 71.

Równocześnie przeto w robocie, zależnie od ciśnienia, za porządkiem 2—5 pierścieni, czyli 5 — 50 m tunelu.

Obudowa tymczasowa płatewkowa, albo krokwiowa górą, dołem płatewkowa z odpowiednią ilością więzarów. Omurowanie idzie w dowolnym porządku. Metoda nadaje się do wszelkich grantów ; dużo miejsc roboczych, więc postęp ogólny szybki.

Metody rurowania są dwie; zasadniczo sztolni się nie pędzi, więc odrazu wykonywa się wyłam pełnego przekroju pod osłoną części lub całkowitej rury żelaznej, wT pierwszej w zwykłem, w drugiej w ścieśnionem powietrzu.

W pierwszym wypadku — rurowanie zwykłe — albo część górna rury albo cała rura o przekroju dostosowanym do przekroju tunelu posuwa się w teren *— przy równoczesnem jego wydobywaniu dźwigów hydraulicznych, opartych o w

zapomocą

ykonane omurowanie poprzedniej części, przytem rura obejmuje omurowanie na pewnej długości. Omurowanie dowolne, najczęściej betonowe. Metoda stosowana w ziemiach luźnych lub mało spoistych, suchych.

Budowę tunelów w ziemiach nasiąkłych woda, a więc przedewszystkiem tunelów podwodnych, wykonuje się rurowaniem pneumatycznem, fig⁻. 72 i 73. Pełna rura, o długości znaczniejszej, zawiera poza ostrzem o i częścią, w której pracują robotnicy, oraz poza częścią dla dźwigów powietrzną śluzę ko-morową. Omurowanie w pierścieniach z żeliwa o szer. około 0,50 w lub żelaza walcowanego o szer. ok. 0,25 pierścień skł. się z części ześrubowanych. Zewnątrz chroni się żelazo przez wtłaczanie przez otwory w żelazie zaprawy cementowej, wewnątrz najczęściej też się żelazo obetonowuje.

rtuA

Fig. 72 i 73. 0 ostrze, D dźwig, K jego trzon i S stopa, M gotowe omurowanie.

Kilka tunelów wykonano też metodą zamrażania grantu.

Tunele kolejowe, a) Tunele górskie: Kształt przekroju w świetle tunelów jednotorowych jest prawie eliptyczny, dwutorowych więcej kołowy. Wymiary poza skrajnią mają być najmniej o 0,20 m, lepiej o 0,40 m w jednotorowych, a o 0,30 m w dwutorowych większe przez wzgląd na roboty konserwacyjne, a w jednotorowych przez wzgląd na opór powietrza, który jest wcale znaczny, 1,5—2,5 razy większy niż na otwartym szlaku; również należy uwzględnić rozszerzenie i przechyłkę toru w krzywiznach.

Tunele na kolejach jednotorowych, które w przyszłości mogą być przebudowane na dwutorowe, buduje się odrazu jako dwutorowe,- gdy tunel jest długi lub gdy ciśnienie jest duże.

Przeciętne wymiary w świetle podaje tablica 3.

Tablica 3.

Wymiary w m

Tor normalny

jeden

dwa

Tor 1,0 m szeroki

Największa szerokość.....

Szerokość w poziomie niwelety . Wysokość ponad niweletą . . .

5,0—5,5 4,4—6,5 ^ 5,5

8,0—8,9 6,0—8.3 6,0—7^4

3,5—4,5 4,0

4,2—5,0

Tunele krótkie zakłada się w tern samem pochyleniu podłużnem, co kolej, a w czasie budowy, ze względu na odwodnienie i na transport, o ile możności nie poziomo; tunele długie w spadkach 0,002 — 0,005, założonych obustronnie ku wylotom. Spadek graniczny zmniejsza się o ¹/₅ z powodu oślizgłych wilgocią szyn.

Kierunki tunelów krótkich dajemy takie, jakie wypadają z trasy kolei, zaś długich tunelów z reguły proste, tylko części u wylotów niekiedy w łukach.

b) Tunele miejskie. Kształt przekroju często odmienny od normalnego ze względu na skrajnię, stosuje się, jak zwykle, i do parcia ziemi albo też i do stosunków wody gruntowej i głębokości pod terenem. Przekrój prawie zawsze dwutorowy i o kształtach tunelów kolei górskich, z wyjątkiem części rurowanych, gdzie dla zmniejszenia trudności budowlanych wykonywa się dwie osobne rury, co jest korzystne również ze względu na spadki, pomyślane dla wjazdu i wyjazdu z przystanków odmiennie dla jednego i drugiego toru. Kierunki dowolne. Budowa tunelów miejskich przeważnie trudna i kosztowna.

Tunele kolei miejskich i tramwajów wykonywa się bardzo często nie metodami tunelowania, lecz w otwartych wykopach różnemi metodami fundowania. Są to niekiedy budowy nader pomysłowe, piękne pod względem inżynierskim.

Tunele dla kanałów spławnych. Przekrój z reguły dla jednej łodzi, o wymiarach dostosowanych do tejże łodzi ; dla zmniejszenia oporów ruchu miedzy łodzią, a ścianą tunelu wolna przestrzeń 1,0—1,5 m. Najczęściej tylko jednostronna ścieżka holownicza, przeciętnie 1,0—1,5 m szeroka, umieszczona często dla powiększenia przekroju wody, a więc dla zmniejszenia oporów ruchu na wspornikach. Niweleta pozioma.

Tunele (sztolnie) dla wody roboczej. Kształty i wymiary najrozmaitsze. Spadki nie przekraczają naogół 0,003, aby nie wywołać chyżości

szkodliwej dla omurowania. Długości rozmaite, często b. znaczne. Kierunek zasadniczo prosty. Obudowa szczelna.

Przy przegrodach dolin często spotyka się i szyby. To samo prawie da się powiedzieć o tunelach dla wodociągów (tunel Schandacken dla N. Jorku dł. 29 km), i kanalizacji, potoków i urządzeń od-L wadniających.

I Tunele drogowe i uliczne. Pier-wsze bardzo nieliczne, krótkie, o zmniejszonych wymiarach drogi w przekroju poprzecznym. Tunele uliczne dzielą się na górskie i podwodne. Górskie otrzymują zazwyczaj dużą szerokość (do 20 m) dla pomieszczenia jezdni i chodników. Tunele uliczne podwodne przeznaczane bywają albo dla ogólnego ruchu ulicznego albo tylko dla pieszych albo tylko dla pojazdów. Często dwa równoległe. Obecnie powszechnie budowane metodą rurowania, fig. 74, o zewnętrznej średnicy rury zwykle nie większej nad 10,0 m. Przy nich prócz ramp szyby z wyciągami. Oświetlenie tunelów ulicznych elektryczne; nadto av długich sztuczne przewietrzanie.

'W-

—A50-^

_ .'3ÖU*

» «ff

/2S~^~j- {-r-1.82 —I25~ß

■\

Fig. 74.

LITERATURA.

Iiegonez: De l’emploi du bouclier. Paris 1897.

Brunton, Davis and Davies: Modern Tuneling. London 1921.

Birk Al.: Der Tunnelbau. Leipzig 1922.

Dolezalek: Der Eisenbahntunnel. I. Berlin 1919,

Handbuch der Ing.-Wiss.: Tunnelbau. Leipzig 1920.

Handbuch für Eisenbetonbau: Tunnelbau, Stadt- und Untergrundbahnen. Berlin 1912.

Lucas Gr.: Der Tunnel. Berlin 1920.

Drogi.

I. Ruch na drogach.

1. Ruch pieszy wymaga ze względu na swobodę i bezpieczeństwo na drogach więcej ożywionych wyodrębnienia go od ruchu kołowego na chodnikach lub poboczach.

Obciążenie: ciśnienie (statyczne) stopy człowieka na nawierzchnię drogi 0,3—0,5 kg jem²; dynamiczne (przy uderzaniu stóp o nawierzchnię podczas ruchu) może być kilkakrotnie większe. Jeden człowiek w gęstym tłumie zajmuje powierzchnię 0,3—0,4 m².

Drogi.

oc

Æy ja

xWgzoM iCzoüjqo lOSO^OIÖZB wo i «u einöinsiQ

50-60

100—130

Ładunek

Własna waga wozu

w t

0,6—0,7 0,25-0,4

Wysokość z ładunkiem w m

2,0

Tablica 1. Wymiary w o z o w.

Szerokość

ładunku

Ul Ai

Długość bez dyszla w m

Odległość osi w m

Szerokość kolei w m

1,1—1,26 1,5—2,0 2,5—3,0 1,5—1,7

Szeiokość obręczy kól w cm

4—5

6 — 10 1,1—1,25 2,4—3,5 3,0-5,0 1,7—2,0 | 1,6-1,8 0,6—1,0 2,0—2,5

6—10 1,1—1,25 3,5—5,2 5,0—6,5 2,5—3,5 2,5—4,4 0,8—1,2 j 2,5 -3,5 120—150

Średnica kół w m

przednich tylnych

0,85—1,0 1,1—1,4

0,9—1,4 1,1—1,5

0,9—1,4 1,1—1,5

0,9-1,4 1,1—1,5. 7,5—12 1,2—1,35 2,5—3,5 3,5-5,0 2,0—3,0 | 3,0-4,0 1,2—2,0 3,5—5,0 150 -160

7,5-10 1,1—1,3 2,5—3,0 4,0—6,0 I 1,7—3,0 1,4—2,5 1,0—1,3 | 2,5—4,0 120—150

3,0—3,4 i 2,0-2,5    5,0-6,0 180-200

2,3

8,5—12 11,3—1,5 2,5—4,0 5,0—9,0

0,9

0,75

0,9

0,75

0,9 i 1,15    12-20 1,2-1,5 3,0—4,0 3,5—6,0 2,0-3,5    3,5    2,5 — 5,0 1 6,0—7,0 180—200

Rodzaj wozów

Lekkie wozy osobowe

Zwykłe wozy gospodarskie

Duże wozy gospodarskie

Dwukonne wozy ciężarowe

Platformy (pomosty)

Czterokonne wozy meblowe

Ciężkie wozy ciężarowe

!

rS

c

00

2. Ruch zwierząt domowych, głównie koni i bydła rogatego. Rzadziej wymaga wyodrębnienia od ruchu kołowego i przeznaczenia odrębnej części drogi.

Obciążenie statyczne 0,6—1,0 Icgfcm²; dynamiczne może być kilkakrotnie większe.

Przy użyciu energjirównej normalnej sile pociągowej konia (= — jego wagi

własnej), max. wzniesienia, po którem koń może poruszać się, nic nie ciągnąc i nie mając na sobie żadnego ciężaru, wynosi około 20°/₀ ; przy użyciu

energji dwa razy większej (= 2 . — jego wagi własnej), max. wzniesienia drogi dla konia nieobciążonego ok. 44%.

3. Ruch pojazdów, ciągnionych przez zwierzęta pociągowe. Wymaga: 1. budowy odpowiedniej do ruchu jezdni, 2. nadania drodze odpowiedniego przekroju poprzecznego i podłużnego, 3. przy zmianach kierunku drogi — łuków o odpowiednich promieniach.

Urządzenie wozów. Zwykłe wozy gospodarskie (używane w rolnictwie) posiadają przedni skręt 20 — 35°; tylny skręt, uż. przy przewozie długich kloców drzewa, wynosi 20—25°. Szerokość kolei (rozstaw kół) wozu waha się w znacznych granicach i zależy od miejscowości i przeznaczenia wozu. Szerokość obręczy kół u wozów winna być taka, aby ciśnienie koła na nawierzchnię drogi nie niszczyło tej ostatniej. Max. ciśnienie na 1 cm bieżącej szerokości obręczy nie powinno przekraczać 150 kg (norma paryskiego zjazdu międzynarodowego 1922 r. w sprawie ustalenia przepisów ruchu, przyjęta wr polskich przepisach porządkowych na drogach). Długość zaprzęgu przy dyszlu 4—5 m, przeciętnie 4,2 m, długość zaprzęgu w drugim rzędzie 3,8—4,0 m. Największa szerokość ładunku 3,0 m. Waga własna wozu przeciętnie na 1 pociągowe zwierzę 300 —1000 kg, średnio 500—600 kg.

Ruch wozów na równi. Siła pociągowa winna przezwyciężyć opór wewnętrzny wozu (tarcie w piastach kół), który przy należytem smarowaniu jest nieznaczny, oraz opór zewnętrzny („tarcie potoczyste“) kół o nawierzchnię drogi; oporu powietrza nie bierze się w rachubę.

O)

Dla określenia oporu ruchu wozu na równi W używa sie prostego wzoru:

f Q;

W =

we wzorze powyższym W—- całkowity opór ruchu (zewnętrzny -f- wewnętrzny) ; <p == spółczynnik oporu, zależny od rodzaju nawierzchni i jej stanu; Q — waga wozu wraz z ładunkiem.

Oprócz tego cp zależy od szybkości ruchu wozów i szerokości obręczy kół. Przeciętne wartości por. tabl. 2.

Tablica 2.

Nawierzchnia

<P

Nawierzchnia

<P

Sypki piasek........

Sypki żwir (bez lepiszcza) ..............

Droga żwirowana (z lepiszczem) .........

Zwykła droga błotnista

Twarda glina.......

Twarda, sucha droga

gruntowa.........

Droga bita nieuwalco w. Dobra droga bita .... Droga bita w śr. stanie Droga bita w złym stanie

0,200—0,250

0,100—0,160

0,035—0,075

0,100—0,120

0,060

0,045

0,120

0,015—0,025

0,025—0,045

0,045—0,080

Zwykły bruk........

Zwykły bruk w dobrym

stanie...........

Naw\ z klinkieru N aw. z duż. kostek kam. Bruk mozajkowy .. . .

Bruk asfaltowy......

Tory żelazne w drogach

kołowych.........

Bruk drewniany z drzewa miękkiego .... Bruk drewniany z drzewa twardego......

0,060-0,070

0,040

0,013-0,028

0,022—0,045

0,016—0,025

0,008

0,004—0,005

0,010—0,033

Możliwość ruchu wozu na równi jest wtedy, gdy

(2)

P>yQ;.......

gdzie P — siła pociągową; cp oraz Q j. w.

Ruch wozu na wzniesieniu (spadku). Gdy wóz ciągniony jest po drodze ze wzniesieniem o nachyleniu pod katem o.° do poziomu, siła pociągowa potrzebna do ciągnięcia wozu

(3)

-Ptg a > cp ^ -j- (Ç -f- (?) tg a ;........

gdzie P, Q, <p j. w., zaś G — waga własna zwierząt, ciągnących wóz. Przy cp —- tg o. we wzorze (3) mamy :

(4)

P tg a = 2 cp Q -f- cp (?..........

Ponieważ G w stosunku do Q jest zwykle małe, przyjmujemy w przybliżeniu, że przy tg a ;= cp siła pociągowa P = cv> 2 cp G, że zatem siła pociągowa potrzebna na wzniesieniu tg a = cp winna być dwa razy większa, niż siła pociągowa, potrzebna dla ciągnięcia po poziomym odcinku drogi tego samego wozu z tym samym ładunkiem.

Gdy wóz ciągniony jest w dół po drodze o spadku a do poziomu, potrzebna siła pociągowa

P> <p Q — {Q + G) tg a .

Pomijając stosunkowo mały wyraz G, otrzymamy

P = Q ('■? — tg «)    • ■

Przy tg a = cp mamy P — 0 -— tj. wóz może się toczyć (w dół) sam.

P< 0 — tj. należy wóz wstrzymywać (hamować). Praca zwierząt pociągowych. Normalna siła pociągowa konia: P= a . G,

„ tg a > cp

(5)

(6)

O)

gdzie spółczynnik a równy —----.

Przeciętnie: słaby koń: ćr ~ 250 kg ; P — GO kg j

średni koń: G 350 kg ; P—-7bkg j średnio P= 75 kg. silny koń: G = 450fc^; P = 8ó Jcg j Siła pociągowa wołu = CO—100 Ä'p; muła = 50—70 leg • osła - 30—40 kg. Wyzyskanie siły pociągowej zwierząt zmniejsza się z powiększeniem ilości koni w zaprzęgu (tabl. 3).

Tablica 3.

Liczba koni w zaprzęgu

Stopień wyzyskania siły pociągowej konia. .. .

100% 98% 87% 80% 73% 64% 55% | 49%

v = 4,0—6,0 »2/sek. :— kłus v —■ 12,0 —16,0 m/sek. — galop (tempo wyścigowe)

Szybkość ruchu konia: v = 0,6 m/sek. — wolny stęp v — 1,0—1,1 jw/sek. — stęp V = 2,0 ra/sek. —- szybki stęp » — 3,0— 4,0 mfsek. — trucht (wolny kłus)

Tj — Prł,

(8)

Praca konia jest wewnętrzna — dla przenoszenia własnego ciała, i zewnętrzna — dla przewożenia wozów z ładunkami. Praca dzienna konia w stępie może wynosić do 10000 . G kgjm. gdzie G = waga własna konia w kg ; z czego jednak przy stępie ok. 54% idzie na pracę użyteczną, reszta — na pracę wewnętrzną. W kłusie praca użyteczna wynosi 13—16°/₀ całej ilości pracy konia.

Wydajność pracy konia:

gdzie L — ilość pracy wykonanej w ciągu dnia roboczego, P — przeciętna siła pociągowa, z jaką koń pracuje, v — przeciętna szybkość ruchu w zw/sek., t = czas pracy dziennej.

Podług Lechalasa : L

= Po ro Ol przy Po = y wagi konia, v₀ = 0,8 łw/sek., t₀ = 8 godz.

Praca przy stałem utrudzeniu będzie miała miejsce, gdy Pmax = P₀ V₀1₀ = P V r₀,

tj., gdy przy 8-godzinnym dniu pracy koń pracuje z taka P i r, żeby wydajność pracy była równa maksymalnej.

max

Wzór Mascheka:

= P₀(3-y-y)

V vo    )

(9)

podaje zależność wielkości siły pociągowej przy szybkości v i czasie trwania pracy t w zależności od normalnej (najkorzystniejszej) siły pociągowej P₀, przy szybkości v₀ i czasie trwania pracy tn. Wzór (9) daje rezultaty zgodne z rzeczywistością, gdy vit niezbyt się różnią od r₀ i t₀.

Siła pociągowa konia w stosunku do jego siły pociągowej normalnej może być powiększona nawet 3 — 4 razy, jednak bez szkody dla zdrowia konia można ją tylko podwoić (= 2 P₀) z warunkiem, aby praca w tych warunkach nie była zbyt długa (np. aby odcinek drogi ze wzniesieniem, wymagającem podwojenia siły pociągowej nie był dłuższy niż 500—600 m).

P₀ — G tg «

W tablicy 4 obliczony został ze wzoru Q

,    [por. wzór (3)1

jf + tga.

ciężar (waga wozu ładunek użyteczny), jaki koń może ciągnąć normalną siłą pociągową na rozmaitych wzniesieniach po drogach z różnemi spół-czynnikami oporu; w obliczeniach przyjęto G = 350 kg, P₀ = 75 kg, v₀ = = 1,1 mjsek., (‘o = 8 godz.

Tablica 4.

W ielkość wzniesienia 0g «)

Wielkość Q przy nawierzchni ze spółczynnikiem oporu ę> =

= 0,006 = 0,010 = 0,013 = 0,02o|= 0,025 = 0,033|= 0,050 = 0,100 = 0,U3

0,000. . 0,005.. 0,010.. 0,020. . 0,030.. 0,040. . 0,050.. 0,060. . 0,070. . 0,080. .

1500 750 1332 698 1192 650 971 567 806 496 678 436 575 383 491 338 421 297 362 261

525

495

468

418

CO TT CO N CO Cł CO CO (N

O l>- T—<

O co TH

(N CM

Tłuste liczby dają dla każdego rodzaju nawierzchni (dla każdego spółcz. <c) granice wzniesienia (tg a), której nie można przekroczyć, gdyż ciągniony przez konia na większe wzniesienia ciężar byłby mniejszy, niż część wagi własnej wozu (=    500 kg), przypadająca na jednego konia

(przy parokonnym zaprzęgu).

W tablicy 5 podana jest zależność między szybkością jazdy i wielkością ciężaru (wagi własnej wozu ~\~ ładunku) przypadającą na 1 konia dla drogi bitej, mającej spółczynnik oporu cp = 0,025; waga wozu, przypadająca na 1 konia, przyjęta ==. 500 kg.

Tablica 5.

Szybkość ruchu wozu w m/sek.

Wielkość wzniesienia (tg a)

0,75 m/sek.

1,0 m/sek.

1,25 »n/sek.

1,50 mjsik.

Ła-

Ciężar

£a-

Ciężar Ła- Ciężar wieziony dunek wieziony dunok wieziony dunek ogólny

wozu

kg

kg

Ogólny

wozu

kg

kg

ogólny

wozu

kg

kg

Ciężar Ła-wieziony dunek ogólny wozu

kg

kg

o

^oo

o'o'do'o'o'o'oö'o' o'er

OOOOOOOOr-*

407

587

512

291

240

18

318

247

190

143

104

Na drogach bitych, znajdujących się w stanie dobrym w okolicy falistej ładunek użyteczny normalnego wozu dwukonnego wynosi przy koniach o średniej sile pociągowej i przy 8-godzinnym dniu roboczym około 2000 kg, na drogach gruntowych dobrych zaledwie 1000—1500 kg. W miejscowościach równinnych ładunek bywa większy i wynosi zwykle 3500 kg.

4. Ruch samochodów i traktorów. Siła pociągowa traktora lub

Ą = k Q

samochodu :

na poziomie na wzniesieniu Pai = (k — tg a) Q na spadku

(10)

(11)

(12)

.P«2 — (k -j- tg a) Q We wzorach powyższych: P₀ — siła pociągowa przy ruchu na poziomie Pen = siła pociągowa tegoż pojazdu mechanicznego na wzniesieniu o kącie pochylenia do poziomu = a°; Pa2 = siła pociągowa tegoż pojazdu mechanicznego na spadku o kącie pochylenia = a°- (J = waga własna samochodu lub traktora z obciążeniem (ładunkiem); k = spółczynnik oporu ruchu, określany doświadczalnie, zależny od zczepności („adhezji“) samochodu (traktora) z nawierzchnią drogi, a więc od rodzaju i stanu nawierzchni, od ustroju pojazdu, w szczególności od wagi przypadającej na oś ciągnącą, od ustroju obręczy kół ciągnących itd. ; wynosi on zwykle dla traktorów na drogach gruntowych = 0,25—0,3, niekiedy przy traktorach czołgowych = 0,4. Dla samochodów osobowych spółczynnik k jest znacznie mniejszy ; więc i siła pociągowa stosunkowo mniejsza, niż przy traktorach.

Tablica 6.

Spółczynnik oporu samochodu k wedle doświadczeń Forestier i Desdouits (1899).

Przy obręczach

gumowych

pełnych

żelaznych

Na dobrej drodze bitej suchej Na złej drodze bitej suchej . Na dobrej drodze bitej mokrej Na złej drodze bitej mokrej . Na rozmiękłej drodze bitej .

0,015

0,018

0,020

0,022

0,025

t- O

tH CN (M <M <M

o o o o cT cT cT cT

CM O CO

N o Av s ze cl o y Av i ad c z en i a Kenelly i Shuriga, wykonane około Bostonu z elektrycznym samochodem o Avadze 450 kg, na pełnych obręczach gumoAvych podają wielkość oporu ruchu Avraz z oporem poAvietrza (bez wiatru), tj. określają niezbędną siłę potrzebną do poruszania samochodu z określoną szybkością na poziomie (patrz fig. 75).

Opór poAvietrza. Przy mniejszych szybkościach samochodÔAv jest nieznaczny i nie bierze się go av rachubę ; przy Aviekszych ma duże znaczenie i Avynosi :

ÏF=X<S«²,    ...........(13)

gdzie W — opór poAvietrza w kg ; X = spółczynnik doświadczalny = cv> 0,005 ; S — poAvierzchnia samochodu av przekroju poprzecznym av m² ; v = szybkość samochodu av km\godz.

O ile ruch samochodu odbywa się z szybkością tą km/godz. naprzeciw Aviatrowi, dmącemu z szybkością r₂ kni/godz., należy

22

S20

■é>

we Avzorze (13) przyjąć v — vt -j- v₂ ; o ile wiatr jest ukośny, przyjmujemy za v2 składową szybkości wiatru av kierunku ruchu.

Ruch w lukach. Ruch

'S

■3/4

k/2

„i rO

n    A

HO;

IV'

Si.

gfflAvozÔAV typu gospodarskiego fopj ^ (ze skrętem 20—35°) ze ględów technicznych jest możliwy i SAvobodny, gdy promień luku drogi nie jest iany mniejszy, niż 2 Ty do 2,25 X, gdzie L — odległość między osiami avozu

bita

?jVn

-uh.

■Li

; przy zwyk-łych długościach L — 3,0 do 4,0 ni najmniejszy promień łuku byłby 6,0 do 9,0 m, av rzeczywistości na drogach stosuje się min. promień łuku znacznie większy z po-Avodu potrzeby przewożenia na Avozach tego typu długich kloców drzewa; wtedy rozstawienie osi Jj dochodzić może do 20 m, a wielkość najmniejszego promienia 2 Ty do 2,25 L będzie 40 do 50 ?n.

Przy użyciu t. zav. tylnego skrętu, polegającego na tern, że przy przewożeniu kloca w łuku rozworę odwiązuje się od. kloca i odciąga ku ze-Avnetrznej stronie łuku o kąt a (20 do 25°), wielkość najmn. promienia dopuszczalnego redukuje się znacznie i roAvna się 0,9 L do 1,0 Ty, tj. przy rozstawieniu osi Ty = 20 m — min. li — 18 do 20 m.

CS

/O

16    16 , 20    22 24

Szybkość nj km//odz.

Fig. 75.

Przy ruchu samochodów, jadących ze znaczną szybkością («>15—20 km/goàz.) w łuku siła odśrodkowa przy peAvnej Avielkości szybkości może bądź Avywrócić samochód, bądź też zsunąć z miAvierzcbni av kierunku poprzecznym do ruchu i nazeAvnatrz łuku, po przezwyciężeniu tarcia między kołami i uaAvierzchnia drogi.

Najmn. promień łuku, na którym samochód może SAvobodnie poruszać się przy m a ł e j s z y b kości (« <T 15 km/godz.) przy wielkości kąta skrętu kół przednich zAvykłej = 20—25°, wynosi około 3 Ty, gdzie L — rozstaAvienie osi samochodu.

Ze względu na siłę odśrodkoAvą szybkość ruchu musi być przystosowana do wielkości promienia łuku, a przy budowie nowych dróg wielkość najmniejszego promienia łuku należy dostosować do szybkości, jaką samochody mają rozwijać av łukach.

Przekrój poprzeczny dróg w łuku dotychczas budowany jest taki, jak odcinkach prostych, tj. dwuspadkowy i ruch samochodu odbyAvac się

może zarówno po wewnętrznej stronie łuku, nachylonej do wewnątrz luku (fig. 76, A i fig. 77, /l), jak po zewnętrznej stronie, nachylonej do zewnątrz (tig. 76, B i fig. 77, B).

W pierwszym wypadku warunkiem równowagi jest:

a)    Aby wypadkowa siły odśrodkowej F i ciężaru własnego samochodu

nie wyszła z granic OOx = ~ s, gdzie 3

*• — szerokość rozstawienia kół (równowaga pewna); w zwykłych warunkach a — 1,4 m, tg a = 0,06, H = 0,8 m, więc :

v = 6,63 yii- . . (14)

b)    Aby samochód nie był zsunięty z jezdni, tj. aby T = o nawierzchnię było przynajmniej równe składowym sił, równoległym do nawierzchni drogi (równowaga chwiejna) ; otrzymamy więc zależność :

ii

"T"

L L .__Qj W\

/<M

Fig. 76.

tarcie kół

G v²

(/+ tg «)G

9 X

Stąd otrzymamy najw. dopuszczalną ’szybkość :

■Tjf Bosa \

a

Osin cx

zZjBsin a F.cos a

przy spółcz. tarcia/=0,5 (latem)

1^1=9 yR km/goAz. . . . (15) przy spółcz. tarcia f— 0,03 (zimą)

V₂ — 1,1 yR km/godz.    . . (16)

Analogicznie można wyprowadzić wzory dla ruchu po zewnętrznej stronie łuku (wypadek B, fig. 76 i 77).

Dla różnych promieni otrzymamy ze wzorów (14), (15) i (16) i wzorów analogicznie wyprowadzonych dla ruchu po zewnętrznej stronie łuku tablicę orjentacyjną 7.

G.sin a

Fig. 77.

Tablica 7.

Dopuszczalna szybkość samochodów,; : Dopuszczalna szybkość samochodów ~ w kmjgodz. przy ruchu po wewnętrznej w km/godz. przy ruchu po zewnętrznej stronie łuku (wyp. A na fig. 2 i 3)    stronie łuku (wyp. B na fig. 2 i 3)

•f

ze względu na możliwość wywracania z = 6,63 ]/B u (równowaga stała)

ze względu na możliwość zsuwania samochodów (równowaga chwiejna)

w lecie I) = 9 yît z = 1,1/77

w zimie

ze względu ze względu na możliwość na możliwość zsuwania samochodów wywracania (równowaga chwiejna) samochodów

» = 5,39/^ wiecie w zimie (równowaga Przy /    przy /= 0,03

z = 7,91 l/ft z = irr.

stała)

20

30

40

50

60

80

100

COOiOiÜi^^OOt« M-JJ5 JD M- CSjs© C5 JD

'to'co'co'if*'cd 'o "co'bi

OOCCCiOiCi^^

COC

'bo 'o 'co 'u* 'h-L 'ćo -^1 'as

i-L H-L

JO JD JX> j-4 JO JO*

^ "bo 'o "co ^ 'bo"ęo 'Id

t—i O H H CO ^ Oï CO^ cT CO r-T co CO CD

•q®OH® CD JW Cu

“ts'w'ba'bs'h-k'bo'bi'bs

v — irracjonalne. Ruch nie może się odbywać.

co-

¹

   Darniowanie na płask. Chcąc uzyskać prędko powłokę darniową, pokrywamy stoki płatami kwadratowemi darniny 30 . 30 . 7 (por. str. 62). Kładziemy je korzonkami na stok i przybijamy cienkiemi kołkami o długości około 0,30 cm po 2 kołki na 1 płat. Jeżeli grunt kamienisty lub choćby tylko bardzo twardy, jałowy, dajemy cienką podsypkę z urodzajnej ziemi. Tak samo wypełniamy nią spoiny i obsiewamy je. Odpowiednia do roboty pora wilgotna. Im świeższa darnina, tein lepiej. Takie darniowanie stosujemy najczęściej, żeby chronić stoki rowów i ścieków. Jeżeli mało darniny, kładziemy ją na stok pasami w krzyż, a gołe pola między niemi wypełniamy urodzajną ziemią i obsiewamy.

²

   Darniowanie czołowe. Płaty darniny kładzie się poziomo lub też prostopadle do stoku albo w położeniu pośredniem. Kładziemy je korzonkami w górę. W razie potrzeby dajemy podsypkę z urodzajnej ziemi, około 10 cm. Odpowiednia do roboty pora wilgotna. Wystające rożki darni

II. Trasowanie.

Uwagi Ogólne. Trasowanie drogi winno odpowiadać warunkom ekonomicznym i technicznym.

Pod względem ekonomicznym droga przeprowadzona jest prawidłowo, gdy wybrany jest taki kierunek, przy którym suma kosztów rocznych, składająca się z amortyzacji kapitału wyłożonego na budowę drogi, z kosztów utrzymania drogi i kosztów ruchu na drodze, jest najmniejsza.

Pod względem technicznym droga jest przeprowadzona prawidłowo, gdy zachowane sa następujące warunki:

1.    Droga łączy dane punkty linją możliwie najkrótszą.

2.    Wybrano dla drogi wielkości największego wzniesienia (spadku) i najmniejszego promienia łuku odpowiednie dla ruchu, jaki ma się odbywać na drodze.

3.    Zaprojektowano trasę tak, aby roboty ziemne możliwie wyrównywały się wzajemnie w wykopach i nasypach i były możliwie małe; ograniczono lub uniknięto budowy mostów, przepustów, ścian podporowych itp. kosztownych budowli.

4.    Nadano kierunek bezpieczny ze względu na możliwość powstawania usuwisk, zasp śnieżnych, lawin itp.

5.    Droga jest przeprowadzona przez miejscowości suche (unikać terenu zalewowego), ma zabezpieczony odpływ wód atmosferycznych, jest wystawiona na osuszające działanie wiatrów i promieni słońca, posiada mosty i przepusty o odpowiednich otworach, ma zabezpieczone dobre odwodnienie przy pomocy celowo wykonanych rowów ; nawierzchnia drogi wzniesiona przynajmniej 0,5—0,75 m nad poziomem wysokich wód rzek i potoków.

G. Uwzględniono istniejące lub mające się zbudować odgałęzienia ; skrzyżowanie z drogami tej samej kategorji przeprowadzono możliwie w odcinkach prostych i poziomych, możliwie pod kątem prostym przy użyciu łuków o promieniu dopuszczalnym na danej drodze.

7.    Skrzyżowanie dróg z ożywionym ruchem z głównemi linjami kolei żelaznych jest wykonane w różnych poziomach, a skrzyżowanie dróg o małym ruchu z linjami drugorzędnemi kolei żelaznych przeprowadzone w jednym poziomie, ale tak, że linja kolejowa jest widoczna z drogi przy zbliżaniu się do skrzyżowania na przestrzeni przynajmniej po 300—400 m z każdej strony.

8.    Wybrany kierunek daje możność dostarczenia materjałów na budowę i utrzymanie drogi możliwie najtańszych i najlepszych; wybrana trasa daje możność pojenia zwierząt pociągowych w odpowiednich odstępach, co zresztą ma dziś mniejsze znaczenie.

Łuki na drogach. Według tymczasowych przepisów o budowie dróg, wydanych przez M. R. P. w 1919 r., najmniejszy dopuszczalny promień na drogach I klasy (z ożywionym ruchem o znaczeniu ważniejszem, tj. na drogach państwowych i wojewódzkich) = 50 w; dla dróg II klasy o znaczeniu miejscowem (tj. dla dróg powiatowych i gminnych) == 25 nu Dla dróg I klasy w miejscowościach górzystych najmniejszy dopuszczalny promień łuku = 25 m z odpowiedniem poszerzeniem jezdni.

—    50 m = 30 m

—    20 m = 10 m

25—30 tn

Podług prof. Lukasa najmniejszy dopuszczalny promień :

na drogach z ożywionym ruchem samochodowym.......

na drogach ważnych bez ruchu samochodowego .......

na drogach o miejscowem znaczeniu (gminnych).......

na drogach polnych...................

na

drogach, na których przewożone są długie kloce drzewa =

Pomiędzy łukami, w jedną stronę skierowanemi, zamiast odcinków prostych lepiej wstawić odcinek łuku o większym promieniu (łuki koszowe). Pomiędzy łukami odwrotnemi (skierowanemi w strony przeciwne), pożądane są odcinki proste o długości najmniej 10 ni, a przy ruchu samochodowym przynajmniej 30 m.

Wzniesienia (spadki). Ze względu na konieczność odwodnienia nawierzchni poziome odcinki dróg dopuszcza się tylko z konieczności, np. na znaczniejszych nasypach (groblach na błotach i dolinach rzek) i w gruntach piasczystych. Pozatem odcinków poziomych należy o ile możności unikać i stosować zamiast poziomych odcinków spadki podłużne — przynajmniej 0,5%, przy jednoczesnem nadaniu nawierzchni odpowiednich spadków poprzecznych. Wielkość największego dopuszczalnego spadku na drodze zależy od rodzaju nawierzchni, a więc i spółczynnika oporu <p (p. str. 82). Teoretycznie m;(x. wzniesienia na drodze = tp (por. str. 84), przytem wzniesienia takie nie powinny być dłuższe niż 500—600 m ze względu na przemęczenie zwierząt przy dłuższych odcinkach; o ile są takie wzniesienia dłuższe, pożądany jest podział ich na odcinki krótsze (< 500—600 m), połączone odcinkami odpo-czynkowemi (poziomemi lub o wzniesieniu 2—3%).

W rzeczywistości dopuszczane są wzniesienia (spadki) większe, niż = <p, przez zmniejszanie pożytecznego ładunku wozów.

Normy Amerykańskiego Związku Inżynierów Cywilnych podane przez Blan-charda określają max. wzniesienia (spadku) :

12%

12%

dla drogi żwirowanej................

dla drogi bitej ..................

6-8%

dla drogi bitej smołowanej...........

8%

dla drogi betonowej................

6% (lepiej 4%)

dla drogi klinkierowej ze szwami wypełnionemi zaprawą cement. . . •    . ................

dla drogi klinkierowej ze szwami wypełnionemi smołą .    12%

dla drogi z kostek kamiennych ze szwami wypełnionemi

zaprawą cement................. 9% (lepiej 6%)

dla drogi z kostek z wypełnieniem szwów smołą . . .    15% (lepiej 8%)

Inne rodzaje nawierzchni por. dział: Ulice.

Według tymcz. przepisów M. R. P. z 1919 r. największe wzniesienia (spadki) nie mogą przekraczać:

Tablica 8.

Dla dróg I kl. Dla dróg II kl. (państwowych (powiatowych i wojewódzkich) i gminnych)

c* if* co o o o

W miejscowościach równinnych . . . W miejscowościach wzgórzystych . . W miejscowościach górskich.....

Za zezwoleniem M. R. P. w wyjątkowych wypadkach można w terenach górzystych dla dróg II kl. stosować spadek 7%.

Dla dróg o miejscowem znaczenia (niektóre drogi gminne) normy wzniesień (spadków) mogłyby być powiększone dwukrotnie w stosunku do norm dla dróg II kl. i wynosić mogłyby 8%, 10% i 12% w zależności od terenu.

Wzniesienia (spadki) o różnej wielkości i kierunku winny być łączone ze sobą przy pomocy łuków pionowych o promieniu r — 10 v, gdzie v — przeciętna szybkość w fcw/godz. samochodów na danej drodze.

W łukach o promieniach małych (< 50 ni) przy nagłych zwrotach (zakolach) kierunku drogi (kąt łuku mniejszy niż 135°) należy wzniesienia (spadki) zmniejszać do 2—2%%.

Przekroje poprzeczne. Typowe przekroje dróg zarówno gruntowych jak z twardą nawierzchnią (drogi bite, brukowane, betonowe itp.) podano na fig. 78.

Szerokość drogi w koronie oraz szerokość jezdni zależy; 1. od ruchu na drodze: jego rodzaju i intensywności; 2. rodzaju nawierzchni drogi.

Przeciętnie szerokość w koronie dróg obecnie budowanych = od 3 do 15 m, rzadziej więcej ; szerokość jezdni = od 3,5 do 7,0 m, rzadziej więcej. Całkowita szerokość drogi wraz z pasami o szerokości przynajmniej po 0,75 m za n 75 rowami i za stopami nasypów

____________— TV>    ._ jest zalezna od warunków

drogi W koron Lt    terenowych.

Tymcz. przepisy M. R. P.

075

— 5 zer. dr ogi rv k or on t e-

0.75

075

075

szer

o budowie nowych dróg bi-Q75 tych z r. 1919 ustalają : j min. szerokość drogi w koronie 1 na 8,0 m dla dróg ważniejszych,

min. szerokość drogi w koronie na 6,5 m dla dróg mniej ważnych,

min. szerokość jezdni w koronie na 5,0 m dla dróg ważniejszych, min. szerokość jezdni w koronie na 4,0 m dla dróg mniej ważnych. Poprzeczne spadki zależą: od rodzaju gruntu (na drogach gruntowych); a mianowicie są mniejsze na gruntach lekkich, większe — na cięższych; od rodzaju nawierzchni (im jezdnia więcej przepuszczalna, tern spadki większe).

Przy spadkach podłużnych spadki poprzeczne zmniejsza się podług tablicy 9.

szer. drogi rvkoronie - CaChomUa szer drogi

Fig. 78.

Tablica 9.

Przy spadku podłużnym =

0°/o

0% do 3 '/„%    3 Vj% i więcej

Spadek poprzeczny nawierzchni z bruku kamiennego . . . . Spadek poprzeczny drogi bitej Spadek poprzeczny drogi gruntowej (grunt średni) . . . .

Cn Oł Ut

co"

--:-2    —5

O O    O

O⁵?⁵

CO Tf

Spadki poprzeczne utworzone są albo przez pochyłe płaszczyzny, połączone po środku drogi powierzchnią walca, albo też stanowią powierzchnie walca lub płaskiej paraboli.

Poprzeczne przekroje dróg w łu k ach o promieniach mniejszych niż 150 m ze względu na ruch samochodowy winny mieć spadek jednostronny, skierowany na wewnątrz łuku (fig. 79); spadek ten dla szybkości

niewielkich (30—60 km/godz.) może nie f    przekraczać zwykłych norm 6—8% j dla

3 K. większych szybkości pochylenie poprzeczne i ¹    jezdni należy obliczyć (por. str. 86 i 87).

W miejscowościach pagórkowatych i górskich na drogach, przechodzących po zboczach, dla bezpieczeństwa w czasie, gdy nawierzchnia bywa śliska, daje się poprzeczny jednostronny spadek do strony góry (fig. 80).

--Û5-

1:15

10.0

7,0

Fig. 79.

<5 -HO'—

Odwodnienie dróg. Do odprowadzenia wody powierzchownej służą rowy formy trapezowej lub trójkątnej ; te ostatnie mogą być wykonywane przy pomocy maszyn taniej niż ręcznie. Głębokość ich zależy od miejscowych warunków terenowych; nie powinna jednak być mniejsza niż 50 — 70 cm w stosunku do grzbietu drogi. Spadek dna rowu pożądany nie mniejszy niż 1 °/₀, przy większych spadkach (3—4%) należy w zależności od

6X

''IV

Fig. 80.

Fig. 81.

grunta odpowiednio wzmocnię dno i skarpy rowów przy pomocy darniowania, ustawiania płotków z wikliny, brukowania itp.

W razie dużej ilości wód spływających po zboczu na drogę, oprócz rowu bocznego należy stosować rowy ochronne boczne (fig. 81), oddalone od skarpy wykopu zależnie od rodzaju gruntu i miejscowych warunków topograficznych 5 — 20 m. W razie potrzeby obniżenia poziomu wód zaskórnych osuszenia dróg na gruntach „sapo-

lub

drogi

C>

dein

Fig. 83.

spadek drogi

SSL

y/

Fig. 82.

Fig. 84.

watych“, stosuje się drenowanie (odwodnienie) poprzeczne, podłużne lub mieszane. ;    ; - ■

Drenowanie (odwodnienie) poprzeczne — przykład na fig. 82. Dreny (sączki! stanowią rowki o szerokości 20—30 cm, głębokości 30 — 50 cm, zasypane tłuczniem, żwirem lub fa-szyną; można zakładać ceglane rurki drenarskie (sączki) o średnicy 4 — 5 on przy głębszych rowkach (^ 1,0 m), które nie zamarzają. — Przykłady podłużnego drenowania dróg podane są na fig. 83, 84, 85, i 86 ; w wypadkach podanych zastosowane

m!

tli

Fig. 83.

Fig. 86.

są dreny z rurek ceglanych; można stosować również dreny z tłucznia lub żwiru (gorsze).

Drogi bite w gruntach sapowatych można drenować podłużnie, jak wskazuje fig. 87 ; dreny winny być założone na głębokości, wyłączającej ich zamarzanie (u nas conajmniej 1,0 ni).

w!

Fig. 87.

Projekt techniczny tlrogi. Projekt szczegółowy, tj. projekt tak opracowany, aby można było ściśle podług niego wykonać budowę, składać się powinien : 1. z mapy w podziałce możliwie dużej (1 : 25.000 lub większej) z wykreśloną na niej trasą linją czerwoną; 2. z przekroju podłużnego, w podziałce długości dostosowanej do podziałki planu sytuacyjnego dla wysokości w podziałce 10 razy większej ; 3. z przekrojów poprzecznych w podziałce 1 : 100 lub mniejszej ; 4. z obliczenia ilości robót ziemnych wraz z projektem prze-wozu ziemi (podziałem mas ziemi); 5. z planu sytuacyjnego drogi w skali 1 : 20Ó0, 1 : 1000 lub większej, wykreślonego na podstawie przekroju podłużnego, przekrojów poprzecznych i projektu przewozu ziemi; 6. z planu wywłaszczanych gruntów z wykazem gruntów, wywłaszczanych od poszczególnych właścicieli; 7. z projektów szczegółowych mostów i przepustów wr podziałce 1: 100 lub 1 : 50 ; 8. ze sprawozdania technicznego, objaśniającego projekt i 9. z kosztorysu z analizą cen.

III. Nawierzchnia dróg.

1. o do-

1. Drogi gruntowe. Przy ich zastosowaniu należy starać się: kładne i szybkie usuwanie wód atmosferycznych przez odpowiednie urządzenie odpływu tych wód w kierunku podłużnym i poprzecznym przy pomocy spadków ; w razie potrzeby usuwania wód zaskórnych — urządza się drenowanie drogi; 2. o możliwe ubicie (uwalcowanie) jezdni i 3. o stałe i systematyczne utrzymywanie nadanego drodze przekroju podłużnego i poprzecznego.

Nadają się do takiego wykonania drogi, przechodzące w gruntach żwirowatych z domieszką gliny (15—25% gliny), w gruntach piasczysto-gliniastych (15—40% gliny), w żółtoziemach (lessach), gorzej w czarnoziemie, tłustych glinach, iłach ; nie nadają się do tego zupełnie skały, piaski czyste, grunty błotniste i torfy ; grunty takie wymagają specjalnego wzmocnienia dla dróg.

Wypukły przekrój poprzeczny nadaje się przy pomocy specjalnych maszyn, t. zw. równaczy, dotychczas prawie wyłącznie wyrabianych w Ameryce, ciągnionych przez zwierzęta pociągowe lub traktory; istnieje wiele typów tych maszyn.

Wydajność pracy równacza zależy od jego wielkości i siły pociągowej ; równacz średniej wielkości profiluje 1 km drogi o szerokości 9 — 10 m między ściekami w ciągu 7 —10 dni przy trakcji konnej i 3—4 dni przy traktorze, o ile personel obsługujący jest włożony do tego rodzaju roboty. Koszt profilowania 1 hm drogi gruntowej przed wojną wynosił, w zależności od warunków miejscowych, przy szerokości 8—10 m od 300 do 400 złotych.

Przykład przekrojów poprzecznych dróg gruntowych por. fig. 88.

Walcowanie [wałkowanie')] dróg gruntowych, świeżo sprofilowanych, jest bardzo pożądane, chociaż nie niezbędne; wykonywa się przy pomocy różnego systemu walców (wałków) konnych, parowych lub spalinowych o wadze 6—8 t. Najlepiej wykonywać walcowanie, gdy grunt jest umiarkowanie wilgotny; walcuje się najpierw⁷ brzegi jezdni i stopniowo przechodzi się ku środkowi pasami o szerokości walca.

•    ') Terminy „walec drogowy, walcowanie“, „wał, wałowanie“ używane są w b. zaborze

rosyjskim, terminy „wałek, wałkowanie“ w Małopolsce.

Utrzymywanie dróg' gruntowych polega na ciągiem i systematycznem zarównywaniu tworzących się wybojów i kolein przy pomocy różnych systemów przyrządów, zwanych włokami, ciągnionych przez zwierzęta pociągowe, bądź przez traktory. Najprostszy typ włoka, który można wszędzie zbudować, por. fig. 89 ; pozatem są włoki wyrobu fabrycznego.

S6^2ÓTf

⁵⁶

6.09

'25_

min 0,13

____Hggj» —ste-

Włok ciągnie się po drodze tak, aby płozy były pod 45° do kierunku ruchu.

■30

odbywać się wtedy, gdy grunt jest umiar-kowanie wilgotny. Z początku po wybudowaniu drogi potrzebne jest częstsze wy-    _4-;«J aa

tsr

gładzanie — co 7—14 dni, potem stop----y----— _ —1 m. -

18,52

23

niowo rzadsze — co 3—4 tygodnie. Zresztą    ⁸~‘

\ys~ ⁶’W rrrl

'=25

ii

SX

l/ąos-

zależy to od stanu pogody i gęstości ruchu na drodze. Koszt roczny utrzymania 1 km drogi przed wojną wynosił do 40 złotych.    _

Ißo

56\ß0-WJ^-~-

Fig. 88.

öf~

TÇT

Cü

/pl

Stosując te sposoby na istniejącej drodze ' gruntownej, można zmniejszyć na niej spółczynnik oporu ruchu o połowę, a nawet więcej w stosunku do spółczynnika oporu przed ulepszeniem. — Takie profilowanie i utrzymywanie dróg gruntowych jest celowe, gdy grunt jest odpowiedni, a ruch niezbyt ciężki i niezbyt intensywny (np. do 200 koni na dobę).

77T1

rzz

2. Drogi żwirowane. Żwirowanie dróg — najlepszy sposób ulepszania dróg gruntowych.

2.3 m

r--2/=.

Fig. 89.

Dobry żwir powinien być twardy, mieć ziarna o różnej wielkości, tak, aby wolna przestrzeń między ziarnami była jak najmniejsza, wreszcie wolna przestrzeń powinna być wypełniona lepiszczem : gliną, tlenkiem żelaza, wąpieniem, marglem itp. Zawartość lepiszcza wynosi 15—35% żwiru: im go mniej, tern żwir jest lepszy dla dróg. Jeżeli w żwirze brak lepiszcza, należy go dodać, określiwszy przedtem potrzebną ilość laboratoryjnie. Wielkość ziarn nie powinna przekraczać 3—4 cm w średnicy; większe kamyki należy odrzucić lub przetłuc. na mniejsze.

Przekrój poprzeczny dróg żwirowanych — taki, jak w ulepszonych drogach gruntowych. Przedewszystkiem należy mieć na celu szybkie i dokładne usuniecie wód atmosferycznych.

Sposoby żwirowania. Żwirowanie powierzchowne polega na rozsypaniu na drodze gruntowej, odpowiednio sprofilowanej, warstwy żwiru o grubości z brzegu jezdni 15—20 cm, pośrodku 25 — 30 cm, i ubiciu jej

25-30

,15-25cm

(uwalcowaniu) zaraz po rozsypaniu przy pomocy walców

}k«nnrh •lub mechaniczn?ch)

Fig. 90.

lub stopniowo przez przejeżdżających przy pomocy odpowiedniego regulowania ruchu i systematycznego zarównywa-nia tworzących sio kolein i wybojów (fig. 90). Po ubiciu (uwalcowaniu) grubość warstwy żwiru zmniejsza sie o 25—30%.

rW~.—2,5    4* 2.5—

____*

/jem i

■^rorveh dren.

__120

lIlSó'

Żwirowanie korytowe polega na wyrobieniu w sprofilowanej drodze gruntowej koryta (fig. 91) i na zapełnieniu go żwirem warstwami i uwalcowaniu. Jeżeli grunt jest nieprzepuszczalny, należy przez pobocza drogi przeprowadzić do ścieków dreny piaskowe, odprowadzające wodę z koryta do ścieków.

Fig. 91.

z za-

Utrzymywanie. Drogi żwirowane wymagają ciągłego i systematycznego utrzymywania, powinny mieć zawsze na poboczach lub w pobliżu drogi odpowiednią ilość zapasowego żwiru, aby natychmiast wykonać naprawy prze sypywanie wybojów i zarównanie kolein; w miarę potrzeby trzeba perjodycznie odnawiać nawierzchnię, pogrubiając ją odpowiednio. Zarównywanie kolein podgarnianie ku środkowi drogi rozjeżdżonego i spłukanego żwiru wykonywać można przy pomocy włoków, używanych do utrzymania zwykłych dróg gruntowych'.

Drogi żwirowane zastąpić mogą drogi bite przy ruchu niezbyt intensywnym, (do 200—300 koni na dobę) i lekkiyi; budowa i utrzymanie względnie proste, nie wymaga kosztownych maszyn.

3. Drogi z nawierzchnią piaskowo-gliniastą. Drogi gruntowe w gruntach piaskowych sypkich lub w gruntach tłusto-gliniastych, grząskich podczas słoty, wzmacnia się przez utworzenie na jezdni warstwy piasczysto-gliniastej grubości 20—40 cm, zależnie od intensywności ruchu.

Stosunek objętości gliny do piasku w tej warstwie winien być taki, aby drobne cząsteczki gliny i pyłu piaskowego domieszane były do piasku tylko w takiej objętości, aby wypełniły wolną przestrzeń pomiędzy ziarnami piasku, wynoszącą od 20 do 3ó°/₀ objętości piasku.

Objętość wolnej przestrzeni między ziarnami piasku określa się w próbce piasku przy pomocy zwykłej menzurki z wodą (objętość wody a cm⁵), do której wrzuca się określoną objętość przemytego i ubitego piasku (b cm⁵). Jeżeli podziałka na menzurce wskaże, że objętość, zajęta przez te dwa ciała wynosi c cm⁵, to objętość wolnej przestrzeni dla danego gatunku piasku w czystym jego stanie (po przemyciu) wynosi (b — c -j- a) cm⁵, co daje stosunek procentowy wolnej przestrzeni w piasku (czystym) do objętości

a ’ ^-- °/o = <2%. Jeżeli zawartość gliny w danym piasku wynosi

piasku

c°lo, to dla utworzenia warstwy piaskowo-gliniastej trzeba dodać gliny (d — c)%.

Dokładne wymieszanie piasku z gliną następuje stopniowo z biegiem czasu. Dodawaną ilość gliny (względnie piasku przy ulepszaniu drogi gliniastej) należy rozsypać kilkoma warstwami, przedzielanemi odpowiedniej grubości warstwami piasku (wzgl. gliny — na drogach gliniastych). Dobre

przemieszanie osiąga sie przy pomocy bron talerzowych, używanych w rolnictwie.

Drogi z nawierzchnią piaskowo-gliniastą wymagają systematycznego utrzymywania, odpowiednie są dla ruchu niewielkiego i lekkiego (do 200 koni na dobę).

4. Inne sposoby wzmacniania dróg gruntowych. Drogi piaskowe można wzmacniać też przy pomocy warstwy torfu, bądź układanego w postaci cegiełek jedna przy drugiej, bądź w postaci luźnej masy torfu (włóknistego), nasypanej równą warstwą grubości 20—30 cm, i zasypanej warstwą piasku. — Do wzmacniania dróg gruntowych nadaje sie również darnina wrzosowa, układana na drodze i zasypana cienką (5 do 10 cm) warstwą piasku; warstwa perzu, rozesłana na drodze i

5-\7m

w*

mm

<3

3-5 U

Fig. 92.

żwir

przysypana ziemią, również dobrze wzmacnia drogę. Wszystkie te sposoby są odpowiednie dla ruchu lekkiego i nie intensywnego.

Faszynowanie gruntowych piasczystych, lub grząskich (fig. 92) przy pomocy faszyny w pęczkach o średnicy 20—30 cm, układanych wpoprzek drogi jeden obok drugiego lub pokrywanie dróg gacią (fig. 93) z dyli okrągłych bez podciosania lub z dyli podciosywanych jest kosztowne i nietrwałe, pozwala jednak na intensywny i cięższy ruch po drodze i stosunkowo szybko może być wykonane ; z tego względu stosuje sic w celu doraźnego polepszenia warunków komunikacyjnych, np. w czasie wojny.

5. Drogi bite.¹) Ustrój nawierzchni. Są dwa rodzaje nawierzchni: 1. Z pokładem kamiennym (t. zw. system Trćsaguet) i 2. bez pokładu kamiennego (t. zw. system Mac Adama).

System Trćsaguet (fig. 94) stosuje pokład kamienny z kamieni łupanych formy piramidalnej (wysok. 15—25 cm), układanych ostrzem do góry i zaćwiekowanych tłuczniem ; na pokładzie takim rozsypana jest — warstwa tłucznia, tj. kamienia roz-bitego w drobne kawałki, o śre-dnicy ok. 4—6—8 cm w zależności od trwałości materjału: im trwalszy materjał, tern tłuczeń drobniejszy; grubość warstwy tłucznia 15—25 cm w zależności od intensywności spodziewanego ruchu i jakości tłucznia; niekiedy daje się dwie warstwy tłucznia. Dolną o grubości 15—20 cm z tłucznia grubszego (6 — 8—10 dnicy), wierzchnią o gr.“ 10—15 cm z drobniejszego (4—6 cm w średnicy); w razie trudności w otrzymaniu dobrego materjału na tłuczeń na dolną warstwę można dać materjał słabszy (tańszy), na wierzchnią twardszy (droższy). Warstwa tłucznia po uwalcowaniu przy pomocy konnych lub mechanicznych (parowych lub spalinowych) walców drogowych tworzy

dróg

go

Fig. 93.

IW»«®»

Fig. 94.

Wi

wwi-a

rggöäJ⁵’²⁰

¹⁵~²⁰

Fig. 95.

cm w śre-

na-

‘) Termin używany w b. zaborze rosyjskim i pruskim „drogi bite“, termin używany w Ma-łopolsce „drogi żwirowane, żwirówki“. Należy odróżnić je od dróg żwirowanych, por.

str. 93 i 94.

wierzchnie drogi bitej. Po prawidłowem uwalcowaniu grubość warstwy tłucznia zmniejsza się znacznie (o 30°/₀).

System MacAdama (fig. 95). Nawierzchnię tworzy się z dwóch warstw tłucznia: dolnej z grubszego (6—8—10 i nawet 12 cm w średnicy) i wierzchniej z drobniejszego (4—6 cm w średnicy); z początku walcuje się dolna warstwę i dopiero po jej podwalcowaniu rozsypuje się wierzchnią warstwę i walcuje się ją; często zamiast dwóch daje się jedną warstwę tłucznia o średniej wielkości kawałków (6—8 cm), o grubości warstwy 20—30 cm. Na gruntach nieprzepuszczalnych daje się warstwę piasku możliwie gruboziarnistego lub nawet żwiru, ubitą dobrze przed rozsypaniem tłucznia; warstwa ta ma na celu osuszanie nawierzchni.

System Trćsaguet daje nawierzchnię mocniejszą, odpowiednią dla ruchu cięższego i jest odpowiedniejszy, niż system Mac Adama, dla gruntów lekkich (sypkich) lub gliniastych. System Mac Adama jest tańszy i odpowiedni dla dróg z mniejszym i lżejszym ruchem.

kilka-

Przekroje poprzeczne — przystosowane są do rodzaju i napięcia ruchu: od tego zależy szerokość jezdni, poboczy, a więc i szerokość drogi w koronie. Typowe przekroje podaje fig. 96 ; na drogach bitych mamy oprócz tego czasem niesymetryczne przekroje poprzecznie „z letniemi drogami“, nazywanemi „latówkami“. Gdy na poboczach jest za mało miejsca na składanie materjałów, urządza się place składowe możliwie co dziesiąt metrów przez poszerzanie korony drogi (fig. 97).

/j

05,-tO

^■Lu3-°~as^w~o.7sto

Fig. 96.

iiiiiii].iiiu/iliiil>iiili<<liiiiiiiliiiiiiliiiiijiiiiiiiiliiiiiiiiiiiiiiiliniliLiililiiliiliiili

Fig. 97.

Materjały do budowy i utrzymania dróg bitych. Aby nawierzchnia była trwała, potrzeba : 1. aby materjał był odporny na działania atmosferyczne i działanie ruchu; nie powinna go woda rozmiękczać, a mrozy rozsadzać ; winien być możliwie twardy, spoisty (nie kruchy) i mało ścieralny ; 2. aby był jednolity i równomiernie zużywał się; 3. aby dobrze się wiązał; w tym celu kawałki tłucznia winny być możliwie jednakowej wielkości, posiadać formę kanciastą, najlepiej trójkątnej piramidy (czworościan): tłuczeń ze słabszych gatunków kamieni winien być grubszy, z mocniejszych drobniejszy ; 4. w uwalcowanej warstwie tłucznia wolna przestrzeń pomiędzy kawałkami tłucznia winna być wypełniona lepiszczem, zwykle miałem, otrzymywanym przy tłuczeniu kamienia; rzadziej używa się gruboziarnistego piasku lub żwiru (przy tłuczniu z wapienia); gliny na lepiszcze bezwarunkowo nie używać.

Nie wszystkie materjały, używane do dróg bitych, mają wszystkie wymienione zalety; często zadowolniać się musimy ze względów finansowych gorszemi materjałami, ale zato znajdującemi się w pobliżu.

Skały pochodzenia wulkanicznego stanowią naogół dobry materjał; należą tu: a) ziarniste, jak granity, dioryty, sienity, gabro i inne;

b) porfirowe, jak porfiry, melafiry, bazalty, andezyty i inne; c) gnejsy. —

W Polsce materjały te najczęściej spotykamy w postaci towych. Północna część Polski do linji Siniawka—Kobryń—Chełm—Lublin-Kadom—Częstochowa przeważnie buduje drogi bite z głazów narzutowych, zbieranych po polach lub kopanych w złożach morenowych ; w wielu miejscach kamienie narzutowe już są wyczerpane lub są na wyczerpaniu i zachodzi potrzeba sprowadzania materjału z Ttnlszych stron. Głazy narzutowe

kamieni narzu-

maja tę ujemna stronę, że nie stanowią jednolitego materjału, gdyż spotykamy często nawet po kilkadziesiąt gatunków różnych skał w jednej kupce tłucznia; dlatego materjał ten nierównomiernie zużywa się pod wpływem ruchu, co wytwarza wyboje.

Skały wulkanicznego pochodzenia znajdują się w Polsce również w postaci pokładów i złóż : granity w Tatrach (okolice Morskiego Oka), dotychczas nieeksploatowane, andezyty w okolicach Czorsztyna i Szczawnicy (nie-eksploatowane), porfiry w Miękini około Krakowa (eksploatowane), melafiry w Regulicach ok. Krakowa i diabazy w Niedźwiedziej Górze około Ten-czynka pod Krakowem (eksploatowane), granity, gnejsy i dioryty w dolinie rzeki Korczyka (na Wołyniu na granicy Rzeczypospolitej), oraz na wschód od stacji Sarny przy linji kolejowej Sarny—Kijów: pokłady granitowe stanowią tam płytę o powierzchni przeszło 1200 km², wychodzącą na wierzch, w wielu miejscach eksploatowaną w sposób pierwotny i w zakresie niewielkim. Wreszcie mamy bazalt w Berestowcu na Wołyniu około Równego (eksploatowany dotychczas dość pierwotnemi sposobami i na małą skalę) i w Podłużnem również na Wołyniu około Równego (dotychczas nieeksplo-atowany).

Skały osadowe stanowią naogół gorszy materjał, niż skały pochodzenia wulkanicznego. Do lepszych gatunków zaliczyć można krzemienie, piaskowce kwarcytowe [dobre kamieniołomy w Zagnańsku pod Kielcami i około gór Świętokrzyskich, około Sandomierza (Międzygórz), Chyrowa, Lwowa (Winniki, Huta Szczerzecka, Suchodół i inne), w Delatynie, w dolinie Pruta, w okolicach Łucka itd.]; piaskowce wapienne i iłowate (Skole, Kozy) ; wapienie przeważnie dają materjał słabszy, a niektóre gatunki są nawet zupełnie nieprzydatne do budowy i utrzymania dróg.

Materjały sztuczne na tłuczeń uż. rzadko: szlaka z wielkich pieców, materjał twardy, ale nie wiążący się, oraz klinkier, dający tłuczeń względnie trwały, ale nie wiążący się. W Polsce tłuczeń klinkierowy uż. w okolicach Zamościa.

Przygotowanie tłucznia może być ręczne albo maszynowe. Ręczne,

cznem

sto-

przy pomocy młotków 1,5— 3,0 kg wagi, wymaga wprawy robotnika. Wydajność dzienna pracy robotnika waha się od 0,5 do 2,0 m³ i więcej, w zależności od twardości i spoistości kamienia i wprawy. Przy tłuczeniu rę~ otrzymuje się tłuczeń lepszy niż przy maszynowem: równiejszy, mniej miału. Przy tłuczeniu kamienia na tłuczeń objętość jego zwiększa się o 8—10% w stosunku do objętości użylego na tłuczeń kamienia. Ustawia się go w ; ' sach formy prawidłowej — w stożkach lub pryzmatach — o jednakowej objętości dla łatwiejszego określania objętości.

Tłuczenie mechaniczne wykonywa się przy pomocy specjalnych maszyn-tłukarek. Tłukarki takie bywają stałe w kamieniołomach o wielkiej wydajności i przenośne dla tłuczenia materjału, nagromadzonego wzdłuż drogi; wydajność przenośnych stosunkowo mała. Najwięcej rozpowszechnione tłukarki szczękowe, mniej używane stożkowe. Wydajność od jednego do kilkudziesięciu m³ tłucznia na godzinę. Tłuczeń otrzymany maszynowo zw. gorszy od ręcznego : zawiera nierównomierne kawałki i znacznie więcej miału 15 — 30% (przy tłuczeniu ręcznem 12—15%). Doświadczenia inż. Hessa z tłukarką szczękową fabryki Friedricha w Dreźnie dały rezultaty zestawione na tablicy 10, str. 98.

Walcowanie (wałkowanie) stanowi bardzo ważny czynnik w budowie i utrzymaniu dróg bitych: dobrze wykonane walcowanie da dobrą i trwałą nawierzchnię ; źle pod względem technicznym lub niedbale wykonane da złą nietrwałą nawierzchnię nawet przy użyciu pierwszorzędnych materjałów.

Konne walce (wałki) obecnie używane ważą 3—8 if: cz. waga może być powiększona o 1% — 3 t (ciężar zmienny) przez obciążenie walca hermetycznie zamkniętego pokrywami z dwóch stron — wodą, lub przez napełnienie ziemią lab kamieniami skrzyń, zawieszonych na ramie walca. Dla uniknięcia nawracania dwa dyszle. Ciśnienie wagi walca na cm bieżący obręczy koła wynosi 30 — 60 kg, rzadko do 70 —100 kg. W walcu fabryki Braci Gajzler w Warszawie ciśnienie wynosi ok. 30 kg na cm b. obręczy koła, przy obciążeniu dodatkowem po napełnieniu bębna wodą, a skrzyń ziemią lub kamieniami dochodzi do 60 kg, co dla walcowania dróg bitych z twardego tłucznia jest za mało. Należy odrazu walcować dłuższe odcinki po 300 — 500 m, by nie przeprzęgać często koni.

Walce (wałki) parowe i spalinowe w ostatnich czasach coraz bardziej wypierają walce konne. W rzucie poziomym schemat takich walców przedstawia się jak na fig. 98, rzadziej jak na fig. 99. Ciężar 3—25 t i więcej.

W.2

Wapień

29

48

23

<5,5

Tablica 10.

Podział tłucznia podług grubości ziarna w °/₀

Gatunek kamienia

średni

miał

gruby

<6,5 cm <5 cm <2,5 cm w średnicy w średnicy w średnicy

Zwiększenie objętości tłucznia w stosunku do objętości kamienia przed potłuczeniem w °/₀

Gabro

Diabaz

Bazalt

05 lC O CO ^ ^

M-

< 7 cm

< 2,5 cm

Do walcowania nowych dróg bitych trzeba mieć walce lżejszej (8—12 t)

i.

2.75 -4J>--

Fig. 98.

B-Z5

•*--2.0-i.O -

Fig. 99.

i cięższe (> 12 t — dla kończenia walcowania). Dla naprawy dróg bitych (pogrubiania nawierzchni, walcowania łat) przy twardym materjale cieższe (15—20 t).

Niektóre walce mają dodatkowe obciążenie.

Ciśnienie na 1 cm b. obręczy 50—150 kg. Silniki o mocy 15 — 50 HP. Prężność pary w czasie pracy 6—15 atmosfer. Silniki spalinowe na benzynę, ropę lub naftę bywają o mocy 20—60 HP, dwucylindrowe lub cztero-cylindrowe.

Zaleta walców parowych: niekapryśny prosty silnik, wymagający mniej starannej obsługi niż spalinowy; ujemne strony: potrzeba dowozu dużej ilości paliwa i wody, niemożność pracy przy kotłach leżących na stromych i długich wzniesieniach z powodu możności przepalenia rurek opłom-kowych; dość duża waga: zw. conajmniej 8 t.

Zalety walców spalinowych : możliwość mniejszej wagi (od 3 t), nie potrzeba dowozić w czasie roboty paliwa i wody, możność pracy na wzniesieniach; wada — zbyt skomplikowany i kapryśny silnik, wymagający starannej obsługi.

Odcinki, walcowane przy pomocy walców mechanicznych, nie powinny być dłuższe niż 100—150 m, aby walcowany odcinek jak najprędzej mógł być ukończony.

na na-

Wykonywanie walcowania. Rozpoczyna się z brzegów nawierzchni pasami możliwie z dwóch stron jezdni w jednym kierunku — w kierunku przyszłego ruchu (po prawej stronie jezdni); przechodzi się stępny pas ku środkowi nawierzchni po podwalcowaniu pasów skrajnych do takiego stopnia, aby przed walcem nie tworzyła się fala wypieranego przezeń tłucznia. Gdy fala ta przestanie się ukazywać, przystępuje się do stopniowego „miałowania“ — zasypywania drobnym tłuczniem lub żwirem. Walcowanie winno odbywać się na mokro : gdy niema deszczu, walcowany tłuczeń stale, ale umiarkowanie należy polewać wodą.

Walcowanie uważać należy za ukończone, gdy po zamiałowaniu tłuczeń pod kołami wozów przestanie się rozsuwać, wydając charakterystyczny chrzęst. Zawartość miału w nawierzchni drogi bitej nie powinna być większa niż 15—20% objętości; większa zawartość miału w nawierzchni dowodzi nieumiejętnego walcowania, np. zbyt wczesnego miałowania itp.

Wydajność dzienna walcowania przy 10-godzinnym dniu pracy walca 14-tonnowego przy szybkości ruchu 0,7—1,0 wi/sek. przeciętnie wynosi:

20—40 m3 40—60 m3 50 m3 50—80 m3 40—60 m3 30—70 m³

dla tłucznia z porfiru.................

dla tłucznia z bazaltu................,

dla tłucznia z granitu, augitu i kamieni narzutowych . . .

dla tłucznia z wapienia muszlowego...........

dla tłucznia z wapienia jurajskiego...........

dla tłucznia ze żwiru . . ...............

Ilość przejść po jednem miejscu, potrzebna do zupełnego uwalcowania tłucznia, zależna jest od wielkości ciśnienia walca na nawierzchnię drogi, rodzaju tłucznia, grubości warstwy walcowanej, jakości pokładu (fundamentu), oraz od pogody. Dla dróg pozamiejskich wystarcza przy walcach mechanicznych cięższych 25 — 50 przejść, w wyjątkowych razach przy twardym kamieniu i trudnych warunkach do 100—150 przejść. Wydajność pracy walców parowych przy twardym tłuczniu jest większa o 20°/o, przy miękkim o 40%, niż walców konnych.

Koszta uwalcowania 1 m³ tłucznia przy twardym tłuczniu wynosiły przed wojną przy użyciu walca parowego o 36%» przy miękkim o 31% mniej, niż przy użyciu walca konnego. Koszta te jeszcze bardziej się zmniejszają (do 43%) przy naprawach częściowych (łataniu) nawierzchni drogi bitej.

Inż. A. Rodcewicz podaje nast. tablicę norm pracy przy walcowaniu dróg bitych (p. tablica 11).    J

Tablica 11.

Objętość

Grubość

cm

Walec konny

Walec parowy

Na całą wysypkę |

Na 1 m³

Na całą wysypkę |

Na 1 m³

Ilość dni walcowania (10-godz.)

Ilość dni walcowania (10-godz )

Kategorie tłucznia

"Kategorie tłucznia

ii I in i I ir I hi

i ii I hi

i I ii I hi

O Ol © Cu O U> O Cu o CO

oooooooooto

CO

mtOOOOOJ

CHNCO^ rl r-ł rl nł H

M M M t—» M M M <-* M J35 Oî pi ^ toJ35 H 05 O    55 oœ

M M Q GO Q tf* CO O GO

<yf tiT .tf co aT co oo

ł—" rH tH łH H M T—I r—ł rH

MtOtOMMMHMH

00 ojo 00 co a «0 'to'lo'o'cn'cooco'üt'o'» toicofflcooœaoo

0,0357] 0,0436 0,0514 0,0333 0,0400 0,0467] 0,0322 0,0383] 0,0444] 0,0311 0,0367 0,0422] 0,0300 0,0350 0,0400 0,0289 0,0333 0,0378 0,0278 0,0317 0,0356 0,0267 0,0300 0,f333 0,0256 0,0283 0,0311 0,0244 0,0267 0,0289

© © OJO COCO CO Ol ©p-'00'rf».'© rf* CO to Ol co o o

MMMMM

M>—‘t—‘©O©co-<1<14^

'©'00 o'br'o 00 ©'00 o 00

vłC0©if>-O00*lC0O^

5,59 0 0212 0,0251]0,0291 8,00 0,0200'0,0233] 0,0267 8,94 0,0194 0,0225 ] 0,0256 9,78 0,0189] 0,0217] 0,0244 10,50 0,0183! 0,0208l 0,0233 11,11 0,0178! 0,0200j 0,0222 11,61 0,0172]0,0192 0,0211 12,00 0,0167] 0,0183 0,0200 12,28 0,0161[ 0,0175 0,0189 12,44 0,0156 0,01671 0,0178

7*

99

Tablica powyższa daje normy na 1 km drogi bitej o szerokości jezdni = 5 m przy walcowaniu walcami o przeciętnej wadze warstw tłucznia, rozsypanych na starych drogach bitych lub na nowych na kamiennym pokładzie lub też na dolnej warstwie tłucznia już uwalcowanej.

Kategorja tłucznia I oznacza tłuczeń miękki: z wapienia lub piaskowca, kategorja II z porfiru, słabszych granitów itd., kategorja III oznacza tłuczeń twardy i trudno walcujący się: z piaskowca kwarcytowego, twardych granitów, bazaltów, twardych kamieni narzutowych itd.

Utrzymanie dróg bitych. Drogi bite wymagają starannego i systematycznego utrzymania, które polega na następujących czynnościach:

a)    Oczyszczanie nawierzchni z kurzu i błota bądź ręcznie przez robotników przy pomocy mioteł i skrobaczek, bądź przy pomocy specjalnych maszyn, ciągnionych przez konie lub poruszających się przy pomocy silników na nich ustawionych. Wydajność pracy tak ręcznej jak i maszyn bardzo rozmaita w zależności od rodzaju materjału, nawierzchni, oraz rodzaju i intenzywności ruchu. Zebrany kurz lub błoto zgarnia się w kupki na poboczach i w chwili opowiedniej przerzuca się za rowy lub wywozi.

b)    Naprawa nawierzchni. Są trzy systemy: 1. system łatania; 2. system pogrubiania nawierzchni (perjodycznego) czyli system odnowy i 3. system mieszany.

1.    System łatania polega na łataniu wybojów i dziur w nawierzchni: oczyszcza się z błota wybój lub dziurę; o ile nawierzchnia nie jest jeszcze przełamana, oskarduje się powierzchnię wyboju, aby uczynić ją szorstką, zasypuje się tłuczniem i ubija, względnie uwalcowywa walcem, przytem tłuczeń należy polewać. O ile łatanie odbywa się bez ubijania lub uwalco-wywania tłucznia, duża jego ilość (do 60°/₀) zużywa się nieprodukcyjnie. Systemu łatania, o ile nie jest wywołany koniecznością ratowania drogi przed zrujnowaniem, należy możliwie unikać, gdyż daje nierówną nawierzchnię i dużą nieprodukcyjną stratę materjału.

2.    System odnowy czyli perjodycznego pogrubiania nawierzchni polega na pogrubianiu całych kilometrów, względnie całych hektometrów, przez rozsypanie warstwy tłucznia odpowiedniej grubości i uwalcowanie go po uprzedniem zoskardowaniu starej nawierzchni ręcznie lub maszynowo. Przy normalnej gospodarce winien być opracowany plan systematycznego pogrubiania na zasadzie pomiarów grubości nawierzchni, przeprowadzanych co 3—4 lata na każdym kilometrze, a nawet hektometrze. Plan należy tak ułożyć, aby zużycie (starcie) materjału w nawierzchni wskutek ruchu na drodze w ciągu danego okresu, na jaki ma starczyć pogrubienie, nie było większe od dopuszczalnego i bezpiecznego dla całości nawierzchni. Zwykle pogrubienie oblicza się tak, aby przy ruchu intenzywnym starczyło nie mniej niż na 4 lata, przy słabszym na 6 i więcej.

3.    System mieszany polega na stosowaniu jednoczesnem systemu łatania i systemu pogrubień, sprowadzając pierwszy do granic możliwie małych i stosując go jedynie w celu niedopuszczenia powstawania większych uszkodzeń jezdni.

Zużycie nawierzchni drogi bitej zależy od rodzaju materjału, z jakiego nawierzchnia jest wybudowana, oraz rodzaju i intenzywności ruchu, jaki się po niej odbywra.

Z praktyki inżynierów drogowych badeńskich posiadamy dane o zużyciu nawierzchni dróg bitych przez zwykły ruch kołowy, zestawione na tablicy 12.

c)    Inne roboty przy utrzymaniu dróg bitych: zbieranie „tułaczy“, tj. luźnych kamyków na nawierzchni, wyrównywanie poboczy w celu zachowania spadku poprzecznego, oczyszczanie rowów itp., wykonywane są w miarę potrzeby przeważnie przez dróżników, rzadziej przy pomocy najętych robotników.

Tablica 12.

Rodzaj materjału na tłuczeń

Zużycie roczne materjału w m³ na 1 km przy 5 m szerokości jezdni na drogach z napięciem ruchu koni na dobę

< 30

VII

od 30 do 50

VI

od 50 do 100

od 100 do 250

IY

od 250 do 500

III

od 500 do 1000

> 1000

II

Doi ery t.......

Bazalt........

Porfir I gat.. II gat.. „ III gat.. średnio .

••

Dioryt, sienit. .

Gnejs........

Granit I gat.. II gat.. „    III gat..

„    średnio .

Ambibolit.....

Łupek szyfrowy Wapień I gat.

II gat. III gat.

6—12

8—12

8—16

10-20

12— 25 10—20 10—20 10—20

8—16

10—20

15—30

10—20

10—20

8—16

8—16

10—20

13— 26

12—16

16—20

16—20

20—25

25— 32 20—25 20-25 20—25 16—20 20—25 30—35 20—35 20—25 16—20 16-24 20—30

26— 38

16—22 20—30 20—27 25—35 32—45 25—35 25—35 25—35 20—28 25-35 35 — 50 35—35 25—35 20—28 24—32 30—40 38-51

22—32

30—40

27— 40 35—48 45—65 35—50 35—50 35—50

28— 40 35-50

50— 70 35—55 35—55 28-40 32—49 40—60

51— 77

32—42

40—55

40—50

48— 63 65—85 50—65 50—65 50—70 40—55 50—70 70-95 55—70 55 — 70 40 — 55

49— 70 60—85 77—110

42—60

55-80

50—75

63—90

85 — 120

65—95

65-95

70—100

55-75

70—100

95—140

70—100

70—100

55 — 75

60—114 80—150 75—140 90—170 120—230 95-180 95—180 100—190 75—145 100—190 140—260 100—190 100—190 75 — 145

6. Drogi bite smołowane. W celu uniknięcia tworzenia się kurzu i błota, oraz zapobieżenia destrukcyjnemu wpływowi na drogi bite ruchu samochodów stosuje się smołowanie dróg bitych; w Polsce chwilowo zaniechane ze względu na koszty.

Używane materjały. Smoła z węgla kamiennego, otrzymana przy suchej destylacji, używa się po podgrzaniu do 105° C i po usunięciu płynów amonjakalnych i części lotnych ; z biegiem czasu na powietrzu twardnieje, kruszeje i traci elastyczność. Smoła drzewna używana rzadko, jak również nafta i produkty jej destylacji. Najlepszy materjał stanowi smoła asfaltowa naturalna, następnie wytapiana z piaskowców bitumicznych ; jest najtrwalszym materjałem, niewrażliwym na zmiany atmosferyczne ; woda jej nie ługuje; dla nadania topliwości i płynności dodaje się do smoły asfaltowej olejów naftowych lub olejów, otrzymywanych przy suchej destylacji węgla kamiennego.

Smołowanie powierzchniowe. Polega na polewaniu gorącą smołą suchej, oczyszczonej od kurzu powierzchni drogi bitej, zasypaniu miałem i ewentualnie uwalcowaniu. Smoła przenika 5—10 mm wgłąb, w nawierzchni nowej, niezupełnie zamiałowanej — głębiej. Smołowanie wystarcza w zależności od ruchu i klimatu od pół roku do dwóch lat; dawało przed wojną dobre wyniki techniczne i duże oszczędności. Smoły wychodzi od 1,5 do 3,0 kg na m². Polewanie ręczne lub przy pomocy specjalnych maszyn, które mogą zasmołować do 3000—4000 to² powierzchni dziennie.

Dla związania kurzu na czas krótszy (kilka dni — kilka tygodni) niekiedy bywa stosowane polewanie nawierzchni emulsjami olejów skalnych, tj. mieszaniną 10—15°/₀ do 20% olejów skalnych z wodą. Jeszcze bardziej krótkotrwałe jest poląwanie dróg bitych rozczynami soli chłonących wodę i utrzymujących nawierzchnię stale w stanie nieco wilgotnym przez wchłanianie z powietrza pary; używane są rozczyny chlorku magnezowego i chlorku potasowego.

Smołowanie wgłębne — polega na polewauiu gorącą smołą tłucznia i na utworzeniu z takiego tłucznia nawierzchni przez walcowanie warstwy tego tłucznia na pokładzie z kamienia lub bez tegoż. Niekiedy smołą polewa się tłuczeń już po podwalcowaniu ; po uwalcowauiu tłucznia posypuje się nawierzchnię kilkocentymetrową warstwą miału i jeszcze walcuje; nawierzchnia drogi bitej smołowanej wymaga dokładnej znajomości techniki tego rodzaju robót i wyborowych materjałów.

7. Bruki, a) Bruki zwykłe (z kamienia łupanego [łamanego] lub polo-wego). Ten rodzaj bruku najprymitywniejszy z pośród innych, wr Zachodniej Europie prawie zupełnie zarzucony, w Polsce dzięki taniości i brakowi odpowiednich materjałów dla bruków ulepszonych będzie jeszcze długo stosowany.

^    Układa się z kamieni narzutowych, dobieranych podług

TTjj UirWlffb pewnej wielkości (okrąglaków lub płytowanych, tj. roz-4u    VlL \ /'U > bijanych na mniejsze    ^-r

z większych) lub z odłam-    ISQs. /XW>K

ków skał dobywanych    _>/yr7Tryvt/xV^rrGćJ

WWWW* =

przedewszystkiem gatunków pochodzenia wulkanicznego; osadowe — piaskowce i wapienie — nie wszystkie nadają się do bruku. Wysokość kamieni^— 20 cm; czoło kamienia winno być możliwie płaskie o wymiarach conaj mniej 10 cm na szerokość i długość ; kamienie powinny mieć formę nie bułowatą, ale wydłużoną. Przy brukowaniu dobiera się je podług wysokości : wyższe — przy brzegu drogi, niższe — pośrodku. Układać należy ściśle,

przewiązując szwy tak, aby w kierunku ruchu na drodze

Fig. 100.

Fig. 101.

Fig. 102.

nie było szwów długich przez kilka rzędów kamieni. Po ułożeniu bruk należy za-ćwiekować tłuczniem, ubić i zasypać piaskiem. Bruki takie układa się przy grancie przepuszczalnym wprost na gruncie ; przy gruncie nieprzepuszczalnym — na warstwie żwiru lub piasku, możliwie gruboziarnistego, gr. 15 — 20 cm.

Zaleta: taniość i łatwość budowy; wady: hałaśliwość, przepuszczalność, trzęskość, kurz i błoto. Jeden brukarz może ułożyć dziennie 12—30 m2 bruku w zależności od warunków roboty i jej organizacji.

_n _ ;

0/5

Fig. 103.

b) Bruki kostkowe. Układa się zawsze na fundamencie : na warstwie żwiru lub piasku, możliwie gruboziarnistego, o grubości 15—20 cm lub na pokładzie kamiennym, wybudowanym, jak w nawierzchni drogi bitej systemuTrósaguet gr. 15—25 cm z kliniastych kamieni, ułożonych ostrzem do góry, zaćwiekowanych tłuczniem ; pokład ten ubija się ręcznie lub uwalcowywa ; często (w miastach) na pokład uż. też betonu 1:2:4 do 1: 3V₂ : 7 (najeż. 1:3: 6) w wabstwie gr. 15—25 cm. Na fundamencie kamiennym lub betonowym daje się 3—5 cm warstwę piasku dla utworzenia sprężystej poduszki między kostkami a fundamentem i zniwelowania różnic w wysokościach poszczególnych kostek (fig. 100).

Materjał na kostki należy brać twardy, trudno ścierający się : bazalt, granit, andezyt, porfir, diabaz itp., rzadziej piaskowce kwarcytowe i inne.

Obecnie prawie wyłącznie używa się kostek formy równoległościanu z niewielkiem zwężeniem ku dołowi o 1 — 2 cm (kliniaste kostki); rzadziej są to kostki o formie sześcianu z takiemże zwężeniem, t. zw. pieńki.

Wysokość 12—18 cm ; przy dostawach dopuszcza się różnicę w wysokościach do 2 cm. Szerokość 8 —10 lub 12—13; dopuszczalna różnica w szerokościach do 2 cm. Długość kostek różna — od 16 do 30 cm.

kierunek

ruchu

Najeż, układa się kostki rzędami prostopadłemi do osi drogi, rzadziej pod 45° do niej. Szwy przewiązywać ; szerokość szwów między rzędami 3—8 mm. Po ułożeniu kostki ostrożnie ubija się. Na skrzyżowaniach dróg rzędy kostek układa się tak, aby kierunek ruchu nie szedł w kierunku rzędów.

Wypełnianie szwów: piaskiem — najtańsze, lepsze — zaprawą cementową, najlepsze — asfaltem lanym w stanie gorącym.

ruchu.

Bruk kostkowy należy do najdroższych, ale znosi ciężki i gęsty ruch — do kilku tysięcy koni w wozach ciężarowych na dobę, jest higjeniczny, bo nieprzepuszczalny, daje mały opór ruchu, jest dość hałaśliwy, szczególniej po pewnem zużyciu, gdy kostki z wierzchu zaokrąglą się. Gdy zaokrąglenie to stanie się przykrem dla ruchu, obciosywanie kostek dla wyrównania ich czoła nie opłaca się i należy kostki dać nowe.

Flg. 104.

c) Bruki mozajkowe. Nadają się głównie na nawierzchnię na drogach o ruchu dość gęstym, ale lekkim, zarówno na ulicach miejskich, jak odcinkach podmiejskich dróg zamiejskich. Układa się w różne desenie (fig. 101, 102, 103, 104, 105) z kostek o czole kwadratov jm, o formie zbliżonej do sześcianu, jednak ze zwężeniem do dołu. Wymiary kostek zwykłe 8—10 cm i nawet 7—9 cm przy twardych gatun ach kamienia (przy dostawach wahania dopuszczalne do 2 cm) ; rzadziej używa się większych kostek o wy-

urn

lu i i n

TTTTT

rrrrr

irrrrr

11

im

Fig. 105.

miarach 10—12 cm. Powierzchnia dolna wskutek zwężonej formy kostek bywa do 30% mniejsza niż górna.

Uftłada się bruk mozajkowy zawsze na fundamencie kamiennym lub betonowym z warstwą piasku na wierzchu grubości 2—3 cm dla zniwelowania różnic w wysokościach kostek i utworzenia sprężystej poduszki ; niekiedy do warstwy piasku dodaje się cementu, co tworzy chudą zaprawę cementową. Szwy zapełnia się piaskiem lub zaprawą cementową, rzadko zaprawą asfaltową, z domieszką piasku lub pyłu piaskowego ze względu na koszty. Aby nawierzchnia się nie rozsuwała, musi posiadać mocne ramy (krawężniki) z dużych kostek lub specjalnych krawężników z boków drogi; takież ramy muszą być wpoprzek drogi na początku i końcu drogi.

wane.

Szerokość szwów pomiędzy kostkami — 3 mm Dajwyżej, 5 mm w kątach; szwy winny być starannie przewiązy

Materjał na kostki winien być możliwie twardy, łatwo łupać się i mało ścierać się : dobre są bazalty, andezyty, granity drobno- i średnio-ziarniste, porfiry itp.

Trwałość bruków mozajkowych jest znaczna: przy dość silnym ruchu — do 1000 koni na dobę — dobrze zbudowane bruki mozajkowe nie wymagają znaczniejszych napraw po 15—20 lat.

Ilość startego materjału w bruku mozajkowym bywa 6 — 7 razy mniejsza, niż na drodze bitej z takim samym ruchem, zbudowanej z takiego samego materjału.

Bruk mozajkowy jest cichy, nieprzepuszczalny, słabszy, niż bruk z dużych kostek, względnie mało śliski. Nie należy stosować go na drogach często rozkopywanych, gdyż wznowiony źle się łączy z nawierzchnią poprzednio wykonaną.

d)    Bruki klinkierowe. Używane w miejscowościach pozbawionych materjałów kamiennych lub tam, gdzie klinkier jest tańszy, niż sprowadzane kostki kamienne. W Polsce używane są w okolicach Lublina, Zamościa, Sokala ; w ostatnich czasach zaczynają wychodzić z użycia. Glina odpowiednia na klinkier winna przy temperaturze 800—1000° C i najwyżej 1200° C zeszklić się, zachowując formę nadaną (formę cegieł); wypalanie odbywa się w specjalnych piecach (w Zamojszczyźnie — systemu Mondheima). Forma klinkieru zwykle bywa zbliżona do formy cegieł; w Zamojszczyźnie wymiar 67 . 133.266 mm\ w Ameryce 64 . 102 . 216 lub 51 . 102 . 216 mm.

Klinkiery układa się na warstwie żwiru lub piasku możliwie gruboziarnistego, grubości 15—20 cw, lub na pokładzie kamiennym (syst. Trósa-guet) lub betonowym z warstwą 3—5 cm piasku na wierzchu. Z brzegu jezdni winny być krawężniki, zapobiegające rozsuwaniu się bruku klinkierowego. Cegły układa się rębem rzędami prostopadłemi do osi drogi lub pod 45° do niej ; wreszcie można kładać je w jedlinkę. Szwy wypełnia się piaskiem, rzadziej zaprawą cement wą lub asfaltem.

Własności klinkieru: Wytrzymałość na zgniecenie klinkieru zamojskiego wynosi 900—1000 kg/cm², amerykańskiego 700 —1400 ległem², holenderskiego tylko 500—600 kg/cm²', ścieralność jest większa niż granitu. Nasiąkliwość 5—10% wagi własnej (nasiąkliwość cegły zwykłej 20 — 40%). Ciężar gatunkowy 2,0 do 2,5.

Klinkier daje jezdnię odpowiednią dla ruchu średniego, niezbyt ciężkiego, gładką z małym spółczynnikiem oporu.

e)    Inne rodzaje bruku. Bruki drewniane p. dział: Ulice; bruki z kostek sztucznych ze szlaki, z prasowanego betonu, topionego bazaltu itp. nie grają dotychczas poważniejszej roli i znajdują się w fazie prób.

2.0-

JJJ75

10.15

ÏF.iJiï

dren cęgi

Fig. 106. Przekrój amerykańskiej drogi betonowej.

8. Drogi betonowe. W ostatnich czasach technika budowy dróg betonowych, ; szczególniej w Ameryce, zrobiła olbrzymie postępy. Do budowy stosuje się różne maszyny. Nawierzchnia #bywa jednowarstwowa — z betonu jednakowego na całej grubości nawierzchni — i dwuwarstwowa — z dolną warstwą z chudszego betonu i górną warstwą z tłustszego.

Jednowarstwowe — przeważnie używane w Ameryce — o grubości 16—18 cm. Skład betonu 1 : l’/₂ : 3, rzadziej 1:2:4.

Przy dwuwarstwowej nawierzchni dolna warstwa o grubości 15—20 cm przy silnym ruchu, 14—15 cm przy średnim ruchu; górna warstwa grubości 5 cm\ skład betonu w górnej warstwie 1:0,75:2,75 do 1:1:1; tłuczeń w tej warstwie winien być drobny, kanciasty.

W celu uniknięcia pęknięć nawierzchni z powodu wahań temperatury daje się poprzeczne szczeliny co kilka metrów (6—10 tri), a czasami co kilkanaście i kilkadziesiąt (do 30 m); szerokość szczelin 5—8 mm, najwyżej do 12 mm\ wypełnia się je wojłokiem lub tekturą, napojoną smołą asfaltową. W celu uniknęcia pęknięć stosuje się też wkładki (uzbrojenie) żelazne <fi do 20 mm, układane w odległości 150 mm od brzegu nawierzchni i szczelin poprzecznych, lub też siatkę żelazną.

Nawierzchnia betonowa nadaje się do dróg ze średnim ruchem kołowym; dobrze znosi ruch samochodowy, szczególnie osobowy, jest higjeniczna, bo nieprzepuszczalna, daje mało kurzu, ale zato jest śliska i na większych spadkach nie może być stosowana. Duże trudności przedstawia. naprawra nawierzchni betonowej, wymagająca zamknięcia ruchu na czas kilkotygo-dniowy.

9. Drogi asfaltowe. Patrz dział: Ulice.

10. Tory żelazne na drogach kołowych. Dla umożliwienia bardzo ciężkiego ruchu na drogach, gdy nawierzchnia nie może go wytrzymać, urządza się czasem tory jezdne (fig. 107) z szerokich szyn żelaznych, rozstawionych tak, aby wozy ciężarowe mogły się po nich toczyć. Urządzenia takie są bardzo drogie, mają tę niedogodność, że wzdłuż szyn tworzą się z biegiem czasu rowki.

11. Wybór nawierzchni dróg. Na wybór rodzaju nawierzchni wpływają względy techniczne i ekonomiczne. ₍

Względy techniczne wymagają od nawierzchni: trwałości na ruch i wahania temperatury, szorstkości, w zależności od której dopuszczane są wielkości wzniesień, łatwości i szybkości napraw, łatwości oczyszczenia, nieprzepuszczalności (nie-nasiąkliwości), cichości.

Względy ekonomiczne wymagają: minimum kosztu budowy nawierzchni i minimum kosztów utrzymania nawierzchni, obliczonych na przeciąg okresu, w ciągu którego może istnieć wybudowana nawierzchnia danego rodzaju.

W chwili obecnej z powodu nieustalenia się

(T

J§||jLMT

•ii

iXj.

Fig. 107.

TV

mm

cen wogóle, a w Polsce ególności, nie można podać stosunku między obecnemi kosztami budowy i utrzymania różnych nawierzchni .dróg.

w szcz

ÏV. Zadrzewianie dróg.

Jest to obowiązek zarządów drogowych; o ile jednak za rowami drogo-wemi niema pasa nieuprawionego, stanowiącego własność drogi lub serwitut drogi względem gruntów przyległych, obowiązek zadrzewiania takich dróg należy do właścicieli gruntów przyległych.

Drzewa nieowocowe. Należy sadzić te drzewa, które rosną bujnie i zdrowo w okolicy na takich ziemiach, jaka jest przy drodze. W ziemiach żyznych należy sadzić Jipy, klony, rzadziej dęby (rosną zbyt wolno), graby, wiązy, w ostateczności kasztany; w ziemiach wapiennych i skalistych: buki, dęby, jesiony; w ziemiach lekkich akacje, brzozy; w ziemiach wilgotnych olszę błotną, w ostateczności wierzby; wogóle wierzby i topole udają się prawie wszędzie. Przy drogach ważkich sadzić należy drzewa i krzewy mniejsze; jarzębiny, głogi itp. ; iglaste — wtedy, gdy do drogi należy

szerszy pas gruntu : na gruntach suchych — sosnę, na wilgotnych świerk zwykły, w lekkich i piasczystych -— świerk kolący, w skalistych — jodłę.

Drzewa owocowe należy sadzić w tych miejscowościach, gdzie można się spodziewać, że je uszanuje miejscowa ludność; o ile miejsce pozwala, lepiej drzewa owocowe sadzić za rowami: grusze i czereśnie w ziemiach żyznych, jabłonie w ziemiach wilgotnych na madach i próchnicach; śliwy — w ziemiach wilgotnych; wiśnie — w ziemiach lekkich i piasczystych.

Drzewa przydrożne sadzić należy na brzegu korony drogi, jeżeli szerokość jej nie jest mniejsza niż 7,0 m; przy węższych drogach należy sadzić drzewa na pasach przydrożnych za rowami; drzewa posadzone na koronie należy zabezpieczyć odbojami: dużemi kamieniami lub mocno wkopanemi słupkami (pachołkami). Odległość drzew większych — 10 m, mniejszych 6—8 w. Przy drogach węższych niż 6 m sadzi się drzewa mniejsze jednym rzędem na koronie od strony południowej lub zachodniej. Na drogach z pła-skiemi ściekami (przekrój typu amerykańskiego) drzewa bez względu na szerokość drogi winny być sadzone za rowami.

Żywopłoty sadzone zawsze za rowami, mają za zadanie ochronę pól od przechodniów lub też ochronę od zasypywania drogi przez śniegi lub lotne piaski; sadzi się grab, głóg, różę dziką, akację syberyjską, ligustr, żywotniki i inne.

Na nasypach wyższych niż 1,5 m zamiast ustawiania poręczy lub słupków ochronnych (pachołków) sadzi się gęściej drzewa — co 2—3 m — najczęściej wierzby.

V. Ochrona od zasp śnieżnych.

Zaspy śnieżne na drogach powstają w płytkich wykopach (Jh < 4 m) i rzadziej, na wysokich nasypach (h > 15 m).

Śnieg, pędzony po równinie i napotykający przeszkodę w postaci płotu pełnego (bez otworów), zatrzymuje się przed i za przeszkodą w postaci zasp

3-Sh

Fig. 109.

a-12h

Fig. 108.

o skarpie od strony kierunku wiatru 1 : 3 do 1 : 5, a za przeszkodą w postaci zaspy o skarpie 1:8 do 1:12 (fig. 108). Jeżeli mamy ażurową przeszkodę (np. sztachety), wtedy tworzy się zaspa najpierw formy oznaczonej linją pełną, przy dłuższej śnieżycy tworzy się zaspa formy oznaczonej linją przerywaną (fig. 109). W celu ochrony dróg od zasp śnieżnych w miejscach, gdzie zaspy często się powtarzają, ustawia się stałe osłony śniegowe

N%

Ns3

(parkany, żywopłoty) lub przenośne (tarcze z desek lub dranic, plecione z wikliny parkany prze-

wy A/t--    nośne itp.) ; czasami wetknięte

I.■■■'2'"'......................... , w ziemię lub w wał ze śniegu

__A    v~~~-    ! ___ gałezie drzew iglastych zastępują

Fig. 110.

* osłony śniegowe. Osłony śniegowe szczególniej należy ustawiać wzdłuż niegłębokich wykopów (,h <4-5m)w odległości od Jprzegu wykopu tak dobranej, aby cała ilość śniegu, jaka może być nawiana przy zwykłych zawiejach, powtarzających się w danych miejscowościach, mogła zatrzymać się przed osłoną i za osłoną — pomiędzy nią i brzegiem wykopu. Osłony ustawia się po jednej lub po obydwóch stronach drogi w zależności od tego, czy zawieje bywają przy wiatrach z jednej, czy

z obydwóch stron. Obstawione osłonami winny być również przejścia z wykopu w nasyp.

Większe zaspy śniegowe przy długotrwałych śnieżycach można powstrzymywać przez stopniowe przestawianie osłon śniegowych (fig. 110). Nr. 1, 2, 3 i 4 oznaczają kolejne pozycje, zajmowane przez osłony śniegowe z dranic.

Śnieg, pokrywający jezdnię dróg, usuwa się przy pomocy trójkątów śniegowych, ciągnionych przez konie (fig. 111). Jednym trójkątem można oczyścić

13,63»533m m

d-16

38 a 2A-l mm

152,152

\\

—r-a-U

sf

........:

t?“

8,0tTI r

5,15

1,85 —¹—1,5

Fig. 111.

dziennie 15—20 hm drogi przy grubości śniegu 15—30 cm. Dla przepuszczania przechodzących po drodze wozów trójkąty mogą być składane (na fig. 111 linja punktowana).

VI. Prawodawstwo i administracja.

ustawie o przepisach porządkowych na drogach publicznych

na

Gospodarka drogowa w Polsce opiera się na ustawie o budowie i utrzymaniu dróg publicznych w Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 10 grudnia 1920 r., oraz

z dnia 7 października 1921 r. Na podstawie tych ustaw są wydane rozmaite rozporządzenia i przepisy wykonawcze. Ustawy i rozporządzenia ogłaszane są w Dzienniku Ustaw Rz. Polskiej, w „Monitorze Polskim“, oraz dawniej w „Robotach Publicznych“, obecnie w „Czasopiśmie technicznem“, organie urzędowym Ministerstwa Robót Publicznych. Zbiór ustaw i rozporządzeń, tyczących się gospodarki drogowej, wydanych od wskrzeszenia Rzeczypospolitej do dnia 1 stycznia 1923 r., wydany jest w osobnej książce, do której dodawane będą uzupełnienia.

LITERATURA.

a) Polska.

Pancer F. : O budowie i utrzymaniu dróg bitych i zwyczajnych. Wydał T. Przesmycki. Warszawa 1895.

Kühnei: Drogi i ulice. Lwów 1916.

Sznuk Z.: Podręcznik do budowy dróg bitych, gruntowych i ulic miejskich. Warszawa 1918.

Nestorowicz M.: Współczesna technika budowy i utrzymania dróg gruntowych. Warszawa 1919.

Bratro K.: Budowa i utrzymanie dróg kołowych. Podręcznik dla średniego personelu drogowego. Lwów 1921.

Kühnel A.: Drogi. Lwów 1922.

Nestorowicz M. : Sprawa drogowa w Polsce. Warszawa 1922.

Nestorowicz M.: Zbiór ustaw i rozporządzeń, tyczących się gospodarki drogowej za czas od 11 listopada 1918 do 1 stycznia 1923. Warszawa 1923.

Nestorowicz M.: Materjały do budowy i utrzymania dróg. Warszawa 1924.

b) Obca.

Durand-Claye C. : Cours de routes. Paris 1906.

Limasset L : Cours de routes. Paris 1918.

Le Gavrian P.: Les chaussées modernes. Paris 1922.

Aitken Th.: Eoad Making and Maintenance. London 1907.

Baker J. O.: A Treatise of Koads and Pavements. New York 1907.

Byrne A. T. : A Treatise of Highway Construction. New York 1907.

Blanchard A.: American Highway Engineer’s Handbook. New York 1919.

Loewe F. : Straßenbaukunde. Wiesbaden 1906.

Laißle, von, F. : Straßenbau. Leipzig 1907.

Birk A.: Der Wegebau. Wien 1919.

D ou b el ir G. D.: Gorodskija ulicy i mostowyja. Kijów 1912.

Ulice.

I. Układ ulic.

1. Przekroje poprzeczne. Położenie ulicy w mieście, w jego sieci ulicznej, nadaje jej charakter, typ, którego pierwsza cechą jest przekrój poprzeczny. Zasadnicze typy ulic są dwa: mieszkaniowy i komunikacyjny, z nieprzebranem mnóstwem kombinacyj pośrednich, mieszanych. Ulice wyłącznie mieszkaniowe, krótsze od 100 m, mogą być jednotorowe bez chodników, fig. 112 i 113, lub z jednostronnym chodnikiem, fig. 114 i 115. Jeśli są dłuższe

lub załamane, to urządzona powinna być a    p    mijanka, lepiej tarcza dla nawracania.

Długość jednotorowych ulic miedzy dwiema ulicami nie może być większa od 250 m. Rozstaw linij regulacyjnych i linij obudowania zależy od rodzaju obudowania (luźne lub zwarte, ilość pięter, względnie wysokość budynków itd.).

-a

Tk_N

30

40

03

ir

Przykłady ulic mieszkaniowych z jezdnią dwutorową por. fig. 116—121. Chodniki w nich zazwyczaj niesymetryczne, szerszy po stronie słonecznej. Przekroje te nadają się do ulic mieszkaniowych naszych miast wielkich, na większość ulic miast średnich i małych.

Wzory ulic o jezdni trzy torowej przedstawiają fig. 122—125. Stoso-są dla wszystkich ruchliwszych ulic naszych miast wielkich i dla głównych arteryj i małych.

Jezdnie czterotorowe bardzo ruchliwych ulic w miastach wielkich często rozdziela się na 2 pasma po 5,00 m lub po 7,50 m, gdy leżą w nich tory tramwajowe, fig. 126 —127 (por. str. 111).

Szersze jezdnie trafiają się wyjątkowo.

Ponieważ jezdnia jest droższa od chodnika (w budowie, utrzymaniu i oczyszczaniu), więc daje się jej oszczędne wymiary, ewentualny nadmiar przerzucając na chodniki. Słupy wszelkiego rodzaju należy stawiać w od-

04^

32

40

—, jsbiLW™.

Fig. 112, 113 i 114.

wne

w miastach średnich

daleniu min. 0,7 m od przedniej ściany krawężnika (fig. 128), aby nietylko słup nie był narażony na najechanie przez pojazdy, ale i miejsce to nie było stracone dla przechodniów, z powodu małego swego wy- i miara.    Ä

Szerokość chodników do mniej więcej 3,50 m jest wielokrot- 1 LII nością przechodnia w ruchu, to jest wymiaru 0,70 m, a więc 0,70,

1,40 itd., z dodatkiem szerokość słupów, drzew itp. (średnio ok. 0,30 m)\ powyżej 3,50 m szerokość chodników obiera się dowolnie, zależnie od innych czynników. I tak śzerokości chodników wyznaczają w coraz silniejszym stopniu w miastach większych umieszczane pod chodnikami przewody konsumcyjne i komunikacyjne (patrz punkt 5. E).

-2-5rö0h-AmV-

-47,(ó2)--J

—/4

Normalne umieszczenie i konieczne szerokości podają fig. 129 i 130. Budowanie osobnych korytarzy podziemnych (ang. subway) dla tych przewodów okazało się nie- ' korzystne.

Fig. 115.

Jezdnie i chodniki otrzymują dla odwodnienia spadki poprzeczne, których wielkości, zależne od materjału i od spadku podłużnego ulicy, podane są w tablicy 1.

Tablica 1.

Spadki poprzeczne na jezdni i chodnikach w odsetkach.

Jezdnia

Chodnik

Deptak

Spadek podłużny

droga bita (żwirówka zwykła) żwirówka węglowodorowa

bruk kamienny cegła

klinkery

beton cementowy

asfalt lany

asfalt ubijany

drzewo miękkie

drzewo twarde

płyty granitowe płyty piaskowcowe kamień łamany

mozajka zwykła mozajka kostkowa

beton i płyty beton.

płytki beton prasow. asfalt lany żwir, żużel żwir. węglowodór.

5    4    3

4    3,5    1,5

3,5 3,0 1,0

>2-1

to W tł^

m CH rH

O* rH

CO

■sil CO C*

*1    '*1

<M rH O

CO

Cn Ci O*

Liotrvcx beionoroa:

-'Oó

60

Chodniki otrzymują zawsze prostolinijny spad ku jezdni. Jezdnia ma kształt odcinka kołowego lub podobnie urobionej krzywizny, wyjąwszy asfaltową. Najlepszy jest kształt z fig. 131, gdzie odrazu od osi zaczynają się małe spadki ; wykreśla się go następująco :

Fig. 116.

1. wzdłuż krawężników odcina U ~ r >— się ścieki, szerokości 5—7% całej szerokości jezdni, max. jednak 0,5 »//, w spadku o 2 — 3% wyższym niż średni spadek poprzeczny, 2. pozostałą przestrzeń do osi, względnie, gdy jezdnia co do spadków jest asymetryczna, do najwyższego jej punktu, obliczonego wedle średniego spadku, dzieli się na 5—6 równych części ; część przy osi może być krótsza, otrzymuje ona spadek równy ¹/₂—¹/a

rzùL

-66m

Fig. 117.

45

see jT

'♦^y

/Oé

tł°

70(75)

Fig. 118.

=4^*

0-5.

t97H

-—24

5-Ö

80

Fig. 119.

S#

fj

—27-WJ9-

----J0-

50

■7±

700

-20—-

.L

-7/

-09-

-09-4-2/ —*■

--50

50

//O

50

«§

■Sf

Ib

•$

■95?#0)-

Fig. 122.

(<i>

■/25(5'&\ Qg

-—225-

75

■i

Ÿ20 —

Fig. 123.

225—

f0

'0-5

•&

tu,

<u

Xi

—5/

09

-60

7'5

/65

yoo—

Fig. 124.

lrzojolet,rort>cr.

5c4

trzypiętrowa

Fig. 125.

§■

i-’

■fc

XI

.Ol-

•SI

-m—so

ty

-25

50

70

220

-50

'£-25—

X)

CS

Fig. 126.

■09

72-

09-

1&r

yp-o-—50—y5

90

900

>5—00

spadku średniego. Części pośrednie zakłada się przez próby w spadkach rosnących ku ściekowi.

Niezwykłe przekroje poprzeczne powstają najpowszechniej, gdy niweleta w stosunku do zabudowań leży niżej lub wyżej, np. fig. 132, a oraz niekiedy, gdy wzdłuż ulicy biegnie inna ^ komunikacja lub znajduje się płynąca jg lub stojąca woda, przystanie, przeła- ^ ——— downie rzeczne itp.

2. Kierunek. Usytuowanie jednej, niejako samej dla siebie, ulicy opierać się winno zawsze o plan regulacyjny miasta, względnie w jego braku o taki przynajmniej szkic, który przewiduje rozbudowę sieci ulic w danej części miasta. Sprawa należy zasadniczo do nauki o budowie

EN CM

Kalif? n

Gaz

8/

miast. Ruch, obudowanie, te-kształt działek, światło,

Poci

Wodociąg

ren,

„ wiatry panujące i piękno, oto -jE — wytyczne momenty dla zaprojektowania sytuacji po ustaleniu przekroju poprzecz-

g

15. §

SS

b.

nego.

3. Przekrój podłużny

decyduje o kierunku (sytuowaniu) ulicy tylko w terenach pagórkowatych i górzystych, zwykle zaś sam dosto-so wuj e się do terenu i kierunku. Im ruch silniejszy,

Fig. 128. tem spadki mniejsze ; w miastach, leżących w terenie urozmaiconym, często przekracza się spadki, uznane za graniczne na drogach.

Ze względu na odwodnienie unika się zakładania ulic poziomych (konieczność tworzenia spadków w ściekach), a daje im podłużny spadek 0,005, co-

najmniej 0,003. W te-•5Y° ~ j renach o wysoko ””l żącym poziomie wody j Nj gruntowej i w tere-

—-•—j- nach zalewowych

I    \ ^ niweletę należy za-

—L- 07 -3—07 -3+0553 ^ łoży«    aby po-

75/2-37Ô-----*j 5 dłoga piwnic leżała

§ w obu wypadkach przynajmniej 0,5 m ponad najwyższem zwierciadłem. W terenach płaskich niekiedy dla niwelety będzie miarodajny wylot głównego kolektora kanałowego i położenie sieci kanalizacyjnej.

as

• Ô-70

43%

Fig. 131.

*

'o

Oaz

as

■SJ

-o

i?

Fig. 129 i 130.

le-

Dla zabudowania gruntów korzystne jest, w ulicach niewyłącznie mieszkaniowych, o ile grunt do fundowania jest dobry, aby niweleta leżała 1,5—2,5 m nad terenem (zmniejszenie wykopów piwnicznych i fundamentowych). Nasypy wyższe i wszelkie przekopy podrażają koszty budowy domów.

Każdy rodzaj nawierzchni ma pewien największy spadek, którego przekroczenie grozi niebezpiecznemi następstwami dla ruchu. Spadki te wynoszą na jezdniach:

0,10

Bruk mozajkowy . . .

Bruk ceglany.....

Bruk asfaltowy, ubijany Bruk asfaltowy, lany .

Bruk drewniany, miękki Bruk drewniany, twardy

Inne rodzaje nawierzchni por. dział „Drogi¹⁴, str. 92 i n.

Względy estetyczne zakazują zakładać niweletę na prostej ulicy wypukło, a gdy wypukłe założenie jest nieuniknione, polecają w punkcie za

0,07

0.015—0,020 0,03 i

0,05

0,03—0,035

Chodnik

§ X-

^/nintë

‘Ni

min /'OÆ

l:

■659

\min

^N,

Chodnik

«

*fv>

kî

*0

Chodnik

2v5

Chodnik

Fig. 132.

2/5-00

łomu albo kierunek silnie złamać, albo ulicę rozwidlić, albo wytworzyć placyk dla zaskoku, czy postawienia studni, figury, pomnika, czy zasadzenia drzew. Ulica mniej lub więcej wklęsła, zwłaszcza zamknięta perspektywicznie przedmiotami bliższemi lub dalszemi, sprawia zawsze dobre wrażenie. Wklęsłość wydobywa się przez założenie niwelety jako    /! fll

krzywej z układem osi    . pO^d^

pionowej i poziomej    ^ '

u początku ulicy (koło,    SP^~

2OOO0^SÓ2Óf°

/OO 200 500    400 500

Fig. 133.

szersza, tern krzywizna powinna być łagodniejsza. Najprostszy sposób zaprojektowania wklęsłej niwelety łamanej podaje fig. 134. Dzieli się długość ulicy na nieparzysta ilość równych części; części środkowej daje się spadek równy średniemu i obniżają o pewna miarę, częściom skrajnym nadaje się spadki pośrednie, rosnące ku górze, a malejące ku dołowi.

Spadek jednostajny, osobliwie znaczniejszy, jako przeciwny spadkom przeważnie spotykanym w naturze, jest Sztywny, jakby nieco wypukły, zwłaszcza im ulica dłuższa. Wrażenie to znika, gdy ulica zostanie sytuacyjnie założona w płaskiej krzywiźnie, przerwana placem lub gdy zmienia się kształt przekroju poprzecznego.

113

Bryła, Podręcznik inżynierski. I. 8

Załomy spadków należy zawsze wyrównać pionowemi krzywemi wedle reguł, obowiązujących na drogach. Dobrze jest łączyć załomy ze zmianą kierunku ulicy, z węzłami, lub ze zmianą przekroju poprzecznego.

4. Węzły uliczne. Należą tu odgałęzienia i skrzyżowania, a na ich rozwiązanie wpływa ruch, rodzaj i wymiary przewodów konsumcyjnych i komunikacyjnych, zabudowanie działek i piękno całego założenia.

Ruch domaga się kątów prostych, a w miarę swego potęgowania się także rozszerzenia wolnej przestrzeni i nawet skrzyżowań w różnych poziomach, zawsze zaś dogodnych spadków. Dla zabudowania również najkorzystniejsze są kąty proste. Ścinanie naroży budynków, brzydkie i ze

a “Si

J Ą

I \mi/z /O

m in/‘C

T2T

-----

uh cer bocĄ.

na

4-

ö;

>3i

rnin 2-3rn

/?iin 2~3/tl

\ Prze A roj podtazn y u, {bocznej

'    .    i

Fig. 134.

względów budowlanych niepożądane, jest konieczne, gdy chodnik wąski, a ruch na nim silny.

Krawężniki na węzłach zawsze zakłada się w lukach o promieniu min. 1,0 m; promień zależy od szerokości chodnika i ruchu na jezdni.

Gdy spadki ulic są niewielkie, mniej więcej do 0,03, rozwiązanie jest łatwe; gdy spadki duże, to niweleta ulicy głównej, więcej ruchliwej, nie zmienia się, ale dostosowuje się do niej niweletę ulicy bocznej. Spadków podłużnych ulic bocznych nie zaczyna się nigdy w osi, ani przy krańcu chodników ulicy głównej, lecz przesuwa początki, gdy spadki są małe, o 2—3 m, a gdy są duże, to o tyle, aby można włożyć pionowe krzywe przejściowe, fig. 134 i 135. Przez to niejako rozszerzenie ulicy głównej upraszcza się znakomicie rozwiązanie wszelkich przejść i połączeń.

W węzłach nie wolno umieszczać kanałowych wpustów w lukach krawężników bez zachowania odstępu przynajmniej 1,0 rn przed narożem, aby nie zawadzały przechodniom, fig. 134 i 135. Gdy chodnik nie jest cały wyłożony jednym i tym samym materjałem, lecz pasami rozmaitej jakości, należy zawsze całe naroże wyłożyć najlepszym materjałem i to z rozszerzeniem 0,5 do 1,0 m poza naroże budynku.

Gdy od ulicy ruchliwej, osobliwie z bardzo żywym ruchem pieszych, odgałęzia się ulica zupełnie nieruchliwa, dobrze jest nie przerywać chodnika, lecz przeprowadzić go wpoprzek ulicy bocznej, wzmacniając tylko nawierzchnię chodnika na przejeździć.

II. Części składowe ulicy.

Części składowe ulicy tworzą roboty ziemne, nawierzchnia i przedmioty, położone pod nawierzchnią, w samej nawierzchni i wystające ponad nią.

1. Roboty ziemne,

zwłaszcza przekopy, nie mają cech osobnych co do wykonania. Jedynie nasypy przez wzgląd na więcej kunsztowną, złożoną nawierzchnię i sieć podziemną przewodów powinny być sÿpane cienkiemi warstwami poziomemi, nawet uhijanemi lub, co wielokroć lepiej, wałkowanemi¹).

Jeśli plan regulacyjny miasta pozwala, najkorzystniej jest odsypy-wać

uliczne zwolna, do

nasypy

czego w mieście nie brak sposobnych materjałów, jak ziemia z wykopów innych ulic, fundamentów, gruz z rozbieranych budowli i robót konserwacyjnych i adaptacyjnych, nakoniec czyste błoto z dróg bitych (żwirowanych) zwykłych, przez co nasyp doskonały sam się niejako tworzy. Wykluczone są zmiotki uliczne i odpadki gospodarstwa domowego.

Wyrównania mas nie uwzględnia się ; niekiedy całe dzielnice leżą na nasypach i całe ulice w przekopach.

'"O

70

^ li

c)Ulica boczna \ q

¹¹    «j

üb\ !

\min

,i

ćS!

2. Nawierzchnia uliczna

składa się z krawężników, ścieków, jezdni i chodników.

A. Krawężnik odgranicza jezdnię od chodnika, jest widoczną, ostro rysującą się Unją w ulicy, a najmniej narażony na zużycie i zrywanie tworzy najlepszą linję stałą, według której wyznacza się wysokość jezdni i wysokość linji przecięcia się chodnika z granicą realności. Przeto przednia

/2-/S

S L_

Fig. 135.

,5

ty 2 5

00-40—

r.

V:?

i

4 3

<//.<■ %

LM

A-/8-À

-A ; A '^20-Pó-i (0-/5

-/8-ćoA

Fig. 137.

Fig. 138.

Fig. 136.

'

górna jego krawędź (a nie oś ulicy czy oś jezdni) wyznacza niweletę ulicy. Najsilniej uwydatnia się znaczenie krawężnika jako niwelety na węzłach ulicznych i na placach w spadkach. Im miasto mniejsze, im mniej ma kwalifikowanych sił technicznych, tern dobre, planowe założenie krawężników

*) Por. uwagę na str. 92.

ma większe znaczenie dla gospodarki ulicznej, gdyż od nich przy pomocy prostych narzędzi wyznacza się wszystko : linje zabudowania frontowego, wysokości bram i drzwi wchodowych itd. Układać się przeto powinno zawsze krawężniki na podstawie projektu z wytyczeniem, przy pomocy instrumentu, sytuacyjnie i wysokościowo.

Kształt typowy wedle fig. 136 z pochyleniem wstecznem przedniej ściany 1:3 do 1 : 15, średnio 1 : 5 dla zabezpieczenia przed ścieraniem przez koła wozów. Wymiary oszczędne, gdyż krawężnik jest elementem drogim, Kształty i wymiary bywają bardzo rozmaite. Zasadniczo rozróżnia się cztery typy:

a)    wąski, a wysoki bez podmurowania, fig. 137,

b)    średnio szeroki i wysoki bez podmurowania, fig. 137 i 138,

c)    wąski i niski na podmurowaniu, fig. 139,

d)    szeroki, a niski na podmurowaniu, fig. 140.

Typ a) podrzędny, b) i c) zwykłe, najwięcej rozpowszechnione, d) luksusowy.

Długość zależy od materjału: sztuki kamienne z reguły różnej długości 0,7—2,0 m, betonowe jednakiej 0,7—1,2 m.

oo2*y

05

~-bO02

Y/////ć4?A    _

yfffiii

«ilil

Materjały: kamień na-turalny (piaskowiec, wa-• pień, granit), beton, beton z żelazem, cegła i klinkier, wyjątkowo żelazo.

asa—

Fig. 139.

Fig. 140.

Kamień zwykle jako cios, wedle fig. 138, 139 i 140, mniej lub więcej czysto obrobiony. Zazwyczaj powierzchnie podwójną linją zakreślone (fig. 136), groszkowane, pozostałe tylko opacerowane, ale bez wystających części ; ściany czołowe powinny być pełne, niepodcięte. Użycie kamienia łamanego (fig. 141) lub starych kamieni dużych brukowych dopuszczalne jedynie na nieruchliwych, podrzędnych, przedmiejskich ulicach.

Beton, rozpowszechniający się silnie, daje z form żelaznych przy starannej robocie (zawsze pod dachem) krawężniki tanie, przystające do siebie we wszystkich sztukach, pełne, gładkie, a dostatecznie wytrzymałe dla średniego i małego ruchu. Części łukowe kosztują to samo, co proste (odmiennie od krawężników kamiennych). Stosunek betonu 1:3:5 z podrzucaniem w częściach widocznych mieszaniny 1:1:2 i to z tłucznia z twardych skał. Uzbrajanie betonu żelazem (kątowniki lub płaskowniki) nie miało powodzenia.

Cegła i klinkier, stawiane rębem, dają krawężnik niedrogi, wcale trwały, o dobrym wyglądzie.

Krawężniki kamienne wedle fig. 139 i 140 osadza się na ławie betonowej lub na filarkach ceglanych o cementowej zaprawie; wszystkie inne na podsypce, 5—10 cm grubej; ceglane niekiedy na zaprawie cementowej. Zalewanie tą zaprawą stosug krawężników kamiennych lub betonowych jest bezcelowe.

Krawężniki wedle fig. 140 (granitowe, bazaltowe, marmurowe) nadają się do szerokich chodników miast wielkich, kamienne wedle fig. 136, 138 i 139 do głównych, ruchliwych ulic miast wielkich i średnich, betonowe do nieruchliwych ulic miast wielkich, większości ulic miast średnich i wszystkich ulic miast małych.

Ii. Ścieki kształtują się inaczej w miastach, posiadających kanalizację, a inaczej w miastach bez tejże.

W tym ostatnim wypadku zasadniczo ściek tworzą rowy, których wymiary, położenie względem jezdni i chodników i sposób odwodnienia jezdni i chodników bywają bardzo rozmaite. Jeżeli zlewnie uliczne są drobne, zastępuje się rowy ściekami wzdłuż krawężników; wtedy na skrzyżowaniach ulic zakłada się celem przeprowadzenia wody płaskie, brukowane koryta. Rowy bowiem w ulicach są złem koniecznem (zatrzymująca się woda, gromadzenia się śmiecia, mostki do realności).

Ściek typu ulicznego wykonywra się zasadniczo z tego samego materjału co jezdnia, z wyjątkiem dróg bitych (żwirowanych) zwykłych, gdzie ściek wykłada się na szerokość 0,30—0,60 m kamieniem łamanym lub pieńkami podłużnemi, w rzędach poprzecznych lub równoległych do krawężnika. Beton nie jest odpowiedni na ścieki.

Leżące w ścieku wpusty kanałowe, opatrzone kratami, których powinno być tern więcej, im ulica ma silniejszy spadek, należy osadzać o 3—5 cm niżej

furtka

Z/ięrzcti krawężnika

abrama y

JM

cm Ściek

przejazd depiab z/vir-

rębem-h na pi a ob —

Fig.141.

rę bem

Fig. 142.

linji ścieku (fig. 142) dla wytworzenia płaskiego, a nieszkodliwego dla ruchu zagłębienia.

C. Jezdnia. Jest to część ulicy najbardziej narażona na zużycie, a najdroższa w budowie i utrzymaniu; składa się zazwyczaj z pokładu i wierzchniej powłoki czyli nawierzchni istotnej.

1.    Pokład bywa wykonywany jak na drogach (por. dział „Drogi“, str. 95), tylko niektóre rodzaje są mało używane, a wymiary silniejsze. Jakiego rodzaju pokładu użyć, rozstrzyga grunt i nawierzchnia istotna.

2.    Nawierzchnia istotna. Rodzaje stosowanych w ulicach nawierzchni są następujące: makadamy zwykłe i bitumiczne; bruki: z kamieni naturalnych, dużych, i małych, z kamieni sztucznych wypalanych, jak cegła i klinkier, betonu cementowego; bruki z asfaltu ubijanego, lanego i prasowanego ; bruki z drzewa miękkiego i twardego, nakoniec bruki żelazne.

Nawierzchnia żwirowana czyli bita¹) (por. dział „Drogi“, str. 95) zasadniczo nie nadaje się do ulic, gdyż, pomijając małą twardość, tworzy kurz i błoto i trudna jest do oczyszczania. Gdy wykonywa się ją w ulicy (z powodu braku pieniędzy, słabego ruchu itp.), należy uważać ją za prowizorjum: chodniki wykonać w ostatecznem położeniu, a jezdnię niżej, aby móc ułożyć w przyszłości na niej, jako na znakomitym pokładzie, nawierzchnię węglowodorową (smołowana), czy któryś z bruków. Wtedy przejście do chodnika wedle fig. 143 i 144.

Nawierzchnie węglowodorowe (smołowane) (p.str. 101), bruki kamienne naturalne (p. str. 102), i bruki z kamieni sztucznych (p. str. 104), dają dobre nawierzchnie uliczne, o ile ich rodzaj i wymiary pokładu zostaną dobrane odpowiednio do charakteru ulicy.

Jako kamienie sztuczne wypalane wchodzą zwolna w użycie kamienie z różnych miałko mielonych kamieni naturalnych (serpentyn, porfir, bazalt, granit) lub żużli z pieców hutniczych z dodaniem środków wiążących lub bez nich. Kamienie te wyrabiane jako kostki lub pieńki podłużne, ale bez pod-

cięcia, o wymiarach dużych kamieni naturalnych, w prasach o Wysokiem ciśnieniu, wypala się aż do stopienia. Dotychczasowe wyroby mało sa rozpowszechnione wskutek jeszcze wysokiej ceny, wyślizgiwania się, pewnej kruchości. Na tej drodze uda się może znaleźć rozwiązanie wyrobu masowego tanich, pod każdym względem dobrych kamieni brukowych.

Asfalt ubijany. Materjałem jest wapień bitumiczny o zawartości około 10% bitumów (por. dział „Materjały budowlane“), pokruszony na umyślnych miażdżarkach prętowych i zmielony na dezintegratorach na drobniutki proszek barwy ciemno brunatnej. Najlepsze rodzaje europejskie: Val de Travers (Szwajcarja), Seyssel i Lobsann (Francja), Eaguza i San Valentino (Włochy), Limmer i Vorwohle (Niemcy).

Przekrój poprzeczny ulicy wykonywa się dwuspadkowy z małem wyokrągleniem środka; spadek poprzeczny wredle tablicy 1. Spadek podłużny ulicy najwyżej 0,016, wyjątkowo 0,020. Pokład głównie betonowy, najmniej 0,15 ot, lepiej więcej, stosownie do gruntu, z wierzchem surowo wygładzonym, zupełnie stwardniały (conajmniej do 5 dni) i suchy.

Proszek ogrzewa się na piecach pomostowych lub obrotowych do 90—150° C, przez co bryłki osuszają się i rozpadają na proszek. Proszek gorący rozściela się w pasach poprzecznych 4—6 ot szerokich, nadmiar ściąga drewnianą łatą i podsypuje wklęsłości; następuje wałkowanie wałkiem ręcznym {d = 0,75—1,25 ot, szer. około 0,6 ot, waga około 300 &<?), ogrzewanym od

it

Chód ni h

max, 03

as

'v/'/ •'<

Fig. 143.

Fig. 144.

wewnątrz piecykiem koksowym, potem ubijanie żelaznemi dobniami ręcznemi, lepiej pneumatycznemi (ubijaukami, tarankami) okrągłemi, ogrzanemi w piecykach koksowych, wagi około 20 leg (przy krawężnikach i częściach żelaznych kwadratowemi), a nakoniec gładzenie również ogrzanemi żelazkami wydłużonemi (około 600.150.60 mm, 25—30 leg). Proszek zmienia barwę na prawie czarną. Po ostygnięciu i posypaniu piaskiem gotów jest pod ruch.

Warstwa po ubiciu gr. 4—6, zw. 5 cm, przy sypaniu należy ją robić grubszą o 40% 5 — 7—9 cm, gdyż traci na grubości pod wpływem ubijania i potem ruchu ulicznego. Ciężar gat. 2,05—2,10, pod ruchem powiększa się na 2,25—2,35.

Podczas deszczu przerywa się robotę, która winna iść szybko. Jedynie firmy stale pracujące dają gwarancje dobrego wykonania. Wiek asfaltu ubijanego 8—20 lat, średnio ok. 10 lat. Naprawy łatwe. Wymiana, gdy grubość spadnie na 20 mm.

Bruk z asfaltu ubijanego jest znakomity: gładki, cichy, czysty, trwały, w'yglad bardzo dobry. Wady: mały spad podłużny, cena, materjał obcy. Wzdłuż torów tramwajowych szybko ulega zniszczeniu. Stosowny dla wielkich miast na równinach.

Próby wyrabiania sztucznego proszku, czy to z czystego wapienia i rozmaitych bitumów, czy też z chudych w bitumy wapieni i dodatków bitumicznych, nie miały dotychczas powodzenia (por. dział „Materjały budowlane“).

Asfalt lany lub topiony jest to mieszanina preparatów węglowodorowych i piasku gruboziarnistego o równej grubości ziarn 4—6 mm, na gorąco wylewana na pokład jezdni lub chodnika (por. dział „Materjały budowlane“).

W kotłach z przykrywami, opalanemi z reguły drzewem, gotuje się przy ustawicznem mieszaniu mastyks z gudronem ponad 150° C, a poniżej 170° C,

U nas asfalt lany używany mało; mimo, że cena jego równa się ¹/₃ —¹/2 ceny asfaltu ubijanego, ten ostatni panuje, posiada bowiem większą wytrzymałość. Utrzymanie jak asfaltu ubijanego, naprawy bardzo łatwe. Nadaje się do ulic o słabszym ruchu w miastach dużych. Materjały główne obce.

dosypuje piasku gruboziarnistego lub żwirku $ 4—fi mm, a po stwierdzeniu gładka drewnianą łopatką, że masa się jej nie czepia, czerpie z kotła czerpakami do wiaderek i wylewa na jezdnię, pasami 1 —1,5 m szerokiemi, a 1,5—2 cm grubemi. Powłoki grubsze od 2 cm wykonywa się wrarstwami. Ostatnią warstwę gładzi się żelaznym przyciskiem i posypuje grubym piaskiem. Po wystygnięciu jezdnia jest gotowa dla ruchu. Przeciętnie na napełnienie kotła wychodzi 1500—1600 kg mastyksu, 100 kg gudronu i 700 do 800 kg piasku. Gotowanie trwa 8 — 6 godzin. Grubość jezdni 4—6, wyjątkowo do 10 cm.

Płytki asfaltowe prasowane. (Por. dział „Materjały budowlane“.) Ogrzany proszek wapieni bitumicznych pod ciśnieniem 100—200 kg/cm2 (nawet do 600) daje płytki, które kładzione jak przy asfalcie ubijanym na pokładzie betonowym przy pomocy zaprawy cementowej mają zastąpić asfalt ubijany. Mało rozpowszechnione, nie wyparły asfaltu ubijanego. Szczeliny zasypuje się gorącym pyłem i wałkuje ciężkim wałkiem ręcznym.

Bruk drewniany wykonywa się z klocków o stałej szerokości i wysokości, a zmiennej długości, o wymiarach szer. 7—13, dług⁻. 12—30, wys. 8 —18 cm (włókna pionowo), średnio 8 . (12—20) . 10 cm, z drzewa miękkiego: świerk, sosna, modrzew (zawsze napawanych), i z twardego: mahoń, drzewo gumowe, świętojańskie itp. Drewno bez sęków, bieli, pęknięć, zbite, średnio 3 słoje roczne na 1 cm przy drzewie miękkiem.

Napawanie różnemi materjałami i metodami; dziś prawie wyłącznie kreozotem i mazią pogazową, w których, rozgrzanych do 75° C, zanurza się klocki na 20—30 minut, lub które gorące w odpowiednich kotłach pod ciśnieniem lub w próżni wsiąkają w drewno.    ,

Twarde drzewa pozaeuropejskie są tak ciężkie i zbite, że napawania nie przyjmują.

Klocki miękkie nienapawane, nieimpregnowane, wskutek wilgoci pęcznieją, wskutek posuchy kurczą się; ruchy te są silne, powodują rozszerzenia się stosug, głównie na czołach klocków, i zniszczenie całego bruku.

Klocki układa się tylko na pokładzie betonowym o odpowiedniej grubości, odwodnionym i jak najdokładniej wygładzonym do przepisanego przekroju poprzecznego, zwykle kształtu płaskiego odcinka ; układa się je wprost na nim, w rzędach prostopadłych do osi ulicy, możliwie szczelnie w każdym kierunku, aby usunąć wszelkie szpary, używając piasku tylko dla wyrównania nieuniknionych drobnych różnic w wysokości klocków.

Wzdłuż krawężników pozostawia się szczelinę 3 — 5 cm, wypełnianą przerabianą gliną lub składanemi wstęgami z blachy lub z papy, napawanemi skrzyneczkami kartonowemi, ciałami bitumicznemi. Wzdłuż szczeliny kładzie się 2—3 rzędy klocków jako ujęcie rzędów prostopadłych. Posypanie piaskiem, czasami pomaziowanie i posypanie kończy robotę. Zalewanie zaprawą cementową jest niecelowe. Drzewa twardego nie posypuje się. nie maziuje i nie zalewa.

Utrzymanie, polegające najpierw na natychmiastowej wymianie zniszczonych klocków, potem na odnawianiu szczeliny, posypywaniu 3—4 w roku piaskiem lub maziowaniu i posypywaniu, jest łatwe i tanie.

Wiek bruku miękkiego 6—20 lat, pod bardzo żywym i ciężkim ruchem, przeciętnie 8 pod mniej ciężkim 12 lat. Bruk to najcichszy, o dobrym wyglądzie, trwały, łatwy w utrzymaniu i oczyszczaniu, ale najdroższy i nieznoszący wielkich spadków. Nadaje się do ośrodków miast wielkich.

Drzewo używane w Polsce: w Warszawie przed wojną sosna z północy, we Lwowie modrzew styryjski, w ostatnich latach modrzew i sosna krajowa, w Poznaniu sosna szwedzka.

Bruki z innych materjałow (żelazo, szkło, papier, słoma, korek guma galwanizowana) jako sporadyczne próby drobne.

Porównanie i wybór nawierzchni jezdni. Nawierzchnia jezdni ulicznych powinna być:

a)    pod względem gospodarczym : 1. trwała, 2. tania w budowie, 3. tania w utrzymaniu i oczyszczaniu, 4. z materjałów krajowych;

b)    pod względem ruchowym: 1. gładka (mała siła pociągowa), 2. bezpieczna (konie, samochody) przy wszelkich stanach pogody, 3. pozwalająca na szybkie naprawy, 4. ewent. przydatna wzdłuż torów tramwajowych;

c)    pod względem zdrowotnym : 1. bez wytwarzania kurzu i błota, 2. cicha, 3. nieprzepuszczalna i nienasiąkliwa;

d)    pod względem estetycznym : miła dla oka przy każdem oświetleniu.

Niema nawierzchni, spełniającej w równym stopniu wszystkie powyższe

warunki. Warunki główne: a) 1—3 i b) 1—2, inne, raz jedne, raz drugie, wybijają się na czoło zależnie od miejscowych stosunków, środków pieniężnych i znaczenia ulicy w ruchu miejskim.

Najekonomiczniejszy jest ten rodzaj nawierzchni (punkt a) 1—3), którego roczne koszty amortyzowane wypadają najmniejsze.

Niech oznacza:

k = koszt wykonania 1 m² nawierzchni istotnej bez kosztów f wykonania pokładu,

p — stopę procentową w odsetkach (np. 0,05),

t — wiek czyli ilość lat od wykonania do zupełnej wymiany,

f = koszt wykonania lm² pokładu,

u = roczny średni koszt utrzymania 1 m² ; koszt, początkowo mały, rośnie progresywnie, więc by wzoru nie komplikować, przyjmuje się cyfrę średnią,

o — roczny koszt oczyszczania lm²- cyfra prawie stała, to całkowity koszt K od 1 m² nawierzchni przy końcu każdego roku wynosi:

K~k    —t-fp + v + o

Cyfr k, /, p, u i o dziś nie sposób podać. Wiek t lat, zależny dla tego samego rodzaju nawierzchni od wykonania, ruchu, a przedewszystkiem staranności w utrzymaniu, przyjmuje się w przybliżeniu:

Nawierzchnia bita (żwirowana) .... 1— 7, średnio 3 lata Żwir. węglowodorowa (smołowana) . .

Bruk z pieńków ....

Bruk mozajkowy . . .

Bruk klinkierowy . . .

Bruk betonowy ....

Bruk asfaltowy, ubijany Bruk drewniany, miękki Bruk drewniany, twardy

2—12, 16—34, 6—20, 4—16, 3—10, . 8—20, . 6—20, . 13—30.

5 lat

SI¹ I I

13 „ 12 „ 15 „

Wzór kosztów rocznych K nie uwzględnia wymagań ruchu; nie uwzglę-przeto siły pociągowej i utrzymania pojazdów. Pod tym punktem widzenia ustawiają się rodzaje nawierzchni następująco: betonowa, żwiro-ęglowodorowa, drewniana, asfaltowa, kamienna, żwirowana zwykła.

Pod względem zdrowotnym pierwsze miejsce zajmują nawierzchnie asfaltowe, węglowodorowe i betonowe, dalej idą drewniane.

Wybór dla znającego miasto, przedewszystkiem jego ruch i dążenia rozwojowe, nie jest rzeczą zbyt trudną, ponieważ ogranicza się do 3—4 rodzajów ; im mniej rodzajów, tern łatwiejsze i tańsze utrzymanie. Zasadniczo nie należy mieszać różnych rodzajów w sąsiednich ulicach, lecz, o ile możliwe, kłaść ten sam materjał na dużych obszarach.

Bruk kamienny z pieńków nadaje się do ruchu ciężkiego, mozajka do ruchu żywego, a lekkiego, żwirówki węglowodorowe do ulic o słabszym ruchu.

dnia

wana w

W centrach miast wielkich, o ile pozwalają spadki uliczne, nie obejdzie się bez nawierzchni asfaltowych lub drewnianych. W tych też miastach ilość rodzajów nawierzchni będzie największa. W miastach średnich przeważać będzie, wyjąwszy ulic głównych z brukiem kamiennym, mozajka i żwirówka węglowodorowa. W miastach małych tylko te dwa ostatnie rodzaje. Drogi bite zwykłe nie nadają się pod żadnym względem na ulice, powinny być usuwane, ostatecznie używane tylko jako prowizorja.

D. Nawierzchnia chodników powinna być, podobnie jak jezdnia, gładka, bezpieczna, łatwa do naprawy, miła dla oka i elastyczna, czyli miękka przy chodzeniu ; dalsze warunki — to możliwość układania koło występów ścian, stopni, słupów itd. bez niszczenia materjału i przepuszczanie powietrza, ważne dla terenów wilgotnych, drzew ulicznych i gazociągów.

Na nawierzchnię chodników używa się przeróżnych materjałów i w rozmaitych kombinacjach. Omówione będą tylko najpowszechniej używane.

1. Kamienie naturalne: Otoczaki rzeczne i połowę (eraty-czne), ęfi około 10 cm, stosowane być mogą tylko na chodnikach szerokich jako wypełnienie poza chodnikiem gładkim, np. pasów z drzewkami, pasów pod realnościami. Dają nawierzchnię trwałą, tanią, ale nierówną, nie dającą się należycie oczyszczać.

Kamień łamany, mniej lub więcej płytowy, daje chodnik trwały, tani, ale nierówny, niełatwy do oczyszczania. Staranny dobór kamieni i robocizna poprawia go nieco, ale podnosi nadmiernie cenę jednostkową. Nadaje się na chodniki podrzędne, gdy materjał jest na miejscu.

Płyty kamienne, prostokątne, podłużne, dług. 0,8-—2,0 m, zazwyczaj róŹDej szerokości, 0,50—1,00 m, grubości 0,10—0,20 m, lub częściej kwadratowe, 0,20 — 0,50 w, o grubości 0,04—0,08 m, pierwsze z skał twardych (granit, marmur), drugie z łupliwych (przedewszystkiem piaskowce). Płyty prostokątne długie tworzą zwykłe tylko pas środkowy chodnika; dają najwspanialsze chodniki. Płyty kwadratowe, z półtorówkami dla wiązania, układa się w rzędach prostopadłych do linji chodnika. Jedne i drugie układa się na pokładach żwirowych, z gruzu ceglanego i na warstwie piasku. Sadzenie na zaprawie lub zalewanie stosug bezcelowe.

Mozajka chodnikowa: a) Z w y k ł a z kamyków, 5 — 6 cm, drobnych, nieregularnych, sadzonych w piasku na pokładzie. Kamień niezbyt wyślizgujący się. Z różnokolorowych kamieni układa się rozmaite wzory. Nadaje się na chodniki podrzędne lub wypełnienia, jak otoczaki.

b) Kostkowa, z kostek marmurowych, zwykle w kilku kolorach dla wzorów ozdobnych, o krawędzi 2—3 cm, układana na zaprawie cementowej na pokładzie betonowym, gr. 0,10 m. Tworzy wspaniałe, ale najdroższe chodniki.

2.    Kamienie sztuczne wypalane: Cegła zwykła, twarda, o normalnych lub zmienionych wymiarach, osadzona na płask lub rębem w piasku lub na zaprawie, daje tani, wcale trwały i wcale dobrze wyglądający chodnik.

Klinkiery, układane jak cegła, są bardzo trwałym, doskonałym, jednak -droższym materjałem chodnikowym. Wymiary (40—70) . (80—110) .

. (160—220)

Płytki kamionkowe z iłów i glinki, z przymieszkami, o wymiarach 15 — 25 cm w kwadrat, 3'—5 cm grubości, gładkie i rowkowane, kolorowe i wzorzyste, układa się na silnych pokładach, z reguły na betonie i przy użyciu zaprawy cementowej. Chodnik kamionkowy jest nadzwyczaj trwały, niezbyt drogi, ładny, lecz zanadto się wyślizguje pod obuwiem.

3.    Beton cementowy: Beton ubijany na miejscu, w dwu warstwach, spodniej z mieszaniny średnio 1 : (2,5 — 3,5),, grub. ok. 8 cm, i wierzchniej 1:3, gr. 2 — 3 cm, kładzionej na spodniej przed tejże stwar-

mm.

dnieniem. Pokład żwirowy lub zgruzu ceglanego, dobrze odwodniony, o grubości ok. 10—15 cm. Wykonanie w polach o wymiarach ok. 2,0 . 2,0 m, ze stosugami szer. 5 —10 mm, przez wkładanie na czas roboty listew żelaznych. Takie same stosugi wzdłuż krawężników, ścian itp. Wierzch, wygładzony żelazkami, osłania się aż do stwardnienia deskami luh warstwa piasku, 3—4 cm grubą i często polewa, jeszcze i po oddaniu do użytku. Chodnik tani, trwały, o ile żwir pochodzi z twardych skał.

Płyty betonowe ręcznie ubijane w formach żelaznych w dwu warstwach, spodniej 1 : 1 : 2 do 1 : 2 : 3, o grubości ponad 4 cm— wierzchniej 1 :2—1:3, conajmniej 2 cm grub., kwadratowe o boku 25—50 cm, a 4—8 cm, średnio 6,5 cm grub., układa się w piasku na pokładzie (żwir, gruz) w rzędach prostopadłych do kierunku chodnika przy pomocy połówek. O ile do warstwy wierzchniej użyto żwiru z twardych skał i o ile wyrób jest staranny, dają bardzo tanie, wcale gładkie chodniki (Warszawa, Kraków, N. Sącz i w. in.).

li..

Betonowe płyty prasowane, kwadraty, ich połówki i pięciokąty, o boku 25 — 50, a grubości 4,5—6,5 cm, wyrabia się jak poprzednie z dwu warstw i zgniata w prasach hydraulicznych, podnosząc ciśnienie 10—15 sekund do 200—250 Tcgjcm²- minimum nacisku 160 kgjcm². Do warstwy wierzchniej tylko żwir z twardych skał (bazalt, granit, porfir) i najlepszy cement. Wytrzymałość umiejętnie wykonanych płyt nie ustępuje co do ścieralności płytom z twardych kamieni naturalnych. Płyty te są pierwszorzędnym materjałem chodnikowym, nie drogim, trwałym, gładkim.

4. Asfalt lany, 1,5—2,5 cm grubości, kładzie się tylko na pokładzie betonowym, grub. 8 —15 cm. Wykonanie jak na jezdni. Chodnik niezbyt drogi, bardzo wygodny przy chodzeniu, średnio trwały.

Porównanie i wybór materjałów chodnikowych. W miastach wielkich należy stosować wielkie płyty granitowe, o ile będzie się je u nas wyrabiać, i prasowane płyty betonowe, — w średnich te ostatnie, — w małych płyty betonowe ręcznie ubijane, kamienne, cegłę. W miastach rozwijających się i będących w okresie inwestycyj technicznych (kanalizacja, wodociągi itd.) na chodniki, ciągle zrywane, nadaje się tylko materjał łatwo się układający bez zniszczenia, a więc duże (50 . 50 cm) płyty kamienne lub betonowe.

Na szerszych chodnikach nie wolno obok części wykonanej z twardych materjałów zostawiać pasów nieutrwalonych lub deptaków.

E. Nawierzchnia deptaków: 1. Żwirowa gruba 5—8 cm, na pokładzie żwirowym o grubości 8—15 cm z gruzu ceglanego, z żużlu itp.

2.    Z gruzu ceglanego na pokładach jak pod 1; słaba.

3.    Z popiołu z węgla kamiennego; najgorsza.

4.    Żwirowa maziowana (smołowana) p o w ierz chnio w o. Wykonanie jak na jezdni. Doskonałe deptaki bez pyłu i błota.

5.    Z betonu maziowego, czyli z termakadamu jest znakomita, zastępująca doskonale większość materjałów chodnikowych. Silny pokład żwirowany, zresztą wykonanie jak na jezdni (por. str. 117) z użyciem tylko drobniejszego żwiru.

¹

) Por. uwagę str. 95.

3. Różne urządzenia.

Postoje dorożkarskie, szer. 1,8—2,0 m, a licząc na jedną dorożkę ok. 7,0 m dług., powinno się na każdym rodzaju nawierzchni wykonywać tylko z pieńków, zalewanych ciałami węglowodorowemu Umieszczanie w ulicach bocznych, u wylotu do ruchliwych lub na placach.

Przechodniki są to przejścia dla przechodniów na jezdniach żwirowanych jako pasy min. 1,20 m szer., lepiej około 2,0 m, z bruku kamiennego. W porze słotnej należy je kilka razy dziennie oczyszczać z błota.

Przejazdy do bram wpoprzek chodników należy, o ile możności, wykonywać z tych samych materjałów, co chodnik, tylko wzmocnionych. Ru-

Fig.147.

chliwe

wjazdy urządzą się jak odgałęzienie bocznej ulicy załukowaniem krawężników i przerwaniem chodnika, mniej ruchliwe przy szerokim chodniku przez obniżenie krawężnika (fig. 145), przy wąskim chodniku przez przerwanie krawężnika i zastąpienie go krzywą powierzchnią (fig. 146) lub tylko przez ścięcie jego przedniej krawędzi.

•\

/ \0fioto250k V«

■f

6 rarveżm/(\

Ściek

it-

'max 0'4-

Fi«. 145.

Fig. 146.

Gdy z bramy rzadko się korzysta, najlepiej, zwłaszcza na chodnikach wąskich, chodnika nie zmieniać, a do wjazdu używać pomostów, stawianych do krawężnika.

Chodniki (wyspy) ochronne są to małe przestrzenie na jezdniach ruchliwych ulic i placów, służące albo dla bezpieczeństwa przechodniów przy przechodzeniu z jednej strony ulicy na drogę, albo wzdłuż przystanków tramwajowych, albo wypełniające te większe przestrzenie na placach, po

których ruch się nie odbywa. Kształty pierwszych    podłużne,

~,n,0.75min.2,0r— prostokątne, drugich    rozmaite.

Konstrukcja, jak chodników. Służą

r--4.30

przy-

•F

--

'S

— 0,033

ok. 0,035*^

1 l/V=0,lm

kl °52cm

min. i 5

f apfK!

(0.10

Sączek

~‘05(k~

Fig. 148.

ponadto dla pomieszczenia słupów wszelkiego rodzaju, kiosków, ławek, studzien itp.

Schody uliczne w miastach, położonych na silnie pagórkowatych terenach, skracają pieszym drogę jako przejście po samoistnych chodnikach. Konstrukcję wraz z podestami podaje schematycznie fig. 148. Najlepszy ma-terjał: kamień. Założenia są różne od skromnych do wielkich, bogato architektonicznie wyposażonych, będących ozdobą miast.

Tory dla jeźdźców, av miastach wielkich, promienisto z środka wychodzące, fig. 149 : nad sączkiem odwadniającym gruby piasek lub żwirek, na wierzchu mieszanina piasku, trocin i wiór garbarskich. Tory te należy od chodników i od torów tramwajowych oddzielić rzędem drzew lub żywopłotem.

Tory dla cyklistów jako osobne pasma wzdłuż chodników, o szerokości dla 2 osób 1,60—2,15, dla 4 osób 3,60 — 4,15 m, zależnie, czy pasmo jest wolne, czy ujęte av drzewa, ogrodzenia itp. ; przeciętnie na 1 osobę 1 m. Nawierzchnia gładka, ale nie śliska: asfalt lany, nawierzchnie smołowane, drzewo, beton. Na skrzyżowaniach ulic celem ułatwienia przejazdu obniżenie krawężników prawie zupełne.

Drzewa uliczne na chodnikach szerszych od 2,5?«, gdy przed domami ogródki, zaś od 4,5—5,0,?«, gdy budynki stoją w linji regulacyjnej ; odstęp od przedniej ściany krawężnika min. 0,9?«. Wokoło pnia wolna powierzchnia około 1 ?«², bez nawierzchni chodnikowej, również i na deptakach smołowanych.

Drzewa na obu chodnikach sadzi się albo naprzemian, albo (co ładniej) w tym samym przekroju w odstępach 6—12 m. Rodzaje drzew mają być silne, dostosowane do gruntu i warunków miejscowych; najpowszechniejsze: klon, wiąz, lipa topola nadwiślańska, kasztan, akacja; rzadsze: głóg, brzost.

Ochrona młodego drzewa koszem z prętów żelaznych lub z siatki wskazana. Na ruchliwych chodnikach wolną przestrzeń koło pnia przykrywa się zdejmowalnemi kratami żelaznemi.

4. Przedmioty pod nawierzchnią uliczną.

Należą tu przewody konsumcyjne: kanały, wodociągi, gazociągi, kable wysokiego napięcia dla światła i siły, przewody centralnego ogrzewania, i przewody komunikacyjne: kable niskiego napięcia, to jest telegraficzne i telefoniczne, poczta pneumatyczna, a też tramwaje i koleje podziemne w małych głębokościach założone. Sieć ulic powinna być taka, aby bez trudności dało się je umieścić. Stąd konieczna jest przejrzystość i płynność układu, zwłaszcza obmyślenie węzłów ulicznych i placów.

Przewody te są przyczyną częstego zrywania, przeto niszczenia nawierzchni, i utrudniają spokojną gospodarkę uliczną. Wyjąwszy kanały, wielkośrednicowe rury wodociągowe i gazowe umieszcza się, wedle możności, resztę przewodów pod chodnikami, w pewnym porządku od lica murów, dając im nawet w niewielkich granicach wymiary zapasowe.

5. Przedmioty w nawierzchni ulicznej

to części poprzednio wyliczonych przewodów: wieka włazów, zasuw i kraty kanałowe, wieka zasuw wodociągowych, gazowych, części sieci elektrycznej, punkty pomiaru miasta itp., a przedewszystkiem szyny torów tramwajowych. Pierwsza grupa to przedmioty oddzielne, niezbyt wielkie, mniej więcej 0,01—0,80 m², które jednolitości nawierzchni nie przerywają i nie powodują grubego jej niszczenia i mimo, że są to ciała obce w nawierzchni, nie są nadmiernie przykre dla ruchu, zwłaszcza, o ile mają kształt odpowiedni i umieszczone są na chodnikach.

Natomiast tory tramwajowe są wielką bolączką każdej nawierzchni. Rozcinają jezdnię na 3—5, a czasem na więcej części, pod ruchem drgają pionowo i poziomo, wskutek czego wzdłuż nich każdy materjał nawierzchni niszczeje, powstają szczeliny, bruzdy i wyboje. Przyciąganie śrub na złączach, podbijanie, o ile nie leżą na betonie, wreszcie wymiana szyn, na ostrych krzywiznach częsta, połączone są zawsze ze zrywaniem nawierzchni. Przy każdym rodzaju nawierzchni istnieją sposoby chronienia jej wzdłuż szyn (patrz część II). Najodporniejszy jest bruk kamienny płytowy i bruk z dużych kamieni, z kamieniami wzdłuż szyn sięgającemi niżej stopy szyny.

O ile tylko możliwe, należy tory tramwajowe umieszczać na osobnych pasmach.

6. Przedmioty wystające nad powierzchnię uliczną.

Są to: 1. słupy dla oświetlenia ulicy, 2. słupy wszelkiego innego rodzaju, 3. drzewa, 4. różne przedmioty. Wyjąwszy szerokie, mniej ruchliwe chodniki, dąży się do usuwania tych przedmiotów, a przynajmniej ograniczania ich liczby, gdyż zmniejszają szerokość użyteczną chodników, utrudniają nieco utrzymanie nawierzchni chodnika i szpecą wygląd ulicy. Dotyczy to zwłaszcza grapy 2. (słupki dla tablic z oznaczeniem zasuw i hydrantów' wodociągowych, reklamowych, z nazwami ulic itp.) i 4. (hydranty, studnie, transformatory, ławki, wychodki czy pissoiry publiczne, kioski sklepowe, skrzynie na odpadki, skrzynie z piaskiem itd.). Wszelkie tablice na słupach mają być umieszczone nie niżej niż 2,2 m od chodnika.

III. Utrzymanie i oczyszczanie.

Utrzymanie ulic. Środki, jak przy drogach, techniczne i administracyjne ; te ostatnie bardzo szczegółowe, nadto przepisy co do rodzajów ruchu w pewnych ulicach, na skrzyżowaniach, w poszczególnych porach dnia itp.

Techniczne sposoby podano przy każdym rodzaju nawierzchni. Utrzymanie ulic powinno być wykonywane zasadniczo przez zarząd miasta we własnym zarządzie. Tylko staranne zorganizowanie odpowiedniej służby i pedantyczne wykonyAvanie robót daje oszczędności i dobre rezultaty; połowiczne postępowanie zepsuje najlepsze i najdroższe nawierzchnie.

Zasadą naczelną jest natychmiastowa naprawa uszkodzonych części czy to przez wymianę na nowe, czy przez podniesienie miejsc zapadniętych. Do zniszczenia nawierzchni ulicznej przyczynia się w bardzo wysokim stopniu jej zrywanie z powodu połączeń, Avymiany, powiększania przewodów konsumcyjnych i komunikacyjnych, dalej zrzucanie na chodniki ciężkich przedmiotów, na-koniec odbijanie lodu ciężkiemi drągami żelaznemi.

Oczyszczanie ulic jest niezbędne jako bardzo ważna część robót konserwacyjnych, jako w’ymôg higjeniczny i estetyczny. Oczyszczanie Avtedy jedynie daje należyte rezultaty, jeśli jest prowadzone we własnym zarządzie miasta. Sposób jego zorganizowania powinien być indywidualny, zastosowany, do liczby ludności, obszaru miasta, sposobu zabudowania i środków pieniężnych.

Zanieczyszczenia uliczne — to miał i pył, pochodzący ze zużycia się nawierzchni ulicznej, liście z drzew, zanieczyszczenia, powstałe z ruchu (odchody zwierzęce, przedmioty przewożone i porzucane, jak papiery, niedopałki, resztki owoców itp.) i śmiecie, wymiatane z domów.

Praca zorganizowanego oczyszczania składa się z oczyszczania pobieżnego i dokładnego. Oczyszczanie pobieżne wykonywa robotnik (robotnica), któremu przydzielono jedną lub szereg ulic, nieustannie, przez dzień cały, zgarniając miotłą zanieczyszczenia i zbierając je łopatą do taczek, do umyślnych wózków lub do naczyń blaszanych. Zmiotki, składane w pewnych punktach, wywozi się. Oczyszczanie dokładne polega na perjodycznem zamiataniu lub myciu, jednem i drugiem ręcznem lub maszynowem.

Zamiatanie ręczne stosuje się w miastach mniejszych, na żwirów-kach zwykłych i tam, gdzie nawierzchnie uliczne są w złym stanie, nierówne, wyboiste, wreszcie w okresach lepkiego błota; robi to partja robotnicza (10—15 osób); jeden robotnik zamiecie w godzinie 350—700 m².

Zamiatanie maszynowe wykonywa szczotka walcowa z piassawy, umieszczona pod ramą podwozia skośnie do osi podłużnej, mniej więcej pod 45°, a poruszana z kół tylnich w ten sposób, że obraca się odwrotnie do kierunku jazdy, wskutek czego zesuwa śmiecie i kurz na bok. Ulicę przedtem skrapia się. Szczotka nastawialna z siedzenia woźnicy wyżej lub niżej ; motorem jest człowiek, para koni lub samochód. Szczotki maszynowe ręczne mają w miastach małe zastosowanie. Stawia się też 2—3 szczotki duże w zaskokach i zamiata odrazu połowę szerokości jezdni. Szerokość pasa, zamiatanego przez ręczną 0,7—0,9 m, konną i motorową 1,5—2,2 jw, chyżość konnych 0,95—1,15 mfsek. W godzinie przy wliczeniu przerw, nawracań itp. ręczna szczotka zamiecie 2000—-3000 w²,konna 4500—8500w². Piassaw a zużywa się po zmieceniu 40.000—50.000 m², czyli po 25—30 dniach pracy; rocznie przeto potrzeba 8—10 szczotek. Wałek zgarniętego na bok śmiecia zbierają na wozy robotnicy, idący za szczotkami. Dobrze zamiata się po silnym deszczu lub przy tającym śniegu.

maszyny zamiatające są tak urządzone, że mając zbiornik z wodą same sobie jezdnie skrapiają i zmiotki podnoszą do drugiego zbiornika.

Nowsze samochodowe

Mycie, które dokładniej usuwa zanieczyszczenia uliczne niż zamiatanie, stosuje się na nawierzchniach bitumicznych, brukach kamiennych o stosugach zalewanych ciałami węglowodorowemi, betonowych, asfaltowych i drewnianych, tam, gdzie woda wodociągowa jest w obfitości i tania. Myć można na dwa sposoby. W pierwszym woda pod ciśnieniem wężami z hydrantów uderza silnym strumieniem o nawierzchnię i oderwane zanieczyszczenia spławia ściekami do kanałów. Potrzebne tu są ogromne ilości wody. W sposobie drugim po obfitem polaniu po chwili następuje zamiatanie ręczne lub maszynowe lub, na brukach asfaltowych, zgarnianie zanieczyszczeń skrobaczkami skórzanemi lub gumowemi.

Częstość oczyszczania dokładnego zależy od ruchu i rodzaju nawierzchni. Ulice ruchliwe oczyszcza się raz dziennie koło godz. 3—5 rano, inne co dwa, trzy itd. dni. Nawierzchnie asfaltowe myje się codziennie.

Najlepszą porą oczyszczania pod każdym względem jest dzień (dokładność, taniość); nocą pracuje się tylko tam, gdzie ruch uliczny nie pozwala na pracę dzienną.

Zwalczanie kurzu ulicznego dąży do ilościowego i jakościowego jego ograniczenia. Zupełne bowiem jego usunięcie jest niewykonalne. Walka z kurzem, bezwzględnie konieczna ze względów zdrowotnych, czystości, a nawet bezpieczeństwa ruchu, toczy się dwojako: przez środki, zmniejszające źródła jego powstawania, i przez środki, unieruchomiające wytworzony kurz.

Pierwszą grupę środków tworzą trwałe, gładkie, mocne bruki wszelkiego rodzaju i nawierzchnie bitumiczne, oraz przepisy porządkowe ruchu ulicznego, zabraniające szeregu czynności, zanieczyszczających ulicę (popasanie koni, szybka jazda wozów ciężarowych, szczelne skrzynie dla przewozu ziemi, piasku, śmieci itp.). Dlatego to nawierzchnie żwirowane powinny być usuwane bezwarunkowo z jezdni ulicznych.

Drugim sposobem jest polewanie ulic wodą czystą lub zaprawioną pe-wnemi przymieszkami. Sposób polewania zależy od rodzaju nawierzchni, znaczenia ulicy i oświetlenia przez słońce. Polewać należy, lekko, a zato częściej. Na 1 m² jezdni wychodzi wody czystej na jednorazowe skropienie : na nawierzchniach żwirowanych (bitych) 0,4—1,0 l, na brukach kamiennych 0,3—0,7 l, asfaltowych 0,2—0,5 l, przyczem dziennie skrapia się drogi bite 1—6 razy, bruki kamienne asfaltowe i drewniane 1—4 razy; skrapia się w roku przez 100—150 dni.

Do polewania służą przyrządy skrapiające i urządzenia, dostarczające wodę.

Przyrządy: 1. ręczna polewaczka blaszana, 8—13 £;

2.    dwukołowy ręczny beczkowóz, 200—3001, szerokość polewania ok. 2,0 m;

3.    wąż gumowy lub parciany gumowany, cfi 10 cm, 20—30 m dł., nawinięty na dwukołowym bębnie lub na kółeczkach (urządzenie gorsze) dla wody wodociągowej, pobieranej zapomocą umyślnych stojaków z hydrantów ;

4.    beczkowozy:

a)    konne, 600—2500 l, szerokość kropienia sitem rurowem 2—3 m, sitami turbinowemi lub skrzynkowemi 2—7 m ; sitami pierwszemi polewa się w godzinie ok. 5000 m² z przerwami i napełnianiem, drugiemi 18.000 m², względnie 6000—10.000 m²;

b)    samochodowe, 2—5 m³, szerokość skrapiania, regulowana dowolnie, 1—14 m, w godzinie bez przerw około 50.000 m², z przerwami i napełnianiem około 30.000 m²-, najekonomiczniejszemi okazały się o objętości co 2,5 w³;

c)    tramwajowe, 2 —10 m³, skrapiające pasem dowolnie szerokim do 14 m, kursujące po torach tramwajowych.

Dobrze skonstruowany beczkowóz powinien: 1. skrapiać stale i jednostajnie na całej polewanej szerokości; 2. pozwalać na dowolne regulowanie szerokości i obfitości skrapiania przy beczkowozach małej objętości przez

woźnicę, przy dużych przez umyślnego robotnika. Beczki powinny być żelazne, z beczkowozów samochodowych zdejmowalne, aby użyć w zimie samochodu do wywozu np. śniegu. Efekt pracy podnosi skrócenie czasu napełnienia i jazd straconych. Stąd duże średnice, min. 10 cm, rur dopływowych, aby napełnianie razem z manipulowaniem przyrządami, napełniającemi nie trwało dłużej niż 3—1,5 minuty dla 1 to³. Stąd dalej odpowiednie rozmieszczenie miejsc poboru wody. W miastach, nie posiadających wodociągów, oraz tam, gdzie woda wodociągowa jest droga lub jest jej za mało, a wodę do skrapia — nia czerpie się ze studni, rzek, młynówek, stawów, najlepsze są zbiorniki wieżowe, z dnem około 4-6« nad niweletą ulicy, o dużej pojemności ponad 5 to³, z pompowaniem motorowem (elektrycznem, spalinowem). Beczkowozy samochodowe mogą być tak urządzone, że sobie same czerpią wodę (głębokość max. 8 m).

Wyjątkowo, aby zapobiec szybkiemu wysychaniu, dodają do wody hygro-skopiczne sole (sól zwykłą, chlorek wapniowy, chlorek magnezowy) ; środki drogie, mało skuteczne, a nawet ujemne dla zdrowia przechodniów, gdy sole po wyschnięciu wzbijają się jako kurz.

Usuwanie śniegu, zawsze kłopotliwe i kosztowne, zależy od wielkości opadu, rodzaju ulicy i od stopnia mrozu. Śnieg niezwykle silny, na szczęście przytrafiający się rzadko i często zaraz pomniejszany przez odwilż, wymaga, jako tamujący ruch, natychmiastowego forsownego wyrobienia na chodnikach ścieżek, na jezdni pasa wolnego, o szer. ok. 4 w, a tam, gdzie kursują tramwaje, jeszcze szerszego. Z chodników odrzuca się śnieg łopatami, na jezdni pługami śniegowemi zwykłemi (patrz str. 107) i łopatkowemi. Oba rodzaje ciągnione przez konie.

Śnieg wywozi się bezwłocznie. W ulicach mało ruchliwych przy znaczniejszych opadach i dłużej trwającym mrozie pozwala się narastać śniegowi w skorupę, którą atoli należy usunąć przed nastaniem odwilży.

W usuwaniu śniegu, które jest tern ważniejszą i trudniejszą sprawą, im miasto jest większe, największy wydatek stanowi wywóz. Śkrócenie tegoż naprowadziło na wrzucanie śniegu (przez szyby rewizyjne lub umyślne) do kanałów, tam, gdzie prowadzą one większą ilość wody, i przez topienie na miejscu zapomocą wody wodociągowej, roztworów różnych soli, przede-wszystkiem zwykłej, i wyjątkowo parą wodną.

Śnieg świeżo spadły waży 40—120 Jcg/m³, uleżały, ubity 300—400 kgjm?' i daje około 300 litrów wody.

Ślizgawice i gołoledź wymagają posypania żwirkiem, piaskiem, miałkim popiołem, trocinami itp. Działanie ich krótkotrwałe ; w razie powtarzających się przymrozków trzeba ustawicznie posypywać. Konieczne na chodnikach i gładkich jezdniach. Z wozu dwukonnego 2 robotników posypie w godzinie, bez czasu straconego, do 30.000 to², z wózka dwukołowego ręcznego do 10.000 to², 1 robotnik z takiego wózka do 6000 to², zaś z worka, zawieszonego na piersiach, do 8000 to²; cyfry te maleją o l/₂—a/s przy uwzględnieniu czasu na drogi powrotne i napełnianie.

LITERATUKA.

Kühnel A.: Drogi i ulice. Lwów 1916.

Kühnel A.: Ulice. Lwów 1925.

Sznuk Zdzisław: Podręcznik do budowy dróg bitych, gruntowych i ulic miejskich. Warszawa 1918.

Le Gavrian P.: Les chaussées modernes. Paris 1922.

Girard L.: Le nettoiement de Paris. 1923.

Genzmer Ewald: Die städtischen Straßen. Stuttgart 1897.

Handbuch d. Ing. Wis s. : Straßenbau. Leipzig 1912.

Klose Georg: Der Stadtstraßenbau. Berlin 1911.

Loeve Ferd. : Die Straßenbaukunde. München 1906.

Niedner Fr.: Die Straßenreinigung in deutschen Städten. Leipzig 1911.

Stübben J. : Der Städtebau. Darmstadt 1890.

PODRĘCZNIK

Z_

INŻYNIERSKI

W ZAKRESIE INZYNIERJI LĄDOWEJ I WODNEJ

REDAKTOR NACZELNY

PROF. Dr. INŻ. STEFAN BRYŁA

CZĘŚĆ DRUGA:

KOLEJE ŻELAZNE

LWOW I WARSZAWA 1925

NAKŁADEM KSIĘGARNI POLSKIEJ B. POŁONIECKIEGO

WYDANO ZE WSPÓŁUDZIAŁEM ZWIĄZKU STUDENTÓW INŻYNIERJI POLITECHNIKI LWOWSKIEJ.

CZĘŚC DRUGA.

KOLEJE ŻELAZNE.

TKEŚĆ.

Strona

Strona

Pojazdy kolejowe. Napisał inż.

Kazimierz Zipser, profesor politechniki (Lwów)......

I. Zasady ogólne.......

II. Parowozy .........

III.    Wagony..........

IV.    Tabor kolei wąskotorowych .

V. Opory ruchu........

Ci    Ci    Ci    00    O

Oł    ©J    (M    CO    w*

t—I    r-i    wH    rl    tH    rH

IV. Kosztorys..........

V. Postępowanie przy projektowaniu i budowie kolei .... 253

250

Zasady ruchu. Napisał inż. Kazimierz Zipser, profesor politechniki (Lwów)......

148

Budowa i utrzymanie toru. Napisał dr. inż. Karol Wątorek, profesor politechniki (Lwów) I. Szyny...........

II. Podkład poprzeczny drewniany

III.    Nawierzchnia poprzeczna drewniana ...........

IV.    Nawierzchnia żelazna ....

V. Podkłady żelbetowe.....

VI. Złącze stykowe.......

VII. Migracja toru........

VIII. Podłoże żwirowe......

IX. Obrachowanie nawierzchni . .

X. Układanie toru ......

XI. Utrzymanie toru......

M H* t-*

COCOOO^I^l-^-^OSOi Oł Ci O' ©«ooowtocoffi en o co

Stacj e. Napisał inż. Kazimierz Zipser,

profesor politechniki (Lwów) 256

Koleje nadrożne i tramwaj e. Napisał inż. Józef Lenartowicz, dyrektor tramwajów miejskich (Warszawa)

I. Ogólne . .

II. Prowadzenie linji: i układ toru 283

III. Ustrój toru.........

IV Podtorze..........

V. Wielkość naprężeń w budowie wierzchni torów ....    293

VI.    Opór trakcji i zużycie pracy 294

VII.    Urządzenie elektryczne . . .    295

VIII. Tabor

IX. Budynki X. Ruch . .

u- J

282

285

292

297

298

299

Połączenia torów. Napisał dr. inż.

Karol Wątorek, profesor politechniki (Lwów)......

I. Rozjazdy i skrzyżowania . .    189

II. Zastosowanie rozjazdów i

skrzyżowań do połączeń torów 211

III.    Obrotnice..........

IV.    Przesuwnice........

Trasowanie. Napisał dr. inż. Karol Wątorek, profesorjjpolitechniki

(Lwów)...........

I. Trasowanie handlowe ....    223

II. Trasowanie techniczne . . .    226

III. Opracowanie trasy

189

217

221

223

241

Koleje miejskie szybkie. Napisał inż. Józef Lenartowicz, dyrektor tramwajów miejskich

(Warszawa) ........

I. Ogólne...........

II. Prowadzenie linji......

III. Tabor............

IY. Budowa wierzchni i jezdni . .

V. Urządzenia stacyjne.....

VI. Kuch ...........

VII. Koszta budowy.......

Koleje strome. Napisał dr. inż. Karol Wątorek, profesor politechniki (Lwów) ........

I. Koleje zębate........

II. Koleje linowe terenowe . . . III. Koleje linowe wiszące . . .

Urządzenia ochronne na kolejach. Napisałinż. Michał Swoboda, doc. politechn. (Lwów)

O O (N CO co «O 00 Ä

o o O O O O O O co co co co co co « co

310

310

313

315

319

Pojazdy kolejowe.

I. Zasady ogólne.

Pojazdy kolejowe winny mieścić się w obrębie przyjętej dla danej kolei skrajni taboru.

Koła pojazdów kolejowych osadzone stale na osi, tarczowe lub szprychowe, z żelaza zlewnego lub ze zlewnej stali. Obręcz* koła, walcowana ze stali z jednej sztuki bez spawania, łączy się z kołem przy pomocy śrub, nitów, krążków lub pierścieni. Koła tarczowe wagonów odlewa się także wraz z obręczą z jednej sztuki.

Obręcz opatrzona rąbkiem (obrzeżem), jeżeli jednak we wspólnej ostoi (ramie) mieszczą się więcej niż dwie osie, koła osi wewnętrznych nieprzesu-wnych mogą być bez obrzeża. Szerokość obręczy 130—150 mm. Grubość obręczy mierzona w płaszczyźnie okręgu tocznego nie powinna być mniejsza niż 25 mm. Stożkowatość obręczy 1 : 20 (w Ameryce 1 : 40). Wysokość rąbka (obrzeża) mierzona pionowo od wierzchu szyn przy normalnem położeniu kół na torze prostym i poziomym 25—36 mm. Grubość rąbka mierzona w odległości 10 mm pod okręgiem tocznym najmniej 20 mm.

Odstęp kół na osi (prześwit) miedzy wTewnętrznemi płaszczyznami obręczy na kolejach normalnotorowych 1357—1366 mm. Odstęp zewnętrznych punktów rąbków kół, mierzony 10 mm poniżej okręgu tocznego, 1405—4425 mm.

Obciążenie osi zależy od wytrzymałości nawierzchni i mostów. Dla obliczeń orjentacyjnych przyjmuje się nacisk jednego koła w spokoju w tonnach równy % ciężaru szyny w kilogramach na metr bieżący. Największy dozwolony nacisk osi w tonnach wynosi na kolejach europejskich 15—25, w Ameryce nawet przeszło 30.

Nacisk koła w spokoju powiększa się w czasie ruchu wskutek działania siły odśrodkowej, przeciwwagi kół napędnych, a nadto z powodu nierówności w torze i uderzeń na stykach, z którego to powodu przeciążenie, względnie odciążenie osi dochodzi do 30—35% nacisku koła w spokoju, w torze starannie utrzymanym i przy parowozach nowszej konstrukcji.

II. Parowozy.

Wymiary parowozu ograniczone skrajnią dla parowozów i tendrów (fig. 149).

Główne części parowozu są : kocioł, maszyna parowa, podwozie.

Kocioł (fig. 150). Ogólnie używa się kotłów leżących. Kocioł przeważnie w formie walca; także o średnicy w tylnej części kotła większej od średnicy w przedniej części; przejście stożkowate. Materjał: żelazo zlewne. Średnica kotła (walczaka) średnio 1,5 — 1,75 m; istnieją kotły o średnicy ponad 2 m, zwłaszcza w Ameryce. W tylnej części, zwanej stojakiem, skrzynia paleniskowa (ogniskowa) z blachy miedzianej, w Ameryce z blachy stalowej ; także w Europie w czasie wojny zaczęto używać żelaza do skrzyń paleniskowych (ogniskowych). Skrzynia ogniskowa łączy się® płaszczem żelaznym zapomocą zespórek bocznych i stropowych, długość jej 1—3 m, szerokość 1,15 m

i więcej, jeżeli leży nad ostoją; u dołu zaopatrzona w ruszt poziomy lub pochyły o powierzchni od 1 do 5 m², w Ameryce nawet do 10 m². Pod rusztem popielnik z klapami otwieranemi ze stanowiska maszynisty dla

regulowania dopływu powietrza. Od bo$ przodu skrzyni paleniskowej drzwiczki do wrzucania paliwa stałego (węgiel,

....... -j : drzewo). Przy opalaniu ropą odpo-

5 wiednio skonstruowane palniki rozpy-V---4-; łające ciecz. Z tylnej ściany skrzyni \ I paleniskowej wychodzą płomieniówki, y i - : które kończą się w dymnicy. Płomie-

,*■690    690

-Ę-------

/ę*-700->\* -700 *-

f ■*-----1573-,----*U-

'    1625

— - 4,300

niówki z żelaza zlewnego, we Francji ₀ i Anglji z mosiądzu lub miedzi. Przy 5 złej wodzie zaopatruje się także płomieniówki żelazne od strony ogniska w miedziane nasadki. Płomieniówki o średnicy wewnętrznej 38 — 57 w, długie 3,5—7 m, o ściance grubej 2—3 mm. Ilość ich zależna od wymaganej powierzchni ogrzewalnej i średnicy kotła, wynosi średnio 150 do 280 sztuk, dochodzi do 500. Przy parowozach o parze przegrzanej płomieniówki górne o ścianach 5—8 mm grubych mają średnice 120—130 mm dla pomieszczenia przegrzewaczy.

Powierzchnia ogrzewalna całkowita od 125 do 250 w² i więcej, w Ameryce nawet ponad 250 m².

W kotłach Brotana ściany skrzyni paleniskowej utworzone z szeregu gęsto obok siebie ustawionych rurek wodnych, znajdujących u góry ujście w kotle walcowym połączonym z walczakiem. Kotły wodnorurkowe nie znalazły dotąd większego zastosowania. Ciśnienie pary w kotle 12—16 atmosfer.

-----skrajnia dla latarń /tarcz sygnał.

----górno część skrajni dla tendrów

3200

-i

4995----->]<-----4995----->->

U-- — 4490----»T*--- 4490--->î

i -r-U. i r*-----46\65----

*

ooet

±±

Dolna część skrajni dla taboru przechodzącego na szlaki zazębione

-■*M0y500'r-76Oi4OO

z______a____----y_—x wierzch szyr>7

HO *    4-450 t *

—dla części nrepodieg. grze resorów, c/ta łańcuchów oezpiecz. i sprzęgów przy n/pełnie zużytych obręczach

Fig. 149.

Na kotle zbiornik dla pary, na większych parowozach dwa zbiorniki połączone ze sobą rurą.

U przodu kotła dymnica, do której uchodzą płomieniówki. Przez dymnicę odchodzi para odlotowa z cylindrów przy pomocy dyszy. Na dymnicy nasadzony komin zaopatrzony w przyrząd do tłumienia iskier.

Na kotle znajdują się: prężnomierz z zaznaezonem najwyższem dozwolonem ciśnieniem, wodoskaz wskazujący stan wody w kotle, kurki probiercze, zawory bezpieczeństwa, działające, gdy tylko ciśnienie pary w kotle dosięgnie najwyższej dopuszczalnej granicy, urządzenia do zasilania kotła wodą z tendra, . najczęściej smoczki, — przynajmniej dwa, z których każdy wystarcza do zasilenia kotła, gwizdawka parowa, nadto smarownice, kurki spustowe, piasecznica, wy czystki, włazy itp.

Kocioł otoczony dla ochrony przed utratą ciepła płaszczem szczelnym (aby powietrze izolujące było w stanie spokoju). W nowszych czasach używa się do izolowania także filcu, asbestu, drzewa itp. między kotłem a płaszczem.

Maszyna parowa. Ogólnie maszyna tłokowa. Cylinder żeliwny, tłok ze stali, uszczelnienie przy pomocy pierścieni żeliwnych. Skok tłoka dla parowozów pośpiesznych i osobowych 0,3—0,4, dla, towarowych 0,4—0,55 średnicy koła napędnego, średnio 550—660 mm. Średnica tłoka zależy od żądanej siły pociągowej.

ZD

d cm =

ap l

dla parowozów jednoprężnych ;

-V

ZD 2 dla cylindra o niskiem ciśnieniu,

ap l dla parowozów dwuprężnych o dwu cylindrach, . .    (1)

gdzie Z siła pociągowa w kg,

D średnica koła napędnego w cm, p ciśnienie pary w kotle w atm.,

I skok tłoka w cm,

a spółczynnik, który określa stosunek^?/ : p, średniej prężności w cylindrze do prężności w kotle.

Spółczynnik a zależy od rodzaju parowozu (para nasycona czy przegrzana — maszyny jedno- czy dwuprężne) — od stosunku pojemności cylindra

CUD

r::x

Fig. 160.

o wysokiem ciśnieniu do cylindra o niskiem ciśnieniu, — od stopnia napełnienia; średnio wynosi dla parowozów jednoprężnych od 0,50 do 0,00, dla dwuprężnych od 0,40 do 0,50. — Stosunek objętości cylindrów nisko-prężnego ln do wysokoprężnego Iw wynosi 2,0—2,4 przy dwu, 2,4—3,0 przy czterech cylindrach.

I/Tó

UL

£T

Fig. 161.

Cylindry umieszcza się poziomo lub nieco pochylone równolegle do osi parowozu wewnątrz lub zewnątrz ostoi (ramy). Przy cylindrach wewnętrznych ruch parowozu spokojniejszy, natomiast utrudniony dostęp do cylindrów i oś .musi być wygięta. Istnieją parowozy o 2, 3 i 4 cylindrach, w Ameryce i więcej. Przy parowozach dwuprężnych: o dwu cylindrach, cylinder prawy jako wysokoprężny — o trzech cylindrach, jeden wysokoprężny wewnątrz ostoi i dwa niskoprężne nazewnątrz, lub dwa wysokoprężne zewnątrz a jeden niskoprężny wewnątrz — o czterech cylindrach albo dwa wysokoprężne zewnątrz i dwa niskoprężne wewnątrz lub przeciwnie, albo wreszcie po jednym cylindrze wysokoprężnym i jednym niskoprężnym z każdej strony parowozu i to albo jeden nad drugim albo j eden za drugim. Przy parowozach systemu Malleta dwa cylindry wysokoprężne na ostoi głównej, dwa niskoprężne na ostoi zwrotnej. Rozrząd pary odbywa się przy pomocy stawidła kulisowego Stephensona, Goocha, Allana, najczęściej Walschaerta, zwanego także stawidłem Heusingera (fig. 151). W nowszych czasach zaczęto używać stawidła zaworowego Lentza. Do uruchomienia stawidła znajduje się na stanowisku maszynisty nastawnica śrubowa lub dźwigniowa.

9*

Podwozie parowozu stanowi silna ostoja (rama) żelazna wraz z zestawami kół. Ostoja (fig. 152) składa się z belek podłużnych połączonych poprzecznicami.

k rl ii i ił 1 luft'-iff³*

Fig. 152.

Na przedniej (czołowej) belce poprzecznej zderzaki i sprzęgła jak u wagonów. Kształt ostoi zależy od tego, czy koła i cylindry mieszczą się wewnątrz czy zewnątrz ostoi, czy zastosowuje się wózki zwrotne (truki) lub ustrój dyszlowy, czy wreszcie (system Malleta) zamiast jednej ostoi dwie przegibnie ze sobą połączone.

Ostoja spiera się przy pomocy resorów do niej przytwierdzonych na maźnicach, w których mieszczą się panewki do przyjęcia osi stalowej. Dla lepszego wyrównania ciśnień na osie łączy się często resory wahaczami (fig. 153).

'4

Ilość osi zależna od ciężaru parowozu. Roz-różnia się osie napędne, na które przenosi się ruch tłoków w cylindrach i osie toczne (luźne, nośne), służące jedynie do podtrzymania ciężaru parowozu.

Fig. 164.

Fig. 153.

Ilość osi napędnych zależy od żądanej siły pociągowej. Korby osi na-pędnych połączone więzarami. Średnica kół osi tocznych jak u wagonów lub nieco większa. Średnica kół napędnych zależy od przeznaczenia parowozu, mniejsza dla żądanej znacznej siły pociągowej, większa dla żądanych znacznych przędkości, zawisła od ilości obrotów, która wynosi od 180 do 360 na minutę, zależnie od konstrukcji parowozu.

(2)

Dmm

V m/s .

1000 n. k

V — prędkość, n — ilość obrotów w sekundzie.

Na kołach napędnych umieszcza się przeciwwagę dla zrównoważenia siły odśrodkowej, pochodzącej od części obracających się i sunących mechanizmu napędnego.

Rozstaw osi zależny od krzywizn na danej linji. Według N. Z. dla: łuków o promieniu 75, 100, 125, 150, 180, 210, 250, 300, 400, 500 m, stały rozstaw osi nie

powinien przekraczać 2,0    2,3    2,6    2,9    3,2    3,5    3,8 4,1    4,8    5,4 m.

Przy większych rozstawach osi stosuje się dla osi tocznych osie zwrotne; oś Adamsa (fig. 154), ustrój dyszlowy (fig. 155), przy którym oś dana tkwi w osobnej ostoi, połączonej niejako dyszlem przegibnie z ostoją główną ; wózki zwrotne (truki) (fig. 156), dwuosiowe wózki o małym rozstawie osi 2,0—2,7 m skręcalne około czopa, na którym spiera się ostoja główna, możliwe także boczne przesunięcia, a więc ułatwione ustawianie się wózka

w krzywiznach, co zaleca go do użycia dla parowozów zwłaszcza o znacznych prędkościach. Dla osi sprzęgniętych (sprzężonych) używa się osi

fo O Oj

przesuwnych, lub systemu Klien - Lindner, Klose, Helmholtz.

&Æ

16 o o[ (Ö_T3

Siła pociągowa, moc parowozu. W odniesieniu do ciężaru napędnego parowozu La, siła. pociągowa Z == f. La, gdzie f= spółczynnik przyczepności (adhezyjny) zależny od stanu szyn i kół, średnio 1/7 do 1/6; w warunkach

,NL

Łoo\

J-tŁr /

4-

iŁ

j.

W|

■ran-#*--

Fig. 155.

Fig. 156.

korzystnych (przy suszy, zakurzonych szynach) może podnieść się do 1/5, a nawet do 1/4 ; w warunkach niekorzystnych (przy szynach wilgotnych, pokrytych lodem) może spaść do 1/10, a nawet do 1/12; można go zwiększyć, sypiąc piasek na szyny.

Dla oznaczenia ciężaru napędnego parowozu przyjmuje się spółczynnik przyczepności wedle tablicy 1.

Tablica 1.    „

Dla parowozów

Na linjac" , długieini wznieceniami

Na linjack z krót-kiemi wzniesieniami

osobowych i pośpiesznych . ...

0,150—0,160

0,170—0,200

towarowych

0,155—0,175

0,165—0,180

górskich

0,145—0,165

Ciężar napędny (adhezyjny) parowozu, to jest ciężar spoczywający na osiach napednych

. (3)

La = Gt L .... gdzie L ciężar całkowity parowozu wraz z tendrem,

a spółczynnik oznaczający stosunek ciężaru napędnego do ciężaru całkowitego ; waha w zależności od ilości osi związanych od 0,2 do 1,0 (dla tendrzaków o wszystkich osiach związanych).

Siła pociągowa mierzona na obwodzie koła napędnego określona podług silnika wynosi

(4)

dH

gdzie d średnica tłoka w cm, pi średnia prężność pary w cylindrze w atm.,

l skok tłoka w cm,

D średnica koła napędnego w cm,

W zależności od powierzchni ogrzewalnej kotła : N = p. H, przyczem H oznacza powierzchnię ogrzewalną w wt².

Spółczynnik p. zależy od stosunku rusztu do powierzchni ogrzewalnej, prężności pary, rodzaju maszyny (jedno- czy dwupreżne), stosunku pojemności cylindrów do powierzchni ogrzewalnej i ilości obrotów kół napędnych, wynosi według Franka:

• • . • (6)

P- — 2-f 0,8 4/ V

Y] spółczynnik, określający stosunek siły pociągowej mierzonej w cylindrze do siły pociągowej na obwodzie koła, mniejszej od pierwszej wskutek strat pochodzących od tarcia mechanizmu napędnego, wynosi od 0,75 do 0,90. Moc parowozu w koniach mechanicznych

N_Zk9 V™/s_zka Vkmlg

75

270

(5)

dla parowozów osobowych p. = 1,17 dla parowozów towarowych p. = 0,6 V V dla tendrzaków

według Richtera:

(7)

gdzie n ilość obrotów kół napędnych w minucie,

a = 6,0 dla parowozów bliźniaczych z parą nasyconą,

6.5    dla dwuprężnych o dwu cylindrach z parą nasyconą,

7,0 dla bliźniaczych z parą przegrzaną,

7.5    dla dwuprężnych o czterech cylindrach z parą nasyconą,

8,0 dla dwuprężnych o czterech cylindrach z parą przegrzaną.

Wartości dla pi według tabeli Boriesa („Eisenbahntechnik der Gegenwart“) podaje tablica 2.

Tablica 2.

Bodzaj parowozów

Stosunek

R-

_ pow. ogrz.

pow.n tu

Cu>i».'3nifc p. w utm.

Stosunek- = obj. cyl. w 1.

Ilość obrotów kół napędowych na sekundę

po w

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

Pospieszne i osobowe :

jednopreżne o 2 cyl.

dwupreżne o 2 cyl.

o 4 cyl.

I gg-S

12

12

14

0,80

0,75

0,70

—    4,7 5,2 5,5 5,7 5,7 5,5 —

—    4,6 5,3 5,9 6,3 6,4 6.3 —

—    5,4 5,9 6,4 6,8 7,0 7,6 6,8

Towarowe : jednopreżne o 2 cyl. dwupreżne o 2 cyl.

<1 Dj 05

©o ©

to o

0,85

0,85

'CL

co eo

O*

Oi

S' **

_C5_CO

Ol Ol

00 o

; przyczem oznacza:

(1 + 7#)

Strahl określa największą moc parowozu na podstawie powierzchni rusztu ; według niego lYmax =

Di

. 3800

R powierzchnię rusztu w w², a dla parowozów o parze przegrzanej

4500

dla parowozów dwuprężnych o dwu cylindrach o parze nasyconej 4000 dla wszystkich innych o parze nasyconej przy nadciśnieniu pary 12 atmosfer.

H powierzchnia ogrzewalna w m2 Di najmniejszy rozchód pary w Icg/KMi god.

11— 12 kg dla parowozów bliźniaczych o parze nasyconej,

9.5—    10 kg dla dwuprężnych o parze nasyconej,

6.5—    7 kg dla jednoprężnych (bliźniaczych, czworaczych) o parze przegrzanej, 6,0—6,4 kg dla dwuprężnych.

Ilość wytwarzanej pary z m² powierzchni ogrzewalnej zależy w znacznej mierze od stosunku rusztu R do powierzchni ogrzewalnej H. Sto-H

sunek ten — przeciętnie 50—70 dla parowozów osobowych i pośpiesznych,

60—90 dla towarowych, przy użyciu węgla długopłomiennego ; przy użyciu drzewa jako paliwa wynosi stosunek ten w przybliżeniu 80.

Na metrze kwadratowym rusztu spala się w godzinie 350—500, a nawet do 600 kg węgla, przyczem na 1 kg węgla spalonego uzyskuje się 5—9 kg pary. Na 1 kg spalonego drzewa otrzymuje się około 3 kg pary.

1 m² powierzchni ogrzewalnej kotła wytwarza średnio w godzinie: 40 kg pary w parowozach towarowych, 50 w osobowych, 60 w pośpiesznych.

pary kg 11—12 9—10

węgla kg

1,6—1,9 1,3—1,5

Na godzinę i konia mech. zużywa się średnio: w parowozach o parze nasyconej

jednoprężnych............

dwuprężnych.............

w parowozach o parze przegrzanej

7—8    1,1—1,3

6—6,5    1,0—1,2

jednoprężnych............

dwuprężnych.............

Rodzaje parowozów. Rozróżnia się parowozy szerokotorowe, normalnotorowe i wąskotorowe, dalej parowozy adhezyjne, zębate i dla trakcji mieszanej. Według tego, czy zapas paliwa i wody mieści się na osobnym tendrze, czy też na parowozie, rozróżniamy parowozy z osobnym tendrem i tendrzaki (bez tendra). Na tendrzakach zapas paliwa umieszczony obok stanowiska maszynisty, zapas wody po obu stronach kotła, nad kotłem albo obok stanowiska maszynisty tuż pod paliwem. Parowozy te mogą biec z równą prędkością wstecz i wprzód, ciężar paliwa i wody zwiększa wagę napędną, natomiast waga ta ulega wahaniom w miarę zużycia zapasów, które trzeba częściej uzupełniać; dostęp do poszczególnych części parowozu utrudniony.

Parowozy rozróżnia się dalej : pospieszne, osobowe, towarowe, przetokowe. Parowozy osobowe i pospieszne przeznaczone dla większych prędkości mają średnicę kół napędnych zwykle ponad 1800 mm i 2 lub 3, na szlakach górskich nawet 4 osie sprzęgnięte, osie toczne umieszczone przeważnie w przedniej części parowozu, najczęściej wózki zwrotne (truki). Ze względu na szybkie ruszanie z miejsca, wymagana przewaga siły pociągowej nad oporem. Parowozy towarowe wymagają znacznej siły pociągowej, a więc znacznej wagi napędnej, posiadają koła małe (średnice 1,2—1,4), a wielką ilość osi napędnych, często wszystkie osie są związane; w Ameryce liczba osi sprzężonych dochodzi do 12. Najwyżej 6 osi sprzężonych umieszcza się w jednej ostoi, przy większej ich ilości lub w trudnych warunkach używa się typu Malleta, przy którym podwozie składa się z dwóch przegibnie połączonych ostoi, osie każdej ostoi popędzane przez parę cylindrów do danej ostoi umocowanych. Parowozy przetokowe wymagają szybkiego wprawiania w ruch i szybkiego przestawiania stawidła, znacznej siły pociągowej ; zapas wody i paliwa na stacji można częściej uzupełniać, nadają się więc tendrzaki.

Ze względu na rodzaj użytej pary rozróżnia się parowozy o parze nasyconej i o parze przegrzanej (najczęściej do 300—350° C). Użycie pary przegrzanej wykazuje oszczędność na wodzie i paliwie w stosunku do pary nasyconej, wynoszącą dla parowozów jednoprężnych około 30% na wodzie i około 25% na paliwie, a dla parowozów dwuprężnych około 25% na wodzie i około 18% na paliwie.

Zależnie od sposobu użycia pary istnieją parowozy jednoprężne (o po-jedynczem rozprężaniu pary) i parowozy dwuprężne (o podwójnem rozprężaniu pary). Parowozy dwuprężne wykazują oszczędność na paliwie w stosunku do jednoprężnych, a to 10—15°/₀ przy parze nasyconej, a 5 — 10% przy parze przegrzanej.

W ostatnich czasach rozpoczęto także konstruować parowozy turbinowe.

Oznaczanie parowozów. Ustrój parowozu oznacza się zapomocą ilości osi i to w różny sposób :

1. W liczniku podaje się ilość osi napędnych, w mianowniku całkowitą ilość osi, np. :

3/4 = 3 osie napędne, 1 toczna,

4/4 = wszystkie 4 osie napędne,

4/4 -j- 4/4 = system Malłeta, dwie ostoje po 4 osie napędne.

2. Ilość osi napędnych oznacza odpowiednia litera alfabetu, ilość osi tocznych liczba arabska, ugrupowanie w porządku, w jakim osie po sobie następują np. :

1    C — 1 oś toczna, 3 osie napędne,

2    B 1 = 2 osie toczne (truk), 2 napędne, 1 toczna,

1 I) -J- D 1 = system Malleta: w jednej ostoi 1 oś toczna, 4 napędne, w drugiej ostoji 4 osie napędne, 1 oś toczna.

3.    We Francji oznacza litera P oś toczną, litera B wózek zwrotny, a cyfra ilość osi napędnych, np. :

B 2 P = wózek zwrotny (truk), 2 osie napędne, 1 oś toczna,

P3 = 1 oś toczna, 3 osie napędne.

4.    W Ameryce liczby wskazują ilość kół danego rodzaju w następującym porządku : toczne, napędne, toczne, np. :

2 —4—0 = 1 oś toczna, 2 osie napędne,

0—8 — 0 — 4 osie napędne,

4—4—2 = wózek zwrotny (truk), 2 osie napędne, 1 oś toczna,

2—8—0—0—8 — 2= system Malleta: w jednej ostoi 1 oś toczna i 4 napędne, w drugiej 4 osie napędne i 1 toczna.

P. K. P. oznaczają parowozy pośpieszne literą P, osobowe O, towarowe T. Tendrzaki oznacza się przez dodanie litery K. — Obok takiego znaku umieszcza się literą wskazującą układ osi według tablicy 3.

Na parowozach pomieszczają zarządy kolejowe oznaczenia składające się z liter i cyfr, lub z samych cyfr odpowiednio ugrupowanych tak, że wskazują odrazu serję (typ) parowozu i numer inwentarza.

Tender (jaszczyk) (fig. 157) zawiera zapas paliwaiwody. Zbiornik na wodę, w kształcie podkowy, otacza przestrzeń przeznaczoną na węgiel. Na tendrze

węgiel

woda

. r-^?

HI

Fig. 158.

Fig. 157.

mieści się od 3 do 12 t węgla i od 8 do 32 m³, wyjątkowo więcej wody. Ostoja tendra spoczywa na dwóch, częściej trzech osiach, wdększe tendry posiadają wózki zwrotne (truki) dwu, lub trzyosiowe. Ciężar własny tendra do 25 t, w stanie roboczym 20—70 t.

Napełnianie tendra wodą odbywa się w czasie postoju, jednak istnieją tendry do napełniania w czasie jazdy z koryta umieszczonego między szynami przy pomocy opuszczanej z tendra rury (fig. 158).

ii¹)

V)

>2

OOOOO

oOOOOO

>i

dowolna

r)

>3

r>

ooOO

OOoo

Liczba osi

napę-

dnych

to-

cznych

dowolna

Tablica 3.

Układ osi

Znak

oo

oOO

OOo

oOOo

ooOOo oOOoo

OOO

oOOO

OOOo

ooOOO

OOOoo

oOOOo

ooOOOo

oOOOoo

OOOO

oOOOO

OOOOo

ooOOOO

OOOOoo

oOOOOo

oOOO+OOOo

i) Dla parowozów z dwoma lub kilkoma odrebnemi wózkami nape.dnemi, zestawia się litery odpowiadające układom osi poszczególnych wózków, rozpoczynając z lewej ₈trony literą odpowiadającą wózkowi przedniemu.

i za-

Tender łączy się z parowozem przy pomocy sprzęgła głównego pasowego ; z drugiej strony opatrzony w sprzęgła i zderzaki jak u wagonów.

Pływak wskazuje nazewnątrz stan wody w tendrze. Tender zaopatrzony w hamulec ręczny niezależnie od hamulca innego rodzaju.

Oprócz parowozów służą do trakcji także lokomotywy o motorach Diesla, o ściśnionem powietrzu, narazie bez szerszego zastosowania. W ostatnich czasach dążność do szerszego zastosowania trakcji elektrycznej przy pomocy lokomotyw elektrycznych (elektrowozów).

III. Wagony.

Podwozie składa się z ostoi i zestawów kół. Ostoja składa się z dwóch dźwigarów podłużnych i dwóch poprzecznych czołowych, w których osadzone są sprzęgła i zderzaki, nadto z belek podłużnych, poprzecznych, także ukośnych, służących równocześnie do umocowania pocięgla sprzęgowego, hamulców, zbiorników gazowych itp. urządzeń wagonowych. Ostoja f~/jT    osadzona na osiach za pośrednic-

I    twem resorów spierających się na

i    maźnicy zawierającej łożyska.

Rozróżnia się wagony dwu-, ;    trzy-, cztero- i sześcioosiowe.

j    Przy cztero- i sześcioosiowych

i    ostoja umieszczona na dwu-

!    względnie trzyosiowych wózkach

^    zwrotnych (trukach).

5    Osie ze stali zlewnej mogą

być stale osadzone, przesuwne lub zwrotne.

«-60O~»4<-6S0-»i

—--*1—

r \ _

: -r”U7.

i*

2

Q0

..i.

901C

------dla latarń i tarcz sygnałowych

----skrajnia kopalniana

ot ze

3500

-----1995------»+«---

; !»-~/.220--

S\l !

-1995---

1220 —>j

— X.

Oolna cześć, ikrajm dla taboru przechodzącego na szlak!^ zazębione ■JdOtMOO".-i

\iłf~~.Z...-z.wierzch szyny <25¹ 160    *    *

-------dla łańcuchów bezpieczeństwa i sprzęgów

Fig. 169.

Rozstaw osi zależy od promienia krzywizn toru. Rozstaw osi skrajnych (pomijając wózki zwrotne) nie powinien być mniejszy aniżeli 2,5 m. Do ruchu międzynarodowego dopuszczone są wagony o rozstawie osi nie większym aniżeli 4,5 m, przy większym rozstawie tylko wtedy, jeżeli osie ich mają przesuwność, dozwalającą na przejazd łuków o promieniu 150 m. Wagony takie znaczy się znakiem

(-) —>•

Jeżeli we wspólnej ostoi mieszczą się więcej aniżeli dwie osie, a rozstaw osi skrajnych wynosi więcej niż 4 m, winny one posiadać taką przesuwność, aby wagon mógł przejeżdżać łuki o promieniu 150 w. Osie przesuwne mogą przesuwać się w kierunku poprzecznym wagonu wskutek gry między zgrubieniem czopa a panewką. Przesuwność ta wynosi od 5 do 63 mm dla osi środkowej, a to zależnie od rozstawu i od tego, czy oprócz osi środkowej także oś skrajna jest przesuwna.

Osie zwrotne osadzone są w ten sposób (np. luz między maźnicąa widłami), że mogą się ustawiać w kierunku promienia przejeżdżanej krzywizny. Osie zwrotne są swobodne, gdy każda z nich ustawia się niezależnie od osi sąsiednich

i sprzężone, gdy skręt jednej wpływa na skręt osi sąsiedniej, co osiąga się przy pomocy odpowiednich dźwigni. Przy wagonach trój osiowych wyzyskuje się poprzeczną przesuwność osi środkowej do nastawiania osi skrajnych.

ł

5    1'

Dla t. zw. osi zwrotnych związkowych odchylenie osi w każdą stronę wynosi w mm 2,5 l, przyczem l — rozstaw osi w metrach.

-** QOO¥oOO j*~

woo- -4»--

—ry

Koła wagonów z żelaza zlewnego, najczęściej tarczowe, także szprychowe. Używane również koła odlane wraz z obręczą.

Nadwozie czyli pudło wagonu ? składa się z więzby (szkieletu) i opie- i rżenia. Więzba z żelaza lub drzewa I przytwierdzona do podwozia śrubami g i kątownikami, składa się z wieńca 8 górnego i dolnego połączonych słupami, ryglami i zastrzałami. Podłoga ! wagonu pojedyncza lub podwójna. |

Opierzenie wagonów towarowych ! z desek, w wagonach osobowych we- » — wnątrz z desek, zewnątrz z blachy żelaznej, na niektórych kolejach także z desek. W ostatnich czasach też pudła wagonów całe ze stali, a do wagonów towarowych użyto również żelbetu.

■*---- <550 - - • ->+<

■wo

ń-

0000

----0280

-4*—/oso —w

----<U<£----->{<----AMD----♦)

- - <225---*T*----4225 - - -w |

! U---//so—*r«"-»60—-*J] !| iki ''    ■»**--<040--ii

i7J0750-*j \Jr ■f f\;1,1 \ I    ~

f*250 too * <00

-t-.l

S?

r-

-- «*90----

wierzch szyny

Fig. 160.

Wymiary pudła stosują się do szerokości toru, rozstawu osi, krzywizn, dozwolonych obciążeń osi itp.

Wagony muszą się mieścić w przyjętej skrajni fig. 159 (P.K.P'.) i 160 (międzynarodowa).

Fig. 161.

Rozróżnia się wagony: a) osobowe, V) bran-kardy, c) pocztowe, d) towarowe i e) do specjalnych celów.

a) Wagony osobowe.

Fig. 162.

Fig. 163.

Dwa typy zasadnicze: angielski (fig. 161), wagon podzielony na przedziały, dostęp do każdego przedziału z obu stron z boku, i amerykański (fig. 162), wagon przechodni bez przedziałów (ewent. przedzielony ścianką na dwie części), dostęp z obydwu końców wagonu albo przez otwartą platformę (drzwi w ścianie czołowej) albo przez krytą platformę (drzwi po obu stronach u końców ścian bocznych). Zaleta typu ang. : szybkie opróżnienie wagonu, możliwe grupowanie podróżnych, 3zersze siedzenia, natomiast pudło takiego wagon uosłabione licznemi drzwiami w ścianach bocznych mniej wytrzymałe, niewygodne wsiadanie z powodu stromych stopni, podróżni narażeni na wpływ niepogody przy każdem otwarciu drzwi, przykuci do miejsca nawet podczas dłuższej podróży, trudniejsze porozumie-

wanie się z personelem pociągu. Przy wagonach przechodnich wygodniejsze stopnie do wsiadania, ściany boczne wytrzymalsze, lepsza ochrona przed wpływami atmosfery, możność poruszania się i zmiany miejsca, łatwe komunikowanie się z personelem; natomiast opróżnienie wagonu odbywa się wolniej, więcej ruchliwi podróżni przeszkadzają tym, którzy nie ruszają się ze swoich miejsc.

Na lądzie Europy używane oba typy, także z pewnemi zmianami. Przedziały wagonów typu äng. łączy się w pewne grupy umożliwiając częściowo komunikację (fig. 163). Wagony przechodnie opatrzone korytarzem bocznym, w którego ściance mieszczą się drzwi do poszczególnych przedziałów (fig. 164).

Siedzenia umieszczone w regule poprzecznie do osi podłużnej wagonu, rzadziej wzdłuż ścian bocznych (w wagonach przechodnich), a to dla kolei

)n\

i.

11

i.

Fig. 164.

miejskich i wąskotorowych. Okna zw. pojedyncze, w ostrym klimacie wskazane podwójne. Drzwi służące do wyjścia z wagonu otwierane na zewnątrz (przy przechodnich wagonach także na wewnątrz), opatrzone w zamki chroniące przed mimowolnem otwarciem się. Drzwi z korytarza bocznego do przedziałów albo na zawiasach albo zasuwane. Do przewietrzania wagonu okna i otwory wentylacyjne, zasuwki i klapy nad oknami i w dachu, w nowszych czasach zaczęto wprowadzać także przewietrzanie sztuczne.

Istnieją wagony klasy I, II i III, na niektórych kolejach także IV, albo wagony z przedziałami klas różnych Ii II; II i III; I, II i III. Klasa I i II mają ławki wyścielane, III i IV twarde. Na niektórych kolejach także w III klasie ławki wyścielane. W klasie IV tylko pewna ilość miejsc siedzących, reszta wagonu przeznaczona na miejsca stojące.

Wagony osobowe są 2-, 3-, 4- i 6-osiowe. Dwu- i trzyosiowe lżejsze i tańsze od wagonów na wózkach zwrotnych, te ostatnie jednak przebiegają dobrze łuki, jazda w nich miękka, bieg spokojny i mniej hałaśliwy.

9—12 m 12—15 m 15—21 m

Długość wagonu wynosi:

22 m i wyżej.

dwuosiowego około . trójosiowego około czteroosiowego około sześcioosiowego około

Ciężar martwy wagonu przypadający na jednego podróżnego waha w szerokich granicach, zależnie od wyposażenia wagonu od 2000 kg do 3500 kg

Ol

baąaz

o*, kierownik

i wyżej, tak samo i powierzchnia przypadająca na jedno miejsce od 0,4 m² do 3,5 wt2 i wyżej.

O oo

Specjalne wagony osobowe : sypialne, restauracyjne, salonowe, szpitalne, wycieczkowe.

Fig. 105.

b) Brankardy (wagony bagażowe), (fig. 165) do przewożenia bagażu podróżnych, zarazem do pomieszczenia nadkonduktora. Składa się dwóch części. W części dla nadkonduktora znajdują się stoliki i półki dla niego i konduktora bagażowego, czasem system luster, który dozwala nadkonduktorowi z jego miejsca obserwować sygnały. Wejście zwykle od czoła platformy otwartej lub z boku z platformy krytej. Hamulec ręczny wewnątrz lub na platformie otwartej. W części dla bagażu, o drzwiach bocznych z obu stron, znajduje się klatka do przewożenia psów, czasem osobny przedział dla bagażu podlegającego ocleniu. Brankardy bywają 2-, 3- i 4-osiowe, nowsze przeznaczone dla pociągów pośpiesznych, urządzone jako przechodnie.

c)    Wagony pocztowe do przewozu poczty jako 2-, 3- i 4-osiowe, podzielone na dwie części, dla poczty listowej i poczty pakunkowej z półkami na listy i stolikami do załatwiania czynności biurowych (fig. 166). Drzwi dwuskrzydłowe z boku z obu stron. Na kolejach podrzędnych także wagony pocztowe połączone z brankardami, podzielone na trzy przedziały, dla nadkonduktora, dla bagażu i dla poczty.

w drzwi do

Er

1111 ii u i

CI

\OT

przesyłki

listy

/III

Fig. 166.

d)    Wagony towarowe są kryte i otwarte. Kryte, których ściany boczne przykryte stałym dachem, zaopatrzone po obu stronach zasuwania, 1,5—2,0 m szerokie, około 1,90 m wysokie, oraz w okienka wentylacyjne, służą do przewozu towarów wymagających ochrony od wiatru i wpływu powietrza i zabezpieczenia przed kradzieżą. Wagony otwarte albo bez ścian bocznych (platformy) albo ze ścianami bocznemi różnej wysokości (weglarki) z kłonicami lub bez. W ścianach bocznych z obu stron drzwi jedno- lub dwuskrzydłowe. Ściany czasem urządzone do odejmowania lub odwracania i to albo boczne, albo czołowe, albo też wszystkie, a wtedy wagon może służyć jako platforma. Wagony otwarte służą do transportu towarów niewymagających zbytniej ochrony: drzewa, węgla, rudy, cegły, kamieni itp. Platformy do przewozu materjałów ciężkich: maszyn, pojazdów, szyn itp. Do przewozu długich przedmiotów (drzewo długie, szyny), które nie mieszczą się na jednej platformie, używa się platform z kołowrotami (fig. 167).

Fig. 167.

e)    Wagony specjalne : do przewozu koni, bydła, świń i drobiu (te ostatnie jako dwu-i trzypiętrowe ze ścianemi prze-wiewnemi), do przewozu mięsa (chłodnie), ryb żywych (z basenami), piwa, masła, owoców, następnie wagony cysternowe do przewozu gazów i cieczy (ropa, spirytus itp.), wagony do przewozu węgla i rudy, umożliwiające szybkie wyładowanie. Dla celów służbowych budują wagony do robót budowlanych, wagony ratownicze, z żórawiami itp.

W agony towarowe przeważnie dwuosiowe, czasem trzyosiowe, także cztero-i sześcioosiowe (nawet więcej : wagony specjalne).

Nośność wagonów 10, 12,5, 15 t, nawet do 20 t, dla dwuosiowych, do 30 t dla trzyosiowych, 50 i więcej dla cztero- i sześcioosiowych.

Ze względu na ekonomję ruchu, na stosunek ciężaru własnego do ciężaru ładugi korzystne są wagony o dużej nośności ; wagony o mniejszej nośności dają się jednak lepiej wykorzystać dla ładunków mniejszych.

Oznaczanie wagonów. Wagony dzielą się na rodzaje, a te na kategorje. Na kolejach polskich przyjęto następujące oznaczenia na rodzaje i kategorje.

Wagony osobowe.

AB

I/TT klasa ..............

B    II/I1I    klasa..............

<7    III/IV    klasa.............

D    I/II/III    klasa.............

Dla oznaczenia wagonu sypialnego dodaje się „Su. Inne wagony :

F wagon służbowy .. .........

G    wagon    sanitarny.........

I klasa

BC

CD

ABC.

A li

ogrzewacz

II klasa

III klasa IY klasa

wagon pocztowy.............

wagon bagażowy (brankard). . . wagon restauracyjny.........

Dla oznaczenia wagonu czteroosiowego powtarza się ostatnią literę: wagon I klasy czteroosiowy.... A A | wagon I/II klasy czteroosiowy ABB Wagony towarowe oznacza się:

kryte ... węglarki. platformy

Kategorje określa się przez dodanie małych liter: kryte niżej 15 t nośności kryte o nośności 15 ^ i więcej. Kd kryte długie 10 m pojemności 75 w³ ’(specjalnie długie).... Ks Węglarki:

małe niżej 15 ton.......

15-tonowe i więcej......

Platformy :

bez ścian..............

z niskiemi ścianami.....

z niskiemi ścianami 10 w

długie...............

z kołowrotami i kłonicami małe................

K cysterny W specjalne

Km

Wm

Wd

Pns

Pk

Specjalne :

do przewozu nierogacizny

(świniarki) ...........

do przew. drobiu (gęsiarki). Sg

Sn

kryte z przewodami do zespolonego hamowania i ogrzewania Kz kryte z piecami . kryte czteroosiowe

Kp

KK

8-metrowe z 4 kłonicami ..Wk d 10-metrowe z 8 kłonicami ... Wks

długie 8 m z kołowrotami i kłonicami .................

długie 10 w z kołowrotami

i kłonicami .............

czteroosiowe...............

Pdk

Psk

PP

do przewozu mięsa (lodownie). SI do przewozu piwa. do przewozu wapna

Sp

Sto

Cysterny :

do przewozu nafty. .., do przewozu ropy ... do przewozu spirytusu

Hamulce. Wstęgowe dla drezyn i wózków, używanych do robót około utrzymania kolei, zresztą klockowe. Klocki w ostatnich czasach prawie wyłącznie żeliwne. Uruchomić można hamulce: albo każdy oddzielnie albo wszystkie razem (z jednego miejsca) ; te ostatnie zwą się zespolonemi i mogą być niesamoczynne, jeżeli uruchomienie ich może nastąpić tylko przez personel pociągowy, i samoczynne, jeżeli uruchomienie następuje także wskutek wypadku (przerwanie pociągu, zepsucie się hamulców itp.).

Hamulce powinny być możliwie prostej konstrukcji i trwałe, władanie niemi powinno być łatwe, działanie silne, pewne i szybkie; dla pociągów o większych prędkościach winny nadto hamulce być zespolone i samoczynne, uruchomienie możliwe tak przez maszynistę, jakoteż konduktora i podróżnych ; hamowanie w całym pociągu winno się odbywać możliwie jednocześnie i równomiernie bez ślizgania się kół po szynach.

Zależnie od rodzaju siły, która naciska na klocki hamulcowe, rozróżnia się hamulce ręczne, z przeciwwagą, sprężynowe, frykcyjne, elektryczne, parowe, powietrzne. Najbardziej rozpowszechnione są hamulce ręczne i powietrzne. Hamulce ręczne śrubowe uruchomiane oddzielnie.

Hamulce z przeciwwagą działają szybko, używane na tendrach.

Z hamulców zespolonych w użyciu są hamulce powietrzne i to albo o powietrzu rozrzedzonem tak zwane próżniowe (Hardy, Clayton, Körting), albo o powietrzu zgęszczonem (Westinghouse, Schleifer, Wenger, Lipkowski, Carpenter, Knorr).

Najwięcej rozpowszechniony hamulec W⁷estinghouse o powietrzu zgęszczonem, szybkodziałający, samoczynny i hamulec samoczynny próżniowy Hardyego.

do przewozu benzyny.... Rb do przewozu gazu .. do przewozu kwasów

Rg

Rk

Rn

Rr

Rs

Wagony towarowe są albo bez hamulca albo z hamulcem ręcznym (śrubowym) ; na niektórych kolejach są wagony towarowe zaopatrzone w hamulce powietrzne względnie w przewody powietrzne.

Wagony osobowe urządzone zw. do hamowania zespolonego i ręcznego; wagony osobowe dla komunikacji międzynarodowej zaopatrzone często w hamulce różnych systemów.

Ogrzewanie. Najbardziej rozpowszechnione ogrzewanie parą z parowozu. Przy długich pociągach i bardzo niskiej temperaturze wstawia się jeszcze osobne ogrzewacze (kotły do ogrzewania).

0°C

. — 5°C . —10° C . —15° C.

Z jednego miejsca da się ogrzać pociąg złożony: z 30—40 osi przy temperaturze 20—30 osi    „    „

15

osi

15—20 osi    _    „

Przy ogrzewaniu parą przewód główny albo przechodzi przez wagon (regulowanie temperatury trudniejsze), albo umieszczony jest pod wagonem. Przewody poszczególnych wagonów łączy się kiszkami gumowemi lub me-talowemi. Z przewodu głównego dostaje się para do ogrzewalników (rury żelazne), umieszczonych w przedziałach wzdłuż ścian lub pod siedzeniami. Do ogrzewania używa się albo pary o wysokiem ciśnieniu trzech do czterech atmosfer (regulowanie temperatury odbywa się dla każdego przedziału z osobna przez podróżnych) — albo pary o niskiem ciśnieniu : para z przewodu głównego przechodzi przez zawór redukcyjny i jako para o nieznacznem ciśnieniu dostaje się do przewodu wagonowego (regulowanie zwyczajnie dla całego wagonu przez personel pociągowy). Używane również ogrzewanie zapomocą systemów połączonych.

Ogrzewanie wodą gorącą, którą podgrzewa się przy pomocy osobnego pieca, lub parą o wysokiem ciśnieniu, dostarcza temperatury przyjemnej, łatwo dającej się regulować, jest kosztowniejsze, używane w wagonach sypialnych i salonowych.

Ogrzewanie przy pomocy piecyków opalanych koksem lub węglem nie nadaje się do wagonów z przedziałami; używane do ogrzewania wagonów towarowych krytych, gdy służą do transportu ludzi, wagonów IV klasy, brankardów, wagonów pocztowych i salonowych. Ogrzewanie przy pomocy koszów żelaznych, w których spala się mieszanina koksu i węgla drzewnego, umieszczonych w cylindrach żelaznych pod wagonami, skąd ogrzane powietrze dostaje się przez otwory w podłodze do przedziałów. System przestarzały.

Ogrzewanie przy pomocy puszek żelaznych napełnionych gorącą wodą lub piaskiem jest niedostateczne.

Urządzenia do ogrzewania wagonów towarowych: tylko w wagonach, służących do przewozu towarów wymagających ochrony przed zmarznięciem (piwa, owoców itp.).

Oświetlenie olejem rzepakowym (w krajach południowych oliwą, w zimie dodaje się nieco nafty) wychodzi coraz więcej z użycia, daje słabe światło zależnie od konstrukcji lampy 3—7 świec Hefnera. Lampy o knocie płaskim lub okrągłym umieszczone u sufitu zużywają na godzinę średnio około 0,03 kg oleju. Oświetlanie naftą o sile 8—10 świec, zużycie na godzinę średnio około 0,03 kg.

Oświetlenie gazowe przeważnie żarowe. Pod wagonem znajduje się zbiornik na gaz, cylinder z żelaza lub stali o średnicy od 0,35 do 0,7 rn, długi 1,5—7,5 m, napełniony gazem ściśnionym do 6 atm., z którego doprowadza się gaz przewodem do poszczególnych lamp. Przy pomocy aparatu redukcyjnego zmniejsza się ciśnienie gazu, zanim dostanie się do lampy, do 25—60 mm słupa wody dla palników zwyczajnych, a do 150—160 mm dla żarowych. Siła światła dla zwykłych palników 5—22 świec Hefnera przy godzinnem zużyciu 15—60 litrów gazu, dla palników żarowych 30—70 świec przy zużyciu na godzinę 16—30 l. Używany gaz olejowy i węglanyr.

Oświetlenie elektryczne żarówkami o sile 16—32 świec Hefnerow-skich, po jednej lub dwie w przedziale. Prądu dostarcza albo dynamo-maszyna umieszczona na parowozie lub w brankardzie, albo też akumulatory umieszczone w brankardzie lub w pierwszym i ostatnim wagonie. W nowszych czasach każdy wagon otrzymuje osobne urządzenia do oświetlenia elektrycznego. Akumulatory i dynamomaszyna poruszana obrotem osi, umieszczone pod wagonem dostarczają prądu. Napięcie 48—80 wolt, gdy prąd dla całego pociągu dostarcza się z jednego miejsca, 16—36 wolt, gdy każdy wagon posiada własne źródło prądu.

Koleje elektryczne pobierają prąd do oświetlenia z przewodów dla ruchu, przyczem napięcie wynosi 100—110, czasem 150—250 wolt.

IV. Tabor kolei wąskotorowych

musi odpowiadać przyjętej skrajni toru, przyczem skrajnia dla taboru między poziomami wzniesionemi na 100 do 1000 mm nad wierzchem szyn, może się zbliżać do skrajni toru najwyżej na 30 mm, a ponad poziomem wzniesionym o 1000 mm nad wierzchem szyny na 100 mm. Między poziomami wzniesionemi na 50—100 mm ponad wierzch szyn należy zachować miary podane dla kolei normalnotorowych. Wyjątki dopuszczalne za zezwoleniem M. K. Z. Największy nacisk kół w spokoju zalecony dla kolei o szerokości

4} 12 ton

toru :

1000 mm .

750 mm .

600 mm .

Odnośnie do szerokości obręczy obowiązują następujące przepisy: przy

i prześwicie między kołami zestawów szerokość obręczy ma wynosić conajmniej 110,    100,    90 mm,

przyczem luz miedzy rąbkiem koła a szyną, mierzony, gdy drugie koło zestawu przypiera rąbkiem do szyny, ma wynosić od 5 do 20 mm.

Ko z staw osi musi być przystosowany do promieni łuków danej linji. Przepisy techniczne o budowie i eksploatacji silnikowych kolei żelaznych normalnotorowych III rzędu i wąskotorowych zalecają jako największy rozstaw osi (w metrach) cyfry podane w tablicy 4.

szerokości toru

ton

3% ton

1000,    750,    600 mm

930, 685, 540 mm

Tablica 4.

Przy promieniu.

25

40

50

75 ! 100 125

150

180

210

250

300

W parowozach.

1,1    1,5    1,6 2,0 2,3 2,6

2,9

3,2

3,5

3,8

4,1

W wagonach ..

1,4 1,8

2,0

2,5

2,9 3,3

3,6 3,9

4,3

4,6

5,1

Przy większych rozstawach należy stosować częściowo osi przesuwne, zwrotne lub wózki zwrotne.

Wspomniane przepisy wymagają, by podwozia taboru z wyjątkiem wagonów roboczych i towarowych, przeznaczonych do ruchu o prędkości nie większej, aniżeli 20 km/'goàz., były odsprężynowane względem osi.

Parowozy kolei wąskotorowych, zazwyczaj tendrzaki, muszą być zaopatrzone w hamulec ręczny, zaś przeznaczone do ruchu osobowego winny posiadać nadto hamulec mechaniczny (powietrzny, parowy lub elektryczuy).

regule przechodnie z przejściem srodkowem, prędkości ponad 30 km/g musza posiadać ha-

Wagony osobowe, przeznaczone do pociągów mulec zespolony.

V. Opory ruchu.

. Całkowity opór pojazdu składa się z oporów na prostej poziomej i z oporów dodatkowych z powodu krzywizn i spadków toru.

Na opór na prostej poziomej składają się:

a) Opór z powodu tarcia czopów osiowych w panewkach łożyskowych, który da się określić wzorem

(8)

fiFi

jeżeli d oznacza średnicę czopa, D — średnicę koła, P — obciążenie czopa, fi — spółczynnik tarcia na obwodzie czopa.

i) Opór z powodu toczenia się kół po szynach (tarcie potoczyste) da się oznaczyć wzorem

(9)

przyczem fz oznacza spółczynnik tarcia między szyną a kołem.

c)    Opory, których przyczyna leży we właściwościach toru i ruchu pojazdów po torze, które powstają wskutek nierówności w ułożeniu toru, uderzeń na stykach, z powodu ślizgania się kół po szynach, a na których wielkość wpływa prędkość ruchu. Przyjmując zależność tych oporów od kwadratu prędkości (niektóre wzory uwzględniają tę zależność tylko od prędkości w pierwszej potędze), można te opory wyrazić wzorem

(10)

V-V²P,

oznaczając przez v prędkość, a przez u. współczynnik zależny od stanu toru.

d)    Opór powietrza wskutek bezwładności cząstek powietrza, wprawianych w ruch powierzchniami prostopadłemi do kierunku ruchu pociągu, który wynosi

(11)

k — F v²,

9

gdzie F = powierzchnia w nr prostopadła do kierunku ruchu, v prędkość

w m/s, — masa jednostki objętości powietrza, k spółczynnik doświadczalny

zależny od kształtu powierzchni opierającej się powietrzu. Wedle Franka k = 0,553 dla koła, zaś 0,582 dla kwadratu. Dla pojazdów kolejowych, których rzuty ograniczają proste i łuki, przyjmuje Frank na k wartość średnią

z tych liczb, a wstawiając za masę jednostki objętości powietrza — = 0,1225,

otrzymuje opór powietrza

0,07 F (c m/s)² czyli 0,bi F    ......(12)

Ze względu na bryłowatość parowozu powiększa Frank powierzchnię jego rzutu o 10%.

Na

opór powietrza przy poruszaniu się pociągu wpływa nietylko powierzchnia pierwszego pojazdu (parowozu), lecz częściowo także ściany czołowe następujących po nim wagonów, dla których Frank oznaczył następujące powierzchnie zastępcze:

0,56 m2 1,62 m2 0,32 m²

dla wagonu osobowego lub towarowego krytego

dla towarowego otwartego próżnego.....

dla towarowego otwartego ładownego .... dla wagonu krytego następującego za otwartym dodatkowo .... 1,00 m2 dla wagonu pierwszego postępującego za parowozem (brankard) . . 2,00 m²

Przy poruszaniu się parowozu występują jeszcze opory wewnętrzne mechanizmu napędnego, jak opory tarcia tłoków, korb, suwaków, ekscentrów, krzyżulców, pary zużytej i gazów. Opory te, których zależność jeszcze nie jest dokładnie zbadana, są we wielu wzorach włączone do oporu całkowitego parowozu.

Suma wszystkich wymienionych oporów daje całkowity opór na prostej i poziomej, na którego oznaczenie posługują się najczęściej wzorem o formie

u-o = a -f- b v²,

gdzie iv₀ oznacza opór jednostkowy na prostej poziomej w kg na 1 t ciężaru, a spółczynnik dla oporów niezależnych od prędkości, b spółczynnik dla oporów zależnych od prędkości, przyjmując zależność tę od kwadratu prędkości. Istnieją także wzory o formie :

(13)

Najczęściej używane wzory doświadczalne dla opora jednostkowego w₀: Wzór Clarca, ważuy dla całych pociągów:

(v kw/g)²

ivo kgjt = 2,4 -f

Według Dedonits’a wynoszą opory: dla parowozu wraz z tendrem wo kgjt — 4 -j- 0,9 v

1300

(14)

v -j- 40

1000

dla wagonów dwuosiowych Wokgjt — 1,6    0,3 v

v --f- 90

1000

. . . . (15)

dla wagonów na wózkach zwr. Wo kgjt = 1,4 —j— 0,2

Według Franka: dla parowozu z tendrem

w o kg It

dla wagonów w pociągu

v + 90 V 1000 ‘

= 2,5 + (o,000142 -f 0,0054    j . v²

(16)

Wo kgjt = 2,5 -f- ^0,000142 + 0,0054

gdzie v = prędkość w kmjg, F powierzchnia rzutu pionowego parowozu na płaszczyznę prostopadłą do kierunku jazdy, f powierzchnie zastępcze poszczególnych wagonów w pociągu, których wielkości podano powyżej, — n ilość wagonów każdej kategorji, L ciężar parowozu wraz z tendrem, Q ciężar wszystkich wagonów w tonach.

Hruschka podaje następujące wzory:

dla elektrowozów (lokomotyw elektr.) wokgjt — 2,5 -f-0,00065 (okmjg)² . (17) dla wagonów w pociągu

dla osobowych..........

dla osobowych na wózkach zwrotnych dla towarowych .........

dla całych pociągów ekspresowych i luksusowych . . . ,

dla pośpiesznych i osobowych

u'o = 2,5 -j- 0,00045 v²

u-o kg/t = 2,5 -f 0,00055 v2 . . u’o = 2,5 -j- 0,0004 v2 . . wo = 2,5 -f 0,0007 v²

.....v — do 120 kmjg

v — do 105 kmjg

wo — 2,5 -)- 0,0005 v²

dla towarowych

v = do 60 kmjg

Ko — 2,5 -|- 0,0007 v²

dla pociągów kolei podrzędnych i wąskotorowych . . . . v = do 45 km/g wo = 2,5 + 0,001 v²

Strahl uwzględnia także wpływ wiatru. Dla średnio silnego wiatru bocznego wzór jego brzmi: na opór parowozu wraz z tendrem

WP kg = 2,5 G₁+cG₂-f 0,6

10

(18)

gdzie

Gx = ciężar tendra i obciążenie osi tocznych (luźnych) parowozu G2 = obciążenie osi sprzężonych

F — powierzchnia zastępcza parowozu, w obecnych warunkach równa ok. 10 m . v = prędkość w km/g c — spółczynnik, który wynosi

5,8 dla parowozów o 2 osiach sprzężonych i 2 cylindrach

6,0 „

Na opór wagonów w pociągu:

o 3 o 3 o 4 o 4 o 5 o 5

wokglt = 2,5+ i fel?)

(19)

gdzie v = prędkość w km/g

za x należy wstawić:

dla pociągów pośpiesznych i ciężkich towarowych........

dla pociągów osobowych...................

dla pociągów towarowych pośpiesznych.............

dla pociągów towarowych zwyczajnych o mieszanym składzie ....    20

dla pociągów towarowych próżnych złożonych z wagonów dwuosiowych 10 Na spadkach uwzględnia się działanie składowej siły ciężkości, równoległej do toru, która przy jeździe pod górę zwiększa opory ruchu, a przy jeździe w dół zmniejsza je. Ten opór dodatkowy

ws kgjt = + s

przyczem s oznacza spadek linji w °/₀₀.

40

30

25

(20)

W lukach zwiększa się opór ruchu z powodu zwiększonego tarcia rąbków kół o szynę. Na wielkość tego dodatkowego oporu wpływa: promień łuku, rozstaw osi i ich rodzaj (osie sztywnie osadzone, czy nastawne), wielkość przechyłki toru i luz między rąbkiem koła a szyną.

Opór dodatkowy w lukach według Roekla :

650

wr kgjt

R—55

(21)

Według Hoffmana:

dla wagonów o stałym rozstawie osi Wr kg/t = 2 l

dla wagonów o osiach nastawnych wr kg/t —    -j~ 0,4

4(-f P

R— 45

(22)

li

Dla kolei podrzędnych używane są następujące wzory dla oporów dodatkowych w łuku:

dla normalnotorowych wr kg/t —

500

R— 30

(23)

10*

19

dla wąskotorowych:

o szerokości toru 1000 mm Wr kgjt

400

if-20

o szerokości toru 750 mm wr kgjt

350

li—10

. . . (23)

o szerokości toru 600 mm wr kgjt

200

li—5

We wszystkich tych wzorach oznacza: l rozstaw osi, i? promień łuku. Całkowity opór jednostkowy w kglt

(24)

w — Wo + ^ -j- wr

W = w (h + Q),

(25)

a opór pociągu

(29)

gdzie L ciężar parowozu wraz z tendrem, zaś Q ciężar wszystkich wagonów, przy posługiwaniu się wzorami, ustawionemi dla oporów całego pociągu wraz z parowozem. Natomiast przy stosowaniu wzorów oznaczających osobno opór dla parowozów, a osobno dla wagonów W —wp L -\- Ww Q, gdy wp oznacza opór jednostkowy dla parowozu, a wK takiż opór dla wagonów.

Zasady ruchu¹).

Ogólne. Służba ruchu obejmuje zestawienie i przeprowadzenie pociągów. Euch może być albo ciągły, odbywający się w dzień i w nocy, albo (na kolejach o słabym ruchu) tylko dzienny.

Stacje w najobszerniejszem znaczeniu są to miejsca, w których według rozkładów jazdy pociągi zatrzymują się. Ze stanowiska służby ruchu pod stacjami rozumie się takie miejsca zatrzymania się pociągów, które służą do regulowania ruchu pociągów i posiadają urządzenia dozwalające na wymijanie (krzyżowanie i wyprzedzanie) pociągów. Oprócz tego posiadają stacje w miarę swego przeznaczenia różne inne urządzenia potrzebne do wykonywania czynności związanych z ruchem pociągów, np. wodociągi, tory zapasowe, przetokowe itd., a nadto urządzenia do przyjmowania podróżnych i towarów. Stacje, służące wyłącznie tylko do przepuszczania pociągów (krzyżowania i wyprzedzenia) i nie posiadające urządzeń do przyjmowania podróżnych i towarów zwą się mijankami. Przystanki są to miejsca, w których zatrzymują się pociągi osobowe tylko dla wsiadania, wzgl. wysiadania podróżnych, nie służą zatem właściwym celom ruchu.

Granicę między stacją a szlakiem stanowi sygnał wjazdowy, a na linjach bez takich sygnałów zwrotnica wjazdowa.

Dla zwiększenia przelotności linji dzieli się szlak między stacjami na odcinki, ograniczone sygnałami odcinkowemi. Posterunki umieszczone przy tych sygnałach regulują następstwo pociągów po sobie na zasadzie, że w odcinku ograniczonym sygnałami może się znajdować tylko jeden pociąg.

Pociągi dzielą się na :

1.    stałe, kursujące codziennie i

2.    niestałe, a więc: dodatkowe, kursujące według przewidzianego rozkładu jazdy, lecz nie codziennie a tylko w miarę potrzeby; nadzwyczajne, kursujące według osobnego rozkładu jazdy; służbowe, kursujące ze względów służbowych, ewentualnie bez rozkładu jazdy.

Podług przeznaczenia pociągów dzieli się je na:

d) pośpieszne, b) osobowe komunikacji bezpośredniej, c) osobowe miejscowe (lokalne), d) mieszane, e) wojskowe, /) towarowe pośpieszne, g) towarowe, h) służbowe (robocze, ratownicze itp.).

Kolejność ta określa równocześnie ważność i pierwszeństwo pociągów. Kolejność pociągów służbowych (ratowniczych, pomocniczych, parowozowych, roboczych) zależy od ważności ich przeznaczenia.

Pociągi oznacza się numerami: pociągi dążące w jednym kierunku (od punktu początkowego linji ku końcowi linji) oznacza się numerami nie-parzystemi, pociągi dążące w kierunku przeciwnym numerami parzystemi. System numerowania tak ułożony, że numer wskazuje kategorję pociągu (pośpieszny, osobowy czy towarowy) i linję, po której dany pociąg kursuje.

Przetaczanie (służba przetokowa) obejmuje wszelkie ruchy parowozów, pojedynczych wagonów, części pociągów i całych pociągów w obrębie stacji i na bocznicach.

Zadaniem służby przetokowej jest:

a)    obsługa miejsc naładunkowych (magazyny, ładownie, place ładunkowe, bocznice),

b)    zestawianie wagonów w pociągi, w razie potrzeby przegrupowanie wagonów w pociągu, odczepianie i doczepianie do pociągu wagonów poszczególnych lub w grupach,

c)    przeprowadzenie pociągów z torów przyjazdowych na tory przetokowe (rozrządowe) i rozdzielenie ich na grupy wagonów stosownie do ich przeznaczenia.

mu

na w

Przetaczanie odbywa się zapomocą: siły ludzkiej, zwierząt, parowozów, także zapomocą siły ciężkości (na osobnych dworcach przetokowych). Na stacjach mniejszych używa się do przetaczania parowozu pociągowego, na stacjach większych osobnych parowozów, przeznaczonych do tego celu. Przetaczania dokonują wyznaczeni pracownicy, a w braku tychże (na stacjach iejszych) drużyna pociągowa, pod kierunkiem upoważnionego pracownika, który winien czuwać nad bezpieczeństwem wykonawców przetaczania i innych osób, nad bezpieczeństwem ruchu i zachowaniem odnośnych przepisów. Kierownik przetaczania i jego pomocnicy muszą posiadać potrzebne przyrządy sygnałowe i winni sygnały podawać w ten sposób, by maszynista mógł je widzieć bezpośrednio, a jeżeli to niemożliwe, aby mógł być o nich powiadomiony przez pośrednika w sposób pewny. Prędkość przy przetaczaniu parowozem winna być taka, aby można było osiągnąć największą wydajność pracy, nie narażając przez to ani bezpieczeństwa osób ani ruchu. Zasadniczo nawet w niekorzystnych warunkach można dopuścić 15 km/g, jeżeli parowóz znajduje się na czele przetaczanych wagonów, zaś 10 km/g, gdy je popycha. Przy popychaniu jeden ze spinaczy winien znajdować się agonie czołowym dla podawania sygnałów, w warunkach niekorzystnych (toru nie widać na odległość) winien iść przed popychaną grupą wagonów.

Parowóz dostawia wagony przetaczane na miejsce albo je odrzuca. Nie odrzuca się, lecz dostawia na miejsce wagony, w których znajdują się osoby, żywe zwierzęta, materjały wybuchowe lub towary łatwo łamliwe a także wtedy, jeżeli odrzucone wagony mogłyby najechać na wag-ony zawierające wyżej wspomniane rodzaje ładunków. Tak samo nie powinno się odrzucać wagonów na tory, które krzyżują się lub łączą się z torem, na którym oczekuje się pociągu, także na tory, na których znajdują się obrotnice, przesuwnice, budynki, niezamknięte przejazdy w poziomie, lub na których odbywa się równocześnie przetaczanie z drugiej strony stacji, jeżeli niema pewności, że odrzucone wagony będą zatrzymane, zanim dobiegną do

wspomnianych budowli, względnie że nie wjadą w obręb przetaczania po drugiej stronie stacji.

Przetaczanie angielskie, przy którem przestawia się zwrotnicę po przejeździe pierwszej grupy, ciągnionej przez parowóz a przed zdążającą za nią ze zmniejszoną nieco prędkością drugą grupą, odczepioną od pierwszej podczas jazdy, bywa często wzbronione.

Znaczne zaoszczędzenie czasu przy przetaczaniu wagonów uzyskuje się przy zastosowaniu siły ciężkości na torach przetokowych, ułożonych w spadku ciągłym, lub gdy tor wyciągowy założony w spadku z grzbietem, lub bez, a wagony wypchane na górę, staczają się następnie pod wpływem siły ciężkości na odpowiednie tory. Do regulowania prędkości wagonów staczających się służą hamulce torowe ; hamowanie następuje na pewnym odcinku toru zapomocą ułożonego na szynie płoza hamującego, który w pewnem miejscu

wskutek umieszczo-

!    nego obok szyny klina

lub wskutek odgięcia I    szyny (jak skrzydło

!    krzyżownicy) zostaje

a usunięty z toru (fig. ^    168 i 169), albo też

przy pomocy tarcia -    wywołanego nacis-

kiem szyn ruchomych Przekrój m-n    umieszczonych we

wnątrz toru na rąbki toczących sie kół (fig. 170).

Zatrzymanie wagonów w danem miejscu odbywa się przy pomocy hamulców wagonowych, płozów hamujących, a przy powolnym biegu gonów także przy pomocy drągów 1—1,5 m długich, które wkłada się między dźwigar ostoi, a resory i wywiera nacisk na toczące się koło. Nie wolno drągów takich zakładać między szprychy koła.

Wagony stojące w stacjach lub bocznicach winny być ze sobą spięte i zabezpieczone przed poruszeniem się z miejsca, a to przez przyciągnięcie hamulców, lub przez podstawienie pod koła specjalnych klinów (fig. 171).

Przetaczanie odbywa się w regule na torach ładunkowych i bocznych, na większych stacjach na osobnych torach przetokowych. Na torach wjaz-

Ll ÏJ :j \ :j U U U Lj

K>erownica

Mrlrfr— winr

Klin

Fig. 168.

'J

wa-

nnnn

.70

kierownica

□ U U U W-Fig. 169.

odbieracz sanek

Fig. 170.

dowych można przy przetaczaniu ustawiać wagony tylko za zezwoleniem dyżurnego ruchu.

Z .’wyjątkiem małych stacji, gdzie przetaczania są niewielkie, istnieją stacjach osobne tory wyciągowe, aby uniknąć wyciągania wagonów na tory wjazdowe. Przy przetaczaniu na torach wjazdowych można dojeżdżać tylko do pewnej oznaczonej granicy, która w stacjach, zabezpieczonych sygnałami wjazdowemi i ostrzegawczemi, znajduje się w odległości 50 m przed sygnałem wjazdowym od strony stacji, a przy stacjach bez sygnałów ostrzegawczych

na

w połowie odległości między sygnałem wjazdowym a zwrotnicą wjazdową. Poza tę granicę można wyjeżdżać tylko za zezwoleniem dyżurnego, który może na to pozwolić tylko wtedy, jeżeli na szlaku aż do sąsiedniej stacji, czy sąsiedniego posterunku niema pociągu zdążającego do stacji i jeżeli porozumiał się z sąsiednią stacją lub posterunkiem, że aż do ukończenia przetaczania nie wyprawią żadnego pociągu w kierunku stacji. Jak długo oczekuje się przybycia pociągu, nie można przetaczać po torze, na który pociąg ma wjechać lub wyjechać. Na torach sąsiednich wolno w tym czasie przetaczać t.ylko wtedy, jeżeli droga pociągu wjeżdżającego lub wyjeżdżającego jest tak zabezpieczona, że przecięcie tej drogi wagonami przetaczanemi jest niemożliwe.

Przy wagonach ładownych, należy według możności zbadać także sposób załadowania towaru. Ładunek na wagonach powinien być możliwie równo rozdzielony na osie, nadto musi być zachowana skrajnia dla wagonów i przyjęta skrajnia dla ładunku wagonów otwartych. Obciążenie osi i rozstaw osi muszą mieścić się w dozwolonych dla danej linji granicach. Wagony o kołach, których piasta, tarcza i obręcz odlane razem, można wstawiać tylko do pociągów o prędkości do 50 km/g. Zderzaki wagonów sąsiednich winny o ile możności stykać się centrycznie, w żadnym wypadku różnica środków zderzaków w kierunku pionowym nie może przekraczać 100 mm.

Stan i budowa w

Zestawienie pociągów. Do pociągu nie wolno wstawiać wagonów, których braki mogłyby zagrażać bezpieczeństwu ruchu. Niewolno więc używać wagonów bez znaków rewizyjnych lub takich, które zagrażają bezpieczeństwu przewożonych osób lub zwierząt, albo grożą uszkodzeniem towaru.

Fig. 171.

agonu muszą być takie, aby ruch wagonu przy największej dopuszczalnej prędkości odbywał się zupełnie bezpiecznie. Do pociągów pośpiesznych i osobowych o prędkości ponad 60 km'g wolno wstawiać wagony, których stan i budowa odpowiadają specjalnym warunkom. Do pociągów o prędkości ponad 80 kmlg wolno doprzegać tylko wagony posiadające hamulce zespolone. Do pociągów o prędkości mniejszej, hamowanych hamulcem zespolonym dozwolą się doprzegać także wagony bez hamulca zespolonego, jednak w ilości ograniczonej, określonej w przepisach w zależności od prędkości dopuszczalnej dla danego pociągu.

W składzie pociągów osobowych i pośpiesznych rozróżnia się wagony stale kursujące podczas całego biegu pociągu, wagony kursujące stale na pewnej części biegu, które przychodzą z linji sąsiednich lub na nie przechodzą; wagony dodatkowe, które dodaje się do pociągu albo w pewnych oznaczonych dniach, albo w miarę potrzeby przy wzmożonym ruchu. Skład pociągów osobowych i pośpiesznych odnośnie do wagonów kursujących stale lub dodatkowo w oznaczonych z góry dniach, oznacza się na cały okres danego rozkładu jazdy.

Wagony osobowe, przechodzące na

obce koleje, posiadają często urządzenia dla różnych systemów hamowania, ogrzewania i oświetlania.

W pociągach osobowych o prędkości ponad 50 km/g wstawia się między parowóz a wagony osobowe wagon ochronny, niezajęty przez podróżnych. Wagony służbowe (brankardy) i pocztowe mogą być użyte jako ochronne. W pociągach podmiejskich i służbowych wagon ochronny niekonieczny.

Przy zestawianiu pociągów towarowych powinno się zasadniczo wagony, przeznaczone do odczepienia na stacjach pośrednich, grupować w kolejności stacji, co ułatwia odczepienie wagonów na odnośnych stacjach. Tak samo wagony doczepiane na stacjach pośrednich odrazu wstawiać w pociągu możliwie w miejsce odpowiadające koleiności stacji przeznaczenia.

Obieg wagonów w ruchu międzynarodowym regulują umowy zawierane w tym względzie przez odnośne zarządy kolejowe. Według zasad Międzynarodowego Związku Wagonowego dla wzajemnego użytkowania wagonów towarowych, wagony przechodzące z obcych kolei oznacza się na stacjach zdawczych nalepkami, na których jest uwidoczniona firma kolei zdawczej i odbiorczej, nazwa stacji przejściowej, dzień i miesiąc przybycia wagonu. Nalepki te muszą pozostać na wagonie aż do jego powrotu na kolej macierzystą.

Wagony obce należy zwracać natychmiast po wyładowaniu i o ile możności z ładunkiem a to:

a)    do stacyj kolei macierzystej ;

b)    do stacyj leżących poza koleją macierzystą, jeżeli wagon musi przez nią przebiegać choćby tylko częściowo;

c)    do wszystkich stacyj leżących na drodze biegu pierwotnego;

d)    do innych stacji leżących w kierunku kolei macierzystej wagonu pod warunkiem, aby wagon przybliżał się w drodze powrotnej do kolei macierzystej.

W agony próżne zwracać należy :

a)    ze stacji leżącej na drodze pierwotnej na tę stację, przez którą przeszły w drodze pierwotnej ;

b)    z innych stacyj do najbliższej stacji, leżącej na drodze pierwotnej, lub do najbliższej stacji kolei macierzystej.

Za wzajemne użytkowanie wagonów płacą sobie koleje czynsze oznaczone w umowach, które przewidują także terminy, w jakich wagon winien przy uwzględnieniu różnych okoliczności wTrócić na kolej macierzystą. Za przekroczenie warunków umowy są przewidziane grzywny.

lub

Wagony cięższe umieszcza się zasadniczo z przodu pociągu przed wagonami lżejszemi. Wagony z ładunkiem łatwozapalnym umieszcza się możliwie najdalej od parowozów; muszą one być od niego oddzielone co najmniej jednym wagonem próżnym lub z ładunkiem obojętnym, jeżeli wagon z towarem łatwozapalnym jest kryty, a czterema, jeżeli otwarty. W pociągach mieszanych wagony takie oraz wagony z kwasami gryzącemi wstawia się za wagonomi osobowemi i oddziela się od nich przynajmniej jednym wagonem z innym ładunkiem. Wagony z materjałem łatwopalnym samozapalnym muszą być także od wagonów z materjami wybucho-wemi oddzielone sześcioma wagonami z ładunkiem obojętnym, a od wagonów hamulcowych przynajmniej jednym wagonem niehamowanym. Wagony z podróżnymi winny być zgrupowane razem, a w pociągach mieszanych znajdować się przed wagonami ze zwierzętami.

Dwie platformy z kołowrotami (ławami pokrętnemi), dźwigające wspólny ładunek, umieszcza się możliwie w końcu pociągu i od wagonów z ludźmi oddziela się je przynajmniej jednym wagonem ze ścianami poprzecznemi, lub z ładunkiem wyższym od ładunku na platformach z kołowrotem. Platformy z kołowrotem, połączone że sobą rozworą lub ładunkiem, przewozi się tylko w końcu pociągu tuż przed końcowym wagonem hamulcowym (sygnałowym), przyczem ilość takich wagonów, jaką można doczepić do jednego pociągu, jest ograniczona w zależności od pochylenia danej linji.

Wagony specjalne do przewozu niezwykłych ciężarów przewozi się tylko niektóremi pociągami.

umie-

Materjały wybuchowe można przewozić tylko w wagonach krytych bez hamulców i zasadniczo tylko pociągami towarowemi, a gdzie takich niema, także mieszanemi. Ilość wagonów z takiemi materjami, którą można ścić w jednym pociągu, jest ograniczona osobnemi przepisami. Wagony takie wstawia się jak najdalej od parowozów i nie wolno bezpośrednio przy nich umieszczać wagonu hamowanego.

Każdy pociąg winien mieć na końcu wagon hamulcowy z sygnałami oznaczającemi koniec pociągu; za tym wagonem wolno w razie potrzeby

Długość pociągu określa się ilością osi, przyjmując na oś pociągu towarowego 4,5 m ; zależy ona od długości torów wjazdowych stacyjnych, od pochyleń i krzywizn toru oraz od prędkości. W pociągach o większych prędkościach dopuszcza się mniejszą ilość osi, aby przez zmniejszenie ciężaru pociągu ograniczyć jego żywą siłę. Ilość osi, dopuszczalna dla różnych kategoryj pociągów na pewnych odcinkach linji, podana jest w osobnych tabelach, dołączanych zwyczajnie do służbowych rozkładów jazdy.

Ważną rolę przy składaniu pociągu odgrywa jego ciężar, zależny od wytrzymałości sprzęgieł i siły pociągowej. Tabele, oznaczające ciężar pociągu, dopuszczalny dla różnych kategoryj parowozów, na danych odcinkach linji przy uwzględnieniu krzywizn i pochyleń toru, sporządza się według różnych zasad. Zasada t. zw. „jednostek ciężaru“ polega na tem, że każdy wagon zależnie od jego nośności i od rzeczywistego ładunku przedstawia pewną ilość jednostek, np. próżny wagon 10-tonnowy liczy się za jedną jednostkę, takiż wagon naładowany za trzy jednostki, a tabela wskazuje, ile jednostek można doczepić do danego parowozu na danym odcinku. Tabela dla ciężaru pociągu sporządza się także w ten sposób, że przyjąwszy jako ciężar średni osi obciążonej ładunkiem 5—7,5 t, określa się każdy wagon zależnie od jego nośności i od tego, czy jest próżny lub pełny, pewną oznaczoną ilością osi, niezależną od rzeczywistej ilości osi, np. wagon 10-tonnowy ładowny przedstawia dwie osie, takiż wagon 30-tonnowy sześć osi, ale wagon 10-tonnowy próżny tylko jedną oś. W ostatnich czasach sporządza się tabele dla dopuszczalnych obciążeń pociągów na zasadzie rzeczywistego ciężaru pociągu w tonnach. Przy obliczaniu ciężaru przyjmuje się rzeczywisty ciężar własny wagonu, z dodaniem ciężaru ładunku według wagi rzeczywistej lub wagi przeciętnej, przyjętej dla jednostki ładunku. Ilość osi hamowanych w pociągu zależy od spadków, prędkości pociągu i od długości drogi, na której pociąg winien się zatrzymać, od chwili dania sygnału do zatrzymania pociągu. Ilość hamulców czynnych, potrzebnych dla danego pociągu na danym szlaku, oznacza się na podstawie tabel, które albo podają, ile osi niehamo-wanych wypada na jedną oś hamowaną, albo też określają, jaki procent całego ciężaru pociągu winien spoczywać na osiach hamowanych.

Tabela w „Przepisach ruchu“ dla P.K. P. podaje dla kolei głównych procent hamowanego ciężaru dla spadków od 0 do 40°/oo i dla prędkości do 60 km/godz. dla hamulców ręcznych, a do 115 km/godz. dla hamulców zespolonych, przyczem jako drogę hamowania przyjęto 700 i". Podane wartości odpowiadają wzorowi przyjętemu przez Związek kolei niemieckich :

Klx>²    ,    \

doprząc tender lub najwyżej 2 osie przy wzniesieniach nad 10°/oo,

'^⁰/oo>

4 osie

do 5°/

8 osi

jeżeli ostatni wagon nadaje się do umieszczenia sygnału końcowego.

oo?

Ch =

gdzie Ch °/₀ ciężaru hamowanego,

K spółczynnik = 1,3 dla hamulców zespolonych, a 1,5 dla ręcznych, f spółczynnik tarcia klocków hamulcowych o obręcz koła, v prędkość pociągu w kin/godz.,

I droga hamowania,

b droga, jaką przebiega pociąg od chwili dania sygnału do hamowania, do chwili, w której hamulce zaczynają działać, a którą przyjmuje się 0,6 r dla hamulców zespolonych, a 3 c dla ręcznych, w spółczynnik oporu na prostej poziomej,

S spadek w °/oo?

x\y spółczynniki doświadczalne, zależne od prędkości pociągu i różne dla hamulców zespolonych i ręcznych.

Pociągi o prędkości ponad 60 km/godz. winny posiadać hamulec zespolony samoczynny; przy pociągach o prędkości ponad 80 km/godz. wszystkie osie powinny być zaopatrzone w hamulce.

Najmniejszy potrzebny ciężar hamowany oznacza się według największej prędkości dozwolonej dla danego pociągu na odnośnym szlaku i według największego pochylenia szlaku, jeżeli jednak największe pochylenie istnieje na długości mniejszej niż 1000 m, oznacza się ciężar hamowany według najw. pochylenia, jakie się uzyska na danym szlaku, łącząc dwa punkty odległe o 1000 m. Przy prędkościach mniejszych, aniżeli 15 km/godz. przyjmuje się ciężar hamowany taki jak przy prędkościach 15 km/godz.

Jako ciężar hamowany, przypadający na oś, liczy się przy hamulcach zespolonych tylko odnośną część ciężaru własnego wagonu, zaś przy hamulcach ręcznych odnośną część całego ciężaru (brutto) wagonu, z wyjątkiem wagonów czteroosiowych na wózkach zwrotnych (trukach), przy których liczy się;

dla wagonów osobowych połowę ciężaru wagonu bez względu na ilość osi hamowanych,

dla wagonów towarowych połowę. ciężaru, jeżeli wszystkie osie są hamowane, a jedną trzecią ciężaru, jeżeli tylko dwie osie są hamowane.

Wagony hamowane rozmieszcza się w pociągu równomiernie, a jeżeli to niemożliwe, przeważnie w tylnej części pociągu.

Parowóz winien zasadniczo stać na czele pociągu, a parowóz z osobnym tendrem, kominem naprzód. Przy pociągach ratowniczych, lub dochodzących tylko do pewnego punktu między stacjami, oraz w warunkach nadzwyczajnych, gdy tego uniknąć nie można, umieszcza się parowóz w tyle pociągu. Do jednego pociągu można użyć najwyżej dwóch parowozów ciągnących i dwóch popychających. Z dwóch parowozów ciągnących jako pierwszy ustawia się parowóz zdolny do rozwinięcia większej prędkości.

Pociąg przygotowany do odjazdu winien być zaopatrzony w potrzebne przybory sygnałowe (chorągiewki, latarki, spłonki itp.); pociągi osobowe stosownie do pory dnia lub roku powinny być oświetlone, względnie i ogrzane. Na początku i końcu pociągu muszą być umieszczone przepisane sygnały.

Rozkład jazdy. Pociągi kursują:

1.    Na zasadzie jednolitego rozkładu jazdy, jeżeli wszystkie pociągi biegną z jednakową prędkością w pewnych odstępach czasu, zależnych od wymagań ruchu. Systeîn używany na kolejach miejskich, podmiejskich, na których kursują pociągi jednej kategorji, także na kolejach głównych, które posiadają osobne tory dla ruchu podmiejskiego.

2.    Na zasadzie dyspozycji z jednego miejsca. Dla pociągów osobowych regularnie kursujących istnieje rozkład jazdy; pociągi towarowe kursują bez rozkładu, w miarę potrzeby, a bieg ich reguluje się od stacji do stacji, podług wskazówek telefonicznych lub telegraficznych dyspozytora danego odcinka

3.    Na zasadzie ogólnego rozkładu jazdy, obejmującego pociągi różnych kategoryi, osobowe i towarowe, regularnie kursujące i dodatkowe, kursujące w miarę potrzeby. Pociągi nadzwyczajne kursują według rozkładów jazdy, sporządzonych osobno dla każdego wypalku, o czem powiadamia się odnośne urzędy kolejowe, o ile możności pisemnie, a w braku czasu telegraficznie.

Na rozkład jazdy wpływają potrzeby gospodarczo-społeczne danej okolicy, wymagania techniczne ruchu i charakter kolei (jedno-, dwu- lub więcej-torowa), ilość pociągów, jaką można pomieścić równocześnie na torach danej stacji, stan toru i taboru, krzywizny i spadki, od których zależy prędkość pociągów.

W poszczególnych państwach istnieją różne przepisy ograniczające największą prędkość pociągów. Najczęściej oznacza się dla każdej linji naj-

od prędkości dozwolonej dla danego pociągu na danym odcinku musi być ta prędkość zmniejszona, jeżeli największa dopuszczalna prędkość parowozu jest mniejsza, aniżeli prędkość dozwolona dla danego rodzaju pociągu na danym odcinku. Dla pociągów hamowanych hamulcami ręcznemi prędkość nie może przekraczać 60 km/godz. Dla parowozów jadących tendrem naprzód prędkość nie może przekraczać 45 km/godz Pociągi z parowozem ciągnącym i parowozem popychającym mogą biec najwyżej z prędkością 50 km/godz., pociągi popychane bez parowozu ciągnącego tylko z prędkością 25 km/godz., a na linjach bez rogatek na przejazdach wpoziomie tylko 15 km/godz. Pociągi pośpieszne i osobowe mogą jechać przez zwrotnice zabezpieczone pod ostrze iglicy tylko z prędkością do 60 km/godz. w kierunku prostym, a do 4M km/godz. w odgałęzienie — przez zwrotnice niezabezpieczone pod ostrze iglicy w kierunku prostym z prędkością 40 km/godz., a w odgałęzieniu 30 km/godz. Największa prędkość dozwolona przy prze-jeździe przez zwrotnice pod ostrze iglicy dla wszystkich innych pociągów wynosi w kierunku prostym 25 km/godz., w odgałęzienie 15 km/godz. Przy jeździe przez zwrotnice z ostrza iglicy w kierunku prostym prędkość nie podlega zmniejszeniu, przy jeździe z odgałęzienia zmniejsza się prędkość dla pociągów osobowych i pośpiesznych do 40 km/godz., dla innych do 25 km/godz.

większą prędkość, której żaden pociąg przekroczyć nie może. Średnio kursują na kolejach głównych pociągi pośpieszne z prędkością 80—120 km/godz., osobowe 50—80 km/godz., towarowe 30—40 km/godz., towarowe pośpieszne 40—60 km/godz. Na kolejach podrzędnych prędkość pociągów nie przekracza 40 km/godz. przy stosowaniu hamulców zespolonych a 30 km/godz. przy hamulcach ręcznych.

Niezależnie

Podstawą dla sporządzenia rozkładu jazdy jest prędkość zasadnicza, to jest prędkość dozwolona dla danego pociągu na danym szlaku prostym i poziomym. Prędkość ta ulega zmniejszeniu w łukach i na wzniesieniach. Przy obliczeniu czasu jazdy należy to zmniejszenie prędkości uwzględnić, lub użyć do obliczenia czasu jazdy długości zastępczej (wirtualnej). Również uwzględnić trzeba stratę czasu na rozpęd i zatrzymanie pociągu, względnie na zwolnienie biegu na stacji przebieganej bez zatrzymania się.

Czas jazdy da się przeto określić wzorem ogólnym

r-2v00+f’

gdzie T oznacza czas potrzebny na przebycie drogi od jednej stacji do drugiej w minutach, l długość odcinków drogi w km, przebieganych prędkościami v w km/godzinę, a t stratę czasu w minutach na rozpęd i zatrzymanie wzgl. zwolnienie biegu. Straty t zależą od rodzaju budowy parowozu, prędkości, ciężaru pociągu i profilu toru ; średnio wynosi strata czasu na rozpęd i zatrzymanie: dla pociągów towarowych 2—3 minuty, dla pociągów osobowych 1—2 minut. Strata czasu na zwolnienie biegu przy przejeździe przez stację bez zatrzymania wynosi średnio 1 minutę dla pociągów towarowych, a 7₂ minuty dla osobowych.

Przy układaniu rozkładu jazdy uwzględnia się w pierwszym rzędzie pociągi kurjerskie światowe, następnie inne pociągi kurjerskie, pociągi osobowe dalekobieżne, pociągi lokalne, wreszcie towarowe pośpieszne i towarowe. Przyjazd i odjazd pociągów dalekobieżnych w wielkich środowiskach władz, przemysłu i handlu winien o ile możności przypadać niezbyt wcześnie rano i niezbyt późno w nocy. Rozkład jazdy dla pociągów osobowych winien poiróżnym ze stacyj, na których się pociągi pośpieszne nie zatrzymują, umożliwić przejście do pociągu pośpiesznego w najbliższych stacjach znaczniejszych, względnie węzłowych, w których pociągi pośpieszne zatrzymują się. Pociągi lokalne winny umożliwić komunikację z większemi miastami sąsiedniemi w ten sposób, by podróżni mogli rano na czas zdążyć do urzędów, szkół, fabryk, na targi itp. i w popołudniowych godzinach po zakończeniu swych czynności powrócić do domów.

Przy pociągach towarowych ważną rolę odgrywa wzgląd na szybki obrót wagonami. Zależnie więc od stosunków przewozowych na danej linji, będą tylko niektóre pociągi zbierać wagony ze stacyj mniejszych, które następnie na stacjach znaczniejszych dołączane będą do pociągów towarowych dalekobieżnych.

Pociągi dla ruchu światowego ustala się na konferencjach międzynarodowych.

Rozróżnia się rozkłady jazdy dla publiczności i dla celów służbowych. Pierwsze sporządza się w formie plakatów i książek, w których podaje się tylko rozkład pociągów służących do przewozu osób, oznaczając czasy przyjazdów i odjazdów dla poszczególnych stacyj, w których się pociągi zatrzymują, odległości stacyj, klasy znajdujące się w pociągu, kursy wagonów sypialnych i jadalnych, oraz wagonów przechodzących na linje sąsiednie itp.

Dla celów służbowych sporządza się rozkłady jazdy książkowe i wykresy jazd. Pierwsze zawierają rozkłady jazdy dla każdego pociągu osobno z podaniem dla każdej stacji czasu przyjazdu, postoju i odjazdu, nadto zawierają numery pociągów, które dany pociąg spotyka, zwyczajny i najkrótszy czas jazdy, procent ciężaru hamowanego, dozwolony ciężar pociągu zależnie od kategorji użytego parowozu itp. wskazówki.

Wykres jazd, na którym odcięte przedstawiają czasy, a rzędne odległości, daje wyraźny obraz biegu pociągów, ich postojów i położenia tras pociągów względem siebie. Pociągi różnych kategoryj wyróżniają się przez grubsze lub cieńsze, pełne lub kreskowane linje. Oprócz oznaczenia nazw stacyj i ich odległości, czasów przyjazdu i odjazdu, oraz numerów pociągów, zawierają wykresy różne inne dane jak największe spadki, najostrzejsze łuki, stacje wodne itp.

Oprócz tego sporządza się dla stacji i dla zwrotniczych rozkłady jazd według kolejności pociągów przyjeżdżających i odjeżdżających z oznaczeniem torów, na które wjeżdżają normalnie dane pociągi. Rozkłady jazdy dla dróżników i blokowych na szlaku zawierają czasy odjazdu i przyjazdu pociągów na obu sąsiednich stacjach.

Wyprawianie pociągów’. Bezpieczeństwo ruchu wymaga ciągłego czuwania nad biegiem pociągów. W tym celu personel odnośny musi być powiadomiony o każdym pociągu, który ma kursować. Rozkład jazdy powiadamia personel o pociągach stale kursujących. Zapowiedzenie pociągów dodatkowych lub nadzwyczajnych odbywa się przy pomocy telegrafu lub telefonu, pisemnie, sygnałami dzwonkowemi i sygnałami na pociągach.

Pociągi stałe zajeżdżają zasadniczo na stale oznaczone tory, o czem powiadamia się maszynistów, konduktorów, zwrotniczych i inny odnośny personel stacyjny. Wjazd pociągu stałego na inny tor może się odbyć tylko na rozkaz dyżurnego, który powinien o tern zawiadomić -wszystkich interesowanych pracowników. Droga wjazdu lub wyjazdu pociągu winna być tak zabezpieczona, aby wykluczone było spotkanie się na tej drodze z innym pociągiem lub taborem przetaczanym.

Wszystkie zwrotnice, przez które pociąg przejeżdża, winny być ustawione należycie i zabezpieczone w danem położeniu. Sygnały wjazdowe i tarcze ostrzegawcze normalnie winny być ustawione pierwsze na „stój“, drugie na „zwolnić bieg“. W położenie zezwalające na wjazd pociągu należy je ustawić dopiero wtedy, gdy się oczekuje pociągu i gdy wjazdowi jego nie grozi żadne niebezpieczeństwo.

Równoczesny wjazd albo wyjazd, oraz równoczesny wjazd i wyjazd pociągów na stację jest dopuszczalny tylko wtedy, jeżeli urządzenia stacyjne wykluczają spotkanie się pociągów.

Pociąg zatrzymujący się na stacji winien być tak ustawiony (między ukresami), aby nie przeszkadzał ruchowi innych pociągów, a przy pociągach osobowych należy uważać, aby wjazd względnie wyjazd pociągów nie zagrażał bezpieczeństwu podróżnych

Odjazd pociągu ze stacji nie może nastąpić przed czasem przewidzianym w rozkładzie jazdy. Na niektórych kolejach dozwolony jest wcześniejszy odjazd pociągów towarowych o pewien oznaczony (10 — 20 minut) czas i pod pewnemi warunkami. Odjazd pociągu może nastąpić tylko za zezwoleniem dyżurnego ruchu.

Pociągi kursują albo w odstępach czasu, albo w odstępach drogi. W pierwszym przypadku pociąg biegnie za poprzednim po upływie pewnego czasu 5—10 miuut; wcześniej nadjeżdżający pociąg zatrzymuje się zapomocą sygnałów. W drugim przypadku przyjmuje się za zasadę, że na pewnym odcinku szlaku może się znajdować tylko jeden pociąg. Pociąg nadjeżdżający nie może tak długo wjechać w dany odcinek, póki pociąg poprzedni go nie opuści. Jako takie odstępy drogi przyjmuje się dla linij o słabym ruchu odstępy między stacjami; na linjach o ruchu wzmożonym dzieli się odstępy między stacjami na pewną ilość odcinków, chronionych sygnałami.

W zasadzie nie można wyprawić pociągu ze stacji na szlak, lub przepuścić pociągu przez posterunek odcinka, dopóki nie zostało stwierdzone, że pociąg poprzedni przybył do stacji sąsiedniej, lub przeszedł przez posterunek sąsiedni. Na linji jednotorowej musi być nadto stwierdzone przez porozumienie się obu stacyj, że droga dla danego pociągu jest wolna, to jest, że na linji nie znajduje się pociąg zdążający w przeciwnym kierunku i że takiego pociągu stacja przed przybyciem pociągu zapowiedzianego nie wypuści. Porozumienie między stacjami odbywa się telegraficznie lub telefonicznie z zachowaniem odnośnych przepisów, których celem jest osiągnięcie możliwej pewności, że odnośne dyspozycje pochodzą od osób do tego upoważnionych i że zostały należycie zrozumiane. Na linjach jednotorowych należy przed wyprawieniem pociągu ze stacji zapytać stację sąsiednią, położoną w kierunku jazdy pociągu o wolną drogę, a po otrzymaniu odpowiedzi twierdzącej i wyprawieniu pociągu, zawiadomić o czasie odejścia pociągu. Na linjach dwutorowych, na których pociągi każdego kierunku kursują na oddzielnych torach, wystarczy zawiadomić o odejściu pociągu. Stacja, na którą pociąg przybył, zawiadamia stację sąsiednią, która pociąg wypuściła, o przybyciu pociągu Na linjach z dzwonkami sygnałowemi daje się przed odejściem pociągu odpowiedni sygnał dzwonkowy. Na linjach, na których szlak między stacjami podzielono na odcinki obsługiwane przez posterunki, pociąg można wyprawić, gdy pociąg poprzedni, wyprawiony w tym samym kierunku, przejechał dany odcinek, o czem posterunek powiadamia sąsiedni posterunek wstecz położony względnie stację telefonicznie a na linjach blokowanych, aparatem blokowym. Takie zawiadomienie, o przejściu pociągu w następny odcinek może nastąpić dopiero wtedy, gdy pociąg przejechał dany odcinek w zupełności i gdy odnośny sygnał posterunkowy ustawiono na „stój“.

Bez poprzedniego porozumienia się ze stacjami można wyprawiać pociągi tylko wtedy, jeżeli na danej linji do przewozu wszystkich pociągów w obu kierunkach służy jeden parowóz lub jeżeli wszystkie pociągi w obu kierunkach konwojuje ten sam przewodnik, bez którego pociąg nie może wyjechać na szlak.

Przy spóźnieniach pociągów i przełożeniu krzyżowania lub wyprzedzenia pociągów do stacyj innych, aniżeli to jest przewidziane w rozkładzie jazdy, zawiadamia się o tern pisemnie personel pociągowy. To samo uczynić trzeba, jeżeli stan toru lub inne okoliczności wymagają szczególnej uwagi personelu pociągowego. Przy pociągach kursujących bez rozkładu jazdy i bez zapowiedzenia (np. pociągi ratownicze), lub jeżeli z powodu przeszkód technicznych nie można osiągnąć porozumienia między stacjami, względnie posterunkami, jazdy pociągów muszą się odbywać nadto tak ostrożnie, aby pociąg można przed ewentualną przeszkodą zatrzymać.

Jazda na szlaku. Nadkonduktor jest kierownikiem drużyny pociągowej, wydaje potrzebne zarządzenia podczas jazdy lub podczas zatrzymania pociągu na szlaku i prowadzi dziennik jazdy, w którym zapisuje się skład drużyny pociągowej, parowozy i wagony, rzeczywiste czasy jazdy i postojów, zapełnienie pociągów osobowych, ciężar pociągu, ciężar hamowany, przyczyny opóźnienia i postojów nieprzewidzianych i wszelkie nadzwyczajne wydarzenia. Przy pociągach roboczych służbę nadkonduktora może pełnić nadzorca szlaku, przy parowozach luzem biegnących maszynista pierwszego parowozu.

Podczas jazdy drużyna pociągowa winna zwracać uwagę na wszystko, co mogłoby zagrażać bezpieczeństwu pociągu i baczyć na ustawienie sygnałów stałych, oraz na dawane sygnały ręczne. Przy pociągach hamowanych ręcznie konduktorzy powinni znajdować się w pobliżu hamulców przydzielonych im do obsługi i uważać na dawane przez maszynistę sygnały. W razie zauważenia niebezpieczeństwa należy pociąg zatrzymać i. jeżeli dalsza jazda nie może nastąpić w przeciągu 5 minut, należy go chronić sygnałami.

W wypadku cofania pociągu wysyła się przed pociągiem pracownika z sygnałami na odległość hamowania (700 m na kolejach głównych, a 400 m na podrzędnych) aż do miejsca, z którego można porozumieć się ze stacją i upewnić się, że cofającemu się pociągowi nie zagraża żadne niebezpieczeństwo.

Przy użyciu dwóch parowozów na czele pociągu maszynista pierwszego parowozu reguluje jazdę i daje potrzebne sygnały. Parowóz popychający powinien być spięty z pociągiem, z wyjątkiem, jeżeli popychanie ma się odbywać tylko do pewnego punktu na szlaku lub do stacji, na której pociąg popychany nie zatrzymuje się. Popychanie odbywa się tylko na wzniesieniach ; na poziomie lub na spadkach parowóz popychający wykonywa tylko pracę konieczną do utrzymania ruchu własnego.

Drezyny lub wózki robocze mogą kursować tylko pod kierunkiem odpowiedzialnego pracownika, obznajomionego z ruchem pociągów, a do obsługi musi być tylu ludzi, aby je można szybko z toru usunąć. Wyjazd ze stacji następuje za zezwoleniem dyżurnego ruchu. Na szlaku można rozpocząć jazdę dopiero po otrzymaniu na to zezwolenia telefonicznego ze stacji, a gdy porozumienie takie niemożliwe, dopiero po poinformowaniu się u najbliższego dróżnika o ruchu pociągów.

Dla wózków bez hamulca dopuszcza się prędkość jazdy 10 fcm/godz., z hamulcem 15 /cw/godz. Na szlakach o spadkach ponad 8°/₀₀ wózki muszą posiadać hamulce. Dla drezyn ręcznych i rowerów szynowych dozwolona prędkość 30 fcm/godz , a dla drezyn motorowych 45 Jcm/godz. Na 10 minut przed nadejściem pociągu usuwa się drezynę, względnie wózki z toru.

Drezyny motorowe o wadze ponad 300—550 kg, jeżeli nie mają urządzenia, ułatwiającego usunięcie ich z toru i conajmniej dwóch pracowników (łącznie z motorowym) do obsługi, a drezyny o wadze ponad 550 kg bezwzględnie zawsze podlegają przepisom dla pociągów.

Po skończonej jeździe usuwa się wózki lub drezyny z toru i przechowuje pod zamknięciem lub pod dozorem w ten sposób, aby nikt do tego nieupoważniony nie mógł ich ustawić na torze.

Zadania służby drogowej odnośnie do ruchu pociągów. Służba drogowa sprawuje obok utrzymania toru i urządzeń kolejowych w należytym stanie także dozór nad torem i czuwa, aby ruch pociągów na szlaku mógł się odbywać bez przeszkód. Wszelkie roboty około utrzymania kolei uskutecznia się tak, aby nie przeszkadzały ruchowi pociągów i nie narażały bezpieczeństwa pociągów. Z wyjątkiem robót znaczniejszych, dla których dokonania musi być tor dla przejazdu pociągów zamknięty, roboty wykonywa się w przerwach między pociągami i w razie potrzeby odnośne części szlaku osłania się odpowiedniemi sygnałami („stać“, „zwolnić bieg“). Dróżnicy czuwają, aby skrajnia przepisana dla toru była zawsze zachowana, w oznaczonych porach obchodzą szlak, uważając, czy tor znajduje się w należytym stanie. Przejazdy w poziomie, opatrzone w rogatki zamyka się na 3 minuty przed nadejściem pociągu. Zwyczajnie służba obchodowa jest od służby przejazdowej oddzielona. Podczas przejazdu pociągu dróżnicy uważają, czy na samym pociągu niema czegoś, co zagrażałoby pociągowi (tlejąca oś, tlejący wagon, ładunek rozluźniony, brak sygnałów właściwych na przodzie pociągu itp.), czy pociąg bieży po właściwym torze.

Miejsca na szlaku uszkodzone osłaniają dróżnicy sygnałami „zwolnić bieg“ lub „stój“, zależnie od stopnia uszkodzenia. Gdy pociągowi zagraża jakiekolwiek niebezpieczeństwo, należy pociąg zatrzymać zapomocą sygnałów ręcznych.

Koleje trzeciorzędne i wąskotorowe. Zasada: jak najmniejsze koszta ruchu. Ze względu na stosowane mniejsze prędkości dopuszczone różne ulgi. Na stacjach mniejszych niema dyżurnych ruchu, nadkonduktor wyprawia pociągi po porozumieniu się telefonicznem z sąsiedniemi stacjami. Pociągi krótsze. Prędkość nie przekracza w regule 30 km/godz. na kolejach normalnotorowych i o szerokości toru 1000 mm; na kolejach o szerokości toru 750 — 1000 mm dopuszcza się największą prędkość do 25 km/godz., a dla toru 600—750 mm do 20 km/godz.

Na kolejach z własnem podtorzem (torowiskiem) i przy zastosowaniu hamulców zespolonych dozwala się: 40 lcm/godz. dla kolei normalnotorowych i o szerokości toru 1000 mm, 35 km/godz. dla szerokości toru 750—1000 mm i 30 km/godz. dla toru 600—750 mm. Na większych pochyleniach i w ostrych krzywiznach prędkości te podlegają odpowiednim ograniczeniom. Drogę hamowania przyjmuje się krótszą. (Tabele procentów ciężaru hamowanego umieszczone w przepisach ruchu P. K. P. sporządzone według wzoru podanego dla kolei głównych, jednak dla drogi hamowania 400 m).

Wobec stosowania prędkości nie przekraczających 40 km/godz. ustawienie parowozu tendrem naprzód nie powoduje zmniejszenia prędkości.

Obchody linji celem jej dozorowania odbywają się rzadziej niż na kolejach głównych i drugorzędnych, przejazdy w poziomie zasadniczo pozostają otwarte, opatrzone jedynie tablicami ostrzegawczemi. Tylko przejazdy dla dróg silnie uczęszczanych, lub jeżeli pociąg nie jest widoczny z daleka, są zamykane rogatkami lub strzeżone.

Budowa i utrzymanie toru.

Tor kolejowy składa się z szyn, służących do bezpośredniego dźwigania i prowadzenia kół pojazdów, z p o d k ł a d ó w, pośredniczących w przenoszeniu obciążeń na fundament toru i ustalających wzajemne położenie obu toków, z łączników, służących do wiązania szyn między sobą i z podkładami, i z podłoża żwirowego, t. zw. żwirówki, stanowiącego fundament toru i służącego do możliwie jednostajnego rozkładu ciśnień na podtorze. Nawierzchnię, ułożoną na podkładach drewnianych, zwiemy drewnianą, a na żelaznych żelazną. Podkłady układamy jako belki poprzeczne, prostopadłe do osi toru (nawierzchnia poprzeczna), albo podpieramy szyny belkami podłużnemi (nawierzchnia podłużna), lub wreszcie obydwa toki podpieramy osobnemi klockami (nawierzchnia na podporach odosobnionych). W powszechnem użyciu obecnie nawierzchnia poprzeczna.

I. Szyna.

Materjal. Prawie wyłącznie stosowana stal zlewna.

Badania mechaniczne materjału szyny: rozciąganie, ściskanie, zginanie i uderzenie.

Do prób na rozciąganie wycina się z główki szyny pręt okrągły dł. 200 mm, d = 20 mm. Wymagana wytrzymałość na ciągnienie w Niemczech, Austrji i Szwajcarji 60—70 kg/mm² przy równoczesnęm zwężeniu przekroju 12%; we Francji dla szyn stołeczkowych 75—85 kgjmm2 i ciągliwości 10 —8%, dla szerokostopowych 60—75 kgjmm² i 15—12%, w Anglji 63—79 kgjmm². Miejsce przerwania musi wykazywać jednolitą, gęstą strukturę.

Próby na ściskanie. W główkę szyny wgniata się kulkę stalową o średnicy 19 mm pod ciśnieniem 50.000 kg, głębokość wgniecenia powinna wynosić 3,0—5,5 mm.

Próby obciążenia. Poddaje się obciążeniu kawałek szyny o rozpiętości podporowej 1,0 m, który powinien udźwignąć 17.000 — 25.000 kg bez widocznego odkształcenia trwałego, a 30.000—50.000 kg bez pęknięcia i złamania.

Próby na uderzenie. Kawałki szyny o długości 1300 mm układa się na podporach odległych o 1000 mm i uderza się w nie babą o takim ciężarze i takiej wysokości spadku, aby praca uderzenia wynosiła od 1200 do 3000 kgm zależnie od wysokości i ciężaru szyny, tak długo, aż próbny kawałek osiągnie bez pęknięcia i złamania żądane wygięcie (zw. ¹¹/₁₃ wysokości szyny).

Nadto próby chemiczne i badania mikroskopowe struktury.

Zw. wybiera się do tych prób jedne na każdych 200 szyn. Badania przepisanych wymiarów i szczegółowe oględziny na każdej szynie. Dozwolone odchyłki od przepisanych wymiarów : 0,5 mm dla wysokości, szerokości główki i grubości ścianki, do 1,0 mm dla szerokości stopki, a 0,02% dla długości szyny. Przy przewozie, ładowaniu, wyładowaniu i układaniu szyn w torze należy chronić je przed uderzeniami, gdyż powstać mogą niedostrzegalne rysy, prowadzące do pękania szyn pod wpływem ruchu. Z tych samych powodów dziury na śruby stykowe wiercić, nie wyciskać.

Długość Szyn. Większe długości szyn zmniejszają ilość styków i łączników i zwiększają stałość ułożenia toru, ale utrudniają manipulację przy układaniu i transporcie, zwiększają straty w razie pęknięcia szyny i wymagają szerokich szpar stykowych. Potrzebną wielkość 8 szpary stykowej dla szyn o długości l metrów określa wzór:

max — tfmin)

Dla £max — 60° C, zaś tmin — — 30° C otrzymamy w przybliżeniu

= Im

0,011 . lm{t

Dla tunelów, w których wahania temperatury wynoszą 30—35° C gwm — o,4 l,n

Przyjmując max 8 — 20 mm i chcąc przy najwyższej temperaturze zachować szparę 4—5 mm, otrzymamy dla naszych stosunków najw. długość szyny 15—16 m (nowsze typy szyn). W krytych halach i w tunelach, gdzie wahania temperatury mniejsze, stosowane są długości 18, nawet 20 m. Ń. Z. określają najmn. długość szyn na 9 m i zalecają długości do 20 m.

Szyny skrócone. Celem dochowania prostopadłego układu styków w torach łukowych, potrzebne są w toku wewnętrznym obok szyn normalnej

długości, układanych w toku zewnętrznym, szyny nieco krótsze. Skrócenie toku wewn. w porównaniu z zewnętrznym dla długości szyny normalnej l promienia łuku R i szerokości toru s (między środkami szyn)

sl

Jeśli różnica między długością szyny normalnej i skróconej X, to

X \R

sl

czyli: na każde n szyn toku zewnętrznego ma być w toku wewnętrznym jedna szyna skrócona ; np. dla R — 1200 m, X = 5 cm i l — 12 m otrzymamy n = —, a więc na 10 szyn toku zewnętrznego wypada w toku we-3

wnętrznym 7 szyn normalnych i 3 skrócone.

Wchodząc z prostej do łuku, układamy w toku wewnętrznym szyny normalne tak długo, aż odchyłka styku wprzód od prostopadłej wyniesie

365

65-----

i—rsn

te*

os

yypj

(jo R-2Öü\ c

;-p    '

cięzhości rxn

-/feÂIVÿT oscięzhsc)j dziury Æ ,    |    ~

|

io'

^osciężkości ({⁸( T? środek ' dziury

N-

N.

~0r

98

-H2

95

67

».

Fig. 172.

¹/₂ X. nakładając szynę skróconą, cofamy styk o ¹/₂ X od prostopadłej wstecz, poczem znów następują szyny normalne itd.

Przy długich szynach uż. 2—3 wymiarów skróceń, i stosujemy je odpowiednio do wielkości promieni łuków, aby nie mieć zbyt wielkiej ilości szyn skróconych.

Przy zamawianiu szyn w fabryce podać potrzebną ilość szyn skróconych i wielkość pożądanych skróceń. Szyny takie znaczy się odpowiednio dla odróżnienia od normalnych.

Kształt przekroju szyny. Używane dwa typy: szyna szeroko-stopowa (fig. 172 ni b) i szyna stołeczkowa (fig. 172 c). Pierwszy typ, używany na kontynencie Europy i Ameryki, z wyjątkiem Anglji i częściowo Francji, gdzie używana szyna stołeczkowa.

Kształt szyny zależy od względów statycznych, względów ruchu i łatwości wyrobu. Potrzeba wielkiego momentu bezwładności powoduje silną główkę i stopkę, połączone cienką ścianką. Oś obojętna przekroju powinna połowić wysokość szyny, aby naprężenia w główce i w stopce były jednakowe. Ilość materjału nad i pod osią powinna być jednakowa, gdyż wówczas walcowanie odbywa się prawidłowo, materjał otrzymuje równomierną gęstość i niema szkodliwych naprężeń skutkiem nierównomiernego stygnięcia. Ze względu na zużywanie się główki pod wpływem ruchu dajemy szynie nadmiar przekroju główki wobec stopki; nowsze typy szyn kolei europejskich wykazują ten stosunek około 1,3, zaś kolei amerykańskich 1,1.

33

11

Bryła, Podręcznik inżynierski. II.

Obecnie robi sie główki niskie i szerokie. Szerokie główki zmniejszają wzajemne zużywanie się szyn i obręczy kół i umożliwiają uzyskanie szerokich powierzchni zetknięcia szyny i łubka. Stosunek szerokości główki b do jej wysokości h dochodzi przy nowszych typach do 1,7, przyczem b — 51 do 72 mm. N. Z. określają najmn. b główki szyny kolei głównych na 57 mm i zalecają wymiar większy.

Odpowiedni stosunek szerokości stopki do wysokości szyny wynosi 0,8—0,9 i taki stosunek wykazują nowsze typy szyn europejskich; w Ameryce stosunek ten zbliża się do 1,0. Górnej powierzchni główki nadajemy pewną nieznaczną wypukłość łukiem r = 200—300 mm ze względu na łatwość walcowania i na lepsze przyleganie obręczy kół nieco zużytych. Przejście od górnej do bocznej powierzchni główki ma wybitne znaczenie ze względu na wzajemne zużywanie się stykających się elementów koła i szyny, ze względu na dochowanie potrzebnej gry między rąbkami kół i szynami i na bezpieczeństwo jazdy. Ważna jest wielkość promienia wyokrąglenia i odpowiedni stosunek tego promienia do promienia pachwiny koła. N. Z. ustalają w sposób obowiązujący wielkość tego promienia na 14 mm, przy równoczesnej wielkości promienia łuku pachwiny koła 15 mm.

Boczne powierzchnie główki obecnie zw. jako płaszczyzny równoległe do pionowej osi przekroju. Kozszerzanie główki ku dołowi ułatwia wytoczenie się rąbka koła na szynę, a przy szerokich główkach nie jest potrzebne do zwiększenia szerokości płaszczyzn przylegania łubków.

Przejścia od główki do ścianki stanowią górne powierzchnie przylegania łubków. Dla należytego przenoszenia sił z szyny na łubki należy te powierzchnie wykonać możliwie szerokie i zbliżone do poziomu. Przeciw temu przemawiają trudności walcowania główek silnie podciętych i potrzeba należytego rozparcia łubków między główką i stopką, zwłaszcza wobec konieczności dokręcania śrub stykowych w miarę zużywania się tychże powierzchni. Nowsze typy szyn posiadają główki silnie podcięte w stosunku 1:3, 1:4 a nawet 1 : 5. Obustronne przejścia do główki i ścianki otrzymują zaokrąglenie z uwagi na łatwość walcowania. Boczne powierzchnie ścianki wykonywa się jako dwie płaszczyzny równoległe do pionowej osi przekroju, albo przy większych grubościach ścianki, celem oszczędności na materjale, ułatwienia walcowania i zmniejszenia grubości w miejscu, gdzie znajdują się otwory na śruby stykowe, jako powierzchnie wklęsłe, złożone z trzech płaszczyzn, lub zatoczone łukiem kołowym o dużym promieniu. Grubość ścianki

ÎÏ

fÓ0cT

szyn kolei głównych ze względów konstruk-cyjnych i z uwagi na proces walcowania 12—15 mm, dla kolei lokalnych 9—12 mm.

Br

i=S

.I³

--Kl

•5r-°

"*3,~

°3~ \ 5    6~

Ciśnienie hot n> tonach

Przejścia od ścianki do stopki są symetryczne do powierzchni górnych. W dalszym ciągu górnej powierzchni stopki przedłużamy powierzchnie przylegania aż do krawędzi, jeśli grubość stopki na krawędzi jest dostateczna ; w przeciwnym razie odchylamy je ku górze łukiem.

7 8 Dt

Fig. 173.

Fig. 174.

ochładza

Grubość stopki nie powinna schodzić poniżej pewnej gra- 'Vf nicy w porównaniu z główką, r gdyż w przeciwnym razie główka znacznie wolniej się

przy walcowaniu i powstają w stopce szkodliwe naprężenia, a krawędzie się zahartowywują i tworzą się w nich drobniutkie rysy, prowadzące w następstwie do pękania szyny. Krawędzie stopki nie powinny być słabsze niż 7—8 mm.

>>

OQ

tS3

P<

Sh

CÖ

ri

o3

c3

eh

9io.fznz g

auojOÄzoa; S

^ppspi -pod d&^spo

lO    O    lO    tH    i    o

GO    00    t—    GO    I    CD

^ao en o' co oo

GO

■B{05[

3Ï8IOBU

Ci Ci

GO

I ⁰¹ I ⁰⁰ S «"

GO

•q m I jnzbiQ

xr

•up'BjAVzaq

^uaniox\r

nfoj^i -0Zld ‘AkO«!

v"

-r

-r

Zarząd kolejowy

03    C5^ (N    0^0^ GO^ Ci^ CD^

t— xO O    CDiOCiCOłOCi

r* tH 03    ^ CO ^

Os GO^    CD

-«f aT    <m⁻'

-q<

cmr

cm²

jCh^zs diCj,

1585

1707

1623

1442

1583

1273

1540

1800

1264

1490

1190

60,1

66,25

56,6

57,4

49,61

58,13

62,97

I io CD^ ¹ co' co'

CD iQ

03 lO

co^

T^ T*    *îsC0 CO CO

O O Ci O

rH tH    tH

300

200

250

200

03

*o

lO ID

t- o' GO cT o o'

tH    rH t-H

200

225

305

200

200

200

t- tH ^    1-H T^ 03 CO T^

▼H rH -tH rH ri ri ^ H rl H

CD    03    iO    CO    CO 03 °^sO t- t—

CD    t-    CD    CD    iT3 N C5 CD CD CD

CD

130

135

125

112

95

110

146

125

125

125

Ci    lO T^ O ^^^«D

©3 CO 03    03    03 ^    ^ 53 l>

03    03 03 03    03

iO Ci iO O CD    CD

O ^    rtf CO CO CO H O

t* t*    iG>

142

145

145

140

110

144

146

136

142

148

Kolej Paryż —Lyon—Morze Śródziemne z r. 1889    ......

Belgijskie koleje państwowe z r.

1886 ...........

Szwajcarskie koleje związkowe z r.

1902    ... ; .......

Austr. koleje państwowe. Syst. A

(fig. 172 a) .........

Austr. koleje państw. Syst. XXIV a

(fig-172i) .    .......

Pruskie koleje państw. Nr. 15 c . Kolej Centralna Ilinois z r. 1897

typi typ u

typ III

Niemieckie koleje państw. Nowe typy jednolite

03 tH «

Of ^

148

200

CO H    CO

H 03    tH

03 03 t-CD t- CD

03 S3 t-CD t- CD

41,25

53,25

142

35

56

148

30,6

47,6

140

Francuska kolej zachodnia . . . Angielska kolej południowa . . . Austr. koleje państwowe, Syst. Ia (fig- 172 c).........

■BAV0d0^803[0J9Zg

Przekrój szyny stołeczkowej zbudowany jest podług tych samych prawideł. Główka j.w. ; ścianka grubsza (do 21 mm), gdyż ma stawiać dodatkowy opór naciskowi klina. Dolna główka, zastępująca stopkę, nie narażona na zużycie, posiada zw. mniejszą wysokość niż główka górna. Ze względu na symetryczność łubków są obie główki równo szerokie.

Ciężar Szyny zależy od wielkości przekroju, a więc od wielkości obciążeń. Dla obciążeń, zachodzących na kolejach głównych, ciężar szyn g = 32—35 kg/mb. Obecnie istnieje dążność do zwiększenia ciężaru szyn, przeznaczonych dla linij o ciężkim i szybkim ruchu. Ze wzrostem długości i ciężaru szyny zwiększa się stałość toru, więc zmniejsza się ugięcie, osiadanie podkładów i naprężenia w łącznikach, a więc ułatwia się utrzymanie toru i zmniejsza się jego koszta. Nowsze typy szyn kolei głównych pierwszorzędnych dochodzą do 45 kgjm b. i wyżej. Dla kolei lokalnych g — 24—32 kg/mb., dla wąskotorowych jeszcze mniej.

W przybliżeniu dla wysokości szyny hcm :

W= 8h³.

F=ah²

6? = ß 7i²    J-= T/i⁴ ₈_

Odpowiednia wysokość szyny wynosi h^^ycPa, jeśli P— największy nacisk koła w tonnach, zaś a największy odstęp podkładów w centymetrach.

Wartość spółczynników a, ß, y, § i c dla rozmaitych obciążeń koła por. fig. 173.

Tablica 1 zawiera wymiary niektórych przekrojów szyn szeroko-stopowych i stołeczkowych. (Oznaczenie wymiarów por. fig. 174.)

¹

) Z uwzględnieniem „Przepisów ruchu“ P. K. P.

Ułożenie osi pojazdu w torze j    I    prostym. Wymiary osi pojazdu muszą

j    i    być dobrane odpowiednio do szero

-----

kości toru, aby ruch pojazdów był możliwie spokojny i zużywanie się stykających się elementów koła i szyny jak najmniejsze.

okrąg toczny

t r oU ,oc2nÿ

N. Z. określają te stosunki fig. 175 i nast. regułami:

Szerokość toru w prostych, mierzona między wewnętrznemi krawędziami szyn w wysokości 14 mm poniżej górnej krawędzi szyny, musi wynosić 1435 mm.

..i ^-ifis-Tł⁶jL

r r "ł .»jWsS

(20) k[ pr7it tedrtost ii*tO) ( 14251    • S - J

. .. ,„35 -

zuZyciu

Wymiary |

Jako skutek ruchu dozwolone jest zwiększenie powyższego wymiaru o 10 mm lub zmniejszenie o 3 mm. Najmniejsza dopuszczalna szerokość toru w prostych może wynosić więc 1432 mm, a największa 1445 mm.

najmniejsze ( ) na/ruieksze l 1

Fig. 175.

Okrąg toczny jest kołem, powsta-jącem przez przecięcie obręczy płaszczyzną pionową w odstępie 750 mm od środka osi.

Odstęp obręczy kół w prześwicie musi wynosić 1360 mm. Dopuszczalne odchyłki + 3 mm.

Wysokość rąbka koła, mierzona od okręgu tocznego, musi wynosić co-najmniej 25 mm, a przy największem zużyciu obręczy nie ponad 36 mm.

gra rąbków po przysunięciu osi do jednego z toków, mierzona 10 mm poniżej okręgu tocznego, wynosić co-

Przy nierównomiernem zużyciu obydwu rąbków jednej osi musi grubość najsilniej zużytego rąbka, mierzona 10 mm poniżej okręgu tocznego, wynosić conajmniej 20 mm.

W torze o szerokości 1435 mm może najmniej 10 mm, a przy najw. zużyciu rąbków nie ponad 25 mm. Stosownie do tego musi odstęp wewn. krawędzi rąbków, mierzony 10 mm poniżej okręgu tocznego wynosić nie ponad 1425 mm i nie poniżej 1410 mm.

II. Podkład poprzeczny drewniany.

Materjał. Używamy najtwardszych gatunków drzewa, jakie posiada okolica. Najlepszym materjałem u nas jest dębina. Podkłady dębowe wytrzymują dobrze nacisk szyny, są oporne przeciw gniciu, śruby i gwoździe tkwią w nich silnie, znaczny ciężar gatunkowy podnosi stałość toru. Wobec drożyzny dębiny wprowadzono twardsze gatunki drzew iglastych, silnie żywicznych, gł. sośninę. Jedlina i świerczyna, bardzo miękkie i nietrwałe, więc uż. tylko w braku innego materjału na kolejach podrzędnych. Buczyna gnije szybko i w stanie surowym prawie nie przydatna na podkłady; przez impregnowanie można trwałość jej bardzo podnieść.

Drzewo na podkłady powinno być zdrowe, o gęstych stojach, cięte w zimie, niepopękane i nie uschłe, wolne od sęków, przynajmniej w miejscu pod szynami, i suche. Po wyrobieniu układa się podkłady w stosy celem wysuszenia; dla ochrony od deszczu kładzie się górną warstwę pochyło. W dębinie tworzą się łatwo pęknięcia przy wysychaniu. Aby temu zapobiec, wbija się w czoła podkładów blaszane klamry kształtu litery S.

Impregnowanie podkładów. Najczęściej używane substancje: chlorek cynku i olej kreozotowy. Podkłady, ułożone stosami na wózkach, wprowadza się do żelaznego kotła, w którym przy użyciu chlorku cynku następuje wyparzenie drzewa parą pod ciśnieniem, a przy użyciu oleju kreozotowego wysuszenie gorącem powietrzem. Cel: usunięcie części soków drzewnych i ścięcie, a tern samem unieszkodliwienie białka, zawartego w sokach.

Po wypompowaniu z kotła pary, względnie powietrza, uzyskujemy rozrzedzenie, wynoszące V₄—Vio atm., pomagające w wyciągnięciu z drzewa wilgoci i soków. Wreszcie wtłacza się do kotła roztwór 2 — 4°/₀ chlorku cynku, względnie olej kreozotowy, ogrzany do 50° C pod ciśnieniem 6—8 atm. przez 1—2 godzin.

Ilość płynu wchłanianego zależy od drzewa. Drzewo rdzenne przyjmuje mniej płynu niż biel. Dębina wchłania 110—114 kg roztworu chlorku cynku, czyli 9—22 kg soli, wzgl. 114 kg oleju kreozotowego na 1 m³ drzewa. Sośnina przyjmuje 257—315 kg roztworu chlorku cynku lub 342 kg oleju kreozotowego, buczyna 286—429 kg roztworu chlorku cynku lub 456 kg oleju kreozotowego. Sośnina nasyca się naogół równomierniej niż dębina, Jctórą płyn przenika tylko na pewną głębokość.

Impregnowanie olejem kreozotowym znacznie droższe, ale trwalsze. Celem zmniejszenia kosztów zastosowano z dobrym skutkiem impregnowanie mieszaniną obu tych substancyj w stosunku 1 do 10—20, a ostatnio nasycanie oszczędnościowe olejem kreozotowym i to jednokrotne dla dębiny i sośniny, a dwukrotne dla buczyny (metoda Kiipinga). Zasada tej metody polega na wtłaczaniu oleju w drzewo pod wysokiem ciśnieniem i wytwarzaniu następnie próżni, wskutek czego pozostaje w drzewie tylko tyle oleju, ile potrzeba do napojenia tkanki komórek, natomiast olej, wypełniający wnętrze komórek, wypływa z drzewa. Zużywana ilość oleju wynosi: przy jednokro-tnem nasycaniu sośniny 63 kg, dębiny 45 kg ; przy dwukrotnem nasycaniu buczyny 145 kg na 1 m³ drzewa.

Trwałość podkładów określa następujące zestawienie:

sośnina buczyna

3—4 lat 10—18 lat

podniesienie trwałości przez nasycenie w % 25—50 ok. 100    350—450

dębina

podkłady nienasycone podkłady nasycone

14 — 16 . 7—9 ok. 20    14—18

Wymiary podkładu. Długość podkładu powinna byc dostosowana do szerokości toru i do dopuszczalnych ciśnień na żwirówkę, aby linja ugięcia podkładu posiadała kształt odpowiedni i aby nie występowały niepożądane odkształcenia toru. Ostatniemu warunkowi czyni zadość długość 2,70 m, przyjęta obecnie powszechnie dla kolei głównych pierwszorzędnych. P. P. M. określają długość podkładów w zasadniczych torach głównych kolei pierwszorzędnych na 2,70 m, na linjach drugorzędnych i w pozostałych torach stacyjnych 2,50 m. Koleje lokalne normalnotorowe otrzymują długość podkładu 2,40 m, dla wąskotorowych długość podkładu równa jest 1,8—2,0-krot-nej szerokości toru.

Kształt przekroju poprzecznego prostokątny lub trapezowy. Czysty kształt prostokątny powoduje znaczne straty drzewa przy obróbce, więc wymagany tylko w pewnych wypadkach, np. dla rozjazdów.

Dolna szerokość podkładu zależy od wielkości obciążeń i od rodzaju żwiru; dla kolei głównych 25—30 cm, dla kolei lokalnych normalnotorowych 22—24 cm, dla wąskotorowych 17—20 cm. Górna szerokość powinna być tak dobrana, aby nacisk szyny nie powodował zgniatania drzewa, względnie, by można było pomieścić wygodnie płytę podkładową. Wynosi ona 15—16 cm dla kolei normalnotorowych, a 13 cm dla wąskotorowych.

Grubość podkładu powinna być dostateczna, aby nie dozwalała na zbyt silne ugięcie tegoż pod obciążeniem i aby rozkład ciśnienia na żwir nie był wskutek tego zbyt nierównomierny. Zw. grubość 15—16 cm dla kolei głównych, zaś 13—15 cm dla kolei podrzędnych.

Podłużna oś podkładu powinna być prosta, jednak można dopuścić pewien odsetek podkładów krzywych, byle strzałka zakrzywienia nie przekraczała pewnego wymiaru, np. 10 cm.

Rozkład podkładów pod szynami. Największy dopuszczalny odstęp podkładów pod całą długością szyny wynosi na kolejach europejskich 60 —85 cm. Zaleca się stosowanie mniejszego odstępu dla wzmocnienia nawierzchni. Podkłady stykowe otrzymują zw. odstęp 25 cm od końca szyny. Podkłady sąsiadujące ze stykowemi otrzymują odstęp mniejszy od największego dopuszczalnego, celem wzmocnienia złącza stykowego i z powodu niepodzielności długości szyny przez ten największy odstęp.

III. Nawierzchnia poprzeczna drewniana.

Odpowiednio do stożkowatości obręczy kół i eelem nadania szynom większej stałości przeciw bocznemu naciskowi kół pochylamy je w torze ku osi 1:16 lub 1:20.

Jeśli szyna spoczywa wprost na podkładzie, trzeba w nim wykonać zacios o odpowiedniej pochyłości. Przytwierdzenie szyny do podkładu następuje zapomocą gwoździ lub śrub.    ą ~18~

'i

SML

plaskiem, prosto-

padłem do kierunku włókien podkładu;    ®

długość gwoździa 150 do 170 mm zależnie ^ ^g>'-od grubości podkładu. Ostrze gwoździa wbitego w podkład ma znajdować się i .

20—30 mm nad jego dolną powierzchnią. ; j Wedle Winklera grubość gwoździa d = 0,125 h, gdzie h — wys. szyny, dłu- ^ ° '• gość 10 d, długość ostrza 3 d\ długość Fig. 177. i grubość haka d. Głowa gwoździa : albo dwa boczne ucha (fig. 176 6) albo hak tylny (fig. 176«) dla umożliwienia wyciągnięcia gwoździa. Hak przedni, przytrzymujący stopkę, ma kształt odpowiadający krawędzi stopki. Siła tkwienia gwoździa w drzewie twardem

15 <5a 15

99

.    ,9. A.

r;v- ö

15

99

Gwoździe hakowe (haki) otrzymują przekrój kwadratowy o boku 15—18 mm z ostrzem

il

Fig. 176.

3000—4000 kg, w miękkiem 2000—2500 kg, opór przeciw przesunięciu bocznemu odpowiednia 2200 i 1500 kg.

Śruby podkładowe(fig. 177), zw. pocynkowane, długość 150—160 mm, grubość trzpienia 13—15 mm, ostry gwint o szerok. 3—5 mm. Skok śruby 6 —14 mm. Dla zewnętrznej średnicy d długość śruby 6—8 d ; średnica

<6 Jo

}— -«S —; j »j- 28    20}-- j j-H 22. J

g*    Szi!rÈ~™

i—.......92

/ 20

187

210

-37

136

-70 j—4³⁵ *■

ty- ! !©

¹² u

4-

-U 22 U-

H*.-    68 -

-A

I- -

ul

.1

Fig. 178.

Fig. 179.

główki 2,0 —2,5 d] skok J/a—V2 d. Główka śruby jest odcinkiem kuli z dolna powierzchnią, urobioną odpowiednio do kształtu stopki szyny. Na wierzchu opatrzona piramidą ściętą, wys. 20—24 mm o przekroju kwadratowym. gr. 16—20 mm dla wkręcania śruby odpowiednim kluczem. Na piramidzie ostro zakończona cecha, po której można poznać, czy śruby nie wbijano młotem. Siła tkwienia śruby w drzewie twardem 4000—4200 kg, w miękkiem 2500—3400 kg. Otwory dla śrub nawierca się świdrem o średnicy równej ²/₃ średnicy śruby ; przy podkładach twardych nawierca się otwory ; i dla gwoździ.

Łączniki wiążą szynę z podkładem i przeciwdziałają siłom poziomym. Łącznik    “*

zewn. znosi siłę, starającą się szynę przesunąć, zmniej-wielkość tarcia

fim

- 52

6i •

if.

>8

••••272

......

§f->......IS?!

-8. rH - ■

szoną o

między stopką i podkładem (a więc pracuje na zginanie i na ścinanie) ; łącznik wewn. przeciwdziała wywrotowi szyny (pracuje na ciągnienie). Używane dawniej gwoździe hakowe nie tkwią tak silnie w drzewie^ jak śruby, wyłażą z drzewa pod wpływem mrozu, a wreszcie drzewo podkładu psuje się rychlej przy gwoździu, niż przy śrubie ; dlatego wprowadzono po stronie zewn. gwoździe, zaś po wewn. ' śruby ; przy użyciu silnych płyt podkładowych wyłącznie śruby.

Wady ułożenia szyny wprost na podkładzie : powierzchnia zetknięcia szyny z podkładem stosunkowo mała, więc następuje zgniatanie drzewa; ruchy podłużne szyny powodują wycieranie drzewa; zaciosy zatrzymują wodę i przyśpieszają gnicie drzewa. Niedogodności te usuwają klinowe płyty podkładowe, z żelaza zlewnego o wytrzymałości na ciągnienie ponad 4000 kgjcm², ułożone na wygładzonej, poziomej powierzchni podkładu.

• 42

Fig. 180.

-ł

—8

Dobry wyrób powinien dać się wyginać na zimno pod kątem 45° bez pęknięcia. Wymiary płyt, stosowanych na kolejach głównych, por. fig. 178. Dozwolone odchyłki : w szerokości miedzy wystającemi krawędziami i w grubości + 0,5 mm ; w długości + 3 mm ; w pozostałych wymiarach + 1 mm ;

/7^Ê

hVi*'aV

I ¹---121

55/

{? & i :

Mv_L-r-3*-

■M

ä[::

____!

§rl;

Fig. 181.

w wymiarze dziur 1 mm i — 0,5 fflm.Zw. w płycie 3 dziury na łączniki ; dwie po wewn. __jl i jedna po zewn. stronie. We-par wnętrzne krawędzie dziur nie '15” mogą po zewnętrznej stronie wystawać poza krawędź. Wznie-\ siona krawędź po stronie zewn. konieczna, po wewn. zbędna i często jej niema. Obecnie często osobne łączniki dla związania szyny z płytą podkła-j dową, a osobne dla związania płyty z podkładem. Por. płyty podkładowe hakowe, z hakiem umieszczonym po zewn., lub po wewn. stronie szyny (por. fig. 179). Hak wiąże po stronie zewnętrznej szynę z płytą, a śruby podkładowe zewnętrzne łączą płytę z podkładem.

Zupełny rozdział łączników wykazuje nawierzchnia syst. A austr. kolei państwowych, ułożona przed wojną na linji między Krakowem a Złoczowem (fig. 180). Śruby łączą szynę z płytą i opatrzone są u dołu stoż-

r- w.....-4

226-

-67 y

i-.....700 “

il«

fù

ifc- 784.5

TTTT

-743

728

p.........760 '

-i

360 -

? T'

-40-

■460

kowatemi zgrubieniami, wpuszczonemi w odpo-; wiednie wydrążenia i w płycie. Występy tych ; zgrubień, wchodzące i w wycięcia w płycie, za-w i pobiegają obracaniu się Pj i ‘ śruby podczas zakręca-; ' I \ nia naśrubka. Płyta pod--JO" j kładowa związana z podkładem zapomocą trzech osobnych śrub podkłado-'I wych. Siła pozioma, usi-i <4    łująca szynę przesunąć,

; • - -    •    -i    przenosi się z szyny

~W~'~

Fig. 182.

I wprost na wystającą kra-y) wędź płyty i zostaje zniweczona tarciem płyty po podkładzie i oporem śrub podkładowych. Śruby łączące szynę z płytą przeciwdziałają tylko wywrotowi szyny, przy-czem dzięki zastosowaniu łapek pracują wyłącznie na ciągnienie.

Dla osiągnięcia jednostajnego rozkładu ciśnienia Skibiński zaprojektował płytę podkładową wypukłą (fig. 181) o promieniu krzywizny 15—27 cm (można zwiększyć go do 40—50 cm).

Szynę stołeczkową układa się na podkładzie drewnianym przy pomocy stołeczka żeliwnego o znacznych wymiarach, ważącego do 25 kg. Stołeczek przytwierdza się do podkładu gwoździami lub śrubami. Czasem stosowane dwojakie łączniki: 2 śruby i 2 drewniane kołki, o grubości 30 do 35 mm. Pierwsze przeciwdziałają podnoszeniu, drugie przesunięciu stołeczka. Dla lepszego rozkładu ciśnienia na podkład i zwiększenia sprężystości układu wkłada się pod stołeczek warstewkę wojłoku. Szyna umocowana w stołeczku

w odpowiednio urobionem łożysku zapomocą dębowego klina, umieszczonego po zewnętrznej stronie szyny (fig. 182). Na kliny uż. się doborowego mate-rjału dębowego, wysuszonego, prasowanego i impregnowanego, najlepiej olej lnianym, celem zmniejszenia wrażliwości na wilgoć. Sprężyste stalowe kliny Dawida są droższe od drewnianych i powodują pękanie stołeczków wskutek nadmiernego rozparcia.

Podkłady dyblowane. Podkłady miękkie psują się rychło w miejscach tkwienia łączników, które wskutek tego rozluźniają się i powodują przedwczesne usunięcie zdrowego zresztą podkładu. Zapobiec temu można zapomocą dyblowania. W miejscach uszkodzonych, z których wyjęto łączniki, nawierca się otwory na całą grubość podkładu i wkręca w nie dybie z drzewa twardego, około 50 mm grube (fig. 183), w które następnie wbija się gwoździe, względnie wkręca śruby.

Dyblowanie podkładów podnosi opór śrub podkładowych przeciw wyrwaniu przy podkładach miękkich do 4600 kg, a przy twardych do 5800 kg, a więc przy nowych podkładach miękkich o 30°/o, przy używanych o 60°/o, zaś przy twardych o 50%. Prócz tego ułożenie płyt podkładowych na głowach dybli zmniejsza zgniatanie drzewa podkładu i osłabia wpływ uderzeń, zatem podnosi trwałość podkładów. Korzystne wyniki dyblowania podkładów zasługują obecnie wobec podrożenia drzewa i powszechnego użycia podkładów miękkich na szczególną uwagę. Koszta dyblowania obniżają się przy zastosowaniu pracy maszynowej.

JL-Jk

‘SI

em

' SH- '

PWS !'■

wWm/Jh

Fig. 183.

IV. Nawierzchnia żelazna.

Nawierzchnia na podporach odosobnionych. Podpory żeliwne w postaci dzwonów, wywróconych misek, lub płyt wzmocnionych pionowemi żebrami, odlane razem ze stołeczkiem, w którym ułożona jest szyna, rozparta drewnianym klinem. Podpory obydwu toków łączymy poprzeczkami. Ustrój prosty i nie wymagający starannego nadzoru, jednak stałość jego nieporównanie mniejsza niż nawierzchni poprzecznej, więc zastosowanie, gdzie nieznaczne obciążenia i niewielka chyżość jazdy, a brak wyszkolonego nadzoru. Taką nawierzchnię posiadają koleje w Indjach Wschodnich, Afryce i Ameryce Południowej.

Nawierzchnia podłużna: a) Nawierzchnia lita znajduje zastosowanie w budowie torów na drogach i torów tramwajowych.

b) Nawierzchnia dwudziel-n a. Szyny podparte w całej długości podkładami żelaznemi. System

ustąpił miejsca nawierzchni po-    /

przecznej i dziś tylko ok. 2% torów    —/

kolei głównych posiada ten rodzaj na- f 'v ‘~ wierzchni. Najbardziej rozpowszechniły się ustroje Hoheneggera i Haarmanna.

Wady: niedostateczna stałość zwłaszcza z uwagi na siły poziome; powierzchnia ułożenia na podłożu, stąd silne osiadanie i potrzeba częstego podbijania ; żwir zbija się pod podkładami i tworzy twardą, nieprzepuszczalną masę, a w podtorzu tworzą się podłużne koryta, zatrzymujące wodę, która

Przekrój AB

♦ 50

? -S-

Przekrój C D

ten

r-

2ÖO -    • c

Rot rui mecie

Fig. 184.

\D

Widok z

jory

za mała

rozmiękcza grunt i powoduje wzmożone osiadanie; trudność utrzymania należytej szerokości toru, pochylenia poprzecznego obydwu toków i ich wzajemnej wysokości; trudność zastosowania silnych typów łubków; wzmożona migracja toru. Dzisiaj nawierzchnia ta przeszła do historji.

c) Nawierzchnia trójdzielna jest bardzo mało rozpowszechniona.

r“55 —»

Nawierzchnia poprzeczna. Materjał podkładu: żelazo zlewne o wytrzymałości 4200—4800 kg/cm², lub stal è|__k^—i?aL4_L_|ó zlewna o wytrzymałości 5000 -.•6—-4S—•j    do 6000 kg/cm². Dobry pod-

b    ,;'2?₅~2SX    kład powinien przy lekkich

y~"t"jo    pZjjTZÜ)    uderzeniach młota parowego

bid lï:    i spłaszczyć się bez złamania,

—6S ~“ a następnie dać się wygiąć

ry 4    — —JD    tak, by średnica koła w miej-

—I «    scu wygięcia wynosiła 75 mm.

Dopuszczalne odchyłki od przepisanych

w grubości blachy + 0,5 mm ; w szerokości i wysokości przekroju + 2 mm ; w długości + 25fmm ; w położeniu otworów na łączniki + 1 mm ; w wymiarach otworów + 0,5 mm.

Od dobrego podkładu wymaga się : dostatecznej szerokości górnej (120—150 mm) celem należytego ułożenia i przytwierdzenia szyny; znacznej szerokości dolnej (240 — 260 mm) i odpowiedniej długości (2,5—2,7 m) celem zmniejszenia ciśnienia na żwirówkę ; zamknięcia poprzecznego na czołach ; dużej pojemności żwiru celem zwiększenia oporu podkładu przeciw przesunięciu; odpowiedniej wysokości przekroju (75—100 mm) celem uzyskania znacznego momentu bezwładności i zmniejszenia ugięć ; łatwości wy-walcowania. Odp. ciężar podkładu do 75 kg, a nawet więcej. Walcuje się je w długościach, będących wielokrotnością długości podkładu, które następnie tnie się na kawałki o odp. długości, rozcina końce i wygina górną blachę celem uzyskania zamknięć poprzecznych, a wreszcie wyrabia otwory na łączniki.

Podkład Heindla,

r— 05

im is

22

225

rr—

4.......133......."K*

■103-------Sv-1

S3 j o*t

N' O 38    »2

W i

/V'-4    3 0 O

* a *7

'r

v*r'**-j

- a ’*

50

3D

us

35

59

wymiarów :

Fig. 185.

mm

b*’•

\ IO

26

por.

fig-. 184, z uwidocznionym sposo-

3D'

'(lilhitiiiiiiilIliiimiiiimïïTTïïWi

Fig. 186.

Fig. 187.

bem urobienia zamknięć czołowych; por. też fig. 187, 188 i 190, gdzie dano wzmocnienia dolnych krawędzi celem zwiększenia oporności przeciw uderzeniom przy podbijaniu i celem lepszego ułożenia w żwirze.

Obecnie jwykonuje się prawie wyłącznie podkłady proste, a szyny układa na klinowych płytach podkładowych. Dziurawienie podkładów jednakowe,

a potrzebne zmiany szerokości toru w lukach uzyskuje się zapomoca kalibrowanych łączników ; por. nawierzchnię Heindla (fig. 185).

ß50

>**Ł- - 60

ościężk.

ö.

Klinowa płyta podkładowa tej naw. posiada wystającą zewu. krawędź, o którą opiera się stopka szyny. W wycięcia płyty i w dziury w blasze podkładu wchodzą kalibrowane przykładki. Na nich spoczywają łapki, przytrzymujące stopkę szyny i związane z podkładem zap. śrub hakowych. Siła pozioma, usiłująca szynę przesunąć, przenosi się na ’-«!    !

/r-50

wystającą krawędź płyty, a z niej    /

M- ¹

130

........- 130

■6

za pośrednictwem przykładki * 'Æf wprost na blachę podkładu ; śruby 2 /JŹL nie biorą udziału w przenoszeniu tej siły. Siła, starająca się szynę ht~-Sä-wywrócić, przenosi się zapomoca 1

łapek na śruby, pracujące wy- \_

330

.....1

łącznie na ciągnienie. Kalibro- i

1:20

wane przykładki pozwalają zmie- .........

100

²⁵⁰⁰/₂

niać szerokość toru do 24 mm w stopniach po 4 mm. Wady: wielka ilość części składowych łą- M czników, oraz małe ich po-    rC

wierzchnie zetknięcia, wywołujące    v—

szybkie ich zużycie i rozluźnienie połączenia.

Fig. 188.

Układ ulepszony (por. fig. 186). Zastosowano tu kalibrowaną płytę hakową, która ma obustronne kalibrowane przedłużenia a i b ; poziome ramię dolnego haka, wchodzące pod blachę podkładu, jest krótsze i wskutek tego możliwe jest oparcie tegoż haka o wewnętrzną ścianę dziury, a tern samem zabezpieczenie toru przed ewentualnemi zwężeniami, wywołanemi ruchem. Po stronie wewnętrznej nie potrzeba kalibrowanych przykładek, gdyż łapka ma kształt klinowy, dozwalający na regulowanie zmiennego odstępu wystającego brzegu płyty od krawędzi stopki szyny. Podkład otrzymuje zgrabienia na obu krawędziach blachy górnej (fig. 187), które, wzmacniając przekrój, ujmują płytę podkładową. Układ ten wprowadziły praskie i wirtemberskie koleje państwowe.

i«;

-fi³i*- •

ä [fjgjif

■à

~c—48—

Wobec zamierzonego objęcia wszystkich kolei państwa niemieckiego pod wspólny zarząd, postanowiono stopniowo wprowadzić jednolitą nawierzchnię, zdolną do dźwigania obciążeń osi 25 t.

-----12 5.........V ! J    I

17 S

■»>

r*-

Zaprojektowano trzy typy szyn (por. tablicę 1. na str. 163), posiadające jednakową szerokość stopki 125 mm, co umożliwi zastosowanie Zużytych szyn typu II i III w torach z szyną typu I.

Fig. 189.

Tory typu II i III otrzymują podkłady żelazne o kształcie podług fig. 188 i o ciężarze- 78,2 kg. Kształt podkładów typu I jest taki sam, wymiary: wysokość 85 mm, dolna szerokość 250 mm, długość 2,40 m, ciężar 66,1 kg.

Połączenie szyn z podkładami otrzymuje ustrój Rotha i Schillera (fig. 189, koleje badeńskie), oraz układ podług fig. 190 (koleje saskie i oldenburskie). Te dwa układy nie posiadają płyty podkładowej ; pochylenie szyny

uzyskuje się przez wywalcowame pochyłych powierzchni w podkładzie, zaś zmianę szerokości toru w łukach odpowiedniem ułożeniem tych samych, niesymetrycznie wykształconych elementów. Są one w układzie (fig. Ï 90) obra-calne i pozwalają na nast. zmiany szerokości.toru :

Nowoczesne podkłady żelazne nie ustępują drewnianym co do stałości toru, zapewniają zaś większe bezpieczeństwo i wymagają mniejszych kosztów utrzymania. Wadą ich jest mniejsza sprężystość układu (twarda jazda). Tę wadę pragnie usunąć Scheibe w podkładzie żel. wedle fig. 191, którego ciężar wynosi 102 kg, a ciężar żwiru w jego wnętrzu 130 Ig.

10, 3v5 : 34 5 JO

Nr. elementu przy szynie

lewej

praw ej

15, 18, 21, 24 mm

mm

mm

mm

mm

tmm

7^37 5 J^34 5_; jjo

89

60-r -

1:1b

mmm

* 19

*101

ł(S

-47

1i*8 5---------

294 .........

26

r?5 |

388

196 -

-»i

r— 293 5 -~4-

2500

1.16

388 .....■ 1137 -

poziom

1 20

80

280

t.

EDi

MO ->t«- no -

Fig. 190.

Znaczny ciężar i głębokie zanurzenie w żwirowce zapewniają mu stałe ułożenie w torze, a znaczna sprężystość znosi energję uderzeń kół pojazdów, nie przenosząc ich na żwirówkę.

Doświadczenia laboratoryjne dały korzystne wyniki, obecnie ułożono go na próbę w torach kolei saskich.

O wyborze między nawierzchnią drewnianą i żelazną rozstrzygają przede-wszystkiem koszta.

Nawierzchnia żel. szeroko stosowana w Niemczech, Szwajcarji i w Holandji. Koleje niemieckie posiadają obecnie około 50% torów z nawierzchnią żelazną. U nas powszechnie używana nawierzchnia drewniana, a żelazna tylko pod rozjazdami kolei głównych, gdzie podkład żelazny zapewnia pożądaną dokładność i stałość przytwierdzenia szyny.

Podkłady żelazne przy nawierzchni stołeczkowej są mało rozpowszechnione.

V. Podkłady żelbetowe.

Fig. 192 przedstawia podkład włoskich kolei państwowych. Przekrój trapezowy, pod szynami prawie prostokątny celem uzyskania szerokości górnej,

potrzebnej dla pomieszczenia płyty podkładowej. Między szynę i podkład, względnie między płytę podkładowa i podkład, wkładamy warstewkę ma-terjału sprężystego np. wojłoku, aby podnieść sprężystość i układu i zapobiec wycieraniu i betonu. Wymiary, jak pod-kładu drewnianego. Połączę-nie szyny z podkładem przy pomocy gwoździ łub śrub, tkwiących albo w drewnianych dyblach, albo w zapuszczonych w beton żelaznych rurach (fig. 193).

Zalety: chropowatość powierzchni zapewnia należyte ułożenie w żwirćwce, znaczny ciężar (130—190 kg) przyczynia się do podniesienia stałości toru ; trwałość i niewrażliwość na wpływy atmosferyczne. Wady: trudność umieszczenia łączników oraz kruchość betonu, więc łatwe uszkodzenia przy podbijaniu. Celem ułatwienia

Sr?

------- ! Qfi ---î—

---1

r~r

Fig. 191.

HO

260---------

i?

te

ii

i.

u---477---—J 122 u----

Przekrój A~A

U+02

i-.

--------âj t22 U---*77---P

Przek rój B ■ 8

- ZOO-----»i*

20

—}

y/A

ip

HP

2Sł

wyk

i...

mm

--ieo —

-- 200 —

E±f

! I*

—■ 60 —

--- 200 *-----^

Fig. 192.

podbijania ścina się dolne krawędzie. Wady te oraz znaczny stosunkowo koszt stoją dotychczas na przeszkodzie obszerniejszemu zastosowaniu tych podkładów.

4Ä

-20-

——■—■......T

I®

TT:

Tn

VI. Złącze stykowe.

Końce szyn, stykających się w toku, układamy na podkładzie stały —, albo w środku między pod-— styk wiszący. Wobec zmiany długości szyn pod wpływem wahań ciepłoty zostawia się między czołami szyn zetkniętych szparę styków ą o odp. wielkości. Służy ona zarazem w lukach do wyrównania drobnych różnic w długościach obu toków. Obecnie stosowany prawie wyłącznie styk wiszący ; w nowszych czasach pojawiają się jednak poważne głosy, przema-

kładami

styk

165

•as

jon

Fig. 193.

wiające za wprowadzeniem styku stałego. Styk jest najsłabszym punktem toru i dotychczas nie udało się wynaleźć konstrukcji, któraby skutecznie zapobiegała tworzeniu się wgłębienia w szparze stykowej i szybkiemu zniweczeniu połączenia.

<i) Styk wiszący łubkowany. Do połączenia szyn na styku służą stalowe łubki, których zadaniem jest podpieranie końców szyn, wystających

r 37 ■—

ł";

K {■ 'ft

•Nh fer o

-50 A

«------

68

§§

âp.,.4

140

ICN4

WJLh

b'..........^........

-90

'O

■ 412

Fig. 195.

poza podkłady stykowe i przenoszenie obciążenia z jednej szyny na drugą. Zadanie to spełnią łubki tern łatwiej, im większy będzie moment bezwładności ich przekroju, im dłuższe i szersze będą płaszczyzny przylegania do szyn i im więcej będą zbliżone do siebie podkłady stykowe.

Celem zwiększenia momentu bezwł. wprowadzono zamiast łubków płaskich (fig. 195), stosowanych obecnie tylko na kolejach podrzędnych, łubki

•••»U- HO -

80 -*7* 80 -Ą* 6 0*j

nr

160

780

iH3i

500

HISSÉS

-.........»J

i!

ii

r"T mr

«O i

"î I

’ ¥/5ftA

ri—t

IaI W

~iiSi

Fig. 196.

kątowe, a mianowicie łubek kątowy pojedynczy (fig. 195 a) i łubek kątowy podwójny (fig. 195 6). Typ drugi uż. na linjach głównych przy nowszych, silnych nawierzchniach. Stosunek momentu bezwładności przekroju pary łubków kątowych pojedynczych do momentu bezwładności przekroju szyny wynosi 0,25—0,35, natomiast dla łubków podwójnych 0,85 a nawet 1,0.

Nowsze łubki, posiadające znaczną długość (700 — 900 mm), wystają poza podkłady stykowe, a poziome ich ramię otrzymuje nad podkładami wycięcia dla uzyskania miejsca na łączniki (fig. 196, układ A kolei austr.).

Należyte poszerzenie płaszczyzn przylegania wykazują nowsze typy szyn z niskiemi, a szerokiemi i silnie podciętemi główkami.

Granicę w zbliżeniu podkładów stykowych stanowi możność należytego obustronnego ich podbicia, bardzo ważnego z uwagi na to, że właśnie te podkłady wymagają szczególnie starannego i częstego podbijania. Zwykle najmn. odstęp osiowy podkładów stykowych 420 — 500 mm, ale na kolei Gotthardzkiej 340 mm ; obustronne podbicie przez wprawnych robotników możliwe tu było dzięki ścięciu górnej krawędzi podkładów.

4-

85

-I

,-c- i . e «5 ~

-*r

C©

c©

GD

■f-

^    <    ' i    i *

- -O— to    -•*-< 10 r*-

Fig. 197.

Fig. 198.

naj;

Grubość blachy łubka przekracza z reguły 20 mm, a dochodzi do 28 mm. Celem umożliwienia zmiany długości szyny przy wahaniach ciepłoty wykonywamy w szynach owalne dziury na śruby stykowe. Jeżeli e — większy wymiar szpary stykowej, zaś d średnica śruby stykowej, to długość owalnej dziury

b — e "Tj- d.

Dla osiowego odstępu dziur a otrzymamy odstęp pierwszej dziury od końca szyny (fig. 197)

y (a — d — e).

Związanie łubków z szynami przy pomocy 4, wzgl. 6 śrub, zależnie od długości łubka. Wobec wielkiej pracy, jaką mają wykonać śruby stykowe, otrzymują one pokaźne grubości trzpienia (20—26 mm),

zależnie od typu nawierzchni. ___

Dziury w łubkach okrągłe o średn. ['J..a 2—3 mm większej od średn. śruby.

Do zabezpieczenia przed rozkręcaniem się naśrubka służą odwrotne

ffl r

"j: I

]£

naśrubki, zatyczki, pierścienie sprężyste (fig. 198 a i b), płytki rozpierające (fig. 198 c) itp. Najlepsze zabezpieczenie: znaczna grubość naśrubków i sta- i wykonanie ostrego gwintu. U Dla nawierzchni stołeczkowej fi trzeba ograniczyć długość łubków w złączu wiszącem i równocześnie wprowadzić znaczniejszy odstęp podkładów stykowych, co powoduje znaczne osłabienie złącza.

Wiszący styk łubkowany nie zdołał zapewnić pojazdom gładkiego przejazdu przez szparę stykową. Podkłady stykowe rozchwiewają się i osiadają silniej od innych, wymagając częstego podbijania, a wstrzą-śnienia i uderzenia na styku zwiększają zużycie szyn i obręczy kół, zwiększają opory ruchu, powodują odkształcenie faliste toru i stają się przyczyną wzmożonej migracji toru. Stąd pomysły, które mają na celu

ranne

tlmUm

77TI;

__

''iateigpteiîl

Fig. 199.

poprawę tego najsłabszego punktu w torze, przy zachowaniu zasady styku wiszącego. Najważniejsze z nich sa :

b) Styk ze zbliżonemi podkładami stykowemi. W styku prof. Wasiutyńskiego (kolej Warszawsko-Kaliska, fig. 199) podkłady stykowe

130

a-*.

IOO

-130

■>* 36

■<

Sb

-.30 \

„iÊrl

[18

30

h22

T ..... £

UbO

1 20

•ÜO

2500/₂

->1

Fig. 200.

są tak zesunięte, iż podbicie ich możliwe jest tylko z jednej strony. Doświadczenia przyniosły korzystne rezultaty ; podbijanie należyte możliwe, a wąska szpara między podkładami nie dawała powodu do wyciskania żwiru w górę przyj -podbijaniu. Na kolejach pruskich zesunięto obydwa

podkłady zupełnie i związano dyblami, przyczem końce szyn spoczywały na wspólnej płycie. Podobnie uzyskano korzystne wyniki, układając styk na szerokim wspólnym podkładzie drewnianym lub na podwójnym podkładzie żelaznym. Fig. 200 przedstawia taki podkład projektowanej jednolitej nawierzchni Państwa Niemieckiego. Urządzenia te stanowią niewątpliwie wzmocnienie złącza (małe ugięcie szyn), jednak należyte podbicie podkładów jest trudne i kosztowne.

c)    Styk na nakładkę. (Koleje pruskie, fig. 201). Układ ma na celu usunięcie szpary stykowej bez zmiany szerokości główki szyny i bez zmiany linji podparcia koła. Wady: osłabienie przekroju szyDy powoduje wyginanie się ścianki, spłaszczenie główki i pęknięcia w miejscu nacięcia ; strata długości szyny, potrzeba zwiększonej grubości ścianki i kosztowna obróbka.

d)    Łnbek z głową pomysłu Neumanna. Przez podniesienie główki łubka ponad szynę koło omija szparę stykową, tocząc się po łubku.

t"*

*■

-*60 -

760

500

rl2Q*** 80

HV-V=Pï

Fig. 201.

e) Styk podparty mostkiem, tj. silną stalową płytą, nieco ku górze wypukloną, która podpiera końce szyn na niewielkiej długości, a ze stopkami tychże związana jest silnie przy pomocy łapek kleszczowych i śrub.

Wszystkie te pomysły nie znalazły jednak obszerniejszego zastosowania i zwykły styk łubkowany jest w powszechnem użyciu z powodu prostoty ustroju.

Wadliwość -styku wiszącego spowodowała podjęcie zarzuconej od lat idei styku stałego. Ast stwierdził, że niepowodzenia dotychczasowe z tym rodzajem złącza odnieść należy nie do istoty ustroju, lecz do błędów w wykształceniu szczegółów, zaś prof. Skibiński zaprojektował złącze

ffe

tL-O-

-------200

-.-84

420-

fed

wisząco-podparte (fig. 202). Końce szyn spoczywają na wspólnym, szerokim podkładzie za pośrednictwem wspólnej płyty podkładowej, posiadającej dwa wystające grzbiety z wypu-kłemi powierzchniami, stanowiące punkty podparcia końców szyn. Przez wysunięcie tych końców o 50 mm poza punkty podparcia uzyskuje się pożądaną sprężystość układu, zaś niewielki odstęp podpór nie dopuści do wytworzenia się wgłębienia szpaty stykowej. Wypukłość podpór ustala położenie punktów przeniesienia obciążenia na podkład i żwirówkę i zapobiega niekorzystnym ciśnieniom krawędziowym. Łubki są krótkie. Ułożenie próbnego toru według tego projektu znajduje się w toku.

-10O----

J.

nr

I.«

220-

Fig. 202.

VII. Migracja toru.

Migracja, czyli wędrówka (pełzanie) toru, jest zjawiskiem przesuwania się toru w kierunku jego osi pod wpływem ruchu pociągów. Zw. posuwają się same szyny, ale zachodzą przypadki sunięcia szyn razem z podkładami. Przyczyny migracji w kierunku jazdy : tarcie posuwiste kół hamowanych, tarcie potoczyste kół po szynach, zaburzenia w ruchu podczas przejazdu koła przez szparę stykową, a w lukach przyparcie rąbka zewnętrznego koła przedniej osi do toku zewnętrznego. Ruch w kierunku odwrotnym powodują: tarcie adhezyjne kół pędowych lokomotywy i energja obrotowa wszystkich niehamowanych kół podczas hamowania pociągu. Ruch szyn w jedną lub drugą stronę, zależnie od okoliczności, wywołują: ocieranie rąbków kół o szyny, działające przeważnie wstecz, a wprzód tylko przy hamowanych kołach ; ślizganie się obręczy kół po szynach w lukach z powodu różnej długości obydwu toków; wpływ siły ciężkości na stromych spadkach; zmiana długości szyn wskutek wahań ciepłoty; zmieniające się ugięcie szyny pod toczącemi się ciężarami, powodujące naprzemian wydłużanie się i skracanie włókien w podstawie stopki. Najwybitniejszą z tych

niebezpieczne zwężenia toru itp.

przyczyn są prawdopodobnie uderzenia kół o szynę przyjmującą po przeskoczeniu szpary stykowej, które wywołują silne wgłębienia podkładu stykowego, wskutek czego szyna przyjmująca wygina się poza tym podkładem w górę i podnosi z sobą podkłady. Toczące się koło ma przed sobą silne wzniesienie do przebycia, resory doznają zgniecenia, a wzmożony nacisk koła na szynę powoduje przesunięcie jej wprzód nawet razem z podkładami. Na linjach dwutorowych, na których ruch po każdym torze odbywa się tylko w jednym kierunku, występuje migracja silniej, niż na jednotorowych, i to z reguły w kierunku ruchu. W prostych wędrują obydwa toki zazwyczaj równomiernie, czasem jednak i nierównomiernie : tok lewy wędruje szybciej od prawego. Przyczyna leży we właściwościach mechanizmu pędowego lokomotywy (korba lewa wyprzedza prawą i powoduje przeciążenie toku lewego). W łukach migracja zw. silniejsza, niż w prostych, i nierównomierna, a zdarza się, iż obydwa toki w łuku wędrują w kierunkach przeciwnych.

Skutki migracji: skręcenie płyt podkładowych, wyginanie i łamanie łączników, zwiększenie odstępu podkładów, zmniejszenie szpar stykowych,

50 I* WO t->1 50    Ç

JfcJM/ ï

■rnw¹

.4 I    4._____ii___ił 1

!    --‘2DW-    _ A

tifl

-3°

1.

Fig. 203.

n:i

Skuteczny środek zapobiegawczy: silna i należycie utrzymana nawierzchnia, posiada-] jąca ciężkie i długie J szyny ; silne i długie podkłady, ułożone w dobrym żwirze i starannie podbite; silne złącze stykowe, oraz silne wiązanie szyn z podkładami za pośrednictwem płyt podkładowych i osobnych łączników między szyną i płytą, a między płytą i podkładem. Nieraz wymiana nawierzchni silniejszą usuwała migrację w zupełności.

Z pośród urządzeń zapobiegawczych wymienimy:

a) Zastosowanie łubków stykowych. Poziome ramię łubka stykowego opiera się o płytę podkładową, lub o sam podkład stykowy i przenosi nań siłę, przesuwającą szynę. Zarządzenie bardzo często stosowane, ale niewystarczające, a nadto nie powinno się obarczać pracą dodatkową łubków i bez tego silnie pracujących, oraz podkładów stykowych, których należyte ułożenie w żwirowce posiada z uwagi na złącze stykowe znaczenie pierwszorzędne.

SM

WBKSÊKSÊCA.

Fig. 204.

b) Zastosowanie odrębnych łubków. Krótkie łubki, jedno- lub obustronne, związane z szyną jedną lub dwiema śrubami, opierają się ramieniem dolnem o płytę podkładową, lub, co lepiej, o sam podkład (fig. 203). Urządzenie znacznie lepsze, gdyż uwalnia łubki i podkłady stykowe od pracy przeciwdziałania migracji, a nadto powtórzone kilkakrotnie na długości jednej szyny rozkłada tę pracę na większą ilość podkładów pośrednich.

c)    Włączenie większej ilości podkładów do współpracy przeciw migracji możemy osiągnąć, łącząc je między sobą zapomocą kątowników, układanych wzdłuż szyn, albo na krzyż.

d)    Śrubka Yogi a. W otwór w płycie podkładowej wkręcamy śrubę, której silna główka chwyta stopkę szyny (fig. 204). Kierunek gwintów śruby jest tak dobrany, że szyna, przesuwająca się pod wpływem migracji, przykręca śrubę, a tarcie między główką śruby i stopką szyny i wzmożone tarcie między podstawa szyny, a powierzchnią płyty przeciwdziała posuwaniu się szyny po płycie. Urządzenie proste, tanie i nie wymagające nadzoru ; wystarcza w przypadkach słabszej migracji.

—.......fl I

r-ł I j --U . 1    ••

e) Klin D or p mii 11 er a (fig. 205). Sprężysty płaskownik stalowy obejmuje stopkę szyny i silnem kątowem ramieniem opiera się o podkład. Między płaskownik, a krawędź stopki szyny wchodzi klin. Szyna, posuwająca się pod wpływem migracji, wbija Min między płaskownik i stopkę szyny i przyciska go coraz silniej do stopki szyny, wywołując potrzebne tarcie.

Urządzenie bardzo skuteczne; można je stosować w ilości dobranej odpo-    fp

f**— W*

wiednio do siły migracji; założenie    P—

—......75 ■■

łatwe, bez potrzeby ruszania toru ; nie wymaga dziurawienia szyn ; pracuje samoczynnie bez potrzeby nadzoru.

3 OP

VIII. Podłoże żwirowe.

Fig. 205.

Podłoże żwirowe ma na celu stworzenie silnego i sprężystego fundamentu dla toru, ujednostajnienie i zmniejszenie ciśnień na podtorze, oraz utrzymanie toru w stanie suchym.

ua-

Mater jał podłoża powinien posiadać dostateczną wytrzymałość na zgniatanie, być niewrażliwy na działanie wilgoci i mrozu, posiadać leży tą przepuszczalność i dawać się łatwo podbijać. Warunki te spełnia najlepiej tłuczeń (żwir tłuczony) z twardego kamienia, bo posiada znaczną wytrzymałość na ciśnienie i oporność na wpływy atmosferyczne, jest czysty, łatwo przepuszcza wodę, a ziarna jego jednakowej i odpowiedniej wielkości (3 — 5 cm) z szorstMemi powierzchniami i ostremi krawędziami dają się łatwo podbijać i podbite dobrze się utrzymują. Miękkie gatunki kamienia mniej przydatne, gdyż łatwiej wietrzeją i kruszą się przy podbijaniu. Żwir rzeczny jest czysty i przeważnie niewrażliwy na wpływy atmosferyczne, lecz ziarna posiadają rozmaitą wielkość, są gładMe i wyokrąglone, więc dają się trudniej podbijać. Żwir kopany, zmieszany zazwyczaj z gruboziarnistym piasMem, jest przydatny na żwirówkę, jeśli jest czysty, bez domieszek ziemi lub gliny. W okolicach, posiadających huty, można użyć żużli, o ile są wytrzymałe i trwałe.

W braku żwiru można użyć czystego, gruboziarnistego piasku, który daje się dość dobrze podbijać, a jazda po nim jest miękka. Drobny piasek nieodpowiedni, gdyż trudno się podbija, usuwa się z pod podkładów pod wpływem wstrząśnięć, łatwo wypłukuje go woda i unosi wiatr.

na

sze-

Grubość źwirówM pod podkładami conajmniej taka, aby ciśnienie podtorze nie przekraczało dozwolonej granicy i nie wywoływało trwałych jego odkształceń. Przyjmując jednostajny rozkład ciśnienia, dopuszczalne obciążenie podtorza 1,0 kg/cm², długość podkładu 2,50 m i dolną jego rokość 24 cm, otrzymamy dla obciążenia osi pojazdu 16 t, grubość źwirówki pod podkładem około 20 cm. P. P. M. polecają grubość warstwy źwirówki, mierzoną od podstawy szyn, zależnie od rodzaju żwiru, materjału podtorza odstępu podkładów dla kolei głównych pierwszorzędnych 35—50 cm, zaś dla torów stacyjnych i dla kolei głównych drugorzędnych mniejszą, lecz nie więcej, niż o 5, względnie 8 cm. Na kolejach lokalnych normalno-i wąskotorowych ma ta grubość, mierzona od spodu podkładu, wynosić conajmniej 130 mm, a na gruntach gliniastych i nieścisłych conajmniej 200 mm.

Szerokość żwirówki zależy od długości podkładów, a mianowicie krawędź jej korony wysuwamy poza końce podkładów o wymiar 15—25 cm celem ułatwienia podbicia i ochrony podtorza od przemarzania, a podkładów od pękania. P.P.M. postanawiają dla kolei głównych: szerokość górnej powierzchni żwirówki winna być większa od długości podkładów na linjach pierwszorzędnych conajmniej o 50 cm, na drugorzędnych zaś conajmniej o 30 cm. Boczne stoki (skarpy) żwirówki winny mieć pochylenie 1 : 1,5.

Korona podtorza powinna otrzymać taką szerokość, aby żwirówka znalazła na niej wygodne pomieszczenie. P. P. M. postanawiają dla kolei głównych :

Korona podtorza powinna posiadać taką szerokość, aby ława między jej krawędzią, a dolną krawędzią żwirówki wynosiła z każdej strony conajmniej 40 cm. Ta szerokość ławy winna być zachowana również na łukach, przy-czem należy uwzględnić przesunięcie luku względem linji prostej dla umieszczenia krzywej przejściowej, przechyłkę i poszerzenie toru, a przy

■ 3 2o\(2SO> --    Przekop

02S lo ,5) < ;    ^. ⁷⁰j'l⁵⁰J '    T0 25 ⁽⁰ ,5> <. I

', 'V i » «    .........DŚ

' i'o 15 o 50 10 30 o t2~    \ f S;S

; i h"ij-06^0 07 (Źos-aćf) : - :o4 VU •

:    (25-15O'    ;    ! (25 «80 \

rî/iï-rtg?---*⁷⁰ Y2S0i"^m:riiT\    jïïi

'    2 60-285    •    260-285    '

(2 30-2 50)    ,    (2 36-2 50) **

.......5 20-5-70 ( 8 60-5 on)

Fig. 206.

Nasyp 7s

dwóch lub więcej torach również zwiększenie szerokości międzytorza.

Korona podtorza winna otrzymać obustronne spadki dla ułatwienia odpływu wody. Na linjach jednotorowych środkowa część korony podtorza winna być pozioma na długości podkładów.

Wymiary. Ustalone zgodnie z postanowieniami P. P. M. najmniejsze wymiary normalnego przekroju poprzecznego torowiska jednotorowych kolei głównych podaje fig. 206, przyczem wymiary bez nawiasów odnoszą się do kolei pierwszorzędnych, a wymiary w nawiasach do kolei drugorzędnych.

Dla kolei lokalnych normalno- i wąskotorowych najmniejsze dozwolone wymiary przekroju poprzecznego są według P. P. M. następujące (fig. 207):

-A.

r< a

1435    2440    2440    3400    4300 mm

-c

Fig. 207.

1000    1800    2100    2850    3200 mm

750    1500    1800    2550    2900    mm

600    1200    1500    2250    2600 mm

IX. Obrachowanie nawierzchni.

Dokładne wyznaczenie naprężeń w elementach nawierzchni napotyka na trudności wobec niemożności określenia wielkości sił zewnętrznych i niepewności podparcia toru sypkim materjałem żwirowym. Dlatego też wyniki teorji zgodne są tylko w przybliżeniu z rzeczywistością.

Dla obciążenia statycznego (spokojnego) podaje teorja wzory następujące.

1. Nawierzchnia podłużna.

a) Siły pionowe (podług Zimmermanna).

Dla obciążenia toku jednym ciężarem P kg otrzymujemy w punkcie odległym o a? cm od punktu zaczepienia siły :

7'

M~ 4u ,U-’

moment zgięcia w Icgjcm

rzędną ugięcia w cm

gdzie : C — znamię podłoża, którego wielkość zależy od rodzaju żwiru i jakości podtorza. Dla gorszego żwiru i zwykłego, mało wytrzymałego gruntu C = 3 ; dla dobrego tłucznia na suchym, wytrzymałym gruncie 0=8; na skalistem podtorzu może dojść do 30. Podług Wasiu-tyńskiego należy dla zwykłych warunków przyjmować C — 3 do 4. b dolna szerokość podkładu w cm,

E spółczynnik sprężystości materjału nawierzchni (dla stali 2 X 10⁶, dla drzewa 1,2 X 10⁵),

J moment bezwładności przekroju nawierzchni w cm*. (Dla nawierzchni dwudzielnej, gdzie szyna i podkład wykonane są z tego samego materjału, a ich momenty bezwładności są J₁ i J₂, wynosi J =    -j- J% i

przy różnych materjałach E J — E^JX -j- E₂ ./₂.)

•ą i [j. wartości pomocnicze, podane w tabeli II« dzieła Zimmermanna „Berechnung des Eisenbahnoberbaues“, przyczem cp = x x. W punkcie działania ciężaru P jest y] = p. = 1.

Wpływ większej ilości ciężarów równa się algebraicznej sumie wpływów poszczególnych ciężarów.

Wygięcie poprzeczne podkładu wywołuje w górnej jego blasze naprężenie dodatkowe

przyczem

*~VCb

ciśnienie na żwirówkę

przyczem

p kg Icin'¹ — Cg,

4 EJ ’

Mi = ^po(b — bif.

We wzorach tych oznaczają: g grubość blachy podkładu w cm ; p₀ ciśnienie na żwir w punkcie działania ciężaru P ; b szerokość podkładu ; b₁ szerokość stopki szyny.

b) Siły poziome. Wielkość siły poziomej podług Engessera H — ß P, przyczem ß = 0,003 v (Jcm/godz.). Punkt zaczepienia siły poziomej na przejściu z górnej do bocznej powierzchni główki i to tern niżej, im większa siła H.

Moment wywołany w toku nawierzchni siłą poziomą II :

przyczem a oznacza odstęp ciężarów P (kół lokomotywy) w cm. Do wyznaczenia natężeń w poprzeczce służy wzór:

°p 2 E-

H . Hhc

2 Jp ’

3 5 a⁵

przyczem F oznacza powierzchnię prze- f⁻kroju poprzeczki w cm'¹, c jej wyso- ! kość w cm, Jp moment bezwładności j>* jej przekroju w cm*, zaś h odstęp pmiktu zaczepienia siły poziomej U od osi obojętnej przekroju poprzeczki w cm.

2. Nawierzchnia poprzeczna. a) Siły pionowe, a) Szyna (podług Skibińskiego).

Największy moment zgięcia dla układu, przedstawionego na fig. 208 :

Mo — Pa [w₀].

Największe ciśnienie na podkład dla układu podług fig. 209 :

P = P[r].

,-s a

a/₂a4

U-

3 a---------

r........

4P

"2    2

-- 6 3 t—-

I *

Fig. 208 i 209.

We wzorach tych [m₀] i [r] otrzymują następujące wartości:

Dla y

[m₀} = 0,1708 0,1877 0,2001 0,2188 0,2331 0,2448 0,2548 0,2636 0,2715 [r]=F 1,0000 0,8425 0,7599 0,6665 0,6113 0,5733 0,5450 0,5229 0,5050

0,1    0,2    0,4    0,6    0,8    1,0    1,2    1,4

Dla y = 1,6    1,8    2,0    2,5    3,0    3,5    4,0    4,5    5,0

[m₀] = 0,2786 0,2851    0,2912    0,3047    0,3165    0,3271    0,3368    0,3458    0,3542

[r] = 0,4901 0,4774    0,4665    0,4445    0,4277    0,4142    0,4030    0,3935    0,3852

przyczem y obliczymy z wzorów:

dla nawierzchni na podkładach żelaznych y

dla nawierzchni na podkładach drewnianych y

6 EJ GEJ

as

We wzorach tych oznaczają : E i J spółczynnik sprężystości materjału szyny i moment bezwładności jej przekroju; a odstęp osiowy podkładów w cm ; oraz

—es-w.

70/’

przyczem v.

-V

Cb

(Ei i Ji oznaczają spółczynnik sprężystości ma-

4 EiJi

terjału podkładu i moment bezwł. jego przekroju), C znamię podłoża, b dolną szerokość podkładu; j/ąg] wartość pomocniczą; którą wyznaczyć możemy z tabeli VI dzieła Zimmermanna „Die Berechnung des Eisenbahnoberbaues“ dla \ — %l oraz p — y. r (l jest połową długości podkładu, zaś r połową szerokości toru), wreszcie / oznacza powierzchnię w cm², którą podkład styka się z szyną, a więc ewentualnie powierzchnię płyty podkładowej.

ß) Podkład (podług Zimmermanna).

Dla długości podkładu 2 l i szerokości toru 2 r otrzymujemy :

w środku podkładu :    pod szyną : na końcu podkładu :

moment zgięcia

Mr =

Mi= 0,

v.R

wgłębienie podkładu y₀ = ciśnienie na żwirówkę p₀ — C y o,

Cb

ho] > yr

v. R

Pr — C y ri

iP

’“I

Oz:—.....—iT'a,~v

Fig. 210.

^ łubki

pl= C yi.

Ilości pomocnicze [p₀], [r,₀], [;%], ²⁰ hd i hd odczytać możemy z tabeli VI , wyżej wymienionego dzieła Zimmermanna.

y) Łubek (podług Skibińskiego). Dla układu podpór i obciążeń podług fig. 210 otrzymujemy nacisk łubka w punkcie A (w szparze stykowej): g [3 (2/c-f bN-\-2cg) + 8a₁²N] — 3P(2cd — aN)

3(bN -f 2 cg) -f 2 N¹ + ⁴”

W tym wzorze oznaczają:

Ei Jy (dla łubka) n EJ (dla szyny)

V —j— 1)f

y = —■— [obacz ustęp 2. a), a)] ;

a₂a

«2 «3 ; & == 2 £?J a₂ ; c = a₂ (a₂ + 2 a₃) ; a = ? («2 + Os) + a «3 ;    /=<p«2;    5,==o₁(2tp — a);

iV= 2 [/-|- a(<*2 + 3 a₃)].

Wartość stycznej podporowej (w punkcie 2?) określa się wzorem;

6EJ. v

g^[Â₍₁ + 4n)-4Çn]

zaś moment zgięcia łubka w punkcie M wzorem:

K Ji Ti

-Ma =

7? rtl

fi*T

«1

b) Wpływ sił poziomych na podkład może być praktycznie pominięty. Moment zgięcia szyny pod działaniem siły poziomej 22 przy odstępie podkładów a w przybliżeniu:

M — 0,222 a.

Działanie dynamiczne obciążeń na tor kolejowy objawia się wydatnem zwiększeniem obciążeń pionowych i ma swoje źródło w wzmożonem wahaniu resorów, w szkodliwych ruchach lokomotywy, w działaniu wolnej siły odśrodkowej, wytworzonej przez przeciwwagę koła pędowego, w nie-równomiemem wgłębieniu obydwu toków, w falistem ugięciu i w pionowych wahaniach sprężystego toru. Wpływy te mogą w warunkach niekorzystnych sumować się i zwiększyć nacisk statyczny o 100—140°/«,.

Siły poziome mogą przy wielkich chyżościach i lichym stanie toru i pojazdów osiągnąć wielkość pionowego obciążenia koła, a wyjątkowo nawet je przewyższyć. W ruchu regularnym i na starannie utrzymanym torze wynoszą 0,25—0,30 ciężaru koła.

Wielkie siły poziome wywołują osie odciążone, natomiast największe siły pionowe osie przeciążone; dlatego obydwie siły nie mogą występować równocześnie w swych największych wartościach.

Skibiński zaleca następujące postępowanie przy obliczaniu nawierzchni. Przekrój szyny przyjmować zużyty do dopuszczalnej granicy; należy wprowadzić obok normalnego obciążenia statycznego odpowiednie przeciążenie osi (dla toru dobrze utrzymanego 2 5 °/₀, dla toru zużytego 5 0 °/0 obciążenia normalnego), wreszcie uwzględnić wpływ siły poziomej, której wielkość można przyjąć mniej więcej równą wielkości przeciążenia pionowego. Uwzględniając wspólne działanie sił pionowych i poziomych, w ten sposób określonych, możemy dopuścić znacznie większe naprężenia, niż w innych konstrukcjach inżynierskich i doprowadzić naprężenie w chwili, gdy szyna powodu zupełnego zużycia ma być z toru usunięta, prawie do granicy roporcjonalności, a więc dojść, a nawet przekroczyć 3000 kg jem'¹.

Podkłady z żelaza zlewnego mogą być naprężone do 1600 kgjcm², zaś drewniane do 100 kg jem².

Dopuszczalne naprężenie żwirówki i wgłębienie podkładu można przyjąć podług Engessera:

*-ö ts

dla znamienia podłoża C — wgłębienie podkładu naprężenie żwirówki

3    8    30

0,50    0,25    0,10    cm

1,50    2,00    3,00    kgjcm².

IX. Układanie toru.

Î. Po wyrównaniu podtorza i po nadaniu mu przepisanego profilu stępuje dokładne wytyczenie osi toru podług’ kierunków i wysokości. W prostych wystarcza podanie punktów kierunkowych w odstępach co 100 m ; łuki tyczymy wraz z krzywemi przejściowemi, oznaczając ich początki i końce,

na-

oraz punkty pośrednie w odstępach 10 lub 20 w, zależnie od wielkości promienia.

Kołki wysokościowe umieszczamy na krawędzi podtorza w odstępach co 50 — 100 w, oraz w punktach załomów spadku, oznaczając początki, końce i środki łuków wyokrąglających.

2.    Dostawa materjałów nawierzchni. Przy budowie nowej linji kolejowej urządzamy w odstępach co kilka kilometrów place składowe, na które dowozimy szyny z drobnym materjałem, podkłady i ewentualnie żwir. W ten sposób dzielimy szlak kolei na odcinki, na których układanie toru rozpocząć można równocześnie. Z placów składowych dowozimy materjały do miejsca roboty wózkami roboczemi, uruchomionemi ręcznie lub siłą koni. Jeśli budowę toru rozpoczynamy od stacji kolei istniejącej, wówczas dowozimy materjały do miejsca roboty pociągiem, popychanym lokomotywą. Sposób ten konieczny jest także wtedy, gdy brak odpowiednich dróg utrudnia lub uniemożliwia transport materjałów na place składowe. Najkorzystniej rozpocząć budowę toru od wysypania warstwy żwiru na grubość do dolnej krawędzi podkładów, jednak sposób ten możliwy jest tylko, gdy mamy dostępne źródła żwiru wzdłuż linji i możemy je bez trudności eksploatować przy pomocy taczek lub wózków, albo też gdy budujemy drugi tor obok istniejącego. W zwykłych warunkach układamy tor na koronie podtorza, poczem dopiero dowozimy żwir pociągami.

3.    Układanie toru rozpoczynamy rozłożeniem podkładów w ustalonych odstępach przy pomocy łaty o długości szyny z oznaczonemi na niej odstępami osi podkładów. Na podkładach rozmieszczamy płyty podkładowe, a na nich

szyny, które dowozimy wózkami, a następnie przenosimy na miejsce ułożenia ręcznie, posługując się żelaznemi kleszczami. Ułożone szyny wiążemy łubkami, ściągając każdą parę łubków dwiema skrajnemi śrubami, znaczymy na szynach kredą położenie środków podkładów, podsuwamy podkłady na właściwe miejsce, sprawdzamy prostopadłe ułożenie styków i zakładamy w szparach stykowych blaszki lub deseczki celem ustalenia ich wielkości. Przy układaniu unikać rzucania szyn i żelaznych podkładów; łubki, płyty podkładowe i śruby oczyścić przed założeniem. Następuje przytwierdzenie szyn do podkładów najpierw w jednym toku, potem w drugim z zachowaniem dokładnej szerokości toru. Każdą szynę przytwierdza się, zaczynając od podkładów stykowych. Gwoździe wbija się w podkład młotem, śruby wkręca się kluczem. Dla śrub nawiercamy otwory świdrem o średnicy ²/₃ grubości śruby; dla gwoździ nawiercamy otwory tylko w podkładach twardych. Gwożdżenie toru wymaga wprawnych robotników; wadliwie wbite gwoździe wyciąga się z podkładu drągiem żelaznym z kozią łapką.

4. Po torze, z grubsza ułożonym, dowozimy żwir i podnosimy tor do projektowanego poziomu, podważając podkłady drągami lub podnosząc szynę wraz z podkładami przy użyciu lewarków. Następuje podbicie podkładów żwirem ; w ten sposób uzyskujemy ustalenie położenia toru ; staranne wykonanie tej czynności jest ważne. Podnosimy tor naraz na wysokość nie większą, niż 10—15 cm dla lepszego ubicia żwiru i dla uniknięcia wyginania szyn. Podbijanie podkładów uskuteczniamy podbijakami równocześnie z obu stron, wbijając żwir z boku pod podstawę podkładu. Wysokość toru sprawdza się zapomocą łaty z libel ą na kołkach wysokościowych, a między niemi na oko, lub przy użyciu krzyżów. Równocześnie sprawdza się równą wysokość obu toków w prostych. Przechyłkę toru w łukach uzyskuje się przez wyższe podbicie toku zewnętrznego i sprawdza zapomocą prawidła schodkowego.

Podczas podbijania przeprowadzamy regulowanie toru do położenia zgodnego z linją wytyczoną. Następnie zakładamy na stykach resztę śrub i dokręcamy kluczem naśrubki, dobijamy gwoździe i dokręcamy śruby, oraz usuwamy wkładki ze szpar stykowych.

Po przejściu pierwszych pociągów tor osiada się i musi być powtórnie podbity i uregulowany, a następnie jeszcze raz po upływie 1—2 miesięcy. Po ostatecznem podniesieniu i uregulowaniu toru dopełnia się żwiru do górnej krawędzi podkładów i nadaje żwirowce przepisany profil.

Roboty uboczne przy układaniu toru.

1.    Wykonanie zaciosów w podkładach drewnianych, jeśli szyna ma spoczywać na podkładzie wprost, lub za pośrednictwem płyt podkładowych równoległych. Zaciosy najlepiej wykonywać maszynowo na placach składowych ; na miejscu użycia wykonywa się je ręcznie przy użyciu ciesaka i prawidła, podającego odstęp i pochylenie zaciosów.

2.    W łukach powinny szyny być gięte odpowiednio do wymaganej

strzałki / = ——, gdy l jest długością szyny, a R promieniem łuku. Służą 8 R

Do

do tego osobne urządzenia, złożone z 3 walców, ustawionych tak, że szyna przeprowadzona między niemi, otrzymuje żądaną strzałkę. Wyginanie szyn przez obciążenie, bicie młotem, lub rzucanie jest niedopuszczalne. Nowe szyny są długie i sprężyste, więc mogą być układane bez poprzedniego gięcia, a potrzebną strzałkę osiąga się przy gwożdżeniu, wyginając szynę przy pomocy drąga.

3.    Skracanie szyn przeprowadza się na zimno przy użyciu piły. wiercenia dziur służy wiertarka ręczna.

4.    Wyposażenie szlaku stanowią następujące znaki:

a)    znaki kierunkowe, ustawiane na krawędzi podtorza w początkach i końcach łuków z podaniem promienia, długości łuku, przechyłki i poszerzenia toru:

b)    znaki spadkowe w punktach załomu spadku z podaniem długości i wielkości stykających się spadków;

c)    znaki odległościowe, ustawiane w odstępach co 100 m ;

d)    znaki wysokościowe, umieszczone na stałych punktach linji, jak np. przyczółki mostów itp.

X. Utrzymanie toru.

Tor powinien być stale i umiejętnie dozorowany, chroniony od uszkodzeń i utrzymywany w dobrym stanie. Uszkodzenia co rychlej naprawiać, a całość toru, lub jego poszczególne części wymieniać, gdy zużycie ich osiągnęło dozwoloną granicę. Stan toru zależy od stanu jego części składowych i od jednostajnego, a stałego ułożenia podkładów w podłożu.

Czynności, związane z utrzymaniem toru, są :

1. nadzór i ochrona toru; 2. naprawa toru drobna i główna; 3. odbudowa toru.

Wszystkie te roboty należy wykonywać bez przerwy ruchu i ile możności bez zwalniania biegu pociągów. Przeprowadza się więc je częściami, odpowiednio do czasu między pociągami. Potrzebne materjały i narzędzia przygotować i przeprowadzić robotę według ściśle ułożonego planu. Miejsce pracy osłonić w razie potrzeby sygnałami na zatrzymanie lub na wolną jazdę pociągu.

zawia-

Nadzór i ochrona toru. O stanie toru przekonać się można przez przejazd linji na lokomotywie, na platformie ostatniego wagonu, lub drezyną, albo też przez obchód pieszo. Strażnik obchodowy bada podczas obchodu stan toru i wszystko, co mogłoby zagrażać bezpieczeństwu ruchu, stara się usunąć sam, lub zagradza miejsce zagrożone sygnałami i damia sąsiednie stacje o niebezpiecznem uszkodzeniu toru. Bada gwoździe, śruby podkładowe i stykowe i ewentualnie dobija je, lub dokręca ; oczyszcza żłobki dla rąbka koła na przejazdach w poziomie, usuwa chwasty i poprawia źwirówkę, a w zimie zgarnia śnieg z szyn dla sprawdzenia stanu łączników.

W razie pęknięcia szyny zagradza miejsce pęknięcia sygnałami i daje znać torowemu, który przeprowadza wymianę szyny. W miarę możności podsuwa podkład pod pęknięcie i przybija do niego oba pęknięte końce, poczem może przepuścić pociąg z małą chyżością. Można również związać czasowo szynę pękniętą łubkami płaskiemi, rozpartemi szponą i klinem. Torowy dokonywa przeglądu swego odcinka codziennie. Nadzorca kolejowy (banmistrz) obchodzi przydzielony mu odcinek w okresach czasu, oznaczonych przepisami, przyczem bada stan toru, kontroluje czynności torowych i strażników, zarządza potrzebne roboty i sprawdza pomiar toru co do szerokości i wysokości, dokonany przez torowego. Pomiar toru należy przeprowadzać w odstępach czasu, określonych przepisami i dokonywują go po części strażnicy obchodowi (szerokość toru), a po części torowi (wysokość szyn).

Naprawa toru. Naprawę toru przeprowadzają na przydzielonych im odcinkach stałe partje robocze pod nadzorem torowych. Rozróżniamy naprawę drobną i główną. Naprawę drobną przeprowadza się doraźnie w miarę potrzeby, zaś główną na linjach z silnym ruchem corocznie; przy słabszym ruchu raz na 2—3 lat.

a)    Do naprawy drobnej należą: przebicie gwoździ lub wkręcenie śrub w inne miejsce, gdy szerokość toru ulega pod wpływem ruchu zmianie, przekraczającej dozwolone granice; podbicie osiadłych podkładów; regulowanie kierunków toru; regulowanie szpar stykowych; równanie wysadzin; dosypywanie i oczyszczanie żwirówki; wymiana poszczególnych podkładów, szyn i łączników.

b)    Do naprawy głównej zaliczamy podnoszenie i podbijanie toru na znaczniejszej długości, oraz obszerniejszą wymianę poszczególnych części składowych nawierzchni, przyczem obydwie czynności odbywają się zwykle równocześnie. Przed przystąpieniem do podnoszenia toru sprawdza się jego stan ogólny: stan żwiru, podkładów i łączników, wielkość szpar stykowych i ich wzajemne ułożenie, rozmieszczenie podkładów, szerokość toru, a na linjach dwutorowych odstęp torów. Ewentualne braki usuwa się ; zanieczyszczony żwir zastępuje świeżym, zepsute podkłady wymienia itp. Pojedyncza wymiana szyn i podkładów przestaje być celowa, gdy ilość już wymieniona dosięga połowy i wówczas przystępujemy do wymiany całkowitej. Na podstawie doświadczenia ustala się pewien okres czasu, po upływie którego trzeba przeprowadzić wymianę ciągłą podkładów ; niekiedy przyśpieszenie tej wymiany wywołują inne okoliczności, jak np. zmiana typu podkładów przy ogólnem wzmacnianiu toru itp. Wymianę szyn przeprowadza się stopniowo przez dłuższy okres czasu, wybierając najpierw odcinki, gdzie jest najpilniejsza. Z wymianą szyn łączy się zazwyczaj wymianę podkładów. Przy podkładach miękkich, trwających stosunkowo krótko, nie trudno utrafić porę odpowiednią do równoczesnej wymiany, jednak robimy to zazwyczaj i przy podkładach dębowych, tem więcej, że usunięte zdrowe jeszcze podkłady mogą być z korzyścią użyte do wymiany pojedynczej, lub dla torów stacyjnych. Przy równoczesnej wymianie szyn i podkładów należy odnowić zupełnie żwirówkę i w ten sposób ciągła wymiana szyn pociąga za sobą zwykle całkowitą odbudowę toru.

wzruszamy, usuwamy

Odbudowa toru. a) Jeśli przerwy między pociągami są dłuższe — 2 do 3 godzin — wymieniamy jednocześnie całość toru. Odkrywamy podkłady na przestrzeni około 100 m, odejmujemy łubki, wyciągamy gwoździe i śruby, zdejmujemy szyny i usuwamy podkłady. Żwirówkę jej części nieprzydatne i resztę wyrównywamy do poziomu nieco niższego, niż poziom dolnej podstawy podkładów. Dalsza czynność, jak przy budowie nowego toru.

b) Drugi sposób polega na przygotowaniu obok toru gotowych ogniw toru, tj. par szyn, przytwierdzonych do podkładów, które układa się nad rowem w przekopie, lub nad skarpą nasypu. Można też przygotowywać te ogniwa na torze w czasie między pociągami i przesuwać na wałkach na pomosty. Po odkryciu podkładów i po usunięciu starego toru spulchnia się, oczyszcza i uzupełnia źwirówkę, a następnie wsuwa się gotowe ogniwa i wiąże z poprzedniemi. Sposób ten, gorszy od poprzedniego, nadaje się przy mniejszych odstępach czasu między pociągami.

c) Trzeci sposób, używany w przypadkach silnego ruchu, gdy oba poprzednie nie mogą być zastosowane, polega na wymianie szyn z pozostawieniem starych podkładów, które następnie wymienia się stopniowo ze żwirówką.

Praca na torze trwa cały rok. Gdy nadchodzi pora topnienia śniegu, należy ułatwić odpływ wody przez oczyszczenie rowów, podbić miejsca osiadłe, sprawdzić i ewentualnie poprawić szerokość toru, uregulować jego ułożenie w prostych i w łukach, a wreszcie przeprowadzić wymianę pojedynczą szyn, podkładów i łączników. Okres letni właściwy do przeprowadzenia naprawy ciągłej, przy której należy odkryć wszystkie podkłady, oczyścić i uzupełnić żwir, wymienić uszkodzone części nawierzchni, sprawdzić i uregulować tor i styki, podkłady podbić, zasypać żwirem i uporządkować cały przekrój poprzeczny. W razie potrzeby przeprowadza się równocześnie całkowitą wymianę podkładów, żwiru lub szyn, albo zupełną odbudowę toru. Jesienią należy tor doprowadzić do zupełnego porządku i powierzchnię żwirówki starannie wyrównać, by uniknąć zbiorników dla wody i śniegu. W zimie ogranicza się roboty na torze do potrzeb koniecznych, a więc wymienia się pęknięte, lub uszkodzone szyny i łączniki, równa się wysadziny, oczyszcza tor ze śniegu, oraz reguluje się szerokość toru.

Ochrona toru przed zawianiem. Na zawianie śniegiem narażone są odcinki trasy, leżące w wysokości terenu, korony wysokich nasypów i płytkie przekopy, jeśli wiatry mają kierunek zbliżony do prostopadłego do osi toru. Już przy projektowaniu kolei należy z uwagi na zawieje śnieżne unikać układania niwelety w wysokości terenu, lub w płytkim przekopie. Nasypy o wysokości 0,7—1,0 m nie doznają zawiania.

Urządzenia zapobiegawcze przeciw zawianiu (por. też Część I Podręcznika, str. 106):

o kilka-

a) Przenoszące śnieg poza tor; tu należą: podniesienie toru do potrzebnej wysokości; spłaszczenie skarp przekopu; osobne budowle, zwiększające chyżość wiatru nad torem.

na ta

Jeśli niweleta toru leży w poziomie terenu, może podniesienie jej dziesiąt cm wyżej okazać się tańsze, niż inne urządzenia ochronne. Spłaszczenie skarp przekopu możliwe tylko przy bardzo płytkim przekopie i nich gruntach. Nachylenie skarp trzeba obierać 1 : 10. Do budowli, zwiększa» jących chyżość wiatru nad torem, należą pochyłe dachy na skarpach przekopu pomysłu Hovie’go i piramidy Rudnickiego.

wiedni

ft) Zatrzymujące śnieg przed torem. Tu należą: pasy zalesione, mury, parkany lub płoty; wałki ziemne; rozszerzenie przekopów i zasłony ruchome. Pasy zalesione otrzymać powinny szerokość 12 — 15 m i odpo-rodzaj drzew (lepsze szpilkowe). Mury stosujemy wówczas, gdy mamy kamień pod ręką, zresztą stawiamy parkany ze starych podkładów, z desek między podkładami, albo płoty grodzone z łoziny. Zaleca się sadzenie krzaków koło parkanu, gdyż po paru latach wyrosną i pozwolą na usunięcie zniszczonego parkanu. Wysokość zasłony zależy od głębokości przekopu i od wielkości spodziewanych zasp, a te znów zależą od miejscowych stosunków klimatycznych i od wielkości otwartej przestrzeni przed torem. Nad głębokim przekopem ustawiamy parkany na krawędzi przekopu ; przy płytkich przekopach należy odsunąć się od tej krawędzi. Przy bardzo silnych zawiejach dobrze użyć podwójnych parkanów, z których jeden ustawiamy tuż nad przekopem, a drugi odsunięty. Wtedy wysokość parkanu może być mniejsza. W przejściach z przekopu do nasypu zachodzi obawa

zasypania wlotu do przekopu. W tych punktach dobrze jest ustawić kolisto drugi parkan (fig. 211) i przedłużyć go nieco w stronę przekopu. Potrzebną wysokość parkanu najlepiej ustalić doświadczalnie. Wałki ziemne odpowiednie tam, gdzie mamy nadmiar materjału ziemnego użyć na odkłady. Rozszerzenie przekopu stanowi dobrą ochronę przed zawianiem, sposób

ten można jednak stosować tylko pod-r    czas budowy, gdy brakuje materjału na

rrTnfńyfmy^,,^--    nasyp. Zasłony ruchome składają

■.....i................'.a^^SnïïîlîIIIÏIïïüïïIIïïIiilliii się z oddzielnych tablic o długości

— 2,5—3,0 jw, a wysokości 1,5—2,0 m,

zbitych z łat na podobieństwo sztachet. ' y /    Ustawia się je pionowo i przywiązuje

Fig. 211.

do kołów, wbitych w ziemię, albo pochyło i podpiera kołem z tyłu. Nie wymagają one zakupna gruntów, gdyż wystarczy dzierżawa na okresjzimowy ; są jedyne tam, gdzie z powodu zmiennego kierunku wiatrów zasłony stałe nie odpowiedziałyby celowi, a wreszcie dają się podnosić w miarę narastania zaspy.

przepro-określenie cen

Koszta utrzymania toru zależą od ustroju toru i jego stanu (nowy, czy stary), od wielkości ruchu, od rodzaju i położenia podtorza, oraz w wysokim stopniu od dobroci żwirówki. Roboty około utrzymania toru wadza się ogólnie systemem dniówkowym, gdyż należyte akordowych jest bardzo trudne wobec różnorodnych stosunków na poszczególnych przestrzeniach i wobec wpływu chwilowych warunków atmosferycznych, a nadto braku gwarancji starannego wykonania. Dla przeciętnych stosunków można określić potrzebną ilość dniówek roboczych na rok i 1 km toru wzorem

D = a 30 j/u,

przyczem n oznacza ilość pociągów na dobę, zaś a jest liczbą, zależną od jakości podłoża i żwirówki. Waha ona od 50 do 100. Dla kolei Warszawsko-Wiedeńskiej dla toru z szyn o ciężarze 31,4 kg\m b. podaje prof. Wasiutyński wzór: D — 200 -f- 40 j/n. — Ilość ta dla toru z szyn o ciężarze 38 kglm b. spada o 25%, za® dla linij dwutorowych o 20% wobec jednotorowych. Tory stacyjne wymagają zaledwie ¹/₄ części robocizny, potrzebnej przy torach na szlaku. Wymiana ciągła podkładów wymaga 190—470, zaś wymiana szyn i podkładów 280—660 dniówek na 1 km toru.

LITERATURA.

Krüger: Nawierzchnia dróg żelaznych. 1923.

Skibiński: Teorja wytrzymałości nawierzchni kolejowej. 1906.

Skibiński: O wytrzymałości toru kolejowego. 1921.

Wasiutyński Drogi żelazne, lwio.

Wątorek: Nawierzchnia poprzeczna pod działaniem sił pionowych. 1908.

Wat orek: Budowa kolei żelaznych. Tom I. 1924.

Die Eisenbahntechnik der Gegenwart. II. Band, 2. Abschn. 1908, i III. Band, 1. Hälfte. 1901.

Esselborn: Lehrbuch des Tiefbaues. I. Band. 1922.

Förster: Taschenbuch für Bauingenieure. 4. Auflage. 1921.

Handbuch der Ingenieurwissenschaften. V. Teil. II. Band. 1906.

Bö 11: Enzyklopädie des Kisenbahnwesens. 2. Auflage. 1912—1923.

Schau: Der Eisenbahnbau. 1914 i 1919.

Skibiński: Über Söhienenstoßverbindungen. 1913.

Skibiński: Theoretische Untersuchung der Schienenstoßverbindung. 1913. Zimmermann: Die Berechnung des Eisenbahnoberbaues. 1888.

Połączenia torów.

I. Rozjazdy i skrzyżowania.

A. Część teoretyczna.

Rozjazdy dozwalają na przeprowadzanie poszczególnych pojazdów i całych pociągów z jednego toru na drugi bez przerwy jazdy.

Rozróżniamy rozjazdy proste i łukowe.

Każdy rozjazd składa się z trzech części: ze zwrotnicy, z krzy-żownicy i z torów łączących te dwa elementy.

Rozjazd prosty (fig. 212). Z prostego toru zasadniczego A P następuje odgałęzienie toru bocznego A Q, zwanego torem zwrotnym. Część AD zowiemy zwrotnicą; składa się ona z dwóch iglic i dwóch opornic. Opornica zewnętrzna A ' E' i iglica wewnętrzna I"D", należące do toru zasadniczego, są zawsze proste ; iglica zewnętrzna 1' D ' i opornica wewnętrzna A" E", należące do toru zwrotnego, mogą być proste albo zakrzywione. Rozpory r, łączące obie iglice i cięgiel w, prowadzący do przyrządu zwrotniczego Z, stanowią dopełnienie ustroju zwrotnicy.

Styk opornic A, wysunięty o wymiar w przed ostrza iglic 7, stanowi początek rozjazdu. Punkty D' i D" zwiemy osadą iglicy.

W punkcie G, odległym o długość p od matematycznego punktu skrzyżowania K, przechodzi łuk toru zwrotnego w prostą skrzyżowania G Q, w której znajduje się krzyżownica HB'C. Prosta skrzyżowania składa się z części przed skrzyżowaniem G' K, w której zawarta jest przednia prosta krzyżownicy HK— k', z tylnej prostej krzyżownicy KB’ = K C = k" i z prostej poza krzyżownica BP~q', względnie C Q — q". Punkty P i Q stanowią zakończenie rozjazdu. Obustronne kierownice k zabezpieczają pociąg od wykolejenia podczas przejazdu przez krzyżownicę. Przecięcie się przedłużonej prostej osi toru zwrotnego z osią toru zasadniczego nazywamy środkiem rozjazdu S.

Kąt i, zawarty między prostemi osiami obydwu torów, nazywamy kątem skrzyżowania rozjazdu i podajemy go albo w stopniach, albo też jako stosunek skrzyżowania, pisząc styczną tego kąta w postaci ułamka właściwego lub dziesiętnego.

Kąt skrzyżowania t, promień łuku toru zwrotnego p i przednia prosta skrzyżowania p pozostają we wzajemnej zależności, a mianowicie wartość promienia p rośnie ze zmniejszaniem się kąta x i prostej p. Długość prostej p wynosi zazwyczaj 2,5 —3,0 m ; w nowszych rozjazdach z większemi kątami skrzyżowania spada prawie do wartości k’ (zazwyczaj nie poniżej 1 m).

Wielkość promienia łuku toru zwrotnego obierać należy odpowiednio do typu kolei i do ważności rozjazdu. Rozjazdy kolei głównych, po których przejeżdżają całe pociągi, nie powinny otrzymywać promieni mniejszych niż 180 m. Rozjazdy wjazdowe i wyjazdowe w torach głównych, po których jazda odbywa się po torze zwrotnym, otrzymywać powinny większe promienie — 300 do 500 m — jeżeli nie chcemy zmniejszać chyżośći jazdy. Wogóle należy układy torów stacyjnych tak projektować, by szybkie pociągi nie przejeżdżały po torach zwrotnych rozjazdów. Rozjazdy na torach bocznych, po których nie jeżdżą całe pociągi, mogą otrzymać promienie do

•>

a i__ e vy

■O'

' -.b

Lg C,

Z Û ’ IJ¹ <=-■ . TiV

c:

;c

Q"'

Fig. 212.

P'

a na rozjazdach, przejeżdżanych przez same lokomotywy o rozstawie osi najwyżej 4,5 m (lokomotywy stacyjne), może ten promień spaść do 100 Rozjazdy kolei podrzędnych i wąskotorowych otrzymują promienie odpowiednio mniejsze.

140

m,

m.

Stosunek skrzyżowania rozjazdów kolei głównych 1:8 do 1:12 (kąty skrzyżowania 4° 34' 20” do 7° V 30”). Najczęściej 1 : 9 i 1 : 10. Według P. P. M. powinny rozjazdy kolei głównych, po których przechodzą zorganizowane pociągi po torze zwrotnym, otrzymać stosunek skrzyżowania nie większy niż 1:10 (r = 5° 42' 38”). Na kolejach lokalnych dochodzi ten stosunek do 1:6 (t = 9° 28'), a na wąskotorowych jeszcze wyżej.

Na planach stacyjnych oznaczamy tory i rozjazdy linjami osiowemi. W ta-kiem przedstawieniu będzie rozjazd zupełnie określony, jeśli podamy jego początek, środek i koniec, oraz koniec krzyżownicy i wielkość kąta skrzyżowania. Otrzymamy w ten sposób schemat rozjazdu prostego (fig. 212).

Zależnie od strony, w którą zbacza tor zwrotny, rozróżniamy rozjazdy prawo- i lewozwrotne.

Rozjazd łukowy różni się od prostego tylko tern, że tor zasadniczy jest również zakrzywiony z wyjątkiem partji zwrotnicy A D, która pozostaje

/    /i\

' / ! \

/ïrté-

SI

»...... -»J <P~ß

-^,4r

■MĄ A'

Fig. 214.

/    v'<k ^2 '    A'"

«O'*

Fig. 213.

niezmieniona, i prostej skrzyżowania, która znajdować się musi i w torze zasadniczym.

Jeśli krzywizny obu torów są zgodnie skierowane, otrzymujemy rozjazd łukowy jednostronny (fig. 217); w przypadku krzywizn odwrotnych powstaje rozj azd łukowy dwustronny (fig. 218). Szczególny przypadek rozjazdu łukowego dwustronnego stanowi rozjazd symetryczny (fig. 219), w którym wszystkie elementy rozjazdu są symetrycznie ułożone względem przedłużonej osi toru prostego, poprzedzającego rozjazd. Rozjazd taki można urobić tylko przy użyciu zwrotnicy z prostemi iglicami i opornicami. Rozjazdy z zakrzywionemi iglicami, w których promienie obu torów są jednakowe, zwane powszechnie symetrycznemi, nie są niemi w ścisłem tego słowa znaczeniu.

Rozjazdy łukowe znajdują zastosowanie przy drogach zwrotniczych i przy połączeniach torów łukowych.

Odgałęzienie z toru łukowego przy zastosowaniu rozjazdu prostego: w tor łukowy wkłada się prostą i łączy ją z nim zapomocą łuków o mniejszym promieniu (fig. 213). Długość jej wynosi: ‘ż e = a b -\- l -\- l-i-

Długość lx obieramy zazwyczaj równą wymiarowi q' danego rozjazdu, chociaż może być ona mniejszą, a nawet równą zeru. Długość prostej l według N. Z. ma wynosić conajmniej 6 wi, jeśli odgałęzienie następuje w odwrotną stronę; przy odgałęzieniu w tę samą stronę zaleca się włączenie

prostej 6 m długiej, jeśli promień łuku poprzedzającego rozjazd wynosi mniej niż 500 m. Z rysunku (fig. 213) otrzymujemy:

-ł

-5 v — e tang ;

r tang

T=R tang-|-;

L = R arc cp.

Zastosowanie rozjazdu prostego wymaga zazwyczaj dość znacznego przesunięcia osi toru v, niezawsze możliwego, a przerwa w ciągłości krzywizny powoduje zaburzenia w jeździe. Przy promieniach R <700 m wypadają promienie łuków r zbyt małe.

Korzystniejszy jest rozjazd łukowy, którego włożenie wymaga ułożenia dwóch prostych, zawierających kąt 180 — ß, i połączenia ich obustronnego łukami o mniejszych promieniach (fig. 214). Długości prostych / i j. w. ; rachunek jednak upraszcza się znacznie, jeśli przyjmiemy D T— T _Dl5 czyli e — l -j- a' — b -f- lx.

Wtedy:

• 'f

e cos

--r sin-C-

2 2

sin

P    cp    B

; v = R — r cos --(R — r) cos --e sin — ;

r tang ^ ^ ^ ; T = R tang —■ ; L = R arc cp.

Ilość v określa odstęp wierzchołka Tłuku toru zasadniczego rozjazdu od łuku pierwotnego. Faktyczna wielkość przesunięcia toru:

3    8

V—v-f-ro tang — tang

przyczem r₀ jest promieniem łuku toru zasadniczego rozjazdu. W trudnych przypadkach można uzyskać zwiększenie kąta nachylenia prostych DT i TD1 przez zwrócenie toru zasadniczego rozjazdu w kierunku na odgałęzienie. Wówczas kąt ten wyniesie t przy zastosowaniu rozjazdu prostego, a t + ß przy rozjeździe łukowym jedno- względnie dwustronnym. Przesunięty tor główny otrzyma na długości rozjazdu łuk o małym promieniu łuku toru zwrotnego. Zupełną ciągłość łuku toru głównego w obrębie rozjazdu osiągniemy, przeprowadzając łuk przez zwrotnicę i krzyżownicę, które w tym wypadku otrzymują odmienne ukształtowanie. Sposób ten zastosowano w nowszych czasach na kolejach pruskich przy użyciu iglic sprężystych i krzyżownic z zakrzywioną krawędzią toru zasadniczego.

Dla stosunku skrzyżowania .■ j 1:10 wykonano odgałęzienia . j dla promienia toru zasadniczego J i J <ó 500, 750 i 1000 m z krzywi- ¹⁰ " : znami toru zwrotnego 170, 190    ,    ,

i 250 m. Podobnie wykonano    A '~ ~

takie odgałęzienia dla stosunku    ■■*"**«; *;~

skrzyżowania 1 : 14 przy promieniach 500 i 750 m w torze zasadniczym oraz 250 i 300 m w torze zwrotnym.

Obliczenie rozjazdów. 1. Zwrotnica. Rozróżniamy trzy rodzaje zwrotnic :

a) Iglica i opornica, należące do toru zwrotnego, są zakrzywione (fig. 215). Koniec iglicy nie przebiega stycznie do opornicy, bo wypadłby zbyt słaby i wymagałby zbyt długiej obróbki. Kąt oj obieramy w granicach od 0° 30' do 0° 50'. Na wymiar gz składa się szerokość żłobka

to J..

fi;

P"

Fig. 215.

fo[ k

: E"

między iglicą i opornicą i szerokość główki iglicy. Praktycznie najmniejsze wymiary żłobka wynoszą: dla kolei normalnotorowych 52 mm ; dla szerokości toru 1,0 m do 44 mm ; dla szerokości toru 0,75 m do 42 mm. Wymiar g z wynosi 108—125 mm dla kolei normalnotorowych, a 75—90 mm dla wąskotorowych.

Zw. obiera się g z, to i pi, a oblicza kąt y na osadzie i długość rzutu iglicy i z wzorów

cos y = cos to

o T+ w • T~ ⁴⁰

pi

i — 2 pi cos --— sm ——.

2 2

Ezeczywista długość iglicy : i' — pi arc (j — to).

Znalezioną wartość dla i zaokrąglimy i wyrachujemy zmienione ge z wzoru

gz = 2 pi sin - -

Y + to . y — c* sin

Celem otrzymania krótkiej iglicy i wielkiego kąta y obieramy małe wartości promienia pi. Dla kolei głównych 180 — 300 ot ; dla lokalnych normalnotorowych 100—200 m, dla szerokości toru 1,0 m od 60 do 100'ot; dla szerokości toru 0,75 ot od 40 do 70 m ; dla tramwajów 12—50 m. Na kolejach głównych długość iglicy 4,6—6,0 w; na lokalnych i podrzędnych schodzi do 3,0 w i niżej. Kąt y otrzymuje wartość 1°40' do 2° 15'.

Dla obliczenia długości obrobienia iglicy potrzebne są długości:

i!

2 pi

£ = pi sin tu ; Y]

Długość obróbki iglicy I'L — "jAl pi (bi -f- Y]) — £.

Położenie iglicy prostej w torze zasadniczym i zakrzywionej opornicy wewnętrznej zależy od poszerzenia w łuku toru zwrotnego rozjazdu, które wynosi zw. 12—25 mm zależnie od wielkości promienia. Na zwrotnicy z iglicą zakrzywioną należy to poszerzenie zachować, jednak na ostrzu iglicy, gdzie tor jest już prosty, nie może ono przekroczyć 10 mm. Wobec tego opornica wewnętrzna ma przebieg nieregularny (fig. 215). Między punktami E" i L" wygięta, jest w łuk o promieniu p₀ — pi — s — e (gdzie e — wielkość poszerzenia) ; na partji zetknięcia z obrobioną iglicą L”l" będzie prosta, ułożona tak, by w punkcie 1" poszerzenie toru nie przekraczało 10 mm. Od punktu /'' wstecz zagubimy to poszerzenie na długości jednej szyny, zaś wprzód na długości iglicy prostej. Z figury 215 otrzymujemy:

Y]! = e — Y] ; ^ = £ ; I"L" = V 2 p₀ (bi — yjO — & ; Qw = gz-f

— s.

cos y

fc) Iglicaiopornica, należące do toru zwrotnego, są proste (fig. 216). Kąt to na ostrzu iglicy równa się tu kątowi y na osadzie i dlatego musi być mały: 1° 10' do 1°50\

Dla ustalonego gz otrzymujemy :

długość rzutu iglicy : długość iglicy:

i = gz cotang y, i' — gz cosec y,

bi

długość obrobioną iglicy : l’ L =-i'.

Obie iglice są symetrycznie odwrotne, jednakowej długości.

Wobec prostych iglic jest poszerzenie toru zbyteczne, jednak celem ułatwienia przejścia do łuku toru zwrotnego rozjazdu wprowadzamy na zwrotnicy poszerzenie, nie przekraczające 10 mm. O wymiar e tegoż przesuwamy wewnętrzną opornicę wraz z iglicą toru zasadniczego, otrzymując : gw = gz-e. Poszerzenie e zagubimy wprzód i wstecz na długości jednej szyny.

c) Iglica zewnętrzna częścią prosta, częścią zakrzywiona. Prostą wykonujemy obrobioną część iglicy celem ułatwienia obróbki, resztę

długości zakrzywiamy łukiem, który z powodu krótkości może otrzymać promienie mniejsze, niż podane pod a). Zastosowanie ^takich zwrotnic ograniczone, bo załom przy V silniejszy, a y mniejsze, niż przy iglicach zakrzywionych.

2.Eozjazd prosty(fig.212).

W kolanie krzyżownicy wykonywamy najmniejszą dopuszczalną szerokość żłobka /•, aby możliwie skrócić przerwę toku między kolanem, a ostrzem dzióba. Stosowane wymiary żłobka v są : na kolejach normalnotorowych 46 mm; na kolejach o szerokości toru 1,0 m — 39 mm ; przy szerokości toru 0,75 m — 37 mm.

Wymiary krzyżownicy lanej : k' — v cotang t -f- (0,20—0,35 m),

k" = (b -f- b') cotang t,

przyczem b oznacza szerokość główki, b' szerokość stopki szyny.

Dla znaku mniejszości zajdzie potrzeba ścięcia stopek szyn, przytykających do końca dzióba.

Z rzutu linji D' G'K na kierunek prostopadły do osi toru zasadniczego otrzymamy :

a⁻'¹*“"“ .........

A" J" r

it

Fig. 216.

■b:

ir r

s — g z = pz (cos y — cos x) -f- p sin t.

Zazwyczaj przyjmujemy pz ip, a obliczamy t. Podstawiając : tang <p ==• ,

otrzymamy : sin (<p — x)

pz cos y — (s — g z)

cos «p.

r?

Po zaokrągleniu kąta x względnie stosunku skrzyżowania obliczymy zmienione p z wzoru:

(s — gz) — 2 pz sin ^ T

• T — T sm 2"

sin x

Tok wewnętrzny toru zwrotnego urobimy najłatwiej, stosując stałe poszerzenie toru e. Promień zakrzywienia tego toku wynosi wówczas : pw — pz — s — e. Ponieważ w punkcie G" powinna być dochowana normalna szerokość s, tok wewnętrzny otrzyma w tym punkcie załom i przejdzie wstecz stycznie do położenia poszerzonego. Długość tej stycznej w przybliżeniu:

L G r = "^2 p«j a

a kąt odchylenia od prostej skrzyżowania:

toru

-I/Ü.

r pw

tang o

Jeśli poszerzenie toru w zwrotnicy jest mniejsze, niż w torze zwrotnym rozjazdu, wówczas przejście z punktu E" do toku wewnętrznego toru zwrotnego uskutecznimy podobnie zapomocą stycznej, której długość i kąt odchylenia wyznaczymy dla różnicy obu poszerzeń.

Długości toków : D' H — pz arc (x — y) p — k'.

Lo — ^pz cos    sin ——— -j-jp cosx —

u    L

E" G" = pw arc (x — y — o) — (.? -|- e) tang y -)- L G." Wymiary schematu (fig. 212) : a — w -f- i -j- L₀ -f- k'--cotang

— cotang y + k”.

D” H =

k'.

Iglice zakrzywione zapewniają łagodny wjazd na zwrotnicę wobec małego kąta co ; posiadają większy kąt y na osadzie, umożliwiający zwiększenie kąta skrzyżowania t, a więc skrócenie rozjazdu, albo zwiększenie promienia krzywizny toru zwrotnego ; ułatwiają konstrukcję skupień i rozjazdów angielskich. Iglice proste są łatwiejsze w wykonaniu, więc tańsze; symetryczność obu iglic pozwala na stosowanie tych samych iglic dla rozjazdów prawo- i lewozwrotnych ; łatwe jest ułożenie prostej opornicy wewnętrznej. Zatem zwrotnice z prostemi iglicami stosujemy dla takich rozjazdów, przez które albo całe pociągi nie przechodzą, albo jadą z niewielką chyżością, więc na kolejach podrzędnych lub na bocznych torach kolei

-t/3

g:

a /r-"" ‘ •'••-fg,

'G,

P'

‘ -

A" /•-

j« - a"

:■

°'y X5

Fig. 217.

głównych; natomiast ważniejsze rozjazdy kolei głównych i rozjazdy angielskie otrzymują zwrotnice z iglicami zakrzywionemi.

3. Rozjazd łukowy jednostronny (fig. 217). Dla danej zwrotnicy, kąta skrzyżowania x i znanej lub obranej długości toku D"H — Lo otrzymamy dla toru zasadniczego równanie

Lo

arc ß -j- p' — k'.

Z trzech ilości niewiadomych — r, ß i p' — obierzemy dwie i obliczymy trzecią.

Zw. obierzemy promień r i długość prostej p' (podług tych samych zasad, co długość prostej p w rozjeździe prostym), a obrachujemy kąt ß z wzoru

Lo — p' + k'

arc ß

.9

r--r-

Gdyby kąt ß był dany warunkami zadania, obrachujemy promień r, otrzymaną wartość zaokrąglimy na mniejszą liczbę i obliczymy zmienione pf.

W celu wyznaczenia niewiadomych pz i p" w torze zwrotnym wykonamy rzut linji D'G'₂ K G^' D" na kierunek E'E" i na kierunek prostopadły do E'E" ; z otrzymanych w ten sposób dwóch równań wyznaczymy obie niewiadome

sin --(s — g z) cos (t + ß) Ą-p' sin x

2 sin²

p" =

(.s — g z) cos

»lnT+P-f

Gdyby dla oz wypadła wartość za mała, trzeba albo r zwiększyć (czyli ß zmniejszyć), albo zmniejszyć x. Obliczone pg zaokrąglamy na mniejszą liczbę 'pg', a wtedy przy 2)'powstanie prosta o długości

A = (pa — p«') tang

i o tę samą długość zwiększy się prosta p".

Długość toków :

D" H — Lo.

w-\-i+(r + yj arc ß + p’ + le" + q'

D'H = pz arc (x -J- ß — y) -j-p" — k'

A" Q" = w -)- i' -f- (p^ — s) arc (t —J— ß — y) — s sin y -f- p" -f- k" -(- q". Wymiary schematu (fig. 217) :

a’ — w -f- i -j- T tang y,

A’ P' =

a" = a'— {t)

sin x

sin (x Ą- ß)’

T^otengY + *" -(f) n +

S    Z    ß

przyczem (t) = — cotang —--r tang —--p'.

à — r tang y + {p’ + k"),

W powyższych rachunkach pominięto poszerzenie toru, co niema praktycznego wpływu na wynik. Przeprowadzenie poszerzenia toru w torze zasadniczym i w zwrotnym, jak przy rozjeździe prostym.

p-

• r.

G,

À * "

A": J’\

G,

4-

f/g

g;'

.9

-- X

A"

s—

Aor

•« . ..£ÿ'

p"

T-

-TP

Fig. 218.

rc~

Fig. 219.

4. Eozjazd łukowy dwustronny (fig. 218). Ważne są wszystkie wzory, ustawione dla rozjazdu łukowego jednostronnego, jeśli w nich wsta-

wimy |r + yj

zamiast

[r — yj, oraz (x — ß), wzgl. |x — yj, zamiast (x -f ß),

wzgl. |x -f- yj.

5. Eozjazd symetryczny (fig. 219). Dla danego, wzgl. obranego stosownie D'H — D"H = L₀ , otrzymujemy :

Lo — rz arc

Drugie równanie otrzymamy z rzutu linji D'G₂' K na kierunek D'D"

_L_

¹yJ + (r-n

s~9

Vg cos

cos

Z tych równań: rz

{Lo -f W) sin y

*J~9

arc

T ^ sin --2 sin —j

2    2    4

sin

4

13'

67

°7

P*

proste.

fd

»•d

ta

c3

•<s>

t4

c3

•rH

pO

cS

(JU

Kąt skrzyżowania

Stosunek

skrzyżowa

nia

Szero

kość

toru

L.p.

QO

27,900

20,200

1,700

009

3° 48'51"

1:15

22,800

20,000

17,678

16,076

15,141

14,475

12,875

9,111

7,981

6,222

5,341

11,500

11,500

9,429

9,433 .

8,180

8,689

7,929

7,334

7,139

4,855

4,948

18,896

17,519

16,121

15,593

13,954

10,626

9,480

6,236

5,629

1,700

2,871

2,670

3,429

2,588

2,312

1,012

0,874

1,272

0,814

500

4° 23'55"

1:13

400

300

240

200,7

190

150

105

80

50

40

230

230

190

190

150

OO

oo

CO

OO

^    ^ ^    ® O.

iGiG^iG^ęGCOCGCO

1° 57' 45"

1° 57'45"

2° 8' 48"

2°10'30"

iiOT i8S oS

1° 30' 27"

1° 30'27"

u9 j8t oT

jj9 ł£f oX

40'

40'

43'47"

0,119

0,119

0,118

0,124

0,120

0,100

0,100

0,090

0,090

„6? ,Sfot

5° 11' 40"

5° 42' 38 '

o9

6° 20'25"

u08 iL oL

7° T 30"

iL 08

8° 7' 48"

9° 27' 44'

1 :12

1 :11

1:10

'Bui'BinJon

1000

1000

10

750

11

750

12

GO G0 © 50

05 TH t>. 00

^NH^OrjiHO

oo «L o *> ^    ^

'S xG xS iS

t-H r-( tH rllOWXCOlNOH COOCOOCO-^(M<M l>^ GO^ ^ 00^ (M^ 'S 'S iG CO

rH rH tH tH

s«

■^©00©©©©© Nrt©O5iQC0^© <M^ ©^ ©^    1>^ ©^ ©^ ©^

o' cT o' cT

t-H rH 1—1 rH

»OCOCO©©(MOt>-C0OC5C005C0HH »O^ ^ ©^ ©^ O^ ©^    r-^

G0 !>* ©~ t>* ©* rjT rjT r*T

I> N O UÎ

rH ©    © Hfl <M <N <N ©

TfliOiQCÜlMCOaiO

®l *1    *1 ö^- co^

CG ef ©T of **

tH tH rH tH

CONHt^iOGOCO® -*1>*<N©©©1>-1>-CO^CO^C^r-^CM^r-^CO^CO^ ©T r-T C<I ©

T—< rH t—I rH

i-ł©©'^(M(M^I©

GOîûîÛN^iOh*!»

GO^t-^t-^t^C^^O^©

cocgcocgSoï'S'S

rH rH rr

COCO©I>iOGO©l>

©©3©r-t©lrH©©

H    ©^    CO^    ©^    ©J^ ©^ ©^ ©^

CO    -rH    (M    ©

▼H    rH    rH    rH

r*

HM

Ö«

rj CO-^iOiO©^©^

M X(NCl50Xh(Nh

o ©q'©a'©T©r©'©'cT©'

3    *mC0©©<N©t*G0

I>    O    IM    OÏ    iO    N    CO    t>

d    ^    l>    O,    ^    T-^    t-^    ©^

M    ©i'    CO*    r-T    r-T    t-T    t-T    t-T

n3

tsj

©^ ©^ ©^ ©^ ©^ ©^

« CO'co'co'co'-rH'T-TcT«©'

©^ © ©^ ©^ ©^ ©^

** co co CO CO* H* H o' o'

0Q

©Ś

ö OCOlOOO'ICOH ^UiOiWCQNCOlN

C3

Q-

rö 0^ ^ ©^    ^ ©^ 00. <M^

GcT igT ©T cT GO* ©T ^T eo' HCOOOI>?ÜO^ <D ©<l T—( rH tH

rO

dwu

340,985

298,963

323,111

236,686

160,210

338,263

118,565

146,923

o3

a)

1° 12' 1,6" 1° 5' 53" 1° 27'53" 2°11'54" 1° 57' 50" 3°56' 4" 2°6'14" 4°12'56"

b)

1° 5'46" 1°19'23" 2° 8'54" 1° 39'59" 1°57'27" 3° 54'30" 2°5'46" 4° 11' 3"

800

800

009

400

300

150

200

100

800

009

400

400

300

150

200

150

Stoaunek

skrzyżowa

nia

o o o

tH rH T—i

GO GO GO GO

1 :10

kąt 6°

1:9

Szero

kość

toru

!>•

iO    »f5    iO    iO    O    O    O O

COCOCQCQOOlQO

^    ^    ^    o    o

rH    -T—I    tH    tH    T—I    tH »0x0*0 0©©©© COCOCOCOOOOlO

tH rH rH tH tH t-i

L. p.

tH(MCOt^OCOO»CO

HfMCO^iGîONX

s — ff

arc

+ Ï • T — T

* Sin

T T - T    o - ^ + Y . T — Y

arc ——- sin —--2 sm —¹—L sin —-—¹

2    2    4    4

Po zaokrągleniu promienia r — rz--- na mniejszą wartość r', otrzy-

Z

mamy przy D' i D" proste

T - Y

A = 0* — r’) tang

Dla długości toków wzory, jak przy rozjeździe łukowym dwustronnym.

Wymiary schematu (fig. 219):

T I V    S

a — w + i-\-%rz cos    sin —-—- + V cos ---xr cosec —

4    4    2    2

c~~2 cotang — -j- k”.

Tablice 1 i 2 zawierają ważniejsze wymiary niektórych rozjazdów., prostych i łukowych dla toru normalnego i wąskiego.

p

X.;::

- w_____

JJ

i\o"' ;r-    '%!°r

-0 ⁴

A" J"

ïfi

-JC.

a) p.-7-p-

-■r

La X

erf/TTTTn

/ft

><■H;

„r * r

s,

'X

fi/

/g;

h⁻-

c-

T,

Fig. 220.

Skupienie rozjazdów. Mając z toru prostego, jako zasadniczego, wykonać dwa odgałęzienia, uzyskamy bardzo znaczne skrócenie układu, jeżeli włożymy jeden rozjazd w drugi. Układ taki nazywamy skupieniem rozjazdów. Jeśli obydwa odgałęzienia skierowane są w tę samą stronę, powstaje skupienie jednostronne, gdy w strony przeciwne — dwustronne.

1. Skupienie rozjazdów jednostronne: albo obydwa rozjazdy są jeden za drugim włożone w tor zasadniczy (sposób używany rzadko), albo drugi rozjazd jest włożony w tor zwrotny pierwszego (fig. 220). W obu przypadkach zachodzi skrzyżowanie zewnętrznego toku toru zwrotnego II rozjazdu z prostym tokiem toru zasadniczego pod kątem s, większym od kąta x. W punkcie skrzyżowania O zw, nie wkładamy prostej, lecz przeprowadzamy łuk przez tę krzyżownicę, którą dla odróżnienia od krzyżownic E i Kx nazywamy wewnętrzną. Pominięcie tej prostej jest możliwe, bo nie ułatwia ona przejazdu przez krzyżownicę, a odchylenie prostych toków krzyżownicy od łuku jest tak małe, że nieuniknione błędy ułożenia skupienia są większe ; natomiast ułożenie takiej prostej powoduje znaczne zmniejszenie promieni łuków w drugim rozjeździe, położonych przed i poza krzyżownicą O, a więc

utrudnia, a nawet uniemożliwia urobienie skupienia. Zw. stosujemy jednakowe rozjazdy proste, rzadko dwa różne.

Omówimy tu tylko sposób drugi. Celem pomieszczenia zwrotnicy II rozjazdu w torze zwrotnym rozjazdu I trzeba w ten tor włożyć prostą o długości równej conajmniej długości iglicy II rozjazdu i wskutek tego zastosować do łuków położonych przed i poza tą iglicą promień pz mniejszy, niż w roz-jeździe normalnym. Dopuszczalnie najmniejszy odstęp rozjazdów v (fig. 220) określa warunek, aby iglica lx" Dx" miała dostateczne miejsce na przesunięcie ostrza. Wymiar określa fig. 220 a.

Położenie II rozjazdu będzie ustalone, jeśli wyznaczymy kąt § w punkcie Ij'. Poprowadźmy z Ix" łuk równoległy do łuku Ix D' (fig. 220), to odstęp tych łuków wynosi (s -j- e), jeśli e oznacza poszerzenie na końcu iglicy 7/ Dx'. 7a rzutu tego łuku na prostopadłą do toru zasadniczego (p* — s — e) (cos y — cos 3) — 7] — (g₂ -f- e)

cos 8 = cos y

x = pg (sin 8 — sin y).

Dla obranego pz i dla prostej 7/ Ex — ix obliczymy długość prostej p z rzutu linji D' 7/ 77/ G' K na prostopadłą do toru zasadniczego i otrzymamy

— 2 pa sin T ^ sin ^ ^ — ix sin 8

sin t

Gdyby prosta p wypadła zbyt krótka, uzyskamy zwiększenie jej przez zmniejszenie promienia pz do wartości pz' na przestrzeni między punktami Ei i G'. Długość zmienioną prostej p obliczymy z wzoru

— 2 pa' sin -    ⁶

otrzymamy

•fi — » + e)

pz — s — e

v — i -f- x.

V'

. (s — g z) — 2 pz sin —

⁵+jaini

2

. x — 8 sm —

ii sin 8

siu x

Dla wyznaczenia kąta s krzyżownicy wewnętrznej O obierzemy mały promień pzx i z rzutu wieloboku Ex G' K O Dx Ex na kierunek prostopadły do toru zasadniczego otrzymamy

g z cos 8 — 2 pa sin    sin - ^ ° — p sin x

COS E

P--1

+ cos (§ + Ti)»

zaś z rzutu tego samego wieloboku na kierunek toru zasadniczego

x -4- 8

h = 2 pz cos £ + 5 + Yi

. £ — 6 ■ sm-—

Dla łuku OGx obierzemy promień pa₂ zaźwyczaj równy promieniowi pzx i obrachujemy długość prostej px.

Z rysunku widzimy, że prosta TE (punkt T jest punktem przecięcia się przedłużonej prostej G" Kx z tokiem D" K) równa się prostej

— 2 pzi cos

j- p cos x -J- g z sin ó.

sin x

; więc m

sin x

Z rzutu linji TOGx Kx na kierunek prostopadły do TKX wynika:

m sin x

sin Xj

Jeśli kąt s dany, obliczyć należy pz₁ z wzoru

Pn =

2 p g sin —-

x+ 8 . T — 8    .

---p p sin x — gs cos 8

sin

2 sin

Wymiary schematu (fig. 220):

x —|— Y

a = (w -f- i) -j— 2 p^r cos —h

b — c ■■= y cotang y + &,f 5    «» = a -f- e

y£ -f- ł’i cos 8 -J- p cos x--cotang y

sin X!

sin (i 4- xa)

-oosaSS^Ll

ho

ä; Y* ft

.V

Fig. 221.

Ai

«2

Fig. 222.

èi = d = Y cotang y -f fcj" ; e — Kx T —

rn . sin (x -f- xj) -f- 2 p*₂ sin¹ 2 ^

cotang y — tang y ,

T + Ti — S

przyczem

Kx T

sin tx sin t

ßl 6 sin ( t + xJ

Z rzutu łuku D'0 na prostopadłą do osi symetrji otrzymujemy: s —% g z

A 0 = w -f- i-\- p* ^sin --sin yj.

cos — = cos y

2 p z

Schemat przedstawia dwa rozjazdy złożone razem (fig. 221).

Skrzyżowanie prostych torów. Z fig. 222 widzimy, że układ ten wymaga czterech przecięć toków, a więc czterech krzyżownic, z których dwie (Ki i /ć₂) są zwykłemi krzyżownicami jednodzióbowemi, zaś drugie dwie (K₈ i K₄) podwójnemi krzyżownicami symetrycznemi (o dwóch dziobach).

Jeśli wymiary krzyźownicy pojedynczej są k' i k", to długość krzyżo-wnicy podwójnej wynosi 2 k".

k’— k"

Długość toków między krzyżownicami: S

y cotang y -f k".

Rozjazd angielski. Jeśli kąt skrzyżowania dwóch torów prostych zbliża się swoją wartością do kąta skrzyżowania rozjazdu x, wówczas długość skrzyżowania jest tak znaczna, że połączenie krzyżujących się torów można włożyć wewnątrz skrzyżowania.

Układ taki naz. rozjazdem angielskim. Przy połączeniu jednostronnem mamy rozjazd aug. pojedynczy (fig. 223), przy dwu-stronnem — rozjazd ang. podwójny (fig. 224).

Obok czterech krzyżownic są tu dwie, wzgl. cztery zwrotnice i tory łączące.

Stosunki dla układu «2 tern korzystniejsze, im krótsza długość l. Odstęp końca iglicy V od punktu skrzyżowania K musi być conajmniej tak wielki, aby między tokami było dość miejsca na, przesunięcie jednej iglicy w rozjeździe pojedynczym (fig. 223), wzgl. na równoczesne przesunięcie dwóch ig'lic w rozjeździe podwójnym (fig. 225). Z tego warunku określimy potrzebny wymiar tj, a wtedy

wymiar schematu:

r

•K

fj-

.Ą

i-

■ V\

Kz

K_

tL

l;

to; U

K,

- (X.

i.

Ki

Fig. 223 i 224.

min. I = ^—

. a 2 sm —

sin a"

Fig. 225.

Z rzutu wieloboku KT E' D' F D\ E\ l’i Ki na prostopadłą do II toru (fig. 223) otrzymamy :

s = (Z + i) sin « — g z cos a. -j- rz [cos y — cos (a — y)] -j- gz. Przyjmując w przybliżeniu gz — gz cos a, otrzymamy z tego równania :

r— '■4 2

s — (l -)- i) sin o.

2 Sin y ™ " ₂ Ż -

Po zaokrągleniu promienia r na mniejszą liczbę r’ otrzymamy zmienioną długość

cosY

Kąty skrzyżowania a są w rozjazdach ang. niewielkie. Dla rozjazdu ang. podwójnego może stosunek skrzyżowania w torach głównych kolei głównych

S.

. a . a — 2 y s — 2 r'z sin — sm —-—¹

2 gz sin²

— i.

sin ot

Gdyby chodziło o możliwie największy kąt «, natenczas obierzemy r w najmniejszej dopuszczalnej wartości, a kąt a obliczymy z wzoru :

T + ^ + ^l — 8 rz sin y — i rz cos y + gz rz sin y — i

przyczem

wreszcie

sin (<p -|~ a)

rz cos

cos cp,

tang¹ tp

e' = (rz + g z)

cosy

rz.

d - * 50 nr)

%■

-N'.

o. -- <0° 18’175"

Fig. 226.

osiągnąć wartość 0,11 (tj. a —6° 16'38"), w torach boczn. 0,12 (a=6°50,34"). Wskutek tego niemożliwe jest ułożenie tych rozjazdów w drogach zwrotniczych, urobionych podług fig. 226 przy zastosowaniu zwiększonej wartości kąta skrzyżowania a. Niedogodność te usuwa:

Rozjazd angielski skrócony. Jeśli kąt skrzyżowania a rozjazdu angielskiego podwójnego będziemy powiększali, nie zmieniając promienia łuków łączących, wówczas iglice wraz z częścią torów łukowych wysuną się poza obręh skrzyżowania torów prostych, a równocześnie zewnętrzne toki torów łukowych będą się do siebie zbliżać, przy pewnym kącie o. zetkną się w punkcie środkowym, a następnie zaczną się od siebie oddalać. Dla konstrukcji rozjazdu angielskiego skróconego miarodajna jest chwila, gdy toki łukowe oddalą się od siebie na odległość b, równą szerokości główki szyny, gdyż wówczas można dla nich ułożyć jedną wspólną szynę. Warunek ten, w związku z żądaniem, aby długość układu P dozwalała na pomieszczenie rozjazdów w drodze zwrotniczej podług fig. 226, doprowadza do ustroju rozjazdu, przedstawionego na fig. 227.

Dla promienia łuków łączących R — 180 m i odstępu toków zewnętrznych b — 58 mm, otrzymujemy stosunek skrzyżowania 1 : 5,5 (0,1818) czyli a — 10° 18' 17,5". Punkty skrzyżowania toków prostych między sobą i z tokami łukowemi wypadają tak blisko siebie, iż można je wykonać jaką laną krzyżownicą czterodzióbową o długości 3480 mm, na końcu której urządzone są osady iglic zewnętrznych obu zwrotnic.

Iglice otrzymują długość 3,74 m, kąt na ostrzu w = 1°12' 30",'na osadzie Y = 2° 23'58". Łukowy tok zewnętrzny doznaje w odległości 4013 mm od

Bródka rozjazdu załamania pod kątem równym kątami o>, poczem przebiega prosto. Nieznaczny ten załom nie przedstawia zbytniego utrudnienia dla ruchu wobec niewielkich chyżości jazdy, stosowanych na rozjeździe.

Całkowita długość układu ń’= 25,156 m.

B. Część konstrukcyjna.

Dla uproszczenia konstrukcji rozjazdów i skrzyżowań pomijamy z reguły przechyłkę toru w łukach i nie wykonywamy zazwyczaj pochylenia szyn ku

Inr

i 180

.    7 990 ........

co-i°i2'30n

- ?-oo’

■4*f

S7

*5*

g«23'5S"

.    Î2578 "i

"i

Fig. 227.

osi^ toru. O wielkości i sposobie przeprowadzenia poszerzenia toru na zwrotnicy i w torach łukowych rozjazdów por. ustęp 1 a) na str. 192 i ust. 2 na str. 193.

Zwrotnica powinna być tak urządzona, aby przejazd przez nią odbywał się możliwie spokojnie i bez uderzeń, aby niemożliwe było niezupełne domykanie iglic, oraz aby wóz jadący ze zwrotnicy nie wykoleił się mimo fałszywego nastawienia tejże. Warunki te spełnia zwrotnica zabezpieczona,

posiadająca dwie jednakowo długie iglice ruchome, przylegając zawsze ściśle do opornic obro-bionem ostrzem, podsuniętem pod główkę opornicy.

a)

./

..1.

•T

•(

; Sr

128

C)

a)

b)

6> —

>20

—100-----»j

d) |

—■—rn—

rn?

125-----

t-

<2i

■C A

■ 60

. ..<20------

Fig. 229.

Fig. 228.

na

|1. Opornice, ułożone stale, przekrój zawsze zwykłej szyny bez obróbki, albo tylko z nieznacznem ścięciem wewnętrznej, bocznej powierzchni główki długości zetknięcia z iglicą celem uzyskania lepszego przylegania ostrza iglicy i wzmocnienia jej przekroju na końcu ostrza. Styk opornic wysuwamy przed końce iglic o wymiar 0,3—1,0 m, najczęściej 0,3—0,5 m. Styk ten stanowi początek rozjazdu. W stronę rozjazdu wysuwamy styk opornic na 1,0—1,5 m poza osadę iglic.

obliczymy cos 3 — cos f

*o

i§

4-

S;

i8

—75——1

⁸⁷1

IS

■i;

!!

j—- Z9~

i.    ... j

faujol nod lÿqojqo i

35

-J-foo

V'f

-5100 —

.1..

.........2474

ör

5fr

's

<o

3;

‘grt?

-2 ;5 L :

■Slihg 3«

/eor krauędż opornicy

n-----j-------¹1--------

—1

ff Zff

1083

f32.fr------

LJ

r~T's

b.

!C

-.2055---

600 i

di 1

..... rtn

»0

Æ.....4.

1024

381 ‘j3l^    702 J__702 J

isjjU-702—^

Cid

— 48-

■    -12 5

i.

“-----001......»1

<sv

r.

"1

100-

U \>

-9t-

/■ /ff

— 125

--V

-J-

es-——i

ff&X

' lfls

-5Ä5---W

•>

•■■1b

<ie

Fig. 230.

iQj i[]r-

"Z'Q'

A-B

■<$>| j®| 1#

opornica

sn

p—

~c'

L,

Wi

P t rp - :j-

I?

^ (ÿ/('ca tyj i

.    ... ’’J    '

I-Ę

h;

gS'f

eh

Uni fl—fli—

—i:i”\

-----u

b=oo-*j

ÖD -

«ilÄ'

Fig. 231.

Przekrój A-B-

-*}V0£»

SŁ^130

Fpl

Ills

filma®

i.

■Éfî

-J60—

SI

v»

ET

p30*}*3ipH

,*42-*,*—70 —*4*- 55—4*— 57 —►{

---j---j

t-

■P—

„ł;;

ii

TT'

■j—bî»

Il

Przekrój C-D

' ;

—r*- 70 -«

2-~=—98

CD

VJf

\«

»V

r*-2 *7 -*+•— oz—»+•—’oz—A*-z+7-h

CÛ

]»40

90

r^sn—353 ©_

».

270

HÜ, Ü

:.:p.

JŁ,

S42

F-w-j

rFig. 282.

A-B

4.;

⁷~śy

¹ U.

; fi so»

Œ=¥jT~ SSKn rZV.-->IKA^i-:f3jiE-.T'=t>fîy

rc«-i

----4-^-4

M'

jSl

Ęp

1S0—J

-593-*j

U-72~tC54-72»i

-100»,

i C-D

BT S-Kr

SE

gF

SHhl

47^’ Ÿ j

aar*T'j

E-F

f"5

_J

Fig. 233.

2. Iglice ruchome: ze zwykłych szyn, albo przekrój odrębny. Stosowanie zwykłych szyn mniej właściwe, gdyż ostrze iglicy zbyt słabe ; wobec jednakowej wysokości obie szyny wymagają obróbki stopek, wreszcie iglice takie nie posiadają dostatecznej wytrzymałości z uwagi na siły pionowe i należytej stałości ze względu na siły poziome. Używane odrębne przekroje iglic: kształt dzwonowy (fig. 228 a b, koleje pruskie), kształt zbliżony do litery L (fig. 228 c, koleje austrjackie), kształt szyny szerokostopowej, lecz niższy z grubą ścianką i silną, szeroką stopką (fig. 228 d). Przekroje iglic nawierzchni stołeczkowej przedstawiają fig. 229 a i b (koleje francuskie).

Obróbka ostrza iglicy (fig. 230). W pobliżu punktu przecięcia się krawędzi iglicy i opornicy następuje załamanie iglicy w płaszczyźnie poziomej takie, aby po obrobieniu ostrza krawędź iglicy, prowadząca koło, wypadła prosta, podług której ścina się główkę iglicy z boku i z góry. To ostatnie ścięcie ma na celu obniżenie górnej powierzchni główki, aby iglica zaczęła dźwigać koło dopiero wówczas, gdy przekrój jej jest dostatecznie silny. Po wygięciu iglicy podług danego promienia (przy iglicy zakrzywionej) następuje obróbka tylnej ściany dla należytego przylegania iglicy do opornicy.

Osada iglicy powinna być tak urobiona, aby przestawienie zwrotnicy było możliwe bez użycia wielkiej siły, a zarazem zapewnione było silne przytrzymanie iglicy w kierunku podłużnym, poprzecznym i pionowym. Wymiana iglicy powinna być łatwa. Osadę iglicy umieszczamy zazwyczaj na podkładzie, chociaż istnieją ustroje z osadą między podkładami.

a)    Osada przy zastosowaniu łubków. Związanie iglicy z przytykającą szyną uskuteczniają łubki, po stronie wewnętrznej odpowiednio obrobione celem ułatwienia przesuwania iglicy, przyczem śruby stykowe w iglicy nie powinny być silnie przyciągnięte. Niekiedy w iglicy tylko jedna śruba stykowa. Ustalenie położenia iglicy względem opornicy przy pomocy żelaznego klocka, wzmocnienie układu przez ułożenie styku wraz z opornicą na wspólnej płycie (fig. 231). Ustrój prosty, ale mniej właściwy dla iglic o odrębnym przekroju, gdyż iglica jest niższa i grubsza od szyny, więc łubki otrzymują przekrój zmienny i muszą być wygięte, a iglica musi być przekształcona na osadzie, aby uzyskać miejsce dla łubków. Układ stosowąny często na kolejach angielskich i saskich.

b)    Osada przy pomocy pionowego czopa zapewnia iglicy wielką ruchliwość. Czop luźnie osadzony w stołeczku, ułożonym na podkładzie (fig. 232), albo wyrobiony z przekroju iglicy (fig. 233). Istnieją również połączenia ustroju czopowego z łubkami. Wydatne wzmocnienie układu w nowszych konstrukcjach osady przez ułożenie iglicy wraz ze stołeczkiem i opornicy na wspólnej żelaznej płycie. Wada ustrojów czopowych : trudność pionowego ustalenia iglicy i zabezpieczenia jej przed przesunięciami po-dłużnemi, z powodu rozchełtania Czopa i rozluźnienie ułożenia osady iglicy.

c)    Iglice sprężyste nie wymagają żadnego punktu obrotu, a potrzebną wychyłkę ostrza przy przestawianiu zwrotnicy uzyskuje się przez proste wygięcie sprężyste odpowiednio długiej iglicy. Fig. 234 przedstawia taką iglicę, zastosowaną na linjach pośpiesznych kolei austrjackich (w Małopolsce na linji z Krakowa do Lwowa). Długość iglicy 10 m. Przy osadzie jest jej przekrój przekuty na kształt szyny normalnej na długości 500 mm dla związania jej z następującą szyną zwykłemi łubkami. W dalszym ciągu spoczywa iglica na stalowym stołeczku o długości 2,70 m, z którym jest silnie związana na długości 1400 mm. Na dalszej długości następuje zwężenie przekroju iglicy celem podniesienia jej giętkości. Doświadczenia dotychczasowe dały korzystne wyniki ; naprężenia przy zginaniu nie przekraczają granicy sprężystości, a siła potrzebna do przestawienia zwrotnicy jest niewiele większa, niż w innych ustrojach.

Ułożenie iglicy na podkładach pośrednich następuje zapo-mocą stołeczków żelaznych, dostarczających iglicy wąskich powierzchni

podparcia i przesuwalności. Zwykle służy stołeczek równocześnie do podparcia opornicy (fig. 235). Przez^ ułożenie osady iglicy i stołeczków pośrednich

a)

~fJ5Ch

-HOO

.....

850--W50-t——_K5-e-—500— --C/l--4?2j?2J

0/.5

565

/ r*—68—

¹

   Skupienie dwustronne. Dla najmniejszego odstępu rozjazdów wyznaczymy y] podług fig. 220 a, poczem z równania

p* (cos y — cos 8) = Y) —

— "■■■— ;    £ = pj (sin 8 — sin y) ; v — i -j- £.

²

   Rozjazd podwójny (fig.221): szczególny przypadek skupienia dwustronnego, w którem obydwie zwrotnice złożone są razem. Do opornic przytykają po dwie iglice, którym ze względów konstr. dajemy różne długości. Do takiego układu dobieramy jednakowe rozjazdy i otrzymujemy zupełną symetrję względem osi toru zasadniczego.

41-1

łi

C)

SU

dH

rh

f-A-

JEO,

AiRifl

H*

=A Î4

21(0

204

-*1*-05-4

Fig. 234.

r-«S

;T

-120-

:240

|ÄfÄj

f.-i-144-

tf/*'

PRZEKRÓJ

A-B

1

.22!

f30    | 45

!    i

rS

r*46l

|j22|»-X4.0-^-|--110--^0 »j« »j« 46-*-j*-45-*j*30*j

^ÊÊàmÊmÊÈzà^^ ■■)

mćt

■*• -6U 5-*¹ I |29|

[0-

-B

#1 ir®

I

279 i

250

■Ce

io? wgmmĄ

Fig. 235.

znaczne

wraz z opornicą na wspólnej stalowej płycie uzyskuje się bardzo wzmocnienie i ustalenie iglicy. Opórki, przytwierdzone do ścianki opornicy, przeciwdziałają nadmiernemu zbliżaniu się do opornicy długiej iglicy sprę-

żystej, nie przytwierdzonej do podkładów i wyginanej w płaszczyźnie poziomej.

3. Połączenie iglic i przyrząd zwrotniczy. Połączenie iglic uskutecznia się przy pomocy 1 lub 2 rozpór, ułożonych w sąsiedztwie podkładu z prętów żelaznych, tfi 30—35 mm, związanych przegibnie ze stopkami iglic, aby nie utrudniać podbicia. Pierwsza rozpora, w odległości 400—500 mm od końca iglicy i połączona z cięglem, prowadzi do przyrządu zwrotniczego.

Przyrząd zwrotniczy służy do przestawiania zwrotnicy i utrzymania iglic w położeniu przysuniętem do opornicy. Zasadniczą częścią składową jego jest dźwignia dwuramienna, umieszczona na koziołku. Do jednego ramienia dźwigni przyczepiony zawiasowo koniec cięgla, drugie, dłuższe ramię opatrzone jest ciężkim klockiem żelaznym. Rozróżniamy przyrządy

.    .. b ,..„7*

hYJzr

do przekładania (fig. 236) i do przerzucania (fig. 237). W przyrządzie do przekładania następuje ruch gruszki w płaszczyźnie poziomej, w drugim

Tt—

.250

"t

560

M—    cięgieł*

Fig. 237.

Fig. 236.

w płaszczyźnie pionowej. Położenia dźwigni i gruszki oznaczone na rysunku linjami kreskowanemi. Podczas przestawiania zwrotnicy następuje obrót latarni, umieszczonej na koziołku i wskazującej, na który tor wjazd jest wolny. Przyrządy do przerzucania są praktyczniejsze, gdyż wymagają mniej miejsca, oraz zapewniają lepsze przyleganie iglic, natomiast trzeba znacznej siły do podniesienia ciężaru gruszki.

Zabezpieczenie należytego przylegania iglic stanowią szyny pedałowe i obszernie stosowane obecnie zamknięcie hakowe, konieczne przy zwrotnicach, przestawianych z odległości.

Zwrotnice rzadko przestawiane i mniej nadzorowane, np. przy włączeniach bocznic na szlaku, otrzymują zamki, nie dozwalające na przestawienie zwrotnicy bez klucza, znajdującego się u zawiadowcy odp. stacji.

Krzyżownica pojedyncza (fig. 238) składa się z dwóch szyn kolankowych, przechodzących w skrzydła i z dzióba. Długość krzyżownicy zawisła od wielkości kąta skrzyżowania i sposobu związania jej z przyległem! tokami. W okolicy matematycznego punktu skrzyżowania K obydwa toki do-ają przerwy. Celem zmniejszenia jej długości stosujemy w kolanie krzyżownicy najmn. dozwoloną szerokość żłobka (v = 41—45 mm) i na długości skrzydła, dźwigającej koło, poczem zwiększamy ją na 50—58 mm. Końce skrzydeł odchylamy od dzióba na 80 —100 mm celem należytego wprowadzenia rąbka koła do żłobka podczas jazdy w kierunku ku zwrotnicy. Na długości przerwy toków koło podparte jest szyną kolankową i skrzydłem (linja kreskowana), a następnie podparcie to przerzuca się na dziób w miejscu, gdzie grubość dzióba wystarcza do udźwigania koła. Dlatego dziób, na początku niski, podnosi się stopniowo w górę.

długości od kolana ku dziobowi punkt podparcia koła więcej od rąbka, więc wskutek stożkowatego kształtu

Ponieważ na odsuwa się coraz

obręczy następuje obniżenie się koła i następnie podniesienie, gdy go dziób podeprze. Przerzut punktu podparcia ze skrzydła na dziób i zmiana położenia środka ciężkości osi pojazdu wywołują przy większej prędkości jazdy silne uderzenia. Celem zmniejszenia tych uderzeń podnoszono skrzydło o parę milimetrów ponad poziom szyn, jednak sposób ten nie okazał się skutecznym. W miarę zużycia się obręcze tracą stożkowatość ; w sąsiedztwie

-\?ooyoo'\~\

3 IIHg

125104 125

—400—i—241

wm

500

'—250 —

—250—

220-

Wm

*051

1-500

! bf

[5

290

1940

,/■

èû®'

C-D -pi

rai

srifapi

m-Wâ

-260

H?Q-.-50

-500.-

-50- -500-tGO-->

Fig. 238.

USÖ

• Ca

4S60    ;

».

-Ö9S-2

660-

-i-

■600-

46X5-

-620-

-650—

H-72-- «9-

Przekrój 4-8

»    r~j-«9—t- 72 —M

Przekrój C-D

72—*1

mm

.. it

XL

« I

...

::

IP

Fig. 239.

rąbka tworzy się w obręczy wklęsłość, tak, że w miarę oddalania się punktu podparcia od rąbka należałoby dla kół zużytych raczej skrzydło obniżyć. Krzyżownice, leżące dłuższy czas w torze, wykazują silne wytarcie skrzydeł na przestrzeni od kolana do punktu przerzutu i silne uderzenia. Z tych powodów nowsze ustroje krzyżownic posiadają skrzydła niepodniesione, natomiast dziób jest w punkcie przerzutu obniżony o kilka milimetrów, a obniżenie to zagubione jest następnie na długości wynoszącej 200—400 mm. Głębokość żłobka 48—62 mm, aby i przy najw. zużyciu krzyżownicy i obręczy kół rąbek

koła nie dotykał dna żłobka. Krzyżownica może być w całości wykonana w jednej sztuce ze stali zlewnej hartowanej jako krzyżownica lana, albo urobiona z szyn, lub wreszcie dziób może być odlany w jednej sztuce, a szyny kolankowe i skrzydła urobione z szyn.

Krzyżownica lana (fig'. 238) otrzymuje połączenie z przytykającemi tokami przy pomocy łubków zewnętrznych ; wewnątrz ułożone są żelazne klocki, ustalające położenie toków i opatrzone otworami na śruby stykowe. Wady: wielka sztywność, wielka masa, niedogodne-połączenie z szynami, znaczny koszt i konieczność wymiany całości ,w hazie"uszkodzenia w jednem miejscu.

Krzyżownica urobiona z szyn (fig. 239)]: dziób z 2 szyn odpowiednio obrobionych, z których"! jedna dochodzifprawie do matematycznego punktu

as-    a ir,    ~63&~J60~%.

t *é-Æ.iûS Phî%'    g-—

.....    i

650' „    638    ..    -**638- - ■■500—*i ...

to

-700-

-200^ ->■

'6

ag

\m

J—rtoî®

\:

Kraton]

mgk\\

I 68-pi&r-6^ ""

**' ■’

H2—'—02-    .    , .

—265--~r/4-50r

C-D

fc:j2

viV u

Ol

TÜB»

1752,5

-t-4=Ä?5Ll—

G-H~ 50    50—

JU    -—183—Pu'

'■—112—*    i—112—

Fig. 240.

skrzyżowania, zaś druga wpuszczona jest ostruganym końcem w główkę pierwszej szyny ; ścianki szyn są znitowane. Wzajemne położenie szyn dzioba, kolanka i skrzydeł ustala się żelaznemi klockami i śrubami. Dla zwiększenia stałości układa się krzyżownicę albo dziób ze skrzydłami na silnej płycie żelaznej. Zalety : niezmienność sprężystości toru i odsunięcie styków od punktu skrzyżowania. Wady: trudna obróbka i mała trwałość dzioba. Dlatego obecnie krzyżownicę z dziobem wykonanym z twardej stali tyglowej, zaś szyny kolankowe i skrzydła urobione z szyn (fig. 240).

Zniesienie dotkliwej dla ruchu przerwy toków na krzyżownicy osiągnąć można dla rozjazdów, na których po torze zasadniczym przejeżdżają szybkie pociągi, a tor zwrotny używany jest tylko dla jazdy w kierunku „ze zwrotnicy“, przez zastosowanie krzyżownicy z ruchomem skrzydłem. Krzyżownica taka urobiona jest całkowicie z szyn, przyczem dziób tworzą szyny odrębnego przekroju. Skrzydło znajdujące się w torze zwrotnym jest dłuższe i przyparte stale do dzióba zapomocą silnej sprężyny tak, że żłobek między niem a dziobem znika, a stałe podparcie koła, toczącego się po toku toru zasadniczego jest zapewnione. Rąbek koła, toczącego się po toku toru zwrotnego w kierunku „ze zwrotnicy“, wciska się między dziób i skrzydło i odchyla je, zgniatając sprężynę. Odchylenie skrzydła następuje mocą sprężystości jego materjału.

Należyte prowadzenie koła przez krzyżownicę zapewnia kierownica, ułożona przy przeciwległym toku (por. fig. 212). Kierownica długa 3,0—3,75 m może być urobiona z szyny zwykłej lub otrzymać odrębny przekrój (fig. 241). W drugim wypadku jest wzniesiona nad szynę do 40 mm. Z szyną połączona jest śrubami, a klocki żelazne ustalają szerokość żłobka, która tu otrzymuje zazwyczaj najmniejszy dozwolony wymiar 41 mm. Kopce

kierownicy odgięte są podobnie jak końce skrzydeł krzyżownicy na 90 — 100 mm.

Krzyżownica symetryczna (podwójna) zbudowana jest zasadniczo podobnie, jak jednodzióbowa (fig. 242). Żłobek między dziobem i szyną kolankową ma szerokość 44—50 mm, między dziobem i kierownicą 41 — 45 mm. Obydwa dzioby urobione jak przy krzyżownicy pojedynczej, a linja podparcia koła uwidoczniona na rysunku linja kreskowaną. Kierownica otrzymuje stale podwyższenie około 40 mm ponad szynę celem skrócenia długości, na której koło nie ma prowadzenia. Długość ta wynosi przy stosunku skrzyżowania 1 : 10 około 360 mm, przy 1 : 9 około 280 mm, przy 1 : 8 około 200 mm, a znika dopiero przy stosunku 1 : 5,5. Kąbek koła, toczącego się od lewej ku prawej, ma zapewnione prowadzenie tylko nâ długości B E, przy podwyższonej kierownicy na długości C" B" ; gości C B kierownica nie działa. Dla stosunków skrzyżowania mniejszych niż 1:10, wypada długość, na której koło niema prowadzenia, bardzo znaczna. Dla takich krzyżownic stosuje się dzioby ruchome na podobieństwo iglic, nastawiane zapomocą przyrządów lub samoczynnie przez nacisk boczny rąbka koła. Krzyźownice symetryczne mogą być odlane w jednej sztuce lub urobione z szyn, przyczem kierownica otrzymuje odrębny, podwyższony przekrój.

Podkłady dla rozjazdów, drewniane lub żelazne, są wspólne dla obydwu torów i leżą albo prostopadle do toru zasadniczego, albo też do syme-tralnej kąta skrzyżowania. Długość podkładów rośnie od normalnej do około 6 m w stopniach co 15—30 cm.

Przekrój podkładów drewnianych powinien być prostokątny. Podkłady żelazne są lepsze dla rozjazdów, gdyż zapewniają lepsze utrzymanie szerokości toru, lepsze związanie z szynami i szybsze ułożenie. Odstęp podkładów, jak w torze normalnym.

Rozkład szyn w rozjeździe powinien być tak: przeprowadzony, aby jak najmniej było kawałków, a użyte kawałki nie krótsze jak 2,50—3,0 m. Styki obydwu toków w torze bywają zazwyczaj przestawione.

na dłu-

~r

cb

Ki

dffi

hb «

Wâ

-■68

'08

ri

'ł,

'V/

35— —....... 112 *•— —

- **b yjo-

Fig. 241.

górna krawędź kierowSę^" ’ó/Ź^/.yĄ fp-f

wwÆMMi

Xz

ii

JL

Fig. 242.

II. Zastosowanie rozjazdów i skrzyżowań do połączeń torów.

Przedstawione w ustępie I rodzaje rozjazdów i skrzyżowań umożliwiają przeprowadzenie wszystkich potrzebnych połączeń torów i z uwagi na pożądaną jednolitość unikać należy form odmiennych. Dlatego wskazane jest, aby w obrębie jednego zarządu kolejowego stosowano niewielką ilość (2 — 4) odmiennych typów zwrotnic oraz krzyżownic pojedynczych i podwójnych.

Rozróżnić należy rozgałęzienia, połączenia i skupienia torów. Rozgałęzienie dwóch torów wymaga jednego rozjazdu i toru łączą-

cego —, połączenie dwóch torów, dwóch rozjazdów i toru łączącego, — skupienie dwóch torów, tylko jednej krzyżownicy.

A. Rozgałęzienia torów.

Rozgałęzienie dwóch torów równoległych (fig. 243). Dla danego rozjazdu obieramy promień łuku łączącego i obliczymy długość prostej l

z wzoru

d — 2 r sin²

sin T

Jeśli ukres wypada na prostej Z, wówczas

Po — a -j- do cotang t

ÜL

X

gdy na [łuku, natenczas P₀ = P — x, przyczem P=d cotang t a -f- r tang — zaś x = V 2 r{d — do) — (d — do)².

• N 2T„

\d<,

— Po

\r

•4 V

• Po

A/’

Fig. 243.

Fig. 244.

Przy większym odstępie torów uzyskamy skrócenie układu, stosując w torze łączącym łuki odwrotne (fig. 244). W tym wypadku obierzemy promień r i proste l i a obliczymy kąt 8 z wzoru

sin (<p — 8) = V 2 r cos2 -)- (c -(- T) sin x — d ,

przyczem tang cp = ——.

n

Długość układu P i odstęp ukresu obliczymy, jak poprzednio, z rzutu na kierunek toru I.

Rozgałęzienie dwóch torów równoległych z przecięciem torów⁷

Ir

•r

- li

Fig. 245.

pośrednich (fig. 245). 1. Kąt a dany. Obieramy promień r i długość prostej Z, a obliczymy proste lu l₂ i l₃ z wzorów

d — (c -f-1) sin t — 2 r sin

a 4- t . a — t -— sin —

2 2

dy

sin a

— u.

2 u.

sin a d₂ — 2 r sin²

u.

sin a

2. Kąt a ma być możliwie największy (długość układu najmniejsza). Obieramy r, li /₁ w najmniejszych dowolonych wartościach, oraz u w wartości przypuszczalnej, i obliczymy a z wzoru cos cp

[(c -j- l) sin T r cos t — cZ],

sin (<p — a)

h “b w

przyczein tang cp

l\ u

Dla znalezionego a obliczymy dokładne u, odejmiemy od przyjętej sumy (Zj -j- u) i otrzymamy rzeczywiście pozostałą długość l₁. Gdyby różniła się ona zbyt od przyjętego lu należy rachunek powtórzyć.

Drogi zwrotnicze. Jeśli z toru zasadniczego ma na jedną lub obie strony nastąpić odgałęzienie kilku torów równoległych, natenczas na gałęzi

r\

... v -

r-ł

: dj

Al

Fig. 246.

iT.

'A'’

a,

b,-B,

st

G g

lyĄAAAAAi

F.

e-l-F

a;

r."

i,

Je

Li

3fr

Fig. 247.

toru zasadniczego rozjazdy torów bocznych następują jeden za drugim. Gałąź ta, będąca przedłużeniem toru zwrotnego rozjazdu zasadniczego, nosi nazwę toru rdzennego, a układ taki naz. drogą zwrotniczą.

Tor rdzenny może być prosty albo wieloboczny. W torze rdzennym prostym układamy zasadnicze tory rozjazdów, a tory zwrotne przechodzą w gałęzie boczne i taki układ nazywamy drogą zwrotniczą prostą (fig. 246—248). Gdy w tor rdzenny włożymy toryjzwrotne rozjazdów po sobie następujących, zaś tory zasadnicze połączymy łukami z torami bocznemi, otrzymamy tor rdzenny wieloboczny, a układ taki nazywamy drogą zwrotniczą wieloboczną (fig. 249 i 250).

1. Droga zwrotnicza prosta.

a)    Najprostszy układ przedstawia fig. 246. — Niestosowany, chyba przy bardzo małej ilości torów, bo długość układu wypada bardzo wielka (przy trzech torach bocznych dochodzi długość układu do 150—170 m).

b)    Zwiększenie kąta odchylenia toru rdzennego uzyskać można przez wstawienie łuku między tor zasadniczy, a pierwszy tor boczny. Układ rzadko stosowany, bo wydatne zwiększenie tego kąta uzyskać można tylko przy znaczniejszym odstępie torów Oil.

roz-

c) Wydatniejsze zwiększenie kąta e uzyskamy, wkładając w proste przedłużenie toru zwrotnego rozjazdu zasadniczego dwustronny rozjazd łukowy tak, że tor rdzenny jest przedłużeniem toru zwrotnego tego jazdu (fig. 247).

Największy kąt e uzyskamy, przyjmując długość prostej l możliwie małą. Z warunku d = (a₂ -j- b₂ -j- l) sin e

otrzymamy

a dla obranego kąta

Po obraniu wartości /₄ obrachujemy długość prostych llt l₂ i l₃ z rzutów wieloboków SS₁T₁D₁E₁, wzgl. NĄ S₂ D₂ E₂, wzgl. EB D₃ F G na prostopadłą do torów.

a₂ -j- b₂ -j- l ß = T + Ti — £•

sin e

V!

p:

V'

S"

.. ■ r. < • • *i

w ;

i.Jr

f.

J.

r.

ÏÏ

r.\

\d

s,

Tig. 24g.

N_

'pfd^2>

dM

-^T\r^d \r*d \ dir

- R,

\r

Vo

.....--P ■—

Fig. 249.

Wartość kąta e w takim układzie waha w granicach od e = t    do

s ■= r tj. Pierwszą wartość uzyskamy, wprowadzając rozjazd symetryczny, zaś drugą, gdy zamiast rozjazdu łukowego wprowadzimy rozjazd prosty tak ułożony, że tor rdzenny jest przedłużeniem toru zwrotnego tego rozjazdu.

Przy większym odstępie torów Oil można uzyskać dalsze zwiększenie kąta s przez ułożenie łuku między rozjazdem zasadniczym i łukowym. Zwiększenie to uwarunkowane jest możliwością pomieszczenia rozjazdów w torze rdzennym. Już wprowadzenie kąta £ = x -f- Tj wymaga znacznego odstępu torów, toteż przy mniejszym odstępie torów d wartość kąta £ zazwyczaj osiąga wielkość o niewiele przekraczającą 1,5 x.

d) Wydatniejsze zwiększenie kąta £ uzyskamy, wprowadzając jednostronne skupienia rozjazdów (fig. 248). Tor zasadniczy skupienia wkładamy w tor zasadniczy drogi zwrotniczej i z przedłużenia drugiego toru zwrotnego urabiamy tor rdzenny, a pierwszy tor zwrotny przechodzi łukiem w I tor boczny. Dalsze skupienia ułożone tak, że tor zasadniczy skupienia leży w torze rdzennym, pierwszy tor zwrotny przechodzi łukiem, a drugi wprost w odpowiednią gałąź. Przy takim układzie e=T-j-T₁.

Promienie łuków łączących r obieramy, a długości prostych l, llf 7₂? 4, Z₄ i /₅ obrachujemy z rzutów odnośnych wieloboków na prostopadłą do torów.

2. Droga zwrotnicza wieloboczna powstaje przez urobienie toru rdzennego z torów zwrotnych rozjazdów po sobie następujących, zaś tory zasadnicze łączymy lukami z bocznemi torami drogi zwrotniczej, przyczem można tu użyć rozjazdów prostych (fig. 249) lub skupień (fig. 250).

V-T

w*

J.

'.To

ri

l,

Jo

— 2d. cołg 2z

r‘2d\ w ! Ul

r\ u y

Ei / ld

\d-

d.

\r‘

\

.......p —.....

'-4-

................H

Fig.'250.

a) Wielobok toru rdzennego przy użyciu rozjazdów prostych (fig. 249) jest umiarowy o długości boku (u -|- c -f- lo), w który można wkreśhć koło o promieniu

1    T

r₀ — -g- (a -f- c -f lo) cotang —.

Przedłużone zasadnicze tory rozjazdów łączą się z wielobokami, w które mają być włożone łuki, utworzonemi tak, aby łuki torów po sobie następujących były równoległe. Warunek ten wymaga, aby promienie łuków w następujących po sobie torach wzrastały o odstęp torów d, a wtedy promienie łuków, wkreślonych w następujące po sobie wierzchołki tego samego toru również wzrastają o d. Dla pewnej wartości promienia r, łuki te utworzą ciągłe łuki koszowe, korzystne dla swobody przejazdu.

Wartość tego promienia określona jest wzorem

d

max r

= ro + ~.

Obliczoną wartość zaokrąglamy i obliczamy zmienione r₀ i lo-Dla prostej l otrzymujemy wzór

sin t

— rtang —

b) Przy zastosowaniu skupień (fig. 250) otrzymujemy długość boku wieloboku umiarowego toru rdzennego

B = ctv -j- ex -j- ci -j- lo

r₀ —

1 „

= — B cotang x

⁼ ( Y ~ei — d tang ' j cotang y r₂ = fy —    + d tang xj cotang y

ri

a tang t--— -j- ei — o

1-4 = 2 d cotang 2 x-----(6 — ei)

c) Przez włożenie po dwa rozjazdy lub po dwa skupienia jeden za

drugim w ten sam tor łączący (fig. 251), można utworzyć drogi zwrotnicze z mniejszą długością układu.

d) Jeśli poszczególne tory drogi zwrotniczej służą jako tory rdzenne do utworzenia dalszych dróg zwrotniczych, powstają większe grupy torów, które nazywamy pękami torów (fig. 252).

sin 2 t

sin t

Fig. 251.

B. Połączenia torów.

Połączenie dwóch torów równoległych (fig. 253). Dla jednakowych kątów skrzyżowania (fig. 253 a) wypada tor łączący prosty, a długość prostej l

d

-Y--2c.

sm x

Jeśli połączenie torów następuje w obu kierunkach, powstaje rozjazd krzyżowy (fig. 253b), dla którego

wynosi

2 sin x

c — u.

W razie różnych kątów skrzyżowania rozjazdów trzeba tor łączący ułożyć w łuku (fig. 253 c), a wtedy obierzemy promień r i długość prostej l, a obra-chujemy prostą lx z wzoru

d — (c + l) sin x — 2 r sin

sin x,

ct.

Przy znaczniejszym odstępie torów otrzymamy skrócenie układu przez ułożenie łuków odwrotnych (fig. 254). Obieramy r, l, lx i l₂ a obliczymy kąt 8

z wzoru

sin (tp — o) = -

C cos

przyczem tang cp = —

zaś

C— 2 r cos

cos

——- —(c -j— t) sin t — d -f- (fj -j- łj) sin tj.

U

C. Skupienia torów.

Skupienie torów powstaje, gdy wprowadzimy jeden tor w drugi bez właściwego ich połączenia. Można przesunąć albo jeden tylko tor (fig. 255), albo obydwa symetrycznie (fig. 256).

Obieramy odstęp toków v mały, wogóle nieco mniejszy od wymiaru g z-, oraz długość prostej /, a obliczymy promień rz. Dla pierwszego przypadku otrzymamy wzór

rz

zaś dla drugiego

2 sin²

s — v — 2 l sin ~

Fig. 252.

A,

4 sili²

Po zaokrągleniu wartości promienia r na mniejszą liczbę obli-    U

czarny zmienioną długość /. W przypadku drugim wypada promień prawie dwa razy większy, niż w pierwszym.

a)

c,

aY,

—,

AS b P

2X

III. Obrotnice.

B, b, S, A,

Obrotnice służą do przeprowa- —j— dzania poszczególnych pojazdów między torami zbieżnemi î do obra- C) cania tychże o 180°. Umożliwiają one wyzyskanie kawałków terenu, nieprzydatnych do ułożenia połączeń torów przy pomocy rozjazdów i oddają dobre usługi, gdy chodzi o rozdział licznych, pojedynczych wagonów o niewielkim rozstawie osi, jak np. na torach ładowniczych.

Należy unikać stosowania obrotnic w głównych torach stacyjnych ; do- a S 8 puszczalne są tylko na ślepych ich końcach.

Jeśli chodzi o obroty o mały kąt, a z powodu braku miejsca trzeba punkt obrotu pomieścić na końcu obracanego odcinka toru mimo zwiększonego przez to oporu ruchu, stosowane bywają obrotnice w kształcie wycinka koła (obrotnice segmentowe).

Średnica obrotnicy dla wozów musi przynajmniej o 0,40 m przewyższać największy rozstaw osi obracanych wagonów. Zazwyczaj wynosi ona dla krótkich wozów 3,5—5,0 m, dla dłuższych wozów towarowych 5,5—7,5 m.

•\

A.

r\

Vd

Fig. 253.

7)

E,

P* - • -T-

.. -y*

n.

K-

V“--

Am

Fig. 254.

Długie wozy osobowe obraca się na obrotnicach lokomotywowych, których średnice dochodzą obecnie do 26 m.

Według P. P. M. najmniejsza średnica obrotnicy lokomotywowej ma wynosić na kolejach głównych pierwszorzędnych 22 m, na drugorzędnych 19 m. Średnicę obrotnicy lokomotywowej należy tak dobierać, aby środek ciężkości parowozu wraz z tendrem mógł znaleźć pomieszczenie nad punktem obrotu.

f\

Hr

rz;

et:

-a : T

Fig. 255.

Fig. 256.

Dokoła obrotnicy należy zachować fpierścień [wolny 'od wszelkich wystających przedmiotów o średnicy zewnętrznej równej conajmniej przekątnemu odstępowi zderzaków.

Układ torów może być promienisty lub równoległy.

^    1. Układ promienisty:

„ a) Najprostszy układ otrzy-'    . mamy przy takim doborze stosun-

ków, aby toki sąsiednich torów sty-Ą kały sie na obwodzie obrotnicy (fig. 257).

r.

Fig. 257.

Dlatego przypadku otrzymujemy,

s-f a

a == 2 arc sin

Fig. 258.

Wymiar a powinien równać się~co najmniej podwójnej szerokości główki szyny, jeśli chcemy uniknąć ścinania główek przytykających toków. Korzystniej jest obierać a tak wielkie, aby nie było potrzeby żadnej obróbki końców szyn i było między niemi miejsce na łączniki.

Dla s -f- a — 1550 mm i średnic obrotnicy d = 20, 16,2 i 7,5 m otrzymujemy w tym wypadku a równe odpowiednio 8° 53'24", 10°58r 60" i 23° 51r 16".

b) Dopuszczając pojedyncze skrzyżowanie toków podług fig. 258, otrzymujemy

. s + a

a = arc sin--—

d

'•X.

oraz

8li“T

Wartość kąta a spada do połowy wartości, uzyskanej w przypadku a), a promienie r ₁ dla s -f- a = 1550 mm id— 20, 16,2 i 7,5 m, wynoszą odpowiednio 18,502, 14,981 i 6,906 m.

Fig. 259.

c) Dopuszczając wreszcie dwukrotne skrzyżowanie toków podług fig. 259, otrzymujemy

2    # $ —I— a

a — — arc sin--—

o    d

a wiec — wartości, jak w przypadku b), oraz

Dla 2 torów należy w powyższym wzorze dla kąta a wprowadzić

1    3

— a zamiast — a oraz d zamiast 3 d.

2    2

Dla 5 torów (fig. 260 b) otrzymujemy

* y

cos cp,

przyczem tang cp = —

fi

2 sin o.    V2

2 sin Y

Dla przyjęć, jak pod a) i b) otrzymujemy rx — 13,879, 11,239 i 5,187 m oraz r₂ = 27,749, 22,467 i 10,348 w?.

Ilość możliwych torów na obwodzie obrotnicy wynosi

360

Układy promieniste znajdują zastosowanie przy remizach kolistych i kręgowych.

Mniejsze kąty a od określonych powyższemi wzorami mogą znaleźć zastosowanie przy małej ilości torów (2 lub 3). Możliwa dolna granica kąta a określi się wzorem przybliżonym

0,200

2. Układ torów równoległych (fig. 260 a i b). Między obwodem obrotnicy i początkiem łuku należy ułożyć prostą o długości nie mniejszej, niż rozstaw osi przetaczanych pojazdów, a conajmniej 3 m. Jeśli ma miejsce skrzyżowanie sąsiednich toków na obwodzie obrotnicy, powinny krzyżownice leżeć w prostych.

Ilość torów równoległych, połączonych zapomocą obrotnicy, bywa niewielka, zazwyczaj nie ponad 4—5 torów.

Dla obranego promienia r i długości prostej l otrzymujemy dla 4 torów (fig. 260 a)

sin

2 r — 3d

21

cos <p, przyczem tang cp = —

oraz rx

2sin²(Y)

d    al

sm¥ , h

U-[4-Sr. *!■(•£).

sm—¹

sin (<p — 2 o) = -

oraz rx

2 sin²

—y    ^ sin a], li

— d — 2 rx sin² . n a [    . \ 2 )

Dla 3 torów należy do wzoru dla kąta a wprowadzić a zamiast 2 a, oraz d zamiast 2 d.

Promienie r i r₁ należy dla kolei głównych i torów, używanych przez lokomotywy, obierać nie mniejsze niż 180 »«, dla torów, używanych wyłącznie przez wagony, można zejść do 140 w, a dla krótkich wozów dwuosiowych nawet do 100 m.

Tory równoległe można również połączyć zapomocą obrotnic, stosując t. zw. łańcuchy obrotnic.

Jeśli tor, łączący obrotnice, przebiega prostopadle do torów równoległych (fig. 261 a), natenczas odstęp torów musi wynosić

y D + z-{-p,

przyczem z oznacza odstęp krawędzi zderzaków wagonu od skrajnej osi pojazdu, a p połowę szerokości skrajni.

Jeśli obracanie wozów ma odbywać sie równocześnie na dwóch sąsiednich obrotnicach, musi odstęp torów wynosić

d — D 2 z.

Przy ukośnem położeniu toru, łączącego obrotnice (fig. 261 b), wynosi odstęp torów

d — (D -|- 2 e) sin a.

W tym wypadku stosuje się zwykle kąt a = 60° z trzema torami na obrotnicy.

Jeszcze większą wydatność ruchu przy równoczesnem zmniejszeniu odstępu torów d uzyskujemy w układzie podług fig. 261 c.

a)

£_

IP

.i

[r.

W, A/

a)

WT

VL

■d

'r>

i*

p ...

-O

-C

d.

Af

<X ■ 60“

90“

A *5* d

da

C)

,d

-i

■•O’

i,

Fig. 261.

Fig.1260.

Szczegóły konstrukcyjne. Obrotnice wykonuje się zwykle całkowicie zagłębione, jednak stosowane są konstrukcje, przy których dźwigary główne wystają ponad górną krawędź szyny.

Konstrukcja obrotnicy: Wymiary dźwigarów silne wobec nieuniknionych wstrząśnień. Żeliwo stosowane niekiedy dla małych obrotnic wagonowych (do 3 m średnicy), zresztą wyłącznie żelazo walcowane jako dźwigary kratowe lub blaszane. Obrotnice dla wozów o mniejszych średnicach otrzymują często dwa prostopadłe, krzyżujące się tory ; większe obrotnice urobione są jako obracalny odcinek toru z nakryciem przestrzeni między szynami, wąskich pasków poza szynami i w miejscu umieszczenia urządzenia do obracania. Obrotnice, znajdujące się w miejscach dostępnych dla ludzi i pojazdów drogowych, powinny być całe nakryte lub odgrodzone poręczami.

Małe obrotnice biegną często na kulach stalowych; większe obrotnice otrzymują podparcie czopem obrotowym, który dźwiga ciężar albo sam, albo razem z kółkami, toczącemi się po szynie okrężnej, ułożonej na obwodzie obrotnicy. Przy dużych obrotnicach używane są przeważnie cztery osi, skierowane ku środkowi obrotnicy i czop obrotowy. Koła tych osi otrzymują większe wymiary — przy obrotnicach wagonowych średnicę 0,4 — 0,8 m i szerokość 0,07—0,10 m, przy obrotnicach lokomotywowych średnicę 0,6—1,0 m i szerokość 0,12—0,13 m — przyczem czop jest tak wysoko ułożony, że przy obrotnicy nieobciążonej koła nie spoczywają na szynach, lecz wiszą w powietrzu, a podparcie niemi obrotnicy następuję dopiero przy obciążeniu. Przy obrotnicach lokomotywowych wynosi to podniesienie kół nad szyny około 5 — 7 mm. Przy takiem zarządzeniu obrotnica daje się łatwiej obracać, a mały wymiar podniesienia łagodzi uderzenia podczas przejazdu ciężaru przez obrotnicę. W nowszych czasach wprowadzono szereg urządzeń, mających na celu usunięcie tych uderzeń na często przejeżdżanych obrotnicach, jak urządzenia odciążające, dźwignie, podział obrotnicy nad czopem z wiązaniem przegubowem itp.

Obrót obrotnic wagonowych następuje zwykle bez żadnych urządzeń przez prosty nacisk na wagon, albo przy pomocy drąga, wetkniętego w odpowiednie imadło na obrotnicy. Obrotnice lokomotywowe obracamy przy pomocy ręcznej windy korbowej ; przy często używanych obrotnicach mechanicznie przy użyciu ciśnienia wody, powietrza lub, co najczęściej, popędem elektrycznym. Chyżość obwodowa obrotu wynosi około 0,07 r w/sek., jeśli r oznacza promień koła obrotnicy.

Ustalenie położenia obrotnicy otrzymuje się przy mniejszych średnicach zapomocą zapadek, wchodzących w odpowiednie wgłębienia w murze, okalającym dół obrotnicy ; przy większych średnicach służą do tego celu rygle, umieszczone na obu końcach toru, wchodzące w odpowiednie komory w murze okalającym i zazwyczaj uruchomione równocześnie. Często jest urządzenie ryglowe połączone z sygnałem, który pozwala na wjazd na obrotnicę, gdy nastąpiło jej zaryglowanie i działa już ewentualne urządzenie odciążające.

Szyny na obrotnicy nie powinny mieć styków ; szyny okrężne, podpierające obrotnicę, otrzymują silny profil ze stykami tak rozmieszczonemi, aby w żadnem położeniu obrotnicy nie stały równocześnie dwa koła na szparze stykowej, ani żadne koło przy głównych położeniach obrotnicy.

Ciężar obrotnicy wraz z Żelaznem przykryciem i torem okrężnym można przyjąć dla obrotnic wagonowych 190 d² -j- 3000 kg, zaś dla lokomotywowych 122 d² -j~ 10.000 kg.

Czop obrotowy osadzony jest na silnym ciosie, zwanym ciosem królewskim, wykonanym z kamienia lub betonu i należycie zafundowanym. Podobnie silne podparcie otrzymać musi tor okrężny. Ściany okalające dół obrotnicy mogą być murowane z kamienia, cegły lub betonu z przykryciem powierzchni górnej ciosami, lub silnie wypaloną cegłą, stawianą rębem. W nowszych czasach zastąpiono często mury żeliwem lub żelazem walco-wanem. Przy gruncie niewytrzymałym lub przy wysokim nasypie można uniknąć głębokich fundamentów dla toru okrężnego przez ułożenie odpowiednio szerokiej płyty betonowej lub żelazno-betonowej. Małe obrotnice (do 6 m średnicy) można układać przy odpowiednim gruncie na warstwie żwiru za pośrednictwem żelaznej płyty podstawowej. Dno dołu obrotnicy otrzymuje spadki do kanału odwadniającego i bruk kamienny, ceglany lub betonowy tak silny, aby można było ustawiać na nim windy przy montowaniu i naprawie konstrukcji.

IV. Przesuwnice.

Przesuwnice służą do połączenia torów równoległych i znajdują obszerne zastosowanie w remizach lokomotywowych, warsztatach i na stacyjnych torach odstawczych.

Przesuwnice zagłębione można stosować w torach głównych tylko na ślepych końcach; głębokość ich nie powinna przekraczać 0,5 m. Wykształcenie konstrukcji nie przedstawia trudności; tor na przesuwnicy leży w wysokości zgodnej z torami sąsiedniemi, więc wtaczanie nawet ciężkich pojazdów na przesuwnice jest łatwe, natomiast ujemną stronę stanowi pewne niebezpieczeństwo i utrudnienie ruchu z powodu przerwy torów przez otwarte wgłębienie.

Przesuwnice niezagłębione nie mają otwartego wgłębienia, jednak mała rozporządzalna wysokość utrudnia wykształcenie odpowiednio silnych dźwigarów podłużnych, a nadto uciążliwe jest wtaczanie pojazdów z torów sąsiednich na tor przesuwnicy, podniesiony około 45—80 mm. Z tych powodów ten rodzaj przesuwnie nadaje się dla lekkich pojazdów w warsztatach ; nie ma zastosowania do przesuwania lokomotyw.

Długość przesuwnicy wynosi zazwyczaj : dla wozów towarowych 4—5 m, dla dwu- i trójosiowych wozów osobowych i lokomotyw beztendro-wych 7,5—12,0 w; dla czteroosiowych wozów osobowych i lokomotyw z tendrem 14—20 m i więcej.

Długość przesuwnie zagłębionych powinna być o 0,5 m większa, niż największy rozstaw osi pojazdów.

Do przesuwania szczególnie długich pojazdów w warsztatach można użyć dwóch mniejszych przesuwnie, ułożonych obok siebie w odstępie, odpowiadającym rozstawieniu wózków kierujących.

Szczegóły konstrukcyjne. Tor, dźwigający przesuwnice, składa się z 3—6 szyn, zależnie od długości przesuwnicy. Celem lepszego ustalenia bocznego przesuwnicy i urządzenia styków przestawionych układa się często szyny podwójne. Koła o średnicy 0,8 — 0,9 m otrzymują tylko częściowo rąbki boczne lub środkowe celem możliwego zmniejszenia oporów ruchu. Pokrycie przesuwnicy blachą rowkowaną — przy przesuwnicach zagłębionych w wysokości 40 mm poniżej górnej krawędzi szyn. Ustalenie przesuwnicy przy pomocy zaryglowania, podobnie jak przy obrotnicach. Popęd parowy, gazowy, wodą pod ciśnieniem, zapomocą okrężnej liny, a najczęściej elektryczny, gdyż oszczędność na czasie wobec długich zazwyczaj dróg, jakie przesuwnica odbywa, jest przy tym popędzie największa. Chyżość przesuwnie lokomotywowych około 0,5 »i/sek., wagonowych do 1,0 m/sek. Obok urządzenia mechanicznego zwykle winda ręczna, jako zapasowa. Korzystne jest dodanie urządzenia do wtaczania pojazdów na przesuwnice lub odwrotnie.

Przybliżony ciężar przesuwnicy w kg przy długości lm dla lekkich wozóay (500 — 600) Z; dla wozów wszelkich typów (900—1500) Z; dla lokomotyw (1500—2000) Z.

Mury powinny być starannie wykonane. Tor przesuwnicy silnie fundowany, podparty ciosami na zaprawie cementowej. Mury policzkowe wykonane dokładnie i trwale ze schodami przy głębokości dołu większej niż 0,25 m. Ważne jest należyte podparcie końców torów, które dobrze jest ułożyć wraz z murem policzkowym na wspólnej płycie betonowej. Dno dołu wraz z ewentualnemi wgłębieniami dla poprzecznych dźwigarów przesuwnicy należy starannie odwodnić. Utrwalenie powierzchni brukiem, betonem lub asfaltem.

LITERATURA.

Skibiński: Połączenia torów. 1897.

Wątorek: Połączenia torów czteroszynowych. 1906.

Wątorek: Budowa kolei żel. Tom I. 1924.

Zbiór typów połączeń torów austr. kolei państw. 1908.

Baseler: Verkürzte Kreuzungsweichen. 1918.

Die Eisenbahntechnik der Gegenwart: II. Band. 2. Abschnitt. Förster: Taschenbuch für Bauingenieure. 4. Auflage. 1921.

Handbuch d er Ingenieur wissensch aften : V. Band. 3. Abt. 1908. Roll: Enzyklopädie des Eisenbahnwesens. 2. Auflage. 1912—1923. Schau: Der Eisenbahnbau. I. 1914.

Timpenfeld: Weichen und Gleisverbindungen. 1904.

Trasowanie.

Trasowanie obejmuje badania i czynności, jakie należy przeprowadzić przed przystąpieniem do budowy kolei, a zmierzające do takiego ustalenia jej położenia, aby przy najmniejszych kosztach budowy, utrzymania i ruchu odpowiadała w zupełności celowi, któremu ma służyć. Eozróżniamy trasowanie handlowe (gospodarcze) i trasowanie techniczne.

Trasowanie handlowe ma na celu określenie wielkości oczekiwanego ruchu, a tern samem Avielkości spodziewanych dochodów ; określenie na tej podstawie typu kolei i wysokości kapitału, jaki można przeznaczyć na budowę, a wreszcie oznaczenie ogólne kierunków trasy, najkorzystniejszych z uwagi na wielkość i rodzaj przewidywanego ruchu i na potrzeby handlowe, a bez względu na teren.

Zadaniem trasowatiia technicznego jest ustalenie kierunków, wskazanych ogólnie trasą handlową, z uwzględnieniem typu kolei i wymagań terenu, oraz określenie wysokości kosztów budowy.

I. Trasowanie handlowe.

Przedewszystkiem należy określić w i e 1 k o ś ć i rodzaj oczekiwanego ruchu. Im ruch mniejszy i im bardziej posiada cechy ruchu miejscowego, tern bardziej należy nadać kolei charakter kolei lokalnej, ewent. wąskotorowej. Nawet przy oczekiwanym znaczniejszym ruchu zbudujemy kolej lokalną, jeśli ruch ten pokonać możemy ograniczoną ilością pociągów o miernym ciężarze i niewielkiej chyżości jazdy, a niema obawy współzawodnictwa innych, podobnie przebiegających kolei.

Euch miejscowy (lokalny) obejmuje ruch osobowy i towarowy od i do miejscowości, które ma obsługiwać projektowana kolej ; ruch przechodni (tranzytowy) obejmuje ruch osobowy i towarowy, pochodzący z innej linji kolejowej i przeznaczony do stacyj innej kolei za pośrednictwem kolei projektowanej. Kolej, nie łącząca się z inną, lub tylko w jednym końcu, posiada ruch wyłącznie miejscowy.

Dla oznaczenia wielkości ruchu miejscowego należy określić obszar ciążenia projektowanej kolei, czyli obszar, który będzie korzystał z tej kolei po wybudowaniu. Eozciąga się on w ogólności po obu stronach kolei do połowy szerokości pasa między linją projektowaną, a sąsiednią istniejącą lub projektowaną, o ile nie zachodzi potrzeba uwzględnienia większych rzek, nie posiadających mostów, albo pasm górskich lub innych przeszkód, które mogą linję graniczną obszaru ciążenia przesunąć w jedną lub drugą stronę.

Ocenę wielkości ruchu miejscowego można przeprowadzić rozmaicie :

1.    Można oprzeć rachunek na wielkości ruchu na istniejących drogach, biegnących w kierunku zgodnym z projektowaną koleją, mnożąc go przez pewien współczynnik wielokrotności. Sposób niepewny.

2.    Można się oprzeć na informacjach władz miejscowych co do wielkości obrotów handlowych. Uzyskane w ten sposób dane, zwłaszcza co do ruchu oczekiwanego, przyjmować ostrożnie, gdyż łatwo mogą być przesadzone. Pewniejsze są dane za pośrednictwem Izb handlowych, zwłaszcza odnośnie do surowców i wyrobów fabiycznych.

3.    Znacznie lepszy sposób podał inżynier francuski Michel, który przyjął wielkość spodziewanego ruchu proporcjonalną do ilości mieszkańców miejscowości, w których znajdują się stacje z dodaniem pewnego obwodu, przyczem stwierdził, że okolice rolnicze dają ruch słabszy, niż gęściej zaludnione okolice przemysłowe. Launhardt podzielił tę ludność na dwie grupy podług odległości miejsca jej zamieszkania od stacji kolejowej. Przeciętnie : mieszkańcy

95

w obrębie 3 km od stacji biorą pełny udział w ruchu, zaś ludność zamieszkała dalej, ale w obszarze ciążenia danej stacji, tylko w pewnym ułamku, którego wielkość zależy od wielkości obszaru ciążenia. Dla ludności, mieszkającej w odległości 3—7 km od stacji, przy dobrych drogach dojazdowych, można przyjąć 0,5, dla dalszej okolicy 0,3, przy większej odległości jeszcze mniej. Wielkość ruchu na jednego mieszkańca ustala się na podstawie dat statystycznych innych kolei, znajdujących się w podobnych warunkach co do zaludnienia i rodzaju zatrudnienia.

dla podróżnych około 20 km, dla towarów około 100 km

Dla określenia wysokości spodziewanych dochodów trzeba nadto wyznaczyć odległość przewozu, najlepiej badając stosunki miejscowe, lub na podstawie dat statystycznych innych kolei.j Według dat z lat 1898—1902 wykazują średnią dalekość przewozu: koleje niemieckie „ pruskie „ francuskie „ austrjackie „ węgierskie „ amerykańskie „

Jeśli linja projektowana łączy się tylko na jednym końcu z innemi kolejami, a długość jej jest mniejsza od określonej średniej dalekości przewozu, albo też jeśli na obu końcach łączy się z innemi kolejami, a posiada długość mniejszą od podwójnej średniej odległości, to należy przeprowadzić rachunek dla każdej stacji oddzielnie, uwzględniając jej odległość od bliższej stacji końcowej.

Jeśli

projektowana kolej należy do tego samego przedsiębiorstwa, co koleje istniejące, z któremi się łączy, należy przy obliczaniu dochodów przyjąć całą dalekość transportu, wyznaczoną dla tego przedsiębiorstwa i rozdzielić ją podług długości jazdy na nową i na stare linje, bo dla tych ostatnich przy obrachowaniu zysku wstawić należy nie pełne koszta ruchu, lecz tylko ich część, gdyż wskutek przyrostu transportu nie będzie zazwyczaj potrzeby wprowadzania nowych pociągów, a koszta służby stacyjnej i na szlaku albo wcale nie wzrosną, albo tylko nieznacznie. Wogóle wzrost kosztów ruchu na linjach istniejących wyniesie z tego powodu 10—20°/o całkowitych kosztów.

Dla linij krótkich, pozostających w bezpośrednim związku z innemi linja-mi, stanowi poważne źródło dochodu opłata za przyjęcie towaru do transportu, którą rozdziela się po połowie na stację nadawczą i odbiorczą.

Biorąc pod uwagę przytoczone względy oraz względy taryfowe, można dochody z ruchu miejscowego dość dokładnie określić.

Kuchu przechodniego oczekiwać można tylko na linjach, które obu końcami łączą się z kolejami istniejącemi. Wielkość jego najpewniej oznaczyć z dat statystycznych kolei sąsiednich. Pamiętać, że przesyłki nie zawsze przechodzić będą na nową krótszą linje zależnie od tego, czy należy ona do tego samego właściciela, czy też nie. Przyjmowanie ruchu przechodniego przeprowadzać bardzo ostrożnie, a dla linij podrzędnych wogóle nań nie liczyć.

Wszystkie wydatki na ruch dzielą się na koszta ogólnego zarządu, koszta utrzymania i właściwe koszta ruchu. Każda z tych grup rozpada się na wydatki osobowe i rzeczowe.

Do wydatków osobowych należą płace funkcjonarjuszy kolejowych i robotników, oraz wszelkie wydatki, związane z personalem. Oznaczyć je można dokładnie na podstawie danych statystycznych innych kolei.

Wydatki rzeczowe obejmują w kosztach ogólnego zarządu ²/₃ całkowitych kosztów, znając więc koszta osobowe tegoż zarządu, łatwo określić koszta rzeczowe. W grupie kosztów utrzymania obejmują koszta rzeczowe : koszt utrzymania szlaku i stacyj, telegrafów i urządzeń sygnalizacyjnych, oraz koszta odnowy toru i koszta ogólne. Właściwe rzeczowe koszta ruchu

obejmują koszta uruchomienia pociągów, oraz koszta utrzymania i odnowienia pojazdów. Wszystkie te koszta obecnie łatwo określić na podstawie danych, uzyskanych na kolejach istniejących.

Koleje prywatne obowiązane są do utworzenia osobnego funduszu, z którego pokrywa sie wydatki na uzupełnienie materjałów nawierzchni i środków przewozowych, oraz funduszu rezerwowego na pokrycie nadzwyczajnych wydatków, spowodowanych klęskami elementarnemi. Jeśli koncesja kolei prywatnej opiewa na pewien przeciąg czasu, należy utworzyć fundusz umorzenia dla spłaty akcjonarjuszów po wygaśnięciu koncesji.

Mech R oznacza wszystkie roczne koszta ruchu, U roczne koszta utrzymania, D oczekiwane dochody; niech oprocentowanie kapitału budowy K wynosi p°/₀, to roczny koszt dopuszczalnego kapitału budowy:

100

< D — R — U czyli K < (.D — R— U)

P°lo ’

Kp°l o 100

Zw. uważamy budowę kolei za możliwą, jeśli roczny dochód osiąga 13°/0 kapitału budowy, a roczne wydatki nie przekraczają 9°/₀ tegoż kapitału.

Wysokość tak wyznaczonego dopuszczalnego kapitału pozwala określić, jaki typ ma otrzymać projektowana linja. Ostateczną odpowiedź przyniesie rezultat studjów technicznych.

Państwo podejmuje często budowę linji kolejowej, chociaż oczekiwane dochody nie pokrywają kosztów, a to ze względów ogólnopaństwowych, strategicznych, politycznych 'lub ekonomicznych, (dla podniesienia handlu przemysłu, albo gospodarstwa rolnego pewnej okolicy przez ułatwienie komunikacji i w parze z tern idące wzmożenie bogactwa mieszkańców i ich zdolności podatkowej). Może też państwo przy ocenie rentowności projektowanej kolei uwzględnić zwiększenie dochodów linij państwowych już istniejących wskutek zasilenia ich ruchem z kolei projektowanej.

Zwykle, gdy budowę kolei zamierza przeprowadzić czyto państwo, czy też przedsiębiorstwo prywatne, przeprowadza się ocenę rentowności przez porównanie spodziewanych dochodów bezpośrednich projektowanej linji z całkowitemi kosztami budowy utrzymania i ruchu. Zadaniem inżyniera jest takie ustalenie typu kolei i przebiegu trasy, aby ona przy najinniej-szości kosztów zapewniała możliwie największe dochody.

c.

'V.

4 <*-

'/

o A

Fig. 262.

Ustalenie kierunków trasy handlowej. Dla połączenia trasą dwu miejscowości najkorzystniejsza będzie trasa najkrótsza, więc prosta. Gdy między końcowemi punktami trasy A i B znajdują się znaczniejsze miejscowości pośrednie C, I) i E, których położenie odchyla się od kierunku prostego A B (fig. 262), można otrzymać rozmaite rozwiązania :

Można mianowicie zachować prosty kierunek trasy AB i wykonać dojazdy CPU D I\ i EP₃, albo ułożyć trasę w ciągu łamanym A l\' P₂' Pa' B, aby uzyskać skrócenia dojazdów i zbudować je ewentualnie jako drogi dojazdowe, wreszcie można poprowadzić trasę w ciągu łamanym przez miejsco-Avości 6', D i E. Zadaniem trasowania handlowego jest znalezienie rozwiązania najkorzystniejszego.

Zadanie to traktuje wyczerpująco Launhardt i ustala zasady prowadzenia kierunków trasy dla najmniejszości całkowitych kosztów, przyczem przyjmuje, iż koszta kilometryczne dla tych kierunków są znane. W rzeczywistości jednak koszta te mogą być bardzo różne, gdyż różne mogą być stosunki terenowe poszczególnych kierunków, a nadto wielkość transportów poszczególnych stacyj, przyjęta do rachunku, często zmienia się po wybudowaniu kolei, a wtedy oczywiście zmieniłby się i wynik rachunku.

97

Bryła, Podręcznik inżynierski. 15. l-l.

Wobec tego badania Launhardta mają raczej wartość teoretyczną i można ich użyć do zbadania porównawczego projektów, sporządzonych dla każdego kierunku, a nie do ostatecznego określania tychże.

W ogólności, gdy ruch bezpośredni między miejscowościami A i B przeważa, zaś ruch miejscowości pośrednich jest podrzędny, korzystne będzie najkrótsze, możliwie proste połączenie tych miejscowości i wykonanie osobnych dojazdów ; gdy zaś oczekiwany ruch miejscowości pośredniej jest znaczny, można z korzyścią kolej przez nią przeprowadzić.

II. Trasowanie techniczne.

Przy ustalaniu trasy technicznej na podstawie wyników badań handlowych uwzględnić należy teren. Celem uzgodnienia wymagań gospodarczych z warunkami terenowemi ustala się przedewszystkiem warunki techniczne (program) projektowanej kolei, obejmujące podstawowe przyjęcia dla dalszego studjum trasy, w których należy określić czynniki: 1. typ projektowanej kolei, 2. przelotność, 3. spadki, 4. krzywizny, 5. przekrój poprzeczny kolei, 6. typ lokomotyw i nawierzchni, chyżość jazdy, 7. rozkład, wielkość i wyposażenie stacyj.

Typ projektowanej kolei z zaznaczeniem punktu początkowego i końcowego trasy, oraz tych punktów pośrednich, których trasa ma dotknąć, wynika z wymagań trasy handlowej.

Przelotność jest to zdolność przepuszczenia określonej ilości pociągów na dobę, wymagana przy największym możliwym rozwoju ruchu.

Znając wielkość oczekiwanego ruchu (badania handlowe), oraz dopuszczalny ciężar pociągu, określić można potrzebną ich dzienną ilość. Trasa powinna dozwalać na pokonanie tego ruchu.

M. K. Z. podaje w rozp. z dn. 5 kwietnia 1923, Nr. V. 7383/23, nast. sposób określania przelotności projektowanych linij kolejowych znaczenia ogólnego :

Przelotność kolei oblicza się dla biegu pociągów towarowych poruszanych parowozem serji D typu Gg¹, który przy krańcowej chyżości 20 km/goàz. zdolny jest do prowadzenia pociągów o ciężarze Q (bez lokomotywy) podług nast. zestawienia :

8    9    10

na spadku s%o —    4

Q tonu = 1530    1320    1160    1040 930 850 780.

Po ustaleniu według tego zestawienia ciężaru pociągu dla obranego spadku miarodajnego Sm (por. Spadki, str. 227), oznaczamy prędkość jazdy na różnych spadkach, mniejszych od miarodajnego, sposobem wykreślnym. W tym celu na wykresie krzywej, wyrażającej zmianę siły pociągowej ze zmianą chyżości, która dla powyższego parowozu określa się równaniem Z i kg . v km/goàz. = 237600,

wykreślamy krzywe oporu dla różnych spadków (określone wzorami Strahla), a punkty przecięcia tych krzywych z krzywą siły pociągowej określą odpowiednie prędkości jazdy. Podług tych prędkości obliczamy czas potrzebny na przejazd 1 km linji na różnych spadkach, oraz czas, potrzebny na przejazd całego szlaku.

Przy określaniu przelotności należy kierować się nast. zasadami:

d) O przelotności linji stanowi przelotność najtrudniejszego jej szlaku, na którym przebieg pociągu tam i z powrotem od stacji do stacji wymaga najdłuższego czasu.

b) Do obliczonego czasu biegu należy dodać 2 minuty na rozpęd i 2 minuty na zatrzymanie się każdego pociągu.

c)    Odstęp czasu ô między przybyciem jednego pociągu i wyprawieniem następnego na tenże szlak w kierunku odwrotnym na linjach jednotorowych należy przyjmować nie mniejszy niż 3 minuty.

d)    Na tych podstawach przelotność szlaku, na którym obliczony czas biegu tam i z powrotem z dodaniem czasu na rozpęd i zatrzymanie wynosi ł₁ i t₂ minut, wyrazi się wzorem

1440

M ~ #1 + 44-28'

c) Przelotność linji należy udowodnić wykresem jazdy pociągów, przyjmując postój na stacjach wodnych 6 minut, a na pozostałych stacjach i mijalniach 3 minuty.

/) Największą prędkość pociągu towarowego przyjmować 45 km/godz.

Spadki, to najważniejszy element trasowania, trafny ich dobór rozstrzyga o wartości projektowanej trasy. Wielkość spadku, najkorzystniejszego dla danej trasy, zależy od typu kolei, więc od wielkości spodziewanego ruchu i pożądanej chyżości jazdy, oraz od terenu.

1.    Górna granica dopuszczalnych spadków na kolejach adhezyjuych jest bardzo niska. Według N. Z. nie należy na kolejach głównych pierwszorzędnych przekraczać spadku 25°/oo? a na kolejach głównych drugorzędnych i kolejach lokalnych normalno- i wąskotorowych spadku 40%o- Według P. P. M. nie powinien największy spadek kolei lokalnych normalno- i Avąsko-torowych przekraczać 70%o przy trakcji elektrycznej, a 40%o przy innych rodzajach trakcji.

2.    Trzymając się powyższych granic ustalamy dla kolei największy spadek Sm, dobrany odpowiednio do terenu i wielkości oczekiwanego ruchu i spadek ten, zwany spadkiem miarodajnym Sm, służy do określenia ciężaru pociągu.

Zwiększenie tego spadku na pewnych częściach szlaku możliwe przy zastosowaniu silniejszego parowozu, albo przez podział pociągu na części i zmniejszenie w teń sposób jego ciężaru, lub wreszcie przez przyprzęg drugiego parowozu posiłkowego. Wszystkie te sposoby są wielkiem utrudnieniem ruchu i dlatego dochowanie obranego spadku miarodajnego bardzo pożądane.

OL Vr² Vo²

2 g    S j—Sm

przyczem a= 1,08 określa zwiększenie energji kinetycznej pociągu skutkiem rotacji osi i kół, zaś g oznacza przyśpieszenie ziemskie.

Stosowanie takich krótkich ramp w spadku większym od miarodajnego powoduje stratę na czasie jazdy i utrudnia ruch, więc uż. tylko wyjątkowo dla kolei podrzędniejszych, posiadających niewielki spadek miarodajny, i znaczniejszą chyżość.

3. Na kolejach nizinnych mamy do czynienia z małemi spadkami, nie przekraczającemi zw. wartości spółczynnika oporu ruchu na torze prostym i poziomym u₀. Na takich spadkach, nie wymagających hamowania przy jeździe w dół, średnia z prac siły pociągowej dla obu kierunków jazdy (przy jednakowym ciężarze pociągu) równa się pracy na poziomie.

Spadki takie nazywamy nieszkodliwemi, gdyż przy Ayyłącznem ich stosowaniu możemy niweletę kolei dowolnie załamyAvać, Avprowadzajac nawet spadki odwrotne, bez szkody dla dobroci linji z uwagi na zapotrzeboAvanie siły pociągowej. PozAvala to na dostosowanie trasy do terenu, AArięc zmniejszenie kosztÔAv budoAvy.

Niewielkie odcinki trasy możua ułożyć w spadku większym od sm, pokonując go przez częściowe wyzyskanie energji kinetycznej rozpędzonego pociągu. Jeśli spadek na tym odcinku oznaczymy literą Sj (gdzie Sj > Sm), zaś literami v₁ i Vo chyżość jazdy na początku i końcu badanego odcinka, to długość jego l wynosić może:

Z==

15*

99

4.    Dochowanie spadku jednostajnego między dwiema stacjami jest bardzo pożądane, gdyż jest to najmu, możliwy spadek. Często względy terenowe wymagają odstępstwa od spadku jednostajnego.

Granice tego odstępstwa bez szkody dla dobroci trasy :

Dla przypadku, gdy spadek jednostajny jest nieszkodliwy (s < wo), możemy stosować spadki łamane, a nawet odwrotne, byle nie przekraczały granicy spadków nieszkodliwych (por. ust. 3).

Jeśli spadek jednostajny jest szkodliwy (.9 > ic₀), a uwzględniamy ruch w obu kierunkach, wówczas wolno spadki załamywać, byle wszystkie spadki były szkodliwe i skierowane w jedne stronę.

Niweleta tak ułożona nie posiada spadków straconych.

5.    Jeśli możliwe jest zastosowanie spadku jednostajnego między dwiema stacjami, należy ułożyć przed stacjami spadki pośrednie, przez co możemy nadać pociągowi, wyjeżdżającemu ze stacji dolnej, odpowiednią chy-żość przed wjazdem na wielki spadek, oraz łagodny wjazd na tę stację pociągu, zjeżdżającego z góry. Spadek pośredni przed stacją górną ułatwia zatrzymanie i następne ruszenie z miejsca pociągu, gdy jest wjazd do stacji zamknięty, oraz regulowanie palenia pod kotłem, a wreszcie obydwa spadki pośrednie przyczyniają się do złagodzenia ostrości załomów spadku przy wejściu na stacje. Długość przedstacyjnych spadków pośrednich powinna być nieco większa od odległości sygnałów wjazdowych od początku stacji, a więc 500—800 m na kolejach głównych, a 150—300 m na lokalnych. Wielkość spadków pośrednich obieramy zw. równą połowie spadku, zastosowanego na dotyczącym szlaku.

6.    Stacje kolejowe i mijalnie powinny w myśl P.P.M. leżeć zasadniczo w poziomie, a w każdym razie w spadkach nie przekraczających 2,5%y, z wyjątkiem torów przetokowych. Końce torów mijankowych mogą zachodzić na spadki przyległych szlaków. Długość równi stacyjnych winna odpowiadać projektowanemu układowi torów stacyjnych i przewidywanemu ich rozwojowi, conajmniej długości użytkowej torów z uwzględnieniem rozmieszczenia rozjazdów krańcowych i zaokrąglenia załomów. Mijalnie na szlaku poza stacjami mogą otrzymać spadki większe, a tylko tory, przeznaczone do odstawiania poszczególnych wagonów, układać należy w poziomie lub w spadku nie przekraczającym 2,5°/₀₀.

7.    Załomy spadku należy według P.P.M. wyokrąglić lukiem kołowym o promieniu na kolejach głównych conajmniej 10.000 m, a w obrębie stacyj i dojść do nich conajmniej 5000 m. Na kolejach lokalnych wartości te mają wynosić 5000 i 2000 m. Przybliżona długość stycznej łuku wy-okrąglającego :

— (S₂ + Sj),

zaś pionowy odstęp punktu niwelety wyokrąglonej od punktu załomu :

y (*z ± «i)²,

gdzie : r — promień łuku wyokrąglającego, a Si i s₂ — przyległe spadki, przyczem znak -)~ odpowiada spadkom odwrotnym, a znak — spadkom zgodnie skierowanym. Ostre załomy spadków złagodzić, wprowadzając wstawki pośrednie. Szczególnie potrzebne takie wstawki między większemi i dłuższemi spadkami odwrotnemi. Według P.P.M. należy w tym wypadku włożyć wstawkę poziomą lub w spadku nie przekraczającym 3°/oo ⁰ długości (łącznie z lukami wyokrąglającemi) nie krótszej niż długość pełnoładownych pociągów.

Odstęp punktów załomu niwelety powinien odpowiadać chyżości jazdy celem uzyskania spokojnego biegu pociągów.

Unikać należy załomów spadku na lukach, na mostach otwartych i w pobliżu tychże, oraz przed rozjazdami stacyjnemi. Odstęp punktu załomu spadku

od początku łuku, względnie od przyczółka mostu lub od początku rozjazdu powinien być równy conajmniej długości t stycznej łuku wyokrąglającego zwiększonej o 6 m.

8. P. P.M. zalecają złagodzenie wzniesień miaro- ć? dajnych

tość dodatkowego oporu wskutek krzywizny.

Złagodzenie to uzyska- ____

my, urabiając t. zw. 1 i n j ę    !

o stałym op[orze. Jeśli s — spadek jednostajny szła-ku, na którym mamy urobić linję o stałym oporze, 1₀ = łączna długość wszystkich prostych tego szlaku, — długość wszystkich łuków, fj dla których spółcz. dodatkowego oporu z powodu krzywizny wynosi Wt — 1 kglt,

U długość łuków, dla których Wt — 2 kg It itd.,

a wreszcie t długość tuneli i głębokich przekopów, w których trzeba dodatkowo zmniejszyć spadek o m°/₀₀, natenczas spadek w prostych s₀ wyznaczymy z wzoru

na łukach o war- e/ i

--------r

cc

Hf

Q lSj%-

Fig. 263.

iii n . In -j— yyi t

h--«—■

so= s -}

przyczem L oznacza całkowitą długość badanego szlaku.

W łukach grupy lx zastosujemy spadek s₁ = So — 1, w łukach grupy I2 spadek ,v₂ = s₀ — 2 itd.

Według P. P. M. należy w dłuższych tunelach zmniejszyć spadek miarodajny do 0,7 jego wartości na szlaku otwartym.

Kierując się powyższemi wskazówkami, określimy w warunkach technicznych spadek miarodajny dla szlaku, oraz spadki dla stacyj i mijalni. Krzywizny.

1. N a j mni e j sz e p r o mi eni e łukó w. Dla wozu dwuosiowego z osiami stałemi, ułożonego w łuku o tak małym promieniu, że wszystkie koła opierają się swemi rąbkami o szyny (fig. 263 a), otrzymujemy

— (a² + a /) — y

a wstawiając podług fig. 263 b w przybliżeniu a = y 2 p m, otrzymamy R = — (2 p m -j- l y 2 p m) ■—-

Podobnie, oznaczając literą g całkowitą grę osi zwrotnej w łożyskach, otrzymamy dla wozu z osiami zwrotnemi, zgodnie z fig. 263 c

e , n    .    ag

— -j~ fi, łr = n sm tu Q2 a tang oi = —•

e i ag a więc s = Y + —

i ostatecznie R = —— (2 p m 4-1 y/2 p m)--jr-

Z E    "

Zatem: szerokość toru wywiera stosunkowo bardzo nieznaczny wpływ na wielkość promienia łuku, natomiast rozstrzygają: rozstaw osi pojazdów, średnica kół, wysokość rąbków, a przedewszystkiem gra między rąbkami kół a szynami. Możemy więc na kolejach wąskotorowych stosować znacznie mniejsze promienie krzywizny niż na kolejach normalnotorowych.

Wielki wpływ na wielkość dopuszczalnego promienia krzywizny wywiera także chyżość jazdy i w związku z nią pozostające bezpieczeństwo ruchu, to też na kolejach głównych stosować należy większe promienie niż na lokalnych.

Wartości promieni, obliczone z powyższych wzorów, stanowią bezwzględne minima, których w praktyce z uwagi na wielkość oporów i bezpieczeństwo jazdy nie możemy stosować.

P. P. M. postanawiają: W torach głównych kolei głównych należy stosować możliwie wielkie promienie i nie mniejsze niż 300 m na kolejach pierwszorzędnych i 180 m na kolejach drugorzędnych.

Dla kolei lokalnych normalno- i wąskotorowych dopuszczalne są nast. promienie :

koleje normalnotorowe, na które przechodzą parowozy kolei głównych, 180 m V    V    n w    «    wagony „    „

140 m

„    „    „    „ nie przechodzi tabor kolei głównych, 100 m

„ o szerokości toru 1000 mm w szlakach głównych 100 m, zresztą 50 m „ „    „    „ 750 mm „

„    „    „    „    600 mm „

(bez parowozów)

40 m 30 rn

75 m, „

60 m,    „

Na wszystkich tych kolejach można za zezwoleniem M. K. Z. stosować mniejsze promienie, jeśli tabor jest odpowiednio urządzony do przejazdu ostrych łuków.

2. Poszerzenie toru. Zbyt małe poszerzenie utrudnia ruch parowozów z większą ilością osi sprzężonych w ciasnych łukach i powoduje silne ocieranie rąbków kół o szyny; zbyt wielkie poszerzenie wywołuje niespokojny ruch końcowych wozów w pociągu, zwłaszcza wozów o mniejszym rozstawie osi.

Wedle P. P. M. największe dopuszczalne poszerzenie wynosi :

7000

e mm = —--5,

Rm ’

przyczem szerokość toru w łukach nie powinna przekraczać 1465 mm na kolejach pierwszorzędnych i 1470 mm na drugorzędnych.

Poszerzenie toru wedle wzoru dla różnych promieni wynosi: dla R — 100, 150, 180, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200 m 34, 30, 23, 18, 13,    9,    7,    4,    2,    1 mm

35,

35,

e =

Związek niemieckich zarządów kolejowych zaleca wzór :

(1000 — r)2 ⁶ ~    30.000    '

Dla kolei wąskotorowych zaleca Skibiński następujące wzory : dla szerokości toru    1000 mm 750 mm 600 mm

otrzymujemy max. e mm zaś e — 2 mm dla R

40

25 m

23

18

16

120 m

Poszerzenie toru umieszczamy całkowicie po wewnętrznej stronie łuku, odsuwając tok wewnętrzny od osi toru o wymiar równy połowie szerokości toru na prostych, zwiększonej o pełną wartość poszerzenia. Tok zewnętrzny, prowadzący przednią oś pojazdu, przebiega regularnie i stale równolegle do osi toru.

= 200

150

3. Przechyłka toru. Celem zniweczenia wpływu siły odśrodkowej podnosimy w łukach tok zewnętrzny ponad wewnętrzny o taki wymiar h (fig. 264), aby wypadkowa R z ciężaru pojazdu G i siły odśrodkowej 0 padała w oś toru.

Oznaczając chyżość jazdy literą v wi/sek., a promień łuku literą rm, otrzymujemy dla przechyłki toru wzór

_s v²

Dla normalnej szerokości toru s — 1,5 mi dla chyżości V w km/goàz. otrzymujemy ( V km/goàz)²

-P

'OL

h mm — 11,8

rm

’ eF

Fig. 264.

Z uwagi na bezpieczeństwo jazdy należałoby Vfoik>rn * i obliczać przechyłkę dla największej chyżości    R ’

pociągów na danej linji kolejowej, a wtedy pociągi, jadące z mniejszą chyżością, naciskać będą na tok wewnętrzny, zwiększając w ten sposób poziomą siłę poprzeczną. Bóżnica nacisku na obydwa toki będzie tem większa, im większa zachodzi różnica między chyżościami pociągów pośpiesznych i towarowych. Z tego powodu P. P. M. zatrzymują powyższy wzór na przechyłkę tylko dla chyżości jazdy od 0 do 50,85 km/goàz., zaś dla chyżości od 50,85 do 120 km/goàz. stosują wzór

V km j go Az.

h mm — 600

przyczem w obu wzorach należy wprowadzać największą chyżość, dopuszczalną w łuku z uwagi na jego krzywiznę lub z uwagi na budowę toru, jeśli ona wymaga zmniejszenia szybkości na łukach.

Odpowiednio do powyższych uwag otrzymujemy nast. tabelkę:

— 1200 1100 1000 900 800 700 m

110 105 100 95 90 km/godz. 58    60    63 67 71 77 mm

'dla promienia r największa chyżość V— 115 przechyłka toru h

=    600    500    400    300    250    200    150    100 m

85    80    75    65    60    50    40    25    km/goàz.

85    96    113    130    144    148    126    74 mm

dla promienia r największa chyżość V — przechyłka toru h =

Dla kolei wąskotorowych nadają się wzory: dla szerokości toru s —

przechyłka toru h mm = 8,0

750

600 mm

( Vkm/godz.)² r n ( Vkm/godz.)² Ą n ( Vkm/goàz.)2 ;    ~    ? 4,7

1000

yYH

ym

Zwykle podwyższamy tok zewnętrzny* pozostawiając położenie toku wewnętrznego bez zmiany, by nie zmniejszać pod nim grubości warstwy żwiru i utrzymać niweletę toru.

4. Krzywa przejściowa. Przejście między prostą i łukiem łagodzimy przez włączenie krzywej przejściowej tak urządzonej, by w każdym jej punkcie zachodziła proporcjonalność przechyłki toru do promienia krzywizny (fig. 265).

Z warunków

₇ S V2 hx — —

oraz

i x hx = —r-

otrzymujemy równanie krzywej przejściowej, powszechnie stosowanej

X³

przyczem

■J 6 6” i s v²

Ważniejsze elementy tej krzywej, potrzebne przy wytyczeniu:

l = i h,

Z²

6 — 6 r’

pochylenie stycznej końcowej tang cp₀ = ——,

Z Y

długość krzywej

jej rzędna końcowa

długość podstycznej

przesunięcie stycznej głównej

odstęp przesuniętego punktu styczności C od końca krzywej : l (r —j- v — e)

l/Z² + 4 r²

i: i

•i h

_A_

T . i.....

A'

V ^    ~ -a— “ ł

cf****!- :«

-i

/>

Fig. 265.

Dla łuków płaskich, z jakiemi mamy do czynienia na kolejach głównych, w przybliżeniu:

a — y >

przesunięcie łuku, wywołane włączeniem krzywej przejściowej :

f — v . cosec —

rzut tegoż przesunięcia na styczną główną:

ß

t = v . cotang —,

rzędną krzywej w punkcie C : y —

Postępowanie przy wytyczaniu krzywej :

Dla danego kąta ß i promienia łuku r obliczamy długość stycznej A' W = r . cotang ^ ß

v . cotang

i sumę tych długości odmierzamy na stycznej od wierzchołka W. Od otrzy-

oraz wymiar

manego w ten sposób punktu C odmierzamy wprzód długość (l — a), zaś wstecz długość a. Punkt A jest początkiem krzywej ; na prostopadłych

V

w punktach C i B' odmierzamy długości —, względnie e, i otrzymujemy

środkowy i końcowy punkt krzywej, które zazwyczaj wystarczają do jej ułożenia.

Tabele cyfrowe, przydatne w polu przy tyczeniu łuków z krzywemi przejściowemi, zawiera Skibińskiego „Tyczenie tras“.

Pochylenie rampy przechyłkowej 1 : i powinno być tem łagodniejsze, im większa jest chyżość jazdy. P. P. M. ustanawiają najmn. wartość tego pochylenia na 1 : 375. Wartość ta wystarcza tylko przy niewielkich chyżościach jazdy. Zgodnie z podziałem kolei, wprowadzonym przez P. M. K., zawiera tablica 1 odpowiednie wartości dla i.

Tablica 1.

■pkm/goAz.

min. rm

pn

1.    Koleje główne pierwszorzędne .

2.    Koleje główne drugorzędne, prowadzące ruch pośpieszny . .

3.    Koleje główne drugorzędne, nie prowadzące ruchu pośpiesznego

4.    Koleje lokalne normalnotorowe

i bocznice........

100

1000

1000 60,0

80

50

40

500

250

150

600    57,6

400    47,2

5. a) Koleje wąskotor. : s = 1000 mm .<? = 750 mm s— 600 mm

30

b)    „

c)    «

25

20

OO £*■

O O O

Dla łuków o wielkich promieniach wypada krzywa przejściowa krótka z bardzo małą rzędną końcową; nie stosujemy więc tu krzywych przejściowych, a zagubienie przechyłki toru uskuteczniamy całkowicie na prostej, przyczem pochylenie toku zewnętrznego przyjąć należy w wartości, odpowiadającej danemu typowi kolei. Dla przytoczonych typów największe promienie, dla których jeszcze zastosujemy krzywe przejściowe, są: typ 1    2    3    4    ba    bb    bc

R = 3000    2000    1000    600    250    150    100    m.

5. Proste między lukami. Długość prostych między lukami nie może spaść poniżej granicy, uwarunkowanej możliwością zagubienia przechyłki toru, oraz uzyskania pewnej długości toru bez przechyłki dla łagodnego przeprowadzenia pojazdu z jednego pochylenia w drugie.

a)    Łuki odwrotne bez krzywych przejściowych. Wedle N. Z. należy pomiędzy odwrotnemi lukami wstawić prostą o takiej długości, aby między początkowemi punktami przechyłek toru pozostawał odcinek 1₀ prostej bez przechyłki o długości conajmniej 30 m na lmjach pierwszorzędnych i min. 10 m na drugorzędnych. Jeśli promienie łuków wynoszą r i r₃, odpowiadające im przechyłki toru h i /t1; zaś pochylenie ramp przechyłkowych 1 : i, to całkowita długość prostej ma wynosić

L = i (h -j- ht) + lo.

b)    Łuki odwrotne z krzywemi przejściowe mi. Na planie trasy kolejowej nie uwzględniamy krzywych przejściowych, które wytyczamy dopiero w terenie, toteż dla łuków, kreślonych na planie w położeniu kresko-wanem (fig. 266), należy dochować taką najmn. długość prostej L, by po ułożeniu krzywych przejściowych pozostała między ich początkami prosta bez przechyłki o długości lo. Wtedy L wynosi conajmniej :

L =■ lo -j- (J — à) -j- (h — ®i) -j- l "f" h-

--V-

H-ł--- a- —n

11-a—>t*------lo------— ka.,~^rtr*r

h.

Fig. 266.

Dla podanych w tabł. 1. pięciu typów kolei i dla najmn. dopuszczalnych promiepi otrzymujemy zestawienie wedle tablicy 2.

Tab lica 2.

min. Rm hmm

kolei

pn

Lm

Jom (l (t)m (w przy- dla przypadku bllżeniu)

a)

b)

8^ y H (N CO lO iC O

1000

500

250

150

50

40

30

9,90

J-Ł J-Ł J-*

b bo bob o

05 ÇÛ CC O to ÜT J<1 JJT JJi JJT    JUl O

'bo 'to b- 'o ^ 'to "o

CC ^ Cl OT ct o ^

H* CO O O CD K) 'co ^    "î-*- 'V bs o

W przypadku b) potrzebne są zatem krótsze proste między lukami, niż w przypadku o), co stanowi jeszcze jedną korzyść zastosowania krzywych przejściowych.

Podług P. P. M. należy między odwrotnemi lukami wstawić przy trasowaniu prostą o długości conajmniej dostatecznej do umieszczenia krzywych przejściowych.

Wtedy prosta 1₀ może odpaść z powyższych wzorów dla długości L, a proste L w powyższem zestawieniu skrócą się o długość lo.

c) Łuki skierowane w tę samą stronę (łuki zgodne). Z uwagi na przechyłkę toru, występującą w obydwóch lukach w tym samym toku, krótkie wstawki proste są bardzo niesposobne dla ruchu. P. P. M. zalecają unikanie ich między lukami zgodnemi.

Jeśli przy układaniu trasy wypada taka krótka prosta, lepiej zastąpić ją lukiem o jednym większym promieniu lub koszowym.

Wedle powyższych wskazówek określimy w warunkach technicznych najmn. dopuszczalny promień łuku, wielkość poszerzenia i przechyłki toru, oraz najmniejszą długość prostych między lukami.

Przekrój poprzeczny kolei. Tu powinny znaleźć określenie:

1. Ilość torów. Koleje główne pierwszorzędne budujemy zwykle jako dwutorowe, a w każdym razie należy w projekcie uwzględnić przyszłą budowę drugiego toru. Jeżeli odstęp czasu, w jakim budowa drugiego toru ma nastąpić, jest długi, ograniczamy się zwykle do wykupna gruntów pod kolej dwutorową; jeśli krótszy, budujemy większe mosty, wiadukty i tunele dla dwóch torów, wykonywując dla drugiego albo tylko fundamenty, albo odrazu całe przyczółki i filary. Przy krótkim przewidywanym okresie wykonywamy odrazu całe torowisko dla dwóch torów, zostawiając na później tylko ułożenie nawierzchni.

Koleje główne drugorzędne i koleje lokalne budujemy zawsze jako jednotorowe. Koleje miejskie otrzymują zwykle dwa tory, a przynajmniej drugi tor powinien być przewidziany.

■*.....v

Skrajnia toru

dta kolei normalnotorowych znaczenia ogólnego

_ j_    _ / Ograniczenie skrajni dla

W7-.760 -»i»-.-76£>• >- dolnych krawędzi wiaduktów drewnianych

Pl

<520

.i

• oi 8 - ■

u*

1520

•*

---ir>

__X

i

CO

<L _

_§Ji

*T

■ aU.....

<520......».

dla stacji

oraz d!a torów głównych ^    ( z wyjątkiem brow

zasadniczych i dodałko-    głównych)

wych na stacjach

dla szlaku

2000 • -

2200 -

8*0 -

->*c-

<*000

2000.....

2200

»I

--Poszerzenie skrajni dla nowych budowli

Lmja A-B dla szlaku z wyjątkiem mostów ” C-D dla stacji • dla mostów ----Ograniczenie skrajni dla kolei

-J

co

zębatych

1650 -

- - ->Ł<- -

1520

- - • 1650 1520 -

i. i _ 3L___Ł

^ 500 ^ r---i---1

: 1170

^górna'krawędl główki szgny

ra>iV

Dolna częsc skrajn

1Ï35

3Sr

V-

chomych state połączonych

■) <35 mm d/a przedmiotów mer u

\ 150 mm » pozostałych przedmiotów nieruchomych

z szyną

U1 mm

« kierownic przy krzyzowmcach rozjazdów i skrzyżowaniu torów *5 mm >* odbojnic w wyjątkowych wypadkach za osobnem zezwoleniem

Min. K. Żel.

67 mm

n pozostałych przedmiotów nieruchomych w innych wypadkach.

Fig. 267.

Koleje o większej ilości torów budujemy tylko wyjątkowo w sąsiedztwie bardzo wielkich miast, gdy zachodzi potrzeba prowadzenia ruchu podmiejskiego na osobnych torach, albo w okolicach węglowych.

2. Skrajnia toru określa wymiary przestrzeni wolnego przejazdu, jaką dochować należy wzdłuż torów głównych i pobocznych.

Według P. P. M. należy na torach głównych zasadniczych i dodatkowych kolei głównych dochować skrajni, wskazanej linjami pełnemi po lewej stronie

fig. 267, a na wszystkich pozostałych torach skrajni, wskazanej po prawej stronie fig. 267 linjami pełnemi.

Przy budowie nowych kolei i przy przebudowie istniejących winna być pozostawiona poza skrajnią wolna odległość, wynosząca na stacjach i mostach 200 toto, na pozostałym zaś szlaku 500 mm (fig. 267, linje kreskowane AB i CD).

Na kolejach zębatych skrajnia miedzy szynami ogranicza się dodatkowo na szerokość 500 mm i na wysokość 50 mm (fig. 267, linja kreskowana i kropkowana).

Dla zachowania skrajni w łukach należy uwzględnić przechyłkę i poszerzenie toru, a w łukach o promieniu mniejszym niż 400 m również długość wagonów.

Na kolejach lokalnych normalnotorowych obowiązuje ta sama skrajnia, co na kolejach głównych.

Dla kolei wąskotorowych, na które przechodzą wagony kolei normalnotorowych na kozłach, należy stosować skrajnię podług fig. 267, licząc od dolnego punktu okręgu tocznego kół wagonu kolei normalnotorowej, usta-

S kr aj ni a

dla kolei O szerokości toru 1000 mm '"‘I

-7825~ 625- 625-82:

<■........... 2900

-    #50.....4*

<!

850

Skrajnia dla kolei O szerokości lor u 750 / 600

1450‘

5750

.....0061

2100 .....*

- 1050 * 1050 -

u.

2100

-1050    1050

- * 1000".

Fig. 268.

wionego na kozłach. M. K. może zezwolić na odstępstwo od przepisanej skrajni, o ile zapewniony jest wolny i bezpieczny przejazd taboru z ładunkiem.

Dla kolei wąskotorowych, na które nie przechodzą wagony kolei normalnotorowych, określa M. K. skrajnię podług taboru danej kolei; skrajnie, przedstawione na figurach 2(18 i 269, obowiązują jako dopuszczalnie najmniejsze. Przy dochowaniu skrajni uwzględnić w łukach przechyłkę i poszerzenie toru.

3. Odstęp torów. P. P. M. postanawiają dla kolei głównych : Odległość między osiami dwóch torów sąsiednich na szlaku ma wynosić conajmniej 3,50 m. Odległość tę między dwiema parami torów lub jedną parą torów a torem trzecim zwiększyć conajmniej do 4,00 to; w razie zaś potrzeby ustawienia^ na międzytorzu sygnałów stałych, co najmniej do 4,70 m.

Odległość między osiami torów na stacjach conajmniej 4,50 w, za wyjątkiem torów przeładunkowych i zasadniczych torów głównych, pomiędzy któremi można ją zmniejszyć, zależnie od warunków miejscowych, do 3,50 m.

Odległość między osiami torów, między któremi mają być umieszczone perony, winna wynosić w wypadku peronów jednostronnych nie mniej niż 6,0 m, w wypadku peronów dwustronnych nie mniej niż 9,0 m.

Dla kolei lokalnych normalnotorowych osiowy odstęp torów na szlaku conajmniej 3,50 to. Na stacjach kolei lokalnych normalnotorowych, przez które ma przechodzić tabor kolei głównych, odstęp między osiami torów

JL.

200

575575

rsm

25

Fig. 269.

nie może być mniejszym niż 4,0 m. Na stacjach takich kolei, na które tabor kolei głównych nie przechodzi, powinien osiowy odstęp torów przewyższać najw. szerokość taboru, względnie ładunku conajmniej o 000 mm ; dla torów, przeznaczonych do wsiadania i wysiadania podróżnych, należy powyższy wymiar 600 mm powiększyć do 1350 mm.

Dla kolei wąskotorowych, na które nie przechodzą wagony kolei normalnotorowych, powinien osiowy odstęp torów na szlaku przewyższać o 400 mm największą szerokość taboru lub ładunku w zależności od tego, co daje większą szerokość. Na stacjach takich kolei należy powyższy wymiar 400 mm powiększyć do 600 mm, a dla torów przeznaczonych do wsiadania i wysiadania podróżnych do 1350 mm.

4. Szerokość toru. .Koleje główne otrzymują zawsze normalną szerokość toru, wynoszącą na prostych 1435 mm. Niektóre państwa mają szerokość toru większą i tak: Rosja 1524 mm, Hiszpanja 1740 mm, Irlandja 1600 mm itp. Koleje te nazywamy kolejami szerokotorowemi.

Dla kolei lokalnych należy w każdym przypadku przeprowadzić badania, czy odpowiedni będzie tor normalny, czy wąski.

Korzyści toru wąskiego: mniejsze koszta budowy, lżejsza nawierzchnia, możność lepszego przystosowania trasy do terenu (małe dopuszczalne promienie krzywizny), co ułatwia także wprowadzenie toru wąskiego wewnątrz miejscowości i do zakładów przemysłowych.

Niekorzyści toru wąskiego: znaczne trudności ewentualnej przebudowy kolei na normalnotorową; niemożność posiłkowania się taborem innych kolei w okresie wzmożonego ruchu, wskutek czego kolej wąskotorowa musi otrzymać tabor w takiej ilości, by mogła zawsze odpowiedzieć wymaganiom ruchu; stosunek ciężaru martwego do użytecznego mniej korzystny; wreszcie niemożność przeprowadzania pojazdów z toru wąskiego na normalny i odwrotnie na stacjach włączenia obu szerokości toru, co pociąga za sobą konieczność przeładowywania towarów.

Ostatniej niekorzyści należy poświęcić nieco uwagi.

nie-

W transportach kolejowych rozróżniamy to Avar drobny (przeAvożony w poszczególnych kawałkach) i to Avar m a s o av y (w ładunkach caloAvago-nowych). Przeładowania towaru drobnego nie UAvaża się za niekorzyść toru wąskiego, jak i przesiadania podróżnych, gdyż i na stacjach Avlaczenia kolei lokalnej normalnotoroAvej do kolei głównej następuje ono z reguły, a przyspieszenie i ułatAvienie czynności przeładoAVCzej uzyskamy, układając tory przeładowcze obu kolei równolegle i podwyższając niweletę toru wąskiego tak, aby podłogi obu Avagonôw znajdowały się w rÔAvnej Avysokości.

Konieczność przeladowyAvania towaru masowego stanowi Avybitna korzyść toru Avaskiego, gdyż zAvieksza koszta przewozu i uniemożliwia przewóz towarów, które nie znoszą przeładowania, bo łatwo przytem doznają uszkodzeń albo są zbyt tanie. Dla takich ładunkÓAv przeprowadza się całe pojazdy z jednego toru na drugi.

Przenoszenie wagonów kolei AvaskotoroAvej na wagony plat-formoAve toru normalnego uskutecznić można zapomocą żórawi, albo zap. ramp czołowych z torem wąskim, ułożonym av poziomie podłogi wagonu normalnotorowego, po którym Avpycha się Avagony kolei wąskotorowej na platformę Avagonu normalnotorOAvego.

PrzeAvôz całych wagonów kolei normalnotorOAvej po torze Avaskim umożliwiony jest przy pomocy kozlÔAv, tj. AvózkÓAv zwykle dwuosiowych, opatrzonych silną platformą, na której ustarviony jest stojak z łożyskiem dla osi wozu normalnotorowego. Wymiary kozła: rozstaw osi 80—120 cm, średnica kół 47 — 50 cm, ciężar własny 1300—1400 kg, udzAvig 10 —12 ź. Wzniesienie łożysk ponad tor takie, aby koła wozu normalnotorowego znaj-doAvaly się ponad poziomem szyn toru wąskiego.

Tor wąski ułożony w zagłębieniu weAvnatrz toru normalnego, poczem podnosi się łagodną rampą do niwelety tegoż ostatniego. Na wgłębionej części toru wąskiego ustawione są kozły. Lokomotywa popycha wagony wolnym ruchem po torze normalnym, a te, tocząc się nad wgłębieniem, zabierają z sobą kozły przy pomocy odp. urządzenia, prowadząc je dokładnie pod osią. Gdy kozioł przy dalszym ruchu dostanie się na rampę, ujmuje oś wozu normalnego i unosi ją nieco w górę. Po wyjeździe na górę zamyka się sprzęgła i wóz normalny, ułożony na kozłach, jest gotowy do odjazdu. Z powodu skrecalności łożysk kozła około osi pionowej można przewozić nawet długie wozy normalnotorowe w ostrych lukach toru wąskiego, gdyż ruch kozłów jest wzajemnie niezależny podobnie, jak ruch truków. Inny sposób przewożenia wagonów normalnotorowych po torze wąskim : zastosowanie niskich, zw. czteroosiowych wozów platformowych, zw. transporterami, przyczem ramę platformy tworzy tor normalny. Przy pomocy rampy czołowej następuje wtaczanie wozu normalnotorowego na platformę. Opisane urządzenia stanowią wprawdzie znaczne ułatwienie, gdyż czas potrzebny na manipulację jest nieznaczny, a koszt jej wynosi zaledwie tyle, jakby wóz kilka kilometrów dłużej jechał, mimo tego jednak przedstawiają one niedogodności. Przy tym sposobie przewozu trzeba na kolei wąskotorowej dochować wydatnie zwiększoną skrajnię i transportować znaczny ciężar martwy, a nadto z uwagi na bezpieczeństwo ruchu nie można składać pociągu tylko z takich pojazdów, lecz trzeba je przegradzać wozami zwykłemi, co stanowi utrudnienie czynności zestawczej.

Zatem: W łatwym terenie nizinnym nie opłaci się budowa toru wąskiego, chyba dla linij bardzo podrzędnych. Wobec nieznacznych robót ziemnych i niekosztownych objektów jest linja normalnotorowa w takim terenie nie wiele droższa od wąskotorowej. W trudnym terenie różnica w kosztach budowy może wypaść bardzo znaczna, a wtedy tor wąski bardzo korzystny, a nawet jedynie możliwy, gdy oczekiwany ruch jest niewielki i rozporządzamy małym kapitałem na budowę. Tylko, gdy kolej podrzędna łączy dwie koleje normalnotorowe, a jest krótka, wykonamy tor normalny, aby uniknąć podwójnego przeładowania.

W powszechnem użyciu są trzy szerokości toru wąskiego : 1000 mm, 750 mm i 600 mm.

Według Liebmanna zachodzi następujący stosunek kosztów budowy i wy-datności ruchu przy szerokości toru 1435 nim, 1000 mm, 750 mm i 600 mm : koszta budowy 1 : 0,67 : 0,58 : 0,33 wydatność ruchu 1 : 0,78 : 0,72 : 0,55.

Nie powinno się schodzić z szerokością toru poniżej 750 mm dla ad-hezyjnych kolei parowozowych, zaś poniżej 1000 mm dla lokomotyw elektrycznych i dla kolei zębatych przy nieco silniejszym ruchu. Nie należy też schodzić poniżej 1000 mm dla kolei, prowadzących ruch przy pomocy kozłów, gdyż inaczej potrzebne są urządzenia, zabezpieczające stałość wysokich pojazdów.

Zresztą o wyborze między szerokością 1000 mm i 750 mm decyduje wielkość oczekiwanego ruchu.

Szerokość 600 mm jest dla kolei o nieco wydatniejszym ruchu bezwarunkowo za mała, gdyż tor i pojazdy są zbyt lekkie i koszta utrzymania niestosunkowo wysokie. Dla ruchu osobowego ta szerokość jest również zbyt mała; wagony wąskie i niewygodne; ze względu na bezpieczeństwo ruchu można stosować tylko nieznaczne chyżości, a podczas silnego wiatru zagraża niebezpieczeństwo wywrotu. Natomiast szerokość toru 600 mm nadaje się dobrze dla kolejek konnych z ruchem wyłącznie towarowym, gdyż można trasę łatwo dostosować do terenu i układać ją na drogach zwykłych.

5. Szerokość korony kolei zależy od typu kolei i od szerokości toru. Por. dział o budowie toru. Granica wywłaszczenia wedle P.P.M. powinna przechodzić w odległości conajmniej 1,0 m od krawędzi budowli i urządzeń kolejowych. O ile tego wymagają warunki miejscowe, należy

Typ lokomotyw i nawierzchni. Szybkość jazdy. Typ lokomotyw dobiera się odpowiednio do ciężaru pociągów, spadku miarodajnego i wymaganej szybkości jazdy. Związek zachodzący między temi czynnikami por. p. 2 i 3 ; szybkość jazdy zależy od typu kolei, spadków i rodzaju pociągu. Na kolejach głównych największa chyżość pociągów towarowych 40—50 km/godz., osobowych 50—60 km/godz., pospiesznych 60—100 krn/godz., na lin j ach z większemi spadkami przyjmuje się mniejsze wartości. Na kolejach lokalnych normalnotorowych nie powinna chyżość przekraczać 30 km/godz., jednak na takich kolejach z własnem torowiskiem można dla pociągów osobowych z hamulcami zespolonemi dopuścić chyżość 40 km/godz.

wzdłuż granicy wywłaszczenia pozostawić wolny pas ziemi o szerokości conajmniej 3,0 m dla drogi kołowej, ułatwiającej dostęp do pól przeciętych koleją.

Na kolejach wąskotorowych największa dopuszczalna chyżość nie powinna przekraczać przy zastosowaniu hamulców ręcznych : 30 km/godz. przy szerokości toru 1000 mm, 25 km/godz. przy szerokości toru 750 mmi'20 km/godz. przy szerokości toru 600 mm ; zaś przy zastosowaniu hamulców zespolonych odpowiednio 40, 35 i 30 km/godz. Na kolejach drogowych najw. dop. prędkość jazdy 15 km/godz. Typ parowozu odpowiadać musi wymaganej sile pociągowej i chyżości jazdy, typ nawierzchni przyjętemu obciążeniu osi parowozu.

Rozkład, wielkość i wyposażenie stacyj. Obok względów, podyktowanych trasą handlową, wywierają wpływ na wybór ilości stacyj wymagania ruchu. Największy odstęp stacyj ze względów ruchowych unormowany jest wymaganą przelotnością kolei oraz potrzebą zaopatrywania parowozów w paliwo i wodę. Dla kolei jednotorowej można go wyznaczyć w przybliżeniu w następujący sposób :

Jeśli w czasie m godzin ma przejechać w każdym kierunku n pociągów z przeciętną chyżością v km/godz. z czasem postoju na stacji t godzin, to dla odstępu stacyj x km czas potrzebny dla jednej pary pociągów' wynosi

2^—-j- tj godzin,

a więc dla n par pociągów w m godzinach:

skąd x = (^L-t)v.

Określony w ten sposób najw. dopuszczalny odstęp stacyj służy za wskazówkę przy opracowaniu projektu wstępnego ; dopuszczalność tego odstępu potwierdzi następnie badanie przelotności linji podług ust. 2.

Wedle P. P. M. stacje, mijalnie i posterunki blokowe winny być rozstawione możliwie równomiernie co do czasu przebiegu między niemi pociągów i w takim odstępie, aby projektowana kolej mogła osiągnąć wymaganą przelotność. Przy otwarciu ruchu winny być czynne te stacje, mijalnie i posterunki blokowe, które są niezbędne ze względu na wymaganą początkową przelotność linji i na zaspokojenie współczesnych potrzeb przewozu.

Najw. odstęp stacyj zaopatrywania parowozów w opał i w wodę można określić wzorami Brosiusa i Kocha:

ax

^ 1000 4

⁰    R wo -j- s

ahn_So

« ~ K ⁻ 8 ’

gdzie : K zapas węgla na tendrze w kg,

li ciężar adhezyjny parowozu w kg,

Wo spółczynnik oporu ruchu na torze prostym i poziomym w kgjt, Smax największy spadek badanego szlaku w u/oo;

a średni spadek między obydwiema stacjami opałowemi w °/₀₀,

D zapas wody w tendrze w kg.

Przeciętnie wynoszą te zapasy: przy parowozach z osobnym tendrem K— 3,5—12,0 tonn, D— 8—32 tonn; przy parowozach beztendrowych K = 1—4 tonn, D = 3,5—20 tonn.

Przeciętny odstęp stacyj wodnych wynosi na kolejach głównych 25 — 30 km, a na linjach z silnemi spadkami 5—16 km, co odpowiada różnicy wysokości 150—250 m.

Według P. P. M. stacje wodne powinny być tak rozstawione i posiadać taką wydajność, aby były w stanie o każdym czasie zaspokoić własne potrzeby stacji i zaopatrzyć w wodę parowozy całkowitej ilości pociągów, przewidzianej według szczegółowych warunków technicznych, oraz, aby posiadały możność dalszego rozwoju odpowiednio do przewidywanego zwiększenia przelotności linji.

Na każdej większej stacji, a szczególnie na stacji skrzyżowania dwóch linij kolejowych, należy przewidzieć urządzenie stacji lokomotywowej z remizą dla lokomotyw.

Według P. P. M. powinno rozmieszczenie remiz lokomotywowych, oraz ilość w nich stanowisk odpowiadać warunkom i potrzebom gospodarki parowozowej i ma być odpowiednio do tychże określone dla każdej linji w szczegółowych warunkach technicznych. Przy rozmieszczeniu parowozowni na linji należy uwzględnić również późniejszą zmianę warunków' obrotu parowozów odpowiednio do przewidywanego rozwoju sieci kolejowej.

Wielkość stacji, a więc obszar układu torów i budowli stacyjnych należy projektować odpowiednio do rzeczywistych potrzeb obrotu handlowego i oczekiwanych przewozów, przyczem należy mieć wzgląd na możliwość łatwego powiększenia. Długość użytkowa torów przyjęcia i wyprawiania pociągów (torów głównych) powinna odpowiadać największej przewidywanej długości pociągów.

Sposób wykonania objektów (por. też dział: „Mosty“).

Najlepszym materjałem do budowy przepustów i mostów jest kamień, zaś do budynków cegła. Objekty kamienne, wykonane należycie z dobrego kamienia, są bardzo trwałe i wymagają niewielkich kosztów utrzymania, potrzebują jednak znacznej rozporządzalnej wysokości. Gdy tej wysokości nie mamy, zastępujemy kamień przy mniejszych rozpiętościach betonem i żelbetem, a przy większych rozpiętościach żelazem.

W okolicach lesistych wykonujemy objekty kolei podrzędnych z drzewa ; dla kolei ważniejszych używamy drzewa tylko do budowy objektów czasowych.

Odpowiednio do typu kolei i jakości materjałów budowlanych, jakiemi rozporządza okolica, określamy w warunkach technicznych inaterjał i sposób wykonania przepustów i mostów.

Przepisy P. P. M. : 1. Na przecięciu ze ściekami, po których woda przepływa stale lub w czasie deszczów i topnienia śniegu, powinien być wybudowany most lub przepust o odpowiednim otworze, zapewniający swobodny i bezpieczny przepływ całej ilości wody przy najwyższym poziomie. Zależnie od rvarunkôw miejscowych woda z niewielkich zlewni może być odprowadzona zapomocą rowów' do sąsiedniego mostu lub przepustu.

Obliczenia otworów mostów i przepustów ustaliło M. K. rozporządzeniem z dnia 5 kwietnia 1923, Nr. V, 7384/23.

2.    Jeżeli pod mostem lub przepustem przewiduje się przepędzanie bydła, to szerokość otworu takiego mostu lub przepustu powinna być nie mniejsza niż 3,0 m, wysokość zaś nie mniejsza niż 2,0 m.

3.    Szerokość otworu w świetle mostów kolejowych nad drogami kołowemi winna wynosić od 5,0 do 6,6 m, w zależności od potrzeb ruchu kołowego. Wysokość otworów w świetle tych mostów winna wynosić nie mniej niż 4,50 m nad jezdnią i 2,50 w nad chodnikami. Na drogach kołowych podrzędnego znaczenia wskazane wymiary otworu

w świetle mogą być zmniejszone, jednakże w każdym razie powinny wynosić: szerokość nie mniej niż 4,0 m i wysokość nie mniej niż 3,20 m. Przyjęcie szerokości otworu mniejszej niż 5,0 m i wysokości otworu mniejszej niż 4,5 tri winno być uzgodnione z odnośnym zarządem dróg kołowych. W mostach sklepionych wskazane powyżej wysokości otworów w świetle winny być zachowane na szerokości nie mniejszej niż 4,0

Szerokość i wysokość otworów mostów kolejowych nad ulicami miejskiemi, oraz szerokość jezdni i chodników wiaduktów dla ulic miejskich nad koleją żelazną, powinny być uzgodnione z zarządem odnośnej gminy miejskiej.

4.    Siła nośna mostów powinna odpowiadać normom największego obciążenia, ustalonym przez M. &. (rozp. z dnia 10 marca 1923), ustrój zaś szczegółowym warunkom i przepisom technicznym, obowiązującym przy projektowaniu i budowie mostów.

5.    Otwory przepustów muszą posiadać szerokość nie mniejszą niż 0,6 m, wyznaczoną w założeniu, że najwyższy poziom spiętrzonej wody nie zajmie więcej riż ³/t wysokości otworu.

6.    Przepusty sklepione powinny być przykryte warstwą ziemi takiej grubości, aby odległość spodu szyn od górnej powierzchni sklepienia wynosiła conajmniej 0,65 m. Dla przepustów i mostów z płytą płaską grubość warstwy podsypki, mierzona od podstawy szyny do warstwy ochronnej, winna wynosić conajmniej 0,35 m.

7.    Zaprawy cementowe oraz inne materjały, używane do budowy mostów i przepustów, winny odpowiadać normom wytrzymałości, ustalonym przez M. K.

III. Opracowanie trasy.

Wyniki badań handlowych* w związku z zestawionemi warunkami techni-cznemi stanowią podstawę do wyszukania w terenie trasy najkorzystniejszej pod względem technicznym.

Zazwyczaj rozpoczynamy trasowanie studjami ogólnemi, których celem jest ustalenie położenia trasy w rzucie pionowym i poziomym, oraz określenie przybliżonych kosztów budowy. Wypracowany na podstawie tych studjów projekt wstępny służy jako załącznik do podania o udzielenie koncesji na budowę i eksploatację kolei dla osób prywatnych, względnie do wniosku rządowego w Sejmie o uchwalenie kredytów na budowę kolei państwowej.

Projekt wstępny. Mając określony typ kolei, oraz oznaczone miejscowości, których trasa ma dotknąć, wyszukujemy przybliżony przebieg trasy na mapach najdokładniejszych, jakie dana okolica posiada, i określamy położenie stacyj, orjentując się równocześnie co do spadków między stacjami. Zazwyczaj wypadnie nam wkreślić do mapy kilka alternatyw, tak zwanych w ar j ant, z których następnie wybrać trzeba najkorzystniejszą.

W Małopolsce są do rozporządzenia mapy austrjackiego sztabu generalnego podziałce 1 :200.000, mapy austr. instytutu wojskowo-geogra-ficznego w podziałce 1 : 75.000 z warstwicami co 100 m, oraz tak zwane mapy topograficzne w podziałce 1 : 25.000 z warstwicami co 20 m. Na obszarze Królestwa znajdują się mapy rosyjskiego sztabu głównego w podziałce 1 : 126.000 i karty topograficzne w podziałce 1 : 21.000. W Poznańskiem i na Pomorzu istnieją mapy pruskie w podziałce 1 : 50.000 i 1 : 25.1 00.

Po wkreśleniu do mapy przybliżonych kierunków trasy należy wykonać objazd czyli rekonesans linji, celem sprawdzenia zgodności map z rzeczywistością i uzupełnienie tychże, oraz zbadanie stosunków i zebranie dat, potrzebnych do ustalenia trasy. Podczas objazdu ustalamy poziome i pionowe położenie stacyj kolejowych, przekroczenia rzek i większych jarów, skrzyżowania z ważniejszemi drogami, innemi kolejami i kanałami żeglugi i uzyskane daty wkreślamy do mapy. W terenie górskim wyszukujemy ponadto korzystne przekroczenia działu wód, oraz w razie potrzeby doliny boczne, odpowiednie do wykonania rozwinięcia trasy. Wymienione punkty stanowią t. zw. stałe punkty techniczne trasy. Następnie badamy podczas objazdu przebieg trasy między punktami stałemi, a więc badamy formacje geologiczne gruntu i sposób jego zagospodarowania ; badamy czy i o ile trasa wkracza w tereny zalewowe lub bagniste ; badamy stałość i ukształtowanie stoków, o ile trzeba na nie z trasą wkroczyć, a jeśli wypadnie nam przerzucić się z trasą z jednej strony doliny na drugą, wyli ryła, Podręcznik inżynierski. 16. 11.

szuk ujemy odpowiednie miejsce przekroczenia doliny. Podczas tych badań zajdzie potrzeba uzupełnienia map pomiarami wysokościowemu (najłatwiej zapomocą aneroidu). Wreszcie orjentujemy się podczas objazdu co do obecności materjałów, potrzebnych do budowy i sposobu dowozu tychże do miejsc przeznaczenia. Już przy takiem badaniu okaże się, że ta lub owa trasa, dolina, przełęcz lub strona doliny są dla trasy wręcz niekorzystne i pozostanie albo tylko jedna trasa, mniej lub więcej ustalona, albo też jeszcze jedna warjanta, którą poddać należy dalszym studjom. Objazd wyznaczy nam wreszcie kategorję, do jakiej podług terenu mamy naszą trasę zaliczyć.

Ustaliwszy w ten sposób na mapie kierunki trasy, wykreślamy szkic profilu podłużnego, który pouczy, czy spadki trasy są możebne, oraz da wskazówki, w jakim kierunku należy trasę poprawić lub zmienić.

Przy opracowaniu projektu wstępnego może okazać się potrzeba wprowadzenia pewnych zmian w warunkach technicznych, które w ten sposób zostaną ustalone.

Uskuteczniwszy wybór pewnych alternatyw i ująwszy ich położenie w ciaśniejsze granice, przystępujemy do ich bliższego zbadania. Badania te muszą się odnieść przedewszystkiem do stałych punktów, oznaczonych podczas rekonesansu.

W y ni i a r y stacji (długość i szerokość) ustalamy podług jej ważności i podług wielkości spodziewanego ruchu. Należy starać się o ułożenie stacji w pobliżu miejscowości, aby dojazdy nie były długie, równocześnie jednak niezbyt blisko, gdyż grunta stają się zbyt drogie i można utrudnić przyszły rozwój stacji i miejscowości. Grunt pod stacją powinien być płaski, nie poprzerzynany ściekami, łatwy do odwodnienia. Stacja nie powinna leżeć w przekopie ; przed stacją należy unikać przekopów, zwłaszcza w łuku, utrudniających swobodny przegląd szlaków sąsiednich. Najlepiej ułożyć ją w niskim nasypie, gdyż wówczas przy niewielkiej robocie ziemnej uzyskujemy łatwe fundowanie budynków i łatwe odwodnienie placu stacyjnego. Bezpośrednio poza końcami stacji nie powinny znajdować się rzeki, większe potoki, lub ważniejsze drogi, utrudniające przedłużenie stacji. Uwzględniając wymienione czynniki ustalimy ostatecznie położenie stacji w planie i jej niweletę.

Na przekroczeniach rzek trzeba ustalić kierunek trasy, położenie niwelety z uwagi na stan wysokiej wody i przeprowadzić studja nad światłem mostu. Przy skrzyżowaniu drogi z koleją w jednym poziomie unikać należy wielkich zmian niwelety drogi i układania przejazdu w głębszym przekopie, zakrywającym swobodny przegląd. Jeśli droga ma być poprowadzona ponad, lub pod koleją, trzeba wyznaczyć potrzebne położenie niwelety. To samo dotyczy skrzyżowania z kanałem żeglugi (zwykle pod koleją). Przy skrzyżowaniu z koleją istniejącą należy tejże kolei nie naruszać i nie krzyżować ukośnie.

Między punktami stałemi, ustalonemi w ten sposób, dokonać należy korzystnego układu trasy.

Dla ułatwienia pomiarów wysokościowych zakładamy wzdłuż projektowanej linji stałe punkty wysokościowe. Obieramy je na objektach stałych, jak murowane figury przydrożne, przyczółki kamiennych objektów drogowych, cokoły domów, ścięte pnie grubych drzew itp. Wysokość ich w odniesieniu do poziomu morza oznaczamy zapomocą starannej niwelacji.

Podług terenu rozróżniamy trasę w równinie, w terenie podgórskim i górskim.

W łatwym terenie równinnym można często jednym objazdem zebrać potrzebną ilość danych dla ostatecznego ustalenia trasy, przenieść kierunki z mapy na teren i dokonać pomiarów dla projektu szczegółowego.

W terenie podgórskim i górskim wykres linji na mapie, sporządzony na podstawie rekonesansu, jest zbyt mało dokładny i trzeba wykonać zdjęcie terenu, aby położenie trasy szczegółowo ustalić. W tym celu przenosimy na teren wielobok zgodny z kierunkami trasy wstępnej, który mierzymy i niwelujemy i na tak uzyskaną podstawę zdejmujemy teren zapomocą przekrojów poprzecznych lub tachometrycznie, przyczem szerokość zdjętego pasu terenu powinna odpowiadać potrzebie. Wykreślamy następnie znanemi sposobami plan warstwowy, na którym szukamy trasy najodpowiedniejszej. Używane podziałki planu warstwowego : 1 : 5000, 1 : 2500, 1 : 2000, w trudnych warunkach nawet 1 : 1000. W Małopolsce chętnie używana dla tego celu podziałka 1 : 2880, zastosowana w mapach katastralnych.

Trasa w równinie charakteryzuje się tem, że mniej uwagi wymagają spadki, gdyż są wogóle nieznaczne, a trudność leży w należytem ułożeniu kierunków. Najkorzystniejsza jest trasa najkrótsza, to też staramy się oznaczone punkty stałe połączyć kierunkami prcstemi, od których odstępujemy, gdy nas potrzeba do tego zniewala. Omijać należy teren zalewowy, wymagający wzniesienia niwelety ponad wysoki stan wód (dla kolei głównych conajmniej 0,60 m ponad najwyższy znany stan, dla lokalnych ponad częściej powtarzające się stany wysokiej wody) i kosztownego zazwyczaj ubezpieczenia skarp. Podobnie omijać należy zabudowania, od których odstąpić trzeba z trasą conajmniej na odległość, ustaloną przepisami ogniochronUemi, moczary, cmentarze, drogie grunta, kultury leśne itp. Niweletę wznosimy nad teren na wysokość około 1 w, aby zapewnić sobie suche utrzymanie korony podtorza i urządzamy często przepusty, aby nie tamować odpływu wód opadowych ze szkodą dla okolicznych gruntów. Unikać należy płytkich przekopów, narażonych zimą na zawianie śniegiem.

Spadki, mieszczące się w granicach spadków nieszkodliwych, ustalimy łatwo podług poznanych zasad.

Trasa w terenie podgórskim różni się tem od nizinnej, że tu nie kierunki, lecz spadki rozstrzygają o jej dobroci, a warunki terenowe wymagają często odstąpienia od trasy handlowej.

Łatwiejszy jest przypadek, gdy mamy połączyć trasą dwie miejscowości, położone w tej samej dolinie. Najkorzystniej jest układać trasę u podnóża stoku doliny, a to z powodu tańszych gruntów i możności odsunięcia się od ścieku. W ciasnej dolinie zmuszeni jesteśmy dotykać trasą ścieku. Jeśli krzywizny tego ścieku są dość łagodne, prowadzimy trasę równolegle do niego, starając się uzyskać jak najmniejsze roboty ziemne, choć często nie obejdzie się bez wkroczenia w ściek, względnie przecinania występów stoku przekopami, a nawet krótkiemi tunelami (np. linja z Nowego Sącza do Muszyny w dolinie Popradu). Przy ostrych skrętach doliny może okazać się korzystniejsze włożenie trasy w środek doliny z zastosowaniem częstych przekroczeń ścieku (np. kolej ze Stryja do Ławocznego w dolinie Oporu). Mogą zajść także przypadki pośrednie, a mianowicie okaże się raz prawa, a raz lewa strona doliny korzystniejszą dla prowadzenia trasy. Wówczas przerzucamy się przez ściek, wyszukując dogodne miejsce przekroczenia. Wogóle w takich warunkach zajdzie potrzeba sporządzenia planu warstwowego, na którym poddamy przebieg trasy szczegółowym badaniom, studjując ewentualnie kilka alternatyw. Spadki trasy dostosujemy do spadków doliny , starając się zachować na długich przestrzeniach spadek jednostajny.

Znacznie trudniej przedstawia się trasa, gdy mamy połączyć dwie miejscowości, położone w różnych dolinach, albowiem mamy tu do czynienia z przekroczeniem działu wód między dolinami. Punkty opuszczenia dolin przez trasę i przekroczenia działu wód stanowią stałe punkty techniczne trasy, które należy dobrać z całą starannością. Miedzy temi punktami otrzymujemy trasę stokową z wszystkiemi trudnościami, jakie taka trasa nastręcza, a więc znaczne roboty ziemne, liczne i długie przepusty, ukośne, więc trudne skrzyżowania z drogami, niepewna stałość stoku, stromość stoku itp.

Przy przekraczaniu głębszych jarów należy zbadać, czy korzystniej jest wykonać nasyp z objektem, czy wiadukt. Wpływ wywierają tutaj : stałość terenu pod nasypem, jakość materjału ziemnego na nasyp-, wysokość nasypu, a wreszcie koszta.

Koszt wiaduktu jest w przybliżeniu proporcjonalny do powierzchni jego widoku bocznego wraz z otworami. Oznaczając literą c koszt wiaduktu na 1 m² widoku bocznego, zaś literą h wysokość wiaduktu, otrzymamy koszt 1 m b. wiaduktu

K= ch.

Ilość c jest zmienna w dość ciasnych granicach i jest tern mniejsza, im większa jest rozpiętość i wysokość wiaduktu.

Dla wiaduktów linji Stanisławów—Woronienka wahała ta ilość w granicach od 83 do 102 koron == 87 do 109 złotych. Na linji Krems—Reichenberg wynosiła 65—100 koron = 68—105 złotych¹).

Dla szerokości korony nasypu b, wysokości h i pochylenia skarp 1 : m otrzymamy przy poziomym terenie w przekroju poprzecznym koszt 1 m b. nasypu

K₁ — c₁ (h -j- m h) h,

jeśli Cj oznacza koszt 1 m³ nasypu.

skąd

Dla równości kosztów nasypu i wiaduktu otrzymamy c h — Cx(b -}- m h) //, c — Ci b

Ci m

jako wysokość, powyżej której taniej jest zastąpić nasyp wiaduktem.

Dla c = 50 i 100 zł, c₁ = 2 zł, b — 6 w, m — 1,5 i 2,0 otrzymujemy h = 13 i 28 m względnie 9 i 22 m. Przeciętnie biorąc, już przy wysokości 15—20 m wiadukt tańszy jest od nasypu.

Podobne badanie należy przeprowadzić, czy nie opłaci się zastąpić przekopu tunelem.

Przy przekraczaniu głębszej wklęsłości nasypem wypadnie na jej dnie ułożyć przepust, który otrzyma znaczną długość. Pewną oszczędność można uzyskać przez częściowe zasypanie jaru od strony góry i ułożenie objektu na jego stoku. Szczególnie korzystne jest takie rozwiązanie, gdy jar przebiega ukośnie do trasy, a dno ma wąskie.

W razie możliwości poprowadzenia dwu lub więcej alternatyw, łączących te same punkty stałe, wybór zależy od kosztów. Wystarczy tu określenie kosztów budowy, utrzymania i ruchu dla szlaku z pominięciem kosztów ogólnego zarządu i kosztów stacyj. Wysokość kosztów budowy określi kosztorys; koszta utrzymania ustalimy na podstawie danych statystycznych leolei istniejących, zaś koszta ruchu podług wzorów Launhardta. Dla różnych linij, których spadki miarodajne niewiele się różnią, można dość żmudny rachunek kosztów ruchu pominąć i zorjentować się co do wzajemnego stosunku tych kosztów przez porównanie t. zw. długości równomiernych. Długość równomierna pewnej linji jest to długość prosta i pozioma, na której koszta siły pociągowej potrzebnej do przewozu jednostki ciężaru daną lokomotywą równe są tymże kosztom na rzeczywistej linji z jej spadkami i łukami.

Dla wzniesień określa tę długość lo wzór (podług Foerstera) :

14

Sm.

lo'

U-o”

Sm

Bo

gdzie : L — całkowity ciężar lokomotywy ; a L jej ciężar adhezyjny ; f spół-czynnik adhezyjny; s spadek danego odcinka trasy; sm spadek miarodajny badanej linji; ud spółczynnik oporu ruchu na torze prostym i poziomym dla lokomotywy w kolt ; w o" taki spółczynnik dla wozów; Wt spółczynnik dodatkowego oporu w łuku ; l rzeczywista długość danego odcinka ; B₀ koszta jazdy samej lokomotywy, której koszta siły pociągowej na 1 km długości linji dadzą się wyrazić równaniem

h = Bo -f a Z,

jeśli Z oznacza siłę pociągową lokomotywy.

określił Hebenstreit z danych statystycznych

a dla spadków wzór:

lo"

t -j- L —-(W₀" + U'x — S) —j— (wo -j- Wx — s)

Wo

Bo

.1,

Wartość wyrażenia —

B₀

kolei saskich z lat 1912/13 na —- dla pociągów osobowych i —- dla pociągów towarowych.

Powyższe równanie dla l₀" ważne jest tylko dla s <d Wo" -j- wr. Dla spadku s = iv o" -j- w z i dla spadków większych pozostaje niezmienna wartość graniczna

min. Id'

1 + L {ivd — w o")

Bo

1 + ^Laf

.1.

Długość równomierna całego ciągu trasy między punktami A i B równa się sumie tychże długości poszczególnych odcinków.

Przy równoważnym ruchu w obu kierunkach długość równomierna ciągu A B równa sie średniej arytmetrycznej tychże długości dla kierunku ruchu od A do B i od B do A.

Austr. koleje państwowe używają dla wyznaczenia długości równomiernej odcinka nast. wzoru (dla wzniesień):

lo - GC Z,

a = y 1 + (0,28 s°/₀₀)².

przyczem

Dla odcinków poziomych i położonych w spadku

lo = L

rzem

Trasa w terenie górskim. Charakterystyczną cechą jest krótka zazwy-^ czaj i stroma dolina, do której wkraczamy linją, aby następnie wydostać się na dział wód. Spadki doliny znaczne, zmuszające do stosowania wielkich spadków na trasie, a niejednokrotnie potrzeba rozwinięcia trasy, aby dojść do oznaczonego punktu na dziale wód. Najpierw należy ustalić najkorzystniejsze przekroczenie działu wód w sytuacji i co do wysokości. Zw. obie-y siodło najniższe i najwęższe, jeśli doprowadzenie doń trasy możliwe. W większych górach (Alpy, Karpaty) wywierają stosunki klimatyczne wielki wpływ na wysokość przekroczenia (w porze zimowej opady śnieżne i trudność utrzymania prawidłowego ruchu). Im kolej ważniejsza, tern bardziej obniżyć punkt kulminacyjny zwłaszcza, że wówczas można zmniejszyć spadki na rampach dojazdowych.

Przy takiem obniżeniu poziomu przekroczenia dzhału wód zajdzie potrzeba przebicia grzbietu górskiego tunelem. Wybór odpowiedniej wysokości dla przeprowadzenia tunelu wymaga rozległych studjów, przyczem należy zwracać uwagę na możliwość założenia tanich placów instalacyjnych, na stosunki geologiczne góry i na jakość obustronnych dojazdów do tunelu. Ostateczną odpowiedź przy porównaniu alternatyw dadzą koszta.

Po ustaleniu przekroczenia działu wód należy opracować trasę obustronnych dojazdów. Biegną one zw. doliną górską, posiadającą spadki zmienne, malejące w miarę oddalania się oddziału wód (fig. 270). Prowadzenie trasy może tu nastąpić dwojako :

1. W punkcie A opuszczamy dolinę i wznosimy się po stoku spadkiem miarodajnym Sm tak, aby w punkcie B osiągnąć oznaczoną wysokość. W ten sposób długość trasy dla danej różnicy wysokości

Sm

l-A.

2. Pozostajemy z trasą w dolinie, dostosowując spadki trasy sx, s₂ itd*. do spadków doliny, a w miejscu C, gdzie spadek doliny jest większy od

tunel

Si5-

miarodajnego, stosujemy rozwinięcie trasy, aby odzyskać wysokość, utraconą na mniejszych spadkach.

\    W pierwszym przy-

5:r_v_Tv padku mamy na znacznej długości trasę stokową ze wszystkiemi trudnościami, oddalamy się od doliny, otrzymujemy sta-• cje wysoko położone, wymagające uciążliwych dojazdów do miejscowości, położonych w dolinie. W drugim — wszystkie korzyści trasy, leżącej w dolinie, ale linja dłuższa z rozwinięciem. Zwykle drugi sposób prowadzenia trasy lepiej odpowiada celowi kolei, a niejednokrotnie jest tańszy.

Jeśli wykonanie rozwinięcia trasy między punktami C i B przedstawia trudności, oraz wykonanie tunelu przy B jest z jakichś powodów nieodpowiednie, może na kolei głównej pierwszorzędnej okazać się rzeczą najwłaściwszą obniżenie kulminacji i przebicie grzbietu długim tunelem podstawowym (np. trasa kolei przez Simplon).

Na kolejach żelaznych stosowane są następujące sposoby rozwinięcia trasy: rozwinięcie w bocznej dolinie (kolej przez Semmering i Brenner), serpentyna na stoku (kolej Gottharda, Albuli i Lötschbergu), tunele zwrotne (kolej Gottharda, Albuli) i ostre zwroty (stosowane niejednokrotnie na kolejach amerykańskich). Ostatni sposób jest najtańszy, lecz stanowi znaczne utrudnienie ruchu; dopuszczalny tylko dla kolei podrzędnych.

łunel

yodśfawowif

...i..

Si

Fig. 270.

—L_Ł

Kosztownego zwykle rozwinięcia trasy uniknąć można przez zastosowanie kolei o ruchu mieszanym (kolej częścią adhezyjna, a częścią zębata) systemu Abta (por. dział: Koleje strome).

Po ustaleniu położenia trasy podług powyższych zasad wykreślamy profil podłużny oraz potrzebne przekroje poprzeczne, podług których orjentujemy się, czy nastąpi pożądane wyrównanie robót ziemnych.

Następnie oznaczamy położenie i wymiary przepustów w myśl warunków technicznych, szkicujemy większe mosty i wiadukty, określamy położenie przejazdów w poziomie i ewentualne przełożenia dróg i ścieków, oznaczamy rodzaj i rozmiary potrzebnych ubezpieczeń skarp brukiem, oskałowaniami i murami oporowemi, a wreszcie sporządzamy szkice stacyj z rozkładem torów, budynków i dojazdów. Wszystkie te szkice posłużą do sporządzenia przybliżonego kosztorysu projektowanej kolei.

Urządzenia uboczne na szlako. Obok urządzeń głównych należy uwzględnić nast. urządzenia uboczne, stanowiące poczęści niezbędne wyposażenie szlaku.

1.    Odwodnienie torowiska. Podtorze kolei należy zabezpieczyć od dopływu wód opadowych i zaskómych zapomocą rowów i sączków albo drenowania. Rowy boczne i ukopy (rezerwy) założyć w spadku podłużnym conajmniej 0,2%• Kownie stacyjne i przekopy, położone rra gruncie nieprzepuszczalnym, odwodnić sączkami łub drenami.

Dno rowów bocznych przeciętnie 0,9 —1,1 to poniżej niwelety; w suchym gruncie może głębokość być mniejsza, aż do 0,8 m pod krawędzią podtorza. Szerokość dna rowów bocznych 0,4—0,6 w, w suchym gruncie mniej (do 0,3 m). Kowy w spadku ponad 3% wymagają ubezpieczenia dna i skarp.

Przekopy otrzymują rowy obustronne, nasypy od strony góry.

Rowy górne (nad skarpą przekopu) należy odsunąć od krawędzi skarpy conajmniej 1,5 to, nadać im należyty spadek i starannie odprowadzić wodę.

2.    Przejazdy w poziomie szyn. Przejazdów takich unikać na kolejach głównych i ograniczyć je do dróg bardzo podrzędnych ; na lokalnych dopuszczalna większa swoboda.

Kąt skrzyżowania conajmniej 45°. Przegląd przejazdu z kolei i z drogi wymagany, więc unika się przejazdów w przekopach głębszych niż 2 to. Jeśli w punkcie skrzyżowania drogi z koleją znaczna różnica niwelet, przekładamy drogę, aby przejazd przenieść w dogodniejsze miejsce.

Szerokość przejazdu stosuje się do szerokości drogi, a w każdym razie nie mniejsza niż 4,0 m dla dróg powiatowych i gminnych, a 5,0—7,0 m dla państwowych i wojewódzkich. Dla dróg polnych zwykle 3,0—4,0 to, przepędy bydła 5,0—7,0 to.

Krzywizny przełożeń dróg nie mniejsze, niż istniejące na drodze. Najmniejszy promień dla dróg I klasy 50 w, dla dróg II klasy i w górach 25 to; por. dział „Drogi“. Na drogach polnych można zejść do 15, 10, a nawet 8 w.

Spadki na przełożeniach dróg i na dojazdach do przejazdu w poziomie dostosować należy do spadków, istniejących na drodze. Niweletę przejazdu obustronnie od osi toru skrajnego układa się w poziomie lub w małym spadku (1 — 2°/o) na takiej długości, aby pojazdy drogowe mogły zatrzymać się swobodnie, nim zaprzęg dosięgnie rogatki, zw. 12—15 to.

Przekroczenie toru wymaga wypełnienia przestrzeni między szynami z zachowaniem żłobków dla rąbków kół. Najmn. ? szerokość żłobka 67 >i<m, głębokość przy użytej szynie conajmniej 38 toto. Żłobek należy tak ukształtować, aby zwierzęta nie mogły zaciskać w nim kopyt.

Utrwalenie powierzchni drogi na przejeździe: zwykle makadam; przy silniejszym ruchu na drodze bruk kamienny. Osobne utrwalenie żłobków zazwyczaj niepotrzebne. W pokładzie żwirowanym wygniatają żłobek koła lokomotywy ; przy bruku kamiennym uzyskujemy żłobek przez ścięcie skrajnych kostek. Na silniej uczęszczanych przejazdach utrwalamy żłobek kierownicami drewnianemi lub z szyn. Długość kierownic o 1 to większa od szerokości przejazdu w obie strony, a końce ich powinny otrzymać ścięcie lub odgięcie. Kierownice takie stosujemy i przy słabszym rucbu, jeśli kąt skrzyżowania jest mniejszy niż 60°.

Unikać należy styków szyn na przejazdach, gdyż utrudniony jest nadzór złącza i przyciąganie śrub stykowych.

Ponieważ cienka warstwa pokładu drogowego, spoczywająca nad podkładami, łatwo ulega zniszczeniu, przeto korzystne jest ułożenie pod szynami podłużnych belek drewnianych, albo zastosowanie odrębnych, wysokich płyt podkładowych i uzyskanie w ten sposób pożądanego zagłębienia podkładów.

Konieczne należyte odwodnienie podtorza sączkami lub drenami.

Rowy boczne przeprowadzamy pod przejazdami zapomocą kanałów ram-powych, wykonanych jako przepusty rurowe lub płytowe.

Wedle P.P.M.:

Przejazdy z ożywionym ruchem kołowym lub uznane za niebezpieczne z powodu niedostatecznej widoczności i stosunkowo znacznej prędkości pociągów winny być ogrodzone rogatkami, obsługiwanemi przez strażników ręcznie lub mechanicznie (z odległości). Posterunki dróżnicze, obsługujące przejazdy, należy zaopatrzyć w urządzenia do porozumiewania się strażników pomiędzy sobą i z sąsiedniemi stacjami. Przejazdy w poziomie szyn winny być zaopatrzone w tablice ostrzegawcze dla przejezdnych, nadto zaś przed niestrzeżonemi przejazdami należy ustawić znaki ostrzegawcze dla maszynistów pociągowych. Szczegóły ustroju przejazdów wykonać wedle przepisów M. K. Ż.

Na kolejach lokalnych zamknięcie rogatkami tylko na przejazdach z ruchem ożywionym; w innych wypadkach wystarczają tablice ostrzegawcze dla przejezdnych i znaki ostrzegawcze dla maszynistów.

Jeśli trasa kolejowa przecina w niewielkich odstępach kilka dróg⁻ polnych, wykonywamy dla nich w dognduem miejscu jeden wspólny przejazd w poziomie i łączymy je z nim zapomocą dróg równoległych. Szerokość tych dróg, biegnących zasadniczo po terenie, stosujemy do szerokości tych dróg, zw. 3—4 m.

roz-

m.

3. Zabezpieczenia od pożarów. W lasach i na torfowiskach trzeba wzdłuż kolei parowozowych urządzić obustronne pasy ochronne przed szerzeniem się ognia, pochodzącego od iskier lokomotywy, o szerokości 8 —16 Na tej szerokości wycina się drzewa i usuwa łatwopalne materjały.

z ma

Na kolejach pruskich ochronę główną stanowi pas 12—15 m szeroki, odpowiednio zalesiony (fig. 271). Ziemię na tym pasie należy oczyścić

Pas

te

.pusty Pas ochronny

iï⁵~

pusty

!

i ; ;    ¹

j|ą ; Wysokość komina lokomoł

i.

12 - 15

Fig. 271.

ZW

rowozu.

terjałów palnych, jak krzaki, igliwie, zeschłe chwasty, spadłe suche gałęzie itp. Drzewa muszą mieć obcięte gałęzie do wysokości 1,5 m nad terenem z wyjątkiem gałęzi drzew rosnących na brzegu pasa od strony kolei, gdyż one wstrzymują lekkie, ykłe daleko lecące iskry. Wysokość drzew (iglastych) powinna przekraczać nieco wysokość komina pa-Od strony kolei zostawia się miedzy krawędzią skarpy, a pasem leśnym pusty pas ochronny o szerokości 1 »», aby przeszkodzić przenoszeniu się ognia, powstającego łatwo na skarpie. Podobny pusty pas 1,5 m szeroki, ułożyć należy miedzy pasem ochronnym a lasem; obydwa te pasy łączy się poprzecznie paskami o szerokości 1 m w odstępie co 20 — 40 m. W ten sposób unika się niepotrzebnego wycinania lasu, byle obustronne pasy były należycie utrzymane.

Torfowiska ochrania się przez wykopanie obustronnych rowów w odstępie 10 — 15 m od krawędzi korony kolei, które utrzymywać należy wolne od wszelkich materjałów palnych. Powierzchnię pasów miedzy torem i rowami zabezpiecza się przed pożarem przez posianie trawy lub posypanie piaskiem.

Osobną uwagę poświęcić należy ochronie przed pożarem budynków, znajdujących się w pobliżu toru. Według przepisów, obowiązujących w Mało-polsce, należy za rejon ogniowy uważać przestrzeń, nakrytą idealnym dachem dwuspadkowym podług fig. 272. Każdy budynek, wchodzący w całości lub częściowo w obręb tego rejonu,t należy zabezpieczyć, o ile nie jest wykonany z materjałów niepalnych. Ściany ryglowe z murowanem wypełnieniem i ściany drewniane wyprawione, albo wylepione gliną, przykryte papą, lub pomalowane ogniotrwałe, uważa się za ogniotrwałe. Jako ogniotrwałe pokrycie dachu uważa się wszystkie twarde pokrycia (blacha, dachówka, łupek, eternit itp.) i papę ; stosowanie tej ostatniej do krycia domów mieszkalnych, stajen, spichrzów i stodół dopuszczalne tylko za zgodą właściciela. Przy budynkach, stojących osobno, dopuszcza się pewne ułatwienia przy korzystnym kierunku wiatru lub innych sprzyjających okolicznościach, np. pozostawienie pokrycia dachu gontem, ścian drewnianych z wypełnionemi szparami, lub ścian z pionowych, listwowanych desek itp. Jeśli przy małym budynku część dachu lub ściany wkracza w rejon ogniowy, należy cały dach, wzgl. całą ścianę pokryć ognio- .. trwale ; przy większych budynkach j | należy linje, ograniczające ognio-chronne pokrycie, projektować przy ścianach prostokątnie, a przy dachach równolegle do linji czołowej lub szczytowej.

S?yny

■-’30 0

3 00

4.    Ogrodzenia. Na kolejach głównychnależy tor ogrodzić w tych miejscach, gdzie ukształtowanie torowiska i zwykły nadzór nie wystarczają do przeszkodzenia ludziom i zwierzętom we wstępowaniu na tor.

Na kolejach lokalnych można ogrodzenia ograniczyć do miejsc niebezpiecznych, a nawet zupełnie pominąć, jeśli chyżość jazdy nie przekracza 40 Jcm/goàz.

Ogrodzenia: żywopłot, ogrodzenie druciane, drewniane albo kamienne, rów. z boczną grobelką.

Żywopłot o wys. 1,20—1,50 m jest tani i wymaga niewielkich kosztów' utrzymania, ale nieodpowiedni, gdzie możliwe są zawiania toru śniegiem, nadto czekać trzeba kilka lat, dopóki nie wyrośnie. Ogrodzenie drewniane składa się z drewnianych słupków w odstępach co 2,5 w, między któremi przeciągnięty jest drut pocynkowany, 4 — 5 mm gruby, albo skręcona taśma żelazna pocynkowana w dwóch lub trzech rzędach.

rona

Ogrodzenia sztachetowe kosztowne, więc tylko na stacjach. Ogrodzenia z muru z suchego kamienia, gdzie odp. kamień pod ręką. Na przejazdach w poziomie i na przełożeniach dróg należy ustawić obustronne poręcze, jeśli ko drogi wznosi się więcej niż 1 m ponad teren.

5.    Wyposażenie szlaku: a) Znaki odległościowe, podające odleg-łość od punktu początkowego trasy. Na kolejach głównych oznacza się podział linji na kilometry i hektometry; na lokalnych obowiązuje podział na kilometry, a zalecony jest podział na hektometry. Znaki te wykonywa się w postaci słupków lub tabliczek z kamienia, drzewa, betonu lub żelaza z napisem, podającym odległość, a widocznym w obu kierunkach jazdy.

b)    Znaki spadkowe należy na kolejach głównych umieścić w każdym punkcie załomu spadku; na lokalnych przynajmniej na końcach odcinków o długości ponad 500 m, posiadających spadek większy niż 10%o. Wykonywa się je z drzewa lub żelaza, z napisem, podającym wielkość i długość spadku i tak umieszczonym, aby w ciemności wpadał w obręb światła latarni na lokomotywie.

c)    Oznaczenia łuków na początku i końcu. Na tabliczce podane są : wielkość promienia, przechyłki i poszerzenia toru, oraz długość krzywej przejściowej. Na kolejach lokalnych z szybkością jazdy ponad 20 km/godz. oznacza się łuki o promieniu mniejszym niż 300 m przy normalnej szerokości toru, 150 m przy szerokości toru 1000 mm, a 100 m przy szerokości 750 i 600 mm.

d)    Słupy, określające granice odcinków, podległych nadzorcom toru i poszczególnych działek strażniczych.

Projekt szczegółowy.

Opracowanie projektu szczegółowego następuje na podstawie bezpośrednich zdjęć terenowych. Na teren przenosimy linje, ustaloną w projekcie wstępnym i zatwierdzoną przez władze, przyczem najkorzystniej jest wyznaczyć na terenie położenie punktów wierzchołkowych, między któremi tyczymy kierunki proste, mierzymy kąty wierzchołkowe i wytyczamy łuki z krzywemi

przejściowemi. Następuje pomiar długości linji, z równoczesnem wypalikowaniem charakterystycznych punktów terenu (oznaczenie hektometrów konieczne), niwelacja całego ciągu, nawiązana do danych stałych punktów wysokościowych i zdjęcie przekrojów poprzecznych. Nadto należy wykonać zdjęcia szczegółowe w miejscach przełożeń dróg i ścieków, oraz budynków wpadających w rejon ogniowy, wreszcie próby gruntu w miejscach przyszłych przekopów celem określenia materjałów ziemnych, oraz w miejscach budowy objektów. Z pomiarami dla celów projektu łączą się pomiary i zdjęcia dla operatu wywłaszczenia.

Przy opracowaniu projektu szczegółowego może zajść potrzeba zmiany kierunków lub niwelety trasy, zatwierdzonej w projekcie wstępnym.

Zmiany nieznaczne można przeprowadzić swobodnie. Jeśli natomiast zmiany te obejmują większe długości i wywołują potrzebę odmiennego ułożenia stacyj albo ważniejszych objektów, traktuje się je jako warjanty i wymienia szczegółowo w sprawozdaniu technicznem celem dodatkowego zatwierdzenia. W tym celu należy w planie sytuacyjnym i w profilu podłużnym zaznaczyć obok projektowanego, zmienionego przebiegu trasy jej przebieg poprzedni, kreśląc oś pierwotnej trasy z podaniem kilometrowania, kierunków i spadków.

IV. Kosztorys.

Rozróżniamy kosztorys ogólny, stanowiący załącznik projektu wstępnego i sporządzony celem uzyskania danych do oceny rentowności projektowanej kolei, porównania warjant i poinformowania odnośnych czynników o wysokości kapitału, potrzebnego do wykonania budowy, oraz kosztorys szczegółowy, zestawiony na podstawie projektu szczegółowego i służący do rozpisania i oceny ofert na wykonanie budowy, oraz do sprawdzenia rzeczywistych kosztów po ukończeniu budowy.

Kosztorys, oparty na memorjale, dołączonym do projektu i na ustalonych warunkach budowy (warunki ogólne natury prawnej i warunki szczegółowe natury technicznej, zawierające szczegółowe określenia sposobu wykonania robót), obejmuje przedmiar, cennik i obrachowanie kosztów.

Wobec różnorodności robót i dostaw przy budowie kolei przeprowadzamy w kosztorysie podział ich na grupy.

M. K. ustanawia w rozp. z dn. HO września 1922 podział ten na 12 grup, a mianowicie:

1.    Wywłaszczenie gruntów. Tu należą koszta zakupna gruntów, odszkodowania za utrudnienia gospodarcze, odszkodowania za wykupione budynki, koszta urządzeń ogniochronnych, koszta czasowego najmu gruntów, odszkodowania za zniszczone plony, koszta ograniczenia własności kolejowej i wydatki nieprzewidziane.

Ilość potrzebnych gruntów w przybliżeniu na 1 hm kolei:

Kolej główna    Kolej lokalna

dwutorowa jednotorowa normalnotorowa o szew 750 mm

2,1 ha 2,5 ha ^,2 ha

1,3 ha 1,6 ha 2,0 ha

Teren równinny . , . 3,5 ha „ podgórski . . . 4,2 ha 5,0 ha

„ górski

2,8 ha 3,2 ha 4,0 ha

Odszkodowania za utrudnienia gospodarcze przyjmuje się przy gęstym podziale parcel 25—50°/o całkowitej wartości, przy szerszych parcelach 10-20%-. Odszkodowania za zniszczenie zasiewów i inne straty 8 — 10%.

2.    Torowisko. Zaliczamy tu roboty ziemne wszelkiego rodzaju, roboty przygotowawcze do wykonania nasypów i przekopów, roboty osuszające, wyrównanie korony podtorza i skarp, ubezpieczenia skarp przez pokrycie ziemią urodzajną i zasianie, darniowaniem, płotkami, brukiem suchym i na zaprawie, oskałowania, mury oporowe, koszta potrzebnych rusztowali, torów roboczych, tymczasowych przełożeń dróg i dojazdów, koszta utrzymania tych

robót do chwili otwarcia ruchu normalnego i wydatki nieprzewidziane. Wielkość robót ziemnych i kamiennych ubezpieczeń skarp określamy w jednostkach objętości; inne roboty tej grupy oceniamy ryczałtowo na 1 km kolei, przyczem na koszta utrzymania liczyć należy 2—5 °/₀ całkowitych kosztów.

Dla ogólnikowych obliczeń można przyjmować nast. objętości na 1 m b.

kolei :

Jednotorowa kolej główna Kolej lokalna normalnotorowa

Teren równinny ....

„ podgórski łatwy .

„ górski trudny . . 45—90 ma

Roboty ziemne Oskałowania Eoboty ziemne Oskałowania i mury suche

6-10 m3 15—30 m³

2—5 m3 8—17 m3 25—50 m³

i mury suche

1,0 w«3 2,0 m³

1,5 m3 2,4 m³

3.    Przepusty, mosty i tunele. Na podstawie danych w projekcie sporządzamy tabelaryczne zestawienie przepustów podług rozpiętości i rodzaju konstrukcji (przepusty rurowe, płytowe, sklepione, żelbetowe itp.) z podaniem długości przepustu i zaznaczeniem w uwadze, czy fundament ma być normalny, wzgl. z podaniem zamierzonego sposobu fundowania, po-czem określamy koszt 1 m długości przepustu każdego typu, uwzględniając pewien dodatek na nienormalne fundowanie, oraz na wykonanie czoła i skrzydeł. Koszta konstrukcyj drewnianych i żelbetowych określamy podług powierzchni lub objętości, koszta konstrukcyj żelaznych podług ciężaru.

Podobnie sumarycznie objąć można w kosztorysie przejazdy dla dróg nad koleją, otrzymujące zwykle jednakową rozpiętość i konstrukcję. Większe mosty i wiadukty należy kosztorysować oddzielnie na podstawie sporządzonych szkiców.

Podobnie zestawiamy kosztorys tunelów, określając ich długość i koszt 1 m b. z dodatkiem na wykonanie por tab.

Do otrzymanej sumy kosztorysowej dodać należy pewien ryczałt na utrzymanie kolei do dnia otwarcia ruchu i na wydatki nieprzewidziane. W projekcie szczegółowym sporządza się zw. plany objektów, więc oczywiście zestawienie kosztów będzie nieporównanie dokładniejsze.

Tu należą też koszta mostów i przepustów tymczasowych, przewidzianych w projekcie, oraz koszta ubezpieczenia stożków i łożysk objektów.

4.    Nawierzchnia. Tu zabczamy koszta żwirowania torów na szlaku i na stacjach, koszta zakupna i dostawy materjałów nawierzchni, oraz koszta ułożenia tejże i utrzymania przez umówiony okres czasu.

Z projektu określamy długość torów na szlaku i na stacjach, z wyłączeniem rozjazdów i ustalamy objętość żwiru potrzebną na 1 m b. toru i tak otrzymamy potrzebną objętość żwiru, którą uzupełniamy dodatkiem na żwirowanie placów stacyjnych poza obrębem torów, na żwirowanie rozjazdów oraz żwiru zapasowego na utrzymanie. Zapas ten przyjmujemy zwykle w ilości 10°/o objętości potrzebnej.

Dla obranego typu nawierzchni obliczamy koszt zakupna i przewozu 1 m b. toru, dodając l°/₀ kosztu szyn i 3°/₀ kosztu reszty materjałów nawierzchni na straty podczas transportu i układania toru.

Osobno określamy ilość i koszta rozjazdów na podstawie szkiców względnie planów stacyjnych.

Do wyznaczonych kosztów nawierzchni należy dodać pewien ryczałt na koszta utrzymania i na wydatki nieprzewidziane.

5. Przynależności drogowe. Do tej grupy zabczamy koszta ków odległościowych i spadkowych, oznaczeń łuków i innych znaków na szlaku, koszta ogrodzeń szlaku, urządzeń przeciw zawiejom śnieżnym, urządzenia pasów ochronnych przeciw pożarom, a wreszcie koszta zakupna narzędzi potrzebnych do utrzymania toru. Wysokość tych kosztów określamy w kosztorysie ogólnym ryczałtowo na 1 km kolei, w kosztorysie szczegółowym na podstawie osobno sporządzonych wykazów.

zna-

6.    Telegraf i telefony. W tej grapie uwzględniamy koszta słupów telegraficznych z ustawieniem, koszta urządzenia przewodów i stacyj telegraficznych i telefonicznych, koszta sygnalizacji linjowej i koszta utrzymania tych urządzeń.

7.    Domy dróżnicze i przejazdy w poziomie szyn. Tu należą koszta domów mieszkalnych, zabudowań gospodarczych i studni dla strażników i torowych, budek posterunkowych, oraz budowy i urządzenia przejazdów w poziomie szyn, a wiec koszta utrwalenia jezdni, kanałów ram-powych, przepustów i mostów drogowych, kierownic, poręczy, zamknięć rogatkami, tablic ostrzegawczych itp.

8.    Budynki stacyjne. Należy tu pomieścić koszta wszystkich budynków na stacjach, więc budynków głównych, administracyjnych i mieszkalnych, budynków gospodarczych, peronów, ustępów, magazynów, ładowni, remiz lokomotywowych z warsztatami, wieży ciśnień, stacji pomp itp.

W kosztorysie zestawiamy te koszta grupami, obejmującemi poszczególne rodzaje budynków, albo też podług stacyj.

Do całkowitych kosztów tej grupy należy dodać pewien ryczałt na wydatki nieprzewidziane.

9.    Wodociągi. Należą tu koszta urządzeń do zaopatrywania lokomotyw w wodę (z wyjątkiem kosztów budynku wieży ciśnień i stacji pomp), oraz wszelkie koszta urządzeń wodociągowych w lokalnościach stacyjnych. Można je w kosztorysie ogólnym określić w przybliżeniu na podstawie danych statystycznych, a w kosztorysie szczegółowym na podstawie dokładnej analizy po zaciągnięciu informacyj u firm, dostarczających podobnych urządzeń.

10.    Przynależności stacyjne. Grupa ta obejmuje wszelkie urządzenia stacyjne, nieuwzględnione w poprzednich pozycjach, a więc : utrwalenie powierzchni placu przedstacyjnego i podwórzy, obrotnice i przesuwnice, wagi wagonowe, skrajniki, odboje, popielniki, sygnały stałe, ogrody, oświetlenie stacji, przyrządy pożarowe, urządzenie wewnętrzne poczekalni, biur, remiz i warsztatów, kanalizacja stacji, ogrodzenia itp. Tu wlicza się też część kosztów budowy dojazdu kolejowego, przypadającą na zarząd kolei oraz koszta utrzymania tych urządzeń do chwili otwarcia ruchu i wydatki nieprzewidziane.

11.    Tabor. Tu należą koszta zakupna parowozów, wagonów osobowych, towarowych i służbowych, pługów do śniegu itp. Ilość taboru ustalamy odpowiednio do potrzeb ruchu.

12.    Administracja, koszta o gó ln e i nadz wy c za j ne. Zaliczamy tu koszta studjów, pomiarów i wypracowania projektów, koszta komisyjne, koszta kierownictwa, nadzoru i administracji budowy, koszta najmu, urządzenia i utrzymania biur, koszta zakupna przyrządów mierniczych, oraz koszta ogólnego zarządu i nadzoru państwowego. Należy tu ryczałt na pokrycie wstępnych wydatków na ruch, oraz t. zw. interkalarja, tj. oprocentowanie kapitału budowy za czas do dnia rozpoczęcia eksploatacji kolei.

Jeśli zestawiamy kosztorys kolei prywatnej, należy uwzględnić utworzenie funduszu odnowy na pokrycie kosztów uzupełniania materjałów nawierzchni i taboru; fundusz zapasowy na pokrycie wydatków nadzwyczajnych, oraz fundusz umorzenia dla spłaty akcjonarjuszy po wygaśnieniu koncesji. Wysokość tych funduszów określona zwykle w dokumencie koncesyjnym. Osobną pozycję stanowią koszta przebudowy i powiększenia stacji włączenia kolei istniejącej.

Po zestawieniu przedmiaru podług podanych grup wpisujemy we wszystkich pozycjach ceny jednostkowe na podstawie bardzo starannej analizy cen i otrzymujemy obrachowanie kosztów.

Wreszcie sporządzamy zestawienie sumaryczne, w którem podajemy koszta każdej grupy w całości i na 1 km długości kolei i ostateczną sumę kosztów w całości i na 1 km kolei.

Do kosztorysu należy dołączyć wszelkie zestawienia, wykazy, obliczenia i szkice, objaśniające ilości, wprowadzone do przedmiaru, oraz analizę cen, uzasadniającą przyjęte ceny jednostkowe.

V. Postępowanie przy projektowaniu i budowie kolei.

Koleje żelazne może budować i eksploatować Państwo w własnym zarządzie (koleje państwowe), albo osoba prywatna (koleje prywatne).

Osoba prywatna (fizyczna lub prawna), zamierzająca wybudować i eksploatować kolej użyteczności publicznej, musi uzyskać pozwolenie władz, czyli t. zw. koncesję. Prawa i obowiązki, związane z koncesją, oraz warunki, pod jakiemi może ona być udzielona, określa w Państwie Polskiem ustawa koncesyjna z dnia 14 października 1921 (Dz. U. Nr. 88 z 10 listopada 1921). Do ustawy tej wydało M.K.Ż. rozporządzenie wykonawcze z du. 30 września 1922.

W podaniu o zezwolenie na przeprowadzenie studjów wstępnych, wno-szonem do M. K. Ż., należy wskazać kierunek projektowanej kolei, oraz terminy rozpoczęcia i ukończenia studjów i wymienić osoby, prowadzące studja.

M.K. Z., udzielając (w porozumieniu z M. S. Wojsk.) pozwolenia na studja wstępne, ogłasza swą decyzję w dzienniku urzędowym z wymienieniem osób uprawnionych do studjów, kierunku projektowanej kolei i terminu, na który wydano pozwolenie. Równocześnie ogłasza Ministerstwo termin prekluzyjny na udzielanie pozwoleń na analogiczne studja wstępne, oraz termin wnoszenia podań o udzielenie koncesji.

Po ukończeniu studjów należy wnieść do M. K. Z. podanie o koncesję, do którego dołącza się wstępny projekt kolei, opracowany na podstawie studjów i składający się z nast. danych :

1.    memorjału, zawierającego działy: a) uzasadnienie ekonomicznego znaczenia i potrzeby danej kolei, b) opis techniczny, c) wykaz przypuszczalnych rocznych wydatków i dochodów eksploatacyjnych z ich uzasadnieniem,

d) plan wykonania robót ;

2.    projektu sfinansowania przedsiębiorstwa;

3.    planu linji na mapie topograficznej w podziałce 1 : 300.000 lub większej ;

4.    profilu podłużnego w podziałce pionowej 1 : 1000 i poziomej 1 : 10.000 ;

5.    takiegoż profilu w podziałce pionowej 1 : 1000 i poziomej 1 : 50.000 ;

6.    kosztorysu ogólnego budowy z koniecznemi wykazami, podzielonego na 12 działów (wymienionych w poprzednim ustępie).

Memorjał powinien być krótki i treściwy i powinien zawierać :

W dziale a) podanie nazwy projektowanej kolei (zgodnie z oznaczeniem, przyj etem w pozwoleniu na przeprowadzenie studjów wstępnych), długości kolei w całości i w częściach, przypadających na poszczególne województwa, powiaty i gminy, oraz wielkości obszaru ciążenia, odpowiadającego tym długościom, następnie opis trasy handlowej z wymienieniem stacyj, projektowanych z uwagi na potrzeby handlowe, charakterystykę obszaru ciążenia (stopień i rodzaj zagospodarowania), ilość i rodzaj zatrudnienia mieszkańców, opis istniejących komunikacyj, bogactwa naturalne, stan przemysłu istniejącego i jego oczekiwanego rozwoju. Należy wreszcie podkreślić, o ile kolej przyczyni się do poparcia interesów ogólno-państwowych.

W dziale b) należy przytoczyć ustalone warunki techniczne z uzasadnieniem, treściwy opis trasy technicznej, charakterystykę stosunków geologicznych i zebrane daty co do dróg i wód, stykających się z koleją, dalej charakterystykę studjowanych alternatyw z uzasadnieniem wyboru najodpowiedniejszej.

W zakończeniu memorjału podać sumaryczne zestawienie kosztów budowy w całości i na 1 km kolei.

W załączniku 2 podać plan zebrania potrzebnego kapitału z umotywo-wanem zaznaczeniem, czy brana jest pod uwagę pomoc finansowa ze strony Państwa.

Sposób opracowania innych załączników j. w.

Załączniki projektu wstępnego podaje się w trzech egzemplarzach, z których jeden plan techniczny na kalce, zdatny do powielań. Przedłożony projekt bada M. K. Z., zarządzając w razie potrzeby badania na miejscu na koszt proszącego, przyczem sprawę ewentualnej pomocy finansowej ze Skarbu Państwa wyodrębnia jako wniosek rządowy do uchwalenia w drodze ustawodawczej. W razie rezultatów pomyślnych, ustala Ministerstwo ogólne warunki koncesji i zawiadamia o nich proszącego, oznaczając, mu termin do ostatecznego oświadczenia się.

Koncesja na budowę i eksploatację kolei zawiera: 1. wymienienie osoby koncesjonarjusza i jego siedziby, 2. oznaczenie linji kolejowej, 3. przeciąg czasu, na który udzielono koncesji, 4. zasadnicze warunki finansowe,

5. zobowiązanie koncesjonarjusza do wykonania warunków, zawartych w dokumencie koncesyjnym.

Po nadaniu koncesji przez Prezydenta Rzeczypospolitej na podstawie uchwały Rady Ministrów, minister K. Z. ustala szczegółowe warunki techniczne koncesji i wydaje dokument koncesyjny z równoczesnem ogłoszeniem go w Dzienniku Urzędowym. Koncesji udziela się najwyżej na 90 lat, związkom samorządowym najwyżej na 99 lat.²)

Osoby prawne, ubiegające się o koncesję, muszą dołączyć zatwierdzony statut i ostatnie zamknięcie rachunkowe ; związki samorządowe, ważnie powzięte uchwały, zatwierdzone przez kompetentne władze zwierzchnie.

Projekt szczegółowy przedkłada koncesjonarjusz również Ministerstwu do zatwierdzenia.

Niema dotychczas przepisów polskich co do formy przedkładanego projektu szczegółowego i co do sposobu dalszego postępowania, dlatego przytaczamy w dalszym ciągu przepisy austrjackie, stosowane dotychczas na terenie Małopolski.

Projekt szczegółowy ma zawierać nast. załączniki:

1.    mapę topograficzną (1:25.000) z wkreśloną czerwono linją trasy;

we

2.    plan sytuacyjny (zarazem plan wywłaszczenia gruntów), w podziałce dla kolei głównych 1 : 1000, dla lokalnych 1 : 2880, zawierający szczegóło przedstawienie robót ziemnych na szlaku i stacjach, torów i budowli* stacyjnych, budynków na szlaku, przełożeń dróg i ścieków, przepustów i mostów z podaniem rodzaju konstrukcji oraz światła i wysokości otworów, przejazdów w poziomie szyn z podaniem szerokości, ograniczenia własności kolejowej z drogami równoległemi, oraz granice parcel przeciętych trasą z podaniem ich numeru i nazwiska właścicieli. Plan sytuacyjny powinien być sporządzony żywemi kolorami;

3.    profil podłużny szczegółowy w podziałce długości 1 : 2000 i wysokości 1 : 200 ;

4.    zbiór charakterystycznych przekrojów poprzecznych z zaznaczonemi wynikami prób gruntu;

5.    zbiór profilów podłużnych i przekrojów poprzecznych dla przełożeń dróg i ścieków;

6.    wykaz dróg i ścieków przeciętych koleją z podaniem wymiarów otworów w objektach i szerokości przejazdów w poziomie i oznaczeniem osoby, do której należało i dalej ma należeć utrzymanie drogi, względnie ścieku;

7.    memorjał, zawierający uzasadnienie obranych wymiarów większych mostów (obliczenie światła), oraz opis warjant, wprowadzonych odmiennie od zatwierdzonego projektu wstępnego z uzasadnieniem, a wreszcie wnioski techniczne i finansowe co do sposobu wykonania dojazdów kolejowych;

8.    plany urządzeń do poboru wody dla celów kolejowych, jeśli pobór ten ma nastąpić z wód publicznych; \

i), wykaz zajętych gruntów z podaniem okręgu sądowego, gminy, numeru parceli, wielkości zajętej powierzchni, rodzaju gruntu, oraz nazwiska i siedziby właściciela;

10. operat ubezpieczeń budynków, leżących w rejonie ogniowym, obejmujący wyciągi z planu sytuacyjnego, potrzebne przekroje poprzeczne z zaznaczonym przekrojem torowiska i budynku, oraz ograniczeniem rejonu ogniowego, a wreszcie wykaz budynków z podaniem ich sposobu wykonania, stanu, nazwiska i siedziby właściciela i projektem sposobu ubezpieczenia.

M. K. Ź. bada przedłożony projekt i zarządza badanie na miejscu przez komisję obchodową, zwołaną przez Województwo, w której biorą udział zastępcy Województwa, Starostwa, władz wojskowych i kolejowych i zastępca projektu.

Zadania komisji obchodowej :

1.    Ocena projektu ze stanowiska interesów publicznych i podniesionych przeciwko niemu zarzutów przez strony interesowane, zwłaszcza co do dróg i ścieków, położenia i wymiarów objektów i przejazdów w poziomie, dróg równoległych, stacyj z dojazdami itp.

2.    Badanie, czy powierzchnie gruntów, zajęte pod projektowaną budowę, są niezbędnie potrzebne, oraz łącznie z tern badanie i załatwianie zarzutów, podniesionych przeciw wywłaszczeniu.

Plan sytuacyjny, oraz plany i wykazy, dotyczące wywłaszczenia, należy wyłożyć przed terminem komisji na 14 dni w poszczególnych gminach. Wynik postępowania komisyjnego spisuje się w protokole, sporządzonym gminami, który Województwo opinjuje i przedkłada Ministerstwu Kolei do zatwierdzenia.

Po zatwierdzeniu projektu szczegółowego koncesjonarjusz uzyskuje pozwolenie na rozpoczęcie robót, czyli' t. zw. konsens budowlany, wydany oddzielnie dla poszczególnych robót, poczem może przystąpić do wykonania budowy.

Po ukończeniu budowy przeprowadza się nast. czynności:

1.    Kolaudacja urządzeń ogniochronnych (przez delegata Starostwa).

2.    Próba mostów (przez delegata Ministerstwa K. Z.).

3.    Komisyjne badanie budowy. Do podania, wnoszonego do M.K.Ż. o pozwolenie na otwarcie ruchu normalnego, dołączą sie mapę topograficzną

(t : 25.000) z wkreśloną linją trasy, profil podłużny w podziałce 1 :

50.000*

1.00Ö’

drugi profil podłużny w podziałce 1 :

plany stacyj i mostów o roz-

10.000

1.000’

piętości ponad 50 m. Ministerstwo bada, czy nowa linja kolejowa odpowiada warunkom prawidłowego i bezpiecznego ruchu, czy posiada dostateczny i odpowiedni tabor, oraz urządzenia do zapobiegania wypadkom i urządzenia ratunkowe w razie wypadku, a wreszcie czy personal jest dostateczny i wyszkolony.

Na usunięcie znalezionych usterek określa komisja pewien termin, po upływie którego następuje urzędowe stwierdzenie tego usunięcia.

LITERATURA.

Dziennik ustaw Rzeczypospolitej Polskiej Nr. 88 z r. 1921 i Nr. 92 z r. 1922. Dziennik urzędowy Ministerstwa kolei żelaznych Nr. 10 z r. 1923.

Kiihnel: Drogi. 1922.

Skibiński: Tyczenie tras. 1909.

Wątorek: Budowa kolei żelaznych. T. II. 1924.

Die Eisenbahntechnik der Gegenwart. II. Band, 1, Abschnitt. 1906.

Esselborn: Lehrbuch des Tiefbaues. I. Baad. 1922.

Handbuch der Ingenieurwissenschaf ten. I. Teil. 1. Band, 1904 i 5. Band, 1. Abteilung, 1897.

Launhardt: Theorie des Trassierens. I. Kommerzielle Trassierung. 1887. II. Technische Trassieruug. 1888.

Schau: Der Eieenbahnbau. I. 1914.

Schubert: Schutz der Eisenbahnen gegen Schneeverwehungen. 1903.

Stacje.

Rodzaje Stacyj. Stacje są to miejsca zatrzymania pociągów dla przyjmowania i wydawania transportów i do dokonywania czynności technicznych, związanych z ruchem pociągów. Posiadają zatem urządzenia potrzebne dia służby handlowej (przyjmowanie i wydawanie transportów) i urządzenia, służące celom technicznym eksploatacji (zestawianie, wyprawianie pociągów, urządzenia dla trakcji itp.).

Miejsca, w których pociągi zatrzymują się jedynie dla wsiadania i wysiadania podróżnych, nazywają się przystankami; stacje, służące wyłącznie tylko celom ruchu do mijania pociągów, na których nie przyjmuje się ani podróżnych, ani ładunków, nazywają się mijankami.

Zależnie od znaczenia stacji pod względem handlowym i techniczno-ruchowym można podzielić stacje na pewną ilość klas, jednak podział ten nie da się zupełnie ściśle przeprowadzić.

Zależnie od położenia stacji względem danej linji kolejowej, względnie sieci kolejowej, rozróżnia się:

a) Stacje końcowe na krańcach danej linji ; stacja końcowa danej linji, która równocześnie służy jako stacja początkowa dla jednej lub więcej linij obcego zarządu kolejowego, nazywa się także stacją zdawczą — na granicy państwa graniczną;

U) stacje pośrednie wzdłuż danej linji kolejowej;

c) stacje węzłowe, w których zbiegają się (fig. 273) lub krzyżują się (fig. 274) dwie lub więcej linij kolejowych.

Zależnie od formy stacji rozróżnia się:

Dworzec

JUT

lH®

TT

Fig. 273.

Fig. 274.

Stacje cz oło we (fig. 275 i 276), w których tory kończą się niejako ucięte, a dla wyprawienia pociągu w dalszą drogę, trzeba parowóz przestawić na drugi koniec pociągu ; — używane jako stacje końcowe, gdy nie przewiduje się w przyszłości przedłużenia linji, także jako stacje pośrednie, o ile się chce wejść ze stacją możliwie daleko do środka miasta, gdzie brak miejsca na urządzenie stacji przechodowej.

Stacje przechodowe (fig. 277), w których tory główne zasadnicze przebiegają dalej ku końcowi linji, a dworzec umieszczony jest z boku torów.

lazc

TT

Fig. 278.

Dworzec

Dworzec^x^^

Fig. 280.

Fig. 277.

aot

Dworzec

Fig. 279.

//

"X"    Ow. gzów.

Dw. wstępny Fig. 281.

Fig. 276.

Dworzec ,

zm

Jako przechodowe urządza się zazwyczaj stacje pośrednie, ale często także i stacje końcowe, zwłaszcza, gdy przewiduje się przedłużenie linji. Jako specjalny rodzaj stacyj przechodowych używane są często dla stacyj węzłowych :

Stacje klinowe (fig. 278i279) czyli półwyspowe: umieszczone są w klinie u zbieguf dwóch linij kolejowych.

Dworzec ^ osobowy

Dworzec 1 towarowy^-

Stacja zestaw.

sięga tcmter

Stacja

Vzt\osobo*a

Fig. 275.

tao.

Stera,g|

Stacje wyspowe (fig. 280 i 281): dworzec otoczony jest dokoła przez tory.

Ogólne uwagi o założeniu stacji. Uposażenie i wielkość danej stacji zależą od znaczenia handlowego stacji i od jej znaczenia dla służby ruchu. Długość stacji zależy od układu torów stacyjnych; conajmniej równa jest długości użytkowej torów głównych, zwiększonej o długość potrzebną dla rozjazdów. Długość użytkowa torów wjazdowych i wyjazdowych zależy od długości przewidywanych pociągów. Przy oznaczaniu długości użytkowej, mierzonej od ukresu do ukresu, dodaje się do długości, wynikającej z przyjętej ilości osi (zależnie od rodzaju wagonów 3,7—4,5 m na oś), 2 — 4 długości parowozu (25 m na parowóz wraz z tendrem) i jeszcze pewien dodatek z uwagi, że zatrzymanie długiego pociągu towarowego nie może nastąpić dokładnie w oznaczonem miejscu. Dla pociągów osobowych najmniejsza długość użytkowa toru na linjach pierwszorzędnych 250 w, na drugorzędnych 180 m.

Ilość torów zależy od przewidywanego ruchu, przy silnym ruchu winno się przewidzieć o ile możności osobne tory wjazdowe dla każdego kierunku, aby umożliwić wjazdy równoczesne; conajmniej należy unikać Avjazdôw na ten sam tor z dwóch przeciwnych kierunków. Oprócz torów głównych potrzebna jest odpowiednia ilość torów bocznych do przetaczania, odstawiania wagonów, do objazdu parowozów itp.

Odstęp torów na stacjach conajmniej 4,5 m od osi do osi; na stacjach większych pożądany większy odstęp torów. Jeżeli między torami umieszcza się słupy latarń, semafory itp., należy odstęp odpowiednio zwiększyć, w szczególności dla umieszczenia semaforów między torami odstęp torów najmniej 4,7 m. Przy urządzeniu peronów między torami, odstęp odnośnych torów wynosi dla peronów jednostronnych najmniej 6,0 m, dla dwustronnych najmniej 9,0 m. Tory przeładunkowe można założyć w odstępach mniejszych niż 4,5 m. Jeżeli między torami na przystankach o peronach zewnętrznych nie ustawia się przegrody, można zostawić odstęp taki, jak na szlaku.

Żeberka (tory martwe) kończy się kopcami ziemnemi, kozłami oporo-wemi drewnianemi lub z szyn ze zderzakami, nieraz przykrywa się nadto tor na długości 15—20 m piaskiem lub drobnym żwirkiem.

Eozjazdy winny być ułożone celowo w dostatecznej ilości dla potrzeb ruchu, lecz nie w nadmiernej, o ile możności zgrupowane w wyraźne drogi zwrotnicze. W torach głównych rozjazdy ogranicza się do koniecznej potrzeby, przytem wskazane tory główne należy połączyć tak rozjazdami, aby pociągi dowolnego kierunku można było w razie potrzeby wpuścić na tor dowolny. Dla rozjazdów, po których pociągi zorganizowane przebiegają w odgałęzienie, stosunek skrzyżowania niewiększy niż 1 : 10 ; w torach bocznych można go zwiększyć do 1:7. Między końcem łuku przyległego do prostej, w której układa się rozjazd, a iglicą rozjazdu o odwrotnej krzywiźnie umieszcza się conajmniej 6-metrowy odstęp.

Stacje zakłada się o ile możności w prostych. W koniecznym wypadku dąży się do ułożenia obu końców w prostych odpowiednio długich dla ułożenia rozjazdów wjazdowych, przesuwając łuk ku środkowi stacji. Promienie łuków możliwie wielkie, w torach głównych nie mniejsze niż na szlaku; należy unikać łuków odwrotnych a w razie konieczności stosować

I km

możliwie wielkie promienie i długie proste między łukami. W torach bo-

Fig. 282. cznych, przez które przejeżdżają parowozy pociągowe, promienie nie mniejsze niż 150 m, a wogóle nie mniejsze niż 120 m. Przechyłka toru i krzywe przejściowe tylko w torach głównych, jeżeli konieczne ze względu na Fig. 284. prędkość pociągów przebiegających. Promienie łuków stosowanych celem zwiększenia odstępu torów Fig. 285. głównych zasadniczych na stacjach najmniej 1000 m.

Stacje zakłada się o ile możności w poziomie, w każdym razie pochylenie torów, przeznaczonych do postojów pociągów i wagonów, nie przekracza 2,5°/₀₀. Załomy pochyleń podłużnych toru zaokrągla się lukiem o promieniu najmniej 5000 w. Rozjazdy końcowe można układać na pochyleniach szlaku przylegającego, ale nie w załomach spadku i nie bliżej końca zaokrąglenia załomu niż Om.

Wszelkie budowle i urządzenia stacyjne należy rozmieszczać celowo do przewidywanej pracy stacji z uwzględnieniem możliwości rozwoju. Na kolejach

Fig. 283.

¹

f— lVo'

l) Ceny przedwojenne, niższe od dzisiejszych.

²

) Do budowy kolei prywatnych do użytku własnego na własnym gruncie wystarcza zezwolenie M.K.Ż. (jeżeli ustawy specjalne nie stanowią inaczej).

U₁₍§j

jednotorowych pierwszorzędnych uw: ględnić możliwość ułożenia w przyszłości toru drugiego.

Wszystkie budowle, place i nawierzchnia należycie odwodnić. Odwodnienie budynków, popielników, obrotnic itp. zapomocą sieci kanałów z ujściem do rowów bocznych, pobliskich potoków lub sieci kanalizacyjnej danej miejscowości. Odwodnienie nawierzchni i placów zapomocą ścieków na powierzchni, sączków, drenów poprzecznych i podłużnych z ujściem do rowów bocznych lub sieci kanałowej stacji. W sieci kanałowej szyby powinny być odpowiednio rozmieszczone, aby umożliwić przeczyszczanie kanałów.

Fig. 286.

Fig. 287.

Przystanki. Na przystankach nie trzeba żadnych innych torów oprócz torów głównych zasadniczych. Na linji jednotorowej wystarcza peron z jednej strony, na linjach dwutorowych albo peron wyspowy między torami (fig. 282), albo też dwa perony, jeden zewnątrz torów od strony poczekalni, drugi wewnątrz torów (fig. 283), albo wreszcie oba perony nazewnątrz torów naprzeciw siebie lub przesunięte (fig. 284 i 285), przyczem poczekalnia i sprzedaż biletów urządzone są osobno przy każdym peronie lub też tylko przy jednym. Komunikacja między peronami zapomocą przejść pod lub nad torami, przy niezbyt znacznym ruchu także w poziomie szyn w miejscach oznaczonych.

Fig. 288.

Mijanki. Oprócz toru głównego zasadniczego przynajmniej jeszcze jeden tor do krzyżowania

względnie wyprzedzania pociągów.    289,    —*    ■ ' '■--»-

Tor mijankowy urządzony jako

czasu

Fig. 290.

żeberko (tor martwy — fig. 286 i 287) niedogodny, gdyż powoduje stratę z powodu koniecznego przestawiania pociągu. Unika się tego przez obustronne połączenie toru mijankowego z torem głównym zasadniczym (fig. 288 i 289). Na linjach dwutorowych można urządzić jeden tor prześcigowy zewnątrz torów głównych zasadniczych (fig. 290) lub wewnątrz torów (fig. 291); w ostatnim wypadku unika się przecięcia drogi pociągowi zdążającemu po torze leżącym obok toru prześcigowego, oba tory główne zasadnicze muszą jednak być w obrębie mijanki odpowiednio rozstawione.

Fig. 291.

Fig. 292.

~ZL

SI

Fig. 294.

Przy znaczniejszym ruchu trzeba conajmniej dwóch torów prześcigo-wych (fig. 292 i 293), po tej samej stronie torów zasadniczych lub, aby uniknąć przecięcia dróg, tory prześcigowe po obu stronach torów głównych Hg. 293. zasadniczych (fig. 294), tern więcej, że na mijankach niema magazynów, korzyść więc wynikająca z ułożenia obu torów mijankowych po stronie magazynu nie wchodzi tu w rachubę. Aby na wypadek zamknięcia jednego toru na szlaku umożliwić między dwoma mijankami, względnie stacjami, utrzymanie ruchu po jednym torze, a zatem przejście z ruchu dwutorowego na jednotorowy, jeżeli tory mijankowe nie mają przynajmniej z jednej strony wspólnej drogi zwrotniczej, dobrze jest ułożyć z jednej strony — lepiej z obu stron — rozjazdy umożliwiające przejście z jednego toru głównego zasadniczego na drugi.

Na wypadek koniecznego odczepienia od pociągu wagonu uszkodzonego wskazane jest wykonać na mijance żeberko na długość jednego lub dwu wagonów. Długość torów mijankowych musi odpowiadać największej długości pociągów kursujących.

Stacje dla ruchu osobowego i towarowego wymagają oprócz torów głównych zasadniczych i dodatkowych także szeregu torów bocznych, a mianowicie:

torów zapasowych dla wagonów odczepionych na stacji lub dla wagonów, które mają być doczepione do pociągów,

torów przetokowych wraz z torami wyciągowemi do przetaczania i zestawiania pociągów,

torów objazdowych do przestawiania wagonów z jednego końca stacji na drugi i do jazd parowozów od pociągów do parowozowni i odwrotnie, torów do węglowni, żórawi wodnych i innych urządzeń, torów ładunkowych.

Zależnie od znaczenia stacji potrzeba wszystkich tych grup torów lub tylko niektórych z nich w większej lub mniejszej ilości. Na stacjach małych

Fig. 295.

o słabym ruchu towarowym wystarczy obok torów głównych zasadniczych i dodatkowych (mijankowych) jeszcze jeden tor magazynowy, ewentualnie i tor zapasowy (odstawczy — fig. 295). Na stacjach o silniejszym ruchu zajdzie potrzeba pomnożenia ilości torów, ich specjalizacji, ułożenia torów wyciągowych z jednej lub z obu stron stacji, zazwyczaj w przedłużeniu torów mijankowych, aby przy przetaczaniu wagonów uniknąć wyciągania ich na tory główne zasadnicze, zwłaszcza na linjach o silnym ruchu. Rozmieszczenie

Ûworze c

V zestawcie

w. wod. oaroweu

mog

Fig. 296.

Fig. 298.

Fig. 297.

torów różnych grup wzglądem siebie zależy od przewidywanej pracy stacji i od warunków miejscowych. Tory prześcigowe dla pociągów towarowych umieszcza sie zwykle po tej stronie, po której urządzenia dla ruchu towarowego ; przy ułożeniu torów prześcigowych towarowych wewnątrz torów głównych zasadniczych (fig. 296) unika się przecinania jednego z torów głównych zasadniczych przy wjeździe lub wyjeździe pociągów towarowych. Urządzenia dla ruchu towarowego i osobowego albo po tej samej stronie torów głównych zasadniczych (fig. 297 i 298), dogodne dla mieszkańców danej miejscowości, korzystne dla rozwoju stacji, wymaga jednak znacznej długości równi stacyjnej, — albo po przeciwnych stronach (fig. 299), co daje lepszy rozdział ruchu osobowego od towarowego, natomiast utrudnia rozwój stacji w przyszłości. W wielkich stacjach, w centrach handlowo-przemysłowych, w węzłach, gdzie zbiega się więcej linij kolejowych, wzrasta ilość torów i ich specjalizacja, tworzą się niejako osobne stacje osobowe, postojowe, towarowe, przetokowe (rozrządowe), różnie względem siebie rozmieszczone, zawsze odpowiednio ze sobą połączone dla umożliwienia wymiany wagonów.

Urządzenia dla ruchu osobowego. Dworzec osobowy stosuje się co do wielkości i urządzenia do nasilenia ruchu w danej stacji, do rodzaju ruchu (daleki i podmiejski), do formy stacji, czy czołowa, czy węzłowa, pograniczna lub końcowa, itp. warunków.

Plac dojazdowy przed dworcem odpowiednio obszerny, aby umożliwić postój podwód, w każdym razie nie węższy niż 10—12 m. Na większych stacjach obok wyjścia z dworca miejsca obszerne dla postoju dorożek. Plac dojazdowy i wejście do dworca albo w poziomie szyn, albo niżej lub wyżej tego poziomu. Gdy plac dojazdowy i szyny leżą w tym samym poziomie, dojścia do peronów na dworcach czołowych dadzą się urządzić tak, aby podróżni nie przechodzili przez tory ; w stacjach prze-chodowych o słabszym ruchu przejście do peronów przez tory ; w stacjach

Mag. i ład. dla przes. posp.

JÆZB

Dworzec

"Z!

's.

'tor przesgę. osep

, Jpr/eScio. to war

> •* s'?, wyciągowy

«■

ft-ze starcze

Wieża wod.

Parowoz.

[t. ładownicze

r rnânipu/dCvm V ~ } t.rńapozynowę'

Waga ySkrajnik

Mag. i ład.

Fig. 299.

o silnym ruchu dojścia do peronów pod torami (3—4 m niżej), rzadziej nad torami (6—7 m wyżej), w jednym i drugim wypadku przy dojściu do peronów mamy spadki stracone. Gdy tory leżą wyżej wejścia do dworca, dojścia do peronów pod torami bez spadków straconych, yt budynku wtedy w poziomie peronów pomieszczenia służbowe, na dole kasy, poczekalnie, restauracje itp. urządzenia dla podróżnych. Na dworcach czołowych można i pomieszczenia dla podróżnych urządzić w wysokości torów, gdyż dojście do peronów odbywa się tu bez przechodzenia przez szyny i bez spadków straconych. Na stacjach, w których tory leżą niżej wejścia do dw'orca, pomieszczenia dla podróżnych i kasy w wysokości dojazdu, a w poziomie torów urządza się od strony peronów pomieszczenia służbowe ; dojścia do peronów ponad torami.

Pomieszczenia w dworcu można podzielić na nast. grupy: pomieszczenia do użytku i wygody podróżnych (poczekalnie, bufety, restauracje, ustępy, umywalnie, fryzjeinie, kantory wymiany, sprzedaż książek i dzienników itp.) ; pomieszczenia potrzebne do wykonywania służby handlowej (kasy osobowe, bagażowe, przechowalnie bagażu itp.); pomieszczenia służbowe (biura ruchu i telegrafu, zawiadowcy stacji; poczekalnie dla konduktorów, pokoje noclegowe, portjemie itp.); pomieszczenia dla poczty, policji; pomieszczenia potrzebne dla restauratora, często także mieszkania dla pracowników.

Urządzenia dla podróżnych. Najprostsze na przystankach. Zw. wystarcza poczekalnia na peronie, najczęściej wspólna dla podróżnych wszystkich klas ; przy niej bezpośrednio kasa osobowa, jeżeli sprzedaż biletów

odbywa się na przystanku, a nie w pociągu. Na stacjach małych bywają zw. dwie poczekalnie, wspólna dla podróżnych klasy I i II, oddzielna dla podróżnych klasy III. Dojście do kasy osobowej i bagażowej (na stacjach o słabym ruchu będzie to kasa wspólna) w sieni, wyjątkowo w poczekalni. Z pomieszczeń służbowych wystarczy zw. jedno biuro wspólne dla dyżurnego i telegrafu, oraz biuro dla zawiadowcy stacji.

W miarę zwiększonego ruchu na stacji wzrasta ilość pomieszczeń tak dla użytku podróżnych, jak i do celów służbowych. Pomieszczenia te należy rozmieścić względem siebie celowo i przejrzyście. Kasy biletowe i bagażowe tuż u wejścia do dworca, więc dostępne z sieni, wzgl. z westybulu, poczekalnie i restauracje w pobliżu kas, ustępy blisko poczekalni. Kuch przyjezdnych i odjeżdżających w stacjach o silnym ruchu skierować tak, aby unikać krzyżowania tych dwóch fal przeciwnych. Fryzjernie, umywalnie i przechowalnie bagażu w pobliżu wyjścia z peronów.

Hala (westybul, sień) bywa różnych rozmiarów, zależnie od natężenia ruchu, od zupełnie małych sieni do rozległych hal. Wejście zw. przez przedsionek dla ochrony od zimna podróżnych, gromadzących się w hali. Hala wejściowa obszerna i dobrze oświetlona, częstokroć w hali ławki dla podróżnych. W hali mieszczą się kasy osobowe i bagażowe (fig. 300), w hali też lub wzdłuż korytarzy z hali wychodzących sprzedaż dzien-I pocz.M. ników i książek, kantory wymiany, sprzedaż

- tytoniu, czasem poczta i telegraf. W więk-

1ypocz.im szych dworcach bywa więcej hal, osobna

__z kasami osobowemi, osobna z kasami baga-

żowemi, osobna wyjściowa; ta ostatnia może być mniejsza od wejściowej, gdyż przyjezdni krócej zatrzymują się na dworcu. O ile są osobne hale wyjściowe, umieszcza się przy nich wydawanie bagażu, fryzjernie, umywalnie, przechowalnie bagażu ręcznego.

Dojścia do peronu wprost z hali (fig. 300) lub z korytarzy bocznych (fig. 301) albo także z poczekalni, strzeżone celem rewizji biletów. Najmniej personelu potrzeba do strzeżenia dojść peronowych przy wejściach wprost z hali.

§4

mJ I

ha/a

to

'/////////////////,.

'I~*11 kasa osobowa~\ _| j

Fig. 300.

Kasy osobowe. W małych stacjach wystarcza jedna. W większych więcej kas oddzielnych dla różnych klas (I i II zwykle razem), dla

r.HH.

r.lll

r iw!

►----2-00-----*J

Fig. 302.

różnych kierunków, także dla różnych pociągów, oddzielnie dla dalekobieżnych, oddzielnie dla podmiejskich; także kasy rezerwowe dla wzmożonego ruchu świątecznego. Jeżeli każdy z kasjerów ma swoją kasę, upraszcza to rozliczenie^'się i unika się zdawania kas. Kasy w haK blisko wejścia obok siebie (fig. 301) ; poszczególne okienka oddzielone ściankami w odstępach około 2 m. Dostęp do kasy tak urządzony, aby do okienka dostąpić mogły tylko poszczególne osoby (fig. 302). Szerokość dojścia do okienka 0,6—0,7 m. Dla biletów peronowych i dla relacyj masowo używanych nieraz automaty kasowe.

Kasy^agażowe w małych stacjach połączone z kasami osobowemi, w większych osobne. Stół bagażowy o wys. 0,7—0,8 m, a szer. 0,8—1,20 m

Fig. 301.

tuż przy kasie, która posiada od przodu okno kasowe, z boku okienko do porozumiewania się z wagowym ; za stołem waga bagażowa. W stacjach o. większym ruchu dwie lub więcej kas bagażowych (fig. 303) dla różnych kierunków. W podrzędnych stacjach wydaje się bagaż na peronie, w stacjach większych w hali wyjściowej, gdzie często obok wydawania bagażu mieści się także kasa bagażowa, aby ułatwić dalsze nadanie bagażu. Miejsca nadawania, przyjmowania i wydawania bagażu połączone osobnem dojściem z peronami (tunele bagażowe).

iz

Przechowalnie dla bagażu ręcznego, opatrzone w stelaże i wie-adła, winny być obszerne celem szybkiego wyszukania bag’ażu, mieć dwa okna, jedno do przyjmowania, drugie do wydawania. Przy osobnych halach wejściowych i wyjściowych często dwie przechowalnie, po jednej w każdej hali.

na stacjach większych, węzłowych, poczekalnie dla poszczególnych klas, także oddzielne dla niepalących i dla kobiet. Rozmieszczenie pocze-

Poczekalnie i restauracje. Na przystankach osobowych zw. jedna poczekalnia, często otwarta zupełnie od strony peronu, na małych stacjach zw. dwie poczekalnie, jedna dla podróżnych I i II klasy, druga dla podróżnych klasy III, ewentualnie i IV ; zwłaszcza w wielkich miastach osobne

czasem

H----SO—*ł

UŁJ.

poczekalnia

fr=

Fig. 304.

Fig. 303.

kalni i ich wielkość zależne od ilości podróżujących osób, oraz od wielkości miejsca, przeznaczonego na dworzec ; także od tego, czy dostęp do poczekalni dozwolony tylko podróżnym z biletami, czy też poczekalnie nieobjęte zamknięciem peronowem. W pierwszym .wypadku poczekalnie mniejsze, wtedy jednak kasy biletowe muszą być stale otwarte, możliwe jest to więc na stacjach wielkich o silnym ruchu. Na stacjach, w których istnieją osobne hale wejściowe i osobne wyjściowe, urządza się czasem przy tych ostatnich poczekalnię dla osób oczekujących podróżnych. Wejście do poczekalni na stacjach mniejszych czasem wprost z placu dojazdowego, częściej z sieni, na stacjach większych z hali lub korytarzy bocznych, wychodzących z hali (fig. 301). Poczekalnie ugrupowane albo obok siebie (fig. 300), albo poczekalnie klasy I i II z jednej strony hali, poczekalnie klasy III z drugiej strony. Na wielkich stacjach o licznych torach dla pociągów osobowych przy dostępie do peronów pod lub nad torami, nieraz także na peronach małe poczekalnie wraz z bufetem (fig. 304). W większych miastach urządza się często w dworcach osobne salony na wypadek przejazdu dostojników. Salony takie, urządzone wytwornie, mają osobne dojście tak od strony dojazdu jak i peronów; gdy tory leżą wyżej od dojazdu, urządza się często od strony dojazdu rampę wjazdową, aby uniknąć wstępowania po schodach; obok salonu zwykle poczekalnie dla świty, umywalnie, miejsca dla ułożenia bagażu itp.

W środowiskach przemysłowych, gdy w pewnych dniach tygodnia podróżuje znaczna ilość robotników, urządza się nieraz osobne poczekalnie robotnicze zw. tuż obok dworca.

Na stacjach średnich bufety w poczekalniach, na większych stacjach osobne sale restauracyjne oddzielne dla klasy I i II i oddzielne dla klasy 111, umieszczone tuż obok odp. poczekalni. Wielkość sal restauracyjnych i ich położenie względem zamknięcia peronowego określa się jak dla poczekalni. W stacjach większych o peronach, dostępnych tylko pod lub nad torami, umieszcza się często bufety także na peronach dla wygody podróżnych, przejeżdżających przez stację. Tuż obok restauracyj i bufetów (czasem na dol-

Pomieszczenia służbowe. W budynku dworcowym znajduje się też najczęściej biuro dyżurnego i telegraf służbowy, na małych stacjach we wspólnej izbie, na stacjach większych osobne biuro dyżurnego i osobne pomieszczenie dla telegrafu, zawsze jednak bezpośrednio obok siebie położone i ze sobą połączone, z bezpośredniem wyjściem na peron. W pobliżu biura dyżurnego poczekalnie dla konduktorów, oczekujących na objęcie służby lub przygotowujących raporty przy zdaniu służby. Nadto biuro zawiadowcy stacji i inne biura stacyjne w ilości zależnej od pracy stacji. Jeżeli wymienione biura pomieszcza się w osobnym budynku, to tuż obok dworca, aby były łatwo dostępne dla podróżnych. Na stacjach węzłowych u zbiegu linij, należących do różnych zarządów kolejowych, z których każdy prowadzi służbę ruchu oddzielnie dla siebie, osobne biura dla każdego zarządu, ale dla łatwiejszego porozumienia położone możliwie blisko obok siebie. Z innych pomieszczeń służbowych trzeba przewidzieć w dworcu portjernię, w której w stacjach średnich bez osobnych przechowalni dla bagażu ręcznego, przyjmują zazwyczaj bagaż do przechowania; biura informacyjne; składy przedmiotów znalezionych (tylko na większych stacjach) ; lainpiarnie itp. pomieszczenia służbowe w ilości zależnej od stosunków miejscowych ; na niektórych stacjach także pokoje noclegowe dla pracowników.

nem lub gómem piętrzę) kuchnia, obok niej izba do mycia naczyń, spiżarnie, pomieszczenia dla służby restauracyjnej, często także mieszkanie restauratora; dostęp do tych pomieszczeń oddzielny od wejść przeznaczonych dla podróżnych.

Na większych stacjach pomieszczenia służbowe dla policji i poczty, czasem w osobnych budynkach obok dworca. — Ładowanie poczty do wagonów pocztowych najczęściej z peronów osobowych lub bagażowych, na wielkich stacjach o silnym ruchu pocztowym także osobny budynek pocztowy z po-trzebnemi torami do naładunku wagonów pocztowych.

Na stacjach pogranicznych uwzględnia się także potrzeby służby celnej i policyjnej, wiec hale dla rewizji bagażu i paszportów, kasa cłowa, pokoje dla rewizji osobistej, osobne dla mężczyzn i kobiet. Hale rewizyjne obszerne, aby rewizje odbywać szybko ; na stacjach pogranicznych wspólnych, na których oba państwa sąsiednie odbywają rewizję celną, albo dwie hale rewizyjne, każda do użytku jednego zarządu celnego, albo wspólna hala naprzemian używana; kasy i biura celne obok hali oddzielne dla każdego z zarządów.

Ustępy osobne dla mężczyzn i kobiet, ale obok siebie dla zaoszczędzenia dołów kloacznych i instalacji. Na mniejszych stacjach zw. osobna obok dworca, na stacjach większych przy hali lub w korytarzu w pobliżu poczekalni. Na większych dworcach więcej grup ustępów w różnych miejscach, także przy fryzjerniach i umywalniach. Na stacjach, w których istnieje zamknięcie peronowe, wskazane jest oprócz ustępów przy poczekalniach w części dworca dostępnej dla wszystkich, urządzić także ustępy dostępne z peronu. Na większych stacjach ustępy wszystkie lub część ich zamykane, dozorowane stale i utrzymywane w czystości przez osobnego pracownika, dla którego trzeba obok przewidzieć osobne pomieszczenie. Niezależnie od ustępów dla podróżnych, osobne ustępy dla służby stacyjnej, dla służby restauracyjnej i mieszkań w dworcu umieszczonych.

Często w dworcach także mieszkania dla pracowników ; dostęp i klatki schodowe do mieszkań oddzielne od wejść dla podróżnych.

Perony do ułatwienia wsiadania i wysiadania podróżnych; zewnętrzne (fig. 305 a), międzytorowe (wyspowe — fig. 305 b). Na stacjach czołowych perony zewnętrzne i międzytorowe połączone zazwyczaj peronem poprzecznym

JUL

CMórzec

Fig. 305.

(fig. 305 c), co umożliwia dostęp do peronów w tym samym poziomie bez przekraczania torów.

Perony osobowe służą przeważnie równocześnie jako perony bagażowe i dla poczty, tylko na stacjach o znacznym ruchu podróżnych urządza się dla bagażu i poczty osobne perony (fig. 306 — dworzec lwowski główny).

Na stacjach o słabym ruchu pociągów dostęp do peronów przez tory, przy znacznej ilości pociągów dostęp zapomocą kładek nad torami, lub, co częściej, tunelami popod tory; dla bagażu i poczty osobne tunele. Wysokość tunelu od 2,2 m, szerokość kładek lub tuneli osobowych od 2,5 m, bagażowe szersze, zw. 3,0 — 6,0 m.

Szerokość peronów zależy od ilości podróżnych; perony zewnętrzne najmniej 3 m szerokie, peron główny od strony dworca zw. szerszy,

’Peron bagażowy^

jnnp ,ó 1 Si am iL

I i j Peron osoöowy §1 hum ^

hag li ^    dzw'S\ i jó ]

3D

ilU

o‘

DI

Fig. 306.

2d-ja

— a 00

''A Niweleta torów

Pei-on

niski j wysoki podłogajyag..

Uk-rad

ençie/sb/

i___

?!

-»U—

op | .o, - -;y

V7J-------

0-&5    CÔO O-óó U-

Dno saccha

Fig. 307.

rU

^.j

r„

¹ !♦ Ij ' J ^ ! "f

/:PO

l-l

00

*Xż»/r

Beton

Fig. 308.

Fig. 309.

cza

rn.

na długości dworca około 8 m. Odległość osi torów, między któremi umiesz-się perony wyspowe, wynosi dla peronów jednostronnych najmniej 6 m, dla peronów dwustronnych najmniej 9 m, dla peronów bagażowych około 7 m. Długość peronów zależy od długości pociągów osobowych i wynosi od 100 do 300

Przy niewielkiej ilości podróżnych urządza się perony przez nadsypanie piasku lub żwirku do wysokości około 20 cm ponad szyny (fig. 307), przy większej ilości podróżnych ujmuje się peron w krawężniki z kamienia, drzewa, starych szyn itp. Odnośnie do wysokości i odstępu krawędzi peronów od środka toru obowiązują postanowienia przyjętej skrajni ; perony niskie wznoszą się 20—38 cm nad szynę przy odstępie krawędzi peronu od środka toru 1,52 m\ perony wysokie 76 cm (także więcej, prawie do wysokości podłogi wagonu) przy odstępie krawędzi peronu od osi toru 1,65 m (fig. 308).

Urządzenia dla ruchu towarowego. 1. Magazyny do przechowania przesyłek drobnych i ochrony ich od wpływów atmosferycznych od chwili

Wysokie perony dla podróżnych są dogodniejsze, utrudniają jednak rewizje kół i osi. Przy dostępie do peronów przez tory urządza się tylko perony niskie do 25 cm nad szynę, a dla przejazdu wózków z bagażami i pocztą w miejscach stosownych przejazdy przez tory.

Nawierzchnia peronów z żwirku, drzewa, płyt, betonu, asfaltu, klinkierów itp., z małem pochyleniem poprzecznem 2—5°/₀ dla odwodnienia. Na większych stacjach perony przykrywa się dachami na słupach (fig. 309) lub wiatami. Na peronach ławki dla podróżnych, na wyspowych czasem bufety i małe poczekalnie. Na peronach lub w pobliżu peronów urządzenia z wodą do picia.

,Unja boar*

Fig. 310.

Ład, surowca

tor manipulacyjny

41 rjw

Fig. 811.

przyjęcia do czasu załadowania do wagonów, wzgl. od chwili wyładowania z wagonów do czasu wydania przesyłki. Na stacjach o słabym ruchu towarowym wspólny magazyn dla towarów wysyłanych i nadchodzących ; na stacjach większych osobne magazyny dla każdego z wymienionych rodzajów przesyłek. Na małych stacjach, na których jeden urzędnik pełni służbę ruchu i handlową, magazyn towarowy urządza się w pobliżu dworca, nawet można go połączyć bezpośrednio z dworcem (fig. 310 i 311).

Magazyny z cegły, kamienia, betonu, żelbetu lub z drzewa na podmurowaniu. W murowanych ściany od wnętrza zwyczajnie do wysokości 1,5—2,0 m nad podłogą wyłożone są deskami dla ochrony murów przed uszkodzeniem ciężkiemi przesyłkami. Dach z drzewa lub z żelaza, okap silnie wystający, aby chronić towary przed deszczem podczas naładunku lub wyładunku. Okap od strony toru sięga nieco poza oś toru, aby dach wagonu nie ociekał ku peronowi ładunkowemu; korzystny zatem dach płaski, kryty papą, blachą, cementem drzewnym ; przy kryciu dachówką magazyn musi być wyższy ze względu na skrajnię.

Podłoga, jeżeli pod nią próżnia, z dyliny na belkach podpartych filarami (fig. 312); jeżeli przestrzeń pod podłogą wysypana, podłoga z desek,

SI

Si

150

rr~r\

m a j,

i__i

Ü«

Fig.¹312.

Bramy najczęściej zasuwane z drzewa lub żelaza, szerokie 2,5 —3,0 w, wysokie 2,8—3,5 tn, w odstępach równych długości wagonów 8—9 m.

Okna żelazne, dobrze zabezpieczone przed włamaniem, umieszczone wysoko, aby można towary pod ścianą wysoko układać. W magazynach szerszych oświetlenie boczne zapomocą okien, umieszczonych wysoko, przy silnie wystającym okapie niedostateczne, więc dodaje się oświetlenie górne.

płyt lub kostek kamiennych, pieńków na betonie, z asfaltu lub betonu ; ten ostatni ściera się pod wózkami, dobrze więc \ dodać do zaprawy ce-j mentowej opiłek źela-£2£f<T—Hznych. Piwnice pod ma-~R-jE3k— gazynami, przesklepione lub przykryte konstrukcją żelbetową, urządza się rzadko.

Szerokość magazynów dla małych stacyj 6—8 m, dla średnich 8—12 m, dla dużych ponad 12 m, rzadko więcej niż 20 m. Wysokość magazynu około 4 m. Długość zależna od ilości przesyłek, na małych stacjach wystarczy magazyn o jednej bramie, o długości 6 — 8 m, w miarę znaczenia stacji zwiększa się długość magazynu, rzadko jednak ponad 100 m-, lepiej więcej magazynów krótszych. Długie magazyny dzieli się zwykle wewnątrz ścianami wychodzącemi ponad dach. Część magazynu przeznacza się dla towarów przychodzących, część dla wysyłanych ; zamiast długiego magazynu wspólnego, korzystniej osobne magazyny dla każdego z tych rodzajów przesyłek. Bywają także magazyny piętrowe, zwłaszcza, gdy tory i dojazd w różnych poziomach; piętra łączy się ze sobą dźwigami.

Wymiary powierzchni magazynów zależą od nasilenia ruchu towarowego, od rodzaju towarów przewożonych (ciężar gatunkowy, kształt) i od czasu przechowywania towarów w magazynie bez opłaty składowego. Uwzględnia się także powierzchnię niezajętą pod przesyłki, a potrzebną do przejazdu wózków magazynowych i przejść, szerokość tych chodników od 1 do 2 m. Przeciętnie potrzeba dla złożenia w magazynie :

. 1,0— 2,0 m2 . 4,5— 5,0 m2 . 2,5— 3,0 m2 . 4,0— 5,0 m2 . 5,0— 6,0 m2 10,0-20,0 m²

1 t maszyn, żelaza, miedzi, ołowiu itp,

1 t cieczy w beczkach.......

1 t zboża, mąki w workach ....

1 t towarów kolonjalnych.....

1 t chemikalij ..........

1 t mebli, wełny, skrzyń próżnych , .

średnio na każdą tonnę towaru przechodzącego dziennie przez magazyn wypada 10—20 m² powierzchni, wliczając w to już powierzchnie potrzebne na chodniki dla przejść i wózków maszynowych. Magazyny dla przesyłek wysyłanych mniejsze niż dla przesyłek nadchodzących.

Do załatwienia formalności przy przyjmowaniu względnie wydawaniu przesyłek wystarcza przy magazynach małych mała kancelarja, urządzona wewnątrz magazynów ; przy magazynach większych potrzebny cały szereg biur i kas, umieszczonych najeż, w budynku przytykającym do magazynów.

Z jednej strony magazynu dochodzą do niego tory ładunkowe, z drugiej strony droga dojazdowa. Bywają także magazyny, w których tor ładunkowy leży wewnątrz magazynu, a droga dojazdowa zewnątrz lub przeciwnie, albo też i tor i droga wewnątrz magazynu (fig. 313 i 314). Odnośnie do położenia

Fig. 313.

Dojazd

Fig. 314.

Oojazd

Fig. 315.

Fig. 316.

Fig. 317.

magazynu względem torów magazynowych i kształtu peronów ładunkowych może magazyn leżeć a) wzdłuż toru (fig. 315), albo b) tory magazynowe dochodzą prostopadle do magazynu, a peron ładunkowy obejmuje w formie zębów tory ładunkowe, połączone z torami podawczemi zapomocą obrotnic (fig. 316) lub zwrotnic (fig. 317), albo c) tor magazynowy zapomocą zwrotnic rozdziela się na szereg torów ładunkowych krótkich, dochodzących do peronów ładunkowych, urządzonych w formie zębów piły (fig. 318 i 319) lub półwyspów (fig. 320).

Przy osobnych magazynach dla przesyłek nadchodzących i wysyłanych urządza się je albo wzdłuż tego samego toru jedne za drugiemi, albo leżą one obok różnych torów, często naprzeciw siebie, a miedzy nie podchodzą tory magazynowe (fig. 321), albo też droga dojazdowa wspólna leży miedzy magazynami, a tory magazynowe nazewnątrz (fig. 322 i 323).

Peron ładunkowy (fig. 324) w wysokości równej z podłogą magazynu, od strony toru 1,10 m ponad górną krawędzią szyny, a odstęp zewnętrznej krawędzi peronu od osi toru 1,65 m ; od strony drogi dojazdowej wysokość peronu nad nawierzchnią drogi zależy od wymiaru używanych wozów, wynosi od 0,8 do 1,10 m. Perony ładunkowe od strony toru szerokie 1—2 m biegną nieprzerwanie wzdłuż magazynu, gdyż ze względu na różne długości wagonów niezawsze można je tak podstawić pod bramy, aby uniknąć wożenia ładunku wzdłuż peronów; od strony drogi mogą być perony węższe około 1 m i mogą być przerywane, ponieważ wozem można zawsze zajechać pod bramę. Czasem od strony drogi perony ładunkowe opuszcza się zupełnie.

Szerokość drogi dojazdowej do magazynów i ładowni conajmniej 6 m, gdy magazyny i ładownie leżą z jednej strony drogi, przynajmniej 12 m, gdy położone obustronnie ; przy silnym ruchu towarowym szerokości większe, przynajmniej 8,5, wzgl. 17 m ; jeżeli droga wąska osobne place do nawracania. Na stacjach o silnym ruchu towarowym wskazane jest dojazdy do stacji towarowej tak prowadzić, aby nie przechodziły obok dworca osobowego.

Dla materjałów łatwopalnych osobne magazyny i ładownie oddalone od innych budowli i miejsc ładunkowych.

2. Ładownie dla ułatwienia załadunku przedmiotów ciężkich, pojazdów, zwierząt itp. ; otwarte lub kryte dachem ; umieszcza się je albo oddzielnie w pobliżu magazynów albo bezpośrednio przy magazynach. Ładownie są albo boczne wzdłuż toru ładunkowego (fig. 325), albo czołowe, będące zakończeniem żeberka (fig. 326), zwłaszcza dla ładowania lub wyładowania pojazdów, lub wreszcie kombinuje sie ładownie boczna z czołowa (fig. 327).

Wysokość ładowni bocznej nad szyną wzgl. nad dojazdem zasadniczo taka, jak peronów ładunkowych przy magazynach ; przy ładowniach czołowych górna krawędź ładowni 1,235 m nad szyną, aby zderzaki nie wystawały nad ładownią. Przy ładowniach czołowych ochrania się mur przed uderzeniem wagonu np. zapomocą belki utwierdzonej w wysokości zderzaków. Wysokość ładowni specjalnych dla pewnego gatunku, towarów można dostosować do wymiarów odnośnych wagonów specjalnych.

Odstęp ładowni od osi toru 1,65 m, jak przy peronach magazynowych.

Szerokość ładowni od 5 do 10 m. Długość różna, dla długiego drzewa minimum 30 m ; ładownie dla celów wojskowych długie, aby można naraz wyładować dużą ilość wagonów.

Wyjazd na ładownię z jednej lub z obu stron o nachyleniu 1:20 do 1 : 12, albo też ładownia na całej długości od strony dojazdu łagodnie ze-skarpowana, sposób stosowany często przy ładowniach dla drzewa łączących się z placem składowym (fig. 328) i przy ładowniach dla zwierząt; ładownie wyłącznie dla wysyłki drzewa czasem lekko pochylone ku torowi.

Ładownie najczęściej murowane (fig. 329) z kamienia, cegły lub betonu, rzadziej drewniane; krawężniki z kamienia lub betonu, także z drzewa, chronione często kątownikiem. Nawierzchnia ładowni dla większych ciężarów z bruku kamiennego, zresztą żwirowana na pokładzie kamiennym lub bez. Ważną rzeczą jest odwodnienie. Na małych stacjach zamiast ładowni stałych używane także ładownie przenośne (fig. 330).

Ładownie dla zwierząt w stacjach, w których odbywa się regularnie ładowanie większej ilości. Powierzchnia górna nieprzepuszczalna

Fig. 318.

m

m

T-77^?P

Doją z O

%

z

%

Fig. 319.

Fig. 320.

Oojazd

J

I

Eä

Biuro

Dojazd

i

Droga dojazd.

mi. j i

Wspólny dojazd

^1"

O

s

Dojazd

I !

Fig. 321.

Fig. 322.

Fig. 323.

l/tfjH-

a-j:rna

Fig. 324.

Fig. 325.

'////////M/XT?.

<.•75

i j V75

Fig. 326.

♦ <•65

Fig. 327.

U—<S5

! i----b

-►lo-ji—

---tao---

<<;o

— »U-

----«00------

-J

?

'•\5

Fig. 328.

k-

I

~vo-o

->i 4-05 k—

i

0-9

I

£

: / / • /

ßs>§

g

Fig. 329.

i dobrze odwodniona; do ładowania piętra górnego wagonu ustawia się na ładowni stałej ładownię przenośną lub też część ładowni stałej podniesiona jest do wysokości podłogi górnego piętra wagonu (fig. 331).

Na ładowni lub bezpośrednio przy niej dziedzińce dla zwierząt ogrodzone (fig. 331 a i 331 b) ; dla bydła barjery z kółkami do uwiązania w odstępach 1 w, dla trzody chlewnej i gęsi ogrodzenie gęste. v Dziedzińce

T-----

hO\5»l

■£<3

Fig. 330.

Fig. 331.

opatrzone w bramy, podłoga dziedzińców nieprzepuszczalna, dobrze odwodniona ; koryta do karmienia i pojenia zwierząt obok dziedzińców, urządzenia

-j— do czyszczenia i odkażania wago-^ nów z oczyszczalnikami dla wody $    odpływającej i składowiskiem na

’    nawóz, wszystko należycie skanali

zowane.

3. Place ładunkowe. Ładowanie, wzgl. wyładowanie przesyłek masowych (całowagonowych) wprost z wozów do wagonów i odwrotnie na osobnych torach. W stacjach małych wystarcza jeden taki tor często jako przedłużenie toru magazynowego. Gdzie niema osobnego parowozu przetokowego, dogodniejszy jest tor ładunkowy, połączony z innemi torami obustronnie ; na stacjach większych urządza się takie tory dla ładug całowagonowych zazwyczaj jako żeberka, połączone z torem po-dawczym zwrotnicami, rzadziej obrotnicami (fig. 332, 333, 334 i 335).

Łączna długość torów ładunkowych zależy od ilości równocześnie podstawianych wagonów i od tego, ile razy dziennie

---podstawia się, wzgl. wyciąga

wagony. Krótkie tory ładun-kowe dozwalają na podstawianie lub wyciąganie wagonów, nie przeszkadzając ładowaniu, wymagają jednak ze względu na większą [ilość zwrotnic więcej miejsca. Długość użyteczna poszczególnych torów ładunkowych nie większa niż 200 m.

Drogi ładownicze zależnie od układu torów ładunkowych zewnątrz lub wewnątrz torów. Odstęp torów ładunkowych, między któremi leży droga ładunkowa, 15—20 m od osi do osi. Szerokość drogi ładunkowej jednostronnej przynajmniej 7,5 w, licząc od osi toru przyległego. Drogi ładunkowe w poziomie szyn, lepiej wzniesione do 20 cm ponad szynę (fig. 336),

4:40

uojazti

[7

-b-

Fig. 331 a.

Fig. 331 6.

Droga ładunkowa

Skr^nik^f/agay^

li

......

*9

Fig. 332.

Droga ładunkowa

ygtr-~0O-2OO~~~-~i

Fig. 333.

Droga ładunkowa

Fig. 334.

o nawierzchni z braku kamiennego, wzgl. żwirowane, zależnie od natężenia ruchu.

4. W stacjach o silnym ruchu towarowym różne urządzenia ładownicze do przyśpieszenia i uproszczenia ładowania. Dla towarów, jak ruda, węgiel, umieszcza się tory wyżej drogi ładowniczej, a skarpy torów ładunkowych brukuje się i po urządzonych równiach zsypuje się ładunek do wozów, albo też jjtory leżą na rusztowaniach nad drogą, a ładunek zsypuje

i<- -30-50-+*

t*-----‘-70-----*1

Fig. 335.

Fig. 336.

się do podstawionych na drodze wozów zapomocą lejków, lub wreszcie służą do tego różne inne urządzenia; do ładowania przedmiotów ciężkich używa się żórawi różnych konstrukcyj, stałych lub ruchomych.

Wagi pomostowe do ważenia wagonów tak urządzone, że przy opuszczonej wadze mogą po torze przebiegać wagony i parowozy bez uszkodzenia wagi; umieszcza się je w pobliżu torów dla ładug całowagonowych tak, aby ważenie nie przeszkadzało ładowaniu i odwrotnie.

Skrajniki do sprawdzania, czy ładunek nie wystaje poza przepisaną skrajnię, również w pobliżu torów ładunkowych, często na torze, na którym znajduje się waga.

5.    Ogólny układ stacji towarowej. Urządzenia dla ruchu toAvarowego miejscowego możliwie z tej strony stacji, z której oczekuje się ładunków; magazyny, ładownie i tory dla ładug całowagonowych zgrupowane możliwie obok siebie; na stacjach małych w pobliżu dworca osobowego.

Na stacjach większych przeważają ładugi całowagonowe ; place ładunkowe zatem winny być w dostatecznej ilości z dogodnemi dojazdami. Tory układa się w porządku dokonywanych na nich czynności; najbliżej torów głównych zasadniczych tory przyjazdowe i odjazdowe, następnie przetokowe, zapasowe i ładunkowe.

Na wielkich stacjach stacje przetokowe oddzielne od stacji towarowej miejscowej.

6.    Stacje portowe. Przy niezbyt rozwiniętej wymianie ładunków między koleją, a portem wystarczy połączyć tory, ułożone na bulwarach portowych z sąsiednią stacją kolejową. Przy silnie rozwiniętym ruchu towarów z kolei na statki i odwrotnie w bezpośredniej bliskości portu osobna stacja przetokowa dla portu, której zadanie polega na odpowiedniem grupowaniu wagonów zdążających do portu i wagonów idących z portu na kolej. W pewnych okolicznościach stacja kolejowa towarowa może służyć równocześnie jako stacja portowa. Oprócz torów wjazdowych potrzebne tory do porządkowania wagonów według poszczególnych basenów i według poszczególnych miejsc

ładunkowych i tory wyjazdowe. W większych portach po- —f trzebne często osobne grupy torów przetoko-wagonów

t. wjazdowe /■

t.porządkowe wdt. basenów

-

\-~ '// t. wyjazdowe

C.aoOasent

t.porządkowe wd/. poszcz. mejsc taa Fig. 337.

wych

wysyłanych ku wybrzeżu i osobne dla wagonów z wybrzeża nadchodzących. Grupy torów powinny następować po sobie tak, aby unikać jazd powrotnych (fig. 337). Takie urządzenie wymaga znacznej długości, aby wszystkie grupy torów zmieścić przed odgałęzieniami do basenów, co niezawsze możliwe. W razie potrzeby osobne tory i urządzenia (magazyny, ładownie, wagi) dla służby celnej.

dla

Bulwars

Do przeładowywania towarów z wagonów na statki i odwrotnie tor ładunkowy tuż przy brzegu; dłuższe tory ładunkowe dzieli się na odcinki,

łącząc tor ładunkowy z obok poło-s żonym torem podawczym zwrotnicami (fig. 338); przy silnym ruchu często jeszcze trzeci tor zapasowy, połączony z tamtemi zwrotnicami lub przesu-wnicami. Jeżeli przy tych torach urządza się także magazyny (składy, hangary) do przechowywania towarów, których nie przeładowuje się wprost z wagonów na statki, to układa się także przy magazynach tory od strony lądu i łączy z torami na brzegu zapomocą zwrotnic, przesuwnie lub

obrotnic. Układ torów przy magazynach i składach dla towarów masowych zboża, węgla, rudy, musi być dostosowany do przyjętych urządzeń

czych. Jeżeli na stacji portowej zestawia się wagony tylko według poszczególnych basenów, a rozdział wagonów według poszczególnych miejsc naładunkowych uskutecznia się dopiero na miejscu, to trzeba na

Fig. 338.

ładowni-

Fig. 339.

100

JTL-Jń

Port

wybrzeżu przewidzieć odpowiednie tory do przetaczania.

Fig. 340.

Dla szybkiego obiegu wagonów między portem, a koleją ważny jest celowy układ torów w porcie, co trzeba uwzględnić już przy projektowaniu portu. Korzystniejsze mola ukośne względem brzegu, gdyż dozwalają na łatwe połączenia torów zwrotnicami (fig. 339) ; mniej korzystne połączenie torów zapomocą obrotnic przy molach prostopadłych (fig. 340).

specjalnych urz

na

Urządzenia dla celów technicznych rnchn. 1. Stacje przetokowe. Urządzenia stacji do celów przetaczania wagonów i zestawiania pociągów zależy od znaczenia stacji i jej przewidywanej pracy. Na stacjach małych, gdzie idzie o odczepienie lub doczepienie poszczególnych wagonów, gdzie nieznaczne przetaczania dokonywa się parowozem pociągowym, niema ądzeń do tego celu. Do odstawienia wagonów może służyć tor magazynowy lub sąsiedni tor boczny. Wyciąganie wagonów podczas przetaczania na tor główny za zwrotnicę wyjazdową dozwolone tylko na małych stacjach i na linjach o słabym ruchu. Na stacjach większych, na linjach o silniejszym ruchu, a na kolejach pierwszorzędnych nawet na stacjach o umiarkowanej pracy przetokowej umieszcza się osobne tory wyciągowe, połączone z torami bocznemi tak, aby ruch pociągów nie utrudniał przetaczania. W miarę wzrastania pracy przetokowej wzrasta ilość torów bocznych, potrzebnych do przetaczania i odstawiania wagonów. Na stacjach, na których przegrupowuje się i zestawia pociągi, potrzebna jest do tego celu znaczna ilość torów, które razem wzięte tworzą stację przetokową (rozrządową). Takie stacje zakłada się w połączeniu ze stacją towarowa miejscową lub też jako stacje oddzielne. Na stacji przetokowej rozdziela się pociągi nadeszłe grupę miejscową i przechodową (tranzytową), ewentualnie także i na zdawczą. Następnie grupę miejscową rozdziela się według miejsc ładunkowych ; grupę przechodową w połączeniu z wagonami, załadowanemi na stacji towarowej miejscowej i z wagonami, otrzymanemi z naprawni i z bocznic, zestawia się w pociągi według kierunków, a wagony porządkowuje się według

następstwa stacji; tylko pociągi dalekobieżne, które nie przewożą wagonów do stacyj pośrednich i biegną w niezmienionym składzie do następnej stacji przetokowej, nie wymagają uporządkowania według następstwa stacyj.

Na stacji przetokowej potrzebne są zatem następujące grupy torów :

Tory wjazdowe (przyjazdowe), o długościach, przystosowanych do najdłuższych kursujących pociągów towarowych i w liczbie zależnej od natężenia ruchu; korzystnie jest tak je ułożyć, aby pociągi z nich można spychać bezpośrednio na tory kierunkowe. Inaczej trzeba ułożyć :

Tory wyciągowe, z których dopiero spycha się pociąg (lub pół pociągu) na tory kierunkowe ; przy znacznej ilości pociągów do przetaczania trzeba często więcej torów wyciągowych, aby uniknąć dłuższych przerw w przegrupowaniu pociągów.

rozu-

Tory kierunkowe, korzystne o długości nieco większej od długości pociągów. Ilość ich zależy od liczby kierunków ; pod „kierunkiem“ mie się także grupę miejscową, wagony uszkodzone, próżne, przeznaczone do przeładunku, ewentualnie także rodzaje pociągów (dalekobieżne, lokalne) itp. Dla pociągów, które nie wymagają następnie porządkowania według stacyj, należy umożliwić wyjazd wprost z torów kierunkowych.

ri 7 a\

/ T io // /:    \

13 4b 15 46 /

Tory porządkowe, do uszeregowania wagonów danego kierunku według stacji (miejscowych według miejsc ładunkowych, jeżeli porządkowanie to nie odbywa się na miejscowej stacji towarowej); długość ich zależy od    ^ ^ l,,⁵ g j ^

£7

wymagań ruchu 80 — 200 m, a ilość od__/z2

i\

\ «5 7 n    ą 7 6 3 f i

\8    5    46\    / 46 45 4U /3 42 44

Fig. 341.

ilości stacyj; dobrze dodać jeden tor więcej do odrzucenia wagonów, które •—vl' y%- /ó zepchnięto fałszywie na dany kierunek. Dla zmniejszenia ilości torów można tory porządkowe założyć w dwóch grupach (fig. 341) o liczbie torów m i w, przez co można uporządkować wagony dla stacji m . w ; ilość torów wtedy mniejsza, ale układ stacji dłuższy i wymaga ewentualnie jeszcze jednego grzbietu.

Tory wyjazdowe, do ustawiania pociągów uporządkowanych według stacyj, przygotowanych do odjazdu, o długości według długości pociągów, w ilości zależnej od natężenia ruchu, przynajmniej jeden dla każdego kierunku.

Przy słabym ruchu można ilość grup zmniejszyć, tory kierunkowe mogą służyć zarazem jako porządkowe, ewentualnie także jako wyjazdowe.

dla

Oprócz torów dla tych grup głównych potrzebne są jeszcze tory objazdowe : parowozów, dla wagonów, których nie można staczać siłą ciężkości, do połączenia dwóch kierunków rozrządzania, tory przeładunkowe, tory dla wagonów, przeznaczonych dla naprawy najlepiej w pobliżu warsztatów pomocniczych parowozowni, tory do czyszczenia i odkażania wagonów, tory postojowe dla brankardów (korzystnie w pobliżu parowozowni), tory postojowe dla próżnych wagonów, ewentualnie tory zdawcze (na inne koleje).

Na małych stacjach przetokowych przetaczanie odbywa się parowozem przez odrzucanie wagonów, na większych używa się do przetaczania siły ciężkości :

a) Tor wyciągowy w spadku ku torom podziałowym, wagony wypchane na górę staczają się na tory podziałowe pod wpływem ciężkości. Zazwyczaj tor wyciągowy urządza się z grzbietem (fig. 342). Wznios grzbietu zależy od długości przebiegu wagonów i promieni łuków :

hm

1ÖÖÖ ^Wo    Wr) ?r]

(wo opór jednostkowy na prostej w kgjt,

Wr opór dodatkowy z powodu łuku o promieniu r w kgjt, l długość prostej w m,

Ir długość łuków o promieniu r w m).

145

18

Bryła, Podręcznik inżynierski. II.

Spadek toru ku torom podziałowym zw. z początku większy 20—40%o, według przepisów M. K. do 35%₀, następnie mniejszy 7—10°/oo ; zwrotnice

torów podziałowych w spadku łagodnym około 5°/₀₀, pierwsze zwrotnice w razie potrzeby także w spadku grzbietu; tory podziałowe w poziomie lub lepiej w małym spadku 1—2,5°/₀₀. Spadek odwrotny grzbietu (od strony, z której parowóz wagony popycha) zależy od różnicy wysokości między grzbietem a torami przyległemi, według przepisów M. K. niewiekszy niż 20%o- Między oba spadki przeciwne wstawia się krótką poziomą, wyokrąglenie załomów spadków przeciwnych promieniem przynajmniej 1000 m, spadków u podstawy grzbietu 2000 m. Często dwa

grzbiety obok siebie, letni i zi-łory wjazo^ mowy, wyższy o 0,4—0,8 w, aby utrzymać sprawność grzbietu także przy zwiększonych oporach (fig. 343 i 344). Dla wagonów, wymagających ostrożnego przetaczania, tor objazdowy omijający grzbiet.

b) Cała 3tacja przetokowa ułożona w spadku ciągłym; średni spadek 7—10%o, różny w poszczególnych częściach stacji zależnie od mających się pokonać oporów ; w miejscu, w którem następuje odprzęganie wagonów przed torami podziałowemi spadek mniejszy, albo nawet krótki, a łagodny (1%₀) spadek odwrotny dla ułatwienia odprzęgania; na zwrotnicach lub tuż przed niemi spadek znaczniejszy dla przyśpieszenia biegu wagonu odczepionego. Spadek ciągły korzystny do zastosowania, gdy grupy torów leżą kolejno za sobą zwłaszcza, gdy staczanie może się odbywać wprost z torów wjazdowych.

Regulowanie biegu wagonów staczających się zapomocą hamulców' torowych, zatrzymywanie zapomocą płozów hamujących.

Najkorzystniejszy układ stacji przetokowej, gdy poszczególne grupy torow następują po sobie w porządku, w jakim odbywa się rozrządzanie pociągów, a więc za torami wjazdowemi kierunkowe, następnie po-

toryjf/erun.

tory ^kie

run.

•€>

fory^ wjazd.

07..

Grzbiet

^    _ spadkowy ____

Zi^^^-Hsrmjlce torowe

Fig. 342.

Grzbiet

Hamulec torowy spadkowy

Fig. 343.

tory wjaza.

o-/.

sV...

tory kierun.

Fig. 344.

Æ t.mjjëïaôn&K    yfiorząb^    t.kierunkowe

^msżdswe--

Fig. 345.

rządkowe, za niemi wyjazdowe ; następstwo konieczne dla stacyj zakładanych w spadku ciągłym.

Na stacjach czołowych jeden kierunek rozrządzania (fig. 345), na stacjach przechodowych układa się tory albo w dwóch kierunkach rozrządzania (fig. 346), albo w jednym (fig. 347); w ostatnim wypadku albo dla każdego kierunku osobne grupy torową albo wspólna grupa dla obu kierun-

ków ; zależy to od wymagań ruchu, od warunków miejscowych, od układu torów przetokowych, wzgl. innych urządzeń stacyjnych i od warunków terenowych; te warunki zmuszą często do odstąpienia od wskazanego wyżej następstwa grup torów i do ułożenia grup poszczególnych obok siebie w różnych ugrupowaniach (np. fig. 34a).

Odnośnie do położenia stacji przetokowej względem torów głównych zasadniczych, najkorzystniej ze względów ruchu założyć stację między torami głównemi zasadniczemi (fig. 346); unika się wtedy krzyżowania tych torów, tak przy wjeździe i wyjeździe pociągów, jak i przy odstawianiu wagonów z torów przetokowych jednego kierunku na kierunek drugi, natomiast tory główne zasadnicze okrążają stację przetokową i mogą utrudnić

j^tôrmiajÿma

— t .wiâTaolÿë^f\

~t:/fiWvńkZ

— t.wmazaowe -V/

Fig. 346.

/y'    \ /

tjrÿjSTdi

Fig. 347.

- - V— t wgjqlOiwe-- -(plrząp^-

: -t.kierVhkoWê^-yy

Fig. 348.

t'.Hierunkowe

^tmzaoWêk.

T tkwiäzdöife

kieruhköWS-(t *Vjäzao*t/

Fig. 349.

jej rozwój w przyszłości. Przy ułożeniu stacji przetokowej po obu stronach

ądzania przy odnośnym torze głównym zasadniczym, następuje przecięcie torów głównych zasadniczych przy przesuwaniu wagonów z jednego kierunku rozrządzania drugi. Przy ułożeniu stacji przetokowej nazewnątrz torów głównych zasadniczych, obok jednego z nich (fig. 349) następuje krzyżowanie jednego toru głównego przy wyjeździe pociągu na tor drugi.

Na stacjach przetokowych, na których nie składa się pociągów według następstwa stacji, grupa torów porządkowych odpada, a odjazd pociągów może nastąpić z torów kierunkowych wprost; wtedy odpadają także tory wyjazdowe.

Na stacjach przetokowych, założonych w spadku ciągłym, odbywa się rozrządzanie szybciej, aniżeli przy zastosowaniu torów z grzbietem; na tych

torów głównych zasadniczych, dla każdego kierunku rozrz

na

ostatnich szybciej, aniżeli na poziomych torach wyciągowych. Ilość wagonów przerządzonych na dobę zależy także od pauz przy podsuwaniu pociągów do rozrządzania. Najwięcej uszkodzeń wagonów podczas przetaczania bywa przy zastosowaniu poziomych torów wyciągowych.

2. Tory postojowe dla pociągów osobowych. Na stacjach, na których pociągi osobowe nie doznają zmian w swym składzie oprócz odczepienia lub doczepienia do pociągu poszczególnych wagonów (kursowych, uszkodzonych, zapasowych), wystarcza jeden lub więcej torów w pobliżu torów peronowych do ustawienia zapasowych wagonów osobowych. Na stacjach, na których pociągi rozpoczynają, względnie kończą swój bieg, potrzebne są tory do postoju składów pociągów osobowych, do ich przegrupowania, oczyszczenia i przygotowania do drogi. Tory takie tworzą wtedy osobną część stacji, niejako osobną stację postojową (fig. 350); przyczem ważne jest dogodne połączenie jej z torami peronowemi, z parowozownią dla pociągów osobowych i z innemi częściami stacj , i to takie, aby wyciąganie i podawanie składów na tory peronowe, oraz przegrupowanie składów nie przeszkadzało wjazdom i wyjazdom pociągów, przetaczaniu i innym czynnościom na stacji.

Na stacji postojowej potrzebne są tory przyjazdowe, na które wstawia się zabrane z torów peronowych pociągi, po opuszczeniu ich przez podróżnych, tory do oczyszczania składów pociągów, tory porządkowe dla przegrupowania składów, tory wyjazdowe do ustawiania składów przygotowanych^ do drogi, oczekujących na podstawienie na tory peronowe, nadto tory dla- po-

/t. wy ciągowy

-Stacja postcyowa-f

Z.

Wstacßt

'postojowa

Fig. 350.

Fig. 351.

stoju wagonów zapasowych, sypialnych, restauracyjnych itp., które dostawia się do pociągów przejeżdżających przez stację, następnie tory wyciągowe i objazdowe. Na stacjach o mniejszej ilości pociągów, oraz gdy brak miejsca, łączy się odpowiednio ze sobą wykazane wyżej grupy torów. Ilość torów postojowych (przyjazdowych i odjazdowych) zależy od ilości pociągów, mających równocześnie znaleźć pomieszczenie, z pewnym zapasem dla ewentualnego zwiększenia liczby pociągów. Długość torów zależy od składu pociągów; korzystnie, gdy każdy skład umieszcza się na osobnym torze; umieszczenie więcej niż dwóch składów na jednym torze może przedstawiać niedogodności przy ich wyciąganiu. Tor wyciągowy połączony ze wszyst-kiemi grupami torów, najczęściej poziomy; przetacza się tu zazwyczaj większe grupy wagonów i wagonów droższych, które trzeba chronić przed silnemi uderzeniami. Tory objazdowe w dostatecznej ilości, aby unikać zastoju w pracy, dobrze połączyć poszczególne grupy torów rozjazdami ze sobą tak, aby umożliwić pracę także podczas możliwych przeszkód spowodowanych wypadkami (wykolejenie wagonów).

W stacjach węzłowych u zbiegu kilku linij albo wspólna stacja postojowa (fig. 351), albo w braku odpowiedniego miejsca osobne tory postojowe dla poszczególnych linij, położone w pobliżu odnośnych torów peronowych, zwłaszcza przy ruchu według linij, a nie według kierunków.

Do oczyszczenia wagonów, napełniania wodą, gazem itp., potrzebne do tego celu urządzenia jak hydranty, gazociągi, ewentualnie także rurociągi dla pary, jeżeli podgrzewanie wagonów odbywa się ze stałych kotłowni, umieszcza się między odnośnemi torami, w odpowiednich odstępach i ugrupowaniach. Dla wagonów droższych (salonki) buduje się wozownie (remizy). Czasem także oczyszczanie nie na wolnem powietrzu, lecz w wozowniach;

wtedy muszą być odpowiednio długie, aby unikać dzielenia składów, z dostępem z obu stron, co ułatwia przetaczanie. Z innych urządzeń potrzebne na stacji postojowej składy na narzędzia, materjały, pomieszczenia dla urzędników i robotników, urządzenia, potrzebne do dokonania małych naprawek.

3. Parowozownie obejmują obok właściwych parowozowni, tj. budynków na pomieszczenie parowozów, także składy opałowe z urządzeniami do ładowania węgla, żórawie wodne, popielniki, obrotnice, pomieszczenia dla administracji, pokoje noclegowe i odpoczynkowe dla drużyn parowozowych, składy materjałów, a przy parowozowniach większych także naprawnie pomocnicze.

Rozmieszczenie parowozowni wzdłuż linji zależy od danych warunków pracy; urządza się je w odstępach 100—150 km. Względem innych części stacji należy je tak umieścić i tak z niemi połączyć, aby ruch parowozów od i do pociągów i do innych części stacji odbywał się, nie przeszkadzając ruchowi pociągów i innym czynnościom i aby parowozy, dążące do parowozowni i z niej wyjeżdżające, nie przeszkadzały sobie wzajemnie, aby czyszczenie parowozów z żużlu, zaopatrywanie ich w węgiel i wodę odbywało się bez przetrzymania parowozów i aby parowozownie nie utrudniały rozwoju stacji w przyszłości.

Ilość stanowisk w parowozowni zależy od obrotu parowozów; wszystkie poza służbą będące winny znaleźć pomieszczenie w parowozowni, gdy ruch zatem odbywa się tylko w dzień, potrzebne są stanowiska dla wszystkich parowozów, zaś przy ruchu ciągłym dla tej ilości parowozów, jaka pozostaje po odliczeniu parowozów będących w służbie, średnio dla 60—80% parowozów, do danej parowozowni przydzielonych.

Długość stanowiska równa długości parowozu wraz z tendrem powiększonej o '2 — 4 m, według przepisów M. K. Z., na linjach pierwszorzędnych najmniej 25 m, na drugorzędnych 22 m. Szerokość stanowiska musi dozwalać na swobc "ne wykonywanie pracy około parowozu; odstęp torów sąsiednich stanowisk od osi do osi 5—6 m, odstęp od osi stanowiska do ściany parowozowni 8,5 m.

za

Parowozownie prostokątne z równoległemi stanowiskami, z wjazdem pomocą zwrotnic, rzadziej obrotnic, z jednej lub z obydwóch stron (fig. 852).

Ilość torów nie większa niż 3—4, zwłaszcza    r,------—.—.—

przy zastosowaniu zwrotnic, aby uniknąć

długich dróg zwrotniczych, wymagających    ■*---4--------c::!l c:::^

wiele miejsca. Na jednym torze, przy wjeździe    Fig g52

Fig. 353.

Fig. 354.

z jednej strony dwa stanowiska za sobą, przy wjeździe z obu stron trzy do czterech ; nadają się więc dla małych parowozowni. Dla większych parowozowni stosuje się przesuwnice, ilość stanowisk na jednym torze między dwoma przesuwni-cami 2—4, między przesu-wnicą a ścianą czołową 1 — 2; wjazd i wyjazd parowozów przez przesuwnice czasem także od strony ściany szczytowej zapomocą zwrotnic (fig. 353 i 354). Przy 2 lub 3 torach wystarczy oświetlenie zapomocą okien ściany bocznej, przy większej ilości torów także światło górne. Mała ilość wrót; łatwe do ogrzania.

Parowozownie koliste (promieniste— fig. 355) w rzucie poziomym kształtu koła, wieloboku lub czworoboku; tory założone promienisto zbiegają się na obrotnicy umieszczonej w środku budynku ; łatwy przegląd parowozowni, łatwe do ogrzania, konieczne oświetlenie górne.

Parowozownie pierścieniowe, jako pierścień zamknięty (fig. 356), lub jako wycinek pierścienia (fig. 357 i 358) z obrotnicą zewnątrz budynku. Z powodu wielkiej ilości wrót trudniejsze do ogrzania.

Kanały rewizyjne między szynami pod każdem stanowiskiem z kamienia, cegły, betonu; pod szynami ciosy, beton, także podkłady podłużne drewniane ; długość kanału nieco większa od długości parowozu wraz z tendrem, aby można łatwo zejść do kanału; szerokość kanału 1,1 —1,2 m, głębokość 0,7—-1,0 m ; dno założone w spadku, dobrze odwodnione; czasem kanały połączone ze sobą dozwalają na przejście z jednego do drugiego pod podłogą parowozowni.

Parowozownie wykonuje się z cegły, kamienia, betonu; mniejsze na kolejach podrzędnych lub przy mniej wytrzymałym gruncie jako mur pruski ; parowozownie czasowe także z drzewa. Konstrukcja dachowa z żelaza lub drzewa; słupów, podpierających więzary, lepiej unikać jako niedogodnych przy pracy około parowozów ; nad kominem parowozu części drewniane dachu co-najmniej w wysokości 5,8 m nad górną krawędzią szyny. Pokrycie dachu papą,

Fig. 356.

Fig. 357.

Fig. 355.

Fig. 358.

; na

cementem drzewnym (warstwowcem), dachówką, także blachą i łupkiem; te ostatnie działają gazy dymowe niszcząco. Ważne dobre oświetlenie, okna zatem duże, gęsto rozmieszczone, przy parowozowniach kolistych i prostokątnych o więcej niż dwóch torach równoległych także oświetlenie górne, które bywa zresztą urządzane zazwyczaj także i w parowozowniach pierścieniowych. Wrota zastosowane do przyjętej skrajni, o wy sok. 4,80 m, a o szerok. w prześwicie przynajmniej 3,80 w, z drzewa z mocnem okuciem, lub jako szkielet żelazny, wypełniony brusami. Wrota w parowozowniach pierścieniowych w górnej części oszklone; w poszczególnych wrotach drzwiczki do przejścia. Podłoga z klinkierów, betonu, także z brusów, wytrzymała na uderzenia ciężkich przedmiotów, w wysokości górnej krawędzi szyny, ze spadem do kanałów odwadniających. Nad każdem stanowiskiem nad kominem parowozu umieszczony w dachu wyciąg rurowy, około 50 cm średnicy, z rur kamionkowych lub żelaznych do odprowadzania dymu parowozu; wyciąg rurowy zakończony u dołu lejem, pod który podchodzi komin parowozu; leje ruchome można przez stosowne ich obniżenie dostosować do wysokości kominu parowozu, osiągając zawsze szczelne połączenie z kominem; w większych parowozowniach stosuje się centralne odprowadzenie dymu, poszczególne wyciągi uchodzą do kanału dymowego, mającego ujście do wysokiego komina murowanego. Ogrzewanie zapomocą pieców żelaznych, lub centralne zapomocą pary, ogrzanej wody lub gorącego powietrza. Między stanowiskami hydranty.

Obok parowozowni czasem bezpośrednio z nią połączony budynek administracyjny, magazyny dla materjałów itp.

Zaopatrywanie parowozów w węgiel odbywa się na osobnych torach, zapasy węgla składa się w figurach wzdłuż torów, przeznaczonych dla dowozu węgla. W małych parowozowniach naładunek węgla do tendrów zapomocą koszów o pojemności około 50 kg, napełnianych ręcznie i ustawia-

nych na pomostach (często przenośnych) na wysokości tendra. W większych parowozowniach ładowanie węgla sposobem mechanicznym; dowóz węgla do miejsc ładunkowych wózkami o pojemności 500—1000 kg, wózki wyładowuje się do tendra zapomocą żórawia, lub też wjeżdżają na pomost, umieszczony wyżej od tendra i zsypują ładunek zapomocą rynien, albo węgiel dowozi się lub wyciąga zapomocą paternostrów do wysoko położonych zbiorników, z których po otwarciu klapy zsypuje się węgiel do niżej podstawionego tendra.

4. Stacje wodne o takiej wydajności i tak rozmieszczone wzdłuż linji, aby mogły zasilić parowozy pełnej ilości pociągów, przewidzianych dla danej linji. W stacjach początkowych biegu parowozu napełnia się tender całkowicie, w stacjach pośrednich tylko dopełnia. Stacje wodne rozmieszcza się wzdłuż linji w ilości większej, niż na to pozwala rozchód wody, aby zapewnić parowozom potrzebny zapas wody także w razie znaczniejszych przeszkód w ruchu. Według przepisów M. K. określać należy odległość stacyj wodnych według zapotrzebowania pociągu towarowego pełnołado-wnego, prowadzonego parowozem typu G. 8. 1., o pojemności tendra 16,5 to³, przyjmując na 1 KM. 8 kg wody z uzupełnieniem 30o,o na straty nieprzewidziane i 0,35 to³ na każdy postój, na pracę dodatkową przy ruszaniu ze stacji; uzupełnienie wody ma nastąpić po wyczerpaniu 80°/o pojemności tendra; odpowiada to odległościom stacyj wodnych 30—50 km, która to odległość zmniejsza się dla tendrzaków.

Wydajność stacji wodnej winna pokryć zapotrzebowanie parowozów pociągowych według maksymalnego rozkładu jazdy, zapotrzebowanie parowozów przetokowych, rezerwowych, zapotrzebowanie parowozowni (mycie kotłów itp.), warsztatów i zapotrzebowanie stacji na wodę użytkową ewentualnie także wodę do picia.

Woda, dobra do kotłów, nie powinna w jednym litrze zawierać więcej niż 150 mg ciał, tworzących kamień kotłowy; przy zawartości od 250 do 350 mg jest pożądane, ponad 350 mg konieczne chemiczne oczyszczanie wody ; woda do picia i do celów gospodarczych musi odpowiadać wymogom sanitarnym.

Zależnie od warunków miejscowych pobiera się wodę z rzek, jezior, stawów, potoków, źródeł lub wodę gruntową ze studni. Zbiorniki w terenie murowane lub z betonu rzadko możliwe, najczęściej umieszczone w wieży, lub żelbetowe. Zbiornik o takiej pojemności, aby pokrył zupełne zapotrzebowanie na czas, przez który pompy nie pracują, względnie, aby zawierał taki zapas, który wystarcza na pokrycie zapotrzebowania równoczesnego wtedy, gdy jest ono większe niż stały dopływ do zbiornika. Według przepisów M. K. pojemność zbiornika winna wystarczyć przy największym ruchu przynajmniej na 8 lub 16 godzin, zależnie od rodzaju stacji i nasilenia ruchu, w każdym razie nie może być mniejsza niż ¹/a największego zapotrzebowania dziennego ; przy zastosowaniu pomp elektrycznych samoczynnych (działających przez całą dobę) pojemność zbiornika winna odpowiadać przynajmniej czterogodzinnemu zapotrzebowaniu największemu. Zbiorniki o pojemnościach mniej więcej od 18 do 500 to³, korzystniejsze dwa zbiorniki mniejsze. Zbiornik umieszczony tak wysoko, aby zawsze było dostateczne ciśnienie w wodociągu ; zależnie więc od położenia wieży wodnej względem sieci wodociągowej dno zbiornika umieszcza się conajmniej 7 m nad szyną; według przepisów M. K. minimum 10 to nad górną krawędzią szyny. Ze względu na użycie ody z wodociągów do gaszenia pożarów trzeba na stacjach rozległych, wyższemi budynkami, umieścić zbiornik odpowiednio wyżej.

tak

Kury wodociągowe o średnicy 150—250 toto, wkopane na 1,30—1,50 m; przekroczenia torów prostopadłe i w jak najmniejszej ilości ; hydranty odpowiednio rozmieszczone. Zórawie dla pociągów osobowych tak umieszczone, aby nie trzeba odczepiać parowozów od pociągów, dla pociągów towarowych aby parowozy dochodziły bez kilkakrotnych zajazdów. Wydajność żórawi

zasadniczo na kolejach pierwszorzędnych 2 m³, na drugorzędnych 1 ms na minutę, dla pociągów pośpiesznych conajmniej 5 ma na minutę, dla towarowych dalekobieżnych 3 ma na minutę. Wyciek żórawi 3 m nad górną krawędzią szyny, dla pociągów pośpiesznych 3,40 m. Na stacjach, na których są parowozownie, oprócz żórawi przy torach głównych, także w obrębie parowozowni; w stacjach przetokowych wskazane także w pobliżu torów wyciągowych. Obok żórawi wodnych umieszcza się zazwyczaj popielniki.

Pompy i kotły winny być w podwójnej ilości, ustawione w wieży wodnej, lub w osobnym budynku. Według przepisów M. K. wydajność pomp winna pokryć 24-godzinne zapotrzebowanie w ciągu 16 godzin pompowania; przy ruchu do 12 par pociągów na dobę w ciągu 8 godzin pompowania; nie dotyczy to pomp elektrycznych z samoczynnem załączaniem się przy pracy przez całą dobę.

Stacje kolei podrzędnych. Ilość torów ograniczona do koniecznej potrzeby. Odstęp torów na kolejach normalnotorowych, na które przechodzi tabor kolei głównych, najmniej 4,0 m ; na kolejach, na które nie przechodzi tabor kolei głównych i na wąskotorowych odstęp równy największej szero-

\x \2

-7^

ttW'

^ Wg. Pr. -i-1

Przehrôj Y

—/-65

----600-

j<*r-yoo

-J

PrzekrójZ

Fig. 359.

kości taboru lub ładunku, powiększonej o 600 mm ; między torami, prze-znaczonemi do wsiadania i wysiadania podróżnych, odstęp większy od skrajni wagonu conajmniej o 1350 mm. — Dworce osobowe małe, perony w wysokości szyn, dostępne przez tory, wogóle urządzenia stacyjne jak najprostsze, dostosowane jednak do potrzeb ruchu i warunków miejscowych.

Na stacjach wspólnych dla kolei normalnotorowych i wąskotorowych potrzebne urządzenia dla przejścia transportów z jednej kolei na drugą i od tego, w jaki sposób ma nastąpić to przejście, zależy układ torów wąskich względem normalnych. Dojście do urządzeń wspólnych: dworca, magazynów i placów ładunkowych najprostsze, gdy dworzec osobowy i stacja towarowa kolei głównej położone z tej samej strony i to z tej, z której wchodzi kolej wąskotorowa (fig. 359), jeżeli dworzec i stacja towarowa położone naprzeciw siebie, wskazany rozdział ruchu osobowego od towarowego.

Dojście toru wąskiego do magazynu towarowego albo od ściany czołowej, albo wzdłuż ściany bocznej, od strony toru normalnego (trzy szyny), lub od strony przeciwnej, jeżeli to możliwe ze względu na dostęp wozów. Przejście towarów z jednej kolei na drugą albo zapomocą “przeładowania, albo ). wagony jednej kolei przewozi się na kolej drugą.

Przeładowanie albo przy pomocy przeładowni ’ krytej lub otwartej, albo wprost z wagonu jednego do drugiego, w tym wypadku tory, normalny i wąski, ułożone możliwie blisko obok siebie (między wagonami odstęp około 60 cm) tak, aby podłogi ich znajdowały się w równej wysokości, jeżeli nie idzie o towary takie jak węgiel, zboże, ruda. Miejsca przeładunkowe przykryte częściowo dachem.

Dla przejść wagonów z jednej kolei na drugą potrzebne osobne urządzenia. Wagon normalnotorowy wjeżdża po torze normalnym, ułożonym na przeładowni czołowej, na podstawioną pod przeładownię wąskotorową platformę, na której ułożony tor normalny, albo też na torze wąskim, ułożonym na pewnej długości wewnątrz normalnego i ze spadkiem względem niego, podsuwa się pod każdą oś wagonu normalnego wąskotorowy    rf

mały wózek dwu- lub trzyosiowy,    '

tak urządzony, że chwyta i oś _ w__T®?__c ,_

i rąbki kół wagonu normalnego "    jjr    |J3r ~

(fig/360).    ~n    ^

p»---7J3---H

----1UZ6 ------

Fig. 360.

Przewożenie wagonów normalnych koleją wąskotorową o prześwicie mniejszym, niż 1 m, mniej *** odpowiednie, przy mniejszym prze- [ świcie konieczne specjalne środki ostrożności. Skrajnia kolei wąskiej musi być dostosowana do skrajni wagonów normalnych.

Wagony wąskotorowe przewozi się na koleje normalnotorowe na platformach z ułożonym torem wąskim, na który wsuwa się przez przeładownię wagony wąskotorowe.

Forma projektów. Projekty, złożone w formacie 33/21 cm, zatwierdza M. K. Z. Projekt przedwstępny obejmuje : a) szkic sytuacyjny w małej po-działce (1 — 5000), b) szkic orjentacyjny w podziałce skażonej, dla objaśnienia ugrupowania poszczególnych części stacji i jej pracy, c) uzasadnienie układu stacji.

Projekt szczegółowy obejmuje: a) sytuację w podziałce 1:2000 [dla większych stacyj z dołączeniem szkiców wymienionych poprzednio pod a) i 6)], b) przekrój podłużny a także przekroje poprzeczne i plany war-stwicowe, jeżeli teren tego wymaga, c) w miarę potrzeby przekroje przejść górą lub dołem przy skrzyżowaniu innych kolei, dróg zwyczajnych, dojść do peronów itp., przekroje grzbietów przetokowych, przekroje podłużne poszczególnych torów itp., d) uzasadnienie projektu, e) kosztorys wraz z po-trzebnemi wykazami, /) program wykonania robót.

Na planach podać: Kierunek połudmka. Oś linji kolejowej, oznaczona cienką linją przerywaną, kilometry oznaczone podAvôjnemi, staje pojedyn-czemi kółkami. Tory wykreślone jedną linją, tory główne linjami grubszemi. Wszelkie budynki i inne urządzenia, jak żórawie wodne, wagi wagonowe ze wskazaniem nośności w tonnach i długości pomostu, skrajniki, mosty i wiadukty, przejazdy, kozły oporowe, obrotnice ze wskazaniem średnicy, suwnice ze wskazaniem długości, sygnały stałe, zapory, hamulce torowe, wykolejnice itd., oznaczone skrótami. Dojazdy do stacji i drogi kołowe istniejące i projektowane, z podaniem rodzaju drogi (wojewódzkie, gminne itp.), miejscowości, do których prowadzą. Granice własności kolejowej, względnie projektowanego wywłaszczenia. Najbliższe otoczenie, zwłaszcza przyległe zabudowania. Skarpy torowiska, potoki (z nazwą) i rowy ze wskazaniem kierunku spadku.

Łuki oznacza się przez wskazanie promienia na obu końcach łuku kolistego; w projektach szczegółowych oznacza się oba końce krzywej przejściowej. Załomy pochyleń oznacza się wskaźnikami, których linje pionowe doprowadza się do osi torowiska, względnie do dotyczącego toru, oznaczając kółeczkiem punkt przecięcia z osią, względnie odnośnemi torami; na ramionach wskaźnika wypisuje się wielkość pochylenia i jego długość; przy wskaźniku podaje się rzędna górnej krawędzi szyny nad poziomem morza.

Tory numeruje się cyframi arabskiemi, umieszczonemi w linji toru, w jednym szeregu prostopadłym lub ukośnym do torów; na planach dłuższych w kilku miejscach. Tor główny zasadniczy prawy (w kierunku od początkowego punktu linji) oznacza się cyfra 1, lewy cyfrą 2, pozostałe tory stacyjne po stronie prawej torów głównych zasadniczych cyframi nie-parzystemi 3, 5 itd., po stronie lewej parzystemi 4, 6 itd. Na linji jednotorowej, na której przewiduje się w przyszłości tor drugi, numeruje się tor główny zasadniczy cyfrą 1 lub 2, zależnie od tego, z której strony przewiduje się tor drugi ; jeżeli nie przewiduje się toru drugiego, tor główny zasadniczy oznacza się cyframi 1 i 2. Uboczne grupy torów numeruje się kolejno, poczynając od toru leżącego najbliżej toru głównego zasadniczego z dodaniem skrótu danej grupy np. U, 2t itd. Odstępy torów wypisuje się w jednym szeregu, długości użytkowe mniej więcej w środku torów nad osią. Przy torach i bocznicach prywatnych oznacza się granicę miedzy bocznicą, a torami stacyjnemi.

Wierzchołek rozjazdu (punkt przecięcia osi obu torów) oznacza się pionową kreską ; cały trójkąt, oznaczający rozjazd, należy zamalować, stosunek skrzyżowania wypisać między osiami zbiegających się torów, styk szyny przed iglicą oznaczyć kreską poprzeczną, zwrotnik małem kółkiem z kreską pionową. Ukresy (gdzie odstęp osi torów dosięga 3,5 m) oznacza się kreską łączącą oba tory. Rozjazdy numeruje się przy zwrotniku, kolejno w kierunku od punktu początkowego linji z uwzględnieniem numerów dla rozjazdów, przewidywanych w przyszłości; rozjazdy podwójne numeruje się jak dwa pojedyncze, angielskie jednym numerem przy punkcie skrzyżowania, poszczególne zwrotnice oznacza się literami.

Budynki, ważniejsze urządzenia, załomy przekrojów, początki łuków itp. należy związać z podziałem kilometrycznym. Na planie umieszcza się wykaz torów z podaniem ich długości całkowitej i użytkowej i przeznaczenia, wykaz rozjazdów z podaniem typów, wykaz budynków z oznaczeniem skrótów.

Urządzenia istniejące oznacza się kolorem czarnym, warstwice bron-zowym, granice własności kolejowej linją przerywaną (kreska i dwie kropki), urządzenia, mające być zniesione, przekreśla się czerwono krzyżykami, urządzenia projektowane kolorem czerwonym, przewidywane w przyszłości linją punktowaną czerwoną, rury gazowe kolorem liljowym, wodociągowe niebieskim, kanalizacyjne ciemnobronzowym.

Koleje nadrożne i tramwaje.

I. Ogólne.

Oznaki charakterystyczne budowy. Tory budowane są w powierzchni jezdnej szlaku drogowego, służącej dla ogólnego ruchu lub na wydzielonym pasie, jednak tak, aby nie przeszkadzały ruchowi kołowemu. Tory przeważnie z szyn rowrkowych. Przystanki gęste, zazwyczaj bez specjalnych urządzeń na ulicy.

Na dostatecznie szerokich ulicach, zwłaszcza na linjach wybiegających, szyny układa sie na torowisku własnem w celu osiągnięcia większych szybkości. Poza miastem (koleje zamiejskie) prowadzenie linji często niezależne od szlaków drogowych lub z boku tychże. Wtedy szyny przeważnie typu kolejowego.

Rodzaj ruchu. Przeważa ruch osobowy ; w ruchu miejskim małe jednostki pociągowe, złożone z wagonu motorowego (elektr.), najwyżej z dwoma przyczepnymi. Przeważnie ruch regularny ze stałym rozkładem jazdy. Obok tego czasem ruch towarowy nocą, we dnie zaś tylko przy małej gęstości pociągów osobowych z zachowaniem warunku, aby ruch towarowy nie przeszkadzał ruchowi osobowemu. Stąd wynika: urządzenie wagonów towarowych, jak tramwajowe, szybkość jazdy, jak dla ruchu osobowego, oddzielne tory dla ładowania, wzgl. wyładowania.

Bezpośrednie przechodzenie wagonów kolejowych na tory tramwajowe nawet przy jednakowej szerokości toru, ze względu na luki i szerokość rowka, możliwe tylko pośrednio na wózkach ruchomych z pomostem.

Napęd. Do napędu tramwajów i kolei dojazdowych nadaje się najlepiej prąd stały, przyczem napięcie bywa stosowane dla tramwajów miejskich normalnie 500—600 woltów, dla kolejek dojazdowych 1000—1500 woltów. Pozatem jeszcze trakcja konna w małych miastach przy niewielkim ruchu. Kolejki parowe tylko w komunikacji podmiejskiej, gdzie chodzi o ruch towarowy przy jednoczesnem opanowaniu silnego ruchu osobowego.

II. Prowadzenie linji, układ torów.

Prowadzenie linji. Dla przeprowadzenia linji wybiera się ulice odpowiednio do ruchu, ilości mieszkańców, szerokości ulicy, wzniesień itp. Przy-tem doprowadza się je bezpośrednio do węzłów komunikacyjnych. Siecie miejskie zazwyczaj radjalnie ze środka miasta, z jedną lub dwiema linjami okólnemi.

Na przedmieściach i w słabo zaludnionych dzielnicach nie należy ze względów gospodarczych budować linij, biegnących równolegle do już istniejących bliżej niż w odległości około 800 m. Odległość tę można zmniejszyć w większych miastach do 500 w, a w miastach wielkich nawet do 300 m.

Ilość torów. Tory podwójne stosuje się przy gęstości pociągów : dla tramwajów co 8 minut lub poniżej tej cyfry, — dla kolejek poczynając od ruchu 20 — 15-minutowego.

Położenie torów. 1. Tory w jezdni ulicznej. Położenie torów przy chodnikach ułatwia dostęp do wagonów, zwiększa jednak niebezpieczeństwo dla przechodniów ; wymaga przytem ostrożniejszej jazdy i mniejszej prędkości. Naogół nie zaleca się.

Położenie torów w pośrodku ulicy (fig. 361) ma większe zalety; zwłaszcza dla ruchu i utrzymania torów jest korzystniejsze od poprzedniego.

Tory z obu stron pomiędzy jezdnią środkową i boczną (fig. 362) przedstawiają dyspozycję wzorową ze względu i

dobre stopniowanie szybkości ruchu. j"*4 O Ważne dla głównych arteryj komuni- — kacyjnych.

2. Torowisko własne. Bardzo zalecane ze względu na tańszą budowę, większą prędkość jazdy, bardziej ułatwione i mniejsze koszta utrzymania, zwiększone bezpieczeństwo ruchu, spokojną iazdę (fig. 363).

Przy kolejach zamiejskich torowisko własne, ewent. bezpośrednio przy szlaku drogowym.

r z* -T v

na

25,0

Fig. 361.

—    CT—p—n    rrs—0-p ;

—6,0    —12,50—-1*17.5-4 5—6.5 -

— -------40.0

Fig. 362.

wagonu,

Obrysie. Szerokość pudła wagonu dla komunikacji w śródmieściu wynosi 2,0 —2,2 m, niezależnie od szerokości toru. Większa szerokość pudła

zwłaszcza przy

²'⁵'

rfiJ Cr

i    ¹ ; i ;    ¹

r~S.O — 2,0-5,0-?,o — 8.0

- 25.0 -

Fig. 363.

siedzeniach poprzecznych, jest stosowana dla kolei zamiejskich (2,3 — 2,6 ni). Wymagane odstępy : od wagonów tramwajowych i pojazdów ulicznych 40—50 cm, od krawędzi chodnika co-najmniej 30 cm, od przedmiotów stałych, jak słupy, drzewa, filary mostowe na szlaku około 75 cm, na stacjach 40—50 cm.

Odległość torów jest uwarunkowana szerokością pudła wagonu i wymaganym odstępem pomiędzy wagonami ; odległość osi torów wynosi zatem

2,5 —2,6 m.

Na ostrych lukach powiększenie odległości torów dla umożliwienia mijania się wagonów. Określenie drogą graficzną.

Mijanki przy linji jednotorowej. Odległość s dwu sąsiednich mijanek jest zależną od średniej prędkości jazdy v w km na godz. oraz od-gęstości ruchu czyli od czasu (t w min.), w jakim następują po sobie wagony jednego kierunku.

w km.

120

Pętlice i zakończenia linji. Zakończenia linji tramwajowej powinny być, gdzie tylko możliwe, stale w formie pętlicy (fig. 364). Jeżeli urządzenie

Układ

pętlicy ze względów lokalnych jest niemożliwe, wówczas (przy linjach dwutorowych), stosuje się zjazdy mię-dzytorowe.

-V

zwykle bywa tak przeprowadzony, ażeby wagony motorowe mogły objeżdżać pozostawiony wagon doczeppy. Przy ruchu silniejszym dodawane są również tory zapasowe.

Fig. 364.

Szerokość toru normalna (1435 mm) zaleca się dla kolejek dojazdowych i tramwai wielkomiejskich. — Szerokość jednometrowa może być z korzyścią stosowana w małych miastach; bywa nawet wskazana przy ciasnych ulicach lub gdzie dochodzą kolejki 1-metrowej szerokości.

Mniejsze szerokości toru (np. 750 lub 600 mm) są wykluczone przy trakcji elektrycznej, gdyż przestrzeń pomiędzy kołami nie wystarcza na pomieszczenie silników o odpowiedniej mocy.

Pochylenia podłużne. Wzniesienia, wzgl. spadki podłużne osi toru nie powinny przekraczać granic następujących :

a)    Dla trakcji konnej: dłuższe 1:40 (bez doprzęgu) do 1:30 (z do-przęgiem); krótkie z rozbiegiem 1:20 (bez doprzęgu) do 1:15 (z doprzę-giem).

b)    Dla trakcji parowej (koleje zamiejskie) 1 : 12,5 do 1 : 20.

c)    Dla trakcji elektrycznej : wagon motorowy z dwoma przyczepnemi 1 : 20, z jednym przyczepnym 1 : 14 przy zwykłym hamulcu (z klockami), zaś

"*    <J>.

VP

'MO ”/

1:10 przy hamowaniu wszystkich wagonów elektromagnetycznym hamulcem szynowym ; wagon motorowy bez doczepnych 1 : 9.

Łuki. 1. Promienie łuków. Łuki na szlaku stosuje sie: przy normalnej szerokości toru o promieniu 18, a nawet 16 m, nie mniej jednak niż 15 m ; przy torze metrowym zaś można zejść do 14 m, mierzonych do szyny wewnętrznej. Ostrzejsze łuki nie niżej 12 m promienia, jeżeli wszystkie wagony posiadają osie zwrotne lub wózki obrotowe. Najmniejszy dopuszczalny promień łuku zależy od prędkości jazdy, rozstępu osi i ich zwrotności na lukach, oraz szerokości toru. Dla wagonów z osiami stałemi minimalny promień łuku wynosi 8—10-krotny rozstęp osi, dla wagonów z osiami zwro-tnemi 4—5-krotny ; na wózkach wagony przechodzą po lukach o promieniu 10 m.

Przed ostrzejszemi lukami należy stosować łuki wjazdowe o promieniu 50 m.

Pomiędzy lukami odwrotnemi należy dać wstawkę prostą o długości co-najmniej największego rozstępu osi kół wagonów kursujących, przy dłuższych zaś pociągach 10—20 m i więcej.

na łuku

2. Przechylenie toru na lukach. Położenie toru w poprzecznym przekroju stosuje się do poprzecznej pochyłości profilu ulicy. Podniesienie szyny zewnętrznej na lukach tramwajów miejskich daje się rzadko osiągnąć w granicach wymaganych i bywa stosowane najwyżej 30—40 mm w celu umknięcia deformacji profilu ulicy. Wadliwe przechylenie jest szkodliwe dla toru i wagonów, nie należy więc dopuszczać, aby szyna zewnętrzna leżała niżej niż wewnętrzna, wówczas należy obydwa toki ułożyć w poziomie.

3. Poszerzenie toru na lukach. Poszerzenie toru na lukach tramwajów miejskich przez zastosowanie szyn z rowkiem poszerzonym o 3—5 mm. Na ostrych lukach bywa nawet stosowane zwężenie szerokości toru:

2    mm przy 1,0-metrowej szer. toru

3    mm „ normalnej „    „

III. Ustrój toru.

Dane ogólne. Na torowisku własnem i wyjątkowo na ulicach podrzędnych, słabo brukowanych i na nasypach ulicznych, stosowane są zwykłe szyny typu kolejowego o wadze około 30 kg na 1 m b., na poprzecznych podkładach drewnianych lub żelaznych. Tory odpowiadają w tych wypadkach torom kolejek zamiejskich.

Dla torów, ułożonych w bruku, stosowane są szyny rowkowe, których wzajemne położenie zabezpieczone jest ścięgnami torowemi. Ścięgna torowe (płaskownik, szerzą w pion) w odstępach co 2 »w są nieodzowne.

Przy położeniu torów*w ulicach konieczna jest duża odporność toru w celu zmniejszenia napraw i związanego z tern wyłamywania bruku ulicznego. Z tych względów dla tramwajów stosowane są przeważnie szyny stalowe (rowkowe) o wadze 40—55 kg na 1 mb., przyczem stal szynowa powinna być wysokiego gatunku i posiadać wytrzymałość na rozrywanie 70—80 kg na milimetr kwadratowy i wydłużenie około 10%.

Opór właściwy elektryczny szyn wynosi, w zależności od twardości ma-terjału, 0,19—0,25 omów na metr i milimetr kwadratowy.

Stosowane długości szyn 8 —10 w, ostatnio nawet 12, a nawet 15 m, w celu zmniejszenia ilości złącz.

Profile szyn rowkowych. Dla torów w bruku ulicznym wchodzi pod uwagę głównie jednolita szyna rowkowa, t. zw. typu Phönix, w specjalnych zaś wypadkach dwudzielna, t. zw. szyna Haarmanna.

a) Jednolite szyny rowkowe. Kształt przekroju, wymiary i waga szyn typu Phönix, ustalone przez Niemiecki związek tramwajowy i kolejek dojazdowych (1900 r.), widoczne są z fig. 365 i tablicy 1.

Tablica 1.

Profile normalnych jednolitych szyn rowkowych.

Profil normalny Nr.

Wysokość

mm

Szerokość stopy mm

Całkowita szerokość łba mm

Szerokość główki jezdnej mm

Wysokość główki jezdnej mm

Szerokość rowka mm

Głębokość rowka mm

Grubość szyny kierowniczej mm

Grubość szyjki mm

Przekrój mm²

Waga

kg Im

Moment wytrzymałości cm³

Moment bezwładności cm*

H ci co ^

o o o o lO o o co

rH T—< tH rH

140    92

150    97

180 103 180 103

tn Ot O» ^ C5 C5 H •4

05 co co

03 (M CO CO

■»—i rH t—I

co co co co

00

O O O Ot

M- H* h-»-t© fc© tO h-*-

5460

6310

7180

7410

G¹ Ü1 ^ ^

'oo'o'fcô'bo

208,2

cT oT <m

1630

2130

2452

3202

Profil Nr. 1 stosowany jest dla ruchu słabego, Nr. 2 dla ruchu średniego, Nr. 3 i 4 dla ruchu silnego.

Na łukach stosowane są szyny z rowkiem o 3 mm szerszym i pogrubioną szyną kierowniczą (por. tablica 2).

Tablica 2.

Profile normalnych jednolitych szyn z poszerzonym rowkiem.

Profil Całkowita nor- szerokość malny Nr.

łba

mm

Szerokość

rowka

mm

Grubość

szyny kie- Przekrój rowniczej    mm³

mm

Waga

kff/m

Moment wytrzym. cm*

Moment

bezwładn.

cm'¹

s ö ö e

tH (M CO ^

102

34

34

34

34

21

24

26

26

5860

6730

7670

7820

uoT of cT r-T

GO_ GO^

rjT CC o'

T—i iQ O (M CO CO

1740

2278

2580

3454

Obecnie¹) dwie komisje, jedna Związku Szwajcarskiego, druga Związku Państw Centralnych pracują nad ustaleniem norm profilów szyn rowkowych.

Z prac tych, jakkolwiek dotąd nie zakończonych, jest widoczna dążność do dalszego ograniczenia ilości profilów szyn rowkowych, a mianowicie tylko do trzech typów :

Związek przedsiębiorstw tramwajowych i kolei dojazdowych w Polsce zamierza pójść jeszcze dalej i dla naszych warunków ustalić, o ile to się okaże możliwe, tylko dwa profile normalne, zbliżone do typu Nr. 4 i Nr. 2. Prace te w chwili druku niniejszego jeszcze nie są zakończone.

b) Dwudzielne szyny rowkowe (szyny bliźniacze ustroju Haar-manna).

Tworzą je łatwa do odwalcowania szyna jezdna szerokostopowa i oddzielnie odwalcowana szyna kierownicza. Szyny bliźniacze mają tę zaletę, że przez zastosowanie środnika mimoosiowego następuje wzmocnienie połączeń stykowych i że na lukach szerokość rowka może być zmienna bez zastosowania specjalnego profilu.

Ustalona przez Niemiecki związek tramwajowy i kolejek dojazdowych forma, wymiary i waga szyn tego typu widoczne są z fig. 366 i tablicy 3.

Tablica 3.

Profile normalnych dwudzielnych szyn rowkowych (bliźniaczych).

Profil normalny

Nr.

Wysokość

mm

Szerokość stopy mm

Całkowita szerokość łba mm

Szerokość główki jezdnej mm

Wysokość główki jezdnej mm

Szerokość rowka

mm

Głębokość iowka mm

Grubość szyny kierowniczej mm

Moment    Moment

2    wytrzyma-    bezwładno-    Waga

'E? łości    śei

<3

ŁD

Grubość i

mm

szyny

jezdnej

cm³

szyny kierowniczej cm³

szyny

jezdnej

cm³

szyny kierowniczej cm?

szyny jezdnej kg

szyny kierowniczej kgjm

Całkowita

kg/m

150 140

160

160

180

O GO GO

tH t-H t—(

Mr- O ÎÛ to to to GO

rf*- rf*. 4^ OJ O O O ta

t-4 tH rH t—I

co co co co

6^ if* W O O O ta

ts ts w ts en ca © ©

8    182,7 44,3 1434

9    223,7 49,4 1868 10 252,2 70,2 2194 10 307,6 67,7 2999

377

509

628

1011

go"' to icT co'

^ lO ^ H ÎO

irT ęcT oT cT

H th T—<

CO^

co' cT r>^ co co ^ ^

Szyny bliźniacze są stosowane z dobrym wynikiem na torowisku własnem z wieloma przejazdami (na skrzyżowaniach ulic), gdzie wskutek tego po-

;—    T JO~/Or~

l‘T

j ti

g

Ąm

■nn

i—-7o—-•£—— w -^n

— HO —

Fig. 365.

trzebna jest częsta zmiana pomiędzy torem zwykłym, a torem z szyn rowkowych, przy łatwem odwodnieniu. W ulicach zabrukowanych nie są do polecenia.

Złącza szyn rowkowych. Styki szyn tramwajowych muszą być specjalnie silnie skonstruowane i posiadać nośność jak szyna w całej rozciągłości, gdyż przy słabym styku szybko powstają uszkodzenia przylegającego bruku, a następnie podłoża samego.

Przy połączeniach stykowych toru ułożonego w bruku ulicznym przeważnie nie pozostawia się żadnego luzu, gdyż szyity wpuszczone w bruk podlegają mniejszym zmianom temperatury, a przytem wydłużenie szyn znacznie jest utrudnione przez tarcie o bruk.

fl) Styki mechanicznie połączone: Zwykły styk łubkowy (połączenie łubkami) fig. 367, jako najprostsze połączenie mechaniczne szyn. Bardzo rozpowszechniony i przy dostatecznie silnej konstrukcji daje też

Fig. 366.

Fig. 367.

dobre wyniki, lecz przy ruchu słabym. Dla ruchu wielkomiejskiego nie jest wystarczający.

Styk z klamrą stopową i siodełkiem szyn owe m, system „Scheming & Hofmann“ (fig. 370). Nadaje się*również tylko dla słabego

Styk z łubkami stop o we mi (fig. 368)itakiżz płytą stopową (fig. 369). Nośność styku uwarunkowana stärannem dopasowaniem przy zmontowaniu złącza.

11

Ä1

§11

Fig. 369.

Fig. 368.

fi

g»

Wk

mm.

I⁻

ÜI

Fig. 370.

Fig. 372.

Fig. 371.

ruchu, ma jednak tę wadę, że dla ulic zabrukowanych jest za szeroki, jako złącze, przez co dobre zabrukowanie jest utrudnione.

Styk wjazdowy, z łubkiem zewnętrznym czołowym z wyciętą do połowy główką szyny („półstyk Schmidta“) fig. 371, nie daje dobrych wyników zwłaszcza przy silniejszym ruchu, gdyż łubek zewnętrzny z powodu bocznego ciśnienia koła zostaje odgięty, wymaga starannego utrzymania kół (częste obtaczanie obręczy kół).

' Styk wjazdowy, syst. Melaun’a (fig. 372), z całą główką jezdną w ostatnich czasach b. rozpowszechniony. Specjalną zaletą jego jest, że daje się zastosować z dobrym wynikiem przy naprawie wyjeżdżonych styków bez wyjmowania szyn z bruku. W nowych torach złącze to, jakkolwiek daje b. dobre wyniki, jednakże jest połączone z marnowaniem materjału przez wycięcie nowej główki szyny.

h) Styki jednolite (zalane lub spawane). Dają jednolitość toru, a więc jazdę bez uderzeń na złączach, trwałość toru i małe koszta utrzymania, utrudniają jednak wymianę szyn. Styki zalane i spawane udają się tylko przy b. starannem wykonaniu.

System Falk, polegający na zalaniu złącza od spodu i z boków (fig. 373) roztopionem żeliwem. System ten jest bardzo rozpowszechniony na Zachodzie prócz Niemiec.

Styk spawany elektrycznie (zapomocą łuku świetlnego), polegający na spajaniu łubków płaskich czołowych i płyty stopowej z główną

szyną, i jej stopą w kilka miejscach (fig. 374). Daje sie zastosować i przy zużytych stykach dowolnej budowy.

Spawanie szyn termitem (aluminotermia). System Dra Gold-schmidta (fig. 375, 376) polega na spajaniu dobrze oczyszczonych końców

zem dolna część ma zaś część spo-

szyn żelazem termitowym (tlenek żelaza i glin), przyc profilu szyny (¹/₂—²/₃) zalana jest żelazem kowalnem, gó jona przy wysokiej temperaturze. System b. rozpowszechniony w Niemczech.

an

iü

>!

liiss

—--1

wmm

Fig. 373.

Fig. 374.

Fig. 375.

Fig. 377.

mm.

cSf

Î5P

Fig. 376.

Fig. 378.

Fig. 379.

c) Złącza wydłuźalne (dylatacyjne). Na wiaduktach, mostach, przyczółkach mostowych styki szynowe są wykonywane jako styki wjazdowe z przerwą międzyszynową jako złącza wydłuźalne (dylatacyjne).

Łączniki (Elektryczne połączenia stykowe). Złącza szynowe w tokach, służących do odprowadzania prądu otrzymują, w celu polepszenia przewodnictwa poprzez złącze, łączniki z drutu miedzianego, linki miedzianej lub też pasków miedzianych o przekroju 50—100 mm² i przechodzą albo ponad łubkami (fig. 377 — wiązanie otwarte dla szyn, leżących w bruku ulicznym) lub też leżą w komorze łubkowej pomiędzy środnikiem szyny i szyjką łubka (fig. 378 — wiązanie zakryte, dla szyn odkrytych, leżących na torowisku własnem). Oprócz tego obie szyny jednego toru i wewnętrzne szyny dwutorowej linji są ze sobą elektrycznie połączone przynajmniej co dziesiąty styk. Przy stykach spawanych łączniki te są zbyteczne. Szyny z obu stron zwrotnic i skrzyżowań muszą być również dobrze połączone ze sobą elektrycznie.

1*1

/ / ^-'

ff/!

i ¹ ,•

mmmn

SB

Fig. 380.

Zwrotnice i skrzyżowania. Zwrotnice dla torów tramwajowych stosuje się o pochyleniu (osi torów do siebie) 1:4, 1:5, a najczęściej 1 : 6 i o promieniu iglicy od 20 do 50 m, promień 50 m daje lepsze wyniki i ostatnio bywa stosowany najczęściej.

Zwrotnice bywają z iglicami stałemi i ruchomemi. Iglice stałe stosuje się tam, gdzie zwrotnice są przejeżdżane stale z ostrza (nie pod ostrze). Iglice ruchome posiadają długość 2,3—3,0 m i wysokość 30—60 mm. Długość zwrotnicy wynosi 3,4—4,4 m. Iglice wykonywane są ze stali lanej o wytrzymałości 7500 hg\cm² lub też ze stali kutej.

Zwrotnice wykonywa się przeważnie z szyn normalnych, w celu równomiernego zużycia torów, lub też czasem odlewa ze specjalnej możliwie twardej stali. Stalowe zwrotnice (i krzyżownice) dają nierównomierne zużycie toru i twardą po nich jazdę.

I ’Zwrotnice z szyn normalnych składają się (fig. 379, 380 i 381) z dwóch odpowiednio doheblowanych szyn, pomiędzy któremi na płycie (łożysku iglicy)

znajduje się iglica. Zamocowanie osady iglicy robi się takie, ażeby można było wymieniać iglicę bez wyłamywania bruku ulicznego. Osada iglicy wykonywa się w ten sposób, że czop, w który wchodzi osada

iglicy na wcio8’ jest wbudowany w łożysko

Fig. 381.

'fEBE

UL

liii

3ISK

iglicy (fig. 382). Zamiast wykonywania na wcios, bywa stosowane też umocowanie klinowe, jak pokazane na fig. 383 (tylko dla lekkiego ruchu).

Obie iglice ruchome są ze sobą połączone przy pomocy pręta, pozwalającego regulować wzajemną ich odległość. Pręt ten umieszczony jest w od-

Fig. 382.

Fig. 383.

wadnianej skrzynce zwrotnicy z żeliwa, łączącej ze sobą oba korpusy zwrotnicy.

Zwrotnice stosowane

są przeważnie o dwu ruchomych iglicach, zdarzają się jednak, lecz rzadziej, i o jednej ruchomej, a drugiej stałej iglicy jako zwrotnice wyjazdowe, które nie są przejeżdżane na łukach pod ostrze.

Zwrotnice przejeżdżane w obu kierunkach są urządzone do przestawiania (fig. 384 i 385) i uruchomiane przeważnie z wagonu przez motorniczego przy pomocy zwykłego drążka żelaznego.

samo-

uru-

Przy gęstym ruchu potrzebny jest specjalny zwrotniczy lub też czynnie przestawiane zwrotnice zapomocą prądu z sieci górnej, który chamia elektromagnes, ten zaś wciąga rdzeń, poruszający dźwignię, połączoną ze ściągaczem, łączącym obie iglice.

Zwrotnice wyjazdowe są wykonywane rozmykalne ; doprowadzenie z powrotem do położenia pierwotnego następuje zapomocą sprężyn lub ciężarów, umieszczonych w skrzynce zwrotnicowej (fig. 386).

' jjP

^T; ¹¹

Er

Oi

Ping

Fig. 384 i 385.

-c:=

Fig. 386.

ia

~b    rd

Fig. 387.

a <m

-ju-—-ii

Ajmm

TTC- "

o.....

FF:

—FF—

M3

Fig. 388. Przekrój a—b.

Fig. 389. Przekrój c—d.

Krzyźowhice dla torów tramwajowych również wykonywa się przeważnie z normalnych odpowiednio przyciętych i dopasowanych szyn z zastosowaniem klinów rowkowych; całość zmontowana na silnej płycie żelaznej (fig. 387—389).

163

79*'

IV. Podtorze.

Budowa spodnia. Jeżeli pokrycie ulicy stanowi bruk kamienny na pokładzie piaskowym (bez podłoża bet.), to szyny układa się na podkładach drewnianych lub na podłożu kamiennem (na warstwie kamienia z podbiciem żwirem). Sposób ostatni, bardzo rozpowszechniony, wystarcza przy niezbyt silnym ruchu, zwłaszcza przy niedość dobrym gruncie.

Podłużne podkłady betonowe, stosowane pod każdą szynę w nawierzchni żwirowanej lub na drogach bitych lub brukowanych, dają jazdę twardą i faliste zużycie szyn. W celu złagodzenia tego podlewa się szyny warstwą asfaltu.

Na ulicach krytych brukiem na pokładzie betonowym (jako to bruk ka-

na betonie z zastoso-Podlewka cementowa

Używane niekiedy krzyżowniee z twardej stali lanej, w wypadkach skrzyżowania pod bardzo ostrym kątem lub kilku zbiegających sie blisko siebie, posiadają tę ujemną stronę, co i takież zwrotnice, tj. nierównomierne zużycie toru oraz twardą jazdę po nieb.

Rozjazdy nakładane. Rozległe roboty wymiany szyn muszą być często wykonywane również i we dnie podczas ruchu. Jeżeli niemożliwe jest skie-

M-

Tor do przebudowa rua

<Ł

.lÊF--

a>-J-

Klin. i    ,    ,

film

Fig.390.

rowanie ruchu innemi ulicami i niemożliwy ruch po jednym torze, wówczas muszą być zastosowane tory objazdowe (fig. 390 i 391).

Tory objazdowe są łączone z torami eksploatacyjnemi zapomocą rozjazdów nakładanych, ułożonych na bruku ulicznym na piasku.

1.0

250

-t-

10.80

Fig. 391.

mienny, drewniany lub asfaltowy) szyny układane są waniem podlewki cementowej lub lepiej asfaltowej.

szybko ulega skruszeniu, asfaltowa zaś jakkolwiek droższa, jest zato trwalsza daje jazdę miększą, a oprócz tego wymaga znacznie krótszego czasu na stwardnięcie.

W ulicach, krytych brukiem drewnianym lub asfaltowym, układa się tory według fig. 392, na podkładach podłużnych żelbetowych, do których stopa

UJ

-ÆM

Ü1

— W---500inj--

i! I ii

y//.

>7//.

W/

Fig. 392.

szyny jest zamocowana zapomocą śrub. Profil szyny można tu zastosować niższy, gdyż podkład betonowy zwiększa siłę nośną szyn. Wymiana szyny następuje przy tym układzie bez naruszania podkładu betonowego.

Szczegółowe przedstawienie budowy wierzchniej tramwajów podane jest w książce K. Trautvettera (patrz Literatura).

w row-

Odprowadzenie wody z toröw. Woda deszczowa zbiera się kach szyn i stąd musi być odprowadzona. Do tego celu służą żeliwne skrzynki odwadniające, które umieszcza się na wszystkich najniższych punktach torów, przed zwrotnicami, a pozatem w odległościach 100—200 m (w zależności od podłużnych pochyleń ulicy). Do skrzynek tych spływa woda z rowków szyn przez otwór 12 cm długości i 2 cm szerokości w spodzie rowka szyny. Skrzynki odwadniające są połączone z kanalizacyjnemi wpustami ulicznemi.

Oprócz tego dla odwodnienia podtorza stosowane bywają sączki.

V. Wielkość naprężeń w budowie wierzchniej torów.

Według Zimmermanna¹) oblicza się budowę wierzchnią przy założeniu, że szyna przedstawia nieskończenie długi pręt na sprężystem podłożu i, że do rachunku wprowadzamy ciężar pojedynczy (skupiony), gdyż wpływ innych ciężarów na osiadanie jest zbyt mały (por. też dział „Nawierzchnia kolei żelaznych“, str. 180 i n.).

Oznaczywszy :

y₀ — osiadanie w punkcie przyłożenia ciężaru (w cm).

po — ciśnienie na podłoże w kg/cm² (dla żwiru 1 kgfcm², dla zwykłego tłucznia 1,5 kglcm², dla najlepszego tłucznia na podłożu kamiennem 2,0 kgfcm², dla betonu nie wyżej 2,0 kg/cm²).

C — spółczynnik podłoża czyli ciśnienie w kglcm² dla każdego 1 cm osiadania (dla żwiru 3, dla tłucznia na podłożu kamiennem 8).

P — największe ruchome obciążenie koła (— ciśnienie koła w spokoju

x ¹4>

2 L = długość pręta niesprężystego zamiast nieskończenie długiego sprężystego.

b — szerokość stopy szyny.

Wówczas

y° C

= Cy₀

y° 2 L Cb

V 4 El

Cb

(patrz Zimmermann)

P° 2 Lb

Mo

PL

Oo

Mo

IV

Spółczynnik podłoża C i przegięcie szyny w milimetrach podaje Dr. inż. Bloss²) (dla dwuosiowych wagonów o wadze 10 t):

1.    Szyny rowkowe na podłożu kamiennem i tłuczniu.

= 30,

C — 40, przegięcie = 0,33 na drogach bitych żwirowanych = 0,35 w bruku.

2.    Szyny rowkowe na podłużnych podkładach betonowych.

C ■= 60, przegięcie = 0,30 w drogach bitych żwirowanych

= 50,

= 0,32 w bruku.

3.    Szyny rowkowe na betonie w ulicach pokrytych asfaltem.

C — 120, przegięcie = 0,08.

Ł) Handb. d. Ing.-Wissensch. Y. 2.

*) Taschenbuch f. Bauingenieure. M Foerster.

Przy przerwach międzyszynowych i szynach rozluzowanych C spada do 6, przegięcie zaś podnosi się do 1,2 mm.

Związek niemiecki tramwajów i kolejek dojazdowych zaleca dobierać moment bezwładności i szerokość stopy szyny podług wzoru

P*C

64 E b³ p⁴

w cm*,

przyczem zaleca wybierać 1 :

* 3,0 t „ 3,5 t „ 4,0 t.

„ 0,25;

Posypanie szyn piaskiem podnosi ten spółczynnik przy śliskich szynach do 0,14 „ suchych

w zależności od wydatności posypania. Spółczynnik przyczepności średnio można liczyć    wagi.

b) Spółczynnik oporu trakcji. Przy projektowaniu nowych sieci tramwajowych można naogół przyjmować¹) spółczynnik oporu trakcji r (w kg na tonnę), włączając w to opór powietrza i dodatkowy opór łuków : r = 8—10 kg dla szyn Vignole’a starannie ułożonych,

r=10—12 kg przy szynach rowkowych starannie ułożonych i normalnym stanie ulic,

r = 15 kg przy mniej starannie ułożonych torach lub źle utrzymanych i słabo oczyszczanych ulicach,

r — 20 kg dla źle ułożonych torów, np. torów prowizorycznych.

Na wzniesieniach zwiększa się spółczynnik oporu trakcji o tyle kilogramów, ile wynosi wzniesienie w tysiącznych, na spadkach o tyleż zmniejsza się.

Moc, jaką należy doprowadzić do pociągu poruszającego się z jednostajną prędkością na szlaku prostym i poziomym wynosi

p W r . 9,81 v

7]

wattów,

praca zaś zużyta na przebycie l metrów drogi Wir .9,81 3600 7]

wattgodzin,

gdzie

W= waga pociągał w tonnach,

r — spółczynnik oporu trakcji w kilogramach na tonnę, v — prędkość w metrach na sek.,

Y] — spółczynnik sprawności motorów (0,65—0,75).

Zużycie pracy na pociągokilometr w wattgodzinach będzie:

A . 9,81 . 1000 2 L . 3600.0,7

„Tramwaje i koleje elektryczne.“ Inż. R. Podoski.

a na tonnę-kilometr

A . 9,81 , 1000

2 L W. 3600.0,7

gdzie A — Wir kilogramometrów,

L = droga mierzona w metrach.

VII. Urządzenie elektryczne.

Elektrownia i podstacje. Moc elektrowni określa się na podstawie profilu podłużnego sieci tramwajowej, wzgl. kolei i graficznego planu jazdy w ten sposób, że określa się dla każdej dowolnej chwili sumę zapotrzebowania energji dla wszystkich znajdujących się na linji pociągów.

Jeżeli na danej linji mają chodzić pociągi w obie strony w odstępach czasu t minut, to średnie obciążenie elektrowni (bez strat w sieci) wyniesie A . 9,81

0,7.3600.1000

Na straty w sieci należy dodać 10—15%.

Moc maszyn napędowych (maszyny parowe lub turbiny wodne, motory spalinowe itd.) w KM, otrzymamy stąd przez podzielenie przez sprawność dynamomaszyn.

Wahania obciążenia elektrowni są tem większe, im rzadszy jest ruch i im znaczniejsze są wzniesienia. Stosunek maksymalnego obciążema do średniego zależy od ilości pociągów będących równocześnie w ruchu.

Liczba pociągów w ruchu:

60

• -y- kilowattów¹).

Stosunek maks. obciążenia do średniego

10

25

50

około 3,5—4 «    2,4-2,6

„    2,0-2,2

„    1,6-1,7

„    1,4-1,5

„    1,2-1,25

100 i więcej

Obliczoną moc elektrowni rozdzielamy na 2—3 jednostki maszynowe w celu zabezpieczenia od przerw, a także w celu osiągnięcia lepszej sprawności maszyn przy małem i średniem zapotrzebowaniu energji z elektrowni.

Zapotrzebowanie energji (z elektrowni) przy warunkach normalnych wynosi dla tramwajów 50- 70 wattgodzin na tonnokilometr i jest tem większe, im gęstsze są przystanki, dochodząc nawet do 80 wattgodzin na tonnokilometr. Zużycie energji zależnem jest w wysokim stopniu od stanu szyn czyli od pogody.

Na kolejach dojazdowych zużycie energji w zależności od warunków wynosi 30 — 60 wattgodzin na tonnokilometr.

Zasobniki (akumulatory) na elektrowniach są stosowane tylko w niewielkich urządzeniach. Wielkość baterji odpowiada zapotrzebowaniu pełnego ruchu w ciągu jednej godziny.

Przy bardzo rozległych sieciach lub długich linjach kolejowych stosowane są podstacje. Prąd wytworzony w elektrowni jako prąd zmienny lub trójfazowy o Wysokiem napięciu doprowadzany jest do odpowiednio rozmieszczonych na linji podstacyj i tu przetwarzany przy pomocy odpowiednich maszyn na prąd stały.

Doprowadzanie prądu. Dla tramwajów i kolejek dojazdowych stosuje się przeważnie sieć górną.

System podziemny (kanałowy) w naszych warunkach klimatycznych nie nadaje się, wobec trudnego utrzymania ruchu zimą, przytem pociąga za sobą duże koszta budowy.

l) „Tramwaje i koleje elektryczne.“ Inż. B. Podoski.

Wagony zasobnikowe (akumulatorowe) jako niekorzystne również nie sa wskazane.

Maksymalny spadek napięcia w sieci nie powinien przekraczać 18—20%.

a)    Sieć górna. Przewód roboczy lub t. zw. ślizgowy składa się z drutu okrągłego lub profilowanego (w kształcie ósemki) o przekroju 50 — 80 mm², z twardej miedzi, o przewodnictwie 97% chemicznie czystej miedzi i o wytrzymałości conajmniej 4000 kg/cm². Dopuszczalne naprężenie drutu roboczego 1200 kg/cm².

Wysokość zawieszenia przewodu ponad ulicą wynosi 5—7 m, zazwyczaj

5,5 m przy największem zwisaniu, obwisanie zaś średnie 25 cm.

Jako najniższe zawieszenie drutu roboczego przy podprowadzeniach pod mostami i wiaduktami 4,2 —4,8 m.

Podwieszenie drutu roboczego: zapomocą stalowych drutów poprzecznych o średnicy 5—7 mm, przymocowanych do słupów, wysięgów lub haków, umocowanych na ścianach budynków.

Izolacja sieci górnej zawsze podwójna: raz między drutem ślizgowym, a poprzecznym, do czego służą izolowane wieszaki, a druga pomiędzy drutem poprzecznym i punktem zawieszenia na słupie czy na haku. Używane są tu izolatory kulkowe lub sprzączkowe.

Słup drewniany nie jest uważany za izolację.

Odległość punktów zawieszenia wynosi na linji prostej 80—40 m, średnio 35 m, na łukach tern mniej, im ostrzejszy jest łuk.

Drut ślizgowy prowadzi się na łukach zapomocą jednostronnych trójkątnych lub trapezowych odciągaczy. W zależności od tego, czy jako przyrząd zbiorczy służy kółko, czy też ślizgacz na pałąku, rozróżniamy sieć dla kółka i pałąka. Pierwsza wymaga więcej punktów zawieszenia na łukach i jest bardziej skomplikowana, a mniej estetyczna, niż druga.

Przy zastosowaniu przyrządu zbiorczego ze ślizgaczem na pałąku ilość punktów zawieszenia i odciągaczy na łuk u określa się z promienia toru i użytecznej szerokości ślizgacza (najlepiej wykreśleniem); na prostej linji przewód roboczy przy zastosowaniu ślizgacza prowadzony jest w linji lekko zygzakowatej, ażeby osiągnąć równomierne zużycie całej szerokości ślizgacza.

Naprężenie poziome u wierzchołka słupów określa się z największego dopuszczalnego naprężenia w przewodzie ślizgowym i pochyleniu (1 : 10) drutów odciągowych.

Przy obliczeniu słupów uwzględnia się także parcie wiatru.

wane

Sieć cała podzielona bywa na poszczególne dzielnice, normalnie izolo-od siebie i zasilane każda przez oddzielne przewody, które są ułożone nad ziemią lub jako kable podziemne. Do izolowania od siebie dzielnic służą specjalne izolatory sekcyjne, wstawione w drut ślizgowy; w razie potrzeby dzielnice mogą być ze sobą łączone, do czego służą specjalne wyłączniki. Każda dzielnica dzieli się przy pomocy izolatorów sekcyjnych na sekcje normalnie ze sobą połączone, które mogą być w razie uszkodzeń sieci odizolowane. Długość poszczególnych sekcyj wynosi zwykle : przy tramwajach 500—600 m, przy kolejach nadrożnych 600—1200 m.,

Przy kolejach nadrożnych przy większych prędkościach stosowane bywa zawieszenie sieci górnej t. zw. „łańcuchowe“, polegające na tem, że drut ślizgowy zawieszony jest na linie nośnej ; odległość między słupami może dochodzić wówczas do 100 m.

b)    Przewody dosyłowe. Tylko przy krótkich linjach o słabym ruchu wystarcza bezpośrednie doprowadzenie prądu zapomocą drutu roboczego. Większe sieci lub dłuższe linje, podzielone na poszczególne ucząstki, są łączone z elektrownią zapomocą podziemnych kabli, które mogą być pojedynczo odłączane przy tablicy rozdzielczej.

Przewody dosyłowe obliczane są na największą oszczędność według

wzoru :

-V

PCT. 365 KP. 1000.0,1’

gdzie

q — przekrój przewodnika w mm¹ ;

I = średnie natężenie prądu dla danego przewodnika ;

C — koszt wyprodukowanej kilowattgodziny ;

T = czas w godzinach, w przeciągu którego przewodnik jest obciążony prądem 1 na dobę ;

ńć= spółczynnik przewodnictwa miedzi = 57 ;

P— koszt jednego metra przewodnika o przekroju 1 mm² wraz z ułożeniem.

c) Odprowadzanie prądu przez szyny, które należy w tym celu na stykach łączyć ze sobą elektrycznie przy pomocy łączników, składających się przeważnie z krótkiego (około 1,0 m) drutu miedzianego miękkiego o przekroju 2 X 59 mm², wbitego w odpowiednie otwory wywiercone w końcach szyn stykających się.

Przy rozleglejszych sieciach tramwajowych lub większych odległościach odprowadzanie gromadzącego się prądu powrotnego ułatwione bywa przez kable odsyłowe w celu uniknięcia niebezpieczeństwa silnych prądów błądzących, powodujących przy obecności kwasów w ziemi zjawiska elektrolityczne, prowadzące do rozjadania i uszkodzenia podziemnych przewodów rurowych (gazowych, wodociągowych etc).

Dla uniknięcia tego przepisy bezpieczeństwa wymagają, aby różnica potencjałów między dowolnemi punktami rozgałęzionej sieci szynowej nie przekraczała 2,5 wolt; na linjach zaś wybiegających, nie leżących w obrębie sieci rurowych najwyższy spadek napięcia w szynach nie powinien przekraczać 1 wolt na kilometer.

Strata napięcia w przewodach odsyłowych musi być dla wszystkich przewodów jednakowej wielkości.

Niebezpieczna granica gęstości prądów ziemnych = 0,75 miliamp. na dm². Niebezpieczeństwo prądów błądzących zmniejsza w b. znacznym stopniu system trójprzewodowy, przy którym szyny są użyte już nie jako przewód powrotny, lecz jako pośredniczący, t. zw. „zerowy“.

VIII. Tabor.

Wagony motorowe tramwajów i kolejek składają się z dwóch części : podwozia z kołami i osadzonego na nim pudła wagonu. Motory elektryczne umieszczane są w podwoziu pod pudłem wagonu. Sprężynowanie bywa podwójne, raz między osiami kół a podwoziem, drugi między podwoziem a pudłem. Lepsze są sprężyny piórkowe płaskie; sprężyny wężykowate (spiralne) dają łatwo niepożądane ruchy boczne.

Wagony tramwajowe posiadają podwozia dwuosiowe z osiami stałemi lub zwrotnemi lub też jedno- i dwuosiowe wózki na czopach obrotowych.

Zewnętrzna szerokość wagonów tramwajowych wynosi zwykle 2—2,2 m. Dla kolei podmiejskich bywają wagony szersze (do 2,6 m).

Długość wagonów i ich pojemność zależne są od wymagań ruchu. Dla linij zamiejskich zazwyczaj większe wagony niż dla ruchu miejskiego.

Mniejsze wagony są budowane dwuosiowe i posiadają do 24 miejsc siedzących i 20 stojących. Waga wagonu motorowego dwuosiowego wynosi 7—12 tonn.

Większe wagony muszą być już czteroosiowe na dwu wózkach i czopach obrotowych.

Rozstaw osi, wagi i długość wagonów motorowych por. fig. 393, 394, 395. Osie na fig. 393 sa stałe, na fig. 394 zwrotne.

Średnica kół zazwyczaj 750—850 wm, dla wagonów zaś zamiejskich do 1000 mm; koła posiadają cylindryczna powierzchnię boczną, szerokość

obręczy koła 70—85 mm, wysokość obrzeża 17—25 mm, jego szerokość 20—25 mm. Średnica osi 100 mm przy wagonach motorowych, 80 mm dla wagonów przyczepnych.

Fig. 393.

Fig. 394.

pusty 8.21 Naiad 10.35

I" /ßS y9miefsc

(?')' it')- —

Ciężar osi 5.181

---—9.16—----*

pus ly/0.0t naład.13.4 r-3,5~39—-> 44m. h

Fig. 395.

Szerokość miejsc siedzących określa się na 0,45—0,5 m, na jedno miejsce stojące 0,25 m2. Wysokość pudła wa-

„___________________iinn_____j    gonu w świetle zwykle z bo-

^pusty 1331    ' natad.16.i5l 46miejsc ków 2 m, w środku zaś (nad-

ZOtd irTPż.żżC.P.SIZ._I    budowa wentylacyjna) 2,5 m,

cała wysokość wagonu 3,2—3,8 m.

Liż

6.7t

6,

mine

_1Ż,Q- ,

Ciężary osi5.762.47t

Długość platform 1—1,5 wî; znajdują się 500— 750 mm ponad główką szyny. Najniższy stopień wejścia do wagonu winien conajmniej 32 cm ponad główką szyny, wejścia na platformy mają szerokość 0,75—0,9 m.

Motory, zazwyczaj dwa na wagon po 25—50 HP każdy, zawieszone pół-sprężynowo, spoczywają połową wagi na osiach i napędzają je zapo-mocą przekładni zębatej l : 3 do 1:7.

Hamulce są ręczne, łańcuchowe lub śrubowe z przekładnią 1:100 do 1:200, oraz pneumatyczne i elektryczne. Hamulce elektryczne działają w ten sposób, że motory odłączone od sieci, pracując jako dynamo, wytwarzają prąd i tym samym hamują wagon; działają silnie i pewnie, a są b. proste. Przy prędkości około 25 km na godzinę można na szynach suchych zatrzymać wagon na przestrzeni 10—12 m. Dla zwiększenia siły hamowania, zwłaszcza przy szynach śliskich, posypuje się szyny piaskiem, do czego służą specjalne piasecznice, umieszczane w wagonach motorowych.

Zasadniczo stosowane są stale dwa niezależnie od siebie działające hamulce, jeden ręczny, drugi, jak dla trakcji tramwajowej, prawie wyłącznie elektryczny.

Dla dłuższych pociągów ponad trzy wagony lepszy jest hamulec pneumatyczny, gdyż elektryczny powodowałby przeciążenie motorów.

Siatka ochronna umieszczana ze strony czołowej wagonu w celu złagodzenia okaleczeń, względnie uniknięcia przejechań nie zawsze spełnia całkowicie swój cel, to też co do znaczenia tych urządzeń zdania są podzielone. Deski ochronne (zgarniacze) przed kołami wagonu są niezbędne i winny być umieszczone tak, aby ich dolny kant był ok. 7 cm ponad główką

szyny.

€3- (i)'

2.4715.751

IX. Budynki.

Remizy wagonowe są budowane stosownie do wielkości sieci na 100—300 wagonów na remizę, zazwyczaj z warsztatami, magazynami, pomieszczeniami dla personelu ruchu, biurami i mieszkaniami służbowemi oraz składami na sól i piasek.

Na jednym torze remizy nieprzejazdowej mieści się zazwyczaj nie więcej niż 5 wagonów.

Na linjach wybiegających, długości 6—8 km, wskazane są remizy oddzielne dla ograniczenia przejazdów próżnych.

Tory w remizie mają odległość 3,2—4,5 m (większy wymiar, o" ile między torami przypadają słupy dachowe), najczęściej 3,5, wzgl. 4,0 m. Od-

ległość toru od ściany 2,5—3 m. Wysokość remizy w świetle (do zawieszenia drutu) ok. 5 m. Szerokość bram winna być o 2 X 0,4 m większa, aniżeli szerokość pudła wagonu. Każdy tor w remizie posiada kanał rewizyjny na ¹/₂—²/s swej długości; głębokość kanału 1,5 m.

Pozatem remiza winna posiadać urządzenia wodociągów i kanalizacji, ogrzewanie centralne, oświetlenie.

Tory dojazdowe do remizy winny pozwalać na wjazd i wyjazd conaj-mniej 60 wagonów na godzinę.

Warsztaty główne posiadają oddział montowniczy (z dołami rewizyj-nemi), obrabiarnię, stolarnię, kuźnię, lakiernię oraz oddział elektryczny; często też, zwłaszcza przy większych sieciach, warsztat budowy rozjazdów. Poszczególne oddziały warsztatów są połączone torami; przesuwnice bywają tu stosowane z dobrym skutkiem w celu zaoszczędzenia miejsca.

Warsztaty główne przy małych i średniej wielkości sieciach są połączone z jedną z remiz, przy dużych sieciach są budowane niezależnie.

Wzorowe dyspozycje warsztatów tramwajowych patrz Bieber, Elektr. Kraftbetriebe und Bahnen, 1918, str. 249.

Budynek administracji. Na pomieszczenia administracji zazwyczaj przeznaczony jest oddzielny budynek. Zawiera on pomieszczenie służbowe dla naczelnika stacji, wzgl. kierownika ruchu, biuro techniczne, kasę, biuro handlowe, pomieszczenie dla konduktorów (zdawanie pieniędzy) i motorniczych, salę instrukcyjną dla nauki i często pomieszczenie dla sprzedaży biletów terminowych. Na piętrach przynajmniej dwa mieszkania służbowe, jedno dla naczelnika stacji i drugie dla szwajcara. O ile na to warunki pozwalają, również mieszkanie dla majstra warsztatów głównych i remizowego.

¹

) Patrz „Z. d. Y. d. I.“, 1924. Nr. 43, S. 1133, i „Verkehrstechnik“, 1924. Nr. 23,

S. 229.

X. Ruch.

Prędkość jazdy. Dopuszczalna prędkość jazdy: 6—9 km na godzinę w miejscach niebezpiecznych i na ostrzejszych łukach, 12—15 km na godzinę na linjach o silnym ruchu wewnątrz miasta, 18—20 km na godzinę przy słabym ruchu ulicznym i szerokich ulicach, 20—25 km na godzinę na linjach poza miastem, 25—35 km na godzinę na torowisku własnem.

Przyśpieszenie przy ruszaniu przy pojedynczym wagonie motorowym 0,75 m/sek.², przy motorowym z jednym przyczepnym wagonem 0,55 mjsek.², z dwoma przyczepnymi 0,40 m\sek.².

Zwalnianie przy hamowaniu przy pojedynczym wagonie motorowym 1,1 ml sek.², przy motorowym z jednym przyczepnym 1,0 m/ sek.², z dwoma przyczepnymi 0,9 ra/sek.².

Odległość przystanków. W śródmieściu 150—250 m, na linjach podmiejskich około 300 m, nawet do 500 m na linjach wybiegających przy słabszym ruchu.

Przystanki są umieszczane zazwyczaj przed skrzyżowaniem ulic.

Przy silnym ruchu ulicznym i przy wystarczającej szerokości ulicy celowe jest urządzenie podwyższonych chodników ochronnych dla publiczności (1,5 — 2,0 m szer.).

Stosunek pomiędzy odległością przystanków, prędkością jazdy i prędkością handlową (średnia szybkość jazdy) przy zatrzymaniu na przystankach średnio 13,5 sekund, przyśpieszeniu przy ruszaniu 0,45 w?/sek.2 i zwalnianiu przy hamowaniu 1,0 ml sek.², widoczny jest z wykresu fig. 396 i 397.

Sygnały i urządzenia zabezpieczające. Dla kolei na torowisku własnem wymaera się zazwyczaj lamp czołowych i lamp końcowych, podobnież jak i na kolejach głównych lub dojazdowych.

Przy ruchu czysto tramwajowym miejskim lamp końcowych nie używa się, lampy czołowe (reflektory) są jednak wymagane.

Skomplikowane skrzyżowania są zabezpieczane przez wartownika.

Nieprzejrzyste linje jednotorowe są zabezpieczane przez lampy sygnałowe. Na każdym końcu jednotorowego odcinka zawieszona jest lampka żarowa, która zapala się, gdy pociąg przejeżdża przez dany odcinek.

km/godz.

km/godz.

km/godz.

km/godz.

ZA

'a 20 -ta fS

g >6

•a u IZ

W

%⁸

^ ⁶

ZA

P 22 ^ 21 ^ >9

•iĄ ’8

S 17 % <6

^ tii

30

25

20

13

15

WO ZOO 300 iOO 500 600 m

odległość przystanków

!Z

Fig. 896.

ZOO 100 400 500 600 700 8G0m

odległość slacji

Fig. 397.

Na jednotorowych linjach kolei dojazdowych w Kolonji¹), które przejeżdżają z większą szybkością, zastosowano podobne urządzenie zabezpieczające samoczynne, które jest uzupełnione przez sygnały skrzydłowe. Uruchomienie sygnałów i włączanie lamp odbywa się zapomocą włączników (relais), które zasilane są prądem z sieci tramwajowej.

LITERATURA.

Podoski Roman, inż.: Tramwaje i koleje elektryczne. 2 tomy. Warszawa 1922. Blondel et Dubois: Fa traction électrique. Paris 1898.

Maréchal: Les chemins de fer électrique. Paris 1904.

Dawson: Electric Railways and Tramways. London 1897.

Trautvetter K.: Elektrische Straßenbahnen und straßenähnliche Vorort-und Überlandbahnen. Berlin 1913.

Stecewicz I., prof.: „Stroitielnaja czast’ tramwajew i wtorostiepiennych zelieznych dorog“. Petersburg 1913.

Koleje miejskie szybkie.

I. Ogólne.

Oznaki charakterystyczne budowy. Charakterystyczną oznaką miejskiej kolei szybkiej (elektrycznej) w przeciwieństwie do tramwajów jest całkowicie niezależne i w innej płaszczyźnie aniżeli ruch uliczny prowadzenie kolei ze specjalnem regulowaniem porządku pociągów możliwie za pomocą samoczynnego systemu sygnałowego z wyprawianiem pociągów ze stacji zamkniętych przez blokadę.

Koleje miejskie szybkie buduje się jako nadziemne (na wiaduktach lub wiszące) albo jako podziemne na małej głębokości (poduliczne) lub na

większej głębokości w tunelach sklepionych lub jeszcze głębiej jako koleje rurowe.

Przez wzgląd na zdolność przewozową, wobec zazwyczaj silnego ruchu osobowego, koleje te buduje się przeważnie jako dwutorowe.

Dla kolei miejskich szybkich nie są miarodajne normy kolei głównych.

Rodzaj ruchu. Koleje miejskie szybkie służą dla ruchu osobowego ; ruch towarowy nie jest stosowany. Pociągi przeważnie jednakowego składu i jednakowej prędkości, następujące po sobie w krótkich odstępach czasu. Skład pociągów : z elektrycznych wagonów motorowych na początku i końcu pociągu i włączonych pomiędzy nimi wagonów dodatkowych.

Où

Jako punkt wyjścia dla określenia jednostki pociągu (1—4 wagony) obiera się przypadająca na jeden pociąg frekwencja pasażerów, podczas najsłabszych godzin dnia. Zmiana pojemności pociągu w dostosowaniu do wahań ruchu przy zastosowaniu jednostki o dwu wagonach motorowych z jednym dodatkowym, łatwa do przeprowadzenia.

Napęd. Koleje miejskie szybkie przeważnie zasilane są prądem stałym o napięciu 650 - 850 wolt.

Porównanie kolei nad-i podziemnych. Koleje miejskie nadziemne na wiaduktach, jakkolwiek przyjemniejsze dla pasażera wskutek jazdy na powierzchni, są jednak przykre z powodu hałasu, jaki powodują, oraz przez zasłonięcie widoku ulicy; z tego względu są one możliwe tylko na szerokich ulicach. Odchylenie od szlaku ulic pociąga za sobą koszta wykupu gruntów. O dopuszczalności kolei górnej decyduje zazwyczaj zasada, ażeby linja od grzbietu dachu, wzgl. gzymsu dachowego domu jednej strony ulicy do dolnej krawędzi okna parterowego domu z drugiej strony ulicy, nie przecinała pomostu jezdni kolei nadziemnej.

Koleje wiszące są w tym względzie mniej skrępowane ; są one dopuszczalne i na mniej szerokich ulicach swobodniejsze w prowadzeniu linji z powodu dopuszczalności ostrzejszych łuków. Wadą zaś ich są skomplikowane rozjazdy, które pozostawiają pod wzgl. technicznym jeszcze do życzenia.

Koleje podziemne rozróżniamy o trzech sposobach budowy : bezpośrednio pod powierzchnią ulicy leżącą kolej poduliczną, bardzo głęboko leżącą kolej podziemną rurową i zwykłą kolej podziemną o tunelu sklepionym na głębokości pośredniej.

Koleje podziemne poduliczne, jakkolwiek podczas budowy zazwyczaj przerywają ruch uliczny w większym lub mniejszym stopniu, nie sprawiają za to hałasu i nie zasłaniają widoku ulicy, jak nadziemne i dają wygodę pasażerom przez bliskość peronu do powierzchni ulicy. To też miasta dają przeważnie pierwszeństwo kolejom podziemnym podulicznym, mając przytem jednocześnie większą łatwość uniknięcia wykupu gruntów lub domów w razie odchylenia trasy kolei od szlaku ulic.

Koleje podziemne głębsze (o tunelu sklepionym) prawie zupełnie nie są skrępowane szerokością ulicy; wykonanie zaś budowy jest możliwe bez przeszkód dla ruchu ulicznego, a przytem najczęściej bez wszelkiego wykupu gruntów lub domów.

Najmniejsza osięgalna różnica poziomu pomiędzy powierzchnią ulicy i peronami wynosi :

przy kolejach nadziemnych „    „    wiszących

m.

„    „    podulicznych

Koszta budowy kolei nadziemnych'są mniejsze, aniżeli podziemnych, zwłaszcza kolei wiszących. Koszta kolei podziemnych bardzo uzależnione od trudności wykonania wymaganych robót dodatkowych: jak przekładanie kanalizacji i innych przewodów, budowa syfonów, oraz od poziomu wód gruntowych.

II. Prowadzenie linji.

Linje poszczególne. Koleje miejskie szybkie prowadzą z jednego punktu miasta do drugiego drogą najkrótszą, możliwie prostą. Obejścia są dopuszczalne tylko dla ominięcia zabudowań temu przeszkadzających.

Jeżeli na to pozwalają warunki miejscowe, koleje miejskie szybkie winny być budowane jako linje średnicowe i powinny łączyć ze sobą główne węzły ruchu śródmiejskiego, przechodząc szlakiem głównych arteryj komunikacyjnych miasta.

Odległość linij równoległych w śródmieściu nie powinna być mniejsza, aniżeli wybrana dla tej dzielnicy odległość przystanków.

Skrzyżowania dwóch różnych linij w jednym poziomie niedopuszczalne.

Szerokość toru dla kolei miejskich szybkich stale normalna (1435 mm).

Obrysie zależy od wymiarów taboru; wysokość obrysia ponad główką szyny przeważnie 3,3—3,5 rn. Szerokość wagonu należy wybierać dostateczną, gdyż od tego zależy zdolność —i przewozowa kolei. Szerokość wagonu 2,3 m pozwala na dyspozycję trzech miejsc siedzących obok siebie i środkowe przejście. Przy szerokości zaś 2,6 m możliwe są cztery miejsca siedzące obok siebie. Szerokość obrysia winna z obu stron posiadać przynajmniej po 0,2 m luzu od _j pudła wagonowego.

Ograniczenia tych wymiarów dla kolei podziemnych o tyle są ważne, o ile nie powodują niedogodności dla pasażerów i trudności w budowie wagonów.

Obrysie berlińskiej kolei podziemnej widoczne jest z fig. 398.

Odległość torów i szerokość podtorza. Odległość torów na szlaku prostym conajmniej równa szerokości obrysia. Przy dyspozycji słupów środkowych odległość torów należy powiększyć o szerokość słupów.

Przy określeniu szerokości podtorza pamiętać o ścieżkach dla służby drogowej. Ścieżka o szerokości 0,5—0,6 m w tunelach ze środkowymi słupami przypada pomiędzy torami, zazwyczaj zaś z obu stron toru. Stąd przy szerokości wagonu 2,6 m, odległość torów 3—3,6 m w zależności od tego, czy ścieżka leży pomiędzy torami, czy zewnątrz torów ; całkowita zaś szerokość podtorza 6,6, wzgl. 7,0 m.

Pochyłości 25°/₀o (1 : 40) zupełnie możliwe, zaś 50°/po (1 : 20) dopuszczalne (przy trakcji elektrycznej), jeżeli przez nie ułatwione jest przejście z kolei podziemnej w nadziemną lub też układ skrzyżowań.

Silniejszych pochyłości niż 25°/₀o dla jazdy pod górę należy unikać.

Łuków poniżej 200 m promienia należy na szlaku możliwie unikać, poniżej zaś 125 m promienia całkowicie zaniechać.

f Z. 78 —

Drv^zec

J. 30

2..50

f 2. 78

f.50

Fig. 398.

Opór trakcji. Opór pociągu, złożonego z wagonów motorowych na prostej poziomej linji, można obliczyć z wzoru Francka, w którym opór całkowity rozłożony jest na opór zasadniczy i opór powietrza.

Opór zasadniczy w kg :

Wi = 2,5 ćr,

gdzie ćr = oznacza wagę pociągu w tonnach.

Opór powietrza w kg :

w.Ł — F. 9,45

V² km/godz.

1000

wielkość F w m² określa się z wzoru

^ = 7^ + 0,32 n + 0,015 G,

gdzie Fx — powierzchnia czołowa pierwszego wagonu w m², ilość następnych wagonów,

G — waga pociągu w tonnach.

Przy jednotorowym tunelu opór powietrza się zwiększa. Wielkość oporu zależy od wzajemnego stosunku przekroju wagonu do przekroju tunelu.

III. Tabor.

Wagony stale z przejściem wewnątrz, na dwuosiowych wózkach obrotowych i o możliwie dużej ilości (2—3 z każdej strony) drzwi bocznych, rozsuwanych w podłużnych ścianach wagonu. Siedzenia poprzeczne na kolejach nadziemnych przyjemniejsze, na podziemnych zaś niecelowe. Dostateczna przestrzeń na miejsca stojące w pobliżu drzwi niezbędna. Pzut poziomy wagonów patrz fig. 399, 400 i 401. -Jj

Szerokość wagonu (patrz

„Obrysie“, str. 302) stopniowo---

dochodzi do 3,1 m. Długość wagonów początkowo 12 m, stopniowo do-    _

chodzi do 20 m. Całkowita wysokość ["T

3,i 3,3 m.    ⁷ rJ m w m w m

Pudła wagonowe z żelaza. Odle- u    j •

głość osi wózków obrotowych 1650 do 2000 mm. Odległość środka wózków obrotowych 6—8 m.

Na 1 m długości pociągu przypada przy 2,6 m szerokości wagonu 7 miejsc, przy 3,1 m szerokości wagonu — 9 miejsc. Na jedno miejsce siedzące potrzeba 0,4 wi², na jedno stojące 0,25 m².

Waga wagonu motorowego na jedno miejsce wynosi 700—800 kg, dla wozu dodatkowego 300—400 kg. Obciążenie osi wagonów motorowych przeważnie 6—7 tonn, osi zaś potocznych wagonów dodatkowych 4—5 tonn.

hicrpwni/t ~j- ^    7 ~j    ^ I—F

~r lizJu '°~q^~ SnUtJSC sie(*tQc!/wy2nùjsc Siedząc.

!    thonrvoiïnt    J ^ J ^ j~

--/2770-

Fig. 399.

hcrownih

siedzących

Fig. 400.

- U/.045 -

Fig. 401.

IV. Budowa wierzchnia i jezdni.

Wierzchnia. Ze względu na obciążenia (patrz fig. 402) należy wybierać szynę o wadze 30—50 łi/nalrab.; odległość podkładów poprzecznych średnio 60—75 cm.

6.56.5    6.56.5 6.56.5    6.56.5

Fig. 402.

Statyczne obliczenie budowy wierzchniej według zasad, podanych w dziale „Budowa i utrzymanie toru“, str. 180 i n.

Podłoże winno być z najlepszego tłucznia.

Układ budowy jezdni. (Porównanie różnych sposobów budowy.) Na fig. 403 pokazane są różne układy budowy kolei szybkich w poprzecznym przekroju ulicy.

Koleje nadziemne na terenie własnym buduje się przeważnie na sklepionych wiaduktach. Wiadukt sklepiony zazwyczaj wypada drożej niż nasyp ziemny pomiędzy dwoma ścianami oporowemi, jednakże ten sposób budowy bywa często stosowany, gdyż przez wykonanie wiaduktu powstają pomieszczenia do wykorzystania.

Dla kolei nadziemnych, które prowadzone są na środkowym pasie szerokiej ulicy, stosowane są konstrukcje żelbetowe lub też możliwie mało

zasłaniające widok ulicy, konstrukcje żelazne. Odległość

"tamnumf—^seectczzzT

podłużna p podpór kolei nadziemnej 4 bywa 10—25 m, w zaleci żności od wysokości wiaduktu i głębokości, na jakiej znajduje się grunt stały.

xeeT“

Dźwigary podłużne najlepiej jako belki kratowe lub blachownice :

całość w formie wysmukłej i spokojnej. Odpowiednia waga żelaza 1,2—1,8 tonn na vtb.

Siły poziome przenosi się na filary kamienne, ustawione na skrzyżowaniach ulic, które należy przejść możliwie jednem przęsłem mosto-wem, lub też do oddzielnych filarów stałych; po-zatem w nowszych strukcjach filary wahadłowe bramiaste. — Jezdnia nieprzepuszczająca wody i tłumiąca hałas.

Obliczenie statyczne wiaduktów na zasadach przyjętych dla kolei głó-

Fig. 403.

—oV/i

kon-

wnych.

Koleje wiszące (typu Langen’a). Szyna jezdna spoczywa na podłużnych dźwigarach dwuteowych. Wagony wiszą na szynie jezdnej na dwukółkowych wózkach obrotowych, przyczem rama wózka obrotowego ob-chwytuje szynę i dźwigar szynowy z takim luzem, że dwukrzyżowe koła nie mogą się unieść ani spaść z szyny; przy jeździe na łukach wagony odchylają się swobodnie. Wykonane jako kolej miejska dotąd tylko w Voh-winkel-Elberfeld-Barmen. Dźwigary na podporach wahadłowych bramiastych, rozstawionych w odległościach co 20—30 m. Jarzma stałe zakotwione co 200—300 m dla przejęcia sił podłużnych.

Koleje podziemne. Przekroje poprzeczne kilku kolei podziemnych widoczne są z fig. 404.

Koleje podziemne poduliczne bezpośrednio pod powierzchnią ulicy. Pokrycie ponad tunelem (od powierzchni jezdnej ulicy do górnego zewnętrznego kantu stropu tunelu) conaj mniej 70 cm.

Ściany i spód tunelu przeważnie z betonu. Strop zw. płaski żelbetowy sklepiony (z cegły lub betonu) między dźwigarami. Przy dwutorowych tunelach dźwigary poprzeczne również podparte zapomocą podłużnych podciągów na słupach żelaznych, umieszczonych między torami (fig. 404 h).

Koleje podziemne ze stropem sklepionym tunelu możliwe, jeżeli pomiędzy górnem ograniczeniem prześwitu i powierzchnią ulicy conajmniej 1,5 m (patrz fig. 405) w zależności od urządzeń kanalizacyjnych, oraz głębokości, na jakiej się znajdują wody gruntowe.

Przy zagłębieniu tunelu w wody gruntowe nieodzowne w ścianach i spo-dzia (często i w sklepieniu) tunelu osłony z kilku warstw tektury smołow-cowej z obu stron dobrze posmarowanych smołą, całkowicie osłonięte lub betonem i nigdzie nieprzebite przez części żelazne.

lub

murem

a cna aao

'-—2,70

^2.70

sa

-2,95

ni

'—3JO—“J

'—3,30

3.65

a)

b)

c)

=^r

11^,^

If gofl^gofi m

■ 0,0- »

j I s v=°ÿ'i ih=u*

faay. v. •;»&:

□ OtMDDl

Togoh

?VJ

d)

TmîWi

e)

■W-V^M-'L-tVriAźA&M^.kw^

pgTnffnrTirTi

7.62-----

4.

111%

'N

«\W

f)

W/a'&ÏL

V/Xvv//A\

WA\W7&V/a^z/AW/â^

fl

□00 1

?!

p □□□ □□□ mi

•s

;ii

mt—im—

h)

Fig. 404.

Koleje podziemne rurowe na dużej głębokości (do 25 w) w celu łatwiejszego prowadzenia linji niezależnie od kierunku ulic i urządzeń podziemnych (jak kanalizacyjnych, wodociągowych, gazowych, fundamentów domów etc.) lub jako podejścia pod korytem rzeki, dopuszczalne tylko w warstwach gruntu stałych, nie dających obawy opuszczania się gruntu wskutek budowy tunelowej. Każdy tunel tylko na jeden tor; osłona tunelu złożona z poszczególnych odcinków pierścieniowych żeliwnych (patrz^fig. 406).

bruk

PT

dr e run. jer dnia podkład bet

"I

jgl’M&4Xy

0/Ą

OJ

7/0

/to

-2/0-

ii

Û7Ï

Fr.

:ć

-7.00

6,25

VIm

tli

7s'//A<

przewód

^Jrobdodgpwy

7.5k

8.60

glina rodzima

W '

'zaprawa

wapienna

Fig. 405.

Fig. 406.

Średnica tuneli rurowych (patrz fig. 404) w świetle pomiędzy kantami kołnierzy osłon żelaznych pierścieniowych conajmniej 3,20 m.

Duża różnica poziomu pomiędzy ulicą i peronami stacyjnymi wywołuje potrzebę zastosowania podnośników (dźwigów) dla pasażerów, co zwiększa koszta budowy i eksploatacji. Duża głębokość utrudnia również wentylację i powiększa niebezpieczeństwo w razie pożaru (wyjścia ratunkowe wskazane).

V. Urządzenia stacyjne.

Stacje pasażerskie: Układ torów. l.Stacjepośrednie (przejazdowe). Na stacjach pośrednich linja dwutorowa zazwyczaj prowadzona jest bez zmiany przez stację; zjazdy międzytorowe służą dla objazdu w razie zamknięcia jednego toru. Na niektórych stacjach — jeden tor zapasowy dla odstawiania uszkodzonego pociągu.

2. Stacje końcowe. W zależności od warunków lokalnych, a) Układ czołowy, wymagający najmniej miejsca, lub b) w formie pętlicy (promień nie mniej niż 30 m) możliwe na placach lub przez objazd bloku zabudowanego. Stacje końcowe w formie pętlicy są przeważnie tam stosowane, gdzie nie przewiduje się przedłużenia linji.

Przy wyborze typu stacji należy mieć wzgląd na dalszy rozwój linji; z tego powodu zakończenia kolei szybkiej należy traktować jako urządzenia czasowe, gdyż z rozwojem miasta również i Knje kolei stopniowo przedłuża się.

Układ peronów. Perony położone nazewnątrz torów umożliwiają prostolinijne przeprowadzenie torów bez odchyleń osi ich na stacjach i pozwalają na łatwe

tern

przedłużanie peronów w miarę rozwoju ruchu i wywołanego położenia jednostek pociągowych. W ulicach wąskich dojścia do peronów zarówno przy kolei nad-, jak i podziemnej są prostsze i mogą prowadzić bezpośrednio z chodników ulicznych.

Perony położone wewnątrz torów (perony środkowe, t. zw. wysepkowe) dają oszczędność na obsłudze stacyjnej. Cała szerokość stacji wypada nieco mniejsza. Peron międzytorowy pociąga jednak za sobą rozsunięcie osi torów, przez co budowa podtorza zajmuje więcej miejsca na ulicy; przy kolei nadziemnej pociąga to za sobą pewne konsekwencje, gdyż dla konstrukcji dźwigającej wynikają większe nieregularności. Przy kolejach podziemnych rurowych przeważnie perony międzytorowe wobec prowadzenia każdego toru w oddzielnym tunelu.

Celowa jest jednostajność układu peronów w obrębie jednej liuji.

Długość peronów nieco większa aniżeli jednostek pociągowych. Na ko-

1    5

lejach nadziemnych perony kryte są na —---— długości pociągów.

Użyteczna szerokość peronów wynosi: przy peronach zewnętrznych 3—4 wî, przy peronach między^ torami 5—7 m.

Dojścia do peronów (schody): krótkie, przejrzyste, prostolinijne, pokryte i takie, ażeby kierunek prądu publiczności nie krzyżował się. Najlepiej całkowicie oddzielne wejście i wyjście (fig. 407).

Szerokość schodów doprowadzających do peronów zależna od frekwencji; przy wykorzystaniu w jednym kierunku 2,5 m, w dwóch kierunkach zaś ze środkową ba-rjerą rozdzielającą 5—8 m (wyjątkowo) szerokości. Co do celowości barjery rozdzielającej zdania są podzielone. Wylot schodów najlepiej bezpośrednio na chodnik uliczny.

Przy różnicy poziomu pomiędzy powierzchnią ulicy i peronem do 9 m

hale z okienkami nadawczemi dla

we/iat i

— Peron

—Per o/)

Fig. 407.

wystarczają zwykłe schody; przytem sprzedaży biletów mieszczą się w połowie wysokości schodów. Przy większych różnicach poziomów obok zwykłych schodów stosowane są schody ruchome. Przy różnicy wysokości ponad 12 w podnośniki (bez oddzielnej za to zapłaty), oprócz tego schody na wypadek przerw w ruchu. Przy zastosowaniu podnośników sprzedaż biletów w poziomie ulicy.

Stacje oporządcze, warsztaty i magazyn. Dla ułatwienia i zmniejszenia kosztów rewizji stacje oporządcze dla kilku linij, a nawet dla całej sieci bywają połączone w jednym punkcie. Z powodu wymaganego na ten cel dużego tereuu z natury rzeczy muszą być lokowane w dzielnicach zewnętrznych miasta. Przy dłuższych linjach oprócz tego urządza się pomniejsze stacje oporządcze na stacjach krańcowych w celu uniknięcia przebiegu pustych wagonów. Zarówno dla kolei nad-, jak i podziemnej stacje oporządcze urządza się w poziomie terenu w celu zmniejszenia kosztów budowy.

Z budynków na stacji oporządczej są konieczne :

Domek nastawczy ze stacyjnem pomieszczeniem służbowem; wozownia (remiza), przy której dołączone są warsztaty podręczne, pomieszczenia dla obsługi pociągowej, pucerów i pracowników warsztatowych; magazyn; budynek dla administracji ; klozety ; urządzenia ogrzewania centralnego.

Budynek dla administracji zawiera też pomieszczenia dla majstra wagonowego i warsztatowego. Pomieszczenia dla pozostałej służby, jak szatnia, jadalnia, umywalnia i kąpiele, mogą być urządzone albo w różnych miejscach stacji oporządczej jako samodzielne budynki lub też jako dobudowa przy remizie lub połączone w jednym budynku.

Magazyn na materjały warsztatowe buduje się jako obszerny kilko-piętrowy budynek z połączeniem kolejowem, podjazdem dla wozów i windą. Obszerna piwnica pod magazynem lub oddzielny budynek na smary.

Remiza musi być całkowicie ogniotrwała bez użycia drzewa lub żelaza nieosłoniętego, więc albo z żelaza osłoniętego (w murze), albo

20*

179

z żelbetu. Odległość torów w remizie 4,5—5,5 m. Doły rewizyjne zaleca się na całej długości remizy.

Ze względu na pobliskie warsztaty główne urządzenia warsztatu na stacji oporządczej są znacznie ograniczone. Tory ustawcze wagonowe w warsztatach głównych winny pomieścić 7—8% całego taboru wagonowego. Bezpośrednie połączenie torów eksploatacyjnych z torami warsztatów głównych nie jest konieczne; mogą one być udostępniane przez tor wyciągowy lub przesuwnicę.

Odległość przystanków w śródmieściu 600—700 m ; w dzielnicy zaś handlowej, zwłaszcza, jeżeli kolej szybka ma zastąpić komunikację w poziomie ulicy, należy odległość przystanków celowo zmniejszyć na 500 — 600 m (wyjątkowo do 400 m).

Nazewnątrz miasta odległość przystanków zwiększa się stopniowo, dochodząc w dzielnicach zewnętrznych, graniczących ze śródmieściem do 700—800 m, dalej zaś nazewnątrz miasta w dzielnicach o zabudowaniu roz-rzuconem do 900—1000 m, a nawet do 1500 m.

Przystanki o ile możności na placach i skrzyżowaniach ulic o dużym ruchu, wogóle w głównych punktach ruchu z możliwie małą różnicą poziomu pomiędzy ulicą, a peronem. Powinny znajdować się nie na łukach, lecz na linji prostej.

VI. Ruch.

Przyspieszenie przy ruszaniu i zwolnienie przy hamowaniu. Średnie przyspieszenie przy ruszaniu w granicach 0,5 — 0,67 m/sek.², zwalnianie przy hamowaniu max. 1 m/sek.². W celu zwiększenia prędkości jazdy przyspieszenie przy ruszaniu na kolejach podziemnych często wspomagane położeniem stacji w punktach wierzchołkowych profilu podłużnego.

Prędkość jazdy. Maksymalna prędkość jazdy 40 — 50 km na godzinę, rokm średnia pomiędzy przystankami około 35, ⁶⁵ handlowa zaś, włączając postój na przystankach, 25 — 30 km godz.

Zależność pomiędzy odległością przystanków, prędkością jazdy i prędkością handlową wjkazuje fig. 408 przy przyspieszeniu przy ruszaniu 0,5 m/sek.², zwalnianiu przy hamowaniu- 1,0 m/sek.2 i postoju na przystankach 25 sek. (przy zastosowaniu celowo zbudowanych wagonów).

Największa gest o ś ć p o ciągó w. OdlegioŚĆ stacj)    Zużycie czasu na przystankach przez do-

Fig. 408.    jazd, postój- (25 sek.) i odjazd, conaj-

mniej 100 sek., zatem najw. osiągalna gęstość pociągów ok. 2 min. Normalna odległość pociągów nie więcej niż 5 min. Rozkład jazdy na kolejach miejskich szybkich (w śródmieściu) może się zatem wahać od 2 do 5 min.

km/godz.

«5 —i—r

*2.5

'I sl

^S5

ciMS

'<o S0

J «

1/«

²⁰

to

15

12.5

10

60

50

05

zoo ooo 600 so o woo i/o o morn

Sygnalizacja i urządzenia zabezpieczające. Duża prędkość jazdy i krótkie odstępy pociągów wymagają koniecznie stosowania całkowicie samoczynnych urządzeń zabezpieczających prawidłowość ruchu.

Na kolejach miejskich szybkich wymagany jest kompletny system blokowy i doskonałe urządzenia sygnałowe. Wszystkie stacje winny być zaopatrzone w sygnały wjazdowe i wyjazdowe. Zwrotnice i sygnały poruszane elektrycznością lub powietrzem ścieśnionem ; w tern ostatniem przy rozrządzaniu elektrycznem. Sygnały optyczne: na szlaku otwartym jako semafory (sygnały ramienne). W tunelach stosowane sygnały świetlne (czerwone i zielone).

Przy blokadzie obsługiwanej ręcznie daje się przeprowadzić gęstość pociągów co 2 min., przy samoczynnej co 1¹/₃ min., przyjmując czas postoju pociąga na stacji 25 sek.

Stacje pomiędzy sobą, a zwłaszcza obie sąsiednie, winny mieć połączenie telefoniczne. Dla kolei podziemnych są oprócz tego konieczne dobre urządzenia alarmowe i ratunkowe na wypadek pożaru.

VII. Koszta budowy.

Przybliżone cyfry kosztów budowy (z czasów przedwojennych w Niemczech) wedle G. Schimpffa¹) (przeliczone na złote) :

Koszta budowy podtorza w zł/iw

Koszta budowy przystanków jako dodatek do kosztów poprzedniej rubryki

zł

1. Wiadukt sklepiony . . żelazny :

2.

900.000—1,500.000

300.000— 430.000

a)    w ulicy.......

b)    z mostem o dużej rozpiętości ........

3.    Wiadukt kolei wiszącej . .

4.    Kolej w tunelu sklepionym

5.    Kolej poduliezna :

a)    na środkowym pasie szerokiej ulicy......

b)    w wąskich ulicach . . .

c)    dodatek w razie wód gruntowych ........

6.    Kolej w tunelu głębokim .

1,200.000—1,900.000

3,000.000—6,000.000

1,100.000—1,600.000

1,200.000—5,000.000

2,400.000—3,700.000

5,000.000—7,500.000

2,400.000-5,000.000 3,700.000— 6,<>00.00o

250.000- 370.000

300.000— 430.000 600.000- 950.000

500.000— 700.000

750.000—1,000.000

1,000.000—1,500.000

Koszta urządzeń na kilometr (również wzięte z czasów przedwojennych w Niemczech i przeliczone na złote) :

100.000—125 000 złotych 30.000— 95.000 180.000—370.000 90.000—190.000    „

90.000—190.000 370.000-670.000

1.    Budowa wierzchnia......

2.    Urządzenia zabezpieczające . . .

3.    Elektrownia .........

4.    Doprowadzenie prądu.....

5.    Warsztaty i remizy......

6.    Tabor............

Koszta placów przytem nie są uwzględnione.

Petersen podaje regułę (odnoszącą się do warunków przedwojennych w Niemczech) następującą: ażeby kolej dawała dochód, powinna wypaść ilość pasażerów, przewieziona w ciągu roku na kilometr, conajmniej równa kosztom budowy w markach (niem. przedw.).

LITERATURA.

Hervieu: T.e chemin do for métropolitain municipal de Paris. Paris 1903.

Gerlach: Die elektrische Untergrundbahn der ^tadt Schöneberg Berlin 1911. Kemmann: Die Entwicklung der städtischen Schnellbahnen seit Einführung der Elektrizität. Düsseldorf 1914.

Macholl: Piofilgesralt'ing bei Untergrundbahnen. Berlin und München 1914.

Musil: Die Schnellbahnen der Vereinigten Staaten von Ameiika. Wiesbaden 1913. Schimpf: Die städtischen Verkehrsmittel. Berlin 1921.

') „Wirtschaftliche Betrachtungen über Stadt- und Vorortbahnen.“

Koleje strome.

Ï. Koleje zębate.

Ustrój ogólny. W osi toru z gładkiemi szynami ułożona jest szyna zębata, o którą zaczepiają zazębione koła pędowe lokomotywy lub wozu motorowego. W ten sposób umożliwione jest pokonywanie spadków, nie osiągalnych na kolejach adhezyjnych.

Istnieją koleje wyłącznie zębate, posiadające szynę zębatą na całej długości i koleje z ruchem mieszanym, mające naprzemian szlaki adhezyjne i zębate.

Kuch przeważnie parowy, ale stosowana i trakcja elektryczna.

Na kolejach wyłącznie zębatych pociąg składa się z lokomotywy i 1—-3 wozów, albo z jednego wozu motorowego i jednego doczepionego. Lokomotywa zawsze od dołu dla bezpieczeństwa i ochrony sprzęgieł. Wozy zw. nie sprzęgnięte z lokomotywą, chyba na bardzo zmiennych spadkach. Chyżość jazdy 6—12 kmlgodz., zw. ok. 9 kmlgodz. Szerokość toru najwłaściwsza 1000 mm; stosowana dawniej 800 mm okazała się zbyt małą. Najmniejsze promienie 60—80 m, lepiej 80 m. Zaleca się stosowanie jednego promienia dla wszystkich łuków, a przynajmniej niewiele rodzajów, celem zmniejszenia ilości różnych części zapasowych. Poszerzenie toru tylko w tych łukach, gdzie zwykła gra między rąbkami kół i szynami nie wystarcza, najwyżej 14 mm, celem zapewnienia należytego odstępu między płaszczyznami bocznemi szyn i kół zębatych. Zaleca się stosowanie przechyłki toru i krzywej przejściowej, jak na kolejach adhezyjnych Spadki na torze o szerokości normalnej, gdy przechodzą nań wozy kolei głównych, nie ponad 100°/Oą ; gdy wozy kolei głównych nie przechodzą (więc i na wąskim torze) nie ponad 250%o przy szynie z pionowemi zębami. Przy szynie z zębami po-ziomemi (system Lochera) dopuszczalne spadki większe. Wyokrąglenie załomów spadków promieniem 500—1000 m.

Na kolejach z ruchem mieszanym chyżość na szlakach zębatych 7—15 km/godz., najczęściej 9—12 kmlgodz., na szlakach adhezyjnych 15—45 km/g odz., zw. 25—30 kmlgodz. Stosunek spadków 1:2 do 1:3, średnio 1 : 2,5.

Odpowiedni stosunek spadku na szlaku zębatym Sz do spadku szlaku adhezyjnego Sa określa wzór

s» — c Sa -j- (c w₀a — wos), gdzie

IV nz + Sz

C =-----,

lV₀a + Sa

przyczem w₀a i w₀z = spółczynniki oporu ruchu na torze prostym i poziomym szlaku adhezyjnego i zębatego.

Średnie wartości w₀z : dla lokomotywy 16 —30 kglt, dla wagonów 4—8 kg ft ; c waha dla istniejących lokomotyw dla ruchu mieszanego między 1,5 i 2,5, przeważnie nieco wdększe od 2,0.

Wyokrąglenie załomów spadków na szlakach adhezyjnych promieniem 2000 m. U podnóża szlaków zębatych trzeba przestawiać lokomotywę na tył pociągu. Uniknąć można tego przestawiania na początku szlaków zębatych przez zastosowanie trójkątów łukowych, a w punktach szczytowych między dwoma szlakami zębatemi zapomocą ostrych zwrotów. Szerokość toru normalna, gdy mają przechodzić wozy kolei głównych, zresztą 1000 mm. Krzywizny przy torze normalnym na szlakach adhezyjnych 240 —180 w, na zębatych 280—180 m, przy torze wąskim 150—80 m.

Podtorze. Koniecznym warunkiem stałość i znaczna wytrzymałość; ważne dobre odwodnienie. Przejazdy w poziomie szyn dopuszczalne, lecz

nie zalecane; przez założenie otwartych kanałów pod szyną zębatą należy zapobiegać zanieczyszczeniu szyny zębatej na przejazdach.

Tor. Ułożenie toru w żwirowce z dobrego tłucznia, przepuszczalnego i nie wytwarzającego pyłu. Grubość jej conajmniej 200 mm pod podkładami. Szeroka żwirówka, ujęta obustronnem obmurowaniem, stawia skuteczny opór wędrówce toru nawet na silnych spadkach. Podkłady żelazne lepsze od drewnianych. Na spadkach ponad 100%o zaleca się podłużne połączenie podkładów. Migracji toru zapobiec można przez zakotwienie. W odstępach co 50—100 m wpuszczone w podtorze bloki betonowe, a w nich kawałki szyn długie 1,0 w, tak, że górny koniec szyny opiera się o dolne ramię podkładu. W ten sposób przesunięcie toru jest uniemożliwione, przyczem pionowe ruchy toru nie doznają żadnej przeszkody. W każdym przekroju dwie takie podpory symetrycznie względem osi toru. Ubezpieczenie to wystarcza do 250°/oo- Przy większych spadkach wykonujemy podtorze murowane z silnem zakotwieniem toru.

Szyna zębata, a) Szyna Kigg ba cha ma kształt drabiny. Zęby o przekroju trapezowym, osadzone w ściance kształtowni- <3 tr~«d ków E i zanitowane na zimno. Odstęp zębów S Iq J j (80)—100 mm. Długość szyny 3,0—3,5 m, celem uzyskania małej zmienności wymiaru I szpary stykowej i ułatwienia transportu. Górna krawędź wzniesiona 50 — 90 mm ponad szyny toru gładkiego celem ochrony przed kurzem i ułatwienia konstrukcji rozjazdów. Wysoka szyna ułożona wprost na podkładzie (fig. 409), niska za pośrednictwem siodełek (fig. 410).

Przekrój podłużny

—- 3200    ..................

e n-

^------266

Fig. 409.

Widok z boku

s4-² -

m-56

■ 3200-

M-m- B © -B-B- Br -B-'B-Qr

dót    (O) CO) • ^ ■ -^JQÔra

■u:::—ccit'

JiL

6Ó0

TLU

tut

life

250 -T

250

mm

- 120.....

\B ,

Przekrój R B

Siodełko na podkładzie pośrednim

r 69 r

B ^ ^

ą Ą-_ , JSL

69

JEgr

V~-

-, ÖS

105    .....r,7s~

(S

s® SE

*00—~~....... 4)

Fig. 410.

i) Szyna Struba (fig. 411)

ma wysoką główkę, w której wycięte są zęby. Zalety prostota; łatwość wiązania silnemi łubkami; łatwe i silne związanie z podkładami; główka szeroką, więc zęby dostatecznie szerokie

przy stosunkowo nieznacznym ciężarze szyny; łatwość zastosowania kleszczy, nie dopuszczających do wytoczenia się koła zębatego na szynę.

400 - 50-501-

—133"—

# cl <r    ⁷⁰⁰ e

- . 4-.

»T

3*»

'éh,

■ iio ■ —    250-^

.........500— -?■

i⁻ - -f 70 —

Fig. 411.

1------

o ---

Î-

+H0 h ^nlB podziału «-

ÉL'tSïfQ

ia

fff

f20 ~-rS2'5 l-"-

c) Szyna Abta (fig. 412), zbudowana z dwóch, niekiedy z trzech blach płaskich z wyciętemi zębami, osadzonych w stołeczkach. Zęby poszczególnych blach przestawione o V₂, wzgl. o ¹/₃ szerokości zęba.

Koło zębate posiada również obręcz złożoną z 2 lub 3 pasów zazębionych z zębami prze-stawionemi. Korzyść w rozdziale ciśnienia na

Fig. 412.

r~T

-i-

koto zębate

LZz*i?ztw&ń.c*:+:zzzzz:

j W— .......... -j---uOO

LL

•«    - - ¹¹30‘ •

i* i

som^......j

150    — §

uJ

y 20 • »

•— 320

255

1.1

>{30-

130■

l£i

Fig. 413.

większą ilość zębów, które wskutek tego mogą być drobniejsze, więc ruch spokojniejszy.

<t) SzynaLochera (fig. 413). Płyta stalowa z wyciętemi obustronnie poziomemi zębami, przymocowana do trapezo-wego podkładu podłużnego, a ten kątowni-kami związany z podkładami poprzecznemi. Obustronne poziome koła , zębate umocowane sbnie I w swem położeniu tak, —J że wykluczone jest wy-

—    skoczenie zębów. Nadaje się do wielkich spadków (zastosowana na kolei na szczyt Pilatusa w spadku

-    do 480°/oo).

Wjazd z toru adhe-zyjnogo na zębaty zabezpieczony krótszą szyną

Wjazd

8<

Æ-

V60-------

7S0

- - 1 ; o-

"5

Fig. 414.

zębatą, ułożoną sprężyście (fig. 414) z zębami stopniowo zwężającemi się i wyższemi. W ten sposób zaczepienie zębów koła i szyny nastąpi pewnie i łagodnie.

coraz

Połączenia torów. Na kolejach o ruchu mieszanym rozjazdy wyłącznie w torach adhezyjnych. Połączenia torów kolei zębatych uskuteczniano dawniej zapomocą przesuwnie. Obecnie powszechnie rozjazdy z szyną zębatą stałą lub ruchomą, w miejscach skrzyżowania z szynami gładkiemi. W pierwszym wypadku szyna zębata doznaje przerwy, a dla utrzymania ciągłości czepianiu zębów potrzebna większa ilość kół zębatych; w drugim przypadku ciągłość szyny zębatej uzyskuje się przez wałków, stykających się nad szyną gładką i związanych z przyrządem zwrotniczym. Promienie łuków na rozjazdach 80—180 m.

Pojazdy. Lokomotywy kolei wyłącznie zębatych stosunkowo lekkie, z mechanizmem pędowym uruchomiającym tylko koła zębate. W tym wypadku szyna zębata potrzebna wszędzie, a więc w remizach, na przesu-wnicach i na obrotnicach. Ilość kół zębatych 1—3. Przy jednem kole stale osobne koło zębate do hamowania. Przy napędzie elektrycznym korzystny na kolejach wyłącznie zębatych prąd zmienny wobec stałej szybkości jazdy, ale częściej stosowany prąd stały z powodu łatwości urządzenia przewodów nadziemnych. Lokomotywy kolei o ruchu mieszanym otrzymują znaczny ciężar i osobne mechanizmy pędowe : adhezyjny i zębaty.

Lokomotywy otrzymują zwykle trzy niezależne od siebie hamulce, z tych jeden automatyczny. Ustroje: hamulce na kole zębatem w postaci opaski lub klocka, naciskających na tarczę hamulczą, osadzoną na osi koła; sanki hamulcze; hamulce powietrzne i z odwrotnem ciśnieniem: cylinder parowy pracuje jak pompa powietrzna; hamulce elektryczne: motor wytwarza prąd. Automatyczne hamulce: zaczynają działać przy przekroczeuiu dozwolonej chyżości najczęściej pod wpływem siły odśrodkowej ; przy lokomotywach elektrycznych równoczesne przerwanie prądu.

Wozy zwykle lekkie, opatrzone zwykłemi hamulcami klockowemi, działającemi na obręcz koła, prócz tego przy niektórych cięższych wozach jeszcze hamulec ręcz y. działający na koło zębate.

Wpływ spadku na wielkość oporu w kglf. 1000 sin a, jeśli a oznacza kąt nachylenia toru do poziomu.

Nacisk P na ząb przy jeździe pod górę równa się całkowitemu oporowi

w za-

ułożenie ruchomych ka-

ruchu

W = (L + Q) (w₀ + sin a), zaś przy eździe w dół średniej sile hamowania B:

3 n

Bkg = 1000 (L-f Q)

2 g t

przyczem L oznacza ciężar lokomotywy, Q ciężar wozów w tonnach, v szybkość jazdy w niIsek , ^przyspieszenie ziemskie, t czas trwania hamowania w sekundach.

Koło zębate usiłuje wytoczyć się na szynę zębatą z siłą, zależną od nacisku zęba, od kąta pochylenia bocznych ścian zęba i od kąta tarcia. Przeciwdziała temu odp. obciążenie osi zębatej, określone wzorem

p c°W - <P) ,

cos a

ß oznacza kąt nachylenia bocznych powierzchni zęba w szynie do linji podziału zębów, a <p kąt tarcia między zębami, wynoszący 6—14°, zależnie od stopnia zanieczyszczenia zębów.

Przy zbyt małem obciążeniu osi zębatej (na wielkich spadkach) ubezpieczamy ruch przez zakotwienie pojazdu.

przyc

zem

II. Koleje linowe terenowe.

Stosowane wyłącznie dla ruchu osobowego i bagażowego. Ruch zazwyczaj dwustronny, tj. jeden wóz wyjeżdża pod górę, a drugi zjeżdża na dół.

Szerokość toru zazwyczaj 1000 mm, rzadziej normalna lub mniejsza. Wobec podparcia pojazdów osiami systemu Abta (por. fig. 417), posiadają-cemi jedno koło opatrzone obustronnemi rąbkami, a drugie z szeroką walcową obręczą bez rąbków, staje się dokładne dochowanie szerokości toru mniej ważne.

Nadmiar siły pociągowej wozu, staczającego się wdół, służy do wyciągania drugiego wozu pod górę. Największa dozwolona szybkość 1,2—2,5 »n/sek. (tem mniejsza, im większy spadek).

Siła popędowa: a) Balast wodny w wozie zjeżdżającym na dół. Wymaga szyny zębatej z hamowaniem koła zębatego celem regulowania chyżości ; wozy są ciężkie ; dostarczenie wody niejednokrotnie uciążliwe ; napełnianie zbiornika wodą zabiera dużo czasu. Dlatego częściej stosowany :

b) Popęd mechaniczny, działający na tarczę w stacji górnej, na którą nawinięta jest wielokrotnie lina, celem uzyskania dostatecznego tarcia.

Zwykle jeden wóz na każdym końcu liny, stale do niego przyczepiony. Niekiedy przed wozem głównym wóz doczepiony.

Trasa dawniej wyłącznie prosta. Obecnie stosowane nieliczne krzywizny (1 lub 2 łuki), które przy należytym stosunku między grubością liny, a wymiarami rolek nie sprawiają trud-ności ani zwiększenia kosztów. Ważne należyte wykształcenie profilu podłużnego. Właściwie dla każdej trasy jest tylko jeden teoretycznie najlepszy profil podłużny w kształcie paraboli. Kształt ten zachowują w przybliżeniu wykonane kolejki, otrzymując spadki rosnące ku górze. Unikać silnych załomów spadku (załomy wklęsłe powodują podnoszenie się liny i uderzanie o rolki, zaś wypukłe zwiększają napięcie liny i nacisk na łożyska). Załomy tak wyokrąglić, aby lina i przy największem napięciu nie podnosiła się z łożysk, a więc raczej zbyt wiel-kiemi, niż za małemi promieniami. Często stosowany promień 2000 m, w silnych załomach większy. Spadki od 100 do 700%o- Największa wysokość pokonana jedną kolejką 977 rn ; największa długość 2370 m. Promienie krzywizn między 180, a 400 m, wyjątkowo w dół do 120 m, w górę do 700 m. Wobec małej chyżości przechyłka toru i krzywe przejściowe zbyteczne.

"Nf'

•V

Podtorze, wykonane jako nasyp, z powodu osiadania nieodpowiednie; zamiast nasypów mosty kamienne lub żelazne. Podłoże przy spadkach do 330°/Oo z tłucznia na pokładzie kamiennym, dla większych spadków murowane. Pobocza przy większych spadkach w stopniach. Przejazdów w poziomie szyn bezwarunkowo unikać. Urządzenia przeciw migracji toru, jak na kolejach zębatych, a więc oparcie podkładów na silnych blokach murowanych lub betonowych w odstępie co 100—200 m.

podkład

Rolki, prowadzące linę, w prostych co 15 m, w łukach co 8 — 10 m. W prostych rolki stoją pionowo i mają kształt walcowy albo wyżłobiony, w łukach rolki kierujące stoją ukośnie i posiadają rąbki kierownicze (fig. 415). Pomieszczenie rolek w skrzynkach drewnianych, murowanych lub betonowych należycie odwodnionych.

y-

Fig. 415.

Nawierzchnia. Szyna ma grusz-kowaty kształt główki celem zapewnienia chwytu hamulca kleszczowego (fig. 416). W podłożu żwirowem podkłady drewniane albo żelazne, na podłożu murowanem najczęściej silne kątowniki mero wnoramienne, jako najłatwiejsze do podmurowania. Dawniej linje dwutorowe, obecnie jeden tor z samoczynną mijalnią pomysłu Abta (fig. 417)

w środku dłagosci. Promienie na mijalni możliwie duże, 180—400 m. Użytkowa długość mijalni zwiększona o 5—10 m, z uwagi na wydłużanie się liny pod wpływem ruchu.

W-

- 130

-70■

Fig. 416.

■ i**»'«

fo

Fig. 417.

Lina okrągłą, z 42—144 drutów, często z konopną duszą. Największe dopuszczalne naprężenie liny równa się 7io naprężenia przy przerwaniu.

W o z y z podłogą w stopniach ; obok miejsc siedzących liczne stojące z uwagi na krótki czas jazdy. Wypróżnianie balastu .wodnego często automatyczne. Zapotrzebowanie wody przy jeździe próżno 600—1800 l na 100 m wysokości. Umocowanie liny do wozu w skrzynce linowej przez wygięcie drutów i zalanie kompozycją metalu. Ciężar martwy na jedno miejsce do siedzenia przy balaście wodnym około 210 kg, przy popędzie motorowym około 140 kg.

Hamulce przy popędzie zapomocą balastu wodnego ręczne, śrubowe z klockami lub opaskami, działającemi na oś koła zębatego. Automatyczne działanie przy przekroczeniu chyżości dozwolonej zapomocą siły odśrodkowej obracającego się ciężaru. Przy popędzie mechanicznym hamulce kleszczowe, uruchomione ze stanowiska woźnicy przez nacisk nogą ; w razie przerwania liny hamulce pracują automatycznie. Konieczne dokładne nastawienie celem zmniejszenia długości drogi hamowania.

Popęd. Urządzenia w stacji górnej. Przy zastosowaniu balastu wodnego potrzebny zbiornik na wodę i urządzenie do napełniania, oraz jedna tarcza z rolkami kierującemi. Na tarczy nawinięta lina, rolki kierujące wprowadzają linę we właściwe położenie.

Jako popęd mechaniczny zw. elektryczność w postaci prądu stałego z akumulatorami, które regulują niepożądane wahania napięcia w sieci i umożliwiają utrzymanie ruchu w razie chwilowej przerwy w dopływie prądu. Tarcze obrotowe (jedna, dwie, a nawet trzy)? o średnicy 2,5 — 6,0 m, ułożone w pochyleniu, zgodnem ze spadkiem toru. Żłobki na obwodzie, stanowiące łożysko dla liny, wyłożone skórą lub drzewem celem zwiększenia tarcia.

w an

Mechanizm popędowy posiada podwójne hamulce: ręczny, obsługi przez maszynistę i automatyczny, działający po przekroczeniu dozwolonej chyżości; hamulec ten przerywa zarazem dopływ prądu przy popędzie elektrycznym.

¹

) „Zeitschrift f. Kleinbahnen“, r. 1916, str. 541.

III. Koleje linowe wiszące.

. Przeważnie dla ruchu towarowego; dla osobowego wyjątkowo. Zalety: niskie koszta budowy i wykupna gruntów; szybkość wykonania ; niezale-źtiość od ukształtowania terenu; małe koszta ruchu i łatwość przeniesienia w inne miejsce.

Dla niewielkich długości wystarcza urządzenie jedno- lub dwutorowej pochylni linowej, prowadzącej ciężary z góry na dół, a w odwrotnym' kierunku próżne wózki. Tor. lina druciana c? = 15 — 35 m», z drutów o wytrz. 6000—12.000 kg/cm*. W stacji górnej lina silnie zakotwiona, w dolnej napięta zapomocą windy lub ciężaru na bloku. Przy większych długościach potrzebne podparcie pośreduiemi słupami. Po linie toczą się rolki z obwodem żłobkowanym, na których wiszą ciężary transportowane. Spuszczanie ciężarów w dół przy pomocy osobnej liny pociągowej, nawiniętej na bębnie. Pochylnie takie można urządzić już dla spadku 8%.

Nieporównanie wydatniejsze są kolejki linowe z ciągłym ruchem okrężnym przy użyciu liny bez końca.

Istnieje system angielski i niemiecki. W obu lina druciana bez końca, rozpięta na kozłach drewnianych lub żelaznych. W syst. angielskim lina przesuwa się na rolkach przy pomocy tarcz obrotowych, umieszczonych w obu stacjach końcowych, a na niej zawieszone są wózki w pewnych odstępach. W syst. niemieckim linanośna nieruchomo ułożona na kozłach podporowych ; po niej toczą się wózki, odpowiednio zawieszone, uruchomione przy pomocy drugiej liny pociągowej, nawiniętej na tarcze obrotowe w stacjach końcowych. Jako siła pociągowa służy siła ciężkości i w razie potrzeby siła motoru, działająca na tarczę obrotową. System angielski, jednoliuowy, jest tańszy, ale mniej wydatny. Jego granica zdolności transportowej 10 t na godzinę.

Trasa kolejki linowej powinna posiadać kierunek prosty, jednak jeden lub dwa załomy, odpowiednio urządzone, nie powodują utrudnienia ani podrożenia ruchu. Przy bardzo małym kącie załomu i gdy mają być prowadzone ciężkie wózki w niewielkich odstępach, można w jednym jedynym załomie włożyć łuk o wielkim promieniu, np. 10.000 iw; wogóle lepiej jest wykształcić załom, jako stację kątową.

Profil podłużny stosuje się do terenu. Istnieją kolejki o wybitnym falistym kształcie profilu. Przekroczenia niezbyt szerokich dolin można wykonać jedną wdększą rozpiętością (lOOO m i więcej). Wtedy lina znacznie zwisa (dla rozpiętości 900 m strzałka zwisania 44m), więc dolina musi być odp. głęboka, lub filary wysokie, więc silne i kosztowne. Przy przekraczaniu ostrych grzbietów podpory ustawiać gęsto, aby pionowa odchyłka kierunku liny na podporze nie przekraczała stosunku 1 : 10. Dlatego na ostrym grzbiecie wypadnie czasem przekop, nawet krótki tunel.

Bardzo długie linje dzielimy na części, aby lina nie była zbyt gruba i ciężka; nawet w terenie płaskim nie stosujemy ciągów ponad 10 km. Obojętne, czy poszczególne części leżą na jednej prostej, czy stykają się pod kątem, można więc każdej części nadać kierunek najdogodniejszy.

Fig. 418.

Lina nośna dla mniejszych ciężarów, albo dla strony, po której biegną próżne wózki, może być skręcona z 19 drutów z tyglowej stali zlewnej, 3—6 mm grubości, w ten sposób, że około jednego drutu rdzennego ułożona jest warstwa z 6, a na niej druga z 12 drutów. Dla większych ciężarów dodajemy jeszcze jedną warstwę z 18 drutów. Druty nie mogą być ani lutowane, ani spajane w inny sposób; dlatego dostarcza się linę w długościach takich, by ciężar jednego drutu nie przekraczał 50 kg. , Lina kręcona wymaga częstego i starannego smarowania, A aby nie dopuścić do wsiąkania wilgoci do wnętrza. Wadę tę Al usuwa lina szczelna czyli zadrutowana o gładkiej / powierzchni, w której górna warstwa urobiona jest z drutów o przekroju S, a pod nią przychodzi warstwa drutów o przekroju klinowym (fig. 418).

Kawałki liny łączymy zap. sprzęgła nasuwkowego (fig. 419), złożonego z dwóch rękawów, związanych łącznikiem śrubowym i zatyczkami. Końce drutów w rękawie rozchylone i rozparte klinami, albo zalane kompozycją metalu.

Fig. 419.

Lina pociągowa: jako lina pasmowa, skręcona z kilku lin cieńszych; rdzeń stanowi często linka konopna. Łączenie kawałków takiej liny przez splatanie.

Podpory, w odstępach normalnych 60—80 m, wysokie 6 — 8 m; przez zastosowanie różnych wysokości wyrównywa się drobne nierówności terenu. Podpory z drzewa lub żelaza. Przy obliczaniu podpór uwzględnić należy obciążenie pionowe, poziome napięcie liny, parcie wiatru na podpory i wózki, zerwanie liny itp.

i 15

i»

-900

Kozły żelazne na podmurowaniu, drewniane można zakopać w ziemię \1 na 1,5 m głęboko, albo podmurować.

Fig. 420.

Ułożenie linyno-śnej na podporze na żelaznym trzewiku łożyskowym, słabo wypukłym. Lina spoczywa w żłobku; obustronne wyniosłości podpierają rąbki koła (fig. 42u).

Lina w syst. angielskim i lina pociągowa w niemieckim otrzymują prowadzenie na podporach zapomocą rolek żeliwnych. Używa się smukłych i lekkich krążków, dających mniejsze opory i łatwiejszych do wymiany.

Wózki skł. się: z właściwego wózka, toczącego się po linie, z zawieszenia i ze skrzyni na ładunek. Pojemność skrzyni do 1000 kg, lepsze wózki lżejsze. Właściwy wózek: dwa stalowe kółka ze żłobkami półkoli-stemi, połączone dwiema blachami. Łożyska kółek kuliste, stąd małe opory ruchu. Zawieszenie skrzyni jednostronne. Kształt skrzyni zależy od rodzaju przewożonych ciężarów. Połączenie wózków z liną pociągową zapomocą automatycznego sprzęgła tarciowego. Hamowanie na tarczy obrotowej ; na silnych spadkach każdy wózek zaopatrzony hamulcem automatycznym, działającym i podczas odłączenia wózka od liny pociągowej, przyczem siła hamowania rośnie ze spadkiem.

Stacje końcowe urządza się tak, aby droga wózka od miejsca wjazdu na stację do miejsca załadowania, wzgl. wyładowania, była jak najkrótsza, gdyż wózki na tej przestrzeni przesuwa się ręcznie.

Konstrukcja drewniana na podmurowaniu dźwiga całe urządzenie. Obydwie liny nośne silnie zakotwione przy wejściu do stacji. Do końców lin przytyka stały, jednoszynowy tor wiążący, zawieszony na konstrukcji drewnianej, uformowany w kształcie pętli, odpowiednio do miejscowych potrzeb. Przejście wózków z liny nośnej na szynę wiszącą po ruchomej iglicy, a równocześnie następuje automatyczne odczepienie wózka od liny pociągowej. Lina pociągowa po odprzęgnięciu wózka przechodzi na tarczę obrotową (jedną lub dwie), na których nawinięta jest wielokrotnie w miarę potrzeby. Na tarczy głównej osadzone śą tarcze hamownicze, a taśmy, opasujące je, służą do hamowania. W stacji dolnej liny nośne nie zakotwione, lecz otrzymują na końcach ciężary wyprężające. Lina nośna przechodzi na tarczę obrotową, umieszczoną na wózku, obciążonym ciężarem, wskutek czego otrzymuje ona pożądane równomierne naprężenie.

>52

-ir~"ös

gfS?

*WST"

1MH

8*» TXW WMWWP/MpĄ :

mź

r-i

8 KII

ta mr

li

M~

CTIHI

Fig. 421.

T"

W—W~"

fi

ff-

Fig. 422.

rr\ ; '

IX

-a

SS£V

~~S-

Fig. 423.

Szkic układu stacji górnej por. fig. 421; stacji dolnej fig. 422.

Stacje kątowe, służące do zmiany kierunku trasy (fig. 423), urządzone podobnie, jak stacje końcowe. Lina nośna części górnej napięta zapomocą ciężaru, części dolnej zakotwiona. Przez punkt załomu toczą się wózki po szynie wiszącej, połączonej z linami nośnemi zapomocą iglic. Linę pociągową przeprowadza się zw. przy pomocy systemu rolek przez stację kątową, a tylko na długich linjach doznaje ona przerwy. W tym ostatnim wypadku staje się stacja kątowa połączeniem stacji początkowej i końcowej, przy-czem niema zazwyczaj osobnego motoru popędowego, i ruch przenosi się zapomocą tarcz z jednej części na drugą.

Na przekroczeniach komunikacyj należy pod koleją wiszącą ustawić dach ochronny drewniany albo siatkowy celem unieszkodliwienia materjałów, któreby spadły podczas transportu, lub wózków przy przerwaniu liny.

Kosztorys kolejki linowej wiszącej obejmuje: a) koszt wykupna wzgl. dzierżawy gruntów, b) koszt kozłów podporowych, c) koszt konstrukcyj sta-cyjnych, d) koszt urządzenia mechanicznego, e) koszt motoru, /) koszta transportu materjałów, montowania urządzenia i koszta różnorodne.

W czasie wielkiej wojny znalazły te kolejki na alpejskim teatrze wojny bardzo rozległe zastosowanie.

LITERATURA.

Wątorek: Budowa kolei żelaznych. T. II. 1924.

Die Biaejibahntechnik der Gegenwart. IV. Band, Abschnitt A. 1905. Förster: Taschenbuch für Bauingenieure. 4. Auflage. 1921.

Handbuch der Ingenieurwissenschaften. V. Band, 8. Abteilung. 1906. Stephan: Die Drahtseilbahnen. 1914.

Strub: Die Bergbahnen der Schweiz. 1900.

Urządzenia ochronne na kolejach.

Zabezpieczenie ruchu pociągów kolejowych przeprowalza się zasadniczo w dwu kierunkach, tj. w kierunku pewnego zamknięcia zwrotnic dla przejazdu pociągów i w kierunku krycia tychże przeciw zderzeniu lub najechaniu na siebie. Zabezpieczenia te stosuje się zależnie od ważności, wzgl. od prędkości i gęstości ruchu pociągów danej linji kolejowej.

sygnałów, bez lub z urządzeniem do elektrycznego zamykania tych sygnałów po przejeździe pociągu.

Do zamykania lokalnie ustawianych zwrotnic używa się zamków zwrotnicowych kluczowych i zaworów iglicowych. Do ze-środkowanego nastawienia i zamykania zwrotnic służą przestawniki iglicowe.

Do krycia stacyj i pociągów na linji służą sygnały stałe, tj. masztowe (semafory) i tarczowe. Masztowe, zależnie od miejsca, gdzie są ustawione, dzieli się na sygnały wjazdowe, wyjazdowe, drogowskazowe i odstępowe. Do tarczowych należą tarcze ostrzegawcze i przetokowe. Do uruchomienia sygnałów stałych, przestawiania i zamykania zwrotnic stosuje się najczęściej pędnię drutociągową lub prąd stały o napięciu 110 — 140 wolt.

Stacyj linij lokalnych w zasadzie nie kryje się sygnałami ; stosuje się tylko zamknięcie zwrotnic wjazdowych; dla stacyj linij drugorzędnych kryje się sygnałami i zamyka zwrotnice wjazdowe, wreszcie dla stacyj linij kolejowych pierwszorzędnych stosuje się zamknięcie zwrotnic wjazdowych i wyjazdowych w zawisłości z sygnałami kryjącymi, często pod zamknięciem elektrycznem, zaś szlak między stacjami dzieli się na odcinki również kryte sygnałami, w pobliżu których ustawia się strażnice z urządzeniem do nastawiania

Do ześrodkowanego nastawiania tylko zwrotnic, może być również zastosowane przeniesienie sztywne (układ sztywny) lub zgęszczone powietrze.

Największe zastosowanie ma pędnia drutociągowa, jako najtańsza.

Pędnie drutociągowe dla poszczególnych urządzeń wciąga się do sta-wideł z odpowiednią ilością dźwigni nastaw czych, zaś stawidła umieszcza się w środkach rejonów zgrupowania zwrotnic i sygnałów.

Zamknięcie zwrotnic. Do zabezpieczenia zwrotnic przestawianych ręcznie używa się najczęściej zamków zwrotniczych kluczowych, przymocowanych do stopy szyny w pierwszem polu między progami, tj. jak najbliżej końców iglic. Zamki te mają na celu nie trwałe przyciskanie iglicy do opornicy, ale zapobieżenie przestawienia zwrotnicy przez niepowołane osoby. Zamek zwrotnicy powinien mieć taką konstrukcję, aby przy najechaniu za iglicą zwrotnicy mylnie ustawionej i zamkniętej nastąpiło odłamanie haka zamykającego, a nie wykolejenie pojazdu. Odstęp haka zamku powinien wynosić 2 mm. Zamków zwrotnicowych używa się do zwrotnic nie wciągniętych w ubezpieczenie stacyj, przez które przejeżdżają pociągi pod iglice zwrotnic torów prowadzących w tor główny, odwiedlnych zwrotnic, wreszcie zwrotnic ważniejszych, nie będących pofl stałym dozorem strażników.

mmmĘ;

llPil!#

;èsL..r

X°I3\ V*

i,

jap

ysr

Fig. 424.

Najczęściej używany jest zamek zwrotnicowy systemu Stefana Götza (fig. 424), który składa się z haka zamykającego a, umieszczonego w podstawie żeliwnej r i dwóch haków mniejszych c, służących do przymocowania zamka do stopy szyny, oraz zamka wertheimowskiego d. Długość haka zamykającego można ustalić przy pomocy naśrubka nastaw-czego. W stanie otwartym hak główny może być zapomocą sprzężonej z nim rączki b odłożony (obrócony) do poziomu stopy szyny, tj. na prawo o 90°. Klucz odnośny e można wyjąć z zamku dopiero po ustawieniu haka pionowo i po dokładnym obrocie klucza do zamknięcia. Do skombino-wanego zamknięcia dwu lub więcej zwrotnic, przy których musi być zachowany pewien porządek otwierania, wzgl. zamykania zwrotnic, używa się zamków zwrotnicowych z dwoma kluczami, z których jeden jest kluczem kontrolnym, a wyjęty służy do otwierania i zamykania drugiej zwrotnicy. Klucz kontrolny tkwi stale w zamku i może być wyjęty dopiero po otworzeniu zamku kluczem właściwym. Klucze zamków zwrotnicowych powinny być opatrzone trwałemi tabliczkami z nazwą stacji i oznaczeniem zwrotnicy, a prócz tego znakiem lub —, tj. czy zwrotnica jest zamkniętą w normalnem położeniu, czy w przestawionem. Zamiast oznaczenia -j-, wzgl. —, może być użyty kształt tabliczki kwadratowy, wzgl. trójkątny. Zamki zwrotnicowe należy opatrzyć skrzynkami ochronnemi, a miejsce, w którem są zmontowane, winno być należycie odwodnione. Do zamykania zwrotnic zaopatrzonych w samoczynne zamknięcie iglic używa się zamków trzpieniowych (fig. 425), które są umocowane do mostka szyny oporowej trzpieniem a odpychającym iglicę od opornicy.

Do ochrony zamków zwrotniczych na szlakach otwartych stosuje się skrzynki ochronne z grubej blachy zamykane na klucz.

Fig. 425.

Do ześrodkowanego zamykania lokalnie nastawianych zwrotnic używa się zaworów iglicowych (fig. 426). Zawór taki składa się z krążka żeliwnego A, osadzonego na osi stalowej B, silnie umocowanej na dnie osłony zawora C. Na wierzchu krążka odlany jest wystający pierścień rozwarty S o przekroju kwadratowym. Ponad krążkiem umieszczony jest suwak żelazny I)

iss

EJ

EJ

•o

iftvavm

Jl

f*.

A 'A

X. *

Fig. 426.

z odpowiedniemi wycięciami do zamknięcia, połączony prostopadle z iglicą. Przy obrocie krążka pierścień wchodzi w odpowiednie wycięcie i zamyka zwrotnicę w jednem lub w drugiem położeniu. Zawory dla zwrotnic z hakami, których iglice przy przestawianiu przesuwają się za sobą, mają suwak podwójny, złożony z dwu przystających do siebie części z odpowiedniemi wycięciami do zamknięcia.

Zaworów używa się do zamykania zwrotnic, wchodzących w odnośne drogi, jazdy, a położonych ponad 250 m od miejsca ześrodkowanego nastawiania, oraz bliższych zwrotnic ześrodkowanych, leżących w torach głównych, a najeżdżanych przez pociągi pod iglicę. Zawory te kontrolują również ustawienie tych zwrotnic; stąd ich nazwa: zawory kontrolne. Zawory mogą zamykać zwrotnice w położeniu normalnem i przestawionem, lub też całym obrotem w jednem z wymienionych położeń. Normalnie musi się utrzymywać je w stanie otwartym, gdyż przy najechaniu zwrotnicy niewłaściwie zamkniętej za iglicą, ulegają zupełnemu zniszczeniu.

Przyrząd nastawczy dla zwrotnic (fig. 427) wkłada wie, podobnie jak zawór iglicowy, z żeliwnego krążka a z odlanym półpierścieniem c, na wierzchu krążka wkręcony jest trzpień b do przesuwania suwaka. W średnicy nad krążkiem w wycięciach osłony osadzony jest suwak d z głowicą od spodu wyżłobioną prostopadle do suwaka. Przy obrocie wchodzi trzpień w wycięcie głowicy i powoduje przesunięcie tegoż. Trzpień krążka zatacza łuk, i przy wejściu w wycięcie głowicy, mając tendencję dalszego obrotu, pociąga suwak d, a tem samem i obie iglice. Po przestawieniu iglic

!~ d h----------1

ÎF!/

'a

fTP

]-------

H'Me

125 m/J^<

~ i:

Fig. 427.

dalszy obrót krążka powoduje wejście półpierścienia c w wycięcie listewki zamykającej e przymocowanej do spodu suwaka zapómocą dwu śrubek ścinalnych i zamyka zwrotnicę. Przy najechaniu zwrotnicy mylnie nastawionej za iglicą, następuje gwałtowne przestawienie iglic i przesunięcie suwaka, a ponieważ listewkę zamykającą przytrzymuje półpierścień c, przeto następuje ścięcie śrubek. Droga suwaka wynosi 125 tum Obrót przy odemknięciu wynosi 93°, przy przestawieniu 133°, a przy zamknięciu 93°. Przyrządy nastawcze są rozmaitego systemu, zależnie od konstrukcji zwrotnicy. Przyrząd nastawczy nie posiada stanu obojętnego, tj. suwak jego jest zawsze przytrzymany tak w normalnem, jak i w przestawionem położeniu. Wszystkie przyrządy nastawcze i zawory musza być opatrzone skrzynkami ochronnemi żelaznemi lub drewnianemi.

Sygnały stałe służą do krycia stacji i pociągów na szlaku. Do sygnałów stałych należą wszystkie sygnały masztowe (semafory) i tarczowe (fig. 428).

Sygnały masztowe są jedno-, dwu- i trojramienne i zależnie od swego celu dzielą sie na wjazdowe, wyjazdowe, drogowskazowe i odstępowe. Największe zastosowanie mają sygnały masztowe jedno- i dwuramienne. Kamie ustawione poziomo, wzgl. w nocy jedno światło czerwone, sygnalizuje jazdę wzbronioną; ramię ustawione ukośnie pod 45° na prawo, patrząc w kierunku jazdy, wzgl. w nocy jedno zielone światło, jazdę w kierunku prostym; dwa lub trzy ramiona ustawione pod 45°, w nocy dwa lub trzy światła zielone, sygnalizują jazdę dozwoloną w zboczenie.

o>

o°

Sygnał masztowy składa się słupa rurowego długości 9—10 m lub kratowego ze szczeblami, jednego, dwu lub trzech ramion o długości 1,80 m, przyrządu bezpieczeństwa, wyciągu latarniowego z odpowiednią ilością ramek do osadzenia szkieł sygnałowych i jednej, dwu lub trzech latarń o silnych reflektorach.

Sygnały tarczowe składają się z niższego słupa ze szczeblami z dwu-teownika, tarczy, przyrządu bezpieczeństwa, wyciągu latarniowego z ram-kami do osadzania szkieł sygnałowych i latarni sygnałowej.

Do tarczowych sygnałów należą tarcze ostrzegawcze, i przetokowe.

Okrągła żółta tarcza ostrzegawcza zwrócona ku pociągowi, a w nocy dwa żółte światła, oznacza „zwolnić jazdę“, zaś poziomo ustawiona tarcza, a w nocy dwa zielone światła w linji wznoszącej się ukośnie na prawo, oznacza dalszą jazdę dozwoloną.

Fig.428.

Niebieska tarcza kwadratowa, której jedna przekątnia pada pionowo, zwrócona ku przetokowemu parowozowi, a w nocy niebieskie światło, oznacza przetaczanie wzbronione; tarcza poziomo ustawiona, wzgl. w nocy matowo białe światło, przetaczanie dozwolone. Tarcze przetokowe nie mają znaczenia dla pociągów. Unieważnienie sygnału uskutecznia się przez zwieszenie ramienia pionowo, wzgl. usunięcie tarczy odnośnego sygnału.

Przyrząd bezpieczeństwa sygnału stałego, włączony w pędnię druto-ciągową, ma za zadanie przy przerwie pędni drutociągowej spowodować natychmiastowe opadnięcie ramion sygnałowych, wzgl. tarczy, do normalnego stanu.

Sygnały wjazdowe ustawione są w odległości najmniej 100 m przed zwrotnica najdalej wysuniętą, lub przed miejscem, które ma być zabezpieczone, zaś ostrzegawcze w odległości hamowania od sygnału wjazdowego po stronie kierownika parowozu. Odległość hamowania zależy od spadków, wzgl. wzniesienia szlaku przed sygnałami i ciężaru hamowanego i waha się w granicach 500—700 m. Jeżeli szlak przed sygnałem wjazdowym lub od-stępowymleży we wzniesieniu do 5°/₀₀, wynosi ona najmniej 700 w, zaś we wzniesieniu powyżej 5%o najmniej 500 m (fig. 428). Sygnały wyjazdowe są ustawione odpowiednio do układu torów 3 m przed odnośnym kresownikiem.

Sygnały odstępowe ustawia się po stronie kierownika parowozu w pobliżu dotyczącej strażnicy (fig. 429).

Pędnie drutociągowe. Do ześrodkowanego ustawiania zwrotnic, wzgl. przyrządów nastawczych, zaworów iglicowych i sygnałów używa się najczęściej podwójnej pędni druto-ciągowej z drutu stalowego cynkowanego, o średnicy 4 lub 5 mm o wytrzymałości na rozerwanie najmn. 10.000 kg/cm2 prowadzonej nad ziemią na małych krążkach w wysokości 400—600 mm w odstępach 8 —10 w lub podziemnie w kanałach żelaznych, drewnianych, betonowych o przekroju od 20/20 do 40/40 zależnie od ilości drutociągów. Kanały powinny być przysypane piaskiem lub tłuczniem (szutrem). Pędnię prowadzi się linją jak najmniejszych oporów, tj. mającą jak najmniej załamań i łuków. Na załamaniach przechodzi na krążki zboczeniowe zapomocą łańcucha lub linewki o średnicy 5—7 mm, skręconej z jednomilimetrowego drutu żelaznego, dobrze cynkowanego. Linewka nie powinna być sztywna i ciągliwa. Połączenie drutociągu z łańcuchem lub linewką uskutecznia się zapomocą oczek z tego samego drutu o długości 100 mm, złączonych z drutociągiem przez dokładne owinięcie na całej

u......3Q0-IQQ .._ljj)in,.1P0ra_j

300-700rn. rnintOOm.

2-t

Posterunek blokową

Posterunek blokową

Fig. 429.

Stacja

J_Stacja

.(

S-

Fig. 430.

długości poza oczkiem, jednomilimetrowym drutem żelaznym cynkowanym; nawinięcie to zalane zostaje dokładnie cyną. Oczka i ogniwka łańcucha spięte są zapomocą haczków tej samej wytrzymałości.

Do wyrównania różnic w długości pędni drutociągowej, występujących wskutek zmiany temperatury stosuje się przyrządy wyrównawcze ciężarkowe (fig. 430). Przyrządy wyrównawcze można zastosować również pod stawidłem.

Do częściowego skracania lub wydłużania pędni używa się ściągadeł drutociągowych o trzpieniu śrubowym nacinanym dwukierunkowo. Sztywny układ sporządzony jest z dokładnie prostych rur żelaznych gazowych, cl = 42 mm, gr. 4,5 mm, a dł. 5—6 m (ciężar 4,5 kg/m b). Łączy się je zapomocą nasuwek śrubowych z żelaza kutego o dł. 120 mm. Rur giętych nie powinno się używać. Układa się je nad ziemią w wys. 130 mm lub pod

ziemia 70 mm pod stopa szyny, na krążkach, wzgl. wklęsłych wałeczkach w odstępach 3—3,5 m. Krążki te ułatwiają ruch układu do odbycia drogi 250 mm. Oddalenie krążków musi być takie, aby w razie potrzeby można było wstawić jeden człon układu. Wydłużenie układu, skutkiem zmiany temperatury wynosi przy układzie nadziemnym 1 mm na 1 m b., przy podziemnym 0,5 mm na 1 m b. Wyrównanie ruchu układu sztywnego można przeprowadzić przez włączenie członu na osi obrotu osadzonej w silnym fundamencie.

Stawidła mechaniczne. Do ześrodkowanego ustawienia zwrotnic i sygnałów, oraz zamykania zwrotnic używa się odpowiednio skonstruowanych stawideł mechanicznych.

Stawidła te można zastosować: 1. do ustawiania wyłącznie sygnałów, lub 2. do ustawiania sygnałów, oraz zwrotnic, 3. do zamykania dróg jazdy, wreszcie 4. tylko do przestawiania zwrotnic w rejonach przetokowych. Przy ześrodkowaniu wymienionych urządzeń w jednym rejonie przyjmuje się następujące największe oddalenia od punktu ześrodkowania :

200 m do nastawiania zwrotnic przy układzie sztywnym,

300 m „    „    „    „ podwójnej pędni drutociągowej,

400 m do zamykania zaworów    „    „    „    „

1200 m do nastawiania sygnałów „    „    „    „

Przy większych odległościach jest korzystniejsze, ale znacznie droższe użycie prądu silnego. W miarę potrzeby stosuje się w stawidłach odpowiednie zawisłości.

Stawidło mechaniczne składa się z silnego kozła, umocowanego na silnym fundamencie, z odpowiednią ilością krążków, z rączkami do obrotu o 90° lub 180°, a zamykanych listwami żelaznemi, uruchomianemi przy pomocy bocznych rączek. Przy projektowaniu stawideł należy pozostawić 30% miejsc na dźwignie dla ewentualnego rozszerzenia stacji, wzgl. powiększenia ilości torów. Stawidła mechaniczne dla sygnałów, lub dla sygnałów i zwrotnic, umieszcza się przed biurem mchu, tak, aby obsługujący był między stawidłem i torami, a zwrócony do stawidła miał tory za sobą w oddaleniu najmniej 5 m od najbliższego toru, przy równoczesnem uwzględnieniu jak najlepszej przejrzystości rejonu stacyjnego. Ugrupowanie dźwigni w stawidle należy przeprowadzić tak, aby na krańcach stawidła były dźwignie sygnałów wjazdowych, zaś ku środkowi dźwignie sygnałów wyjazdowych i przetokowych, szyn ostrzegawczych i zwrotnic, od najdalszych do najbliższych. Długość stawidła mechanicznego od środka śrub podstawowych l = 160 n -|- 75, gdzie n = ilość dźwigni.

Konstrukcja dźwigni dla zwrotnic powinna być taka, aby przy najechaniu odnośnej zwrotnicy, mylnie ustawionej za iglicą, stawidło nie uległo uszkodzeniu. Wszystkie dźwignie powinny mieć w każdem położeniu zamknięcie zapadkowe. Stosunek ruchu dźwigni do ruchu zwrotnicy przy układzie sztywnym wynosi 1 : 8 (droga układu wynosi 225 do 240 mm), przy pędni drutociągowej 1: 4,25. (Droga obrotu dźwigni 180° odpowiada drodze drutociągu 500 mm, zaś droga obrotu 90° drodze druto-ciągu 250 mm.)

może

Dźwignie wogóle nie powinny być przestawiane ponad siłę. Siła przestawienia na rączce ma wynosić najwyżej 30 kg dla sygnałów i zwrotnic pojedynczych, zaś 35 kg dla zwrotnic sprzężonych (podwójnych). Uszeregowane dźwignie w stawidle są zawisłe od siebie przy pomocy listew zamykających, uruchomionych odpowiedniemi klamkami. Między sygnałem wjazdowym głównym, a sygnałem ostrzegawczym musi być zawisłość, wzgl. przymus, ustawienia najpierw sygnału głównego na wjazd dozwolony, a następnie sygnału ostrzegawczego. Odwrotny porządek przy ustawieniu do stanu normalnego. Do ustawienia sygnału głównego i ostrzegawczego być zastosowana tylko jedna dźwignia. (Ustawienie równoczesne.) Dla po

szczególnych dróg jazdy muszą być odnośne dźwignie zwrotnic i zaworów odpowiednio ustawione, zamknięte listwą zawisłości, uruchomioną boczną rączką, a ta zamknięta dźwignią szyny ostrzegawczej, poczem dopiero da się ustawić sygnał główny i ostrzegawczy na jazdę dozwoloną. Wszystkie zamknięcia dróg jazdy w stawidle mechanicznem przedstawia się na tablicy zamknięć, projektowanej odpowiednio do układu torów. W stawidle mechanicznem mogą być przeprowadzone zamknięcia tylko dla 4 torów; można zatem zastosować je tylko dla małych stacyj.

Szyny ostrzegawcze (czujki) stosowane przy urządzeniach do ze-środkowanego ustawiania zwrotnic i sygnałów i zamykania dróg jazdy,

>/

\i

-f-

i- ■

. fi

'S

i~ar

nu

f*

'A

/i

Lau

Fig.431.

Fig. 432.

mają na celu zabezpieczenie przed przestawianiem zwrotnic pod kołami pojazdu. Szyna taka (fig.431) składa się z listwy żelaznej c o przekroju kątowym dł. 10 m, przymocowanej do stopy szyny uchwytami b, a uruchomionej zapomocą pędni drutociągowej dźwignią ze stawidła mechanicznego. Przy całym obrocie dźwigni odnośnej wykonywa listwa ta ruch wzdłuż szyny i 4 cm ponad głowicą szyny, a następnie wraca do normalnego położenia. Przy sprowadzeniu dźwigni do normalnego położenia wykonywa te same ruchy. Jeżeli na torze znajduje się pojazd, nie można dźwigni przełożyć, gdyż listwa ta nie może wykonać ruchów wymienionych, a odpowiadających drodze obrotu dźwigni do normalnego położenia. Ponieważ dźwignia szyny ostrzegawczej przełożona zamyka rączkę listwy zamykającej dźwignie zwrotnic danej drogi jazdy, przeto nie można dźwigni tych zwrotnic pod-

czas przejazdu pociągu przed czasem przestawiać do normalneg-o położenia. Szyny ostrzegawcze stosuje się dla torów wjazdowych z jednej i drugiej strony stacji za odnośnemi zwrotnicami wjazdowemi. Jedna dźwignia można uruchomić dwie szyny ostrzegawcze. Dźwignie szyny ostrzegawczej zamyka się dźwignią sygnału wjazdowego; można prócz tego zamknąć ja także zapadką uruchomioną elektromagnesem, umieszczoną nad odnośną dźwignią w szkatułce z okienkem kontrolnem.

W zamkniętym stanie okienko kontrolne przysłonięte czerwoną, otwarte białą częścią tarczki. Otworzenie dźwigni szyny ostrzegawczej może nastąpić przez ustawienie dźwigni sygnału wjazdowego do stanu normalnego i usunięcie zapadki zamykającej zapomocą prądu galwanicznego, przez najechanie pociągu na kontakt szynowy (automatyczne) lub kluczem.

Kontakty szynowe, używane do automatycznego zwalniania dźwigni szyny ostrzegawczej polegają na podnoszeniu się rtęci w naczyniu kontaktowem, pod naciskiem kół pojazdu i połączeniu kablowych przewodów z cewkami elektromagnesu zamykającego. Zamiast kontaktów szynowych mogą być użyte szyny izolowane.

Jeżeli stacje są tych rozmiarów, że stawidło mechaniczne w środku nie da się zastosować, dzieli się stację według zgrupowania zwrotnic na rejony, które otrzymują oddzielne stawidła. Normalnie mają stacje po 2 stawidła i to na krańcach stacji, na większych stacjach więcej w miarę potrzeby. Ponieważ te rozdzielone stawidła muszą być zależne od kierownika ruchu, ujmuje się je pod zamknięcie blokowe elektryczne przy zastosowaniu odpowiednio urządzonego aparatu stacyjnego zarządczego.

Zastosowanie zamków elektrycznych blokowych. Zamek blokowy elektryczny (fig. 432) składa się z pręta naciskowego a, opatrzonego u góry gałką, i z pręta dolnego zamykającego b, który w górnej części ma występ e, służący do przechylania zapadki zamykającej ku środkowi. Pręt górny naciskowy jest sprzężony z prętem dolnym zamykającym w ten sposób, że przy naciśnięciu górnego zsuwa się w dół także zamykający, zaś przy ustaniu nacisku górny wraca do normalnego położenia, dolny zaś może być przytrzymany. Dalszą częścią składową zamka elektrycznego jest zapadka zamykająca c, która przy naciśnięciu pręta górnego przechyla się ku środkowi mechanizmu; zapadka bezpieczeństwa g, przeciw powtórnemu naciśnięciu, cewki indukcyjne s, kotwica jednobiegunowa ; zazębiony wycinek koła d osadzony na osi' o do połowy wyciętej ; uchwyt f przymocowany do kotwicy, a służący do ściągania wycinka koła w dół; kontakty k służące do łączenia mechanizmu z przewodami elektrycznemi ; sprężyny. Na wycinku koła przymocowana jest tarczka (z miki lub aluminjum) czerwono-biała, zielono-biała łub czarno-biała zależnie od tego, do jakiego celu służy zamek elektryczny.

Wszystkie wymienione części składowe zamka zmontowane są na płytce żeliwnej p i stanowią jedną wkładkę aparatu blokowego. Zamknięcie lub odemknięcie zamka elektrycznego składa się z dwu czynności, mechanicznej i elektrycznej. Przy naciśnięciu pręta górnego a zsuwa się na dół również i pręt zamykający b, przyczem występ górny pręta zamykającego e ciśnie na sprężynę zapadki zamykającej c i powoduje przechylenie się jej popod wyciętą do połowy oś o wycinka zazębionego, ku środkowi mechanizmu. Przy naciśnięciu następuje równocześnie połączenie odnośnych kontaktów elektrycznych z cewkami indukcyjnemi mechanizmu.

Prąd zmienny, wysłany z induktora, powoduje ruch wahadłowy kotwicy, a tem samem i uchwytu /, który ściąga zazębiony wycinek koła na dół, przyczem powoduje obrót osi o, która pełną częścią przytrzymuje przechyloną zapadkę zamykającą c. Po ustaniu nacisku pręt górny i kontakty wracają do normalnego położenia, zaś dolny pręt zostaje przytrzymany

w wycięciu przechylonej zapadki zamykającej. Po zamknięciu mechanizmu i powrocie pręta naciskowego do stanu normalnego, wpada zapadka bezpieczeństwa g pod łącznik pręta naciskowego i wyklucza powtórne naciśnięcie. Pręt zamykający b, przytrzymany na dole, zamyka krążek dźwigniowy bezpośrednio lub zapomocą listwy żelaznej, wzgl. odpowiedniego przeniesienia. Otworzenie zamka elektrycznego następuje tylko przez obrót osi wyciętej o dc normalnego położenia i zwolnienia zapadki zamykającej c, co może nastąpić przez wysyłkę prądu zmiennego do szpul indukcyjnych zapomocą drugiego mechanizmu. Do zamknięcia (zablokowania) mechanizmu elektrycznego potrzebny jest odpowiedni nacisk pręta górnego i conajmniej sześciokrotny obrót korbą induktora. Zamki elektryczne blokowe są połączone ze sobą parami zapomocą przewodów najczęściej kablowych w ten sposób, że gdy jeden jest przymknięty, drugi jest otwarty, pomimo, że zasłonki w okienkach skrzyni blokowej są tego samego koloru. Z poszczególnych zamków blokowych są złożone aparaty blokowe. Zamki elektryczne blokowe uruchomione są prądem indukcyjnym zmiennym, wytwarzanym iuduktorem Siemensa o 6, wzgl. 9 magnesach. Można zapomocą niego wytworzyć przy 48 obrotach na minutę i przy oporach 1000 ohmów prąd zmienny lub stały (jednokierunkowy) o napięciu 30, wzgl. 45 wolt. Zamkami elektrycznymi mogą być zamykane tylko sygnały (mają wówczas zasłonki czerwono-białe) lub też i drogi jazdy (te mają wówczas zasłonki

zielono-białe). Zamki blokowe elektryczne mogą być użyte również jako zamki pomocnicze do przytrzymywania innych zamków, a wówczas zamyka się je prądem indukcyjnym zmiennym, a otwiera się automatycznie prądem galwanicznym. Mają one zasłonki czarno-białe (nowsze urządzenia). Do udzielania przyzwoleń drogą elektryczną stosuje się również zamki elektryczne blokowe.

_________.. tut

JH-; 1

Stawidło mechaniczne pod zamknięciem elektrycznem (fig. 433) składa się z kozła, przymocowanego do dźwigarów podłogi, z odpowiednią ilością dźwigni dla sygnałów i zwrotnic. Na koźle zmontowana jest skrzynia z listwami zamykającemi dźwignie zwrotnic, a tem samem drogi jazdy ; listwy te są uruchomione klamkami. Na skrzyni tej od strony szlaku ustawiona jest skrzynia blokowa z odpowiednią ilością zamków elektrycznych a na drugim końcu skrzynka ze wska-źnikami torowymi (numerator torowy). ii J ) Najnowsze stawidła typu Siemensa mają następujące dźwignie:

Fig. 433.

1. dźwignie ścinalne, używane do przestawienia zwrotnic sprężystych, dla drogi drutociągu 500 mm przy obrocie dźwigni o 180°;

2.    dźwignie nastawcze dla drogi drutociągu 500 mm przy obrocie dźwigni 180°;.

3.    dźwignie nastawcze dla drogi drutociągu 250 mm przy obrocie o 180° (z redukcją zapomocą odpowiedniego przeniesienia w krążku dźwigniowym) ;

4.    dźwignie nastawcze dla drogi drutociagu 250 mm w jedną lub w dragą stronę przy obrocie dźwigni o 90° w dół lub górę ;

5.    dźwignie nastawcze dla drogi drutociagu 670 mm przy obrocie o 200°;

6.    dźwignie z dwiema rączkami dla sygnałów dwuramiennych i zaworów dla drogi drutociagu 500 mm przy obrocie jednej lub drugiej rączki o 165°. Długość stawidła w milimetrach : l — 100 {v₁ -j- n₂ -f- 1) -f- 220, gdzie oznacza ilość gniazd dla dźwigni z jednej strony, n₂ ilość gniazd dla dźwigni z drugiej strony od środka stawidła. Szerokość jednego gniazda dźwigni wynosi 100 mm. Stawidło pod zamknięciem elektrycznem ma normalnie sygnały zablokowane, zaś zamki drogowe otwarte. Dla wjazdu lub wyjazdu otwiera kierownik w biurze zamek elektryczny _ odnośnego sygnału i zapomocą wskaźnika drogowego dysponuje tor wjazdu lub wyjazdu. Strażnik blokowy ustawia wówczas zwrotnice odpowiednio, zamyka je przełożeniem klamki umieszczonej pod odnośnym wskaźnikiem torowym, zamyka klamkę zamkiem elektrycznym drogowym, a wreszcie ustawia „na jazdę dozwoloną“ sygnał wjazdowy i ostrzegawczy (wzgl. wyjazdowy). Po wjeździe (wyjeździe) pociągu ustawia strażnik sygnały do normalnego położenia i zamyka elektrycznie, poczem dopiero może kierownik ruchu otworzyć zamek elektryczny drogowy, a tern samem i zwrotnice. Stawidła w stacjach dwutorowych szlaków mają dla wjazdów i wyjazdów osobne zamki elektryczne drogowe i wskaźniki torowe.

Aparat stacyjny zarządczy. Odpowiednio do ilości stawideł pod zamknięciem elektrycznem zbudowany jest aparat zarządczy, umieszczony w biurze kierownika ruchu, a połączony ze stawidłami zapomocą przewodów kablowych. Przy nowszych urządzeniach aparat taki składa się z właściwego aparatu zarządczego i skrzyni (dokowej, umieszczonej na tylnej połowie aparatu zarządczego, z odpowiednią ilością zamków elekirycznych blokowych. Na widocznej części skrzyni zarządczej jest uwidoczniony schemat torów danej stacji z dwoma suwakami wskaźnikowymi dla stacji szlaku jednotorowego, zaś z czterema dla stacji szlaków dwutorowych. W skrzyni zarządczej zastosowane są odpowiednie zawdsłości mechaniczne jak i połączenia kontaktowe do odnośnych wskaźników torowych na stawi-dłach. Dla wjazdu (wyjazdu) ustawia kierownik ruchu suwak wskaźnikowy na dotyczący tor, zamyka go przełożeniem klamki umieszczonej na przedniej ścianie aparatu zarządczego, a tern samem połączą kontakty przewodów do wskaźnika na stawidle i odmyka (deblokuje) elektryczny zamek sygnału wjazdowego (wyjazdowego). Danie sygnału odpowiednim tłoczkiem budzikowym powoduje równoczesne ukazanie się numeru toru na wskaźniku stawidła. Strażnik blokowy, otrzymawszy dyspozycję na numeratorze, postępuje jak opisane powyżej. Jeżeli jest więcej stawideł, używa się zamków elektrycznych przyzwalających, które pod wspólnym klawiszem przytrzymują właściwe zamki elektryczne. Do porozumiewania się biura ruchu z ustawniami opatrzone są aparaty blokowe odpowiednią ilością dzwonków i przycisków budzikowych.

Urządzenie na prąd silny. Do uruchomienia zwrotnic i sygnałów można użyć prądu silnego zamiast pędni drutociągowej lub układu sztywnego.

Przy stawidle na prąd silny, nastawienie zwrotnic i sygnałów uskutecznia się zapomocą mechanizmu nastawczego. uruchomionego motorem elektrycznym, połączonym za pośrednictwem przewodów kablowych z odnośną klamką lub rączką kontaktową w stawidle. Do popędu motorków używa się prądu stałego z baterji akumulatorów o napięciu 110—140 wmlt, a do kontroli i uruchomienia włączonych elektromagnesów zamykających prądu stałego o napięciu 24—32 wolt z drugiej baterji akumulatorów. Jeżeli jest do dyspozycji tylko prąd zmienny, przetwarza się go na prąd stały. Wydajność baterji akumulatorów oblicza się przynajmniej na 48 godzin. Przy obliczeniu zużycia prądu należy przyjąć dla każdej włączonej

zwrotnicy 100, a dla każdego sygnału 40 przestawień na dobę. Oprócz tego należy przewidzieć urządzenie do włączania i użycia prądu wprost z sieci w razie usterki w baterji akumulatorów.

Stawidło na prąd silny może być użyte jako samodzielne, ale tylko wówczas, gdy kieruje ruchem odpowiedzialny dyżurny ruchu. Przy sta-widłach zawisłych od urzędu ruchu lub od innego stawidła, używa sie blokady normalnej, jak przy urządzeniach mechaniczno-elektrycznych. Połączenie motorków zwrotnic i sygnałów ze stawidłem uskutecznia sie za-pomocą przewodów kablowych w ołowianej osłonie i żelaznym pancerzu.

Do zwrotnic i sygnałów dalej położonych używa się kabli grupowych, do bliżej położonych kabli pojedypczych. Do powrotu prądu służy wspólna żyła kablowa. Przy kablach grupowych należy przewidzieć przynajmniej 10% żył rezerwowych. Kable układa się w głębokości 0,8 m w piaskowem podłożu i przykrywa cegłami przed zasypaniem.

Miejsce ułożenia kabli powinno być trwale znaczone w załamaniach, zaś w prostej linji co 50 m.

Motor do uruchomienia przyrządu na-stawczego zwrotnicy (fig. 434) jest urządzony na prąd stały do sterowania o sile ¹/₂ HP, zmontowany na przyrządzie nastaw-czym w odpowiedniej wysokości nad terenem i szczelnie osłonięty wrraz z przy-

a r-s

2.

R.

ru

i,

■z.

z*

Z*

jxr

ro

-t.

°o°

-j u.

O/û

UJ

Fig. 434.

UJ

Fig. 435.

rządem nastawczym, przeciw zanieczyszczeniu i wilgoci. Potrzebną ilość obrotów do przestawienia zwrotnicy powinien motor wykonać w ciągu

2,5 sekundy, a pracę przestawienia iglic, przełączenia kontaktów i obrócenia latarni sygnałowej uskutecznić na możliwie największą odległość i przy najniekorzystniejszem powietrzu. Sprzężenie przyrządu nastaw -czego z motorem musi być tego rodzaju, aby przy najechaniu mylnie ustawionej zwrotnicy na iglicę nastąpiło przestawienie iglic bez uszkodzenia przyrządu nastawczego i motoru. O każdem najechaniu mylnie ustawionej zwrotnicy musi być uwiadomione stawidło akustycznie (dzwonkiem alarmowym) i optycznie.

Doprowadzenie przeciętej zwrotnicy do zgodnego stanu z klamką załączającą musi być łatwe. Ważne zwrotnice, najeżdżane przez pociągi osobowe pod iglicę, muszą mieć kontrolę dokładnego przylegania kończyn iglic. (Kontakty kończynowe.) Urządzenie powinno być takie, aby w razie usterki można było wyłączyć mechanizm zwrotnicy, a zwrotnicę ustawić ręcznie. Przyrząd do ustawiania sygnałów (fig. 435) jest zbudowany nieco odmiennie, motor zaś podobnie jak zwrotnicowy o sile również ¹/₂ HP. Przyrząd nastawczy ma odpowiednio do ilości ramion elektromagnesy włączające. Całe urządzenie nastawcze sygnału tak na jazdę „wolną“, jak i „wzbronioną“ ma ruch przymusowy. Ramiona i tarcze sygnałów mają urządzenia kontaktowe, przez które przechodzi prąd i sygnalizuje w stawidle ustawienie odnośnego sygnału na jazdę „dozwoloną“. Działanie tego prądu ustaje, jeżeli sygnał automatycznie opada na jazdę „wzbronioną“. Brak prądu w przewodzie kontrolnym ujawnia się również, jeżeli sygnał nie ustawi się odpowiednio do przełożenia klamki.

Automatyczne opadnięcie sygnału na jazdę wzbronioną musi nastąpić przy zniesieniu zamknięcia drogi jazdy, lub po przejeździe pociągu przez odnośny kontakt lub szynę izolowaną. Opadnięcie to może przeprowadzić także kierownik ruchu zapomocą klucza kontaktowego. Z opadnięciem sygnału na jazdę wzbronioną opada równocześnie i tarcza odnośnego sygnału ostrzegawczego.

przyrząd nastawczy sygnału jest umieszczony również w silnej skrzyni ochronnej i powinien być łatwo dostępny.

Motor i

nekCrom&vriçs

Kovtakr s/vno* y

Szviia ïsoh W'iha

Sidii spovzynhu

Kia.mhî pr/chżo/ki i ZdJnhnïç/d

rr

Podiiui jazdy- poeLiÿU

Khlwkâ droooMl »dm

Fig. 436.

się dzieje momentalnie.

Stawiflło na prąd silny jest podobnie zbudowane, jak mechaniczne pod zamknięciem elektrycznem. Zamiast dźwigni ma. klamki lub rączki, włączające dla zwrotnic sygnałów i poszczególnych dróg jazdy. Klamki są połączone przewodami kablowymi z odnośnemi urządzeniami, oznaczone kolorami i mają zawsze w stanie normalnym przepisane położenie. Zwyczajnie mają położenie normalne na prawo i mogą być przekładane na lewo o 90°. Klamki drogowe (fig.436) mają położenie pionowe i mogą być przekładane na lewo lub prawo o 45°. Przy nowszych urządzeniach niema osobnych klamek sygnałowych, tylko kombinowane z klamkami drogo-wemi. Wówczas przy obrocie klamki o 45° następuje zamknięcie drogi, a przy obrocie o dalsze 45° ustawienie sygnału, co Blokada przy stawidłacli na prąd silny, zawisłości i wykluczenia niektórych czynności, jest tego samego systemu, co i przy stawidłach mechanicznych pod zamknięciem elektrycznem. Oprócz mechanicznych zawisłości są w tych stawidłach i zawisłości elektryczne. Zgodność klamek zwrotnic i sygnałów, musi być kontrolowana akustycznie i optycznie. Tak samo musi być sygna-

iizowane niedokładne ustawienie, jak przecięcie zwrotnicy mylnie ustawionej przez najechanie tejże za iglicą.

Użycie zgęszczonego powietrza zamiast prądu silnego może mieć zastosowanie tylko do przestawiania zwrotnic w rejonach przetaczania, ale jest ss    mało używane z powodu licz

nych usterek, występujących w przewodach rurowych.'

Usta Wilia. Stawidła tylko dla sygnałów ustawione przed biurem ruchu nie mają budek ochronnych. Stawidła mechaniczne do ześrodkowanego ustawiania zwrotnic i sygnałów ustawione również przed biurem ruchu, chronione są budkami blaszanemi lub drewnianemi, zaś stawidła pod blokowem zamknięciem, ustawione normalnie na krańcach stacji, umieszcza się w odpowiednio zbudowanych ustawniach (fig. 437 i 4 38). Rozmiary tychże należy dostosować do rozmiarów stawideł, przytem uwzględnić umieszczenia w tychże pieca i potrzebnych sprzętów, oraz przewidzieć miejsce dla ’ £    wolnego przejścia, wzgl. do-

i -⁰⁵

i

1

;

;

j

c--

ses.

i?

f:

Vs

rm,

=T

i'

l( m

\ iii

DID

LOCI™.

OMA - m---os- - v

Fig. 437.

•frr

o-»

tü>

tfu.

0*1»

»?

0'15

godnego dostępu do stawidła. Budowa ustawni powinna być

:3r.'X"

ni

fW

;:it’ 'i VU '

Ul

î'i

t !!

i !

i i hi «

Ir

'i|L

ł/'

m.

r~~

El

ZSZ

EEC

-Û-

o-

HL

Fig. 438.

trwała na wpływy atmosferyczne, podłoga na podwyższonym mencie a w odstępie od najbliższego tom najmniej 2,20 m. zbudowana między większa ilością torów powinna być piętrowa dla lepszego przeglądu. Przednia strona (frontowa) cała i boczne do ²/₃ oszklone. Długość ustawni zależna jest od długości stawidła; powiększa się ją w miarę potrzeby o jedno lub więcej okien frontowych. Wejście powinno być boczne (nie na tory) i nie od strony panujących wiatrów. Do ustawni piętrowych stosuje się schody zewnętrzne w celu oszczędności miejsca. Dzwony sygnałowe, motorki do zapór drogowych i miejsce ustępowe powinny być umieszczone w pobliżu ustawni.

funda-

Ustawnia

Linja blokowa. Wysyłka pociągów jednego za drugim podług czasu jest niepewna, a to z powodu braku wiadomości, co się dzieje z pociągiem na szlaku. Najpewniej jest wysyłać pociągi w odstępach stacyjnych, co jednak przy żywszym ruchu nie da się utrzymać. Wtedy dzieli się szlak między stacjami na odpowiednio długie odcinki, na granicach których ustawia się sygnały odstępowe. Jeżeli te sygnały nie są pod zamknięciem elek-trycznem, wówczas strażnice te służą do telefonicznego zgłaszania pociągów ; jeżeli zaś sygnały odstępowe są pod zamknięciem blokowem, stanowią linje blokową.

Prowadzenie ruchu na szlaku jest unormowane instrukcjami dostosowanemu do rodzaju zabezpieczenia. Linje blokowe są po większej części stosowane na szlakach dwutorowych. Długość odcinków zależy od chyżości i ilości pociągów, mających przejechać w pewnym czasie. Jeżeli czas potrzebny do przejazdu odcinka nazwiemy t, długość l, a średnią chyżość

w km na 1 godz. v, to t = —. Przy dokładnem obliczaniu należy brać pod

uwagę spadki, wzgl. wzniesienia, zatrzymania na przystankach i stratę chyżości przy zatrzymaniu i ruszaniu z miejsca (przyjmuje się zależnie od urządzenia hamulczego od 0,5 do 8,5 min ) Najmu, dopuszczalna długość odcinka blokowego równa się największej długości pociągu, powiększonej o przepisaną odległość do krycia pociągu. Linje blokowe zaczynają się i kończą w stacjach. Zapomocą linji blokowej dana jest możność do wjazdu pociągu na odcinek blokowy szlaku dopiero wówczas, gdy poprzedni pociąg opuścił odnośny odcinek. Do tego celu stosuje się również zamki elektryczne blokowe.

Aparat posterunku blokowego składa się ze stawidła z dwiema dźwigniami lub korbami do uruchomienia sygnałów odstępowych, które mogą mieć w niektórych wypadkach i sygnały ostrzegawcze, aparatu blokowego z 4-ma zamkami elektrycznymi (a to z 2-ma ramkami sygnałowymi i 2 pomocniczymi) 2 przenośników (Relais), 2 dzwonków, 2 przycisków dzwonkowych, szyn izolowanych i baterji galwanicznej. Zamki sygnałowe są normalnie otwarte, natomiast pomocnicze przymknięte. Dla każdego kierunku jest 1 zamek sygnałowy i 1 pomocuiczy, razem pod wspólnym klawiszem. Sygnał odstępowy w stanie normalnym można ustawiać dowolnie, ale zablokować go nie można, gdyż przytrzymuje go odnośny zamek blokowy pomocniczy. Dopiero po przejeździe pociągu przez szynę izolowana i automatycznem otwarciu zapomocą prądu galwanicznego zamka pomocniczego i ustawieniu odnośnego sygnału na jazdę wzbronioną, da się klawisz zamka sygnałowego i pomocniczego nacisnąć i zablokować. Okienko zamka sygnałowego w aparacie zmienia się wówczas na czerwone, zaś pomocniczego na czarne. Otworzenie zamka sygnałowego nastąpi dopiero po wje-ździe pociągu w następny odcinek szlaku, ustawieniu sygnału na „stój“ i po zablokowaniu sygnału na następnym posterunku. Początkowym blokiem jest zamek elektryczny pod wspólnym klawiszem ze zamkiem elektrycznym sygnału wyjazdowego jednej stacji, zaś końcowym blokiem zamek sygnału wjazdowego następnej stacji, do której pociąg zdąża. Blok początkowy jest normalnie otwarty (okienko białe), natomiast obydwa zamki blokowe stacyjne, tj. zamek sygnału wyjazdowego jednej stacji i zamek sygnału wjazdowego drugiej stacji są stale zamknięte (okienka czerwone), a otworzyć je może tylko dotyczący kierownik ruchu.

Schemat uwidoczniony na fig. 439 przedstawia przejazd pociągu przez linię blokową w jednym kierunku. Kreskowane linje na sygnałach, wskazujących jazdę wzbronioną, oznaczają możność ustawienia tych sygnałów na jazdę dozwoloną.

Linje blokowe na szlakach jednotorowych urządza się w wyjątkowych wypadkach; mają one za zadanie nie tylko zabezpieczenia pociągów jadących za sobą, ale także wykluczenia możliwości mylnego wysłania pociągów na-

Oj

•u

î<

CD

'U

rr

rr

rr

~T

<0

r_

r-

f"

Fig. 439.

jednej stacji zależy od otwarcia bloku

przeciw sobie. Wyjazd pociąg przyzwalającego przez stację, do której pociąg ma być wysłany. Blok przyzwalający jest pod wspólnym klawiszem z blokiem sygnału wyjazdowego stacji wysyłającej, wobec czego wykluczone jest dowolne ustawienie tego sygnału.

Zabezpieczenie bocznic kolejowych (torów przemysłowych). Bocznice kolejowe służą do ułatwienia dostawy i odprowadzenia ładug cało-wagonowych do, wzgł. ze składowisk w obrębie wytwórni. Mogą odgałęziać się w stacjach lub na otwartych szlakach kolejowych i muszą być według istniejących przepisów wykonane i ubezpieczone.

W stacjach powinny odgałęziać się o ile możności tylko od torów bocznych. Odgałęzienie bocznic na szlakach podwójnych należy wykonać tak, aby zwrotnica odgałęziająca była najeżdżona przez kursujące pociągi tylko za iglicą, a przecięcie długiego szlaku wykluczone. Odgałęzienia między zwrotnicą wjazdową, a sygnałem wjazdowym są niewłaściwe.

Jeżeli odgałęzienie bocznicy ma być zastosowane między pierwszą zwrotnicą, a sygnałem wjazdowym, należy zwrotnicę odgałęziającą kryć sygnałem wyjazdowym, oraz sygnałem wjazdowym odnośnej stacji, na dwutorowym szlaku zaś zależnie od sytuacji jednym z tych dwu sygnałów. Jeżeli oddalenie sygnału wyjazdowego jest niewystarczające, należy kryć zwrotnicę odgałęziającą sygnałem wjazdowym drugiej strony stacji, ewent. zastosować sygnał ostrzegawczy dla kryjącego sygnału wyjazdowego.

Dla zabezpieczenia przed ewentualnem zbiegnięciem wozów na szlak główny należy przy bocznicach zastosować zwrotnice odwiedlne i to, o ile możności, w pobliżu zwrotnicy odgałęziającej, a to wówczas, jeżeli inne zamknięcie (wykolejnica, fig. 440), nie daje należytej gwarancji bezpieczeństwa. Celem zabezpieczenia bocznic w stacjach stosuje się zamki zwrotnicowe kluczowe (a mianowicie do zwrotnicy odgałęziającej zamek zwrotnicowy pojedynczy, a do zwrotnicy odwiedlnej zamek zwrotnicowy z kluczem kontrolnym, który stale tkwi w tym zamku), wzgl. zamek i wy

li 'O

*«*•«< fi

,£***

'a

U»

<tmd

Fig. 440.

za-

kolejnicę z kluczem kontrolnym, w zawisłości kluczowej. Przy takiej wisłości zamek zwrotnicy odgałęziającej da się otworzyć tylko kluczem kontrolnym zamka zwrotnicy odwiedlnej, wzgl. wykolejnicy, który to klucz tkwi stale w zamku ; wyjąć go można dopiero po otworzeniu kluczem właściwym zamka zwrotnicy odwiedlnej, wzgl. wykolejnicy. Klucz właściwy jest stałe w przechowaniu zawiadowcy najbliższej stacji, zaś w stacjach zabezpieczonych tkwi normalnie za pośrednictwem klucza listewkowego w aparacie zarządczym, o ile zwrotnica odgałęziająca leży w torze dla jazd pociągów.

Na szlakach normalnotorowych głównych musi być zwrotnica odgałęziająca kryta przepisanemi sygnałami stałemi, ustawionemi w przepisanej odległości (600 ?ra), a to w celu krycia zatrzymujących się przewózek (pociągów) na jednotorowym szlaku z obu stron, na dwutorowym szlaku od strony kierunku jazdy, przyczem jednak należy unikać skupienia sygnałów (fig. 441).

Przyrządy do zamykania zwrotnicy odgałęziającej i odwiedlnej, wzgl. wykolejnicy muszą być w takiej zawisłości z przynależnymi sygnałami, że sygnały te dadzą się dopiero wówczas ustawić na jazdę dozwoloną, jeżeli odnośne zwrotnice są zamknięte, a wykolejnica jest na szynie ustawiona i również zamknięta.

Do uruchomienia sygnałów, kryjących bocznice odgałęziające się od linji głównej i uruchomienie przyrządów zamykających, używa się odpowiedniego stawidła dla odgałęzień z dwoma dźwigniami. Zwrotnicę od-gałę ziającą można kryć również sygnałami wyjazdowemi sąsiednich stacyj, przy zastosowaniu blokady pomiędzy dotyczącemi stacjami.

Ładownie bez dozoru organu ruchowego ubezpiecza się jak bocznice.

Bocznice, na które miałyby zajeżdżać całe pociągi i na których ma być rozwinięty ruch, należy uważać za szlak kolejowy odgałęziający od szlaku głównego.

Na szlakach lokalnych, na których niema stałych sygnałów, należy zabezpieczyć zwrotnicę odgałęziającą zamkiem zwrotnicowym pojedynczym, zaś odwiedlną zamkiem zwrotnicowym z kluczem kontrolnym o wzajemnej zawisłości kluczowej, wzgl. jeżeli brak zwrotnicy odwiedlnej, zastosować wykolej nice z kluczem kontrolnym również o zawisłości kluczowej ze zamkiem zwrotnicy odgałęziającej. Zamki kluczowe zwrotnicowe należy chronić żelaznemi skrzynkami zamykanemi na klucz.

u___!__________J

-----.... -O    —I"

's

.....

___I

■■

.........1

*rrr.

r~

-£

■--1

■m-

Mg. 441.

Projekty bocznic przedkłada się do odnośnej Dyrekcji kolejowej w czterech egzemplarzach, z planem sytuacyjnym w skali 1 : 1000, z uwidocznieniem długości bocznicy, profilu podłużnego i charakterystycznych profili poprzecznych wraz z dokładnym opisem. Jeżeli bocznica ma przekraczać drogi i wody, projekt szczegółowy winien być przedłożony odnośnemu Województwu (Dyrekcji okr. Bobót Publicznych).

Zapory drogowe. Skrzyżowania przejazdów w poziomie ze szlakiem kolejowym należy odpowieduio zabezpieczyć podczas przejazdu pociągów. Przy małej chyżości pociągów umieszcza się w tym celu tylko po obu stronach toru tablice z ostrzeżeniem „Baczność na pociąg“. Dla linij o znacznym ruchu i prędkości pociągów większej niż 30 km/goàz. używa się zapór drogowych (fig. 442).

Zapory drogowe dzielą się na zapory ręczne, obsługiwane z miejsca posterunku, i zwodzone, zamykane motorkiem korbowym z pewnej odległości zapomocą pędni drutociągowej. Zapory zwodzone muszą być zaopatrzone przyrządem dzwonowym ostrzegawczym. Starsze systemy zapór zwodzonych o pojedynczym drutociąga nie mają przyrządu dzwonowego, natomiast odległość zapór od toru jest tak wielka (od 7,50 do 14 m od środka toru), że także w razie zamknięcia zaprząg może bezpiecznie oczekiwać na przejazd pociągu. Istnieją nadto zapory ręczne sezonowe na drogach polnych lub lasowych, stale zamknięte na klucz, a otwierane w razie potrzeby przez najbliższego strażnika. Zapory drogowe mogą być drewniane lub żelazne. Odstęp ich od zewnętrznej krawędzi szyny wynosi 2,25—3 nt: zaś od poziomu drogi 0,90 m.

Zapory w stanie zamkniętym powinny być równoległe do linji. Pędnia zapór sporządzona jest z podwójnego druta stalowego cynkowanego o średnicy 4 mm. (Starszy system zapór posiada pojedynczy drutociąg.) Rynewka

TUI

*.....frS-łO-w

T

mi*

*»

09

'1:7

JA

Fig. 442.

**-67

mmm

Fig. 443.

przy szynie na przejeździe w poziomie powinna być tak urządzona, aby zwierzęta pociągowe nie wpadały w nią i nie były narażone na uszkodzenie nóg (fig. 443). Dojazd do zapór, oraz tor przy zaporze, należy na pewnej długości ogrodzić. Zapory przy domach mieszkalnych powinny być opatrzone w zawiasową siatkę żelazną, opadającą pionowo do poziomu drogi, Przy zaporach zwodzonych nowszych powinien przed zapadnięciem zapór przyrząd ostrzegawczy, umocowany na stojaku, dzwonić tak długo, aby najdłuższy zaprząg przejechał tor, nim zaczną opadać zapory, tj. na jednotorowych szlakach 25 sek., na dwutorowych 30, a przy każdym dalszym torze o 5 sek. dłużej. Zapory powinne opadać powoli i równocześnie z obu stron szlaku’a w stanie zamkniętym nie powinny się dać podnosić. W celu uwidocznienia, stojaki zapór pomalowane są czarno, zaś same zapory biało z kończynami czarnemi, a w środku pasem, 0,8 m długim. Zapory ręczne zamyka i otwiera się korbą umieszczoną na stojaku lub osobno. Zapory dłuższe niż 5 m muszą mieć usztywnienie drążków zamykających, a do uruchomienia odpowiednie przeniesienie.

Zapory zwodzone można stosować bez dzwonka ostrzegawczego, ale tylko wówczas, jeżeli długość pędni nie przekracza 50 m, lub też przy mniejszej odległości, jeżeli przejazd w poziomie jest niewidoczny (w wykopie). Do uruchomienia zapór zwodzonych nowszych, z dzwonkiem ostrzegawczym, używa się motorków ustawionych w miejscu posterunku strażnika. Motorek takich zapór powinien mieć dwie zawisłości: jedną do powolnego obrotu korby motorka, a tern samem powolnego zamykania zapór i drugą do przymusowego wydzwonienia ostrzegawczego. Zapory zwodzone bez dzwonka ostrzegawczego, o długości od 3 do 5 m, otrzymują do uruchomienia motorek pojedynczy, ponad 5 m motorek z przeniesieniem. W razie zepsucia się zapory na drodze o silnej frekwencji powinien być przejazd strzeżony przez dozorcę. Na drogach o silnym ruchu automobilowym umieszcza się na zaporach w nocy światło ku drodze, tak z jednej jak i drugiej strony (na środku zapory latarnia, dająca światło przy zamkniętych zaporach czerwone, przy otwartych białe). Każda zapora drogowa musi być opatrzona w odpowiednie tablice ostrzegawcze, tak z jednej jak i z drugiej strony drogi.

Zapory drogowe zamyka się na 5 min. przed spodziewanem nadejściem pociągu, zaś na drogach do przepędu trzód bydła na 10 min. Przebudowę zapory zwodzonej na ręczna (przemiana korzystniejsza) może uskutecznić zarząd we własnym zakresie, natomiast przebudowę ręcznej na zwodzoną, można wykonać na podstawie rozstrzygnięcia komisji obchodowej politycznej.

Dotyczące projekty z odnośnym wnioskiem należy przedkładać po porozumieniu się z Ministerstwem Kolei w 3 egzemplarzach odnośnemu Województwu.

PODRĘCZNIK

INŻYNIERSKI

W ZAKRESIE INZYNIERJI LĄDOWEJ I WODNEJ

REDAKTOR NACZELNY

PROF. Dr. INŻ. STEFAN BRYŁA

CZĘŚĆ TRZECIA:

MIERNICTWO.

LWÓW I WARSZAWA 1926

NAKŁADEM KSIĘGARNI POLSKIEJ B. POŁONIECKIEGO

WYDANO ZE WSPÓŁUDZIAŁEM ZWIĄZKU STUDENTÓW INŹYNIERJI POLITECHNIKI LWOWSKIEJ.

CZĘŚĆ TRZECIA.

MIERNICTWO.

TREŚĆ.

Strona

Strona

Miernictwo, część I. Napisał inż.

Władysław Wojtan, profesor politechniki, Lwów.....

I. Miary ...........

II. Zaznaczenie punktów na terenie ............

III.    Pomiar długości prostej . .

IV.    Tyczenie kątów 90° i 180° . .

V. Zdjęcia poziome......

VI- Obliczanie powierzchni . . .

VII. Libel a...........

VIII. Luneta . •.........

IX. Niwelacja.........

X. Instrument uniwersalny . . . XI. Pomiar kątów poziomych . .

XII. Tachymetrja........

XIII. Zdjęcia busolowe......

339

339

341

341

343

347

352

359

361

363

378

384

386

397

Miernictwo, część II. Napisał inż.

dr. Kasper Weigel, profesor politechniki, Lwów.....

I. Bachunek spółrzędnych . .

IT. Triangulacja . •......

III.    Zdjęcia poligonowe.....

IV.    Trygonometryczny pomiar wysokości ...........

V. Barometryczny pomiar wysokości ............

VI. Tyczenie tras........

VII. Fotogrammetrja.......

Bachunek wyrównawczy. Napisał inź. dr. Kasper Weigel, profesor politechniki, Lwów . Zarys fotografji. Napisał dr. fil. Henr. Mikolasch, Lwów . . .

400

400

403

423

431

438

437

448

D»

O fc-

Miernictwo.

CZĘŚĆ I.

Napisał

Inż. Władysław Wojtan profesor politechniki lwowskiej.

I. Miary.

Miary długości i powierzchni.

1.    Miary metryczne.

Metr, w,

decymetr, dm — 0,1 m.

centymetr, cm — 0,01 w,

milimetr, mm = 0,001 m,

mikron, p. = 0,001 mm,

hektometr, hm = 100 m,

kilometr, km = 1000 m,

metr kwadratowy, m²,

centymetr kwadratowy, cm² = 100 mm²,

ar, a — 100 m²,

hektar, ha — 10.000 m² = 100 a,

kilometr kwadratowy, km² = 1,000.000 m² = 10.000 a = 100 Aa.

2.    Miary nowe polskie (z r. 1818).

Sążeń = 3 łokciom = 6 stopom = 12 ćwierciom = 72 calom = 864 li-njom = 1,728 m,

łokieć = 2 stopom = 4 ćwierciom = 24 calom = 288 linjom = 0,576 m,

stopa = 2 ćwierciom = 12 calom = 144 linjom = 0,288 m, ćwierć = 6 calom = 72 linjom = 0,144 m, cal =12 linjom == 0,024 m, linja = 0,002 m,

(Metr = 0,578704 sążnia = 3,472222 stopy.)

Miary używane w miernictwie:

100 ca-

Pręt = 7,5 łokcia = 10 stopom dziesiętnym czyli pręcikom = lom dzies. czyli ławkom = 1000 linjom dzies. czyli ławeczkom = 4,32 m, sznur mierniczy = 10 prętom =75 łokciom = 150 stopom = 43,2 m, pręt kw. = 18,6624 w², łokieć kw. = 0,331776 m², mórg -    300 prętom kw. = 55 a 98,72 »i²,

włóka = 30 morgom = 9000 prętom kw. == 16,79616 ha,

(Metr = 0,231481 pręta, metr kw. = 0,053584 pręta kw., ar = 5,358368 pręta kw., hektar = 1,786123 morga.)

3.    Dawne miary austrjackie, używane częściowo w Małopolsce. Sążeń wiedeński = 1,896484 m, cal wied. = 0,02634 m, mila austrjacka = 4000 sążniom = 7,585636 km. Sążeń kw. = 3,596652 m², mórg austr. = 1600 sążniom kw. — 57 a 54,642 m². (Metr = 0,527292 sąźniaj metr kw. = 0,278030 sążnia kw., ar = 27,803639 sążnia kw., hektar = 1,737727 morga.)

4.    Miary rosyjskie. Sążeń = 3 arszynom = 7 stopom = 2,1336 m, arszyn = 28 calom == 16 werszkom = 0,7112 m, stopa = stopie angielskiej = 12 calom = 0,3048 m, cal = 10 linjom = 0,0254 m, wiorsta — 500 sa-żeniom = 1,0668 km. Sążeń kw. = 4,552249 m², dziesięcina = 2400 sażeniom kw. = 1,092540 ha, wiorsta kw. = 1,138062 km².

5.    Dawne francuskie miary długości. Toise = 6 stopom paryskim = 1,949036 m, stopa parys. = 12 calom parys. == 0,324839 m, cal parys. = 12 linjom parys. = 0,027070 m, linja parys. = 2,255829 mm. (Metr = 0,513o74 toise’om = 3,0<8444 stopom parys. = 443,296 linjom parys.)

6. Miary angielskie. Yard = 3 stopom = 0,914399 m, stopa = 12 calom = 0,304800 m, cal = 0,025400 w, fathom = 2 yardom = 1,828798 w, chain = 22 yardom = 20,116778 m, statute mile = 1760 yardom = 1,609342 km, yard kw. = 0,836126 m², akr = 4840 yardom kw. = 40 a 46,850 m², yard of land = 30 akrom = 12,1405 ha, hide of land — 100 akrom = 40,468 ha, mile of land = 640 akrom = 2,59 km².

Miary używane w miernictwie są : standard chain = 66 stopom = 100 links, acre = 100.000 links kw., rood = 25.000 links kw., pole albo perche = 625 links kw.

miary milowe. Mila geograficzna = 7₁₅sto-

7. Międzynarodowe pnia równika elipsoidy ziemskiej = 7,420439 km, mila morska = 1 minucie równika = ¹/i mili geograf. = 1,850110 km.

Miary kątowe. 1. Miary stopniowe: a) Podział sześćdziesiątkowy. Kąt pęłny podzielony na 360 stopni (°)) stopień = 60 minutom ('), minuta = 60 sekundom ("). h) Podział setkowy. Kąt pełny podzielony pni (4), stopień = 100 minutom ('), minuta = 100 sekundom ('')• U nas używany jest podział sześćdziesiątkowy.

2. Miary łukowe (dla podziału sześćdziesiątkowego). Między długością łuku 7, o promieniu r, a wielkością odpowiedniego kąta a istnieje następujący związek:

na 400 sto-

a°

o!

* = -5- r = — r

P P

a"

■ p" r’

a° =

isL

a'

o."

*p"

—!—, przyczem

P°

180°

P"

57,2957795°,

180.60.60"

p' =

180 . 60'

3437,74677,

206264,806".

Miary rysunkowe: skale i podziałki. Wielkość skali zależy od celu

W mierni c-

zdjęcia, wielkości obszaru zdejmowanego i ilości szczegółów, twie używane są skale 1 : 100, 1 : 200, 1 : 250, 1 : 500, 1 : 1000, 1 : 2000, 1 : 2500, 1 : 5000," 1 : 10.000 i inne. W Państwie Polskiem przepisane są następujące skale dla nowych zdjęć poligonowych : Skala zasadnicza 1 : 2000 ; dla miast skale 1:1000, 1:500, 1:250; dla wielkich obszarów, o przeciętnej powierzchni parcel ponad 10 ha, skala 1 : 4000. Mapy katastralne Małopolski (zdjęcia stolikowe) wykonane są w skali 1 : 2880 (1 cal = 40 sążniom).

Kysunek skali nazywamy podziałką. Odróżniamy podziałki linijne i transwersalne (poprzeczne). Ostatnie oparte są na proporcjonalności odcinków.

Non jusze. Służą do dokładnego mierzenia krótkich długości prostych i łuków kołowych (kątów). Są to osobne podziałki, przesuwalne wzdłuż po-

przez b, to b — a--—. Wartość nonjusza § = a

działki głównej. Podziałka nonjusza jest zwykle tak wykonana, że (n — 1) działkom podziałki głównej odpowiada n działek podziałki nonjuszowej. Oznaczmy działkę podziałki głównej przez a, działkę podziałki nonjuszowej

— b — —. Liczbowanie no-

njusza odpowiada wielokrotnościom jego wartości, kierunek liczbowania zgadza się z kierunkiem liczbowania podziałki głównej. Rysunki nonjuszów kątowych podano na str. 382. Na fig. 64 a = 20', n — 20, 8 = U ; na fig. 65 a = 10', » = 30, 8 = 20'\

II. Zaznaczenie punktów na terenie.

Do tego celu służą: 1. Tyczki miernicze. 2. Paliki z twardego drewna, z gwoździem wbitym w głowę palika. 3. Pale długości 80 cm lub 1 m, grubości 10 do 15 cm, z gwoździem. 4. Słupki kamienne, lub betonowe, długości 50 do 70 cm, o przekroju poprzecznym 15 cm X 15 cm lub 20 cm X 20 cm, z krzyżem wykutym na wierzchni, lub z wpuszczonym prętem żelaznym. 5. Słupki kamienne z płytą podziemną z krzyżem, zaznaczającą położenie punktu w razie zniszczenia słupka. 6. Rury żelazne, długości 50 do 70 cm, o średnicy wewnętrznej 2 do 4 cm, zakończone stożkowo. Rury żelazne mogą być obetonowane i przykryte pokrywą żelazną. 7. Rurki drenowe. 8. Gwoździe z du-żemi głowami, które wbija się na ulicach.

III. Pomiar długości prostej.

Pomiar długości prostej ma podać poziomą odległość dwóch punktów terenu. Może być : a) bezpośredni, gdy przyrząd do pomiaru długości układamy w kierunku prostej mierzonej ; b) pośredni, gdy żądaną długość obliczamy z innych długości, ewentualnie z długości i kątów. Tu zaliczamy także optyczny pomiar długości.

Przyrządy do pomiaru długości: Łaty miernicze. Drążki drewniane, długości 3, 4, lub 5 m, o przekroju owalnym, lub prostokątnym, na końcach okute (okucie płaskie, lub klinowe) i opatrzone podziałem decymetrowym. Łatę układa się poziomo zapomocą pionu (powinna ze sznurkiem pionu tworzyć równe kąty), albo zapomocą libeli stolikowej. Mierzy się zwykle dwiema łatami. Łat używa się do najdokładniejszych pomiarów, oraz do pomiaru na terenie pochyłym i nierównym.

Taśma stalowa, do prac mierniczych używana najczęściej. Wstęga stalowa, 20, lub 50 m długa, opatrzona rękojeściami kółkowemi i dwoma podziałami decymetrowymi, liczbowanymi w przeciwne strony. Do naciągania taśmy używa się kosturów. Poziomo układa się taśmę zapomocą pionu. Do znaczenia na terenie poszczególnych przyłożeń taśmy służą szpilki miernicze.

Do pomiaru długości używa się także taśmy płóciennej i linewki mierniczej. Taśma płócienna, długości 10, lub 20 w, przetkana w kierunku długości kilkoma drucikami bronzowymi, opatrzona z obu stron podziałem centymetrowym. Ulega znacznie wpływom wilgoci. Używa się jej do mierzenia długości krótkich. Linewka miernicza, z drutów stalowych, długości 20, 50 do 100 m, z poznaczonymi odstępami metrowymi, używana do zdej mowania przekrojów poprzecznych rzek.

Przyrządy do pomiaru długości powinno s>ę sprawdzać co pewien okres czasu, przedewszystkiem zaś przed rozpoczęciem i po skończeniu większego pomiaru, przez porównanie z długością odmierzoną dokładnie zapomocą dwóch metrów normalnych. Metr normalny jest to pręt stalowy, o przekroju kwadratowym, wielkości 1 cm², zakończony klinowato. Metry normalne sprawdza urząd cechowniczy i podaje dla każdego metra równanie długości,

obejmujące stały błąd metra i wpływ temperatury. Według przepisów katastru pruskiego błędy stałe łat, wzgl. taśm stalowych, porównywanych z miarą normalną, nie powinny przekraczać granic następujących: łata 5 m . . . 1,6 mm, taśma stalowa 20 yn . .

CO

mm

mm.

10 m . .

„ 3 m . . . 1,3 mm,

dłu-

Wykonanie pomiaru. Prostą mierzoną należy wytyczyć. Na terenie poziomym mierzy się wprost po terenie. Na terenie pochyłym i równym, jip. wzdłuż drogi, można mierzyć także po terenie, lecz trzeba zaniwelować prostą mierzoną, celem obliczenia długości poziomej, albo mierzy się schodkami, układając miarę poziomo. Na terenie pochyłym i nierównym mierzy się wogóle schodkami; mierząc łatami można także układać łaty na terenie i odczytywać na pochyłomierzu dla każdego położenia łaty poprawkę gości, albo wykonać redukcję na poziom przez odsuwanie łaty, używając pochyłomierza automatycznego (por. „Zeitschrift für Vermessungswesen“ 1910 sti'. 553, 1914 str. 429 i 473, 1922 str. 673). Podczas pomiaru schodkami należy: 1. dokładnie przyłożyć miarę, 2. wkierować ją w prostą mierzoną, 3. ułożyć miarę poziomo, 4. koniec miary dokładnie odpionować na terenie. Długość mierzy się wogóle dwa razy : na terenie poziomym w przeciwnych kierunkach, na terenie spadającym oba razy od punktu wyższego do niższego (pomiar z góry jest dokładniejszy). Notując wymiar, powinno się zapisać liczbę całych łat (taśm) i resztę długości, a potem całą długość prostej. Różnica dwóch pomiarów nie powinna przekraczać błędu dozwolonego. Wedle „Przepisów obowiązujących przy pomiarach metodą trygon. i poligon.“ granice błędu dozwolonego oblicza się z równania

A l = 0,0002 -y//²+ 1000 /.

Wartości A l można odczytać z tablicy 1.

Tablica 1.

Granice błędów dozwolonych A l przy pomiarze długości l na terenie średnim.

Długość l

Długość l

Długość l

Długość l

cm

cm

cm

cm

156

465

823

17

25

190

508

870

10

18

26

16

225

551

916

11

19

27

30

262

596

963

12

20

28

49

300

640

1010

13

21

29

71

340

686

1057

14

22

97

381

731

1105

15

23

125

422

777

16

24

156

465

823

o 20%.

Dla terenu korzystnego zmniejsza się granice błędów Dla terenu niekorzystnego zwiększa się granice błędów o 20%-

Jeżeli długość mierzymy po terenie równym a pochyłym, miedzy punktami A i B, których różnica wysokości wynosi h (fig. 1), to długość po-

zioma V == //* — h²

2 / 8 ‘

10°/o wystarczy uwzględnić dwa wyrazy, prAy pochyleniach większych od

Przy pochyleniach mniejszych od

tu

10% trzeba uwzględnić trzy wyrazy wzoru przybliżonego.

A⁷

Długość można mierzyć także krokiem, wyznaczywszy wpierw długość kroku. Średnia długość kroku, według Jordana, wynosi 80.9 cm.

Do liczenia ilości kroków służy krokomierz. Tego sposobu pomiaru używa się przy szkicowaniu. Przy pobieżnych orjentacjach co do długości można użyć jako miary czasu.

IV. Tyczenie kątów 90° i 180°,

Do tyczenia katów 90° i 180° służą węgielnice: a) przeziernikowe, b) zwierciadlane, c) pryzmatowe.

Węgielnice przeziernikowe składają się z celowników, umieszczonych na powierzchni graniastosłupa, walca (w. graniaste, walcowe), stożka (w. stożkowe), lub kuli (w. kuliste), których płaszczyzny celowe tworzą ze sobą kąty 90° i 180°. Węgielnice stożkowe i kuliste posiadają większe pole widzenia w płaszczyźnie pionowej, niż węgielnice graniaste i walcowe, nadają się więc w szczególności do tyczenia prostopadłych na terenie pochyłym.

Węgielnica zwierciadlana do tyczenia kątów 90° składa się z dwóch zwierciadeł, tworzących ze sobą kąt 45°, umieszczonych w odpowiedniej oprawie. Jedno zwierciadło jest osadzone stale, drugie zawiasowo, aby można zmieniać kąt nachylenia zwierciadeł, zapo-mocą śrubek rektyfikacyjnych.

za-

Droga promienia światła nakreślona jest na fig. 2. Kąt, warty między promieniem pa- _ ^ dania a promieniem wyjścia, wynosi 90°. Aby wytyczyć kąt \ prosty, należy na kierunku    \

obrazu tyczki M, widzianego \ w zwierciadle    II, ustawić

Fig. 2.

tyczkę N, patrząc ponad zwierciadłem H. Zastosowanie tego przyrządu do tyczenia prostopadłych a) w punkcie pośrednim prostej i b) z punktu leżącego zewnątrz prostej, przedstawiają fig. 3 i 4.

w od-

Węgielnice pryzmatowe: a) Węgielnica pryzmatowa pojedyncza, pryzmat Bauernfeinda jest to pryzmat szklany, prosty, o przekroju poprzecznym w kształcie trójkąta prostokątnego, równoramiennego. Ściana przeciwprostokątna pryzmatu jest posrebrzona. Pryzmat jest osadzony powiedniej oprawie. Drogę promienia światła, służącego do tyczenia prostopadłych, przedstawia fig. 5. Promień światła od tyczki M przebiega wr pryzmacie drogę NPQ R i wychodzi w powietrze w kierunku RS, prostopadłym do kierunku MN. Obraz tyczki M nie zmienia swego położenia

przy obrocie pryzmatu koło osi. Zastosowanie przyrządu do tyczenia prostopadłych uwidoczniają fig. 6, 7 i 8. Mając wytyczyć prostopadłą w punkcie pośrednim C (E) prostej 4 B (fig. 6), ustawiamy nad nim pryzmat zapomocą

iS‘

90V

Fig. 3.

7T

Fig. i.

pionu tak, by ściana przeciw-prostokątna była w przybliżeniu równoległa (prostopadła) do prostej A B, szukamy stałego obrazu tyczki A (B) w pobliżu wierzchołka kąta ostrego (prostego) i ustawiamy tyczkę l) (F), widzianą ponad, lub pod pryzmatem, na kierunku obrazu tyczki A (B). Tycząc pro-. stópadłą z punktu L), leżącego M zewnątrz prostej A B (fig. 7 i 8), ustawiamy pryzmat na prostej A B, przy pomocy tyczek A i C, w przypuszczalnym spodku prostopadłej, w ten sposób, by ściana przeciwprosto-kątna była w przybliżeniu prostopadła (równoległa) do prostej AB i szukamy stałego obrazu tyczki D w pobliżu wierzchołka kąta ostrego (prostego). Następnie poruszamy się po prostej A B, do-póki obraz tyczki D nie wpa-_. dnie w jedną pionową z tyczką C, widzianą ponad, lub pod pryzmatem. Wtedy należy odpionować położenie pryzmatu na terenie.

b) Węgielnica pryzmatowa do tyczenia kątów 90° i 180°, krzyż pryzmatowy Bauernfeind a, jest zestawieniem dwóch pryzmatów prostokątnych, równoramiennych, umieszczonych tak nad sobą, że ich osi są do siebie równoległe, a ściany przeciw-prostokątne prostopadłe. Wzajemne położenie pryzmatów można zmieniać nie-\ znacznie zapomocą odpowiednich śru-bek rektyfikacyjnych. Tycząc prostopadłe, używamy jednego z pryzmatów, w sposób opisany poprzednio. Do wyznaczania punktów pośrednich prostej służyć mogą albo obrazy ruchome (fig. 9), albo obrazy stałe (fig. 10), dwóch tyczek, zaznaczających położenie prostej. Sposób użycia przyrządu jest następujący. Ustawiamy przyrząd w przypuszczalnym punkcie pośrednim prostej tak, by promienie od obu tyczek padały na przeciwległe ściany przyprostokątne pryzmatów, a ściany przyprostokątne, leżące w jednej płaszczyźnie, były zwrócone do twarzy tyczącego. Szukamy obrazów ruchomych, lub stałych obu tyczek w pryzmatach i poruszamy się wpoprzek prostej, dopóki te obrazy nie

\ 90“

Fig. 5.

padną na jedną pionową. Wreszcie odpionowujemy położenie przyrządu na terenie.

c) Pryzmat pięciościenny Goulier’a. Przekrój poprzeczny pryzmatu (fig. 11) ma kształt piecioboku symetrycznego ABODE, w którym

— — -<—

---

u o"

Fig. 6.

<3

to

kat przy wierzchołku A wynosi 90°, kąt między bokami ED i CB wynosi 45°, kąty zaś przy wierzchołkach B i E wynoszą po 11-2° 30'. Boki AB i AE są sobie równe. Ściany BC i DE są posrebrzone. Promień światła M N, padający na pryzmat w punkcie N, przebiega w nim drogę N BQ U i wychodzi w powietrze w punkcie B, w kierunku BS, prostopadłym do promienia padania MN. Pryzmat Goulier’a daje jaśniejsze obrazy i ma większe pole widzenia niż pryzmat Bauern-feinda. Wierzchołek kąta «— -prostego znajduje się wewnątrz pryzmatu.

d) Pryzmat pięcio-ścienny podwójny do tyczenia kątów 90° i 180° zestawieniem

Fig. 7.

(fig. 12) jest dwóch pryzmatów pojedynczych, obróconych względem siebie o kąt 90° i umieszczonych tak, że jeden znajduje się nad drugim, a dwie ściany przyprostokątne wpa- ^

dają na siebie. Pryzmaty -----

osadzone

to

-to

i)0°

są w oprawie metalowej, która posiada wycięcia naprzeciw ścian przyprostokątnych. (Na przestrzeni A B znajduje się w oprawie wycięcie naprzeciw pryzmatu dolnego /.) Ustawmy przyrząd na prostej M N ; promień światła od tyczki M przebiega w pryzmacie 1 drogę P Q R S i wychodzi z pryzmatu w kierunku ó’ ; promień światła od tyczki N przebiega w pryzmacie II drogę TUBS i wychodzi w kierunku S N,. Oba promienie wychodzące znajdują się w jednej płaszczyźnie pionowej, prostopadłej do prostej MN, w której ustawiona tyczka wyznacza prostopadła do MN. Pryzmat

Fig. 8.

pięciościenny podwójny nie posiada śrubek rektyfikacyjnych, gdyż warunek : „dwie ściany przyprostokątne wpadają na siebie“ nie jest konieczny, a kąt 180° otrzymamy także wtedy, gdy te ściany tworzą ze sobą mały kąt.

'/W

A,

Fig. 9.

Węgielnice pryzmatowe są bardzo wygodne w użyciu, pracuje się niemi szybko i pewnie ; nie można ich jednak używać na terenie pochyłym, podobnie jak węgielnie zwierciadlanych.

'A'

^........._

Fig. 10.

UX°30’

fP

\A

^90°

11Z°30\

li

90°

Fig. 11.

Sprawdzanie i rektyfikacja węgielnie. Węgielnice do tyczenia kątów prostych sprawdza się przez dwukrotne wytyczenie kąta przy tej samej prostej, w jej punkcie pośrednim, przyczem węgielnicy używamy zawsze w jedriakowy sposób. Z obu wytyczeń powinniśmy dostać tę samą prostą.

Jeżeli raz otrzymamy prosta CĄ, a drugi raz prostą CD₂ (fig. 13), to kąt DXCD₂ jest podwójnym błędem w wytyczeniu kąta prostego. Prostopadłą do A B będzie prosta CD, przyczem punkt D leży w środku między punktami Dx i D₂. Węgielnicę należy tak poprawić, by dawała prostą CD, bez względu na to, od której części prostej A B tyczymy kąt. Węgielnicę do

B-\

/C?

ÿ(\r-

T~jQ

Fig. 12.

tyczenia linij prostych sprawdza się wogóle przez dwukrotne wyznaczenie punktu i pośredniego prostej, w dwóch położeniach węgielnicy, różnych od siebie o 180°. Jeżeli każdym razem otrzymamy ten sam punkt, węgielnica jest dobra. Gdy wypadną dwa punkty, należy węgielnicę poprawić tak, by

iU

iii

iii

Fig. 13.

Uj 28

III

c.

90‘

w obu położeniach dawała punkt leżący w środkuj między^punktami otrzymanymi. Poprawienie (rektyfikacja) możliwe jest u węgielnie przezierni-kowych z przeziernikami włosowymi (przez przesunięcie włosa), u węgielnie zwierciadlanych (przez zmianę kąta nachylenia zwierciadeł) i u węgielnicy pryzmatowej do tyczenia kątów 180° (przez zmianę wzajemnego położenia pryzmatów).

Średni błąd kąta wytyczonego węgielnica wynosi +1' do + 3'.

Długość prostopadłych, tyczonych węgielnicami, nie powinna przekraczać na terenie poziomym 50 w, na terenie pochyłym 30 m.

V. Zdjęcia poziome.

Zdjęciem poziomem nazywamy plan, przedstawiający obraz poziomy zdejmowanego obszaru. Przedmiotem zdejmowania są granice własności i uprawy, budynki, środki komunikacyjne, rzeki itd. Zadaniem zdejmowania jest wyznaczenie wzajemnego położenia pewnej ilości punktów, które połączone ze sobą w odpowiedni sposób dają plan zdejmowanego obszaru. Położenie punktów wyznaczyć możemy a) przez pomiar pewnych długości, lub pomiar długości i kątów, b) przez narysowanie tych punktów.

Podstawy zdjęć poziomych. Każde zdjęcie opierać się musi na pewnej podstawie. Podstawy zdjęć mogą być następujące :

1. Prosta z punktem początkowym, 2. prosta ograniczona dwoma punktami, 3. linja łamana, 4. pęk promieni, 5. trójkąt, 6. wielobok, 7. siatka linijna (fig. 14), 8. sieć poligonowa (fig. 15), 9. sieć tryangulacyjna (fig. 16), 10. sieć poligonowa oparta na sieci tryangulacyjnej (fig. 17). Podstawy wymienione pod 1. do 8. używane są przy zdejmowaniu małych i średnich obszarów, do 1000 ha ; podstawy zaś wymienione pod

9. i 10. służą do pomiaru obszarów wielkich, powyżej 1000 ha.

Fig. 15.

Fig. U.

Fig. 17.

Fig. 16.

rowno-

Podstawę zdjęcia należy odpowiednio założyć i pomierzyć najdokładniej, stanowi ona bowiem szkielet, na którym opiera się całe zdjęcie. Gdy podstawa składa się z n wierzchołków, to do wyznaczenia wzajemnego ich położenia trzeba pomierzyć (2 n — 3) niezależnych ilości. Zwykle jednak mierzymy więcej ilości, by mieć możność sprawdzenia pomiaru, ewentualnie wyrównania. Przy zdejmowaniu małych obszarów, np. parcel, lub niewielkich zbiorów parcel, wykonywa się pomiar podstawy cześnie ze zdejmowaniem granic, budynków itd. Przy zdejmowaniu średnich i wielkich obszarów pomiar podstawy wykonywa się oddzielnie od wykonania zdjęcia szczegółów, w sposób opisany w rozdziałach o tryangulacji i zdjęciach poligonowych.

Metoda rzutowania, 5. m., wcinania

Metody wykonywania zdjęć poziomych: 1.

2. m. trójkątów, 3. m. poprzeczek, 4. m. biegunowa, wprzód, 6. m. zdejmowania z obwodu bez omijania punktów, 7. m. zdejmowania z obwodu z omijaniem punktów. Pierwszemi trzema metodami wykonać można zdjęcia przy użyciu taśmy, węgielnicy i tyczek, przy czterech dalszych metodach potrzeba prócz tych przyrządów użyć jeszcze instrumentu do pomiaru kątów poziomych, wzgl. azymutów magnetycznych.

Metoda rzutowania. Położenie punktów zdejmowanych wyznaczamy tu zapomocą spółrzędnych prostokątnych, odniesionych do boków podstawy (fig. 18). Ze zdejmowanych punktów tyczymy prostopadłe do tych boków i mierzymy długości odciętych i rzędnych, zwykle równocześnie, używając dwóch taśm, z których jedna, taśma stalowa, leży w kierunku boku podstawy i służy do pomiaru odciętych, a druga, taśma płócienna, służy do pomiaru rzędnych. Krótkie rzędne tyczy się na oko, lub zapomocą taśmy płóciennej, układając ją w ten sposób, by z taśmą stalową tworzyła równe kąty. Dłuższe rzędne tyczy się węgielnicą. Dla sprawdzenia pomiaru

-----

si

ja

k

SZ.9J

te®

—¹\

iś

W-®- 3X20-+13-12 = 193 IZ •*30.10-*13-15 -193-15

Fig. 18.

-3

$/jt yJ⁷¹

_____Z

i)

Fig. 20.

Fig. 19.

mierzy się odległości zdejmowanych punktów, wyznacza przecięcia zdejmowanych granic z bokami podstawy itd. Granice krzywolinijne zdejmujemy przez odrzutowanie pewnej ilości punktów, oddających kształt krzywej linji, obranych tak, by wielobok łączący te punkty mógł zastąpić z dostateczną dokładnością krzywą linję. Wymiary spółrzędnych, odnoszące się do punktów ważniejszych, podaje się z uwzględnieniem centymetrów, wymiary odnoszące się do wszystkich innych punktów z uwzględnieniem decymetrów. To samo odnosi się do długości granic i wymiarów budynków. Szkic zdejmowanego obszaru rysuje się na oko, na szkicowniku, przy użyciu trójkąta i twardego ołówka, w ten sposób, by wszystkie szczegóły dały się wyraźnie przedstawić, ewentualnie drobne szczegóły rysuje się osobno większe. Wymiary zapisuje się w sposób uwidoczniony na fig. 18.

* •?

Metoda trójkątów. Wzajemne położenie punktów zdejmowanych wyznaczamy zapomocą trójkątów, w których mierzymy wszystkie boki. Mając zdjąć parcelę 1, 2, 3, 4, 5 (fig. 19), dzielimy ją przekątniami na trójkąty I, II, III i w każdym trójkącie mierzymy wszystkie boki. Dla sprawdzenia pomiaru można prócz tego zmierzyć przekątnię 1,3 lub 1,4. W podobny sposób zdjęlibyśmy granicę 1, 2, 3, ... . (fig. 20), przy pomocy podstawy A B, pomierzywszy odcięte punktów C, D, E, . . oraz boki Cl, 1 D, D 2, 2 E, . . . . Długości 1, 2 ; 2, 3; ... . służyć mogą do sprawdzenia pomiaru. Dokładność wyznaczenia położenia punktu tą

metodą zależy od wielkości kąta, zawartego między bokami trójkąta, wyznaczającymi to położenie i jest największa, gdy kąt ten wynosi 90°. Powinniśmy starać się, by zdejmowane punkty były ile możności wyznaczone niezależnie od siebie, wtedy błąd popełniony w pewnem miejscu nie przenosi się dalej. Wymiary zapisuje się na szkicu jak naznaczono na fig. 19.

Metoda poprzeczek. Granice zdejmowane przecinamy kilkoma poprzeczkami I11, III IV, .... (fig. 21), których położenie względem podstawy zdjęcia A B C D jest znane, określone np. długościami A I i 1) 11, A III i DIV, .... i wyznaczamy położenie punktów przecięcia się poprzeczek z granicami, przez pomiar długości Ii, 12, ... . Poprzeczki powinny biegnąć, ile możności, pod kątem zbliżonym do prostego względem granic zdejmowanych, w takich odstępach od siebie, by odcinki granic między punktami przecięcia się z poprzeczkami można uważać za linje proste. Ewentualne załomy granic, położone między poprzeczkami, zdejmujemy osobno, np. przez odrzutowanie na poprzeczkę. Długości określające położenie poprzeczek względem podstawy zdjęcia powinny być sprawdzone przez pomiar podwójny, lub sprawdzający, np. zapomocą długości BI i Cl!, Bill i CIV, . . . . Punkty M, N, .... zdejmujemy przez odrzutowanie

na bok podstawy B C, albo przez pomiar

---?

—i-p-.    długości MM', NN',...., gdy punkty te

ij—l—leżą na przedłużeniach zdjętych granic, / l. hlisko boku podstawy B C.

ni LL- -

Cl,

II

o-.

-er

r—

------°D'

Fig. 22.

Fig. 21.

Metoda biegunowa. Położenie punktów zdejmowanych określamy tu zapomocą spółrzędnych biegunowych. Mając zdjąć punkty 1,2,.... (fig. 22), obieramy dowolne stanowisko S, mierzymy kąty kierunkowe ot,, c/.₂,. . . . i długości di, <łs, . . . . Gdy jedno stanowisko nie wystarcza do wykonania zdjęcia wszystkich punktów, powtarzamy tą czynność z każdego wierzchołka podstawy zdjęcia, nawiązując się do boków podstawy. Metoda ta jest bardzo wygodna, gdy długości mierzymy optycznie, użyć jej bowiem możemy do zdejmowania terenu bardzo nierównego, z przeszkodami do pomiaru, patrz ustęp „Tachymetrja“. Wyniki pomiaru kątów zapisujemy w dzienniku kątowym, wyniki pomiaru długości na szkicu. Zdejmując stolikiem mierniczym, rysujemy promienie do punktów zdejmowanych na stolniczce, zapomocą kierownicy. Dokładność zdjęcia sprawdza się przez pomiar odległości punktów zdejmowanych, lub przez wyznaczenie ich położenia z dwóch stanowisk.

Metoda wcinania wprzód. Ta metoda polega na konstrukcji trójkąta z boku i dwóch kątów jemu przyległych. Gdy zmierzymy długość A H — c i kąty a i ß, przy wierzchołkach A \ B (fig. 23), to wyznaczyć możemy położenie punktu C względem punktów Ai B, t. zn. obliczyć długości A C i B C, oraz spółrzedne punktu C, odniesione do tego samego układu, do którego odniesione są spółrzedne punktów A i B. Ten sposób stosujemy przy tryangulacji i trygonometrycznem wyznaczaniu położenia punktów. Położenie punktu C względem punktów A i B można wyznaczyć akże graficznie, przez odmierzenie, lub narysowanie, kątów a i ß w punk-

używamy przy zdjęciach stolikoAvych. Dokładność wyznaczenia położenia punktu wcinaniem wprzód zależy od wielkości kąta przecięcia się odpowiednich promieni, który nie powinien przekraczać granic 30° i 150°. W tym celu zakładamy odpoAviednio podstaAve zdjęcia, a gdy mimo tego Avypadna ostre przecięcia, to Avy zna czarny położenie odnośnych punktów metodą bieguuoAva, albo przez przecięcie z innego Avierzchołka podstawy. Przed zdejmoAvaniem trzeba punkty zdejmoAvane wypalikować, ponumerować i narysować szkic zdejmowanego obszaru.

tach A i B, przy prostej A B, narysowanej w pewnej skali i wyznaczenie punktu przecięcia się otrzymanych promieni. Tak postępujemy przy zdejmowaniu granic. Metody zdejmowania przez rysowanie kątów a i ß na terenie

Tl

4-,

_-A

A    c

A*-»/

n-7

Fig. 24.

Fig. 23.

Dt-

ot]

a3

‘ł

aJ

Fig. 25.

Metoda zdejmowania z obwodu bez omijania punktów. Wzajemne położenie punktów 1, 2, 3, ... . (fig. 24) Avyznaczyé możemy zapomocą kątów ß₂, ß₈, . . . ., leżących po jednej stronie Avieloboku 1, 2, 3, . . . oraz długości 1,2 = ^, 2,3 = b₂, .... Kąty mierzy się albo instrumentem uniwersalnym, albo rysuje się je zapomocą stolika mierniczego, długości zaś mierzy się bezpośrednio łatami lub taśmą stalową, albo pośrednio, optycznie (tachymetrycznie). Pomiar należy Avykonaé starannie, ponieważ Avyznaczenie położenia punktu następnego zależy od położenia punktu poprzedniego. Jeżeli wielobok mîerzony jest podstawą zdjęcia (poligonem), to kąty mierzy się av dAvôch położeniach lunety, a boki dwa razy. Jeżeli wielobok ma krótkie boki, to zamiast kątów można mierzyć azymuty magnetyczne boków zapomocą instrumentu busoloAvego, por. fig. 25. Gdy Avielobok jest zamknięty, to dla spraAvdzenia pomiaru mierzymy v? nim Avszystkie kąty i boki. SpraAvdzenie pomiaru kątów stanowi Avarunek ü ß = (n + 2) 180°, przyczem n jest liczbą kątÓAv, znak — odnosi się do kątów wewnętrznych, znak -j- do kątÓAV zewnętrznych. Do sprawdzenia pomiaru bokÔAv służą rÔAvnania ii b sin a — 0, i. b cos a = 0, przyczem a oznacza azymut pozorny boku poligonu (kąt między osią -f- X%& bokiem poligonu). Dla nakreślenia poligonu oblicza się zwykle spółrzędne jego wierzchołków, odniesione do peAvnego układu osi (sposób najdokładniejszy). Wielobok można także nakreślić przez rysowanie kątów i odmierzanie długości boków na ramionach kątów. Kąty rysuje się albo kątomierzem metalowym z alhidadą, albo zapomocą metody tangensowej. Ta metoda

zdejmowania ma obszerne zastosowanie przy zdjęciach poligonowych, patrz odnośny ustęp.

Metoda zdejmowania z obwodu z omijaniem punktów. Położenie punktów zdejmowanych 1, 2, 3, ... . (fig. 26) wyznaczamy

a) przez pomiar azymutów magnetycznych wszystkich boków wieloboku 1, 2, 3, . . . ., wykonany instrumentem busolowym, na co drugim wierz-

M

Yn

Fig. 26.

chołku (więc na wierzchołkach 2, 4, 6, ... ., lub na wierzchołkach 1, 3, 5, . . . .) i pomiar długości wszystkich boków wieloboku; b) przez narysowanie kątów wieloboku na stoliku mierniczym, który ustawiamy na co drugim wierzchołku wieloboku (orjentując stolik zapomocą busoli stolikowej) i pomiar wszystkich boków wieloboku. Boki wieloboku mierzy się taśmą stalową, albo optycznie (tachymetrycznie). Tej metody zdejmowania użyć można w najtrudniejszych warunkach pomiaru, więc na terenie nieprzejrzystym (lesistym) i górzystym.

VI. Obliczanie powierzchni.

Powierzchnię obliczyć możemy 1. z wymiarów otrzymanych na gruncie,

2. z planu i to w sposób dwojaki: a) z wymiarów otrzymanych na planie,

b) zapomocą planimetrów, t. j. przyrządów do obliczania powierzchni.

Wzory do obliczania powierzchni:

^8

Fig. 27.

1. Trójkąt (fig. 27). a, b, c są boki trójkąta, a, ß, y przeciwległe kąty, li wysokość wykreślona na bok b, 1 (xu t/x), 2 (x₂, y₂), 3 (x₃, i/s) spółrzędne wierzchoł-4 y ków trójkąta, odniesione do układu prostokątnego, w którym z osi -j- X przechodni się do -f- Y przez obrót o 90°, w kierunku ruchu wskazówki zegarowej, przyczem porządek numeracji wierzchołków jest także zgodny z kierunkiem ruchu wskazówki zegarowej *), P powierzchnia.

P--=

<D

Ybh

przyczem s =

P = V s (s — a)(s — b) (s — c), . . . , 0 — a) + (s — 6) -f (s -- c) = s.

(2)

(3)

— a b sin y

Gdy z -{- X przechodzi się do -(- Y przez obrót o 90°, w kierunku przeciwnym niż juch wskazówki zegarowej, lub porządek numeracji wierzchołków jeBt przeciwny, to zmienia się znak powierzchni.

A²

p_ A² sin a sin y

2 sin ß

2 P = aą (y₂ — y₈) -f a>₂ («/g — yx) -f x₃ (j/i — y₂) — ² P = Vi («2 — «3) + 2/2 («3 — *1) + 2/3 («1 — *2) 2. Prostokąt. « i è sa boki prostokąta.

P — ab ........

2 (cotg a -j- cotg y)

(4)

}'■

. (5)

(6)

3. Kównoległobok. a i b boki, y kąt zawarty między nimi, /i wysokość wykreślona na bok A.

(?)

cc

P=bh .

P — ab sin y

4. Trapez (fig. 28). a i b boki równoległe, c środkowa, h wysokość.

(8)

(9)

,,b

P= cli .

(10)

5. Czworobok (fig. 2t>). a, A, c, o! boki, rz, ß, Yj § kąty, p, q przekątnie, <p kąt między przekątniami, Aj, A₂ wysokości wykreślone na przekątnię p, 1 (aą, v/i), 2 (x₂, y₂), 3 (a\j, ?/₃), 4 (a?₄, y₄) spółrzędne prostokątne wierzchołków (jak wyżej przy trójkącie).

Fig. 28.

+x

a'

\”Ąd

\ \ \

J*

YA

+y~

Fig. 29.

y,    y z y, y₃ u«

Fig. 30.

yi)(Aj+A₂) ..................

2 P = a b sin a A c sin ß — a c sin (a -(- ß).........

2 P = a b sin a c d sin y................

2 P = y $ sin cp.....................

2 P = aą (y₂ — y₄) -f æ₂ (y3 — yj) -f a:₃ (y₄ — y₂) -f x₄ (yt — y₃)

— 2 P = yj (.t₂ — a?₄) + y₂ (ar₈ — aą) + y₃ (a?₄ — a*) + y₄ — a?₃)

6. Wie lob ok. a) Wielobok o w bokach rozkładamy (n — 3) przekątniami na (n — 2) trójkątów. Gdy oznaczymy podstawę trójkąta przez p, a wysokość przez A, to

(U)

(12) .

(IB)

(14)

} (15)

P— — (pi hi 4~P2 ^2 “f⁻ • • • +Pn-2 An-2) . . . . (16)

A) Wielobok dany zapomocą spółrzędnych prostokątnych 1 (aą, i/j), ² («2» 2/2), . . . n (xn, yn), (fig. 30).

r == n

= 2 (*r +    4.1) (ifr + 1 — Vi)

r=1

r = n

— 2 P = 2 (%• + Vr +1) (*r + 1 “ Xr) r=1

Obliczenie sprawdzamy zapomoca równań:

2    (*r + *r+i) = 8    2

r = 1    r = 1

r—n

— 1 r=«

2 (*r+l — *r)Œ°

r=l

r—n

2 O4-+1 — yr) =⁰

r— 1

Wzory L’Huilier’a, lub Gaussa są:

r=n

(18)

= 2 *r(yr + l—y^-l) »•= 1

r — n

-2p= 2 yr(Är+1-^-1)

r= 1

Do sprawdzenia obliczenia służą równania :

r=n

2 (*r + l — ^-l) = ° r = 1 r=n

2 (2/r+l— yr-l)^⁰

r= 1

(19)

(20)

°V,

n-i

Fig. 31.

c)    Wielobok dany zapomoca boków i kątów. Wielobok należy najpierw wyrównać, następnie obliczyć spółrzędne prostokątne jego wierzchołków, wreszcie zapomoca tych obliczyć powierzchnię jak wyżej.

d)    Wielobok dany zapomoca spółrzędnych biegunowych (fig. 31), tj. zapomoca kątów kierunkowych a₁, a₂, biegunowych rj, r₂, .... rn, przyczem numeracja wierzchołków następuje w kierunku ruchu wskazówki zegarowej.

rj.n i odległości

• • . (21)

j k=n

Y 2 »* rk+1sin K+1 - “*) • • • '

Do sprawdzenia obliczenia służy równanie

k=n

(22)

2 («*+1 — a*) = °

k — 1

Przykład obliczenia powierzchni wieloboku zapomocą wzorów L’Huilier’a podano poniżej.

Najpierw sprawdza się obliczenie różnic spółrzędnych. Mnożenia wykonywa się najlepiej zapomocą maszyny do rachowania, lub tablic rachunkowych, np. H. Ziinmermanna (3-cyfrowa X 2-cyfrowa), L. Zimmermanna (4-cyfrowa X 2-cyfrowa), Crell’a (3-cyfrowa X 3-cyfrowa). Dla sprawdzenia iloczynów rachuje się je dwa razy, albo używa się dwóch różnych wzorów do obliczenia powierzchni, co jest bardziej wskazane.

Przykład obliczenia powierzchni wieloboku zapomocą wzorów L’Huilier’a.

r=n

r=n

2P= 2 xr(24+1 — yr-1) = — 2 yr<4v+i —    i)-

r= 1

r = 1

Punkt

4- I

1 0,00 0,00

2    — 3,22 — 30,88

3    4,25    — 70,88

4    43,75    — 73,76

5    44,44    — 26,27

6    42,02    0,00

JO JO

H-i'çp ÏSÛ

O H O»

45,24

—    44,61

1,73 73,76 44,44 26,27

1951,7

3277.9

1103.9

182,2

1115°

131,2

3329,2

2964,4

0,00    0,00 91,41 I 91,41 144,64|l44,64 6561,7 182,2    45,4 6424,8

— 3,22 — 30,88    0,00

6379,4

0,00    6379,5

3189,7 = P

Obliczanie powierzchni z wymiarów otrzymanych na gruncie,

polegające na zastosowaniu Avzorôw podanych w ustępie poprzednim, daje wynik najdokładniejszy, bo wolny od błędów rysunku zdjęcia, występujących przy obliczaniu powierzchni z planu; stosujemy je wtedy, gdy wartość jednostkowa gruntu jest wielka.

a.

Fig. 32.

Obliczanie powierzchni z wymiarów zmierzonych na planie. Powierz- 4 chnia jest najczęściej ograniczona linjami prostemi, które tworzą wielobok. Powierzchnię wieloboku otrzymamy : a) przez podział na trójkąty, zapomocą przekątni, z wzoru (16) ; b) przez podział na trapezy, zapomocą rzutowania wierzchołków na najdłuższą przekątnię, z wzorów (17) i (19); c) przez podział na paski trapezowe (fig. 32), wtedy:

2 P — lx nx -j- (/x    l₂) (a₂ — «i) 4“ (h 4“ h) Oa as) 4“ ' ‘ ' 4-

4- In— 1 (chi — Chi— l)

= li 4- 7g (® 3 — O i) 4" 4 ifli — Ö2) 4- ' ' ’ 4-    — 1 {cht — Cln — 2).

Ostatni sposób stosujemy przy podziale gruntów.

Jeżeli wielobok ma dużo wierzchołków, kreślimy na nim inny, o niewielkiej ilości wierzchołków (fig. 33), i obliczamy jego powierzchnię jak wyżej pod a), b), lub c), pozostałe zaś skrawki powierzchni, między wieło-bokiem danym a wkreślonym, obliczamy osobno, przez podział na trapezy i trójkąty. Przy podziale wieloboku na trójkąty staramy się, by trójkąty były możliwie największe, oraz by w żadnym trójkącie nie było bardzo znacznych różnic między długością podstawy a wysokości. Dzieląc wielobok na paski

7.

3/

Ô.

obli-

trapezowe, kreślimy je zwykle prostopadle do najdłuższej sprzekątni. Jeżeli wypadają ostre przecięcia z obwodem wieloboku, lub paski zbyt wąskie, wkreśla się proste pomocnicze i oblicza skrawki osobno. Wymiary odmierza się dokładną podziałką, przy użyciu lupy.

Fig. 33.

Powierzchnię wieloboku czyć można także d) przez podział na paski trapezowe o równej szerokości. Tego sposobu używa się przy wyznaczaniu powierzchni przekrojów poprzecznych robót ziemnych (przekopów i nasypów, fig. 34). Prze-kroje poprzeczne narysowane są zwykle na papierze milimetrowym, w skali

1 : 100, mamy więc nakreślone na nich

i,

l,

Fig. 34.

paski o szerokości 1 cm — lm, których średnie długości l dodajemy za-pomocą cyrkla. Załomy przekrojów, położone między równoległymi bokami pasków, można wyrównać, mierząc odpowiednio średnią długość paska. Skrawki węższe od szerokości

paska ocenia się na oko. P=l₁-j-/₂ _j_ . . . -j- In p, gdzie p oznacza sumę powierzchni skrawków.

e) Dowolny wielobok A B C D E F (fig. 35) przekształcić możemy na trójkąt B, C Dl o tej samej powierzchni, znosząc kolejno wierzchołki

Następnie obliczamy powierzchnię trójkąta Bi C D₁ przez pomiar jego podstawy i wysokości.

wieloboku.

PN

X\

B₁ A

Fig. 35.

Obliczanie powierzchni zapomocąplanimetrów. Planimetr biegunowy kom-pensacyjny Coradiego (fig. 36) składa się z dwóch ra-D₁ mion : biegunowego P i wodzącego A, które łączymy w punkcie D zapomocą łożyska kulistego. Na końcu ramienia P znajduje się biegun b, tj. ostrze z ciężarkiem do ustalenia położenia planimetru względem powierzchni obliczanej. W punkcie /jest wodzidło, tj. ostrze do obwodzenia powierzchni. Długość ramienia biegunowego jest zwykle stała, długość ramienia wodzącego zmienna. Na ramieniu wodzącem wyryta jest podziałka półmilimetrowa do nastawiania planimetru. Z ramieniem wodzącem połączone jest kółko całkujące L, którego oś jest równoległa do "ramienia wodzącego. Z wielkości odwinięcia tego kołka obliczyć możemy wielkość powierzchni plani-

metrowanej. Kółko całkujące opatrzone jest liczydłem, na którem można odczytać 0,001 część obrotu kółka całkującego; odczyt jest liczbą czterocyfrową, wyrażamy go w jednostkach nonjusza. W pudełku planimetru znajduje się tabliczka, w której podane są stany ramienia wodzącego, odpowiadające stałym planimetru dla różnych skal, zapomocą których można planimetr nastawić. Do sprawdzenia stałej <x służy linijka próbna, dozwalająca obwieść wodzidłem planimetru koło o znanym promieniu, lub o znanej powierzchni.

Obliczanie powierzchni wykonywa się zwykle z biegunem zewnątrz powierzchni. Wtedy powierzchnia t = c₁ //, przyczem cx jest pierwszą stałą planimetru (rx = 2 /■ p tc, r długość ramienia wodzącego, p promień kółka całkującego, n: = 3,14 J 6), n różnica odczytów na kółku całkującem (n = = t?2 — j'd 1li odczyt początkowy, ??₂ odczyt końcowy, gdy obwodzimy powierzchnię w kierunku ruchu wskazówki zegarowej). Jeżeli powierzchnię obliczamy z biegunem wewnątrz powierzchni, to R — tą n -f- c₂, przyczem c₂ jest drugą stałą planimetru (c₂ = (r² -j- A² -j- 2 r ry) Tt, R długość ramienia biegunowego, rx odstęp kółka całkującego od punktu li). Stałą < y wyznaczamy jako powierzchnię, odpowiadającą jednostce nonjusza kółka całkującego. Stała c₂ jesł powierzchnią, którą opisuje wodzidło wtedy, gdy kółko całkujące nie obraca się (powierzchnią koła obojętnego).

Sprawdzenie stałej cx. Przesuwamy ramię wodzące w pochwie tak, by^ odczyt na ramieniu wodzącem równał się wartości podanej na

id’

jgągMiiT.

!>.

Ü9

W,

Fig. 36. Planimetr biegunowy kompenzacyjny, firmy Coradi, Zürich.

tabliczce w pudełku planimetru, dla skali zdjęcia 1 : z, którego powierzchnię chcemy obliczyć. Następnie na rysunku zdjęcia obwodzimy kilka razy, zapomocą linijki próbnej, koło o wiadomej powierzchni l' (cm²), w skali 1:1, odczytując na początku i po każdem obwiedzeniu stan kółka całkującego. Z odczytów obliczamy różnice i średnią z nich ps.

Dla skali 1 : 1 stała cx =

(cm²), ns

1 :s

Cl

P z* ,

Gdy Ci jest mniejsze (większe) od wartości podanej w tabliczce, należy ramię wodzące odpowiednio przedłużyć (skrócić), zapomocą śrubki mikro-metrycznej m i powtórnie sprawdzić stałą cy. Jeżeli planimetrujemy powierzchnię narysowaną w skali 1 : zlf przy stanie ramienia wodzącego, od-

z2

powiadającego skali 1 : z i stałej tą, to stała dla skali 1 : zy będzie ca —

Przepisy obliczania powierzchni z biegunem zewnątrz: 1. Powierzchnia rysunku powinna być płaska i pozioma. 2. Planimetr trzeba tak ustawić, by powierzchnia obliczana dała się wygodnie, obwieść, a kółko całkujące nie przechodziło poza brzeg papieru. Kąt zawarty między ramionami planimetru powinien, podczas obwodzenia powierzchni, zmieniać się w⁷ granicach od 11 (J° do 1T)0°. 3. Zaczynamy planimetrowaó od punktu obwodu położonego na kole obojętnem, przed rozpoczęciem obwodzenia odczytujemy i zapisujemy stan kółka całkującego. 4. Wodzidło prowadzi się po obwodzie powierzchni ruchem jednostajnym i powolnym, bez używania linijki do prowadzenia wodzidła wzdłuż prostych boków obwodu, by nie popełniać

Tablica 2.

Granice błędów dozwolonych przy obliczaniu powierzchni. W skali 1 : 1000 A P — 0,001 P-f 0,2 VT7 „    „    1:2000    AP= 0,001 P + 0,4 W

„    „    1:2880    A P= 0,001 P+ 0,5 VR

Powierz

chnia

Granica błędów A P

Skala planu

1 : 1000 1 : 2000 1 : 2880

Powierzchnia p

Granica błędów A P

Skala planu.

1 : 1000

1 : 2000

1 : 2880

ha

a i m²

a m² a    m²    ha

m²

m²

ooooooooooooooo

t-H(MO000w00000000

o o o

rH (M CO

KCOClü'OîtfiO^CCCi^W^l-¹

ocwoowccü'OC'CoooH^a'Wii)

05

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

r© m- >-*■

O O GC

o o o

00

00

00

00

00

00

00

00

(10

00

00

00

00

00

00

00

00

10

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

27

41

55

67

79

90

00

10

19

28

37

45

53

61

68

76

83

10

11

12

14

15

16

17

18

19

21

22

23

24

25

53

16

83

10

35

58

80

00

20

38

56

73

90

06

22

37

51

66

11

12

13

15

16

17

18

19

21

22

23

24

25

27

54

87

18

47

74

00

24

48

70

92

12

32

52

71

89

07

błędów systematycznych. 5. Po skończeniu obwodzenia należy odczytać izapisać stan kółka całkującego. 6. Powierzchnię płanimetruje się najmniej dwa razy, w dwóch położeniach planimetru: kółko całkujące po lewej i po prawej stronie prostej, łączącej biegun z wodzidłem. Małe powierzchnie należy planimetrować cztery razy. Jeżeli planimetr jest dokładnie zrektyfikowany, można planimetrować powierzchnię w jednem położeniu planimetru. 7. Wielkość powierzchni otrzymamy, mnożąc średnią różnicę odczytów na kółku całkującem przez stałą Cy 8. Jeżeli obliczana powierzchnia jest tak wielka, że nie można jej obwieść wodzidłem planimetru, to dzieli się ją na części i oblicza każdą część osobno.

Jeżeli znamy różnicę odczytów v₁ na kółku całkującem, odpowiadającą znanej powierzchni l\ (np. kwadratowi hektarowemu, narysowanemu na rysunku obliczanej powierzchni), oraz różnicę odczytów n₂, odpowiadającą

p

powierzchni obliczanej P₂, to P₂ = — n₂. Z wzoru tego obliczyć można

ni

wielkość powierzchni bez znajomości stałej c\ i uwzględnić zarazem zmianę papieru.

A P .

Podług Coradiego wynosi błąd jednostkowy —p- jednego obwiedzenia linijką próbną

koła o promieniu 2 cm, P — 12,6 cm,² . .

10 cm, P= 314,2 m² . .

’ ' 2000*

Inne planimetry opisuje Jordan, Handbuch d. Vermessungskunde, t. II, 1914, str. 142. Planimetry Coradiego opisane sa w broszurze : Die Planimeter Co-radi, Zürich 1912.

Granice błędów dozwolonych przy obliczaniu powierzchni, podług „Przepisów obowiązujących przy pomiarach metodą trygou. i poligon.“ por. tablicę 2. Różnica między dwoma obliczeniami powierzchni nie powinna przekraczać tych granic.

Zmiany papieru rysunkowego. Papier rysunkowy zmienia swoje wymiary, zależnie od stanu wilgoci i to wogóle w różnych kierunkach rozmaicie. Zmiany te są najbardziej widoczne na mapach katastralnych, na których mamy narysowany prostokąt o wiadomych wymiarach, t. zw. sekcję mapy. Są to zwykle zmniejszenia wymiarów, skurczenia. Odróżniamy zmiany linijne i powierzchniowe, a wyrażamy je w procentach.

Skurczenie długości sekcji p°/₀ = 100    ,

,    A h

„ szerokości „    </% — 100——,

h

przyczem b i h są rzeczywistemi wymiarami długości i szerokości sekcji, zaś A b — b — bi, Ah — h— /?j ; b₁ jest średnią długością, średnią szerokością sekcji, i hx otrzymujemy z wymiarów zmierzowych na mapie. (Dla map katastralnych Małopolski b — 1896,5 m, h — 1517,2 m.)

Skurczenie linijne w kierunku ukośnym wyznaczamy z równania : ■S'°/o = sin² r/ . p°/'₀' -j- cos² a . q°/₀, przyczem a oznacza kąt zawarty między szerokością sekcji a danym kierunkiem.

Dla danego skurczenia s°/₀ i danej długości l wynosi długość skur-

s°l

czona I₁—l — ^9 1. Mając daną długość skurczoną, obliczamy rzeczywistą

.S'⁰/    s°l

l — ?! -j- ^ /. Dla obliczenia wyrazu A—-2 \ podstawiamy lY zamiast?, wskutek

czego powstaje błąd, więc w razie potrzeby należy obliczenie powtórzyć.

Skurczenie powierzchni sekcji mapy A P°/₀ = p°/₀ -j- q°/₀. Powierzchnię rzeczywista P obliczamy z powierzchni skurczonej }\ zapomoca równania P% + 5%

P°lo + Q°lo

P. Dla obliczenia wyrazu

jąć P~ I\. Wskutek tego powstaje błąd w obliczeniu, więc ewentualnie należy obliczenie powtórzyć.

100

100

P trzeba przy-

VII. Libela.

Libela służy do poziomego układania prostych i płaszczyzn, do pionowego ustawiania prostych, oraz do mierzenia małych kątów pionowych.

Libela rurkowa składa się z walcowej rurki szklanej, o długości 5 do 15 cm, o średnicy 8dol5j«w, której wewnętrzna powierzchnia wyszlifowana jest w kształcie powierzchni obrotowej, powstałej przez obrót łuku kołowego koło cięciwy, jako osi tej powierzchni. Libela zwykła ma wyszlifowana tylko górną powierzchnię, libela rewersyjna górną i dolną. Rurka wypełniona jest eterem siarczanym, lub alkoholem (u libel gorszych), jednak niezupełnie", tak że cześć wnętrza zajmuje bańka z pary użytego płynu. Środek bańki zajmuje zawsze miejsce najwyższe. Długość bańki wynosi ¹/₃ do ¹/₂ długości rurki ; krótkie bańki poruszają się wolniej od dłuższych. Długość bańki zmienia się z temperaturą (skraca się ze wzrostem temperatury). Na zewnętrznej powierzchni rurki znajduje się podział, zwykle w linjach paryskich (2,2.‘di mm), albo w podwójnych milimetrach. Podział może być wykonany na osobnej podziałce, która da się przesuwać wzd uż rurki (libela Goulier’a). Libela osadzona jest w odpowiedniej oprawie metalowej i posiada śrubki rektyfikacyjne do zmiany położenia rurki względem oprawy. Odróżniamy a) libele stolikowe do poziomego układania linij na płaszczyźnie,

b)    1 i b e 1 e n a s a d k o w e do poziomego układania osi walców (lunet, osi obrotu),

c)    libele stale złączone z pewnemi częściami instrumentu, np. z lunetą.

Środek podziału libeli nazywa się punktem głównym, styczna do luku w tym punkcie osią libeli, płaszczyzna styczna do wewnętrznej powierzchni libeli w punkcie głównym, płaszczyzną główną. Gdy oś libeli jest pozioma, środek bańki znajduje się w punkcie głównym. Położenie środka bańki S względem punktu głównego G (fig. 37) wyznaczyć można z równania

G S — s — OG

gdzie

!'

l oznacza odstęp lewego końca bańki od punktu zerowego, prawego „    *

n    v    środka    „ n n    »

Jeżeli punkt zerowy znajduje się w punkcie głównym, to OG — 0, wiec

l j p

G S — s —    ^. W tym razie lip mogą być dodatnie, lub ujemne. Długość bańki 6 — p — l.

Wartością kątową libeli nazywamy kąt, o który trzeba pochylić oś libeli, aby środek bańki przesunął się o długość działki libeli. Między

£_H.

wartością kątową libeli tu, długością działki a i promieniem krzywizny luku

s-~x

<x

a Cd

Fig. 37.

Fig. 38.

libeli r istnieje związek: tu” —    p”, przyczem p” = 206265”. Wartość

kątową libeli wyznacza się najdokładniej na łożysku próbnem. Wartość kątową libeli niwelacyjnej wyznaczyć można zapomocą odczytów na pionowej łacie niwelacyjnej, albo na podziałce. milimetrowej, zawieszonej pionowo na, ścianie. Przyjmijmy, że przy poziomej osi libeli oś celowa trafia w punkt A na łacie, a po wychyleniu osi libeli z poziomu o kąt a,

w punkt ß (fig. 38), przyczem a” = —p”, to h jest różnicą odczytów na łacie

(u” =

w punktach B i A, D odległością poziomą łaty od instrumentu, którą zmierzymy taśmą. Jeżeli środek bańki libeli, przy zmianie pochylenia jej osi o kat a, przesunął sie o n działek podziału libeli, to wartość kątową a"

—. Wartość kątowa libel instrumentów mierniczych wynosi od 5” do 60”,

promień krzywizny wewnętrznej powierzchni od 93 do 8 m.

Kektyfikacja libeli stolikowej. Oś libeli powinna być równoległa do płaszczyzny podstawy, a) Kładziemy libele na płaszczyźnie stołu, zaznaczamy jej położenie zapomocą kreski narysowanej wzdłuż krawędzi podstawy libeli i oznaczamy położenie środka bańki względem punktu głównego G b) Obracamy libele o 180°, przykładamy ją w tern samem miejscu do na-

rysowanej kreski i oznaczamy powtórnie położenie środka bańki względem punktu głównego G S₂. c) Nastawiamy środek bańki zapomoca śrubek rektyfikacyjnych

GSi-f GSz

(śrubki rektyfikacyjnej) libeli na stan GS —

. To postępowanie

trzeba zwykle powtórzyć, aż w obu położeniach libeli otrzymamy ta sarną wartość na GS.

Libela pudełkowa składa się z puszki metalowej, zamkniętej płytką szklaną i wypełnionej alkoholem. Dolna powierzchnia płytki wyszlifowana jest w kształcie czaszy kulistej o promieniu 0,5 do 2 m, na górnej powierzchni zaś wyryte jest kółko. Środek tego kółka jest punktem głównym Płaszczyzna styczna do powierzchni kuli w punkcie głównym jest płaszczyzną główną. Jeżeli środek bańki znajduje się w punkcie głównym, to płaszczyzna główna jest pozioma. Płaszczyzna główna powinna być równoległa do podstawy puszki. Libela pudełkowa posiada trzy śrubki rektyfikacyjne. Aby uniknąć parowania alkoholu wskutek nieszczelnego zamknięcia puszki, wprowadził Mollenkopf libelę z puszką szklaną. Libele pudełkowe służą tylko do przybliżonego poziomego układania płaszczyzn, wzgl. pionowego ustawiania osi (z dokładnością lf do ¹/₂'). Są one mało czułe, lecz wygodne w użyciu.

libeli.

VIII. Luneta.

W miernictwie używamy prawie wyłącznie lunety astronomicznej, bo jest ona optycznie lepsza od lunety ziemskiej. Luneta astronomiczna składa się z dwóch układów soczewek: objektywu i okularu, osadzonych trycznie wr dwóch rurach, w ten sposób, że odstęp obu układów da się zmieniać, zwykle przez przesuwanie okularu, rza’dziej przez przesuwanie objektywu. Objek-tyw wytwarza rzeczywisty, odwrócony i pomniejszony obraz przedmiotu, do którego celujemy lunetą. Okular służy do powiększenia tego obrazu. Obraz wytworzony przez okular powinien znajdować się w odległości najdokładniejszego widzenia od oka obserwatora. Do celowania służy siatka, umieszczona na diafragmie w rurze okularu. Dla zmniejszenia aberacji chromatycznej i sferycznej składamy objek-tyw i okular z dwóch, lub więcej

soczewek. Najczęściej używany jest____

objektyw Fraunhofera, składający się z dwuwypukłej soczewki z kro-wnu i wypukło-wklęsłej soczewki z flintu. Obie soczewki znajdują się blisko siebie i są albo spojone

balsamem kanadyjskim, albo tylko ___

złączone w oprawie.

Okulary złożone: 1. Oku-Huygensa (fig. 39) składa się z dwóch soczewek płasko-wy-pukłych, płaskiemi powierzchniami zwróconych do oka. Soczewka I, znajdująca się bliżej objektywu, nazywa się kolektywem, soczewka 11 soczewką oczną. Obraz powstaje między kolektywem a soczewką oczną — tam znajduje się siatka. Odstęp soczewki ocznej od siatki można zmieniać, dla uzyskania wyraźnego widzenia siatki. Okular ten przy nowszych instrumentach mierniczych nie jest używany.

2. Okular Eamsdena (fig. 40) składa się z dwóch soczewek płasko-wypukłych, zwróconych wypukłemi powierzchniami do‘siebie, umieszczonych w stałym odstępie w rurce, którą można wkręcać i wykręcać w rurze okularu. Wskutek rozdzielenia załamania światła na dwie soczewki aberacja sferyczna jest znacznie zmniejszona. Siatka znajduje się tuż przed kolektywem.

Tf-il

Fig. 39.

cen-

lar

Fig. 40.

3.    Okular ortoskopijny Kellnera (ulepszony okular Ramsdena) posiada achromatyczną soczewkę oczną i pojedynczy, dwuwypukły kolektyw. Okular ten daje obrazy perspektywicznie dokładne.

4.    Okular Steinheila i okular „Euryskop“ Hensoldta (dalsze ulepszenia okularu Kamsdena) posiadają obie soczewki, oczną i kolektyw, a chromatyczne, dają obrazy płaskie i bezbarwne i mają większe pole widzenia niż okular Ramsdena.

Fig. 41.

Siatki. Najprostsze rodzaje s i a t e k przedstawia fig. 41. Siatki aie używane są w instrumentach niwelacyjnych, siatki a i b w teodolitach, siatka c w instrumentach uniwersalnych i ta-chymetrach. Siatkę można wo-góle przesuwać wpoprzek lunety, w dwóch kierunkach, prostopadłych do siebie, lub w jednym kierunku, a przy stałej lunecie obracać ją koło osi lunety o mały kąt. Siatka powinna być wyraźnie widoczna. Aby to otrzymać, celujemy lunetą na jasne tło i wkręcamy, lub wykręcamy wykręt okularowy tak długo, aż nitki siatki najwyraźniej wystąpią. Przy każdem celowaniu powinniśmy obraz przedmiotu widzieć wyraźnie. W tym celu przesuwamy odpowiednio okular zapomoca wyciągu okularowego. Najwyraźniej będziemy widzieli obraz, gdy będzie się znajdował w płaszczyźnie siatki, co poznamy po tern, że przy poruszaniu okiem w kierunku poprzecznym do lunety, np. z góry na dół, nie otrzymamy pozornego ruchu siatki względem obrazu (usunięcie dwuglądu siatki). Oś celowa, zapomoca której celujemy do pewnego punktu, jest to prosta łącząca środek siatki ze środkiem op ty cznym objektywu (punktem, przez który promienie światła przechodzą bez zmiany kierunku).

Powiększenie lunety astronomicznej jest to stosunek kąta widzenia obrazu z punktu ocznego lunety do kąta widzenia przedmiotu z pierwszego ogniska objektywu. Powiększenie v równa się stosunkowi odległości ogni-

skowych objektywu/j i okularu/₂, v — —. Dla wyznaczenia celuje się lu-

/2

netą do przedmiotu bardzo odległego i przesuwa okular tak, by obraz przedmiotu wyraźnie wystąpił. Następnie zwraca się objektyw lunety na jasne tło nieba, poza okularem umieszcza kartkę papieru milimetrowego, prostopadle do osi celowej i przesuwa kartkę tak, by na niej powstał wyraźny, kolisty obraz objektywu, utworzony przez okular. Jeżeli średnica użytecznej

d'

części objektywu jest di, a średnica obrazu objektywu d₂, to v —

Powiększenie lunet używanych w miernictwie wynosi od 10 do 50X, najczęściej 20 do 30 X.

Pole widzenia lunety jest to przestrzeń stożkowa, którą lunetą od-

razu można przejrzeć. Jeżeli lunetą wycelujemy do przedmiotu lekiego, to kąt, którego wierzchołek leży w środku optycznym objektywu a ramiona przechodzą przez końce średnicy diafragmy okularu, jest miara pola widzenia. Kąt pola widzenia lunet mierniczych wynosi l°do2°. Pole widzenia jest w przybliżeniu odwrotnie proporcjonalne do powiększenia lunety.

bardzo da-

Jasność lunety h jest to stosunek ilości światła H' i //, które obraz przedmiotu i przedmiot wysyłają na jednostkę powierzchni siatkówki. Miarą jasności jest wartość h — (d, : r)². Przez lunetę widzimy przedmioty ziemskie wogóle mniej jasno niż gołem okiem.

Dobra luneta powinna dawać obrazy jasne, wyraźne (ostre), wierne, nie-zabarwione, odpowiednio powiększone, posiadać pole widzenia stosowne do przeznaczenia, dozwalać odczytywać milimetry na łacie niwelacyjnej z odległości 50 m. Kuch wyciągu okularowego powinien wywoływać najmniejsze zmiany w położeniu osi celowej.

IX. Niwelacja.

Instrument niwelacyjny (fig. 42, 43, 44, 45 i 46). Części składowe: 1. Spodarka bywa: a) trójnożna (fig. 43, 44, 45 i 46), — wtedy śruby wstawowe spoczywają na krążku statywu a instrument łączymy ze statywem zapomocą śruby środkowej, — albo b) składa się z płyty i tulejki, którą

Tjn

BS

Fig. 42. Instrument niwelacyjny typu I, firmy Starke i Kämmerer, Wiedeń.

nasadzamy na czop statywu (fig. 42).    2. Alhidada, połączona obracalnie

ze spodarką, posiada sprzęg i śrubę mikrometryczną. 3. Dźwigarki lunety są albo stałej wysokości, albo wysokość jednego z nich da się zmieniać zapomocą śruby elewacyjnej. 4. Luneta, zwykle astronomiczna, o powiększeniu 15do45X, osadzona na dźwigarkach stale (fig. 42 i 43), lub ruchomo (fig. 45). 5. Libela niwelacyjna, o wartości kątowej ŚO^doó" może być: a) stale osadzona na lunecie (fig. 42 i 43), z boku lunety (fig. 44), lub na dźwigarkach, b) do nasadzania na lunetę, c) rewersyjna, stale złączona z ruchomą lunetą (fig. 45 i 46). 6. Libełe alhidadowe. Są albo dwie libelki rurkowe, osadzone prostopadle do siebie (fig. 42), albo libela pudełkowa (fig. 43, 44, 45 i 46).

Ze względu na sposób połączenia libeli i lunety z dźwigarkami odróżniamy następujące typy instrumentów niwelacyjnych: Typ 7, luneta i libela są stale połączone z dźwigarkami (fig. 42, 43 i 44). Typ 7/, luneta ruchoma, libela stałe połączona z dźwigarkami. Typ 77/, luneta i libela są ruchome,

LV ■

¹ MM

•_

Ù0»

_JL

SR

,jj

c/?

'm twk

f¹

1 ?» 1

Fig. 43. Instrument niwelacyjny typu I, firmy Fennel, Cassel.

pH

aa

-•

.*

V,

FKTBgl

i&nrLgJ

ll

[liii

|p:

li I:

,1 '«liii

liii

Id

\\

i;

%Ł

I ïàdM'f

1 Mpp*

L4rV

a|

[aj

SET

ii

¹¹

Fig. 45. Instrument niwelacyjny typu IV, firmy Fennel, Cassel,

fagi

.................

f.

- ’i

r :;ft_

im

■/ipr

wm

J '!.....

każda z osobna. Typ IV, luneta połączona stale z libelą rewersyjną, dzona ruchomo na dźwigarkach (fig. 45). Tu można zaliczyć także instrumenty Zeissa (fig. 46). (Patrz Wild, Neue Nivellierinstrumente, Zeitschrift für Instrumentenkunde 1909, str. 329. Hugershoff, Die Wild-Zeiss’schen Nivellierinstrumente in ihrer neuesten Form, Zeitschrift für Vermessungswesen, 1912, str. 321. Doleżal, Nivellierinstrumente der Firma Zeiss in Jena, Österr. Zeitschrift für Vermessungswesen, 1912, str. 339).

osa-

Instrumenty typu I posiadają najprostszą budowę i są używane do wykonywania prac, przy których nie wymagamy bardzo wielkiej dokładności. Sprawdzanie i rektyfikacja ich wymaga wogóle użycia dwóch stanowisk, przy instrumentach innych typów można te czynności wykonać z jednego stanowiska. Instrumenty typu II, III i IV są instrumentami kompensacyjnymi, dozwalają wyrugować wpływ błędów instrumentu na wynik pomiaru. Instrumentów typu III i IV używamy do niwelacji ścisłej. Instrumenty ze śrubą elewacyjną są wygodniejsze w użyciu niż instrumenty bez niej. Dawniejsze instrumenty, bez libelek alhidadowych, są niewygodne w użyciu. Limbus może być tylko wyjątkowo potrzebny przy instrumencie niwelacyjnym. Instrumenty ze spodarką tulejkową są lżejsze od instrumentów ze spodarką trójnożną.

Powiększenie lunety v i wartość kątowa libeli niwelacyjnej co powinny sobie odpowiadać jak poniżej :

v = 15 do 20X, co = 30" 20",

1.    mały instrument do profilów :

25X

2.    instrument niwel. średniej wielkości

10" do 15",

30X,

40X,

Osi instrumentu niwelacyjnego: o) oś celowa, b) oś geometryczna lunety (prosta, łącząca środki pierścieni w ruchomej lunecie), c) oś libeli niwelacyjnej, d) oś instrumentu (oś obrotu alhidady), e) osi libel alhidadowych.

Łaty niwelacyjne posiadają zwykle podział centymetrowy połowy, pojedynczy, łub podwójny (w szachownicę), liczbowanie decymetrów. Uży-y jest także podział z dopełnieniami dziesiętnemi. Laty rewersyjne posiadają dwa podziały, z dwóch stron, przesunięte względem siebie. Podział powinien być prosty, łatwy do odczytywania. Dokładność podziału sprawdza się przez porównanie z dokładną miarą, opatrzoną podaiałką milimetrową. Długość łat wynosi 3 do 5 m. Łata 3 m może być cała (jest dokładniejsza), łaty dłuższe są składane. Przekrój poprzeczny łat: prostokątny, teowy lub dwuteowy. Do pionowego ustawiania łaty służy libela pudełkowa. Płaszczyzna główna tej libeli powinna być prostopadła do długości łaty. Sprawdza się przez pionowe ustawienie łaty zapomocą pionu. Ewentualną odchyłkę środka bańki libeli usuwa sie zapomoca śrubek rektyfikacyjnych libeli.

3.    lepszy instrument niwelacyjny

5".

4.    instrument do niwelacji ścisłej

w an

Taśma niwelacyjna, którą przytwierdza się do tyczki, służy do mniej dokładnej niwelacji.

Sprawdzanie i rektyfikacja instrumentu niwelacyjnego.

1. [c II l]. Oś celowa c równoległa do osi libeli niwelacyjnej /. Jest to warunek najważniejszy, który jednak nie przy wszystkich typach instrumentów da się sprawdzić (np. przy typie I i II). Z tej przyczyny zadowal-niamy się warunkiem :

1.    a) [c II PJ. Oś celowa c równoległa do płaszczyzny głównej 7J/ libeli niwelacyjnej. Warunek ten można zawsze sprawdzić, jest on wystarczający, wymaga jednak, by przy niwelacji oś instrumentu była ustawiona pionowo.

2.    [7 _]_ «]. Oś libeli niwelacyjnej l prostopadła do osi instrumentu i.

3 .a) \li 4JJ]. Osi libelek alhidadowych /, i A, prostopadłe do osi instrumentu i, względnie :

3- i) [płaszczyzna główna Qt libeli pudełkowej prostopadła do osi instrumentu i.

4. [«iii, n₉ I nĄ. Poziomą nitka siatki % prostopadła do osi instrumentu i, a pionowa nitka siatki ru prostopadła do nitki poziomej n₁.

Warunki te odnoszą się wogóle do wszystkich instrumentów niwelacyjnych. Przy instrumentach z ruchomą lunetą i libelą występują jednak jeszcze pewne dodatkowe warunki, podane dalej. Jeżeli instrument posiada śrubę elewacyjną, to warunek i. [I J_?] można pominąć.

Przed sprawdzaniem instrumentu wskazane jest oś instrumentu ustawić pionowo.

Sprawdzanie i rektyfikacja instrumentuze ^ stałą lunetą i libelą    ^

(typu /), ze śrubą elewacyjną.

Ad 1. à) [c II Pj]. Wyznaczamy różnicę wysokości f h^_ß między dwoma punk- r tami A i B, położonymi w odległości 80 do 100 m, w dwo- \* jaki sposób : raz ustawiwszy instrument na stanowisku Ą, w równych odległościach od punktów Ai B (fig. 47), drugi raz ustawiwszy instrument na stanowisku S₂, blisko punktu B (w odległości około 5 m) (fig. 48). Pierwszym razem otrzymamy, przy pionowej osi instrumentu i poziomej osi libeli niwelacyjnej, na pionowej łacie niwelacyjnej, w punktach Ai B, odczyty L₁ i L₂ ; drugim razem odczyty L₃ i h₄. Bóżnica wysokości hj^ = L₁—L₂ (ponieważ w obu odczytach Lx i L,ź popełniamy ten sam błąd, gdy c nie jest równoległe do Pj). Jeżeli Ls — Lt =    — 4 — t° c || P/- Jeżeli zaś L₃ — Li Ly — P₂,

to obliczamy odczyt L's na łacie w punkcie A, odpowiadający poziomej osi celowej : L's = h -j- / ₄. (Zakładamy przytem, że z przyczyny krótkiej długości celowej błąd av odczycie P₄, powstały '• wskutek nierówno-ległości osi celowej do osi libeli, równa się 0.) Na odczyt L\ nastawiamy oś celową śrubą elewacyjną, a oś libeli układamy poziomo śrubką rektyfikacyjną libeli. Potem należy się przekonać, czy przy poziomej osi libeli niwelacyjnej różnica odczytów na łacie w punktach A i B wynosi hA_j,^ a w razie pojawienia się odchyłki postępowanie powyższe powtórzyć.

poyuom

cc

i-S

Fig. 47.

Fig. 48.

cc

Ad 2. [l J_ i\. Obracamy alhidadę tak, by libelą niwelacyjna znalazła się nad śrubą wystawową i układamy oś libeli poz'omo zapomocą tej śruby w stawowej. Następnie obracamy alhidadę o 180° i połowę ewentualnej odchyłki środka bańki libeli od punktu głównego usuwamy śrubą elewacyjną, a drugą połowę śrubą wstawową. To postępowanie należy powtórzyć kilka razy.

Ad 3 .a) [?j J_ 4 _L 4 Obracamy alhidadę tak, by libelki alhidadowe zajęły położenie, naznaczone na fig. 49 w, 6, c (kółko wielkie oznacza śrubę wstawową, kółko małe sprężynę) i układamy osi libelek poziomo zapomocą śrub wstawowych. Następnie obracamy alhidadę o 180° i usuwamy ewentualną odchyłkę środka bańki od punktu głównego u każdej libelki w połowie jej śrubką rektyfikacyjną, w połowie zaś odpowiednią śrubą wstawmwą.

Ad 3. h) \Qi\_ /]. Obracamy alhidadę w ten sposób, by dwie śrubki rektyfikacyjne libeli pudełkowej znajdowały się w kierunku dwóch śrub wsta-

wowych (fig. 49 d) i działając śrubami wstawowemi, sprowadzamy środek bańki libeli do punktu głównego. Następnie obracamy alhidadę o 180,J i połowę ewentualnej odchyłki środka bańki libeli od punktu głównego usuwamy śrubkami rektyfikacyjnemi libeli, a drugą połowę śrubami wstawowemi. Po przeprowadzeniu postępowania opisanego pod 3 u) wzgl. 3. b) oś instrumentu będzie pionowa.

Ad 4. [«J X h "2 X ni\- Ustawiamy oś instrumentu pionowo i celujemy do wyraźnego punktu, znajdującego się w przybliżeniu w poziomie instrumentu, w ten sposób, by punkt ten znalazł się na poziomej nitce siatki, po lewej stronie pola widzenia. Potem obracamy alhidadę, zapomocą śruby mikrometrycznej i patrzymy, czy pozioma nitka siatki przechodzi stale przez ten punkt. Gdy nitka pozioma wyjdzie z punktu, trzeba obrócić odpowiednio pierścień siatki w rurze okularu. Następnie należy wycelować do pionowej linji, np. do sznurka pionu i przekonać się, czy pionowa nitka wpada w oś sznurka. W razie pojawienia się odchyłki, trzeba zmienić położenie' pionowej nitki siatki (naprawi mechanik).

Jeżeli instrument nie posiada śruby elewacyjnej, wtedy należy najpierw sprawdzić [I X X patrz ad 2., ewentualny błąd usuwa się zapomocą śrubki rektyfikacyjnej libeli niwelacyjnej. Następnie sprawdza się [c || Pj], patrz.

°/\°

o"⁼o 000 00 o

O.

Fig. 49.

Ad 1. a), a ewentualny błąd usuwa zapomocą pionowych śrubek rektyfikacyjnych siatki.

Sprawdzanie i rektyfikacja instrumentu ze stałą libelą i ruchomą lunetą (typu II), ze śrubą elewacyjną.

Warunki dodatkowe, wynikające z powodu ruchomego osadzenia lunety, są następujące :

d) \c II g\. Oś celowa c identyczna z osią geometryczną g, wzgl. równoległa do osi geometrycznej.

ß) Pierścienie lunety mają równą średnicę.

Ad a) [c j| g\. Celujemy lunetą, w 1-szem położeniu (wyciąg okularowy na górze), do bardzo odległego, wyraźnego punktu A₁. Następnie obracamy lunetą w łożyskach, koło osi geometrycznej, o 180° do położenia 2-go (wyciąg okularowy na dole) i patrzymy, czy oś celowa trafia w ten sam punkt A₁. Gdy oś celowa trafia w punkt inny A₂, trzeba środek siatki przesunąć na punkt A, położony w środku między punktami Aj i A₂, zapomocą pionowych śrubek rektyfikacyjnych siatki. Tę samą czynność należy powtórzyć po obróceniu lunety w łożyskach, koło osi geometrycznej o 90°, a ewen- . tualny błąd usunąć w połowie poziomemi śrubkami siatki (które chwilowo zajmują położenie pionowe).

Ad ß). Równość średnic pierścieni lunety badamy zapomocą libeli nasadkowej na lunetę (patrz : „Sprawdzanie i rektyfikacja instrumentu typu IIIU). Równość średnic pierścieni lunety można także sprawdzić po przeprowadzeniu sprawdzenia warunku 1. a), w sposób podany poniżej, badając czy c II Pf, jak przy typie 7.

Ad 1. a) [c I) PJ. Załóżmy, że pierścienie lunety mają równe średnice. Ustawiamy oś instrumentu pionowo, celujemy do pionowej łaty niwelacyjnej, ustawionej w odstępie 50 do 80 m od instrumentu, układamy oś libeli

a oś libeli układamy poziomo śrubką

niwelacyjnej poziomo i robimy odczyt Lj na łacie. Następnie przekładamy lunetę w łożyskach, obracamy alhidadę o 180°, celujemy do łaty, sprowadzamy oś libeli do poziomu i robimy powtórnie odczyt L₂ na łacie. Jeżeli L₂—Lx, to c II Pp w przeciwnym razie nastawiamy oś celową zapomocą

śruby elewacyjnej na odczyt L — —-i—

rektyfikacyjną libeli.

Ad 2. [/ J_ i\, ad 3. a) [łj J_ i, I₉. I Y] i ad 3. b) [Qt J_ ?]. Wykonywa się jak przy typie I.

Ad 4. [«! J_ i, n₂ _|_ ni]. Przed sprawdzeniem trzeba lunetę tak obrócić koło osi geometrycznej, by czopek na lunecie, osadzony w pobliżu pierścienia, dotykał śrubki osadzonej w czopku dźwigarka. Sprawdzenie jak przy typie /. Nitkę siatki sprowadza się do poziomu przez odpowiednie przykręcenie śrubki, do której przytyka czopek lunety.

Jeżeli instrument nie posiada śruby elewacyjnej, to najpierw sprawdza się 2. [/_[_?], por. sprawdzanie typu I, a ewentualny błąd usuwa zapo-mocą śrubki rektyfikacyjnej libeli niwelacyjnej. Następnie sprawdza się

1. a) [c II PjJ, a ewentualny błąd usuwa zapomocą śrubek rektyfikacyjnych do zmiany wysokości jednego łożyska lunety.

Sprawdzanie i rektyfikacja instrumentu z ruchomą libelą i lunetą (typu III), ze śrubą elewacyjną.

Ad a) [c II g\. Sprawdza się i rektyfikuje tak, jak przy typie II.

Ad ß). Pierścienie lunety są równej średnicy. Ustawiamy oś instrumentu pionowo i sprzęgamy alhidadę. Nasadzamy libelę niwelacyjną na lunetę, sprowadzamy środek bańki libeli w przybliżeniu do punktu głównego, zapomocą śruby elewacyjnej i odczytujemy położenie obu końców bańki, a z odczytów obliczamy położenie środka bańki G S₁. Przekładamy libelę i oznaczamy położenie środka bańki G S«. Zdejmujemy libelę, przekładamy lunetę, nasadzamy libelę i oznaczamy położenie środka bańki GSs. Przekładamy libelę i oznaczamy położenie środka bańki G S\. Średnice pierścieni są sobie równe, gdy GS₂ -f- GS₂ — GSs — GS₄ — 0.

Y) II !]• Oś libeli niwelacyjnej l równoległa do linji stycznej do pierścieni lunety t. Ustawiamy oś instrumentu pionowo i sprzęgamy alhidadę. Nasadzamy na lunetę libelę niwelacyjną i układamy jej oś poziomo zapomocą śruby elewacyjnej. Przekładamy libelę i ewentualną odchyłkę środka bańki od punktu głównego usuwamy w połowie zapomocą pionowych śrubek rektyfikacyjnych libeli, w połowie zaś zapomocą śruby elewacyjnej. Następnie wychylamy libelę na bok, w kierunku prostopadłym do linji stycznej do pierścieni lunety, o mały kąt. Jeżeli po tern wychyleniu środek bańki wyjdzie z punktu głównegy, usuwamy odchyłkę zapomocą poziomych śrubek rektyfikacyjnych libeli.

Ad 1. [c II l]. Oś celowa c będzie równoległa do osi libeli niwelacyjnej l, jeżeli warunki wymienione pod a), ß) i y) będą spełnione.

Ad 2. [I J_ i], 3. a) [łj _[_ i, /₂ JL?] i 3. b) [Ç/ _L *]. Sprawdzanie i rektyfikacja jak przy typie I.

Ad 4. [j?x J_i, v₂    Sprawdzanie i rektyfikacja jak przy typie II.

Sprawdzanie i rektyfikacja instrumentu z ruchomą lunetą i libelą rewersyjną, stale połączoną z lunetą (typu IV), ze śrubą elewacyjną:

Ad a) [c II g\. Sprawdza się i rektyfikuje tak, jak przy typie II.

Ad 1. [c II l, c y /']. Oś" celowa c, wzgl. oś geometryczna g, równoległa do osi l i 1' libeli rewersyjnej. Ustawiamy oś instrumentu pionowo, obracamy lunetę koło osi geometrycznej do położenia I (libelą rewersyjną pod lunetą, lub po lewej stronie lunety), sprzęgamy alhidadę i układamy oś libeli rewersyjnej poziomo zapomocą śruby elewacyjnej. Następnie obracamy lu-

netę koło oni geometrycznej, do położenia IT (libela rewersyjna nad luneta, lub po prawej stronie lunety). Jeżeli środek bańki libeli wychyli się z punktu głównego, to usuwamy połowę tej odchyłki zapomocą pionowych śrubek rektyfikacyjnych libeli, a druga połowę zapomocą śruby elewacyjnej. Czynność powyższą trzeba zwykle powtórzyć kilka razy. Jeżeli po przeprowadzeniu tej rektyfikacji środek bańki libeli zmienia swoje położenie, podczas obrotu lunety w łożyskach, z położenia I do położenia II, to odchyłkę usuwa się zapomocą poziomej śrubki rektyfikacyjnej libeli.

Drugi sposób. W dwóch położeniach lunety, opisanych poprzednio, przy poziomej osi libeli rewersyjnej, robimy odczyty /.j i L₂ na pionowej łacie niwelacyjnej, ustawionej w odstępie około 100 m od instrumentu. Jeżeli te odczyty są sobie równe, to warunek 1. jest spełniony, w przeciwnym razie

Li -j- L₂

, zapomocą śruby

należy oś celową nastawić na odczyt średni

elewacyjnej, a oś libeli ułożyć poziomo zapomocą pionowych śrubek rektyfikacyjnych libeli.

Opisane sposoby postępowania doprowadzą do wyniku [c || l, c || V] tylko przy założeniu, że [/ || V] obie osi libeli rewersyjnej są do siebie równoległe.

jL

poziom

.1L_

Fig. 50.

Aby się o tern przekonać, sprawdzamy jeszcze raz równoległość osi celowej do jednej z osi libeli, w sposób podany przy typie l.

Ad 2/[/±i], 3. a) [/x J_i, l₂ j i\ i 3. b) [Qt _|_i]. Warunki te sprawdza się tak, jak przy typie 1.

Ad 4. [«!_!_?, n₂ J_«i]. Sprawdza się tak, jak przy typie II.

Instrument niwelacyjny powinno się sprawdzać i rektyfikować co pewien okres czasu, przedewszystkiem zaś przed rozpoczęciem niwelacji, po przewiezieniu instrumentu i po skończeniu niwelacji.

Wyznaczenie różnicy wysokości dwóch punktów terenu (fig. 50). Ai B dane punkty, 1, 2 ... . punkty pośrednie niwelacji, 6'₂, . . . . stanowiska instrumentu, tak obrane, by długości celowej wstecz i wprzód na każdem stanowisku były sobie równe. Długość celowej wynosi normalnie 50 w, najwyżej 80 rn. Ze stanowiskami otrzymujemy na pionowej łacie niwelacyjnej, ustawionej na punktach A il, przy poziomej osi libeli niwelacyjnej, odczyty (łata wstecz) i / (łata wprzód), ze stanowiska S₂ otrzymujemy odczyty i /“ itd. Eóżnica wysokości między punktami A i B wynosi

HA-B — (lw — lp) + (lw - lp) + ■ ■ ■ + (C — Ç) = P« - lp\ *■ PJ — Pd •

Gdy dana jest wysokość WA punktu A, to wysokość punktu B, Wb=Wa + Ha_b.

Punkt

Długość

celowej

Dziennik niwelacyjny 1. 1.

Odczyt na łacie

Bóżnica wysokości

wstecz I wprzód

Wysokość

punktu

Uwagi i szkice

60*

1,499

261,820

Z. W. 53

60

1,406

0,093

261,913

60

1,647

60

1,127

0,520

262,433

60

1,816

60

1,561

0,255

262,688

60

1,195

60

1,594

0,399

262,289

40

0,616

40

2,152

1,536

260,753

Kamień 1

6,773

7,840

0,868    1,935

1,067

1,067

1,067

Sprawdź, obliczenia

libelek alhidado-

Uwagi praktyczne: a) Instrument należy zrektyfikować i ustawiać w środku miedzy punktami niwelowanymi. Gdy nie można brać równych długości celowych wstecz i wprzód, trzeba się starać, by suma długości celowych wstecz równała się sumie długości celowych wprzód, b) Niwelując instrumentem ze śrubą elewacyjną, ustawiamy oś instrumentu w przybliżeniu pionowo zapomocą libelek alhidadowych, a oś libeli niwelacyjnej układamy poziomo, po każdem wycelowaniu do łaty, zapomocą śruby elewacyjnej. Niwelując instrumentem bez śruby elewacyjnej, ustawiamy oś instrumentu najpierw w przybliżeniu pionowo, zapomocą wych, następnie dokładnie pionowo, zapomocą libeli niwelacyjnej. Po wycelowaniu do łaty usuwa się ewentualne małe odchyłki środka bańki libeli niwelacyjnej zapomocą odpowiedniej śruby wstaw owej. c) Łatę niwelacyjną ustawia się pionowo zapomocą pionu, lub libeli pudełkowej, przymocowanej do łaty. d) Powinno się używać podstawek niwelacyjnych pod łatę. e) Podczas przenoszenia instrumentu na nowe stanowisko łata powinna pozostać na tym samym punkcie, f) Używać parasola dla osłonięcia instrumentu przed promieniami słońca, g) Niwelację wykonywać przy spokojnem powietrzu, gdy niema wiatru i drgania powietrza, h) Należy nawiązać się do stałych punktów, znajdujących się między punktami A i B. i) Niwelację powinno się sprawdzić i wyrównać, por. następne ustępy.

Sprawdzanie niwelacji : 1. Przez niwelowanie w dwóch położeniach lunety (z wTyciągiem okularowym na górze i na dole) i odczytywanie podziałów z dwóch stron łaty niwelacyjnej (na łacie rewersyjnej), albo podziałów dopełniających się. To postępowanie można stosować przy instrumentach typu II, III i IY. Jeżeli mamy instrument typu I, możemy dwa razy odczytywać, na dwóch podziałach na łacie, albo na tym samym podziale, gdy łata ma tylko jeden podział. Przed każdym odczytem należy oś libeli ułożyć poziomo (po pierwszym odczycie zmienić nieco pochylenie* osi libeli, następnie ułożyć ją poziomo i zrobić drugi odczyt).

2. Przez równoczesne niwelowanie dwóch ciągów punktów, położonych blisko siebie. Do niwelowania każdego ciągu używamy osobnej łaty niwelacyjnej. § Wskazane jest, by liczbowania podziałów łat różniły się od siebie o nieokrągłą ilość, np. punktowi 0 na jednej łacie odpowiada punkt 2,48 na drugiej.

3.    Przez powtórne wykonanie niwelacji, w kierunku przeciwnym (stanowiska instrumentu na innych miejscach).

4.    Przez zaniwelowanie zamkniętego wieloboku niwelacyjnego, lub siatki niwelacyjnej.

5.    Przez nawiązanie niwelacji do znaków wysokości.

Znaki wysokości. Najczęściej używane są poziome trzpienie, z dużą głową, osadzone na cemencie w cokole budynku, w wysokości około 0,6 m nad powierzchnią terenu. Wysokość górnej powierzchni głowy trzpienia nad poziomem morza jest znana. Nawiązanie do trzpienia niwelacyjnego (fig. 51) polega na wykonaniu odczytu na pionowej łacie niwelacyjnej, ustawionej na trzpieniu, przy poziomej osi celowej. Oznaczmy ten odczyt przez /«■, a odczyt na łacie w punkcie A, którego wysokość mamy wyznaczyć, przez

V t0 wa = irz.w. + (lw — lph albo wa=--wc—lv Przyczem Wc =

+ *«,•

"Y.w.

Znaki wysokości niwelacji ścisłej składają się z metalowego stożka ściętego, z wywierconym otworkiem w osi, osadzonego poziomo na cemencie

™ z w.

i"T T

■w.

¹p

li

«

Lrv\ I

V \We

lv

ff

Fig. 51.

Fig. 52.

Fig. 53.

w mur szczona

ze, w wysokości około 2 m nad powierzchnią terenu. Na murze umie-jest tabliczka z otworkiem, znajdującym się w przedłużeniu otworka w stożku i napisem Z. W. Wysokość osi otworka w stożku nad poziomem morza jest znana. Nawiązanie do tego znaku wysokości wykonać można : ") zapomocą liueału niwelacyjnego, który zawiesza się na pręcie, wsadzonym w otwór stożka i odczytuje lineał przy poziomej osi celowej (stosuje się przy niwelacji ścisłej, fig. 52), albo b) zapomocą łaty niwelacyjnej, ustawionej lia terenie, obok znaku wysokości, na której odczytać trzeba położenie poziomej osi celowej i wysokość znaku wysokości ponad terenem (stosuje się przy niwelacji zwykłej, fig. 53).

W przypa dku a) WA = Wy    - (L + lp) = Wc — lp

przyczem Wc = Wz w — L ; w przypadku b) WA = Wz w - L + !w - lp =Wc-/p przyczem We = W/ w -L + ł„.

Profil podłużny terenu. Profil podłużny jest to przekrój terenu płaszczyzną pionową, powierzchnią graniastosłupową pionową, lub powierzchnią walcową, pionową. Śladem poziomym tego przekroju jest albo linja prosta, albo linja łamana złożona z prostych, albo linja gięta złożona z prostych i łuków, stycznych do prostych. Ślad ten może być dany na terenie lub na planie, jest to zwykle oś projektu technicznego (drogi lub kolei). Profil

podłużny przedstawiamy na jednej płaszczyźnie, na której rozwijamy powierzchnię profilu.

Wykonanie zdjęcia : a) wytycza się ślad profilu na terenie, b) mierzy się odległości poziome punktów profilu od punktu początkowego, c) niweluje się te punkty.

Ad a). Na terenie jednostajnie pochylonym obiera się punkty profilu w okrągłych odległościach, co 10, 20, lub 50 w, stosownie do terenu i celu profilu; na terenie nierównym — na załomach terenu, albo w okrągłych odległościach, a prócz tego na załomach. Obrane punkty zaznacza się palikami, lub w inny sposób. Punkty te należy ponumerować i narysować na szkicu. Wzdłuż profilu zakłada się stałe punkty wysokości, np. na występach cokołów, na kamiennych stopniach schodowych itd., albo wbija się w tym celu pale drewniane z gwoździami o dużej, wypukłej główce, na miejscach, które nie będą naruszone podczas wykonywania robót ziemnych. Na kilometr długości profilu obiera się 3, lub 4 punkty stałe.

y\

⁶!

ii,

3\

li

■' 73 -2

113'5

97-0

15VS

1S3-0

' A,

Fig. 54.

Ad b). Pomiar odległości wykonywa się zwykle przed rozpoczęciem niwelacji, można jednak także te dwie czynności wykonywać równocześnie. Do pomiaru odległości używa się taśmy stalowej, lub łat mierniczych. Odległości odczytuje się z uwzględnieniem decymetrów. Przy dłuższych profilach podaje się odległości w hektometrach i metrach, ewentualnie w kilometrach i metrach. Przy niwelowaniu profilów podłużnych dróg i ulic można odległości mierzyć po terenie, a następnie zredukować je na poziom zapomocą wyznaczonych różnic wysokości. Punkty leżące poza profilem, które chcemy zaniwelować i zaznaczyć na profilu, rzutujemy na oś profilu.

Ad c). Punkty profilu podłużnego niweluje się ze stanowisk obranych tak, by łaty wstejcz i wprzód znajdowały się w równych odległościach od stanowisk (fig. 54). Łatę niwelacyjną ustawia się kolejno pionowo na punktach niwelowanych, celuje do łaty, układa oś libeli niwelacyjnej poziomo i odczytuje łatę. Odczyty łat wstecz i wprzód podaje się z uwzględnieniem milimetrów, odczyty łat w bok (pośrednich miedzy łatami wstecz i wprzód) z uwzględnieniem centymetrów. Niwelację profilu należy — o ile możności — nawiązać do znaków wysokości, na początku i na końcu, a to dla sprawdzenia niwelacji, ewentualnie dla jej wyrównania. Gdy jest nawiązanie tylko do jednego znaku wysokości, lub niema wcale nawiązania, należy niwelację profilu wykonać dwa razy, w przeciwnych kierunkach. Czasem

25*

35

niweluje się drugi raz tylko punkty nawiązania (na których odczytano łaty wstecz i wprzód) i punkty stałe. Wyniki pomiaru zapisuje się w dzienniku niwelacyjnym 1. 2.

Dziennik niwelacyjny 1.2.

btano-

wi8ko

Punkt

Odległość od początku

Odczyt na łacie

wstecz j w bok wprzód

Wysokość Wysokość celowej    punktu

Uwagi i szkice

Sx 1

0,0

1,010

307,510    306,500

15,8

0,617

306,893

38,9

1,265

306,245

73,2

1,737

305,773

97,0

2,705^

304,805

S₂ 5

1,315

306,120

119,5

1,835

304,285

153,8

1,092

305,028

183,0

0,782

305,338

2,325

3,487

1,162

1,162

Sprawdź.

obliczenia

Dla profilu podłużnego skala wysokości jest zwykle 10 razy większa od skali długości. Gdy teren jest płaski, użyć można skali wysokości 20 razy większej, dla terenu górskiego 5 razy większej. Używane sa następujące skale : 1 : 1000 i 1 : 100, 1 : 500 i 1 : 50, 1 : 2000 i 1 : 200, 1 : 5000 i 1 : 500. Profil podłużny rysuje się zwykle na papierze milimetrowym, podzielonym na formaty wielkości 34 cm X 21 cm.

Profile poprzeczne. Sa to krótkie przekroje, wykonane płaszczyznami pionowemi, z reguły prostopadłemi do profilu podłużnego. Kozciągają się one od osi profilu podłużnego na 10, 25, lub 50 m na obie strony, wogóle zaś powinny rozciągać się trochę dalej, niż prawdopodobnie sięgać będzie budowla, dla zaprojektowania której zdejmujemy profile poprzeczne. Od* step profilów poprzecznych zależy od celu pracy i od rodzaju terenu. Jest on większy przy projektach ogółowych, mniejszy przy projektach szczegółowych. Odstęp profilów na terenie płaskim wynosi 50 do 100 m, na terenie

falistym 10, 5 m, lub jeszcze mniej. Profile poprzeczne wytycza się zapomocą węgiel-nicy. W łuku tyczymy profil poprzeczny na-stępująco : a) obieramy na łuku dwa punkty, —.    leżące w równych odległościach od punktu,

•Â.

Fig. 55.

w którym mamy wytyczyć profil poprzeczny J/' i z danego punktu tyczymy prostopadłą do cięciwy, łączącej punkty obrane, b) Od punktu A odmierzamy na łuku długość A B— d, np. 20 m (fig. 55) i tyczymy zewnątrz łuku prosta A C, d'Ł

oddaloną od punktu Boy — ——, przyczem r oznacza promień łuku. Będzie to styczna do łuku w punkcie A. Prostopadła do A C, w punkcie A, wyznaczy kierunek profilu poprzecznego w tym punkcie. Położenie profilu poprzecznego określa się zapomocą jego odległości od punktu początkowego profilu podłużnego. Punkty profilu poprzecznego obiera się na załomach terenu. Położenie tych punktów wyznacza się przez pomiar ich odległości od punktu profilu podłużnego, przez który przechodzi dany profil poprzeczny. Profile poprzeczne niweluje się zapomocą instrumentu niwelacyjnego (mniejszego, o niezbyt czułej libeli niwelacyjnej), lub zapomocą kolimatora Goulier’a (fig. 56). Na stromym terenie zdejmuje się profile poprzeczne zapomocą przyrządu do pomiaru schodkowego. Wyniki pomiaru zapisuje się na szkicu, lub w dzienniku niwelacyjnym. Szkic jest wygodniejszy do rysowania profilu, dziennik do obliczania wysokości punktów niwelowanych. Profile poprzeczne rysuje się

Uv

ce

II

zwykle na papierze milimetrowym, , w skali 1 : 100, lub 1 : 200 (odległości i wy-sokości w tej samej skali), tak jak się nam

ii-

go,

przedstawiają, gdy patrzymy w kierunku liczenia odległości (hektometrowania) profilu podłużnego. Na rysunku powinna być zaznaczona oś profilu podłużnego, podana odległość profilu poprzecznego od punktu początkowego profilu podłuż-oraz wysokość punktu profilu podłużnego.

Niwelacyjne zdjęcie terenu ma na celu przedstawienie kształtu terenu.

Fig. 56. Kolimator Goulier’a.

1.    Metoda profilów. Teren zdejmujemy zapomocą profilu podłużnego, oraz profilów poprzecznych, prostopadłych do profilu podłużnego. Tej metody używamy zwłaszcza wtedy, gdy teren zdejmowany ma kształt pasa, więc przy zdjęciach pod trasę dróg, kolei i kanałów spławnych. Wzdłuż tego pasa zakładamy profil podłużny jako wielobok, który zdejmujemy przez pomiar boków i kątów. Sposób wykonania profilu podłużnego i profilów poprzecznych jak wyżej. Układ profilów rysuje się na szkicu, na którym zapisuje się wyniki pomiaru długości i oznacza punkty profilów liczbami bieżącemi. Na szkicu tym należy narysować na oko warstwice niwelowanego terenu. Kierunków profilów poprzecznych użyć można jako podstaw do zdejmowania granic własności, budynków itd. Niwelację profilu podłużnego i profilów poprzecznych wykonywa się albo oddzielnie, albo niweluje się profil podłużny i profile poprzeczne równocześnie, z odpowiednio obranych stanowisk. W tym ostatnim razie punkty profilów poprzecznych muszą być wypalikowane. Profil podłużny powinien być zaniwelowany dwa razy. Przy oddzielnem niwelowaniu profilów poprzecznych należy nawiązać ich niwelację do punktów profilu podłużnego. Wskazane jest wykonać nawiązanie niwelacji do znaku wysokości, gdy jednak ten znajduje się daleko, można przyjąć wysokość pewnego zani-welowanego punktu dowolnie. Plan zdejmowanego terenu rysuje się w skali 1 : 500, 1 : 1000, 1 : 2000, 1 : 2500, 1 : 2880, zależnie od wielkości terenu zdejmowanego, celu pracy i wymaganej dokładności. Wielobok profilu podłużnego rysuje się zapomocą spółrzędnych, odniesionych do pewnego układu spółrzęd-nych, lub metodą tangensową. Na podstawie szkiców polowych i obliczonego dziennika niwelacyjnego nakreślimy kierunki profilów poprzecznych, punkty za-niwelowane, zdjęte granice i przedmioty i wypiszemy wysokości punktów zaniwelowanych. Wkońcu wykreślamy warstwice, które przedstawiają w sposób przejrzysty kształt terenu.

2.    Metoda siatki kwadratów. Na zdejmowanym terenie wytyczamy palikami siatkę kwadratów o bokach 10, 20, lub 50 w, stosownie do ukształtowania terenu, ile możności tak, by jeden kierunek boków siatki znajdował się w przybliżeniu w kierunku największego spadku terenu (ze względu na kreślenie warstwie), drugi kierunek boków siatki odchyla się wtedy nieznacznie od poziomu. Gdy wierzchołki siatki nie wystarczają do należytego oddania ukształtowania terenu, obiera się inne potrzebne punkty (punkty domierzone) i zdejmuje je na boki siatki przez odrzutowanie. Należy narysować szkic siatki kwadratów, ponumerować jej wierzchołki i punkty domierzone i nakreślić na oko warstwice terenu. Obrane punkty niweluje się następnie z odpowiednich stanowisk, przyczem z każdego następnego stanowiska należy nawiązać się przynajmniej do dwóch punktów zaniwelo-wanych ze stanowiska poprzedniego. Celem sprawdzenia niwelacji można zaniwelować obwód siatki (stosuje się przy większej siatce, np. kilku-dziesięciohektarowej). Siatkę kwadratów rysuje się w odpowiedniej skali i wypisuje przy każdym wierzchołku jego wysokość. Jeżeli teren Spada w jednym kierunku, to rysując warstwice, interpoluje się między punktami, leżącymi tylko w tym kierunku. Gdy teren jest prawie poziomy, lub w obu kierunkach siatki posiada podobne spadki, należy interpolować punkty warstwie w obu kierunkach. Nie interpolować w kierunku przekątni kwadratu. Przy wyznaczaniu punktów warstwie uwzględnić należy także punkty domierzone. Tej metody używamy do zdejmowania terenu płaskiego, dla opracowania projektów meljoracyjnych.

3. Metoda niwelowania na podstawrie danego planu, tj. mapy katastralnej, lub zdjęcia poziomego, wykonanego poprzednio. Najpierw obiera się szereg punktów wzdłuż komunikacyj, rzek, w sąsiedztwie budynków itd. zaznacza się je na terenie palikami i wrysowuje na kopji planu, która służy jako szkic połowy. Punkty te uważamy za punkty stałe i niwelujemy je ze sprawdzeniem (patrz odnośny ustęp). Następnie wykonywa się niwelację wszystkich innych potrzebnych punktów terenu, nawiązując ją do poprzednio założonych punktów stałych. Obrane punkty terenu należy również uwidocznić na kopji danego planu, przez oznaczenie ich położenia na oko, lub przez odmierzenie. Na szkicu znaczy się kierunki interpolacji warstwie. Po skończeniu pracy polowej oblicza się różnice wysokości miedzy punktami stałymi, wyrównywa je i oblicza wysokości stałych punktów, a na podstawie tych wyznacza wysokości wszystkich innych punktów. Wkońcu rysuje się plan warstwicowy.

Wykreślanie warstwie. Odstęp pionowy warstwie (krzywych łączących punkty terenu o tej samej wysokości) zależy przedewszystkiem od celu zdjęcia niwelacyjnego, następnie od kształtu terenu i skali rysunku. Na planach warstwicowych dla projektów komunikacyj wynosi ten odstęp od 1 do 5 w/, na planach dla celów meljoracyjnych może zejść aż do 0,25 m, zaś na mapach topograficznych wynosi 10 m, 20 w, lub więcej. Punkty warstwie otrzymać można a) z profilów terenu, b) zapomocą rachunku, c) zapomocą środków mechanicznych.

Ad u). Na profilach terenu kreślimy proste poziome, w wysokościach warstwie i wyznaczamy przecięcia tych z linją terenu. Następnie odmierzamy odległości tych punktów od punktów początkowych profilów i przenosimy je na plan poziomy profilów.

AB, to AC —

Ad b). Wyznaczanie punktów warstwie opiera się tu na proporcjonalności odcinków. Gdy A i ił są punkty o znanych wysokościach WA i W^, a mamy wyznaczyć punkt C, warstwicy o wysokości Wę, na prostej Wc - WA    -

tP-^ Do obliczenia A C użyć najlepiej suwaka

WB~ WA

rachunkowego.

Ad c). Środki mechaniczne polegają także na zasadzie proporcjonalności odcinków. Tu należy siatka prostych równoległych, nakreślonych w stałym

odstępie na kalce (fig. 57), przyrząd inż. Sikorskiego (fig. 58; opis w Czasopiśmie technicznem, r. 1894, str. 139) i inne podobne przyrządy.

Tyczenie! linji stałego spadku. To zadanie przychodzi przy trasowaniu, gdy chcemy oś projektu (drogi, kolei, lub rowu) wytyczyć wprost na terenie, aby zdjęcie potrzebne do opracowania tego projektu zmniejszyć, lub aby się przekonać o możliwości pewnego projektu. Ustawiamy instrument niwelacyjny na takiem stanowisku, by można zaniwelować odpowiednią część linji stałego spadku. Na punkcie początkowym A tej linji ustawiamy pionowo łatę niwelacyjną i robimy na niej odczyt /, przy poziomej osi libeli niwelacyjnej. Następnie wyznaczamy punkt B linji stałego spadku, znajdujący się w odstępie np. 20 m od punktu początkowego A, używając w tym celu taśmy stalowej 20 m jako cyrkla. Z punktu A zakreślamy taśma łuk, po którym figurant przesuwa pionową łatę niwelacyjną tak długo, dopóki odczyt na łacie, przy poziomej osi libeli niwelacyjnej, nie będzie wynosił l + 20 s, przyczem s oznacza spadek linji (znak-)- uwzględniamy tycząc w dół, znak— tycząc w górę). Otrzymany punkt zaznacza się palikiem. Następny punkt wyznacza się podobnie, w odstępie 20 m od punktu B, przyczem odczyt na łacie powinien wynosić l + 40 s itd. Gdy zajdzie potrzeba zmiany stanowiska instrumentu, rozpoczniemy dalsze tyczenie od ostatniego wytyczonego

ZSit 9

s* 333 Ï 333-

ZZ3

■332

331’6-

Fig. 58.

Fig. 57.

punktu, tak samo jak od punktu początkowego A. Po wytyczeniu należy linję stałego spadku zaniwelować, celem sprawdzenia wytyczenia.

Zadania z niwelacji, odnoszące się do wytyczania projektów inżynierskich, opisuje Hartner-Doleżal, t. II., 1910, str. 112.

= v VL-

Błędy i wyrównanie niwelacji (por. : Rachunek wyrównawczy). Średni błąd v niwelacji zwykłej wynosi 6 do 10 mm na kilometr. Średni błąd niwelacji na długości L (przy długościach celowej w przybliżeniu równych) wynosi

Jeżeli zaniwelujemy dwa razy n różnic wysokości, na długościach Li, 7>2,. . • . Ln i otrzymamy różnice niwelacyj (spostrzeżeń) r/x, <7₂,• • • -dn, to średni błąd niwelacji pojedynczej, na długości 1 km

H-o

1 km

średni błąd średniej z dwóch niwelacyj,

l^a =y|/~    •

Wyrównanie różnic wysokości h₁, h₂,....h», zaniwelowanych między znakami wysokości A i B, o wysokościach i Wg.

Jeżeli Aj ń₂ -j- ■ • • -f- hn — (11^ — WA)■= tu (przyczem h wprowadzono odpowiednimi znakami), jest mniejsze od błędu dozwolonego, to odchyłkę tu, ziętą ze znakiem przeciwnym, należy rozdzielić na poszczególne różnice

_NlLDtgRAHD PREIBERG-5Ą,

Fig 59. Instr. uniw repet. nonj.

[i

4'

Ir

wysokości, proporcjonalnie do długości L 'ędzy punktami zaniwelowanymi, uwzględniając przytem znaki różnic wysokości. Poprawka dla r-tej różnicy wysokości

j. _ .    — O)

°r ar Jr    >

przyczem ay — + 1, stosownie do znaku różnicy wysokości.

--Średni błąd niwelacji na długości 1 km

1)1!

U)

sposób postępujemy, gdy zaniwelowano wielobok zamknięty, wtedy Ai -}- A₂ -j- • • • -f- h n powinno równać się Ó.

Wyrównanie sieci niwelacyjnej podaje Weigel, Rachunek wyrównawczy, 1923, str. 138 i 176 i Stampfer-Lorber, Nivellieren, 1894, str. 363.

W ten sam

X. Instrument uniwersalny.

Opis instrumentu (fig. 59—61). Instrument ten dozwala wyznaczyć położenie dowolnego punktu w przestrzeni i służy : a) do pomiaru kątów poziomych, b) do pomiaru kątów pionowych, c) do optycznego pomiaru odległości i wysokości, d) do niwelacji.

Teodolit (fig. 62i63), wykonany podobnie jak instrument uniwersalny, nie posiada siatki tachymetrycznej, ani libeli niai welacyjnej na lunecie i służy do ml pomiaru kątów poziomych i pio-§' nowych, albo tylko do pomiaru kątów poziomych.

Fig. 60. Instr. uniw. repetycyjny, z nonjuszami, Starke i Kämmerer, Wiedeń.

Części składowe instrumentu uniwersalnego : 1. Spodarka z trzema śrubami wstawowemi, do pionowego ustawiania osi instrumentu, 2. Limbus stały, lub repetycyjny, o średnicy 12 do 15 cm (do zwykłych prac mierniczych), 20 cm, lub więcej (do triangulacji). Podział lim-busowy zwykle na 360°, stopień podzielony na 3, lub 6 części (podział na 2, lub 4 części mniej odpowiedni). Limbus otwarty, lub kryty (lepszy). 3.Alhidada z dwoma nonjuszanrd, lub mikroskopami. Wartość nonjusza 1' (fig. 64), 30", lub 20" (fig. 65),

przy dużych instrumentach 10". Dokładność odczytu mikroskopu 1' (fig. 66, mikroskop z stałą nitką), 12" (fig. 67) i 6" (m. kreskowy), 2" i 1" (m. śrubowy). 4. Luneta z reguły astronomiczna, o powiększeniu około 25 X (instrument do zwykłych prac), 30 do 40 X (instrument do triangulacji). Objek-tyw achromatyczny, okular Ramsdena, lub ortoskopijny Kellnera. Siatka tachy-metryczna (3 nitki poziome i 1, lub 2 nitki pionowe). Stała tachymetryczna K ile możności równa 100. Luneta osadzona centrycznie względem osi instrumentu, da się przerzucać. 5. Koło pionowe (pełne, lub łuk). Stopień podzielony na 3, lub 6 części. Liczbowanie najczęściej bieżące, dostosowane do pomiaru kątów wysokości i głębokości, lub kątów zenitowych.

Wartość non-

jusza 1', lub 20".    6. Li-

v\

In

pionowego.

7.    Sprzęgi i śruby mi-kromejryczne: a) sprzęg i śruba mikrometryczna lim-busu (przy instrumencie re-petycyjnym), b) s. i ś. m. alhidady, c) s. i ś. m. lunety.

8.    Busola orjentacyjna (instrument uniwersalny może jej nie posiadać).

bele: a) libele alhidadowe do pionowego ustawiania osi instrumentu, b) libela niwelacyjna na lunecie, zwykle rewersyjna, c) libela nasadkowa na oś obrotu lunety (służy do rektyfikacji), d) libela koła

instrumentu uniwersalnego powinien posiadać krążek metalowy, o dość dużym wykroju kołowym do centrowania in- ’ strumentu (średnica wykroju do 6 cm). Dobre jest połączenie krążka z nogami statywu zapomocą wstawów kulistych (fig. 62). Statyw powinien być stały, a nie ciężki. Krążek statywu nie powinien się skręcać w płaszczyźnie poziomej. Instrument łączymy ze statywem zapomocą śruby środkowej.

Statyw

ikroskopami

äEüPy

Fig. 61. Instr. uniwersalny,, repetycyjny, z m kresk. na kole poziomem, firmy Hildebrand, Freiberg.

Osi instrumentu uniwersalnego : a) oś instrumentu, t. j. oś obrotu alhidady, b) oś celowa lunety, c) oś obrotu lunety, d) oś libeli niwelacyjnej, e) osi libel alhidadowych, /) oś libeli nasadkowej na oś obrotu lunety, g) oś libeli koła pionowego. Instrument repetycyjny posiada jeszcze : h) oś obrotu limbusu.

Warunki :

Sprawdzanie i rektyfikacja instrumentu uniwersalnego.

1. Osi libel alhidadowych prostopadłe do osi instrumentu. 2. Oś celowa prostopadła do osi obrotu lunety. 3. Oś obrotu lunety prostopadła do osi instrumentu.

4. Przy pionowej osi instrumentu nitki siatki zajmują położenie pionowe, wzgl. poziome. 5. Oś celowa przecina oś instrumentu (luneta osadzona centrycznie względem osi instrumentu). 6. Alhidada osadzona centrycznie względem limbusu i różnica odczytów na noniuszach (mikroskopach) koła poziomego równa 180°. 7. Podział limbusowy dokładny. 8. Oś celowa równoległa do płaszczyzn głównych libeli niwelacyjnej (rewersyjnej). 9. Przy pionowej osi instrumentu i poziomej osi celowej odczyt na nonjuszach koła pionowego 0° i 180°. lub 90° i 270n, a oś libeli koła pionowego pozioma.

I«b

Mr

ifaffl i '«I

JE-€äME

‘Î’X

fr**

Ad 1. Obracamy alhidadę tak. by jedna libela alhidadowa znalazła sie w kierunku dwóch śrub wstawowych i układamy osi obu libel alhidadowych poziomo za-pomocą odpowiednich śrub wstawowych. Następnie obracamy alhidadę o 180° i ewentualną od-pj- chyłkę środka bańki od punktu głównego usuwamy u każdej libeli w połowie jej śrubką rektyfikacyjną, w połowie zaś odpowiednią śrubą wstawową. Ponieważ wpływr niepionowego ustawienia osi instrumentu, na pomiar kąta poziomego, nie da się wyrugować metodą pomiaru, należy libele alhidadowe dokładnie zrek-tyfikować.

MM

illl

H,

nrL

«.■i

E-

■D

ÙLM'

■E

Fig. 62. Teodolit repetycyjny, z mikroskopami kreskowymi, firmy Zeiss, Jena.

Ad 2. Sprawdzamy przez dwukrotne odłożenie kąta, zawartego między osią celową, a osią obrotu lunety, przy jednej z tych dwóch prostych, a) Jeżeli oś obrotu lunety da się wyjąć i przełożyć w łożyskach, bez odkręcania śrub konstrukcyjnych i zdejmowania koła pionowego, wtedy postąpimy tak: Celujemy do odległego punktu, znajdującego się w przybliżeniu w poziomie instrumentu. Następnie przekładamy oś obrotu w łożyskach ; jeżeli oś celowa, przy tern samem pochyleniu lunety, trafi w ten sam punkt, co poprzednio, wtedy jest prostopadła do osi obrotu. Gdy oś celowa trafi w punkt inny, należy połowę odchyłki osi celowej usunąć zapo-mocą poziomych śrubek rektyfikacyjnych siatki, b) Drugi sposób. Celujemy do odległego punktu, leżącego w poziomie instrumentu, w dwóch położeniach lunety i odczytujemy za każdym razem stan tego samego (np. pierwszego) nonjusza koła poziomego. Następnie nastawiamy ten rionjusz, śrubą mikrometryczną alhidady, na odczyt średni z odczytów poprzednio otrzymanych. Wskutek tego oś celowa wyjdzie z punktu, do którego wycelowaliśmy, należy ją więc sprowadzić na ten punkt zapomocą poziomych śrubek rektyfikacyjnych siatki. Przed sprawdzeniem tego warunku, jak i następnych, wskazane jest oś instrumentu ustawić pionowo. Wpływ błędu nieprostopadłości osi celowej do osi obrotu lunety, t. zw. błędu kolimacyjnego, na pomiar kąta kierun-

kowego, da się usunąć przez pomiar w dwóch położeniach lunety i wzięcie średniej z otrzymanych spostrzeżeń.

i i

lii

Ad. 3. Gdy mamy libelę nasadkową na oś obrotu lunety, postępujemy następująco. Najpierw sprawdzamy libelę nasadkową, ewentualnie rektyfi-kujemy ją i układamy jej oś poziomo. (Obracamy alhidade tak, by libela nasadkowa znalazła się nad jedną ze śrub wstawowych i sprowadzamy jej oś do poziomu zapomocą tej śruby wstawowej, następnie przekładamy libelę i ewentualną odchyłkę środka bańki od punktu głównego usuwamy w połowie śrubką rektyfikacyjną libeli, w połowie zaś śrubą wstawową. Potem należy przekonać się, przez małe przechylenie libeli na osi obrotu lunety, czy nie istnieje skrzyżowanie osi libeli z osią obrotu lunety. Gdy środek bańki wychyli się z punktu głównego, usuwamy odchyłkę poziomemi śrubkami rektyfikacyjnemu libeli.) Następnie obracamy « alhidade o 180° — jeżeli oś    ^

i;

■filling

libeli pozostanie pozioma, to oś obrotu jest prostopadła «y do osi instrumentu — gdy zaś oś libeli wychyli się z położenia poziomego, usuwamy połowę odchyłki środka bańki od punktu głównego śrubkami rektyfikacyjnemu do zmiany wysokości łożyska osi obrotu lunety, drugą połowę zaś zapomocą śruby wstawowej.

nowo zapomocą welacyjnej i zawiesiwszy ciężki pion na długim sznurku, celujemy do sznurka w poziomie. Następnie podnosimy lunetę aż do punktu zawieszenia sznurka i pa-    :'f< i

trzymy, czy środek siatki    Ą

Lll

Drugi sposób, a) Ustawiamy oś instrumentu pio-libeli ni-

.A

If

i.

mi

W W

porusza się po jego osi.

Fig. 63. Teodolit repetycyjny, z mikroskopami śrubowymi, firmy Fennel, Cassel.

W razie, gdy środek siatki wyjdzie z osi sznurka, należ^ go wprowadzić na nią zapomocą śrubek rektyfikacyjnych do zmiany wysokości łożyska osi obrotu lunety, b) Po pionowem ustawieniu osi instrumentu, jak pod a), rzutujemy wyniosły punkt A, w dwóch położeniach lunety, na poziomą łatę niwelacyjną, ułożoną prostopadle do płaszczyzny celowej, w wysokości instrumentu. Jeżeli w obu położeniach lunety otrzymamy ten sam punkt A' na łacie, to oś obrotu lunety jest prostopadła do osi instrumentu. Jeżeli zaś w pierwszem położeniu lunety otrzymamy punkt A₁ a w drugiem punkt A₂, to nastawiamy oś celową, zapomocą śruby mikrometrycznej alhidady, na punkt A¹, leżący w środku pomiędzy punktami A₁ i A₂, następnie podnosimy lunetę do punktu A i sprowadzamy oś celową na ten punkt zapomocą śrubek rektyfikacyjnych do zmiany wysokości

Fig. 67.

Fig. 66.

łożyska osi obrotu lunety. Wpływ błędu nieprostopadłosci osi obrotu lunety do osi instrumentu, t. zw. błędu inklinacyjnego, na pomiar kąta kierunkowego, da się -wyrugować

w dwóch położeniach lunety i wzięcie średniej z otrzymanych spostrzeżeń.

yjnpri

2,0

10

przez pomiar

130

Fig. 64.

¹p    5    0    Ad 4. Przy piono-

^70    *    260 wego sznurka, „pio

nowa“ nitka siatki

Fig. 65.

powinna wpadać w oś

sznurka; gdy tak nie jest, skręcamy odpowiednio pierścień siatki. Potem badamy czy środkowa „pozioma“ nitka siatki zajmuje położenie poziome, w sposób opisany przy sprawdzaniu instrumentu niwelacyjnego I. typu, str. 868. Gdy okaże się, że nitka ta nie jest pozioma, należy założyć nową siatkę (naprawi mechanik).

Ad 5. Sprawdzamy przez wycelowanie w dwóch położeniach lunety 'do punktu (sznurka pionu zawieszonego na trójnogu),, znajdującego się w odległości kilkunastu metrów od instrumentu i odczytanie każdym razem obu nonjuszów. Średnie z obu nonjuszów powinny być jednakowe dla obu położeń

lunety. W przeciwnym razie istnieje ekscentryczność osi celowej względem osi instrumentu, której usunąć nie możemy, wpływ jej jednak na pomiar kąta kierunkowego da się wyrugować zez pomiar w dwóch położeniach lunety i wzięcie średniej z otrzymanych spostrzeżeń.

l"l"l

lilii

10 o

162

26

27

pr

Ad 6. Sprawdzamy przez odczytywanie obunonjuszów, w różnych położeniach alhidady względem limbusu. Bóżnice odczytów na obu nonjuszach powinny być stałe i równe 180°, gdy podział limbusowy jest dokładny. Jeżeli różnice odczytów są zmienne, to istnieje ekscentryczność alhidady, której usunąć nie możemy. Wpływ jej na pomiar kąta kierunkowego da się usunąć: a) przez odczytywanie obu nonjuszów i wzięcie średniej z odczytów, b) przez pomiar kąta kierunkowego w dwóch położeniach lunety i wzięcie średniej z obu spostrzeżeń. Jeżeli różnice odczytów na nonjuszach, w różnych położeniach alhidady względem limbusu, są równe, lecz nie wynoszą 180°, to błąd ten da się usunąć przez odpowiednie przesuniecie płytek nonjuszowych, po zwolnieniu śrubek, przytwierdzających płytki nonjuszowe do ramion alhidady.

Ad 7. Dokładność podziału limbusowego można w przybliżeniu sprawdzić przez porównywanie długości nonjusza z odpowiadającą jej długością podziału limbusowego, na różnych miejscach tego podziału. Stałej długości nonjusza powinna odpowiadać stała długość na podziale limbusowym. W razie pojawienia się odchyłek uwzględnić należy, że pochodzić one mogą nie tylko z błędów podziału, lecz także z ekscentryczności alhidady względem limbusu. (Przy tem postępowaniu nastawia się końcową kreskę nonjusza na 0°, 10°, 20°,.... itd. podziału limbusowego i odczytuje położenie kreski zerowej nonjusza.) Wpływ błędów podziału limbusowego, na pomiar kątów poziomych, da się częściowo wyrugować przez pomiar na różnych miejscach limbusu metodą repetycyjną, albo metodą kierunkową wielokrotną.

Ad 8. Załóżmy, że libela niwelacyjna jest libelą rewersyjną. W 1-szem położeniu lunety celujemy do łaty niwelacyjnej, ustawionej pionowo, w odległości około 100 m od instrumentu, układamy oś libeli niwelacyjnej poziomo zapomocą śruby mikrometrycznej do pochylania lunety i odczytujemy stan średniej nitki na łacie. To samo powtarzamy w 2-giem położeniu lunety. Drugi odczyt powinien być równy pierwszemu. W razie pojawienia się różnicy, nastawia się środek siatki na odczyt średni śrubą mikrometryczną do pochylania lunety, a oś libeli układa poziomo śrubką rektyfikacyjną libeli. Opisane postępowanie doprowadzi do wyniku: oś celowa równoległa do płaszczyzn głównych libeli niwelacyjnej przy założeniu, że obie o.si libeli rewersyjnej są do siebie równoległe. (Ten warunek jest zwykle spełniony.)

Ad 9. Ustawiamy oś instrumentu pionowo, najpierw zapomocą libel alhi-dadowych, następnie dokładniej zapomocą libeli niwelacyjnej, której oś ułożymy równocześnie poziomo. Gdy odczyt na nonjuszach koła pionowego nie jest 0° i 180°, należy nonjusze nastawić na ten odczyt, zapomocą śruby do pochylania ramienia nonjuszów. Zwykle można w ten sposób tylko pierwszy nonjusz nastawić na 0°, drugi nonjusz zaś nastawiamy na 180° przez przesuwanie płytki nonjuszowej, po zwolnieniu śrubek przytwierdzających ją do ramienia nonjuszów. Jeżeli po tej rektyfikacji oś libeli koła pionowego nie jest pozioma, sprowadzamy ją do poziomu zapomocą śrubek rektyfikacyjnych tej libeli. Jeżeli na kole pionowem jest tylko jeden nonjusz, wtedy zwykle niema urządzenia do pochylania ramienia nonjusza, ani libeli koła pionowego. W tym razie nastawiamy zero nonjusza na zero koła pionowego zapomocą śrubek rektyfikacyjnych nonjusza. Gdy między zerami nonjuszów, a punktami 0° i 180° koła pionowego jest znaczniejsza różnica, można ją usunąć przez odpowiednie obrócenie koła pionowego na osi obrotu lunety.

Ustawianie instrumentu nad punktem składa się: 1. z centrowania instrumentu i 2. z pionowego ustawiania jego osi. Do centrowania instrumentu używa się najczęściej zwykłego pionu. Pion powinien być tak zawieszony, by ostrze jego znajdowało się tuż nad punktem. Oś instrumentu ustawia się pionowo zapomocą śrub wstawowych. W tym celu obraca się alhidadę do położenia, w którem jedna libela alhidadowa znajduje się w kierunku dwóch śrub wstawowych i działając temi śrubami, sprowadza się oś libeli do poziomu. Oś drugiej libeli alhidadowej układa się poziomo zapomocą trzeciej śruby wstawowej. Dokładność, scentrowania instrumentu nad punktem powinna być tern większa, im krótsze są ramiona kąta, wzgl. promienie pęku, który będziemy mierzyli. Dokładność z jaką należy ustawić pionowo oś instrumentu, powinna być tern większa, im większe są kąty pochylenia do poziomu ramion kąta, wzgl. promieni pęku. Przy stromych celowych ustawia się pionowo oś instrumentu zapomocą libeli nasadkowej na oś obrotu lunety, lub libeli niwelacyjnej. Wpływ błędu niedokładnego ustawienia instrumentu nad punktem, na pomiar kąta, nie da się wyrugować zapomocą metody pomiaru.

Celowanie do punktów. Przed celowaniem trzeba sprawdzić, czy obraz siatki wyraźnie występuje, ewentualnie nastawić odpowiednio wykręt okularu względem siatki (wykonywa się raz), por. ustęp „Luneta“, str. 3G2. Podczas każdego celowania należy usunąć dwugląd (paralaksę) siatki. Powinno się celować do najniższego widocznego punktu znaku, zaznaczającego położenie punktu. Dokładność wycelowania do punktu powinna być tern większa, im mniejsza jest odległość punktu od instrumentu. Dla powiększenia dokładności wycelowania używa się przy krótkich celowych cienkich tyczek żelaznych.

XI. Pomiar kątów poziomych.

rzuca

Pomiar pojedynczego kąta. 1. Ustawia się instrument w wierzchołku danego kąta (oś instrumentu przechodzi przez wierzchołek kąta i jest pionowa). 2. Celuje się w 1-szem położeniu lunety w kierunku lewego ramienia kąta, odczytuje oba nonjusze (mikroskopy) koła poziomego i zapisuje odczyty w dzienniku kątowym (stopnie zapisuje się zwykle tylko przy pierwszym nonjuszu). 3. Celuje się w kierunku prawego ramienia kąta, odczytuje oba nonjusze (mikroskopy) i zapisuje odczyty w dzienniku kątowym. 4. Prze-się lunetę, obraca alhidadę o 180° (2-gie położenie lunety) i powtarza czynności wymienione pod 3. i 2. 5. Tym sposobem otrzymamy dla każdego ramienia kąta 4 odczyty (kąty kierunkowe), z których obliczamy średnie ; będą to średnie kąty kierunkowe, lewy i prawy. 6. Różnica średnich kątów kierunkowych prawego i lewego daje średnią wielkość kąta mierzonego. Gdy średni kąt kierunkowy prawy jest mniejszy od średniego kąta kierunkowego lewego, należy do różnicy tych kątów dodać 360°. Wzór dziennika pojedynczego pomiaru kąta podano poniżej.

Dziennik kątowy 1. 1.

Stano

wisko

Punkt

Odczyt

Średnia

Średnia zredukowana

’ Uwagi

75    38    20

30

Powietrze spokojne, pochmurno.

Przez opisane postępowanie wyrugujemy wpływ następujących błędów instrumentu na pomiar kątów kierunkowych : a) błędu kolimacyjnego, b) inklinacyjnego, c) ekscentryczności osi celowej i d) ekscentryczności alhi-dady; pozostanie zaś wpływ błędów podziału łimbusowego. Nadto pozostanie wpływ błędów czynności mierniczych, tj. niedokładności ustawienia instrumentu nad wierzchołkiem kąta, niedokładności wycelowania do punktów i błędy odczytów na nonjuszach (mikroskopach). Celem zmniejszenia tych błędów, trzeba się starać wykonać czynności miernicze jak najdokładniej. Gdy jest tylko jeden nonjusz na kole poziomem, to wpływ błędów instrumentu, wymienionych powyżej, zostanie także wyrugowany przez pomiar kąta w dwóch położeniach lunety. Gdy instrument jest zrektyfikowany i nie chodzi o większą dokładność w pomiarze kąta, np. przy pomiarze szczegółów, można kąt mierzyć w jednem położeniu lunety i odczytywać tylko jeden nonjusz.

Pomiar kąta wykonany kilka razy. Postępowanie opisane powyżej możemy powtórzyć kilka razy, na różnych miejscach limbusu, obracając przed każdym pomiarem limbus o pewną liczbę stopni (przy teodolicie repetycyjnym), albo przestawiając po każdym pomiarze instrument na krążku statywu (przy teodolicie zwykłym). Średnia z otrzymanych pomiarów

da wynik dokładniejszy od pomiaru pojedynczego, z którego nadto wpływ błędów podziału limbusowego zostanie częściowo wyrugowany.

Repetyeyjny pomiar kąta polega na tem, że dany kąt odmierzamy kilka razy obok siebie na limbusie, celem wyrugowania (częściowego) wpływu błędów podziału limbusowego. Pomiar wykonywa się teodolitem repetycyj-nym, w dwóch położeniach lunety ; stosuje się przytem różne metody postępowania. Podajemy sposób pomiaru podług „Przepisów obowiązujących przy pomiarach metodą trygon. i poligon.“ :

1. Ustawia się instrument w wierzchołku kąta (oś obrotu limbusu pionowo zapomocą libeli nasadkowej na oś obrotu lunety, lub zapomocą libeli rewersyjnej na lunecie) i spizęga się limbus. 2. W 1-szem położeniu lunety celuje się w kierunku lewego ramienia kąta (używając sprzęgu i śruby mi-krometrycznej alhidady), odczytuje oba nonjusze (mikroskopy) i zapisuje odczyty w dzienniku kątowym. 3. Zwalnia się sprzęg alhidady i celuje w kierunku prawego ramienia kąta (używając sprzęgu i śruby mikrometrycznej alhidady). 4. Przerzuca się lunetę, zwalnia sprzęg limbusowy i w 2-giem położeniu lunety celuje w kierunku lewego ramienia kąta (używając sprzęgu i śruby mikrometrycznej limbusu). 5. Zwalnia się sprzęg alhidady, celuje w kierunku prawego ramienia kąta (używając sprzęgu i śruby mikrometrycznej alhidady), odczytuje oba nonjusze (mikroskopy) i zapisuje odczyty w dzienniku kątowym. 6. Różnica średnich z odczytów ostatnich i pierwszych daje podwójną wielkość kąta. 7. Postępowanie opisane powyżej należy w sieci triangulacyjnej IY-go rzędu powtórzyć najmniej trzy razy, a z otrzymanych pomiarów obliczyć średnią.

Pomiar pęku promieni wykonany jeden raz metodą kierunkową.

Przypuśćmy, że zmierzyć mamy pęk promieni W (A, B, C, D, E), fig. 68. 1. Ustawiamy instrument w wierzchołku pęku W: oś instrumentu przechodzi przez wierzchołek i jest pionowa. Jeżeli mierzymy instrumentem repetycyjnym, to oś instrumentu

ustawiamy pionowo przy sprzęgniętym limbusie.

W\

'£

2. W 1-szem położeniu lunety celujemy do punktów A, B, C, D, E, odczytujemy każdym razem oba nonjusze (mikroskopy) i . zapisu- g jemy odczyty w dzienniku kątowym (1. 1). 3. Przerzucamy lunetę, obracamy alhidadę o 180°

Fig. 68.

(2-gie położenie lunety), celujemy powtórnie do danych punktów, lecz w porządku odwrotnym, więc do E, D, C, B, A, odczytujemy każdym razem oba nonjusze (mikroskopy) i zapisujemy odczyty w dzienniku kątowym. 4. Dla każdego promienia otrzymamy 4 odczyty : z dwóch nonjuszów (mikroskopów), w dwóch położeniach lunety. Średnia z tych czterech odczytów daje średni kąt kierunkowy, wolny od wpływu błędów instrumentu, z wyjątkiem błędów podziału limbusowego. Wynik pomiaru wszystkich kątów kierunkowych, w dwóch położeniach lunety, nazywamy zestawieniem kierunków. Należy uważać, by podczas wykonywania pomiaru położenie limbusu nie zmieniło się. Sprawdzenie pomiaru otrzymuje się przez powtórne wycelowanie do punktu początkowego, na końcu pomiaru w 1-szem i 2-giem położeniu lunety i odczytanie obu nonjuszów. Jeżeli mierzymy instrumentem

repetycyjnym, można przed wykonaniem pomiaru nastawić limbus tak, by odczyt początkowy, przy celowaniu do punktu A, wynosił 0° 0' 0". Jeżeli nie chodzi o wielką dokładność pomiaru, odczytuje się tylko jeden nonjusz, w dwóch położeniach lunety, przez co wpływ błędów instrumentu, z wyjątkiem błędów podziału limbusowego, zostanie także wyrugowany. Gdy instrument jest zrektyfikowany, można przy zdejmowaniu szczegółów wykonać pomiar w jednem położeniu lunety, z odczytami na jednym nonjuszu.

spółrzędnych, tj. obliczyć azymuty promieni pęku (przez dodawanie różnicy między azymutem pewnego promienia a jego kątem kierunkowym).

Kąty pomiędzy promieniami pęku nie zmienią się, jeżeli do wszystkich kątów kierunkowych dodamy, lub od wszystkich kątów kierunkowych odejmiemy stałą liczbę. Prawo to pozwala zredukować kąty kierunkowe ze względu na dowolnie obrany promień zerowy (przez odejmowanie kąta kierunkowego tego promienia), albo zorjentować promienie według pewnego układu osi

Pomiar pęku promieni wykonany kilka razy metodą kierunkowy. Chcąc otrzymać większą dokładność w pomiarze pęku promieni i ile możności wyrugować wpływ błędów podziału limbusowego, wykonywamy pomiar pęku kilka razy, przy różnych położeniach limbusu (instrumentem repetycyjnym). Jeżeli zamierzamy pomiar pęku wykonać n razy,

180°

to należy po każdym pomiarze obrócić limbus o kąt ——, zatem przy

dwóch pomiarach o 90°, przy trzech o 60° itd. Przy pierwszym pomiarze nastawiamy limbus w ten sposób, by odczyt odpowiadający pierwszemu promieniowi wynosił 0° 0' 0”, lub równał się w przybliżeniu azymutowi tego promienia. Przed każdym pomiarem trzeba sprawdzić i ewentualnie poprawić ustawienie instrumentu. „Przepisy obowiązujące przy pomiarach metodą trygon. i poligon.“ polecają w sieci triangulacyjnej IY-go rzędu mierzyć kąty zasadniczo 3 razy. Wzór dziennika kątowego dla pomiaru trzykrotnego podano na str. 387 (dziennik kątowy 1. 2.). Przy bardzo dokładnych pomiarach kątów, np. przy pomiarze kątów w sieci triangulacyjnej, nie powinno się łączyć w zestawienie kierunków więcej niż 6 promieni. Gdy w pęku jest dużo promieni, lub nie wszystkie punkty są równocześnie dobrze widoczne, robi się kilka zestawień kierunków. Te zestawienia łączy się ze sobą, najprościej w ten sposób, że jeden promień jest wspólny we wszystkich zestawieniach. Jako wspólny przyjmujemy promień do punktu wyraźnego (np. do szczytu wieży), położonego w średniej odległości, w kierunku północnym.

XII. Tachymetrja.

Opis instrumentu. 1. Tachymetr zwykły (fig. 69 i 70). Jest to instrument uniwersalny o uproszczonej budowie, dozwalający na szybki postęp pracy. Posiada zwykle limbus stały (używane są także tachy-metry repetycyjne), alhidadę z jednym nonjuszem jednominutowym, czasem z dwoma nonjuszami i koło pionowe (lub łuk koła pionowego), z nonjuszem jednominutowym. Noujusze koła poziomego zastąpione są w niektórych instrumentach mikroskopami z nitką (fig. 70), lub mikroskopami kreskowymi. Najodpowiedniejsze liczbowanie koła pionowego jest bieżące, w kierunku przeciwnym niż ruch wskazówki zegarowej. Powiększenie lunety od 20 do 30 X-W polu widzenia lunety znajduje się siatka, złożona z trzech nitek poziomych i jednej nitki pionowej. Nitki są stale osadzone na diafragmie okularu;

powinny one

równa 100. Na lunecie jest libela rewersyjna. Czasem dodana jest busola orjentacyjna, osadzona na alhidadzie, albo do nasadzania na oś obrotu lunety. Nowsze nasadkowe busole są rurowe. Zapomocą busoli możemy

być bardzo cienkie. Stała tachymetryczna K ile możności

Tachymetrja.

cc

Dziennik kątowy 1. 2.

Mierzył N. N. dnia 20 lipca 1922. Ustawienie instrumentu: na trójnogu, stałe. Stan pogody: słonecznie, słaby wiatr.

Uwagi

Średnia z I, II i III

Średnia

III

Pomiar III

Średnia

II

Pomiar II

Średnia

//

210 24    45

150    24    50

45

30 24    45

30    24    41    90 24    45

219 160

39    16    10

15    55    16    3    99    16    3

230 27    25

25

50    27    30

10    27    23    110 27    26

50

330 24    50

20    24    43

159    16    10

10

339    16    0

15    45    16    1

170 27    30

30

350 27    30

0    27    23

Stanowisko: ^ 4.

Pomiar I

Cel

do

90 24    50

25    0

270 24    50

40    24    50

99 16    10

15

279    16    10

16 60 16 6

110 27    35

35

290 27    40

15    27    31

&5

't

t:

s’

to

05

eo

zorjentować limbus względem stron świata, ewentualnie na limbusie repetycyj-nym mierzyć azymuty magnetyczne, lub kąty północne, winien być silnie zbudowany i wygodny w użyciu. Tachymetr powinien być dokładnie zrektyfikowany (patrz : „Sprawdzanie i rektyfikacja instrumentu uniwersalnego“, str. 379), gdyż przy zdejmowaniu punktów celuje się tylko w jednem położeniu lunety i odczytuje jeden nonjusz. Stałe tachy-metryczne należy wyznaczyć dokładnie, por. ustęp na str. 390.

Instrument

po

li. *

IA

LJ

Łata tachymjetryczna może być wykonana jak zwykła łata niwelacyjna, albo posiada podział, dozwalający odczytywania łaty z wielkiej odległości (np. oprócz podziału centymetrowego posiada decymetry i połówki metrów zaznaczone zapomocą pasków podłużnych, a całe metry zapomocą okrągłych tarcz). Do pionowego ustawiania łaty używa się libeli pudełkowej, lub pionu.

na

pa

li M " I    L    I \ ^    ¹

Fig. 69. Tachymetr zwykły, firmy Starke i Kämmerer, Wiedeń.

5. Autoredukcyjny tachymetr Hammera-Fen-n e 1 a. Instrumentem tym (fig. 71) otrzymać można wprost odległość i wysokość tachometryczną, przez pomnożenie przez stałe czynniki odcinków łacie, zawartych między pewnemi krzywemi, wido-cznemi w polu widzenia lunety. Jest to instrument z repety-cyjnym limbusem, z dwoma mikroskopami ze stałą nitką (kreską), o dokładności odczytu 1'. Instrument nie ma koła pionowego. Luneta anal-laktyczna Porra, o powiększeniu 24 X) posiada pize-suwalny objektyw. Oś obrotu lunety jest pod lunetą. Luneta nie da się przerzucać, daje odczyty dla kątów pochylenia do + 30°. Na lunecie znajduje się libela rewersyjna i celownica. Pole widzenia

lunety (fig. 72), podzielone jest pionową średnica AA na dwie części. W lewej części widzimy zapomocą układu pryzmatów diagram krzywych, w prawej łatę tachymetryczną, ustawioną pionowo na terenie. W górnej części pola widzenia lunety jest pozioma nitka N N, przechodząca przez całe pole widzenia. Nitkę tę nastawiamy na zerowy punkt łaty, od którego liczymy odcinki. Diagram krzywych składa się z trzech krzywych, z których najwyższa G jest łukiem koła, stycznym do poziomej nitki NN w jej punkcie środkowym (środek tego łuku znajduje się na osi obrotu lunety). Dwie pozostałe krzywe Hi D zmieniają swoje położenie w polu widzenia lunety przy pochylaniu lunety tak, że przecinają prostą AA w coraz to innych punktach. Krzywa D służy do odczytywania odległości poziomych, krzywa H do odczytywania wysokości tachometrycznych. Gdy kąt pochylenia osi celowej do poziomu jest dodatni (ujemny), to na diagramie widzimy krzywą H ze znakiem -f- (—). Odległość poziomą otrzymamy, mnożąc odczyt na krzywej D przez 100, wysokość tachy-

IK

mh

Jrji

$Ï22K

ifi

äR - WV W    IJ

mp'<& N

IP

Tachymetry.

is

889

c’i '

43

m.

*ZA

b"

pj|]Mjl Hi

| P

HI E

Fig. 71. Autoredukcyjny tachymetr

Hammera-Fennela.

jS#

WÊSÙ

•J

kJ«!

m fr

Fig. 70. Tachymetr z mikroskopami ze stałą nitką, firmy Fennel, Cassel.

metryczną zaś, mnożąc odczyt na krzywej H przez 20. Na łacie należącej do tachymetru Hammera-Fennela punkt zerowy znajduje się w średniej wysokości instrumentu J== 1,40 m nad spodem łaty. Punkt ten zaznaczony jest zapomocą dwóch kresek klinowych. Na fig. 72 odczyt

na krzywej D jest 0,2G8, więc Dh— 26,8 m, odczyt na krzywej II jest -j- 0,047, więc H — -f- 0,94 m.

Wzory tachymetrji zwykłej. Do ob-,N liczania odległości poziomej Dh i wysokości \ tachymetrycznej H używamy następujących \ wzorów :

I Dh = KI cos² a 4-k cos a \

J 11 = — KI sin 2 & -(- & sin a j

w których Kik są stałe tachymetryczne, l odcinek na łacie pomiędzy nitką górną a dolną, a kąt pionowy pochylenia osi celowej do poziomu (fig. 73 i 74). K jest zwykle = 100, k — 30 do 40 cm. Dla lunety anallaktycz-nej Porra k — 0, więc

Dh — KI cos² a.

■4- KI sin 2 a 2

ti

H.

I)

|04

D = 100.0,268 =26.8m.

H= 20.0,047 = 0,94m.

Fig. 72.

Używane są także wzory uproszczone:

Dh — (Ki 4- k) cos² a.

i (KI -j- Tc) sin 2 a Dh = KI cos² a -f k 4 KI sin 2 a

• • (1)

(2)

(3)

(4)

Wzory (3) dają Dtl i II mniejsze niż wzory (1). Wzór (4) na Dh daje wartość większą niż wzór (1) i (3), wzór (4) na II daje wartość mniejszą niż wzór (1) i (3). Wzoru (4) na H można używać tylko dla a do 10°.

Jeżeli a ^ 0, to II 0.

Gdy a = 0, to

Dh =Kl + k)

H =0 j

Wysokość bezwzględną (nad poziomem morza) punktu tachymetrowanego A obliczamÿ z równania :

(5)

Wl-Ws + J+H-I'-W' + E-I'......(6)

Wc = 144+J

(7)

przyczem

Ws jest wysokością bezwzględną stanowiska S, J wysokością instrumentu, Wc wysokością celowej, lg odczytem średniej nitki na łacie.

Wyznaczenie stałychtachymetrycznych. l.Wyznaczenie stałej k. Dla lunety z okularem Ramsdena, lub Huygensa k—f4-8, przyczem/ jest ogniskową objektywu, o odstępem objektywu od osi instrumentu. f wyznaczyć można przez wytworzenie zapomocą objektywu, na kartce papieru, ostrego obrazu słońca i zmierzenie odstępu tego obrazu od objektywu. Dla lunety z okularem Ramsdena wystarczy wycelować do bardzo odległego

punktu (nastawić okular tak, by obraz punktu ostro wystąpił) i zmierzyć odstęp siatki od objektywu, równy w przybliżeniu f. Długość 3 zmierzymy wprost na lunecie. Tym sposobem wyznaczymy h z dokładnością 0,5 cm. Dla lunety anallaktycznej Porra h powinno równać się 0. Przekonywamy się o tern przez wspólne wyznaczenie stałych Kik.

2. Wyznaczenie stałej K. Na terenie równym i w przybliżeniu poziomym tyczymy prosta i odmierzamy na niej, od punktu początkowego N

' ft h \

L9

L

1^0 w 5

4-

jU

r>'

,4

Ldii

źt?

-4-

PT

Fig. 73.

jA ¹ J«-

tv\

-----dh —

■O

ll

J—c--

‘ Iß

'--i

U--*—i

-H

Fig. 74.

i'

4:

4»

ry—yr/^y '7~~7~

-ry~y~/"'7'7

-y/y

Fig. 75.

na-

(fig. 75), taśmą stalową długości S1 = Du S 2 = Z>₂, ....Sn — Dn\ można obrać D₁ — 40, Z>₂ = 60, .. . .Dn — 160 m. Te długości muszą być bardzo dokładnie odmierzone. W punkcie S ustawiamy tachymetr (centrycznie i oś instrumentu pionowo) i odczytujemy na łacie niwelacyjnej, ustawianej pionowo, kolejno na punktach 1,2,....«, przy prawie poziomej osi celowej, stan dolnej i górnej nitki siatki. Różnica odpowiadających sobie odczytów daje odcinek i na łacie. Na każdym punkcie należy wyznaczyć odcinek l kilka razy, stawiając dolną nitkę na coraz to inną kreskę podziału i odczytując nitkę górną (zmiana pochylenia osi celowej do poziomu, wynosząca do 1°, nie wywoła dającej się odczytać zmiany w odcinku na łacie). Łatę należy ustawiać pionowo zapomocą libeli, lub pionu i podpierać zastrzałami. Z od-

cinków l, otrzymanych na każdym punkcie, obliczamy średnie lu 7₂,.... Z .

Z równania D — KI -f- k wynika K

—. Przyjmijmy, że stała k

jest znana i wstawmy za D i l odpowiadające sobie wartości, to otrzymamy :

K-

. Średni błąd

D₂ — k

w przybliżeniu obliczyć z równania    —-

h ,

—. Średnią wartość na K można -^1+ #2 + • • -~\-Kn

stałej K, równej w przybliżeniu 100, wyznaczonej w ten sposób, mieści się w granicach od +0,04 do +0,1.

3. Wspólne wyznaczenie stałych K i k. Od stanowiska instrumentu odmierzamy na terenie równym i poziomym, na prostej, dokładnie dwie odległości L)₁ i D₂, z których pierwsza ma kilka metrów, np. 5 m, a druga kilkadziesiąt, np. 80 m (100 ni). Na pionowej łacie, ustawianej kolejno na otrzymanych punktach, robimy odczyty, jak poprzednio pod 2. i otrzymujemy dwa szeregi odcinków : dla łaty bliskiej i dalekiej. Obliczamy dwa średnie odcinki lx i l₂. Po wstawieniu wartości w równanie D = KI -\- k otrzymamy :

L>i — Kii -\~k, D₂ — KI» 4- k, a stąd Zżj — Di    Gj 7₂ — D₂ li

h-ii ’    ~ V-Ti '

Odczyty w punkcie bliższym należy robić na podziałce milimetrowej, przytwierdzonej do łaty niwelacyjnej.

Obie stałe tachymetryczne można wyznaczyć także ze spostrzeżeń wykonanych jak wyżej pod 2. zapomocą rachunku wyrównania, przy użyciu metody spostrzeżeń pośrednich, por.: Weigel, „Rachunek wyrównawczy“, 1923, str. 33 i 116; Hammer, „Beiträge zur Praxis der Bestimmung der Konstanten entfemungsmessender Fernrohre“, Österr. Zeitschrift für Vermessungswesen 1917, str. 177.

Podstawy zdjęć tachymetrycznych. Główną podstawą jest siatka triangulacyjna (najniższego rzędu), albo siatka poligonowa, lub poligon otwarty. Poboczną podstawę stanowi siatka tachymetryczna, złożona z punktów, których położenie względem siatki głównej wyznaczamy zapomocą wcinań, lub metody poligonowej. Wierzchołki obu podstaw służą jako stanowiska tachymetryczne. Rodzaj siatki głównej zależy od wielkości i kształtu zdejmowanego obszaru, od ukształtowania terenu, stanu zabudowania itd. Jeżeli zdejmowany teren rozciąga się we wszystkich kierunkach równomiernie (przy zdjęciach dla celów ekonomicznych), wtedy główna siatka jest siatką tryang’ulacyjna, lub poligonową. Gdy teren ma kształt długiego pasa, o szerokości kilkudziesięciu, lub kilkuset metrów (przy zdjęciach dla projektów komuni-kacyj), to główna siatka jest poligonem otwartym, lub łańcuchem trójkątów. Przy małych zdjęciach wystarczyć może jedna siatka podstawowa.

Główną siatkę zakładamy tak, by wzajemne położenie jej wierzchołków dało się jak najdokładniej wyznaczyć. Należy ją nawiązać do istniejących punktów triangulacyjnych. Wierzchołki siatki poligonowej powinny się znajdować w odstępach 200 do 300 (400) m, a boki nadawać — ile możności — do bezpośredniego pomiaru. Siatkę tachymetryczna zakładamy tak, by zdejmowanie punktów terenu było najwygodniejsze (dobry przegląd punktów zdejmowanych). Wierzchołki siatek podstawowych zaznacza się zapomocą pali (palików) z gwoździami. Zdjęcie głównej siatki wykonywamy w sposóh następujący: W siatce triangulacyjnej samoistnej trzeba zmierzyć najmniej jedną podstawę (bazę), najmniej 2 razy łatami mierniczemi, lub taśmą stalową, oraz wszystkie kąty w trójkątach, najmniej 1 raz, w dwóch położeniach lunety. Jeżeli istnieją punkty triangulacyjne IY-go rzędu, to położenie wierzchołków siatki głównej wyznaczamy zapomocą wcinań, a pomiar podstawy (bazy) może odpaść. W łańcuchu trójkątów mierzymy kilka podstaw : •w krótkim łańcuchu na początku i na końcu, w długim prócz tego w środku. ■W siatce poligonowej mierzymy kąty lraz, w dwóch położeniach lunety, a boki 2 razy taśmą stalową. Na trudnym terenie mierzy się boki poligonów optycznie, najmniej 2 razy, podczas wykonywania pomiaru kątów. Boki dłuższe od 150 m trzeba podzielić na dwie części i każdą część tachymetrować osobno. Jeżeli siatka główna nie jest nawiązana do punktów triangulacyjnych o Aviadomych spółrzędnych, trzeba wyznaczyć azymut astronomiczny, lub magnetyczny jednego z bokÓAY siatki.

Położenie wierzchołkÓAY siatki tachymetrycznej względem siatki głÓAvnej wyznaczamy zapomocą wcinania Avprzôd, wcinania Avstecz, metody biegunowej, lub zapomocą poligonów (przy krótkich bokach zapomocą poligonów buso-lowych). Zdjęcie siatek podstaAvowych Avykonywa się Avogôle oddzielnie od zdejmowania punktów terenu, tylko przy małych zdjęciach, lub gdy zależy pospiechu, można oba zdjęcia AvykonyAvaé rÓAvnocześnie. Zdjęcie poligonÔAV siatki tachymetrycznej Avykonywa się podczas zdejmoAvania punktów terenu. Kąty mierzy się av dAvôch położeniach lunety, a boki tachymetrycznie 2 razy. Należy Avyznaczyé wysokości AvierzchołkÓAv siatki głÓAvnej i tachymetry-cznej, odniesione do pewnego poziomu, najlepiej do poziomu morza. Wykonywamy to albo zapomocą nwelacji (na terenie równym), albo zapomocą trygonometrycznego pomiaru wysokości, łub tachymetrji (na terenie falistym). Główną siatkę należy AvyrqAvnac i obliczyć spółrzędne jej wierzchołkÓAv, odniesione do istniejącego układu spółrzędnych, albo do układu dowolnie przyjętego, patrz „Triangulacja IV-go rzędu“ i „Zdjęcia poligonoAve“. Wierzchołki siatki tachymetrycznej nanosi się albo zapomocą obliczonych spółrzędnych, albo na podstawie zmierzonych kątÓAY i długości.

Tok postępowania przy zdejmowaniu punktów terenu.

, albo

lg — Ig = ls — Id (przyczem lg, ls, Id oznaczają odczyty górnej, średniej i dolnej nitki na łacie). -, Równania powyższe ważne są dla równego odstępu nitek siatki oraz poziomej osi celowej, av przybliżeniu użyć ich jednak można także przy pochylonej osi celowej. Gdy instrument posiada po dwa nonjusze na kole poziomem i pionowem, to odczytyAvaé należy jeden i stale ten sam nonjusz koła poziomego i pionowego. Należy uważać, by podczas zdejmowania punktów położenie instrumentu nie zmieniło się. SpraAvdza się to av ciągu pomiaru, przez AvyceloAvanie do jednego z punktÔAv, do którego się nawiązano i odczytanie nonjusza koła poziomego. Wzór dziennika tachymetrycznego

a) Instrument ustawia się na danem stanoAvisku (centrycznie i oś instrumentu pionowo), b) Mierzy się wysokość instrumentu, tj. Ayysokość osi obrotu lunety ponad czołem palika. Do tego celu użyć można albo łaty tachymetrycznej, albo osobnej taśmy, c) NaAviazuje się do sąsiednich stanowisk (wogóle do dwóch), przez wyceloAvanie do nich, w dAAróch położeniach lunety i odczytanie nonjusza koła poziomego. Jeżeli tachymetr posiada busolę orjentacyjną, to należy na początku i na końcu pomiaru na danem stanowisku odczytać stan nonjusza koła poziomego, przy tern położeniu alhidady, av którem igła magnetyczna aa-skaz uje 0° i 180° podziału busoli, d) Celuje się do zdejmo-' Avanego punktu, na którym ustawiono pionowo (zapomocą pionu, lub libeli pudelkoAvej) łatę tachometryczną, odczytuje trzy nitki na łacie, kąty na kole poziomem i pionoAvem i zapisuje odczyty av dzienniku tachyme-tryeznym. NastaAvia się ZAvykle górną nitkę siatki na okrągły odczyt na łacie, np. na 1,5, 2,0, lub 2,5 m. Odczyty robi się szybko, a po odczytaniu nitki dolnej spraAvdza, czy położenie nitki górnej nie zmieniło się. Odczytuje się z dokładnością milimetrową, odczyty podaje w metrach. Odczyty sprawdza się natychmiast zapomocą równania ls = ■    ^

Dziennik tachymetryczny.

(Stałe tachym.: K= 99,92, k — 0,32 m)

Stanowisko

Wysokość Instrumentu J

Punkt

Odczyty na kole

Odczyty na łacie

poziomem

pionowem

górny lg

Odległość

pozioma

Wysokość tachym. H

H-ls

Wysokość Wysokość celowej punktu

średni

Uwagi

dolny ld

4“

i-¹

,te-,

76

27

257,39

Wysokość punktu [44]: 256,09

256

26

ST

199

10

19

10

Ci

235

48

25

1,476

1,201

1,338

0,275

27,6

2,13

1,34    0,79

258,18

CO

194

12

0,957

CO

CD

192

12

359

53

0,800

1,374

0,878

0,157

16,0

0,01

0,88

0,87

256,52

125

34

16

0,700

2,221

1,036

0,674

67,7

GO

256.21

164

18

51

1,100

2,060

1,660

1,121

111,0

12.18

1,66    10,52

267,91

0,995

1,528

1,065

106,4

5,30

1,53    3,77

261,16

na str. 394 i 395.

na

oraz dla stałych tachymetrycznych K — 100, k = 0 ; można jednak używać ich także przy innych wielkościach stałych.

e) Równocześnie, albo przed tachymetrowaniem, wykonywa się dokładny szkic terenu, na którym powinny być nakreślone zdejmowane linje : granice własności i uprawy, budynki, drogi, rzeki itd., oraz poznaczone i po-liczbowane punkty tachymetrowane, które służą bądź do zdjęcia wymienionych przedmiotów, bądź do oddania ukształtowania terenu. Te ostatnie są to punkty charakterystyczne powierzchni, z których składa się teren, albo punkty leżące na krawędziach przecięcia się tych powierzchni np. punkty na linjach najwyższych (grzbietowych) i najniższych (ściekowych), na linjach największego spadku itd. Powinny być one tak obrane, by warstwice dały się w niewątpliwy sposob nakreślić na rysunku zdjęcia. Odpowiedni wybór punktów, bardzo ważny, wymaga dobrej orjentacji w terenie i szybkiej analizy ukształtowania terenu. Przy zdejmowaniu terenu dla projektów komunikacyj obieramy czasem punkty tachymetrowane na charakterystycznych profilach terenu, prostopadłych do osi trasy. Tych profilów możną użyć do obliczenia objętości projektowanych robot ziemnych. Dla uwidocznienia ukształtowania terenu rysuje się na szkicu oko warstwice, albo używa się metody kreskowania. Należy nakreślić także linje interpolacyjne dla warstwie, tj. połączyć ze sobą punkty, pomiędzy któ-rymi przekrój terenu płaszczyzną pionową jest linją prostą. Punkty tachymetro-

wane oznacza sie na szkicu i w dzienniku tachymetrycznym liczbami porządko-wemi, na następnych stanowiskach punkty liczbuje się w dalszym ciągu bieżąco.

Jeżeli chodzi o szybki postęp pracy, używa się dwóch, lub trzech łat tachymetrycznych. Figuranci ustawiają je podług wskazówek inżyniera, który wybiera punkty i rysuje szkic terenu. Tachymetruje pomocnik inżyniera, odczyty zapisuje pisarz. Gdy zdjęcie tachymetryczne ma być narysowane na mapie katastralnej, trzeba nawiązać je do stałych punktów, tj. do punktów przecięcia się dawnych miedz, wylotów miedz do stałych dróg, naroży starych budynków murowanych itd. Ilość punktów tachymetrowanych zależy przedewszystkiem od terenu, dalej od skali rysunku zdjęcia i od odstępu, w jakim będą nakreślone warstwice. Według Jordana ilość punktów tachymetrowanych wynosi 500 do 1000 na km², dla skali zdjęcia 1:2000 lub 1: 2500.

Obliczanie odległości tachymetrycznej Dh i wysokości tachometrycznej H. Do tego celu służą następujące środki : a) tablice tachymetryczne liczbowe, b) tablice tachymetryczne graficzne, c) suwaki tachymetryczne. Środki te urządzone są dla podziału koła pionowego na 360° 60' 60", lub na 400^100'100"

Ad a). Najlepsze są tablice tachymetryczne Jordana : Jordan, Hilfstafeln für Tachymetrie, Stuttgart 1921. Tablice te wymagają interpolacji ze względu na milimetry w odcinku na łacie, oraz minuty w kącie pionowym. Jeżeli dla danego 100 lia. możemy z tablic wprost odczytać Dh i //, wtedy

odpowiadają one dokładnie ilościom 100 Z cos²», i 100 Z —sin 2»..

Średni błąd odległości interpolowanej wynosi + 0,1 m,

„    „ wysokości

r’-

1.1

mi

V" . '

wę

■Mk

Fig. 76. Instrument busolowy, firmy Breithaupt, Cassel.

Gdy ilości 100 Z i a, otrzymane z pomiaru, zaokrąglimy do wartości podanych w tablicach i odczytamy z tablic odpowiednie D/t i H, to ilości te będą wyznaczone ze średnimi błędami + 0,26 m i + 0,04 m.

Ad b). Tu należą: 1. tablice tachymetryczne izopletowe Wennera, patrz Wenner, Graphische Tafeln für Tachymetrie, Zeitschrift für Vermessungswesen 1905, str. 257.    2. Tablica tachymetryczna nomograficzna Läski-

Ulkowskiego, patrz Czasopismo techniczne z r. 1906, str. 217. 3. Tablica tachymetryczna nomograficzna Niedzielskiego.

Ad c). Tu należą: suwak tachymetryczny prosty i kołowy.

Najpewniej i najdokładniej można obliczyć Dh i H zapomocą tablic Jordana, jednak przy użyciu największej ilości czasu. Gdy opuścimy inter-

polację, co w wielu przypadkach będzie możliwe, to postęp pracy będzie znacznie szybszy. Tablicami graticznemi i suwakami pracuje się prędzej, lecz mniej pewnie, niż tablicami liczbowemi; dokładność ich dla celów praktyki jest wystarczająca, nużą one jednak oko więcej, niż tablice liczbowe.

Rysowanie zdjęć tachymetrycznych. Zdjęcia tachymetryczne rysuje się w skali 1 : 1000, 1 : 2000, lub i : 5000. Czynności: 1. Naniesienie siatki głównej zapomocą spółrzędnych jej wierzchołków, ze sprawdzeniem. (Tylko przy małych zdjęciach można użyć wyjątkowo metody tangensowej.) 2. Naniesienie siatki tachymetrycznej zapomocą kątomierza metalowego z alhi-dadą. 3. Narysowanie punktów tachymetrowanych zapomocą kątomierza metalowego, lub kartonowego z centrum rogowem. 4. Narysowanie zdjętych granic i przedmiotów. 5. Wykreślenie warstwie (środki do wyznaczania punktów warstwie podano na str. 377). 6. Wykończenie rysunku. Wierzchołki siatek podstawowych oznacza się kółkami i liczbami arabskiemi (czerwono).

Punkty tachymetrowane oznacza się kółkami, obok punktów pisze się poziomo ich wysokości (brunatno). Granice i zdjęte przedmioty wyciąga się czarno, warstwice brunatno — warstwice o wysokościach, wyrażonych w dziesiątkach metrów — grubiej.

Wypisuje się wysokości warstwie. Strome miejsca terenu, jak skarpy i urwiska, na których warstwie wykreślić nie możemy, lub nie chcemy, zaznaczamy zapomocą kresek.

XIII. Zdjęcia busolowe.

fej

I ml

i*®

il

...

Instrument busolowy służy: a) do pomiaru azymutów magnetycznych, b) do optycznego pomiaru odległości i wysokości.

Można go użyć także do niwelacji. Instrumenty busolowe zwykłe są bez limbusu (fig. 76 i 77), instrumenty busolowe uniwersalne — z limbusem (fig. 78). Części składowe instrumentu busolowego zwyKiego MWĘ są: 1. Spodark a trójnożna, lub tulejkowa.

2. Busola, osadzona obracaluie względem spodarki, centrycznie, lub ekscentrycznie względem osi instrumentu. Działka podziału kątowego busoli wynosi 30' lub 20', przy mniej dokładnych instrumentach 1°. Podział liczbowany jest bieżąco, w kierunku przeciwnym niż ruch wskazówki zegarowej. Igła magnetyczna powinna być prostokątna (nie rombowa), ułożona pionowo, osadzona w środku podziału kątowego. 3. Luneta, osadzona centrycznie względem osi instrumentu, do przerzucania, z siatką tachymetryczną. 4. Koło pionowe, pionowego. 5.Libela niwelacyjna na lunecie i libele alhidadowe. 6. Sprzęgi i śruby mikrom etryczne jak w nym. Statyw jest krążkowy, lub czopowy, stosownie do konstrukcji spodarki.

*i!n

Fig. 77. Instrument busolowy, firmy Fennel, Cassel.

lub łuk koła

instrumencie uniwersal-

Sprawdzanie i rektyfikacja instrumentu busolowego. a) Warunki odnoszące się do busoli:

1. Igła magnetyczna powinna być czuła.

2.

„ pozioma, gdy oś instrumentu jest pio-

nowa.

3.    „    „    „ v osadzona w środku podziału kątowego.

4.    Podział kątowy busoli powinien być dokładny.

5. Instrument nie może posiadać części żelaznych, lub niklowych, działających na igłę.

b) Warunki odnoszące się do innych części instrumentu są takie, jak przy instrumencie uniwersalnym (por. str. 378). Nadto płaszczyzna celowa powinna być równoległa do prostej 0°—180° podziału busoli.

Ad a) 1. O czułości igły przekonywamy się przez zbliżenie żelaza ; igła powinna się wychylić, a następnie powrócić do pierwotnego położenia (z dokładnością 0,1°).

hi

r¹

[I

,.r

i-uf

inni liii"

miii'"'¹

LACH VARSOVIE

U,

Rml1

V-

fm

Fig. 78. Instrument busolowy uniwersalny, firmy Gerlach, Warszawa.

Ad a) 2. Gdy oś instrumentu jest pionowa, powinny końce igły znajdować się w równych odstępach od pierścienia z podziałem. W przeciwnym razie trzeba przesunąć odpowiednio przesuwkę, znajdującą się na jednem ramieniu igły.

Ad a) 3. Centryczne osadzenie igły względem środka podziału busoli sprawdzamy przez odczytywanie obu końców igły, na różnych miejscach podziału. W tym celu po każdym odczycie należy obrócić busolę o pewną liczbę stopni. Różnice odpowiadających sobie odczytów obu końców igły powinny wynosić 180°. Wpływ ekscentrycznego osadzenia igły na pomiar

azymutu magnetycznego da się wyrugować przez odczytywanie obu końców igły i wzięcie średniej z odczytów.

Ad a) 4. Dokładność podziału busoli sprawdzić można w przybliżeniu przez odmierzanie cyrklem cięciwy łuku, odpowiadającego np. 10° podziału, wzdłuż całego podziału. Nowsze busole posiadają zwykle dokładny podział.

Ad a) 5. Sprawdzamy przez powolny obrót busoli koło osi instrumentu, podczas którego igła nie powinna nagle wychylać się ze swego położenia. W przeciwnym razie pewne części instrumentu działają na igłę, więc nie można instrumentu używać do pomiaru.

Ad b). Równoległość płaszczyzny celowej do prostej 0° —180° podziału busoli sprawdzamy przez pomiar znanego azymutu magnetycznego pewnego promienia, np. obliczonego z azymutu geodezyjnego i deklinacji magnetycznej. Azymut zmierzony instrumentem busolowym powinien równać się azymutowi obliczonemu (w granicach błędów spostrzeżeń).

Pomiar azymutu magnetycznego. Dla wyznaczenia azymutu magnetycznego promienia A B ustawiamy instrument busolowy w punkcie A (centrycznie i oś instrumentu pionowo), tak samo jak instrument uniwersalny. Celujemy do punktu B i odczytujemy na busoli oba końce igły : północny i południowy, a z odczytów obliczamy średnią, uwzględniając stopnie odczytane tylko na północnym końcu igły. Gdy chodzi o większą dokładność, wykonywamy tę czynność w dwóch położeniach lunety.

Podstawy zdjęć busolowycll. Zdjęcie busolowe musi się opierać na siatce stałych punktów (poligonowej, lub triangulacyjnej najniższego rzędu).

Wykonanie zdjęć busolowycll. Najczęściej używa się metody zdejmowania z omijaniem punktów (por. str. 352), wtedy bowiem wierzchołków poligonu busolowego nie trzeba zaznaczać palikami, nie trzeba zatem centrować instrumentu, więc postęp pracy jest szybszy, niż przy zdejmowaniu bez omijania punktów. Boki poligonu busolowego powinny być w przybliżeniu równe, długości około 50 m. Długość poligonów busolowych wynosi 500 do 600 m. Boki mierzy się tachymetrycznie. Na dauern stanowisku ustawia się instrument (oś instrumentu pionowo), celuje do łaty ustawionej na punkcie poprzednim, odczytuje trzy nitki na łacie, kąt pionowy i oba końce igły. Potem celuje się do punktu następnego i postępuje tak samo. Następnie zdejmuje się szczegóły. Wyniki pomiaru zapisuje się

Dziennik busolowy. K — 100, h = 0,30 m.

Stanowisko

Punkt

Stan igły magn.

północ

południe

Kąt

pionowy

Odczyt na Jacie

górny

dolny

średni

Odcinek na łacie

Odległość

pozioma

00    149    10

1,377    0,445    44,7

40    39    329

3    28 -1,C0°.

1,155

42    68

40    248    30

41    149

00    329    00

7    21    1,400

0,934

2    34    1,500

1,058

1,167    0,466    46,1

1,279    0,442    44,4

43    42    279

00    98    50

44    27

15    207    20

6 12

1,050 , 0,840

1,225    0,350    34,9

1,070 0,460    45,8

w dzienniku busolowym, podanym powyżej. Na prawej, pokratkowanej stronie dziennika rysuje się szkic poligonu busolowego i szczegółów (fig. 79). W punktach początkowym i końcowym poligon powinien być nawiązany do boków siatki poligonowej, względnie triangulacyjnej. Poligony busolowe rysuje

Fn

77

-50

39

75

72

’77

Fig. 79.

się zwykle kątomierzem na papierze milimetrowym, a następnie przenosi zapomocą kalki na plan z siatką podstawową. Małe odchyłki w długości poligonu wyrównywa się zwykle na oko. Zdejmowanie instrumentem busolowym ma obszerne zastosowanie w pomiarach lasowych i górniczych. Pomimo małej dokładności w wyznaczeniu azymutu magnetycznego (średni błąd wynosi 4' do 5'), otrzymujemy stosunkowo dokładne zdjęcia, gdyż błędy azymutów magnetycznych nie przenoszą się dalej, sprawiając tylko małe, miejscowe przesunięcia poligonu.¹)

Miernictwo.

CZĘŚĆ II.

Napisał

dr. inż. Kasper Weigel,

profesor politechniki, Lwów.

1. Rachunek spółrzędnych.

Uwagi wstępne, układy i wzory zasadnicze. Podstawę wszelkich pomiarów, przeprowadzanych celem rozmierzenia kraju, stanowi sieć trójkątów (triangulacyjna) o wierzchołkach (punktach triangulacyjnych lub trygonometrycznych), zaznaczonych trwale na terenie.

Trójkąty o bokach powyżej 25 km tworzą sieć I-rzędną; o bokach od 15 do 25 hm sieć II-rzędną; o bokach 6—15 km sieć III-rzędną; a wreszcie o bokach poniżej 6 km sieć IY-rzędną. Sieć IV-rzędna stanowi podstawę dla ciągów poligonowych, na których opierają się wszelkie zdjęcia szczegółowe.

Dla Polski projektuje Ministerstwo Robót Publicznych pięć układów prostokątnych, przyczem przyjmuje dodatni kierunek osi Y-ów ku północy, zaś dodatni kierunek osi F-ów ku wschodowi.²) Właściwe początki układów wspomnianych 5-ciu systemów znajdują się na przecięciu się południków 17°, 19°, 21°, 23° i 25° (licząc od Greenwich) z równikiem, aby jednak uniknąć

■) Literatura ogólna Miernictwa na str. 466.

²) Przepisy obowiązujące przy pomiarach metodą trygonometryczną i poligonalną w celu przeprowadzenia nowych zdjęć kraju. Min. Bob. Publ., Warszawa 1920. Będziemy je nadal nazywali przepisami poiùiarowemi M. K. P.

liczenia cyframi dużemi i spółrzędnemi ujemnemi, zmniejsza się przy obliczeniach wszystkie odcięte o 5,270.000 m, oraz przesuwa osie AV>w poszczególnych układów o 90.000 m na zachód.

Układy te obejmują pasy południkowe o szerokości około 140 km. Obszar każdego układu podzielono równoległemi do obu osi co 10 km na kwadraty, t. zw. sekcje triangulacyjne które znów rozpadają się na sekcje szczegółowe : prostokąty o wymiarach w kierunku z południa ku północy 1000 m, zaś w kierunku prostopa- 002 dłym 1250 m. Podział ten dozwala nam przedstawić zdjęcia szczegółów w przepisanej skali 1 : 2000 na arkuszach w formacie dogodnym dla rysunku : 50,0 cm na 62,5 cm. Podział układów na sekcje por. fig. 80.

T. zw. plany katastralne w Małopolsce, sporządzone w skali 1 : 2880, tj. (1” —

40°), opierają się na innym podziale. (Odnośnie do map w Wielkopolsce, odsyłam czytelnika do pruskiej instrukcji: „Katasteranweisung IX“.) Początek układu znajduje się w punkcie, przysypanym Kopcem Unji Lubelskiej we Lwowie, a dodatni kierunek osi A’-ów spada z południową częścią południka tego punktu. Sekcje triangulacyjne obejmują obszary 1 mili kwadr., a sekcje szczegółowe powierzchnie

Uli

dc ba

tX

Fig. 81.

00/

lOOOOm

-—IOOOO)

dc ba

15

16

17

18

0/

02

Fig. 80.

1000° X 800°,. tj. 1896,484 m X 1517,187 m ; wymiary arkuszów sekcyjnych wynoszą 25" X 20" = 65,85 cm X 52,85 cm. Szczegóły fig. 81.

y,-

—-ày

Fig. 82.

Wzory zasadnicze w rachunku spółrzędnych są (p. fig. 82) :

jß — y i r_ Aff

Ax

tang (a)i. k

Xk — Xi

Si.k

Ay

Ax

sin (a)i. k

cos (a)i. k

Kąt (a)i. k nazywamy azymutem pozornym kierunku z punktu J do K w odróżnieniu od azymutu astronomicznego tego kierunku, który należy liczyć od północnej gałęzi południka punktu J.

Długość Si. k obliczamy dla kontroli podwójnie (p. wzór (2), przyczem wynik dokładniejszy otrzymujemy w przypadku większego licznika.

Wartość azymutu pozornego (a) zależy także i od znaków licznika i mianownika; dlatego posługujemy się przy obliczeniu (a)

kątem pomocniczym cp =

+ Ay

—J— A £C

(3)

Jeśli tedy tang (a)

+ hy -f A y -j- A x ’ — Aæ’

— Ax’

+ AX’

0) =

to będzie

Kontrolę dla (a) uzyskujemy przy pomocy związku

A x + A y Ax — A y

<P>

180° — <p, 180° + <p, 360°— <p.

tang I (a) -f- 45°} =

(4)

Poszczególne trójkąty rozwiązuje się zw. przy pomocy sowego; ostateczne obliczenie spółrzędnycb umożliwiają wzory:

Xk = Xi -j- si. k cos {a)i. k, yk = y i -f- si. k sin (a)i. k . - . . (5) (Patrz ustęp : Wcinanie wprzód i nast.).

Redukcja kierunków (kątów) spostrzeganych mimośrodkowo (ekscentrycznie) (fig. 83). Jeżeli zamiast kierunków CA i CB spostrzeżono kierunki E A i EB ze stanowiska mimośrodkowego E, przeprowadza się redukcję spostrzeganych kierunków na kierunki Ci i CS w następujący sposób :

Prócz wyżej wymienionych kierunków należy na stanowisku E dokonać obserwacji kierunku E C, oraz pomierzyć b. starannie odległości E C — e. (por. fig. 83).

Kierunki zredukowane w punkcie C otrzymamy przy pomocy wzorów:

twierdzenia sinu-

Sj_

f-Są)

Fig. 83.

OC.A== ÖE.A-1--sin (ÖE. A — Oe.c) p

*A

Oc. B = Oe . B -j - sin {Oe.b — Oe.c) p,

SB

(6)

y-A

or

ß)

przyczem Sj, można zastąpić odległościami (s^) (sg). O oznacza odczyt odpowiadający obserwowanemu kierunkowi, zaś p jest 3438'

__w lub 206265", zależnie od tego, czy przepro-

\ wadzamy poprawkę kierunku w minutach, czy w sekundach kątowych.

Kąty zredukowane otrzymujemy z różnicy zredukowanych kierunków.

Powyższe wzory redukcyjne są ważne bez względu na położenie wzajemne punktów C,E, A i B.

Jeżeli nie można obserwować kierunku E C

Fig. 84.

i pomierzyć odległości c, zakładamy mniej więcej równolegle do kierunku E C podstawę h, łącząc ja pomiarami kątowemi z punktami E i C (fig. 84).

Rozwiązanie czworoboku MCEN:

<P + 'ł

tang V

== tang

^ tang (F- — ⁴⁵°),

przyczem tang j i

sin 'li

sin (ß 4" Y 4~ 5) sin Y

sin <p

sin (y + S) sin (a + ß + y)’

cp== JL±1

r 2

? ~'ł

(7)

• • (8)

Mimośród e otrzymujemy przy pomocy jednego z nast. związków : sin a sin (y 4~ °)    ^    sin a sin y

sin <p sin (ß -j- Y 4" 8) sin <\ sin (a -j- ß -j- y)

Potrzebną do redukcji wartość ÖEC wyznaczamy przy pomocy odczytu Oem i kąta '1.

II. Triangulacja.

Rodzaje zagadnień. Jeżeli sieci triangulacyjne (państwowe) są niewystarczające do oparcia na nich dalszych pomiarów, to albo powiększamy liczbę punktów IY-rzędnych triang., albo zakładamy osobną sieć triang., t. zw. sieć o Znaczeniu lokalnem (lokalną). Powiększenie punktów sieci IV-rzędnej uskuteczniamy przy pomocy:

1.    trygonometrycznego oznaczenia punktów przez wcinanie,

2.    połączenia punktów z istniejącą siecią łańcuchem trójkątów.

Jeżeli niema państwowej sieci triang., lub nie możemy z jakichkolwiek powodów z jej punktów korzystać, zakładamy:

3.    Sieć triangulacyjną o znaczeniu lokalnem (lokalną), przyczem obieramy dowolny układ spółrzędnych prostokątnych.

1. Trygonometryczne oznaczenie punktów przez wcinanie.

O ile nie zamierzamy posługiwać się rachunkiem wyrównawczym, ograniczamy się w praktyce mierniczej do trzech zagadnień tego rodzaju : a) wcinania wprzód, b) wcinania wstecz i c) wcinania (równoczesnego) dwu punktów (zagadnienie Hansena).

W przypadku dokonania nadliczbowych pomiarów należy zastosować dla uzyskania najodpowiedniejszych wyników rachunek wyrównawczy.

Wcinanie wprzód. Dane: spółrzędne dwu punktów xt, x₂, y₂, kąty a = <ÿ P. 1.2 i ß =    1 . 2 . P, lub zamiast kątów kierunki 0i . p,

0i . 2 i O2 . 1, O2 . p (fig. 85).

Przy pomocy wzorów (1) i (2) (str. 401.) obliczamy azymut pozorny (a)i . 2, boksi . 2, a następnie pozostałe boki si . p i S2 . p '■

sin ß

sin (a + ß)’

Spółrzędne punktu P otrzymujemy dwukrotnie z wzoru

Xp == xx -\- s\ . p cos («) 1 . p — x₂ -j- «2 . p cos (a)2. p, yp = Vi 4* Sl • P ain (°)i ■ P = V* +    . P sin (a)2 . p.

Przvklad Dane sa •/**= + ¹⁴²⁵’⁶⁹>    =    ¹⁰⁶¹-⁴⁰’    “    = ⁸³° ⁴⁴', ⁵⁴”

pizymaa. jjanesą.    184j48j    ^ _ _ 457,70, /? = 60° 40' 2",

należy obliczyć spółrzędne punktu P, jako trzeciego w trójkącie 1, 2, P.

Zestawiające wzory (1) do (4) w schemacie, otrzymamy:

Bryła, Podręcznik inżynierski. III. 27.

si. p = si. 2

S2 . p = Sl . 2

oraz

sin a

sin (a -f- ß) '

(5) (str. 402.):

. . (9)

• • (10)

f.h

Tablica 1.

Funkt

M fcO

y-i

Vi

Ay=y*—y\. Ax = xt — x, A x-\- A y

Ax — Ay

S c§ è

î® r

t-» fcO ~

log sin <p log cos rp

log s =

Kontrola ✓ log (A x -f A y) j AU log (Ax —Ay) ⁸ sin rp    log tg ip

lo* ^    («)l.2V+45°

—    475,70

—    184,48

-f- 1061,40 + 1425,69

—    273,22

—    637,51

— 364,29 91,07

(“¥•£= (a)a . i —

2,4365126« 2,5614472 «

9,8750653 rp =36° 52' 13"

216°62'13" 36° 52' 13"

9,7781551

9,9030878

2,6583574

....94

2,8044870«

1,9593753«

0,8451117 yj = 81°52'13"

(“)l . 2 + ⁴⁵° —

261° 52' 13”

Dalszy rachunek przeprowadzony schematycznie przedstawia tablica 2 i 3.

Tablica 2. Rozwiązanie trójkąta.

log «X . 2 — log sin (a -f ß)

2,6583594

9,7648500

Podstawa b L....

log sin ß

2,8935094

9,9404115

2,8935094

9,9974096

Si. 2 Fig. 85.

log s₁ p

2,8339209

!og s₂ _p

2,8909190

Tablica 3. Obliczanie spółrzędnych.

Bok : si. p

(a)i .p = (a)i. 2 — a =133° V 19”

2,8339209

9,8632637

2,6971846 — 184,48 4-497,95

log si. p log sin (a)i. p

log A y i. p

Vi

A yi.p

log si .p log cos {a)i.p

log A xi A xi.

2,8339209 9,8347725n

2,6686934n 4-1425,69 — 466,33

y'p

4-313,47

x'p

4- 959,36

Bok : S2 . p

(a)-2.p = (a)i . x 4- ß = 97° 32' 15"

2,8909190

9,9962310

2,8871500 — 457,70 4-771,17

log S2 . p log sin (a)2 . p

log A yi.p

y2

A yi.p

log S2 .p log cos (a)2 .p

log A X2 . p

A X2 .

2,8909190 9,1178513n

2,0087703n + 1061,40 — 102,04

y'p

+ 313,47

xp

4- 959,36

średnie : yp =    313,47, x =    959,36.

Wcinanie wstecz. (Zagadnienie Snelliusa wzgl. Pothenota.) Spostrzegając z punktu, którego spółrzędne chcemy wyznaczyć, kierunki do trzech punktów trygonometrycznych (o znanych spółrzędnych), wyznaczamy jego położenie wcinaniem wstecz.

Dane i obserwowane wielkości dostarczają 5-ciu elementów wystarczających do rozwiązania czworoboku (fig. 86). /.

Z obserwowanych kie- p* runków obliczamy kąty a i ß, zaś ze spółrzędnych

3 punktów stałych azymuty pozorne (a) p (a)

¹ *s.P = bi bóżnica    ~ T + 8.

(aj,

Ps

tajs

CC

Fig. 86.

s. pi

PM

li

Jla\

L<5JMP % (U)

pr pi

\(C)

Pp

Fig. 87.

oraz długości sx = a

Obliczenie wartości kątów cp i 'b:

'f + 4

tang a

tang

a ostatecznie

Z dwu wartości

₂    = tang

? — 4

180°^<a+ß + Y + 8)

_sin ^ a sin ß

sin cp    b sin a

'f tang (45° — u.)

*

(11)

(12)

(18)

<P + <{> ■ ? — 4    . . . (14)

jakich dostarcza tang ^ ■■    ^, należy użyć

w dalszym rachunku tej wartości, której odpowiadają <p i <|i dodatnie.

Przykład. (Fig. 87.) Dane Bpółrzędne 3 punktów :

*£ = — 3621,20, xw = — 2,07, *c = —2118,28, yk = - 177,18, yw = — 5,72, yc = + 6606,01,

oraz spostrzegane na Btanowisku

kąty a = A. U. Wz — 68° 10' 23" i ß=<ifc Wz .U.C= 133° 27' 42”.

1. Obliczamy (a)~w.K—(ah.l’ (a)W.C⁼ (a)s-P oraz sW.K = sl * sW.O~sp Przy pomocy wzorów (1) i (2):

(a)s j = 182° 42' 45", (a)g p — 110° 39' 55".......(patrz B)

log a = log^£= 3,5590911, log 6 = togs^= 3,7779006 . . . . (patrz A); dalszy tok rachunku przedstawia się następująco:

a    b

log --=log£, log —;— =logd . ......

sina    sin ß

V + à = (a)sA — (a)8p..........

y (v + vW ¹⁸⁰° —g- (a + /? + y + O......

cl    i

tgi“⁼d'; *g y (<P — »/') = tg — (<p + y) tg (45° —,«) . .

V = y (<P + V>) + y (-V — V). V = y (<P + V>) — y (<P — V)

(A = (a)j.g + rP, (a)p — (aJp.s — V, (a)s = (a.)l +a — (a)p ~ ß

7. Obliczenie trójkątów P Px Pg i P Pp Pg........

Ayi = Sj sin (a)j, d = Sj cos (djj Ayp — Sp sin (ci)pj âXp — Sp cos (a)p

2.

5.

6.

8.

9.

y = Vl +àyt = yp + Ayp * = xl + A xx = *k+ d ^

(patrz A)

(patrz B)

(patrz B)

(patrz C)

. (patrz B)

. (patrz A)

(patrz D)

(patrz E).

27*

67

Do przykładu str. 405.

log -7—— = log e = 3,5913976 8in a

logss.=logc+ + log sin y

logss=logd + + log sin ip logSp=\ogdA-+ log sin ô

68

10

log sin a 9,9676935

3,5590911 ß 133

" j log sin ß 42 ! 9,8608377 b

3,7779006

I log sin cp cp 61    43 j 50    9,9448428

ss

3,5362404 xp 24

log sin y

y 50    5    47    9,8848660

sl

3,4762636 ô 21

j log sini/)

35    14 9,6191748 ss

log sin <5

57    4 9,5726571 sp

3,5362377

3,4897200

Suma

180 0 0

y + ô = 72° 02' 50"

Suma

180

Ws. I

182°

45" log c

3,5913976 log sin (a)i

9,9552821

(a)

s.p ¹¹⁰

05

CO

55

log a

3,9170629

log S[

3,4762636

y + <5

72

50

68

loge —logd= ₂₃ =logtg/<

log cos (ah

9,6348881

9,6743347

log A yt

3,4315457    <5>/i=.-2701,13

133

42

25° 17' 14"

log A xi

3,1111517

=1291,67

360°-(<p+v) 273

4-

55

45° — /u

19° 42'46"

log sin (a)p

9,998981811

Axi

(rp + xp) 86

log Sp

3,4897200

|C4 rH I <M

(r + V’)    43

(<P — V) 18

61

C5

CO

CO

32₅

log tg (45 -/*)

9,5542510

log cos (a)p

8,835 0396 m

V’

24

05

Oi

18

+ V)

⁵⁰ logtg^Op-— V)

9,9720722 log A yp

3,4887018«

9,5263232;

log A Xp

2,3247596 m

AVp

6rjr -= — 3081,07

5fr =

= — 211,28

A Xp

14

(«)l.s + V= 64 = (a)i

(a)p.g-V =

= (a)p

266

132

to

05

05

05

35

Vl= # 177,18 ⁴¹ Ayi = +2701,13 58 V' =+2523,95

Xi = —3621,20! upc= +5605,01 xp-= —2118,28 Axp= +1291,67 'Mp- —3081,07

Axp = — 211,23 x' = —2329,53| y" —    2523,94 z" = — 2329,51

(a)

średnia.

(<*)«—ß=L

13'

05

05

59

yu = 2523,95

xH= — 2329,52

Równoczesne wyznaczenie dwu punktów. Wcinanie wprzód z wyrównaniem. 407

Równoczesne wyznaczenie dwu punktów. (Zagadnienie Hansena.) W razie niemożności nawiązania się do trzech punktów stałych lub wykonania wcinania wprzód, obieramy prócz punktu, którego spółrzędne mamy wyznaczyć, w odpowiedniem miejscu punkt drugi i spostrzegamy na nich kierunki do dwu punktów stałych, jakoteż i kierunek łączący nowo obrane punkty (fig. 88 i 89).

p.

y.

<2

II.

cf

<r

Fig. 88.

Fig. 89.

Fig. 90.

W przypadku, jak fig. 88, wyznaczamy kąty ® i ó z wzorów :

SL±J i tgîni 2 ë 2

= 90°

tg

—- tg (⁴⁵° — P-) • • (15)

• • (16)

przyczem tg ;j.

sin    sin y sin (a -f- o)

sin cp sin 3 sin (ß 4- 8)

Rozmieszczenie punktów (i kątów), jak na fig. 89, wymaga wzorów

f+ ,r¹

90°--?-

2’ tg 2

= tg

■^±1 tg (45°-ft.)    .(15*)

przyczem tg p.

sin 'I

sin y    sin (ß —(— y —j— 8)

sin (y + 3) sin (a + ß + y)

. (16*)

Ostatecznie :

'ft

• • -<¹⁷>

do-

Wcinanie wprzód z wyrównaniem. Nadliczbowe spostrzeżenia, konane przy wcinaniu punktu wprzód, powodują konieczność zastosowania rachunku wyrównawczego. Mogą to być spostrzeżenia:

V)

a) nadliczbowe kierunków nawiązujących, wcinających.

Wyznaczając spółrzędne punktu wcinanego na podstawie spółrzędnych punktów IY-rzędnych, posługujemy się zw. przy pomiarach metodą kierunkową, a przy wyrównaniu stosujemy postępowanie, odpowiadające w przybliżeniu metodzie ścisłej.¹)

Tok postępowania : a) Wyrównanie stacyj n.e.

Przypuśćmy, że dokonaliśmy na punktach trygon. H, J i K pomiarów kierunkowych (fig. 90). Na kaźdem stanowisku należy przeprowadzić orjentację spostrzeganych kierunków wcinających.

Biorąc pod uwagę H i oznaczając średnie wyniki kierunków, uzyskanych spostrzeżeniami, przez Kh , Kh p, Kh K i Kh zorjentujemy najodpowie-dniej kierunek wcinający H — P, skręcając go o

.(18)

zh = Y ~ Kh-'J (a)h.K-- Kh.KJr(a)k.i — Kh.îj •

W analogiczny sposób utworzymy skręty na stanowiskach J i K:

~    { (**)»’. h Ki. h (®)i. k Ki *}

Zk = \{ («)*

zi

. (18*)

~ Kk . i + (a)k .h~Kk.hJr (a)k .1 ~ Kk.l

b) Wyrównanie spółrzędnych punktu P. Po wyznaczeniu skrętów na poszczególnych stanowiskach, a tem samem i zewnętrznych kierunków zorjentowanych : Kh p -f- zh, Kip-\- z{, Kk _ p -f- zk, przemieniamy je na kierunki wewnętrzne przez dodanie do nich + 180° otrzymując wewnętrzne kierunki zorjentowane :

iK₉±lW)k=Kh'P+zh±lW\

(19)

{Ko±180\=Kip + Z.±W0°\

(Ko±180\ = Kk p + zk ± 180° j

Kierunki powyższe, pochodzące ze spostrzeżeń, poprawione o odpowiednie błędy pozorne 8, są funkcjami nielinjowemi spółrzędnych xp i yp (por. Rachunek wyrównawczy, str. 236):

(Ko + ¹⁸⁰°)a+    = P • arc

yh - yP

xh — yP

(K₀ + 180°),. -f 8,. = p • arc tg

y i - yP

x i - XP

(20)

(-Ko ± 180°)a -f-    = p arc tg

yk-yP

xk XP

Po rozwinięciu ich w szereg Taylora z opuszczeniem wyrazów rzędów wyższych, otrzymamy równania błędów:

H.7«

SP.h

„sin (aYP.t* „co8(«)p.ts    ,    . Vi-yP

o. = p'-—Ł_ 8 x — p"-rJLi_ 8 y 4- p arc tg _-

sP.i

K:=    p..cM^Sÿ+ p atc tgaz»!

sp.k    sP.k    xk~ XP

przyczem (a)r oznacza azymut przybliżony odnośnego kierunku, s' przybliżoną odległości między odnośnemi punktami (obliczone przy pomocy x' i y' spółrzędnych przybliżonych punktu P), zaś zamiennik p służy do zamiany kątów wyrażonych w mierze analitycznej na kąty wyrażone w mierze stopniowej (p° == 57°, 290, p' = 3437', 75, p" = 206264", 8).

cos

sp . i

— 8 y -j— p arc tg

Vh—yP

xh XP

?-(ir₀±i80)fc

xi~xP

(Ko ± 180),. (21)

— (K₀ ± 180)a

Równania (21) piszemy zazwyczaj we formie ogólnej równań błędów,

(tn = ilości

przyznając im, jeśli chodzi o punkty ważniejsze, wagi p kierunków nawiązania, tj. do punktów stałych).

m -j- 1

SA= ah?jX + bh?j1J + lh (Z waad Ph

o;.'=    b{o y +

- Pi

mh

mh+1    4

m,

•    (2Ü)

⁸*=“«^⁸*+&*⁸y+,* (»

« Pk =

mk

mk+ 1    4

przyczem

«/,= p"

sin Wp.h

bh= — ?"

cos («)'

Z,= p arc tg

Sp.h

- (*o ± 180«), = (a); , - (K₀ ± 180«), itd.

Vh—'j'p

xh - xp

zaś oX = Xp-^, hy = vp-y'p.

(28)

Spółrzędne przybliżone punktu P wyznaczamy zwykłem wcinaniem wprzód, wybierając dwa kierunki najkorzystniejsze, tj. z punktów niezbyt odległych i przecinające się pod kątem najbardziej zbliżonym do prostego.

Poprawki spółrzędnych Sa: i Si/ wyznaczamy z dwu równań normalnych kształtu :

[p a a] o x \p a b] 3 y -[- [p a Ï] = 0 1 [p a Z>] S x -f- [p b 6] 5 y -(- [p b I] = 0 j

(24)

Jednostkowy błąd średni kierunku ;j.₀

(W przypadku uwidocznionym na fig. 90 p.₀=l/^

I/O « 8]

* n — 2

|=VbW-)

[P 5 §]

[pbb. 1]’

Błąd średni położenia punktu P: pp = "Vp.^ -j-    . . . . (26)

Błędy spółrzędnych: \uj

px= [%

[p b b] [pa a]'

W praktyce przyjmujemy najczęściej wagi p — 1, jeśli chodzi o punkty IV-rzędne :

W instrukcji pomiarowej M. R. P. oznaczono (patrz wzór X.) :

[p aa] — au [p ab] — Zą, [pbb] = b₂,

\v b fA [y «fl

[P ab] [pa a]

B, wobec czego [p b b . 1] == Zą . B

■ • (27)

wtedy wzory na błędy średnie spółrzędnych :

fJ'° \/ b₁ . P’

O ile ilość seryj przy spostrzeganiu kierunków była wisku jednakowa, odpowiadają kierunkom przy wyznaczaniu punktów

!>■>/

1>-X

• • (28)

na każdem stano-

IV-rzednych wagi jednakowe, a równania normalne przybierają, postać uproszczoną :

[a a] fix -j- [a b] fiy -j- [« £] = o [ab] fix + [b b] fiy-\- [6 Z] = o ; oczywiście, że i [p fi o] zmienia się na [o 0] . . . .

Przykład wcinania wprzód z wyrównaniem. Punkt P wcięto nie tylko z punktów (1) i (2) (patrz przykład str. 403.), lecz także i z punktu K, nawiązując sią na każdem stanowisku do jednego punktu stałego. Przy pomocy spółrzędnych przybliżonych punktu P obliczymy potrzebne do rachunku (a)' (przybliżone), oraz spółczynniki równ. bł. a i b.

(24*)

. (25*)

y%

xi

yp

xp

Punkt

Ay — y% Vp

Ax~ł~ Ay

Ax=xi-xp AX~~ Ay

log A y log A x log tg <p <P

(a)p , i (a)i . p

loga=logg"^^

log sin <p \n„7l=\ogc/'-OS-f log (Ax-\-Ay) log cos <p    s log (Ax—Ay)

compl.logs log cp"

(znak A y),

(zn. przeciwny

A x)

Kontrola

log tg v>

V

(“)p.. + ⁴⁶°

1.

P. +

184,48

313,47

497,95

44

++

1425,69    2,6971857 n    9,86326

959,36    2,6686934    9,83477

466,33    0,0284923«    7,16607

964,28 <p=46°52'41”    5,31442

2,34375

2,31526

a — — 220,7 b =— 206,7

1,4999619 n 2,9842032

8,5157587 rp — l° 52' 41”

. 1 = (“)'l . p

313° 7' 19” 133° 7' 19”

Wp.l +45° = = 358°7'19"

K.

P.

450,76

313,47

764,23

44 14

661,05    2,8832241m    9,96920

959,36    2,4746678 m    9,56064

298,31    0,4085563    7,08598

465,92 y=68°40'38”    5,31442

2,36960

1,96104

a = — 234,2 6=+ 91,4

3,0263453«

2,6683114

0,3560339n «^ = 66° 19'22”

(?Yp.k =    248°40'38”

(«)'*.» =

68°40'38”

(a)p.k + 45° = = 293° 40' 38"

457,70

313,47

771,17

669,13

++++

1061,40    2,8871501    n    9,99623

959,36    2,0087704    9,11785

102,04    0,8783797    7,10908

873,21    <p=82°27'45”    6,31442

(aYp. 2 =

(“)'2 .p =

2,41973

1,54135

a = — 262,9 b = — 34,8

2,8255105 m 2,9411187

9,8843918 ip = 37°27'45”

277°32' 16" 97°32' 15”

(a)p ■ 2 + 45° = = 322° 32"15"

Kierunki wcinające nawiązano na punktach stałych (1) i (2) do kierunku (1)—(2), zaś na punkcie K do również stałego kierunku K-—L.

Średnie, utworzone ze spostrzeżeń na stanowiskach (1), K i (2), zorjentowano wedle azymutów pozornych (a)j ₂ (n)k l * (a)a 1 :

Stanowisko: (1)

Stanowisko K

Stanowisko (2)

Cel do (2)

0° 0' 0" 276°15'06"

Cel. do i 0° 0' 0” „    „ P 285° 19'18"

Cel. do'(l)

0° 0' 0"

60° 40'02”

(a)l .2 ⁼ 216° 52' 13”

(«)₂.1 = 86» 52'13"

K₀

133° 07'19” (a)'p j = 313°07'19” K₀ -f 180°), = 319°07'19”

K₀= 68° 40'34" (a)'p * = 248° 40'38” (K)a 4 180°)Ä = 248°40'34"

K₀— 97°32'15"

(°)'l?.2 ⁼ 277°32' iS” (ÜTo)4l30°)₂ =

277°32'15”

lx =0

h = + i"

1₂ = 0

Równania normalne:

Równania błędów:

(5, = — 220,7 ôx — 206,7 óy + 0 (5^ = — 234,2ô% — 91,4 ô y Ą- i &s = — 262,9 ôx — 34,8 <5?/+ 0,

172674 ôx + 33362 óy — 937 = 0 33362 ÔX + 52290 óy + 366 = 0. [I l] =16,00

= + 0,8", <5* =-1,6”, <5, = + 1,1",

Kontrola: [<5<5] = — 937 ôx + 366 ôy + 16,00 = 4,43.

ôx = + 0,0077 m, dy = — 0,0119 m. [<5c5] =0,64 + 2,56 + 1,21 = 4,41.

^ = +0,005 m,

Xp = + 959,368 + 0,005 m,

m.

f*p = ~/hix +^ = + 0,011 yp = + 313,458 + 0,010 wî.

Wcinanie wstecz z wyrównaniem. Przez pomiar trzech kierunków na stanowisku P do punktów triangulacyjnych wyznaczamy jednoznacznie położenie punktu P w przyjętym układzie spółrzędnych ; zatem, o ile dokonaliśmy na stanowisku P pomiaru kierunków do n > 3 punktów triangulacyjnych, musimy zastosować do oznaczenia położenia punktu P rachunek wyrównawczy.

Celem przybliżonej orjentacji obserwowanego pęku trzeba wyznaczyć x' i y, spółrzędne przybliżone punktu P, a to przy pomocy trzech kierunków, nadających się najlepiej do tego celu. (P powinien leżeć niezbyt daleko od środka koła, przechodzącego przez wybrane punkty triangulacyjne, zaś kąty przecięcia się kierunków wybranych nie powinny być zbyt małe.)

Mając spółrzędne przybliżone x’ i y\ obliczamy azymuty przybliżone kierunków. W celu zorjentowania obserwowanego pęku kierunków wyznaczymy, biorąc na uwagę którykolwiek azymut przybliżony (a)p h i odpowiadający mu kierunek obserwowany Kh

(29)

skręt przybliżony z₀ = (a)’p _ h — Kh .

Przez dodanie kąta zo do kierunków spostrzeganych otrzymamy kierunki zorjentowane w przybliżeniu:

(K)i —    "t- zo

(30)

Ponieważ dla uzyskania orjentacji właściwej należałoby pęk skręcić o kąt ~q -{-oz, otrzymując

(31)

(K₀)i = (k₀)i + bz

przeto równania błędów będą miały kształt:

o i = (rt)p. i — (k₀)i —oz — Vp

(32)

yi

ze względu, że (a)p. % — p arc tg —

JC i '■ CC'p

tej funkcji w szereg Taylora z pominięciem wyrazów rzędów wyższych niż pierwszy, u równań błędów (przy serji pełnej o wagach równych):

cos (aY b a; - p"-7—“

otrzymamy dalej, po rozwinięciu

sin (a)

8" = p"_4Ji sv.i

lub we formie ogólnej (por. Rachunek wyrównawczy) ôi = ai o x -j- bi o y — b z-\~ li li = (°)p. i — (ko)'•

W celu wyrugowania z równań błędów niewiadomej o z utworzymy równanie :

przyczem

p.i

p.i

SP ■ i

by-bz + (a)’p ■ - (k₀)i (33)

(33*)

== 0 =    b x -j- -i—^ by — b z -j-

Yl    ¹ fi    ¹ Tl

i odejmujemy je od każdego równania błędów, zmieniając ich kształt na następujący :

[b]

:'i

(34)

. . .(85)

8/ =

względnie we formie uproszczonej : 8» — Ai Sa:-)- Bi by -f- Li . . . (85*) Poprawki spółrzędnych bx i 8y wyznaczamy z równań normalnych kształtu : [AA]bx + [AB]by + [AL\ = 0 [A B]bx+[BB] 8y -j- [BL] = 0

(B6)

Jednostkowy błąd średni:

V-

-K

[88]

(87)

a to z powodu 3 niewiadomych.

Dokładność wyznaczenia punktu określają wzory :

\l!J

\>-x =

(88)

(39)

Przykład. Dla wyznaczenia punktu U, wcięto go czterema kierunkami do punktów trygon., otrzymując spostrzeżenia (wypadkowe):

Kc = 106° 4' 40"

Kr — 202° 9'24"

Kk — 264° 26' 35" Kw = 332° 36' 68".

Po wyznaczeniu spółrzędnych przybliżonych punktu U przy pomocy kierunków Kc, Kk i Kw (patrz przykład str. 405) :

?/' = 2523,95    X— — 2329,62,

obliczamy azymuty przybliżone przy pomocy wzorów (1) i (2).

(a)’u c— 86° 4' 40", (o)'M r =182° 9'17" («)'.,.* = 244° 26' 34" i (a)'M.w = 312° 36' 57".

(Z powodu zaokrąglenia wyników końcowych str. 404, różnią się niektóre obecnie podane azymuty o 1", co jest bez znaczenia praktycznego.)

Następnie wyznaczamy

zatem poszczególne k₀ są:

z₀ — 86° 4' 40" — 106° 4' 40" = 340° 0' 0",

(k₀)c = 86° 4' 40",    (k₀)r = 182° 9' 24"

(*o)Ä = 244° 26' 35",    (k₀)w = 312° 36' 58".

Poszczególne l obliczamy wedle wzoru (a)\ — (K)i

h — 0,0, ^2 —    7,0,    ?3 =    1,0, ln —    1,0,

spółczynniki a i 5 wedle wzoru (33).

Kedukcję spółczynników równań błędów a, b i l na A, B i L przeprowadzamy najwygodniej przy pomocy schematu następującego:

Punkt

+ 66,6

+ 77,6

4,6

— 30,1

0,0

+ 2,3

¹

) Por.: Jordan, Handbuch der Vermessungskunde, t. I., 1920, str. 375—392; Weigel, Rachunek wyrównawczy, Lwów—Warszawa, 1923, rozdz, X., § 2, i 3.

-+,4 + ⁶!⁶ + 117,3

+ 91,9

- 7,0

-4,8

— 62,2 — 61,2 + 29,7

+ :*,s

-1,0

+ ¹ >3

-44,1 — 33,1 — 40,6

— 66,1

-1,0

+ 1,3

— 44,1

- 0,1

+ 101,8

0,0

— 9,0

+ 0,1

— 11,035

+ 25,45

— 2,26

Schemat równań normalnych:

A]

B]

4-9783

4-    239

+ 36

[B

4- 239

4-13739

Wartości niewiadomych są: Sx =— 0,005 m <5^ = 4-0,043 m.

— 590

Spółrzędne wyrównane p. U są zatem: xu = 4"2523,993, Vu = — 2329,525.

Po wstawieniu tych wartości do równań błędów kształtu Aj S x -(- JS,- <5 y 4- Lj = <5.-, otrzymujemy <5Ä =-J-0,64, ôr=—0,89, d^ = 4-l,72, <5Je = — 1,39, a dalej [<5<5] = 6,09. Równanie kontrolne na sumę [<5<5] :

[AL] ôx 4- [BL]6y -f [LL] = [LL . 2] = — 0,17 — 25,38 + 31,7 = 6,15. (Zgodność wystarczająca.)

Błąd średni fi

V4-3 i2"’⁴⁷’ **U ftJ/ [55.1]⁻²>⁴'J/18733,16

=410,022»«,

t*x = by

=0,022    0,026 m; wreszcie p=y<“\-+<“V=y o, 00116=

— 4; 0,031 m.

Przeprowadzając rachunek schematycznie, używamy wzoru XI b instrukcji pomiarowej M. R. P.

Wcinanie obustronne (»kombinowane). Często spostrzegamy tak kierunki zewnętrzne nz, jak i kierunki wewnętrzne w«>, odnoszące się do punktu P, którego spółrzędne chcemy wyznaczyć. O ile jest to punkt IV-rzędny przeprowadzamy wyrównanie w sposób następujący:

Po wyznaczeniu spółrzędnych przybliżonych x' i y' należy ustawić równania błędów dla kierunków zewnętrznych, przemienionych przez dodanie do nich + 180°.

Kształt tych równań odpowiadających ilości nx kierunków wcinających (wprzód) jest następujący:

mi V)

«*<+!/

Następnie układamy nw równań błędów, odpowiadających kierunkom wewnętrznym (wciętym wstecz):

8'.' = ai 3 x -j- bi 8 y — 8* -J- l’■ z wagą p- — 1

§'• = aibx-\-biby-}r l\

z wagą pi

. . .(40)

(41)

W obu przypadkach ai = p''

sin (a);

cos (a)'

*i

Si

zaś : V = (a)’ - (K₀ ± 180°),-, l" = («)' - (k₀)i    . . . .(42)

Równania (41) przemieniamy przez wyrugowanie z nich niewiadomej orjentacyjnej o z na równania kształtu:

§'•'== Ai 8 x -f- Bi by (z wagą p- — 1)

,    [a]    p .    [b]

przyczem Ai — ai--—L, Bi = bi —

(43)

\n

nw’

([a] i [A] są tu myślane jako sumy a i b zawartych tylko w nw równaniach.) Obie grupy równań błędów (40) i (43) dostarczają nast. równań normalnych :

nw

([paa] + [AA])bx + ([pab] + [AB])by+[pal'] + [AL] = ([pab] + [AB])bx + {[pbb] + [BB])by + [pl,l’]Jr[BL] = 0

ê)⁽⁴⁴>

') m oznacza ilość kierunków nawiązania (do punktów stałych).

Jednostkowy błąd średni:

należy u.₀

'[p 3" 3'] + [3 '§"]r) . .

(przyczem n = ng-f- nu') • . (45)

Wreszcie:    ;j.₀    . 2, \ix = p₀ V$i . 1 i \>-p = V;)^ + \& . . (46)

[Çi 1 i Ç2.2, patrz Rachunek wyrównawczy.]

Nie chcąc wyznaczać Qi . 1 i Q2 . 2, obliczamy błędy i u.^ analogicznie jak przy wcinaniu wprzód i wstecz z wyrównaniem.

W praktyce przyjmujemy zazwyczaj wagi kierunków zewnętrznych równe V2 przy ilości w od 1 do 4, zaś równe 1, gdy m > 4, wagi kierunków wewnętrznych równe 1.

Chcąc przeprowadzić rachunek schematycznie, należy użyć wzoru XI a Instrukcji pomiarowej M. R. P.

Równoczesne wyznaczenie kilku punktów. (Wyrównanie sieci wypełniających.) Prócz równań błędów kształtu związków (40) i (41) mamy w tym przypadku jeszcze równania błędów, odpowiadające kierunkom łączącym punkty wyznaczane, tj. typu (dla kierunku P—R) :

= ap.r¹æP + bp.r¹yp— ap.rhxr~bp r ⁶ Vr ~    +    0 = 1) • (⁴⁴>

Przy zestawianiu równań błędów stosujemy zw. reguły, t. zw. „Schreiberow-skie“, których — choć są tylko przybliżone — można użyć przy wyznaczaniu punktów IY-rzędnych, III-rzędnych, a nawet ewentualnie i punktów H-rzędnych.

Reguła I. Równania błędów ój i 5₂, odpowiadające kierunkom przeciwnym, dostarczają jednego równania błędów:

+ 8₂,

z wagą 7s,

z wyjątkiem, gdy o₁ lub o₂ odpowiadają jedynemu kierunkowi wcinającemu stanowiska stałego ; i tak, jeżeli np. 3₂ odpowiada jedynemu kierunkowi wcinającemu, należy utworzyć następujące równanie błędów :

2 Oi -j- o₂

z wagą V₆.

Reguła II. Każdemu kierunkowi jednostronnemu (tj., wzdłuż którego celowano tylko w jednym kierunku) z punktu stałego odpowiada równanie błędów :

§j

z wagą 1,

o ile z tegoż punktu stałego celowano do więcej niż jednego punktu wyznaczanego, zaś:

Oi

z wagą 7„

gdy ów kierunek jest jedynym kierunkiem wcinającym.

Reguła III. Jeżeli S1? o₂, . .. ., §0 są równaniami błędów, odnoszącemi się do v kierunków wewnętrznych (z punktu wyznaczanego), należy dodać do owych v równań jeszcze następujące równanie:

1

§1 + 0₂ -j- • • • 4- Si) z wagą--;

v

natomiast zmienia się waga równania dodatkowego na

—r-j, gdy owe

równania odnoszą się do zewnętrznych kierunków wcinających, równanie dodatkowe będzie zatem w tym przypadku :

z wagą

0 -f- 1’

2. Włączenie punktów do istniejącej sieci przy pomocy łańcucha trójkątów.

Metoda ta nadaje się specjalnie, gdy odległości między punktami trygo-nometrycznemi są dość znaczne. Polega ona na założeniu między dwoma punktami łańcucha trójkątów, przyczem punkty, których położenie chcemy wyznaczyć, są wierzchołkami poszczególnych trójkątów, a pola trójkątów nie pokrywają się (zasada przy łańcuchu trójkątów, por. fig. 91).

W każdym trójkącie spostrzegamy wszystkie trzy kąty¹) i wyrównywamy je ze względu na niewielkie pola trójkątów, rozdzielając odchyłkę yv każdym trójkącie równo na trzy kąty. (W razie wag różnych rozdziału odchyłki proporcjonalnie do odwrotności wag poszczę- 5 gólnych kątów.)

Następnie przyjmujemy w jednym z punktów tryg. np. A początek układu (prowizoryczny), a kierunek dowolnego boku np. A (1) za dodatni kierunek osi X-ów 4 i obliczamy w tym układzie spółrzędne wszystkich punktów łańcucha trójkątów, zakładając, że A (1) = n (dowolnej długości).

Fig. 91.

W ten sposób otrzymujemy także spółrzędne punktu B, możemy zatem obliczyć z nich długość m odpowiadającą w tym układzie długości A B, jako też i kąt <p (azymut pozorny boku A B w przyjętym układzie).

oraz

Następnie wyznaczamy, biorąc na uwagę rzeczywiste spółrzędne punktów A i B długość Sa.b i (a)«.b, a chcąc otrzymać spółrzędne reszty punktów w układzie punktów (A, B) obliczamy: (d)a. i = (ci)a. b — '■?, itd., :

Sa . b . ,

sa i = n- itd.

3. Sieci triangulacyjne o znaczeniu lokalnem.

(Bez nawiązania do sieci państwowej.)

Wybór i pomiar podstawy (bazy), sieci podstawowe. Z powodu nienawiązania pomiarów do państwowych sieci triangulacyjnych należy (o ile nie opieramy pomiarów na pewnej znanej długości jako podstawie), przeprowadzić pomiary nie tylko kątowe wzgl. kierunkowe, ale także przynajmniej jednego boku sieci jako podstawy zdjęcia.

Zazwyczaj zakładamy wtedy osobną sieć podstawową, przy pomocy której wyznaczamy długość boku właściwej sieci triangulacyjnej pośrednio z pomierzonej krótszej podstawy.

Najodpowiedniejszym dla sieci podstawowej jest kształt rombowy (patrz * fig. 92), przyczem ostre kąty rombu (przy HI i IV) nie powinny się znacznie

różnić od 33°, a stosunek nie powinien być mniejszy od —.

ostrza.

Podstawę b zakłada się, o ile możności, w poziomie (do 3% spadu) ; pomiar jej zw. 5 m łatami (sprawdzonemi), zaopatrzonemi u końców w Podstawy w spadku należy zredukować na poziom.

Kąty (1) i (3) mierzymy zazwyczaj w 3 serjach

« (2) i (4) » (5) i (6)

IZamiast kąta (3) można zamierzyć kąt (4)—(3).]

*) Spostrzeganie metodą, kierunkową wymaga późniejszego wyrównania kierunków, co utrudniłoby tylko niepotrzebnie pracą wyrównawczą; por. Dr. K. Weigel, Uwagi, dotyczące sieci triangulacyjnych metodą spotrzeżeń zawarunkowanych, Czasopismo Techniczne,' 1923, Nr. 23 (C), z których wynika, że najlepiej zastosować w tym przypadku metodą repetycyjną.

Najprostsze sieci triangulacyjne, używane w praktyce. Warunki geometryczne sieci. Prócz najprostszego kształtu sieci (trójkąta), zakładamy najczęściej sieci czworoboczne (fig. 93 i 94) lub promieniste, tj. składające się z trójkątów zgrupowanych dookoła wspólnego punktu środkowego (fig. 95 i 96).

Jeżeli pomiary kątów, wzgl. kierunków sieci, przeprowadzono metodą kierunkową (fig. 93 i 95), należy przeprowadzić wyrównanie kierunków, a nie kątów; jednak, jeżeli obserwacje tyczyły się kątów (fig. 94 i 96) możemy w wyrównaniu uwzględnić albo kąty, albo także i kierunki (kąt = kierunek prawy mniej kierunek lewy).

Ogólna ilość warunków sieci triang. przy pomiarach tak kątowych jak i kierunkowych jest:

(47)

W=b-\-Kt—lp + 3

przyczem b = ilość pomierzonych (pośredn. lub bezpośr.) podstaw,

„    kątów

punktów sieci triang.

Kt= „

P = «

2,

Fig. 92.

'6

i\

10

.2

J2

§\9

7^

Fig. 93.

Fig. 94.

15

6 “W 5

7±6

Fig. 95.

Fig. 96.

1L

O ile pomierzono, jak zwykle, tylko jedną podstawę zmienia się wzór (47) na:

(47*)

W=Kt — 2jj + 4

Przy pomiarach kierunkowych Kt = Kr — pi, przyczem Kr = ilość pomierzonych kierunków, zaś pi punktów, użytych przy pomiarze jako stanowiska przyrządu (teodolitu).

Wtedy przemienia się wzór (47) przy pomiarach kierunkowych na:

(48)

lub : W = b -j- Kt— 2 p — pi -{-3.......

W = b -j- Kr — 3 p -j- pw -(- 3 ;......

we wzorze (49) oznacza pw ilość punktów, wciętych tylko wprzód. Nazywając l ilość wszystkich linij łączących punkta sieci, li r linij obserwowanych jednostronnie, obustronnie,

przyczem Z = Zj +    ; że zaś Kr = 2 Z₂ + ij, otrzymamy (przy pomiarach

kierunkowych) :

(50)

W = b + 2 /₂ —— ip -(- pw 3

Gdy nadto, jak zwykle, pomierzymy tylko jedną podstawę (t. zn. b = 1), będzie wzór na ogólną ilość warunków sieci przy pomiarach kierunkowych :

(dla b = 1) W = 2 Z₂ "I⁻    —|— pw ~j— 4

Na tę liczbę składają się w przypadku ogólnym [wzory (47), (48), (49) i (50)] bez względu na metodę obserwacyjną następujące warunki :

a)    trójkątowe (poligonowe) tvt = Z₂ — pj -j- 1,

b) stacyjne    ivs (patrz niżej),

c)    boczne    wb — l — 2p —3 i ewentualnie

— d) podstawowe    ivp — b — 1

Warunki stacyjne ivs powstają z powodu obserwacji na pewnem stanowisku (stacji) większej ilości kątów, niż potrzeba do ustalenia ich wzajemnego położenia. Jeżeli wykonano pomiary kierunkowe w serjach pełnych, lub obserwowano na każdem stanowisku o jeden kąt mniej niż ilość kierunków, zbiegających się na niem, niema warunków stacyjnych. Zwykle powstaje warunek stacyjny, gdy przy pomiarach kątowych pomierzymy wszystkie kąty dookoła punkta środkowego sieci. (Warunek kołowy.)

Wyrównanie sieci triangulacyjnych, a) Sieci czworoboczne. Wyrównanie sieci czworobocznych przeprowadza się tylko dla pomiarów runkowych; w przypadku pomiaru kątów można łatwo urobić odpowiednie ry, lub przeprowadzić wyrównanie kierunków, zastępując każdy kąt różnicą odpowiednich kierunków.

Kształt równań warunkowych w warunkach trójkątowych (i stacyjnych) linjowy, w warunkach bocznych i podstawowych nielinjowy.

Dla    sieci, jak fig. 93, mamy ze    względu, że 6 = 1, Kr —12, p—pi    — 4,

l — ?₂    =    h — 0) pw — 0, Kt    — 12 — 4 = 8, ilość warunków :

W — 1-f- 8 — 8 —{— 3 = 4 [wedle wzoru (47)] 1 = 1 + 12-12 +    3 = 4 [ „ „ (49)] . .

= 12-12+4    = 4 [ „ „ (51)] I

wt — 6 — 4 + 1 = 3, wb = 6 — 8 + 3 = 1. . .    .    (54)

Najkorzystniej wziąć na uwagę nast. warunki :

(51)

• (52)

kie-

wzo

gdzie

. . (53)

otl.2 — §1 + §2 - «5.6 + 0₅ — §₆ — CX7.8 + §7 — §₈ + »-li.12 —

— + §₁₂ = 0

«2.3 — 0₂ + 0₃ + GC4.5 — Ô4 + 0₅ — «8.9 + §₈ — §₀ — aiO.ll +

+ §10 — §11 — o

«1.3 — ÔJ + 0₃ + a 4.6 — §4 + §6 “l⁻ «7.9 —    + Óg + aio.12 —

-§10 +§12-= 0 /(55)

sin (ai.2 — §i + §₂) sin («4.5 — §4 + §s) sin («7.8 — §7 + §₈) sin

_ sin (aio.11 — §10 + §11) = t

sin(a2.3 — §2 + §3) ain(«5.6 — §5 + §₆) sin (as.9 — §₈ + §9 sin

sin (an. 12 — 8U + o₁₃) = 0

Warunek ostatni¹) sprowadzamy przez logarytmowanie do kształtu linjo-wego, otrzymując :

Ł) Jako warunek czwarty można zamiast wypisanego powyżej warunku przyjąć warunek, utworzony ze stosunku boków, zbiegających sie w dowolnym punkcie (por. przykład).

sinai.2 sina4.5 sina7.8 sinio.n sin «2.3 sin as.6 sin as.9 simi.12 — dfi.s §3 — dfi . 5 §4 + (df4.5+ dfó. 6) §5 — dfr,. o ó₆ — d/7.8 o₇-f + (dfi. 8 + dfs . 9) §₈ — dfs. 9 og — d/10.11 §10 + (dfio. 11 -f- dfu . 12) §11 — d fu . 12 §12 — 0

— dfi. 2 §1 -f (dfi. 2 + df% . 3) o₂ —

log

(56)

przyczem df oznaczają poprawki logarytmów odnośnych sinusów dla 1" na 6., wzgl. 7. miejscu dziesiętnem.

Równania odchyłek mają zatem kształt (w zestawieniu schematycznem) jak na tablicy 4.

Tablica 4.

<5i    <5₂ <5₃ <5^ <5S ó: <5S <5₉ ^10 ^11 ^12 M

-1+1

+1

—1 +1 —1 +1 + 1 +1 d% d^ d<\ dą dj

JP<

a- + 1

+ 1-1

dl0 dlt

+ +

_»-a

S S 8 S

[Znaczenie poszczę gólnych co i d wyni-(=0) ka z porównania równań tych ze zwią-(=0) zkami (3)] wzgl. (4) ;

coą musi być urobio-(=0) ne w tych samych jednostkach co df.

(=0)

(57)

Równania korelat odpowiadające powyższym związkom :

8 i,

. . + [n d]    -t- coi = 0

(58)

(59)

• • +. P d] ku + cn₂ — 0

8 k₃ + [c d] ku + co₃ = 0..........

[ad\ kt + \bd\ k₂ + \cd] k₃ + [drf] k^ + co, = 0.

— =(8 + [ad])kt + (8+[arf]) k₂ + (8 + [ed])i₃ + ([ad] + [6d] + [c<£]+ [<Zd]) ką + [ro] = 0

(równanie sum).

Stąd

— ([rt rf] cn, [ó d\ oi₂ -j- [c tf] oj₃) — u>4 [dd]-\([adY + [bdY + [cd?)

a następnie : Te₁ =--([a d] k* -j- ojj), k„ =--([<b rf] fc₄ -j- a>₂),

k₃ —--— ([c d] — to₃).

Wartości te muszą sprawdzić powyżej wypisane równanie sum [patrz (58)]. Poszczególne poprawki otrzymamy wedle wzoru kształtu

Si — ai ki -f- bi k₂ -]- a k₃ -j- di k₄, zatem :

J    §7 = +

Dla wyrównania przy pomiarze    kątów (patrz fig. 94) mają równania

odchyłek (wyrażone przez poprawki) kształt jak na tablicy 5.

Oj — —

°2 — "f"

Ctg = — ki

++++++

• .r

cT-

— drj

d₃

dg ^10 -- du

.(60)

+ ®3 (63)

4®2

Tablica 5.

<5t S₂ S₃ (5,    <5 5    Se S₇ Ss

co

+ 1 +1

+1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1

+äA — dfi +dfi —dfi —dfi — dfi 4-dfi —dfi

o o' o' o

(d/ oznaczają po-i prawki logary-tmów sinusów od-( (jj) powiednich kątó w | dla 1" na 6-tem wgl. 7-em miejscu) dz.)

Równania korelat : 4 k₁

—I— toj = 0

-j- 4 k₂

.t21 SI w

•    •    + 4+

[a d\ ki + [b cl] k₂ -j- [c rf] ka + [d d\ + u>₄ =

które rozwiązujemy jak poprzednio.

b) Sieci promieniste. O ile spostrzeżeń dokonano metodą kierunkową (fig. 95), można przeprowadzić wyrównanie ścisłe tylko wedle „Rachunku wyrównawczego“ (str. 288). Chcąc jednak uzyskać uproszczenie wyrównania, jak to miało miejsce w sieciach czworobocznych, należy mierzyć kąty sieci promienistej każdy z osobna, np. metodą repetycyjnąx) (fig. 96).

Podajemy przebieg wyrównania sieci, por. fig. 96.

Ze względu, że Kt =15, iJ—pi — 6, pw = 0, l — l,₂ = 10, / j — 0, oraz b = 1, W ilość warunków jest:

1 + 15 — 1 '2 —(— 3 = 7, wedle wzoru (47)

W ==15-12+ 4 = 7,

a mianowicie (patrz wzór (52.) :    — 10 — 6 —)— 1 = 5, ivs =1, Wb =

= 10 — 12 + 3 = 1.

Linjowe równania odchyłek przedstawia tablica 6, zaś równania korelat tablica 7.

*    (47*)

Tablica 6.

<5,

<5₃    'i.

<5,    <5g

<5»

4w'i

+ «>5 +“«

+ Sfi -<5 fi

+ <5/3 -à fi 4* Vs ~&fi 4-<5/r -ifi +^/»

+"7

l) O ile zrezygnujemy z zupełnej ścisłości wyrównania można ułatwić sobie wyrównanie sieci, w której mierzono kierunki, obliczając z odpowiednich kierunków kąty i przeprowadzając zamiast wyrównania kierunków, wyrównanie tak obliczonych kątów.

Tablica 7.

(JO

fcj k% k$ ä*₄ /r-, kß k 7

+1 +1 +1 +1 +1

+ [ag] -\r[bg] 4- [cg] 4- ldg] -1- Vg\

. 4- 4- 4- 4- 4- 4-

4~ la 9] 4" wi ~\-[bg] 4~w2 4~ fcg] 4- w3

4- [dg] 4- uj₄

4” [eg\ 4" “5

4- oj<;

4" [9 g\ 4" w7

(= 0)

(= 0)

(=0)

(= o)

(=0)

(= o)

• (64)

Ostatnie dwa równania korelat możemy zastąpić następującemi :

10 k₆ — ([ag] 4- [bg] -f- [cg] 4~ [dg] 4~ [eg])    4~ ³ a>₆ —

;— (wi 4- <o₂ 4-    4- w4 4- <%) — o

- {[ag] 4- [bg] 4- [cg] 4- [dg] 4- Ieg\) h 4- {³ [gg\ — {ag? 4-    (65>

4- [bg? 4- [cg? 4- [dg? + [eg?)} h 4-³ ^ - {[ag]    4-

4- \bg\ w2 4~ [cg] ^ 4- [dg] u>₄ 4~ [eg] “O⁼ o,

przyczem pierwsze z nich otrzymujemy przez odjecie sumy pierwszych pięciu równań (63) od szóstego równania, pomnożonego przez 3, zaś drugie przez odjęcie od równania siódmego, pomnożonego przez 3, pięciu pierwszych równań (63), z których pierwsze pomnożono przez [ag], drugie przez [bg] itd.

Po wyznaczeniu wartości korelat Jc₆ i k₇ z równań (65), obliczamy pozostałe k z pierwszych pięciu równań (64)²).

W sieciach innego typu musimy rozwiązywać równania korelat z reguły sposobem ogólnym, podanym w „Rachunku wyrównawczym“ § 8, lub sposobem Dr. L. Kriigera, podanym w „Über die Ausgleichung von bedingten Beobachtungen in 2 Gruppen“, 1905. (Publikacja Inst. Geod. w Pots-damie), wymagającym mniejszego nakładu pracy rachunkowej.

Przykład wyrównania sieci o znaczeniu lokalnem. Celem przeprowadzenia zdjęć (fotogrammetrycznych) dookoła Morskiego Oka w Tatrach, założył autor w r. 1918 sieć czworoboczną, dokonując następujących pomiarów kierunkowych.

Stanowisko A

Stanowisko B

(1)

(spostrzeżenia) 0° 0' 0"

(obliczenia)

2 = 49° 15'2",5

(4)

(spostrzeżenia) 0° 0' 0"

(obliczenia)

a₄ 5 = 48° 3!'2",5

(2)

49    15 2,4

(5)

48    31    2,5

«2 g — 78 68 45,0

“5.6 =³⁹ ⁵⁷ ⁹>⁵

(3)

128    13 47,5

(6)

88 28 12,0

Stanowisko D

Stanowisko 0

(7)

(spostrzeżenia) 0° 0' 0”

(obliczenia)

a₇ g= 12° 33'7”,5

(10)

(spostrzeżenia) 0° 0' 0"

(obliczenia)

«10.11 = ¹⁵°³⁷'¹⁸''’⁰

(8)

12    33    7,6

(U)

15    52 18,0

a₈.9 = 111 52 22,5

ctj 22— 3 15 17,5

(9)

124    25 30,0

(12)

18    52 35,5

Nie chcąc mieć w 4. równaniu odchyłek 8 wyrazów, można przyjąć dowolny punkt czworoboku jako środkowy ; najlepiej ten punkt, który leży poza polem największego trójkąta czworoboku; wiec B, wtedy:

BC BI) BA _ sin (“10.11 — <5lo4-'⁵ll) Bin(a1.3 —51 + ³3 ) sin a6.8 ~ S7 + ^

BI) BA BC sin (ety g —dy 4-<5g ) sin (0122.12— ^11 4" ^12) s'lla2.3 — ^2 4" ^3) Spółczynniki i odchyłkę 01 czwartego równ. odchyłek wyznaczamy ze schematu: log sin <*2    3 = log sin 128° 13'47”,5= 9,895165, d/i ₃ = — 1,7

log sin Ö22.22 =    8*n    ³ *5    18,5= 8,754177, d/22,12 — 4" ³⁷,0

28,662477

28,682400 — 28,662477 = -J- 0,000013,

zatem co± = -j- 13,0 (w jednostkach 6 miejsca log.), a 4. równanie odchyłki przybiera kształt : 4-1,7 02 4-0,4 d₂ — 2,1 dg — 10,9dy4-9,4<5g-j-1.5dg — 7,6 djg-j-44,6 dj2 — 37,0 di-|-

4-13,0 = 0.

Schemat równań odchyłek:

CO

(i

10

11

12

4-1

• 4- +

4~ ¹

4-1

4-1

4-1

4-1

4-¹

4-1,7

4- 0,4

- 2,1

-10,9

4-9,4

4- i,ö

-7,6

4-44,6

— 37,0

4-3,0

4-7,0

4-6,0

4-13,0

Równania korelat:

28*

*1

ki

co

8,0

8,0

8,0

— 103,2

4- 3,0

(=0)

— 46,8

— 20,8

4- 7,0

(= 0)

(=0)

— 103,2

— 46$

— 20,8

4-3632,8

4-13,0

(= °)

— 95,2

— 38,8

— 12,8

4-3462,0

4-28,0

(=0)

83

— 92,65 - 13,0

Wedle wzoru (59): &₄ =

= — 0,05353,

1973,66

k₁ = — -i- (103,2.0,05353 -f 3,0) = — 1,06564, k₂ — — i (46,8.0,05353 + 7,0) = — 1,18815,

k₃ = — i (20,8.0,05353 + 5,0) = — 0,76418. Nakoniec obliczamy poprawki wedle wzoru (60):

(5₁    = + 1”,74, <5₄ = +l”,95, <5₇ = + 0”,28, <5₁₀ =    —    0”,02,

d₂    = +    0,10, <5g = — 2,25, <?₈ = - 0,63, <5n =    —    0,13,

=— 1,84,    0,30,    69 = -}- 0,34,    0,15

i zestawiamy wyrównane kierunki i kąty :

Stanowisko B

Stanowisko A

(1)

0° 0' 1”,74

(⁴)

0° 0' l'',95

15-

(2)

49 15

2,io

aj 2 = 49° 15' 0",86

a₄ ₅ = 48⁰ 30' 58”,30

(5)

48 31    0,25

«2 3 — 78 58 43,06

a₅ 6 = 39 57

12,05

(3)

128 13 46,66

(C)

88 28 12,30

Stanowisko C

Stanowisko D

(7)

0° 0' 0 ,28

-g

359°59'59”,98

a₇ 8= 12° 33'6”,59

a10.11~¹⁵°³⁷'¹⁷">⁸⁹

(8)

12 33    6,87

15 37    17,87

a₈.9 = 111 52 23,47

“il .12=3 15    17,78

(9)

124 25 30,34

18 52    35,65

Chcąc wyznaczyć błąd średni kierunku, wyznaczymy sumą [<5 (5] (dla kontroli) podwójnie, raz podnosząc powyżej zestawione ô do potęgi drugiej i sumując je, druai raz obliczając tą sumą wzorem kontrolnym [<5d] = —[o> &] ; przy pomocy pierwszego sposobu otrzymamy [<S <5] = 16,033, zaś —[co A:] = 1,6,031 (zgodność wystarczająca). Zatem

= ±2”,02.

1 /16,033

v=y—r-

W sieci pomierzono bezpośrednio długość AB = 92,06 m ; przyjmując bok ten jako bezbłędny, można obliczyć — przy pomocy wzoru na błąd średni funkcji spostrzeżeń wyrównanych (patrz „Rachunek wyrównawczy“, str. 134) — błąd średni dowolnego boku czworoboku, zatem bł. śr. boku AD:

d'ad = d

]/[FF].__ EfZiiï_    - „ i/fffït

\ 1 J a] [65.1]    [cc.2]    [iid]    L J’

a II

przyczem, ze wzglądu źe AD AB

_dF

dl/'

gólnych

sin 48° 30' 58”,30

sia 3° 15' 17”,78

= 1214,64 m, są wartości poszcze-

Al)

Fl — F₂ = F₃ — 0,    ü-₄ = _ — ctga₄ g = -0,0052,

Natomiast, jeśli się uwzględni, że błąd średni boku AB wynosi + 0,9 cm

AD

(błąd śr. z 8 pomiarów), — 13,194 jest błąd średni boku AD powstały wskutek błędu

pomiaru podstawy AB: /a"Aj) = +13,194 X 0,9 cm = +11,83 cm; przeto całkowity błąd redni boku AD wynosi:

cm.

.4 D

-P5 — “TT°*8“4.5 — + 0,0052, Fg — F₇—Fg — F g —    — 0,

e"

*11 =

AD

o"

ctg “H .12 —■ + 0,1036, Fj2 — — —fp ctg ajj j2 — — 0,1036.

[PP] =    0,02152

[«*T

[a a]

= — 0,00510

PP?

[6 6j

= — 0,00109

(■

[6F]²    [6P.1]³    [cP]²_j [cP.2]'

[65] — [66-1] ’ [ce]

[ce . 2],

MT

[cc]

= — 0,00121

\dF. 3]²

[dd. 3]

= — 0,01291

[PP. 4] = + 0,00121. Zatem AJ) = 2,02 ]/o,00121 = + 0,0703 m = + 7,03 cm.

l“AD = Vf*”AD + M"*A D = J/7.03² + 11,83² = ± 13,76 Wpływ błędów kątowych jest tu znacznie mniejszy od wpływu błędów długości.

¹

W zacytowanych poprzednio instrukcjach pomiarowych znajdzie czytelnik w mianowniku powyższego wzoru n — 2 zamiast n—3, jak tego wymaga teorja.

²

) Do wzorów powyższych por. Weigel, Uwagi dotyczące sieci triangulacyjnych.

HI. Zdjęcia poligonowe.

Cel, zakładanie i utrwalenie punktów poligonowych. Dla zdejmowania szczegółów, które należy oznaczyć na planie, zakładamy punkty „poligonowe“ i odrzutowujemy te szczegóły na proste, łączące punkty poligonowe, tj. na boki poligonów, albo na „pomiarowe“, proste łączące boki poligonów.

Poligony zakładamy a) miedzy dwoma punktami trygonometrycznymi (przy rozmierzaniu kraju i innych zdjęciach, opartych na sieciach triangulacyjnych), lub b) jako wieloboki zamknięte, powracające do punktu początkowego.

Kształt poligonów a) nie powinien odbiegać zbytnio od kierunku prostego między punktami początkowym i końcowym, (więc kąty wierzchołkowe poligonów nie powinny się różnić zbytnio od 180°), zaś poligony b) należy zakładać w grabem przybliżeniu jako wieloboki umiarowe.

Boki poligonu obierać mniej więcej jednakowo długie; najdłuższe do 300 m, najkrótsze nie mniej niż do jłOOm. Boki bardzo długie i krótkie nie powinny sąsiadować z sobą. Także nie należy zmieniać zasadniczego kierunku poligonu w celu odrzutowania szczegółów na boki poligonu, a zdjęcia szczegółów najlepiej dokonać przy pomocy pomiarowych.

Punkty poligonowe staramy się tak zakładać, aby przy mierzeniu kątów t. zw. wierzchołkowych ß był widoczny spód sygnałów (tyczek), ustawionych w obu punktach sąsiednich. W sprzeczności z tem stoi konieczność zakładania punktów poligonowych na miedzach i in. miejscach, które nie zawadzając nikomu nie będą łatwo uszkodzone. Gdy obie podane tu wskazówki wykluczają się wzajemnie, należy trzymać się ostatnio wymienionej ; wówczas jednak musi figurant trzymać sygnał, brany na cel, z przymocowanym z boku pionem, przyczem przy odczytywaniu kąta w drugiem położeniu lunety powinien obrócić sygnał tak, aby pion zwisał po drugiej stronie sygnału. Punkty poligonu zakładać na gruncie w sposób trwały (b. ważne).

Punkty poligonów ważniejszych utrwala się najpewniej, zakładając je także i pod ziemią (kamienie z wyrytemi krzyżami, osadzone nad sobą osiowo,

lub dwie rury drenowe, wpuszczone częściowo jedna w drugą, wyjątkowo pale z drzewa twardego, owęglone (osmołowane) u dołu i zabezpieczone przed wyciągnięciem odpowiedniemi poprzeczkami). W miastach i miejscach silnego ruchu jezdnego używane jako punkty podziemne rury żelazne, osadzone w blokach betonowych i założone poniżej kostek brukowych, a jako naziemne osobne czapki żelazne odejmowane przy użyciu osobnego klucza itp.

Należy sporządzić opis topograficzny, zawierający dokładny szkic z podaniem odległości punktów poligonowych od punktów i kierunków, dających się łatwo i bezsprzecznie odszukać na gruncie, tak, aby — w razie zniszczenia punktu poligonowego — można go było ściśle odtworzyć.

Poligony [a) i b)], występujące pojedynczo, naz. ciągami poligonowemi, zaś kombinacje kilku ciągów sieciami poligonowemi.

Przy zakładaniu punktów poligonowych należy sporządzić szkic sytuacyjny ciągu, wzgl. sieci poligonowych w skali 1:10000 (ew. 1:5000).

Pomiar i wyrównanie ciągu poligonowego. W Polsce obowiązują prócz „Przepisów pomiarowych“ M. E. P. w Warszawie (patrz uwaga na str. 409), odnoszących się do nowych zdjęć kraju, jeszcze w Małopolsce: „Instruktion zur Ausführung der trigonometrischen und polygonischen Vermessungen. . ..“ (Wiedeń, 1904), zaś w b. zaborze pruskim „Anweisung IX vom 25. Oktober 1881 für die trigonometrischen und poligonischen Arbeiten“ (Berlin, wyd. 2-gie, 1893).

Każdy bok mierzy się dwa razy, bacząc, aby różnica między wynikami obu pomiarów nie przenosiła (w metrach)

O)

A b <; 0,0002 Yb'ź +1000 b

dla stosunków terenowych średnio trudnych; dla terenów łatwych należy obniżyć wartość A b o 20%? zaś dla trudnych zwiększyć o 20%.

Wedle instrukcji austrjackiej :

A b <j 0,00015 b -j- 0'005 Vb -j- 0,015 (w metrach) . . . . (2)

W terenie łatwym obniża się tę granicę o 25%? w trudnym powiększa o tę samą wielkość. Instrukcja pruska podaje następujące wartości A b jako maksymalne :

. . (3)

dla terenu łatwego A b < 0,01 Vé b -(- 0,0050 b²

średniego A b < 0,01 V6 b -f- 0,0075 b² ' * ' trudnego A b 0,01 V8 b    0,0100 b²

Pomiary długości boków uskutecznia się sprawdzoną taśmą stalową lub sprawdzonemi pięciometrowemi łatami (w miastach łatami wzdłuż sznura napiętego w kierunku boku). Boki o spadach powyżej 3% mierzymy metodą schodkową łatami, albo dzielimy na partje o jednostajnych spadach i mierzymy je bezpośrednio po terenie, redukując wyniki na poziom ; dla przeprowadzenia redukcji mierzy się albo kąty nachylenia a poszczególnych partyj boku, lub przeprowadza pomiar ich wzniesień h. (spadów). Aby otrzymać długość poziomą, należy od długości mierzonej odjąć w przypadku pierwszym A d —

h²

2 d‘

— — 2 d sin² , w drugim A d =

Kąty wierzchołkowe poligonu mierzymy teodolitem, conajmniej raz w obu położeniach lunety ; należy mierzyć kąty po lewej stronie ciągu. Ważne centryczne ustawianie przyrządu i sygnałów na punktach poligonowych.

Wyrównanie ciągu poligonowego założonego między dwoma punktami trygonometrycznemi. Po pomiarze (n — 1) boków i n kątów (patrz fig. 97) ciągu przystępuje się do wyrównania kątów, a następnie spółrzędnych poszczególnych punktów poligonowych.

Azymuty pozorne (a% . ß i (a)B T) obliczamy wedle wzoru (1), str. 401; następnie obliczamy (a)', przybliżone azymuty pozorne poszczególnych boków poligonu zatem :

K . 2 = Kl. C + ßl, Ki. 3 = K. 2 + ± 180« itd.,

Wb . V ⁼ (a)(n —1).«+ ?n ± ¹⁸⁰°-

2 ■

wreszcie

Z7

4>

ter,

n-/

'    Fig. 97.

Różnica : fo — (a)'B b — (a)ß B nie powinna przekraczać :

wedle przepisów pomiarowych M. R. P. 40"Vn dla warunków korzystnych — 20°/₀, dla niekorzystnych -j- 20%) wedle przepisów austrjackich .... 75" Vn (dla wyjątkowo niekorzystnych warunków 50%) wedle przepisów pruskich . . .

Odchyłkę rozdziela się na poszczególne kąty

1.    równomiernie, gdy

&max. : &min. < 4 ; wtedy 8 3!= • • • = Ô 3« = — fo . . . (5)

—    n r

2.    proporcjonalnie do sumy odwrotności długości boków poszczególnych : 6min. > 4 ; wtedy

1000 1000

kątów, gdy b

by

1000 1000 ⁺ ~tT

bh

1,5' Vn j

1000 , 1000

bi

1000 , 1000

bh

bi

• (4)

• .(5*)

przyczem /<, i przybierają wartości od 0,1 do (n — 1), n.

Po wyrównaniu kątów, mając do dyspozycji azymuty wyrównane (a)h j, obliczamy spółrzędne przybliżone wszystkich punktów poligonu aż do B włącznie, wedle wzoru:

x'i = % + bh • cos (a)h. ,,

y'i = y'h + bh. ,• sin (a)h _

Następnie wyznaczamy:

tg K

yb-yĄ

XB~XA

tg (a)’

Vß — yA

vb — va

XB~XA

v’b — y a

oraz

(6)

XB XA

XB XA COS(rt) ’

Wedle przepisów polskich M. R. P., oraz austrjackich powinno być

sin (a)

sin (a)'

cos («)'

■ • (6*)

2 ([ib] + 100)

(7>

(w minutach)

różnica długości L — U ma być wedle przepisów polskich < 0,008 j/[6] -j- 0,04, wedle austr. ^ 0,012 l/[ó]    0,0G (w metrach)

(81

Oznaczenie

Kąty wierzchołkowe

Azymuty

(pozorne)

punktu

(«)

Dłu

gości

boków

Ig sin (a)

lg 8

lg cos (a)

1 gdy lg dx

T a-

Kzędne

Bóżnice

dy

b 1 i c a 8.

Odcięte

Różnice

dx

Poprawione

Rzędne | Odcięte

Różnice

dy

dy

Spółrzędne w m

, [dy] i

lgtg,p=lgW

Ig L =

=ig    gdy [dy] > [dx]=

=lg Si9 dy ^ ^

Granice błędu dla

2 ([S'] 4-100)’

1.    (a — a') =

2.    L ■— L' — z tablicy 1. 5

instr. pomiar.

A 98

]s [dy] =

= 2,4652936 n

lgcos(a') = = 9,9550159

lg [d y] =

= 2,4652043 n

lg cos(a)= = 9,9550431

lg [dx] = = 2,7842606

1 g[łl*] = = 2,7843177

14    28

00

lg*g(<P') = = 9,6810330 n

lgi' =

= 2,8292447

lg tg('P) = = 9,6808866

lgi =

= 2,8292746

A 97

-15

140 42

00

9,6232287»!

2,4202859

j 2,0435146»! 2,3781485

— 2016,97

— 1017,84

(<?') =

= 25° 37'49"

i'= 674,90

(<P) =

= 25° 37' 22"

A = 674,96

335 10

00

263,20

9,9578626

+ 0,03

110,54

+0,03

238,86

— 110,51

+ 238,89

(«') =

= 295° 37'49"

(«) =

= 295° 37'22"

- 15

101

177

42

45

9,6589013«

2,3989811

332 52

30

250,60

9,9493868

2,0578824«

2,3483779

- 2127,48

— 778,95

+ 0,02

114,26

-15

+0,03

223,04

114,24

+ 223,97

(a — a') = 0' 27" (2' 17")

£ — // = + 0,05 m

102

182

31

15

9,6195243»!

2,2074997

1,8270240«

— 2241,72

— 556,88

fy

++ = + 0,000088

335

23

30

161,25

9,9586477

2,1661474

+ 0,0!

67,14

A 103

- 15

+0,02

146,60

67,13

+ 146,62

209

37

45

- 2308,85

— 409,26

[S]

+— = + 0,000118

[*?]

01

00

[S]

675,06

(A 104)

(a)p + [/?] =

— »! . 180

[dy\= [dy] —

fy ⁼

291,94

291,88

608,50

608,58

+ 0,08

— \dx]

= [dx]

fx

725

720

02

00

00

00

(«)'* = (“)* =

02

01

1'

00

00

fß =

/Bł. dozw. wedle przep. pol. 1' 20" V n «    »    » austr. 2' 30"

)•

Instrukcja pruska wymaga, aby wartość    była

łatwym < 0,01 ^4 [6] -f 0,0050 [i]2 średnim 5? 0,01 Vô [ó] -j- 0,0075 [bf . . .

trudnym < 0,01 V8 [6] -(- 0,0100 [i]²

fx = xB xB, fy = yB y'ß . . . .

w terenie

(9)

przyczem

(10)

Badanie poligonu wedle wzorów (7) i (8) odpada wedle instrukcyj polskiej i austr., o ile poligon zbacza znacznie od swego kierunku zasadniczego; w tym przypadku patrz b).

Wyrównanie spółrzędnych może nastąpić tylko wówczas, o ile nie przekroczono wartości granicznych (7) i (8), wzgl. (9).

Wyrównanie to polega wedle przepisów pomiarowych polskich (M. R. P.) i austr. :

a) o ile (a) — (a)' < 1', i y-óyr, tj.

na

poprawieniu rzutów boków na osie x-ów

.    xi — xh,

o wielkości fx

(np. x₃— x₂ i t/₃ — y2 należy poprawić o fx

y i - Vh

[b]

bh

f*w

fy [&]■)

(11)

ß) o ile (a) — (a)' > 1' (instr. polska), wzgl., o ile różnica (a) — (a)' jest zawarta między 60" a 90'' (instr. austr.), na poprawieniu rzutów boków na osie #-ów i y-ów

ei bi

[zby

przyczem dla boku i-tego z i — i (n — *), zaś, o ile n > 7, są wszystkie z

z wyjątkiem dwu początkowych i dwu końcowych, sobie równe

(np. dla n — 5, wynosi z₁ — zt — 1 (5 — 1) = 4, z₂ — z₃ = 2 (5 — 2) = 6) ;

y) wedle instrukcji austr., o ile (a) — (a)' > 90", przeprowadza się wyrównanie spółrzędnych wykreślnie wedle sposobu tam podanego.

Po wyrównaniu rzutów poszczególnych boków na obie osie spółrzędnych otrzymujemy spółrzędne wyrównane x i y wszystkich punktów przez dodawanie poszczególnych wzgl. A y do i yA ; po dodaniu ostatnich A a? i A y musimy otrzymać spółrzędne xB i yß.

Przykład: patrz tablica 8.

Wyrównanie ciągu zamkniętego. O ile pomierzono kąty zewnętrzne poligonu,. wyznaczamy odchyłkę kątową fß z warunku :

o wielkości :

fx

[zb]

(11*)

.fß ⁼'[ß«] — (n + ²) ¹⁸⁰°

(12)

w przypadku pomierzenia kątów wewnętrznych poligonu z warunku :

fß ~ [ß«’] (n 2) 180°.........

Graniczne wartości fß i rozdział tej odchyłki na poszczególne kąty prze' prowadza się jak poprzednio (por. str. 425 i 426).

Przed wyrównaniem spółrzędnych stwierdzamy, czy wartość / = V~\~fy nie przekracza dozwolonej granicy, a więc wedle instrukcji polskiej 0,008 V[b\ -f- 0,04, zaś austr. 0,012 V\b] -f- 0,06 ; dalszy tok wyrównania, jak wyżej. W ten sam sposób przeprowadza się wyrównanie poligonu, opartego na dwu punktach stałych, a odbiegającego znacznie od kierunku zasadniczego.

Punkty węzłowe. Poligony krzyżujące się ze sobą należy przeprowadzić przez punkt wspólny obu ciągom, t. zw. węzłowy W (patrz fig. 98).

Wyrównanie takich poligonów przeprowadza się w sposób następujący :

Przy pomocy azymutów obliczonych ze spółrzędnych punktów I, F, II, II', III, III' i pomierzonych kątów ß obliczamy azymut pozorny dowolnego* boku, wychodzącego z punktów W, np. W wyrównany azymut tego kierunku otrzymujemy z wzoru

(12*)

Pi (u) WM +P2 (u)'wM 4~ Ps (a)'w.M

[P]

. . .(13)

10

przyczem pi = —, zatem w naszym przypadku

Tl'i

Pi=y = 2, i»₂ = y = 3,3, ft = y = l,7    . . . .(14)

Po ustaleniu azymutu (a)^ ^ wyrównujemy kąty w poszczególnych po~ ligonach jak wyżej, badając, czy poszczególne fß nie są przekroczone.

/’>

k₂

*3U /

Fig. 98.

Następnie obliczamy na podstawie wyrównanych azymutów i mierzonych boków spółrzędne x i y punktu W ; wychodząc z punktów I, II, III, otrzymamy :

Xw

KI

iyw =

Pyy\o+Pyy'ń+Py V w

(15)

\py\

(0

przyczem p x

5000

[b\ (1 + cos² Ki)'

/■> ¹y

5000

.(16)

[6] (1 -j- cos² Ki)

(Azymuty kierunków Ki.w, Kn. W, Km. w wystarczy wyznaczyć w stopniach.)

Mając spółrzędne wyrównane punktu węzłowego, przeprowadzamy wyrównanie poszczególnych ciągów, jak wyżej, o ile wartości graniczne odchyłek nie są za wielkie (por. wzory (7), (8) i (9).

Punkty węzłowe są szczególnie ważne, gdy nie oparto zdjęć na sieci triangulacyjnej (np. przy zdjęciach parcelacyjnych mniejszych obszarów).

Jeden z punktów, w którym schodzi się kilka ciągów, t. zn. węzłowy, obierany za początek układu, zaś kierunek dowolnego boku (poprowadzonego z tegoż punktu) za oś (-{- x). Obliczając kolejno azymuty przybliżone boków ciągów, poprowadzonych z początku układu, otrzymujemy na azymut pozorny dowolnego kierunku wychodzącego z drugiego punktu węzłowego tyle wartości, ilu ciągami zdążyliśmy z punktu węzłowego pierwszego. Azymut wyrównany (kierunku obranego) wyznaczamy wedle wzoru (13) z wagami

urobionemi wedle wzoru (14). Po wyrównaniu kątów i azymutów poszczególnych kątów obliczymy spółrzedne wyrównane punktu węzłowego drugiego

5000

wzoru (15); wagi są odwrotnie proporcjonalne do długości ciągów p

Nawiązanie poligonu do punktów niedostępnych. Ciągi niezamknięte, nie poprowadzone z punktów triangulacyjnych, należy nawiązać do punktów sieci triangulacyjnych przy pomocy wcinania wstecz, zagadnienia Han-sena itp. ; t. zn. punkty pierwszy i ostatni poligonu włączamy do sieci triangulacyjnej. Zamiast tego stosuje się często, szczególnie o ile chcemy skrócić długość poligonu przez nawiązanie punktów środkowych do niedolą stępnych punktów triangulacyjnych, spo-j- soby następujące :

r    a) Nawiązanie uskutecznia się do dwu

i punktów triangulacyjnych (por. fig. 99).

/?

'p

of

fi

oc

f/3

[b]

/V

briv

Fig. 100.

/V

Fig. 99.

Przy pomocy elementów znanych bMN, a i ß rozwiązujemy A M.li.N, a dalej uwzględniając znane elementy bR s, bR v i o, także i A N. R.S. Ponieważ (a)ß S jest również znany, przeto wyznaczamy spółrzedne punktu N i azymut    uważając te wielkości przy dalszem wyrównaniu ciągu tak,

jakby pochodziły z triangulacji.

b) Gdy tylko jeden punkt triangulacyjny może być użyty do nawiązania (fig. 100), rozwiązujemy powstały w ten sposób trójkąt M.U.N przy pomocy znanych elementów bM w, a i ß.

Wyrównanie kątów przeprowadzamy w poligonie tak, jakby punktu R nie było, natomiast znając bN R i (a\R N wyrównujemy spółrzedne poligonu od początku do punktu R i od końca do punktu R osobno. O ile punkt N jest punktem węzłowym, obliczamy (a)N R jako średnie wedle wzoru (13).

Sieci poligonowe. Przy zdjęciach większych obszarów łączą się poszczególne ciągi ze sobą w sieci poligonowe. W nich wyrównujemy najpierw poligony główne, tj. zbaczające niewiele od kierunku, łączącego punkt początkowy z końcowym, lub zdążające w kierunku, mało co różnym od prostego, do punktów węzłowych. Następnie przychodzi kolej na ciągi poboczne, których wyrównanie opiera się na punktach ciągów głównych. W ten sposób można zawsze przeprowadzić podział na poligony I-rzędne, II-rzędne, III-rzędne itd. (np. przy zdjęciach miast).

postępowanie można zastosować do sieci poligonowych, założonych bez punktów trygonometrycznych. O ile sieci są zawiłe, rozpoczyna się obliczenie od punktu (i kierunku), leżącego w środku sieci, obiera pewne punkty jako węzłowe, i dzieli ciągi na I-rzędne, II-rzędne itd.

Pomiarowe są to proste, łączące boki ciągów poligonu, wzgl. poligonów, których punkty ich początkowe i końcowe, punkty łączne (pomiarowe), mogą spadać z punktami trygonometrycznemi lub poligonowemi.

Główne (I-rzędne) pomiarowe mogą opierać się bezpośrednio na bokach poligonów, pomiarowe poboczne (II-, III-rzędne itd.) nawiązujemy do pomiaro-

To samo

wych rzędu o jeden stopień niższego. Pomiarowe należy przeprowadzać jak najbliżej wspomnianych punktów; im owe punkty są ważniejsze, tern bliżej nich zakładamy pomiarowe (rzędne punktów granicznych parcel nie po-winne przekraczać 2 rn, granic kultur 5 m). Rzędne punktów najpodrzedniej-szych nie powinne przekraczać w terenie płaskim 40 m, a w pochyłym 30 m. Linij pomiarowych nie przedłużamy z reguły poza jej końce (boki poligonu) ponad V₄ jej długości ; gdyby to jednak okazało się konieczne, należy ustalić położenie takiego punktu dowolną inną miarą kontrolną. Długości budynków, parcel itp. linij prostych mierzy się dla kontroli osobno ; również przedłuża się kierunki parcel, leżących blisko pomiarowych do przecięcia się z niemi i mierzy tak powstałe odcinki. (Por. „Przepisy pomiarowe“.) Ustalenie położenia pomiarowych przeprowadzamy, mierząc odstępy punktów łącznych od obu punktów wierzchołkowych poligonowych ; o ile pomiarowa ma być użytą do wytyczenia pewnego projektu, należy pomierzyć ponadto i kąty zawarte między nią a bokami poligonu.

Szkic połowy musi być wykonany bardzo starannie i zawierać wszystkie daty, potrzebne do wspomnianego celu. Szczegóły wykonania szkicu polo-wego, por. Miernictwo I.

W praktyce używa się dwu sposobów szkicowania:

a)    Sposób, zalecony przez instrukcje pomiarowe; szkice sporządza się blokami (partjami), które można łączyć w całość, zestawiając odnośne bloki obok siebie. Skala szkiców: grunty wiejskie 1 : 1000, miejskie 1 : 500, wzgl. 1 : 250. Postępowanie to wymaga poprzedniego zdjęcia boków i kątów poligonów, co nie zawsze jest korzystne, szczególnie gdy inżynier nie dysponuje dostateczną ilością wyszkolonych pomocników. Sposób ten dostarcza kontroli zdjęcia szczegółów w polu.

b)    Sposób drugi używany bardzo często : sporządza się osobne szkice dla każdego boku poligonu w takiej skali (w grubem przybliżeniu), aby wszystkie szczegóły i miary były na szkicu wyraźnie uwidocznione. Z takich szkiców może kilku rysowników nanosić równocześnie na planie szczegóły, znajdujące się na osobnych rysunkach, przez co można plan wykończyć prędzej.

IV. Trygonometryczny pomiar wysokości.

Przeprowadzenie pomiaru na niewielkie odległości (najwyżej kilkaset metrów).

a) Wyznaczywszy w sposób bezpośredni lub pośredni (przy pomocy triangulacji) odległość d (poziomą punktu P od przyrządu w p. A (fig. 101),

obliczamy h z wzoru

h — d tang a . . . (1)

(wys. h może być tu dodatnia lub ujemna, zależnie od kąta a).

■ or

b) Sposób drugi, używany, gdy wysokość h jest dodatnia. Na prostej, przechodzącej przez P obieramy dwa stanowiska A i B, mierzymy ich odległość poziomą b i kąty ot, ß i ot₂ (fig. 102). Wtedy :

•U.

^__£ sin («2 ~f~ ß) sin rj.x

sin (ax — ot₂) cos ß

Fig 101.

zaś :

d b sin (ctg ß) cos «i sin (ax — ot₂) cos ß

Pomiary wysokości na odległości większe niż kilkaset metrów por. str. 431 ; długości d sa znane prawie wyłącznie z triangulacji (wyjątkowo odczytuje się je na mapie). Uwzględniając wpływ zakrzywienia ziemi i refrakcji, otrzymujemy na wysokość h wzór :

d²

h — d tang a -j- (1 — k)

• (4)

p,

R oznacza promień krzywizny, zmienny z szerokością geograficzną i azymutem kierunku A R (por. fig. 101) ; w praktyce wystarczy przyjąć nawet dość znacznych obszarów promień . p    średni krzywizny dla pe-

^ ²    wnej średniej szerokości

geograficznej, dla Polski np. R dla cp = 50°. Natomiast wartość spół-czynnika k średnio 0,13, jednak dość zmienna w ciągu dnia. Wedle Jordana, Handb.d. Vermessungskunde (1914), str. 10—12, wynoszą t. zw. poprawki ze względu na zakrzywienie ziemi i refrakcję tj. drugi członek wzoru (4).

d = 500,    1000, 1500, 2C00, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000 m

0,017,    0,068, 0,153, 0,273, 0,43, 0,61, 0,84, 1,09, 1,38, 1,70

Dla zmniejszenia ujemnego wpływu spółczynnika k na dokładność pomiaru ustawiamy się z przyrządem między punktami P₁ i P₂, z których jeden, np. 1\ jest o wysokości znanej, aby odległości di i d» były mniej więcej równe (patrz fig. 103.) Wówczas różnica wysokości

■ ■ <⁵>

6--

Fig. 102.

Gj

d,

Fig. 103.

A /t =    — hi = d% tang a₂ — di tang ax -j-

dla

m.

W praktyce wyznacza się czasem więcej punktów z jednego stanowiska, nawiązując się do punktów o znanych wysokościach. Powstają tedy sieci „różuic wysokości“. Liczby odwrotnie proporcjonalne do kwadratów błędów średnich u poszczególnych A ń, obieramy jako wagi poszczególnych różnic, przyczem:

tóY*

V-Ah —

dl+d* +

dl — d

ft?

(B)

(jjl^. można przyjąć około + 0,03).

Dla punktów, odległych do 5 km, wynosi około +0,1 m.

Aby błąd p.n — o ile możności — zredukować, należy mierzyć kąt a > w obu położeniach lunety przy użyciu libeli koła pionowego, której bańka musi się znajdować podczas pomiaru w punkcie zerowym.

Przyjmując, że koło pionowe podaje kąty wysokości i że jest liczbowane od 0° do 360°, otrzymujemy kąt wysokości, oznaczając: odczyty w położeniu pierwszem I, w położeniu drugiem II, wedle wzoru:

II—1

rj. = 90° —

(7)

Jeżeli przyrząd służy do wyznaczania kątów zenitalnych £ = 90° — a, a liczbowanie koła pionowego przebiega również od 0° do 360°, obliczamy kąt zenital n y wedle wzoru :

(8)

V. Barometryczny pomiar wysokości.

Wzól* „ścisły“ (z zaniedbaniem wyrazów rzędu drugiego), wyp dzony dla h. różnicy dwu punktów, leżących w jednej linji pionowej, opiewa :

rowa-

h = 18403,1 log (1-|- at) i 1 -(- ß — ] (1 -j- y cos 2 <p) (1 -j- 3 H) . . (1) Pa    \ Pl

gdzie : 18403,1 = t. zw. stała barometryczna (w metrach),

j)₁    ciśnienie    (prężność) powietrza    w punkcie    dolnym    w mm

»    V    V V    górnym    „ mm

słupa rtęci, odczytanego na barometrze,

V = y (ft + ft)»

a = 0,003665    (spółcz.    temperatury),    I    y    — 0,002644    (spółcz.    siły ciężkości),

ß = 0,377    (    „    prężności),    |    3    = 0,000314    (    „    śr. wysokości),

t — J/₂ (4 -j- t₂) średnia arytmetyczna temperatura powietrza dla punktów dolnego i górnego,

— (?! -|- e₂) średnia arytmetyczna, utworzona z wartości prężności pary wodnej w punkcie dolnym i górnym, tj. obu stacyj,

-i (cp! -}- cp₂) średnia arytmetyczna szerokość geogr. obu stacyj,

?==

H—

Pa

wysokości obu stacyj w kilometrach

(na jedno miejsce dziesiętne).

Aby mieć możność porównywania odczytów na barometrach przyjmujemy jako ciśnienie parne normalne, ciśnienie, równoważące przy temperaturze 0° C słup rtęci o wysokości 760 mm w poziomie morza i szerokości geogr. cp = 45°, to

(2)

Po = 0,76 . 14,59545 ponieważ gęstość suchego powietrza w tych warunkach wynosi p₀ =0,0012928,

przeto = 7992,396    a ponieważ przy wyprowadzeniu wzoru na h

we formie (1) musimy przejść z logarytmów naturalnych na Briggowskie, przeto dzielimy 7992,396 przez zamiennik 0,43429, otrzymując ostatecznie stałą 18401,3.

Wzór (1) używany dość rzadko w praktyce przy wyznaczaniu wysokości bardzo ważnych punktów.

Wzór barometryczny uproszczony. Uważając dwa ostatnie wyrazy wzoru (1) za stałe (dopuszczalne w obwodzie do 10 km) i przyjmując wielkość ß — jako zależną linjowo od temperatury średniej t — ¹/₂ (4 -j- A₂), otrzymamy wzór uproszczony :

h = Â (1 + 0,004 t) log

Pa

(3)

przyczem A — 18431,4 (1 -j- 0,002644 cos 2 cp) (1 -j- 0,000314 U) ... (4)

(Oczywiście, że H

#l+#2

należy wstawić w km)

Wartości stałej A dla tp — 48°, 49° i 50° i średn. wysokości od 250 do 1500 m, wzgl. 2000 m, tj. dla okolic górzystych w Polsce, podane sa w tablicy 9.

Tablica 9.

Wartości stałej A

H w km

0,26

0,5

1,0

bi

2,0

48°

18427,8

18429,2

18432,1

18435,0

49°

18426,1

18427,5

18430,4

18433,3    18436,2

50°

18424,3

18425,8

18428,7

18431,5

Przykład.

<Pi = 50,2°, p, = 737,25 mm, f, = 19,7° (stacja aolna)    „ _    - ,

<p₂ = 48,2°, p₂ = 713,65 mm, 4 = 19,3° (stacja górna)    u>°

■g" (<Pi + <Pi) — 50,0°, t = — (t, + 4) = 19,5°.

Wedle tablice (9) dla op = 50° i H — 0,5 km stała A = 18425,8; zatem ze względu, że

log — = 2,867614 — 2,853485 = 0,014129, a 1 + 0,004.19,5 = 1,078, otrzymamy:

P2

log A = 4,266426

l.K (log +) =

A= 280,64 m, okrągło 280,6 m.

0,150111 — 2

log (1 + 0,0041) =0,032619

log 7i = 2,448156

Wychodząc z nieco innych założeń (przyjmując średnią wartość = cp = 50°, H — 0,5 km), ustawił Jordan formułę dla Niemiec, dobrą dla niezbyt wysokich okolic Polski:

h = 18464 log — (1 -f 0,003665 t)

Pi

(5)

Licząc wedle wzoru (5), otrzymamy w powyższym przykładzie h = 279,78 w, okrągło 279,8 w; różnica między obu obliczeniami wynosi okrągło 1 w; jest zatem niewielka w stosunku do błędów pomiaru (por. niżej).

Użycie wzorów (3) i (5) można sobie ułatwić rachując :

ty «

a) przy pomocy przybliżonych wzniesień nad poziomem morza, „stopni barometrycznych“. a) Sposób ten, wprowadzony przez Radan i Riihlmanna, polega na wprowadzeniu do wzorów kształtu (3) lub (5) pewnego zasadniczego stanu ciśnienia, względem którego obliczamy przybliżone wysokości obu stacyj nad poziomem morza; różnicę obu wysokości daje h. I tak dla wz. (5) wedle Jordana :

762

hx = 18464 log--(1 -f 0,003665 t)

Pi

762

h₂ = 18464 log — (1 -f 0,003665 ł) } ... . (6)

Pi

Pi

h = h₂ — hx = 18464 log — (1 + 0,003665 t)

P = Y (737,25 -f 713,65) = 725,45 mm i t = \- (19,7° -f 19,3°) = 19,5°,

przy pomocy interpolacji miedzy odpowiedniemi wartościami tablic, (A b)y~ 11,85 to; ponieważ px —px = 23,6 rym, przeto

h = 11,85.23,6 = 279,7 to.

Przyrządy. Używane są prawie wyłącznie barometry metalowe czyli aneroidy, wyjątkowo barometry rtęciowe (jako bazy „stacyjne“).

Stan odczytany na aneroidzie A należy uzupełnić następującemi poprawkami :

•*A

(poprawką stałą)

(poprawką ze wzgl. na temperaturę aneroidu t ₍)

c . (760 — A) (poprawką ze wzgl. na błędy mechanizmu i podziałki aneroidu)

• • (10)

wzgl. poprawkami rzędu 2-go : d . t\

e .(760 — A)¹

fA . t . (760 — A) (poprawka ostatnia jest zazwyczaj tak mała, że odpada nawet przy bardzo dokładnych pomiarach) a, b, c, d, e, f są wielkościami stałemi.

Jordan, Barometrische Höhentafeln für Tiefland und für He wing, 1896.

Wartości Jix i h₂ można odszukać w tablicach Jordana²), ułożonych wedle powyższej formuły dla argumentów t i p.

Dla powyżej przytoczonego przykładu: /₁ == 283,9 w, h₂ — 563,8 to, li = 563,8 — 283,9 = 279,9 to. b) Stopnie barometryczne wprowadził Babinet. Kładąc

Pi —p*

Pl +P‘2

(z opuszczeniem wyrazów rzędów wyższych), przekształcamy wzór (3) na:

h = A ' °^³⁴-²⁹ (1 + °>⁰⁰⁴ t) (Pi —P2) = ±h (Pi —P2) ■ ■ • (8) zaś wzór (5) na:

zatem

, Pi log = oj 2 p.

Pi

2.0,43429

Pi — P2

• • (?)

18464.0,43429

(1 -f 0,003665 t) (px = p₂) =

• • (9)

(1 + 0,003665 t) {p! — p₂) = (A h)y — p₂)

P — Y (j'i ~\-Pi\ * — y (^i “ł" *2) 5

A h wzgl. (A /») nazywamy stopniem barometrycznym (na różnice ciśnienia 1 toto).

Wartości (A h) znajdujemy w zacytowanych poprzednio tablicach barometrycznych Jordana dla argumentów t i p.

Dla wartości, podanych poprzednio, otrzymamy dla

przyczem

Po uwzględnieniu powyższych poprawek B₀, tj. odczyt na barometrze rtęciowym z uwzględnieniem redukcji na 0° C przedstawi się w postaci :

B₀ = A-\-a + b.tA + c (760 — A) + d . t\ + e (760 — A)²    . (11)

Dwa ostatnie wyrażenia są zw. niewielkie, tak, że z reguły ograniczamy się tylko do trzech poprawek.

Stałe aneroidu ulegają, o ile przyrząd jest jeszcze stosunkowo niedawno sporządzony, pewnym zmianom; najłatwiej stała a, którą jednak łatwo wyznaczyć znając wartości reszty stałych przez porównanie z B₀, stanem barometru rtęciowego, zredukowanym na 0° C. Celem wyznaczenia stałych wykonywa się szereg spostrzeżeń przy różnych stanach temperatury przyrządu tA, oraz różnych odczytach A, tj. rożnem ciśnieniu, porównując równocześnie wyniki z odpowiedniemi stanami barom. B₀. W praktyce spotykamy aneroidy systemu Naudeta, Bohnego, oraz kompensacyjny Goldschmida (Usteri-Reinach w Zurychu).

Drugim przyrządem, uż. rzadko jako przyrząd stacyjny, tj. pozostający stale na jednem i tem samem miejscu, i służącym do porównywania stanów z aneroidami, używanemi do badania ciśnienia poza obrębem stacji, jest barometr rtęciowy.

barometrze, tB temperatura

na

Poprawki dla barometrów rtęciowych dotyczą temperatury rtęci i po-działki (redukcja na 0° C), która wynosi dla skali mosiężnej i temperatury normalnej 0° C : — 0,000162 B tB (B odczyt przyrządu w chwili odczytu), poprawki ze względu na siłę ciężkości : — B (0,000314 -j- 0,002644 cos 2 <p) i pewnej poprawki stałej, wywołanej działaniem sił włoskowatych w rurce barometru, i nieodpowiedniem umieszczeniem skali odczytywanej, którą można skonstatować porównując odczyty z barometrem normalnym lub przyrządem do mierzenia ciśnienia powietrza przy pomocy temperatury wrzenia. Najważniejsze i bezwarunkowo konieczne do uwzględnienia są: pierwsza i ostatnia.

Temperaturę powietrza t mierzymy przy pomocy termometru wirującego, zawieszonego jednym końcem na silnym sznurku około 20 cm długim, konstatując jego stan po dokonaniu nim 50—100 szybkich obrotów.

Metody pomiarów i obliczenie wysokości, a) Metoda interpolacyjna nadaje się szczególnie w przypadkach, gdy na terenie znajduje się dość znaczna liczba punktów o znanych rvysokościach. Przeprowadzamy ciągi barometryczne między powyższemi punktami, wyznaczając wysokości punktów pośrednich. Jeżeli (4) i (B) są punktami o znanych wysokościach, rozpoczynamy pomiar na jednym z nich, np. (A), odczytując na nim stan aneroidu A, temperaturę przyrządu tA, temperaturę powietrza t przy pomocy termometru wirującego (około 50—100 obrotów), oraz czas pomiaru. Tak samo postępujemy na każdym następnym punkcie, nie wyłączając ostatniego (B), tj. punktu nawiązania. Następnie obliczamy przy pomocy jednej z formuł, podanych na str. 433 (przybliżonych), albo wysokości poszczególnych H'A, U'v H'v ... H'jP a z nich wzniesienia (różnice wysokości h'A v h'x 2, ..... h'n Ip albo wprost wzniesienia hA v h[ ₂, . ... h'n s, zależnie od użytej formuły. Suma E h' powinna równać się różnicy wysokości punktów nawiązania, tj. Hs — HA. Ewentualną odchyłkę rozdzielamy na poszczególne h' proporcjonalnie do czasu. Wysokości punktów pośrednich uzyskujemy dodając do HA wyrównane wzniesienia hA v hA 2 = hA x -j- hx 2 itd. Dokładność pomiaru zwiększa się przez użycie dwu aneroidów i równoczesne ich odczytywanie na bezpośrednio po sobie następujących punktach; (aneroidy muszą być ze sobą porównane na początku i końcu pomiaru i ewentualna różnica uwzględniona przez poprawienie odpowiedne poprawki stałej a jednego aneroidu).

b) Pomiar z użyciem przyrządu stacyjnego nadaje się, jeżeli na obszarze zdjęcia jest niewiele punktów nawiązania.

Mniej więcej w średniej wysokości punktów obszaru zdjęcia ustawiamy w dogodnym punkcie przyrząd stacyjny (barometr rtęciowy lub aneroid). Punkt ten, t. zw. stacja, może znajdować się i wewnątrz budynku, co jest szczególnie wskazane przy użyciu barometru rtęciowego ; wysokość tego punktu P₀ nie wchodzi zupełnie w grę.

Po porównaniu stanów przyrządu stacyjnego z przyrządem polowym, którym może być tylko aneroid, uzgadnia się stany obu przyrządów przez uwzględnienie odp. poprawki stałej a aneroidu polowego. Jeden obserwator spostrzega w stałych odstępach czasu (co 15—20 min.) stan przyrządu stacyjnego, zatem B i tg, wzgl. As i tA, i temperatury powietrza t, zapisując te daty w odpowiednich rubrykach.

Z dat tych oblicza się następnie B₀ dla poprzednio wspomnianych momentów obserwacji, wzgl. można przy pomocy interpolacji (rachunkowej lub wykreśinej) wyznaczyć B₀ na stacji w dowolnym momencie czasu podczas trwania pomiarów.

Obserwator drugi mierzy tymczasem na każdym punkcie, wchodzącym w rachubę, temperaturę powietrza, oraz konstatuje czas obserwacji i stan aneroidu A wraz z temperaturą przyrządu tA, przyczem nawiązuje się przynajmniej do jednego punktu o znanej wysokości. Po ukończonym pomiarze na stacji ponownie porównuje się odczyty na przyrządach. Różnicę w odczytach albo rozdziela się proporcjonalnie do czasu, albo zmienia poprawkę a aneroidu polowego na średnią z wartości na początku i końcu pomiaru. Przy różnicach większych pomiar powtórzyć. Wreszcie obliczamy dla każdego punktu B₀, a porównywując w odpowiednim czasie B₀ na stacji, wyznaczamy ostatecznie wzniesienia poszczególnych punktów względem stacji i wzniesienia poszczególnych punktów ponad punkt nawiązania.

O ile nawiązano pomiary do kilku punktów o znanej wysokości, należy poszczególne wzniesienia wyrównać jako sieć różnic wysokości (tak, jak sieć niwelacyjną).

Dokładność wyznaczenia wzniesień aneroidami wynosi przy niezbyt wielkich różnicach obu stacyj (do około 200 m) średnio : 1,6—2 m.

¹

große Höhen, Hannover,

²

) Jordan, Barometrische Höhentafeln, Stuttgart 1879, lub wyd II,, Stuttgart 1886;

VI. Tyczenie tras.

Uwagi wstępne. Usytuowanie trasy w terenie. Trasą nazywamy oś projektu budowli inżynierskiej, wytyczoną na gruncie. W sytuacji (rzucie poziomym) przedstawia się oś projektu w postaci prostych i krzywych (zw. łuków kołowych).

Przed szczegółowem wytyczeniem trasy należy ją odpowiednio usytuować na gruncie. W tym celu obieramy na planie pewną liczbę punktów poligonu osiowego, w szczególności punkty wierzchołkowe tegoż poligonu i staramy się je odnaleźć na gruncie.

Najlepiej sporządzić przed wyjściem w pole szkic z oznaczeniem kierunków i długości (zamierzonych na planie oryginalnym), przy pomocy których odszukuje się wspomniane punkty w polu. Jako punkty i kierunki orjenta-cyjne służą punkty i kierunki poligonów, założonych poprzednio dla zdjęcia terenu, a jeżeli (z powodu łatwości terenu) nie przeprowadzano pomiarów, lecz użyto dla projektu istniejących planów sytuacyjnych (np. katastralnych), punkty i kierunki, zaznaczone na planach, a dające się łatwo odszukać ńa gruncie (punkty załomów miedz, dróg itp.).

W ten sposób otrzymane na gruncie punkty oznacza się tyczkami mier-niczemi i — po wyrównaniu kierunków (na oko) z powodu drobnych niezgodności — wytycza każdy bok poligonu osiowego.

29*

99

Wytyczenie przeprowadzamy, o ile boki sa niedługie, a niema przeszkód, — z punktów wierzchołkowych, w innych przypadkach zw. z punktów, leżących w pośrodku boków ; punkty wierzchołkowe otrzymuje się wówczas na przecięciu się odpowiednich boków. Po wytyczeniu prostych wytycza się krzywe (luki kołowe), łączące poprzednio wytyczone proste. Postępowanie przy wytyczaniu prostych zależy głównie od długości prostych, oraz przeszkód, uniemożliwiających celowanie wzdłuż pewnych części prostych.

Tyczenie prostych bez przeszkód. 1. Długość prostej nie przekracza 1 km. Ustawiamy się na jednym końcu prostej, wprowadzamy oś celową lunety w płaszczyznę pionową, przechodzącą przez początkowy i końcowy punkt prostej; wyznaczamy w odstępach 50—100 m punkty pośrednie prostej, poczynając od najbardziej oddalonych, w ten sposób, że pomocnik (figurant) ustawia tyczkę w pewnych z góry oznaczonych punktach, leżących w przybliżeniu na prostej, i kierując się znakami lub sygnałami akustycznemu udziełonemi mu przez inżyniera, znajdującego się przy przyrządzie, wprowadza tyczkę ostatecznie do poprzednio wspomnianej płaszczyzny pionowej. Po zabiciu pala (około 15 cm średnicy) w miejscu wytyczanego punktu, powtarza się opisaną czynność w celu dokładniejszego oznaczenia punktu na głowie pala, i wbija gwóźdź w miejscu wskazanem przez spód tyczki.

2. Długość prostej wynosi kilka kilometrów. Jako sygnału należy użyć na końcowym punkcie prostej, jakoteż i przy wytyczaniu odleglejszych punktów, tarcz pomalowanych w pasy (pola) białe i czerwone, a gdy to nie wystarczy, zastosować jeden z następujących sposobów :

a) Prostą wytycza się w nocy przy użyciu odpowiednich lamp (acetylenowych) jako sygnałów. Na wytyczenie każdego punktu przeznacza się pewną ilość czasu; pomocnicy porozumiewają się zap. umówionych sygnałów świetlnych. Krzyż nitkowy teodolitu musi być podczas tyczenia odpowiednio oświetlony ; w braku odpowiedniego urządzenia, można użyć do tego celu choćby ćwiartki papieru białego, umieszczonej odpowiednio przed lunetą, która oświetli nitki w lunecie, odbijając światło umieszczone poza obserwatorem. O ile nie potrafimy wytyczyć pewnego punktu — z powodu niedojścia do skutku porozumienia z pomocnikiem w czasie, przeznaczonym do wytyczenia tego punktu -— wytyczamy go za dnia, nawiązując się do najbliższych punktów wytyczonych.

/>) W nocy wytycza się tylko w przybliżeniu poszczególne punkty i mierzy dokładnie kąty odchylenia a, tak wytyczonych kierunków od kierunku prostej (tj. do punktu końcowego). Po zmierzeniu odległości między tak wytyczonemi punktami, przesuwa sie poszczególne punkty w odpowie-

a"    V'

dnim kierunku o odstępy d —— = d    -, przyczem d oznacza odle-

fj    206265

głość odnośnego punktu od punktu początkowego prostej (tj. stanowiska przyrządu).

c) Wytyczenie można przeprowadzić z dowolnego punktu prostej, przez co skraca się znacznie długości wytyczanych części prostej. -p' Ustawiwszy przyrząd w punkcie C', leżącym w przybliżeniu na prostej A—B, mierzymy kąt y (fig. l04). Znając AC i C B, odmierzamy z punktu C w kierunku poprzecznym (w przybliżeniu J_ do A C)

C'

~Ć

Fig. 104.

a CA v"

d —........    ■ -L-, przyczem A B — oo A C -f- C B . . . (1)

An p

0 ile nie znamy A\C' i C’B, przesuwamy się po zmierzeniu na punkcie C kąta Yi o pewien odstęp (d) do punktu C”, w którym mierzymy kąt y₂. Przesunięcie w kierunku poprzecznym d₂, konieczne, aby znaleźć się w punkcie C, leżącym na prostej A—B, wynosi:

(d)

Ta'

(2)

Kąty y należy mierzyć bardzo starannie w obu położeniach lunety.

Przesunięcie czne

zawsze w kierunku kata A C 'B mniejszego i od 180°.    ,    *

3. Długość prostej wynosi około 10 lcm. Tu nie wystarczają zwykle sposoby podane poprzednio, lecz należy oprzeć się na trian-gulacji państwowej lub założyć sieć specjalną, redukującą się zazwyczaj do łańcucha trójkątów (por. fig. 105).

Po wyrównaniu sieci, obliczamy spółrzędne jej punktów w dowolnie przyjętym układzie, np. xA = 0, yA = 0, (a)AB — O⁰, a następnie

poprze-uskuteczniamy

<x

:b

]G

óTTy fj

Fig. 105.

<H

Vd

tang a = —, xD

przyczem tang (a)

4 — (a)n .c

?J ~ (°)fB    (a)lJAi

y c    y i)

Xc — Xj]

Vu — y F

Xß Xß

D. C

tan g(à)FB

à — (a)E. C    (ftXt v l)i

— yp

xü

nc — Ve

tang {a)j, A

tang. {a)E c

XC XE

itd.

(3)

Spółrzędne punktu G otrzymamy z równań :

yD

(x xB) i y = —x,

y — Vb

yF-yB

Xß Xß

Xß

(4)

odpowiadających prostym BF i AD, zatem

y F    y b

XF    Xß

-y b

Xq

xB . tang (a)ß F . — yB

tang (a)B F — tang {a)AD

xD

xB — Vb Cotang (a)fi ^

1 - tang (a)A D cotang {a)B F

(5)

y f    yB

yp xf r xn

xb " y b

y g—xG~r

Xß

y f y b x u

xf xb yn

xB . tang (a)B F—yB tang (ajß ^.cotang(a)A D

Analogicznie :

Ve Vc

xH

XE XC

xC — Vc

XC Vc ctanS (a)c.E

ve yc vd

1 — tang (fl)A m D Ctang {a)Cm E

XE XC XD

Ve yc

XE XC

- Vc

XC tang (u)C'E — yc

!Je ~ yc xd

__ i

tang (a)CmE (a)a . D ~ ¹

XE XC Vd

Następnie :

xh xe_ yH ve

cos<»2?.//~ aia(a)E.H

Po ustaleniu punktów G i H wytyczamy prostą z punktów A,G,H\B przy pomocy kątów a, ß, y> 2, e, £.

Zamiast posługiwać się wzorami (4), (5), (5*) i (6) można wyznaczyć F G i EH z odpowiednich trójkątów, obliczywszy poprzednio kąty a i £ :

FG

XG — XF

y G — Vf

cos (a)E Q sin (a)E q

EH

• (6)

F G = AF

sin ( A — a)

sin (A — a)

sin y

sin (F + A — a)

E H == ED

sin (D — $)

sin S

= ED

sin (D — 4)

■ ■ (7)

sin (E -f- D — ç)

Y = 180° — (F -|-A — a), 3 = 180° — (F+ D — l), s = F+ D — t

zarazem : $ — F A — a,

• (8)

en

\CM

c’

Fig. 106.

Wytyczenie kątów : Przypuśćmy, że mamy wytyczyć kąt a w punkcie A od zaznaczonego na terenie kierunku AB (patrz fig. 106). Wytyczamy najpierw A C, posługując się przytem odczytami w je-dnem położeniu lunety, następnie mierzymy bardzo dokładnie kąt wytyczony, a po przekonaniu się, że wynosi on a', nie a, obliczamy poprawkę

A a = a — a'

a wytyczony punkt C przesuwamy, zależnie od znaku Aa, o odstęp

(9)

A = C'C=d^S

p"

(10)

Tyczenie prostych, o ile zachodzą przeszkody (wzgórza, budynki itp). a) Proste niezbyt długie (do 1 km) i w wielu punktach łatwo dostępne tyczymy zwykle przy pomocy drugiej prostej, nachylonej do właściwej pod możliwie najmniejszym kątem (fig. 107).

Po obraniu kierunku A C (możliwie najbliżej przeszkód) wytyczamy na nim punkty D', E’, F', G' itd. aż do punktu C i mierzymy poszczególne odcinki tej prostej, jakoteż prostą B C i kąt a. Punkty ])', E', F', G' itd. należy tak obrać, aby można było przejść z nich pod kątem prostym na odpowiednie punkty D, E, F, G itd. Następnie obliczamy C B' = b cos a, B B' = & sin a,

oraz

poszczególne rzędne

D' D= A D'

B'B

AC — b cos a’

E' E = AE'

B'B

AC — b cos a

itd. . (11)

i wytyczamy poszczególne partje prostej bez trudności.

b) Zakładamy ciąg poligonowy (fig. 108) — (szczególnie, gdy przeszkodą jest las).

Mierząc kąty po lewej stronie ciągu, w tym przypadku od B do H, oraz wszystkie boki, obliczamy w układzie (najkorzystniej: a⁻ ₍ = 0, yA — 0, (a)A B ~ 0°)> spółrzędne punktów poligonu. Wyznaczenie wielkości kątów ot i £ następuję wedle wzoru 3. str. 439.

>C

cc

B‘

G‘

DL

E’

----Al—AfH—-A-

°wmE f mmG

Fig. 107.

W.

4    4.

4 4    4'

[Oj

4 i 4 V-\\    4    4

1 4    4UW 4 4

' K \ ‘

tc

Fig. 108.

Chcąc prostą wytyczyć dokładnie, korzystamy (o ile przeszkodą jest las) z linij leśnych, mierząc na punktach, założonych u wylotu linij leśnych, kąty cp i tj; do punktów L' i K. Dodając owe kąty do wartości azymutów (o)d e i Wfsi otrzymujemy wartości azymutów (a)DL, i (a)F K>, które dozwolą nam wyznaczyć kąty ß, y, § i e.

ß = («w - (*)aj> T == 4.80° - ß, 8 - («)**, - (a)A. e = 180° - 5 (12)

Spółrzędne punktów L i K potrzebne dla obliczenia DL i FK otrzymamy z wzorów.

xD tang (a)DL, - yD tang (a)nL, cotang (a)A j—1

XL

XU ~ yp CQtaDg O W

1 —tang(d)₄ jcotang{a)DL' Vl a analogicznie xf. i yk. Dalsze postępowanie por. końcowy ustęp str. 440.

c)    O ile prosta nie jest bardzo długa, a przeszkodę w wytyczeniu stanowi teren, stosujemy b. często sposób podany w ustępie b. str. 438.

d)    Bardzo długie proste, jako też osie tunelów, wytyczamy przy pomocy sieci triangulacyjnych, por. ustęp 3. str. 439).

e) W pewnych przypadkach (tyczenie osi tunelów, prostej przez las) stosujemy metodą przedłużania prostych, starając się mieć przed przyrządem jeden punkt wytyczony poprzednio. O ile przedłużamy prostą, przerzucając lunetę, musimy to uczynić w obu jej położeniach, aby uniknąć wpływów błędów kulminacyjnego i inklinacyjnego.

Łuki kołowe. Wytyczenie punktów głównych. Punktami głównemi łuku kołowego są punkty : początkowy, środkowy i końcowy łuku. Łuki długie dzielimy z reguły na dwa, każdy odpowiadający połowie łuku całego (ewentualnie na cztery równe części) ; w tych przypadkach wzrasta ilość punktów głównych na 5 punktów łuku i *2 punkty wierzchołkowe (wzgl. 9 punktów łuku i 4 punkty wierzchołkowe).

Dla wytyczenia punktów głównych należy pomierzyć w sposób bezpośredni lub pośredni kąt wierzchołkowy, jaki zawierają styczne łuku, tj.

'ß\

s.

''4

\ro

: ę¹

Pt

■'r

Fig. 109.

boki poligonu osiowego trasy ; ponieważ promień łuku przyjmujemy z projektu, posiadamy przeto dostateczną ilość danych do skonstruowania łuku.

1. Wytyczenie punktówgłównych, gdy kąt wierzchołkowy ß oraz styczne można zmierzyć bezpośrednio.

r cotang-— = r tang (gdyż a — 180°— ß) . (14)

Po dokładnem zmierzeniu kąta ß obliczamy, wzgl. znajdujemy w odp. tablicach¹) :

s=WP= WK=

•/

cl

(15)

W=ws^

h == TS= RS

dU = P T = TK= P R = r sin y

Długości ,<? odcinamy na obu stycznych z punktu W. Punkt środkowy

łuku S wytyczamy przy. pomocy w lub y d i h zależnie od tego, którą drogą

dostęp do punktu S jest wygodniejszy dla pomiaru.

L) Skibiński, Tyczenie tras, Lwów. Kröhnko, Handb. z. Abstecken von Kurven, Lipsk. Sarrazin u. Oberbeck, Taschenbuch zum Abstecken von Kreisbögen, Berlin. Perndt, Tafeln z. Abstecken von Kreisbögen durch Polarkoordinaten, Wien.

r tang — tang —

= 2 r sin²

(16)

(17)

2. Wytyczenie punktów głównych, gdy wierzchołek W nie jest dostępny, lub bardzo oddalony.

a) Obieramy na stycznych punkty A i B tak, aby można było wygodnie pomierzyć prostą A B — b, oraz kąty <p i $ (patrz fig. 110).

TT

\b

\

/f

'r

Fig. 110.

. .(18)

Następnie obliczamy ß — cp -f-    — 180°, a = 360° — (<p -j- <j*)

W K =*= rtang y,

h sin4

sin ß

A P = JFP — WA =

WP =

₇ sm cp

0_^ß"’

a ₇ sin d r tang — — o ^

rtang y

Dla wyznaczenia punktu 6' można użyć — o ile to możliwe — sposobów, opartych na wzorach (16) i (17), wytyczając go od stycznej lub cięciwy. Jeżeli to niemożliwe, należy wyznaczyć na stycznych punkty Wx i W₂, obliczając odstępy wedle wzoru

zaś

WA =

-, WB =

. .(19)

BK=WK—WB=

(20)

p W₁ = W₁ S = SW₂ = W₂ K = r tang

U) W przypadku, gdy obranie prostej A B okazuje się niemożliwe, zastępujemy ją odpowiednim poligonem, wzgl. bokiem małej sieci triangulacyjnej, obranej w tym celu. Obierając jeden z punktów, leżących na stycznej, np. A, jako punkt początkowy, a kierunek A W za oś a-ów, obliczamy wedle uwag poprzednich tak kąt s, jak i odległości, potrzebne do ustalenia punktów głównych.

Długość łuku wynosi przy kącie środkowym ot :

_    a°

Wytyczenie punktów głównych kontrolujemy, mierząc na p. 8 kąty P S W i WSK, które powinne być równe 90° -j- — a. Błędy do lr z w. tolerujemy.

a°

rK 180°

(21)

Ponieważ punkty główne nie leżą zw. na miedzach itp. i mogą być z tego powodu zniszczone, należy je starannie ubezpieczyć, oznaczając poprowadzone w nich prostopadłe do osi trasy dwoma, wzgl. czterema punktami przy równoczesnem zmierzeniu odpowiednich odległości.

Sposoby wytyczania punktów pośrednich łuków kołowych. 1. Metoda spółrzędnych prostokątnych.

a) Tyczenie od stycznej (patrz fig. 111).

\y

Fig. 111.

y = r — Vr² — x'2, .

Qß 2    y72

lub uproszczonego : y = —--[- ^—,

b) Tyczenie od cięciwy (patrz fig. 112).

Znając w dowolnym punkcie łuku A kierunek stycznej, obieramy go za oś x-6w, a punkt A za początek układu.

Punkty pośrednie łuku wyznaczamy, odcinając dla obranych odciętych x rzędne y, obliczone z wzoru dokładnego ;

X²

(22)

przyczem y' = —— .

• -(23)

______

?}

Fig. 112.

Fig. 113.

Tycząc łuk od cięciwy {A = początkowy układ, kierunek cięciwy = oś x-ów), otrzymamy ze względu, że y' — r — Vr‘² — x’², x' =

— X, związek:

y — h — y* — h —

(24)

lub w przybliżeniu

(24*)

przyczem

h — 2 r sin² zaś ~ d — r sin a/₂.

Metody tej można użyć przy wytyczaniu punktów głównych, o ile kąty proste będziemy tyczyli przy pomocy teodolitu; przy wytyczaniu punktów pośrednich używa się w tym celu węgielnicy pryzmatycznej.

2. Metoda biegunowa (kątów obwodowych). Równym odcinkom ł łuku tego samego koła odpowiadają równe kąty obwodowe cc, przyczem (patrz fig. 113):

„    90° ł

'f '⁰ =--

Ti r

(25)

Mając w pewnym p. A koła wyznaczony kierunek stycznej, obliczamy — dla oznaczenia punktu (1) odległego od p. A o łuk ł — odpowiadający kąt cp z wzoru (25). Następnie wytyczamy w punkcie A od stycznej kąt cp i odcinamy na tak wytyczonym kierunku długość

(26)

d — 2 r sin cp

%

P ile stosunek —- jest niewielki (tj. przy dużych r), można przyjąć d — cv> ł, w przeciwnym razie najlepiej obliczyć d z wzoru :

lub d = t--—

ł³

ł \a

24 r²

urobionego na podstawie przyjęcia

24 \ r

(27)

cp³

sin cp = cp — —,

cp³

d = 2 r cp — r—-,

°razcp = —;

w praktyce najwygodniej obliczać różnicę ł — d, która wynosi wedle wzoru (27)

(28)

Wytyczanie dalszych, równo od siebie odległych punktów łuku, przeprowadzamy, wytyczając kolejno w A kąty 2 cp, 3 cp itd. i doprowadzając z ostatnio wytyczonych punktów odcinki d do przecięcia się z odpowiedniemi promieniami (por. fig. 113).

O ile zmienimy długość odcinka łuku na należy obliczyć odpowiednie d', i kąt cp', które zastąpią odcinek d i kąt cp.

Użyteczność wzoru (27) wynika z nast. przykładu :

r — 50 to, chcemy wytyczyć punkty łuku mimo małego promienia co 20 m. Wedle (27) obliczymy

20

-(0,4)² = 0,13m,

d = 19,87 m.

Dłużej trwa wyznaczenie d przy pomocy wz. (26) nawet przy użyciu tablic. Najpierw trzeba znaleźć kąt obwodowy cp = dla ł — 20 m i r = 50 m; dla ł — 2 m wynosi kąt obwodowy 1°8'45", zatem dla ł = 20 m jest cp == 11° 27'30", a przeto a wynosi 22° 55'. Teraz należy znaleźć dla

argumentu a odpowiedne d — 19,87 m.

Metoda ta jest bardzo często używana w praktyce. Ze względu na dokładność wyznaczenia poszczególnych punktów najkorzystniej przeprowadzić wytyczanie od punktów dalszych ku stanowisku przyrządu. Długość łuku stwierdzona przy całkowitym pomiarze łuku, musi zgodzić się na kilka cm z długością obliczoną wedle wz. (21) str. 444.

W razie niemożności wytyczenia pewnych punktów z powodu przeszkody w celowaniu, ustawiamy przyrząd na ostatnio wytyczonym punkcie łuku R i nawiązujemy się do ostatnio wytyczonego kierunku pod kątem n cp przy tyczeniu ku przyrządowi, zaś n cp + 180° przy tyczeniu od przyrządu, otrzymując kierunek stycznej w punkcie R, poczem przeprowadzamy dalsze tyczenie j. w.

3. Metoda kątów stałych. Dwa punkty (główne) łuku A i B i kierunek stycznej w jednym z nich, np. w A, umożliwiają zmierzenie kąta [r, zawartego między styczną w A, a cięciwą A H (patrz fig. 114); konstruując nad cięciwą A B = d, jako podstawą, trójkąty o kącie przeciwległym p., otrzymujemy łuk kołowy o cięciwie d, styczny w A do danego kierunku, jako miejsce geometryczne wierzchołków wspomnianych trójkątów.

2 sin a/₂    2 sin jx

Mając do dyspozycji arkograf (przyrząd składający się — podobnie jak krzyż pryzmatyczny — z dwu pryzmatów, dających się jednak tak nastawić, żeby dostarczały obrazów dwu przedmiotów, leżących na ramionach kąta p,), ustawiamy się z nim w A i skręcamy pryzmaty tak, aby zobaczyć w pryzmatach obrazy punktów B i M, leżących na stycznej (w punkcie A). Jeżeli stoimy w dowolnym punkcie, wytyczanego £ łuku kołowego, to zobaczymy w pryzma-y    tach nad sobą obrazy punktów A i B.

\ Oczywiście, że punkty wspomnianego łuku kołowego będą się znajdowały po tej stronie cięciwy, po której znajduje się wierzchołek W.

3    7.

Ponieważ u. = 90°    = 180°--przeto r

2    û

iL

'u

AL

Fig. 114.

4. Metoda siecznych (angielska). Gdy przy wytyczaniu łuków Æie możemy celować wzdłuż cięciw, jak tego wymaga metoda poprzednia, możemy zastosować sposoby następujące :

a) Sposób przy użyciu teodolitu (wzgl. przyrządu uniwersalnego).

Znając kierunek stycznej w A, obieramy odpowiedną długość d i wytyczamy pierwszy punkt łuku, jak przy metodzie biegunowej (patrz ustęp 2. str. 444).

3’

2’ ÿ

2’

\

\e

mt

d,

Fig. 115.

Fig. 116.

Chcąc mieć dalsze punkty łuku wytyczone w odstępach (po cięciwie) </, przedłużamy kierunek A — 1 o długość

x = d cos 2 cp .

do punktu 2', w którym odcinamy do obwodu łuku prostopadłą o długości y = d sin 2 Punkty następne tyczymy tak samo (por. fig. 115).

Możemy też począwszy od p. 2. przedłużać sieczne poza poszczególne punkty o długości d i z tak uzyskanych punktów i ostatnio wytyczonych punktów łuku uzyskiwać nowe punkty łuku przez doprowadzanie do przecięcia się odcinków d i e = 2 d sin y (por. fig. 116).

(30)

b) W przypadku ^wytyczania łuku bez przyrządu kątomiemiczego wytyczamy punkt 1. przy pomocy

x'~a

== cv> d

. . .(31)

2 r

Wytyczenie punktów dalszych jednym ze sposobów, podanych pod ot).

J L /

/X

/    ' "V

/>

/ / --

fi/s

-Z.

Fig. 117.

■A

^ y-—y--7Ó—---4

J/7?

2 Vf

/

'/

lÎP

Fig. 118.

5. Tyczenie łuków w tunelach. Konieczna możliwa dokładność; wytyczamy zatem punkty łuku przy pomocy (umiarowego) wieloboku wpisanego w łuk koła. Ponieważ szerokość sztolni przekracza zazwyczaj bardzo niewiele 2 7«, dobieramy długość boków poligonu tak, aby strzałka h między nim, jako cięciwą, a lukiem, nie przekraczała 1 m. Niech będzie kąt środkowy odpowiednego łuku a, to ogólnie :

. , a h

sin“ — =

(32)

a dla h — 1 m

sin-

4    P 2 r

Zewnętrzny kąt wierzchołkowy poligonu ß ma wynosić :

(32*)

zaś

ß = 180° -j- ot

(33)

2 r sin —

Po wytyczeniu każdego kąta ß (wzgl. a) mierzymy go i w razie skonstatowania odchyłki, przesuwamy punkt odpowiednio. [Porównaj str. 440, wzory (9) i (10)].

Łuki eliptyczne i paraboliczne. Krzywe przejściowe. Dla wyznaczenia punktów łuku eliptycznego, dzielimy długości P W i W K na n równych części, liczbując je od P do W i od W do K, lub odwrotnie.

Punkty łuku eliptycznego leża na przecięciu sie odpowiednich promieni PJ i K J (fig. 117).

Punkty łuku parabolicznego por. na fig. 118.

Sposób dokładniejszy (uż. do wytyczania wklęsłych brzegów rzek przy regulacji), por. fig. 119. Od punktu 1 odcinamy w kierunku 1' długość 1 '—/,

od punktu 2 w kierunku 2' długość 2'—II, otrzymując punkty A i B, punkt C leży na prostej połowie, zaś D i E otrzymujemy na prostych 4—4' i 5' — 5 przez odmierzanie odcinków 4 — II i 5 — /. Kreskowane proste, przechodzące przez odnośne punkty, są zarazem stycznemi w tychże punk-tach do paraboli.

\ Krzywe przejściowe (zazwyczaj ' parabole sześcienne) tyczy się od stycznej (głównej) przy pomocy rzędnych i odciętych aż do miejsca, w którym rozpoczyna się łuk właściwy. Bliższe szczegóły por. dział „Koleje żelazne“, str. 231.

(34)

Pd

5,

3—3' w

Fig. 119.

VII. Fotogrammetrja.

Pojęcia wstępne. Ustawiwszy płytę fotograficzną (tj. tło perspekt.) w odpowiedniej znanej nam odległości obrazowej d, możemy, — znając ~    położenie punktu głównego, tj.

punktu przebicia osi optycznej z płytą, wyznaczyć kąty, jakie zawierają kierunki do punktów uwidocznionych na zdjęciu, z osią optyczną, a tern samem i kąty między owemi kierunkami.

Jeżeli zatem, wykonując z dwu stanowisk zdjęcia fotograficzne, potrafimy ustalić położenia osi optycznych (promieni głównych) i płyt fotograficznych (klisz), to możemy wyznaczyć w przestrzeni położenia punktów, uwidocznionych na kliszach obu zdjęć, jako punkty przecięcia się odpowiednich promieni dwu zorjentowanych wiązek.

Przyrządy: Fotogrammetry mają dodaną do kamery busolę, mogą być zatem użyte tylko do zdjęć pobieżnych. Dokładnej orjentacji osi

W)

<-x)

'oC

ty

Fig. 120.

Spółrzędne tłowe. Zasadnicze wzory fotogrammetryczne. Przy zdjęciach fotogrammetrycznych osiągamy orjentację promienia głównego, tj. osi optycznej objektywu zazwyczaj przez bezpośredni pomiar kąta, jaki promień główny zawiera z podstawą zdjęcia, a wiec prostą, z której końców dokonujemy dwu zdjęć, oraz kąta pionowego promienia głównego. Płaszczyzna pionowa, poprowadzona przez promień główny, przecina tło (tj. kliszę) wzdłuż prostej, którą przyjmiemy za oś y-ów, a prostopadłą do niej, poprowadzoną przez punkt główny G (przebicia osi optycznej) za oś x. Kierunek dodatni osi x-ó~w przyjmujemy na prawo, osi y-ów ku górze. Spół-rzędne prostokątne tego układu nazywamy spółrzędnemi tłowemi.

optycznej i wiązki promieni, przechodzącej przez odpowiednie punkta uwidocznione na kliszy, dostarcza foto teodolit, tj. teodolit, wzgl. przyrząd uniwersalny w połączeniu z kamerą fotograficzną.

Możemy zatem określić położenie każdego punktu na kliszy przy pomocy spółrzędnych tłowych i zarazem ustalić związki zasadnicze między spółrzędnemi tłowemi a kątami poziomemi, liczonemi od kierunku promienia głównego i kątami pionowemi.

a) Tło pionowe podczas zdjęcia.

Wtedy :

(kąt poziomy)

tang a = — tang ß = cos a (kąt pionowy) . . .

(1)

. . .(2)

b) Tło odchylone od pionu pod kątem + (u.

Promień główny — jako prostopadły do tła — zawiera z poziomem również kąt + u>.

Wtedy (dla -j- to) : tang a

d cos tu — y sin tu d sin tu — y cos tu

(3)

(4)

tang 3 =--—;-cos a........., _

d cos tu — y sin tu

Wyznaczenie położenia punktów, zdejmowanych jak też i ich wysokości obliczymy, znając podstawę zdjęcia (tj. odległość obu stanowisk zdjęcia) rachunkowo, lub wykreślnie.

AVyznaczenie osi spółrzędnych tłowych, czyli t. zw. orjentacji wewnętrznej. Przybliżone położenie obu osi spółrzędnych zaznacza się na kliszach, jako obraz 4-ech na krzyż ułożonych punktów na kraju klisz, które połączone ze sobą odpowiednio, dostarczają osi tłowych. Zamiast 4-ech punktów mogą zaznaczać się tylko 3, mianowicie 2 dla osi t. zw. pionowej i 1 dla t. zw.

poziomej, przez który prowadzimy prostopadłą do poprzedniej.

Wyznaczenie położenia osi : Wykonywamy zdjęcie fotograficzne z dowolnego stanowiska przy pionowem położeniu kliszy, mierząc równocześnie kąty poziome <px i cf₂, zawarte między kierunkami do trzech punktów, oraz odnośne kąty pionowe. Na kliszy odmierzamy (ewentualnie śrubą mikrometry czną) odstępy punktów w kierunku osi a?-ów, tj. m i n na fig. 121.

Obliczamy tang X . , (X — v

¹ tang-Sj-=

m. sin ^p₂

sin v

tang

[X -f v przyczem -—-— =

sin cpx . n sin p.

^ 2~V tang (45°— X)

<fl + Ÿ2

(5)

(6)

90° —

odległość obrazową d, która przy większych odległościach jest w przybliżeniu, wystarczającem dla celów praktycznycR, równą /, ogniskowej objektywu, otrzymujemy z wzoru

.... sin u. sin v _ m n sin (coj -f- cp₂)

(7)

sin p. cos v sin (<p, -f <c₂)

Wartości spółrzędnych tłowych punktów 1. i 3. są: xx— — {m 4- n)

sin v cos p.

Sin ('fi + ?2) ’

x₃ — (tn -j- »)

•<S)

Przy ich pomocy wyznaczymy dokładne położenie osi y-ów; zazwyczaj nie przesuwamy wskaźników, oznaczających nam położenie osi, lecz uwzględniamy poprawkę Ax przy odmierzeniu spółrzędnych x.

Dla usytuowania osi x-ów obliczamy i a₃ z wzoru tang a — ~~j~i

_ d tang^ą COS a₃

następnie

(9)

*

wartości te, porównane z odpowiedniemi wartościami zmierzonemi na kliszy, wyznaczają nam położenie osi .«-ów.

Znając poprawki, jakie należy uwzględnić przy pomiarze spółrzędnych tłowych, znamy również dokładnie położenie obu osi spółrzędnych. Sposób

ten dostarcza także dokładnej wartości na d, którą przy zdjęciach dla celów inżynierskich jest ogniskowa przyrządu f.

It?

--o-----

---A

Zdjęcia, na których jest znane położenie początku układu osi tłowych, określamy jako „wewnętrzne zorjen-towane“ ; prócz orjentacji wewnętrznej należy przeprowadzić jeszcze orjentację „zewnętrzną“, która polega na ustaleniu w przestrzeni stanowiska zdjęcia i kierunku osi optycznej przyrządu.

Zamiast obliczać kąty poziome i pionowe przy pomocy spółrzędnych tłowych, można je wprost zmierzyć na - kliszy, o ile zdjęcia dokonano fototeo-dolitem Koppego (fabrykatu GUnthera i Tegetmayera w Brunświku), polegającego na zastosowaniu kolimatora Gaussa. Wyniki, osiągane tym sposobem, są bardzo dokładne.

Omówienie zdjęć fotogramme-trycznych ze stanowiska praktyki. Zalety zdjęć 'fotogrammetrycznych: 1. krótki czas trwania pomiaru w polu, " 2. możliwość zdjęcia obszarów niedostępnych, 3. stosunkowo niezbyt wielkie koszta pomiaru.

Fig. 121.

Wady: 1. zależność przy pracy w polu od pogody w znacznie większym stopniu, niż przy zdjęciach innej kategorji, 2. trudność w identyfikowaniu poszczególnych punktów terenu na kliszach, należących do zdjęć z różnych stanowisk.

Metoda fotogrammetryczna wygodna jest więc w terenach, posiadających wybitne punkty charakterystyczne (tereny skaliste itp.). W praktyce pomagamy sobie przy identyfikowanych punktach wątpliwych, zdejmując je z 3 stanowisk, przyczem każdy punkt wyznacza nam przecięcie się 3 promieni. Ostateczną kontrolę wyznaczenia pewnego punktu stanowi obliczenie (ew. wykreślne) jego wysokości z 2 (wzgl. 3) stanowisk, przy pomocy kątów wysokości S.

Dokładność zdjęć fotogrammetrycznych zależy od wielu okoliczności, gł. od dobroci fototeodolitu i klisz, jak też i dokładności w wykonaniu zdjęcia. Również dokładność wyznaczenia sytuacji i wysokości stanowisk, którą uzyskujemy przy pomocy triangulacji i niwelacji (ewent. trygonometrycznego pomiaru wysokości).

Zdjęcia fotogrammetryczne, wykonane fototeodolitami, skonstruowanemi dla celów inżynierskich, wykazują większą dokładność, niż zdjęcia stołowe przy użyciu kierownicy tachometrycznej, lecz mniejszą, niż zdjęcia tachy-metryczne. Użycie przy wymierzaniu kątów poziomych i pionowych optycznego systemu Koppego lub pomiar spółrzędnych tłowych specjalnym przyrządem fotokoordynatometrem powiększa znacznie dokładność zdjęcia tak, że ta staje się równa lub mało co mniejsza od dokładności zdjęć tachy-metrycznych. Odległości wyznaczane nie powinny znacznie przekraczać 1 km.

•A

Stereofotogrammetrja. Wzory zasadnicze. Trudność dokładnego skonstatowania punktów, odpowiadających sobie na różnych kliszach usunięto przez zastosowanie zdjęć stereofotogrammetrycznych, przy których klisze (tła) na obu w grę wchodzących stanowiskach znajdują się w jednej płaszczyźnie pionowej.

Metoda ta umożliwia do-

kładne oznaczanie punktów, odpowiadających sobie na kliszach stanowiska lewego i prawego, przy pomocy „ste-reokomparatora“, przyrządu, opartego na zasadzie stereoskopu (obacz str. 453).

Przyjmując lewe stano- _|

wisko L (lewy koniec pod- t *    /__„

stawy (gałęź dodatnią w kierunku stanowiska prawego P), oś Y w kierunku pionowym (4* ku górze), zaś prostopadle do osi X-ów oś D, otrzymamy, następujące wzory zasadnicze (patrz fig. 122), o ile osie optyczne są prostopadłe do podstawy zdjęcia :

stawy zdjęcia) za początek 4 układu, oś X w kierunku pod- ^ ■

Fig. 122.

f, X = xx

I)

y=y 1 -J

. . .(10)

Xx — X₂

przyczem B jest długością podstawy zdjęcia, zaś f ogniskową fototeodolitu, xx, yx spółrzędnemi tłowemi kliszy lewej, zaś x₂, y₂ prawej.

Wzory te przekształcimy, wprowadzając xx — x₂ — a, t. zw. paralaksę

linjową, oraz — — na następujące :

f a

. . . .(U)

B , v _ B -/> XM--xu

Wielkości a, xx i yx odczytujemy na stereokomparatorze (por. str. 453); paralaksę a na Viooo wwb za® x\ 1 !h na 1/ioo mm.

Są to zdjęcia t. zw. normalne, których trzebaby wykonać bardzo wiele, aby uchwycić na obu kliszach wszystkie punkty całkowitego obszaru zdjęcia ;

113

Bryła, Podręcznik inżynierski. ///.    30.

punktu il1

/

W celu znalezienia

Fig. 123.

dlatego wykonujemy prócz zdjęć normalnych z reguły jeszcze zdjęcia „lewo-zwrotne“ i „prawozwrotne“, tj. zdjęcia o osiach optycznych, odchylonych

o pewne stałe kąty od ich położenia normalnego. Fig. 123 przedstawia zdjęcie lewozwrotne. Oznaczając kąt

przez co, otrzymamy przy zdję-lewozwrotnem położenie punktu M, przy pomocy p. il/', który wyznaczymy z dwu pierwszych związków (11), zmieniając podstawę B na B cos cp i przyjmując oś X prostopadle do kierunku osi optycznych, zatem :

jy==hoi±

a

B cos cp

//k--------%

AfiX^Ç ^Af”

odchylenia

<-A

D’

B.cos BI

1/

cm

/,

X' =

• (12)

Xi

prowadzimy prostą równoległą do L P z punktu M' do przecięcia się z osią optyczną stanowiska prawego, tj. do punktu M", a stąd równoległą do kierunku właściwej podstawy L P, uzyskując na przecięciu się ostatnio poprowadzonej prostej z prostą LM' punkt M.

Zatem :

B cos cp

/|l — tang cp

a — Xy

= £»'

⁰¹    —Ł- D' tang cp

B cos cp

Xy i 1 — tang cp

a — Xy

= X-

a — Xy

X' tang -pi , • (13)

„ B cos cc Y =--r-

a - Xy

Y' tang cc

î/i |l — tang cp

W praktyce nie używamy zwykle wzorów (13), lecz posługujemy się pierwszym związkiem (12) dla wyznaczenia D ; przy pomocy 1/ znajdujemy na kierunku, odpowiadającym promieniowi aą, punkt iii', z którego przechodzimy na iii. Wysokość znajdujemy z wykresu, sporządzonego dla -y-

i różnych odległości, zatem dla długości DM otrzymujemy wzniesienie Y.

Analogiczne wzory i postępowanie stosujemy przy zdjęciach prawo-zwrotnych.

Przyrządy dla zdjęć stereofotogrammetrycznych. Najważniejsze: fototeodolit i Stereokomparator.

Figura 124 przedstawia fototeodolit Zeissa, przysposobiony specjalnie do zdjęć stereofotogrammetrycznych. Do ustawiania osi optycznej prostopadle do kierunku podstawy służy luneta pryzmatyczna. Kamera jest zaopatrzona w objektyw systemu „Ortho-Protar“ o ogniskowej długiej około 127 mm ; wymiary klisz są 9 cm na 12 cm.

Odczyty na kole poziomem (mikroskopy) można uskutecznić na 0,1'= 6", na kole pionowem (nonjusze) na 30".

Przyrząd jest równocześnie odległownicą dla łat poziomych, aby można było optycznie mierzyć długości podstaw.

Stereokomparator służy, jak wspomnieliśmy, do wyznaczania spółrzędnych tłowych lewego (ewentualnie i prawego) stanowiska, oraz paralaksy linjowej a = Xi — x₂ (por. fig. 125).

Dolna część przyrządu jest rodzajem stołu żelaznego, którego cześć wierzchnia stanowi rama przesuwalna wzdłuż podłużnej osi stołu (z jednej ku drugiej stronie obserwatora) pod wpływem ruchu'śruby X. W ramie są umieszczone i z dołu naświetlone klisze (najlepiej pozytywy) lewej i prawej stacji. Śruba X przesuwa zatem równocześnie obie klisze.

Natomiast

można kliszę prawą przesunąć względem lewej przy pomocy śruby mikrometry-cznej „a“, t. zw. parałak-tycznej.

Wreszcie można prze-stereomikroskop,

[P

Uli

.'A-f

sunąć

umieszczony nad obu płytami, śrubą Y, zaś kliszę prawą względem lewej śrubą Y' w kierunku poprzecznym do ruchu ramy.

Wymierzanie spółrzędnych tłowych i paralaksy :

Najpierw sprowadzamy obrazy wskaźników (krzyży nitkowvch) obu mikroskopów (stereomikro-skopu) do odległości dobrego widzenia, następnie zesuwamy oba mikroskopy tak, abyśmy, patrząc do nich równocześnie, widzieli tylko jeden wskaźnik plastycznie, zawieszony niejako w powietrzu. Następnie układamy kliszę lewą tak, aby przy ruchu ste-reomikroskopu wskaźnik poruszał się po prostej y, oznaczonej na kliszy dwoma punktami u góry i dołu, przyczem należy wykonać odczyt na podziałce x, który będzie odpowiadał Xi — 0. Tę samą czynność należy przeprowadzić dla kliszy prawej, nie zmieniając położenia kliszy lewej (zatem tylko śrubami a i Y), a stan śruby a będzie odpowiadał paralaksie równej 0.

⁴ /

ate

N*

jm

Fig. 124.

».

agi

Wreszcie należy skonstatować, jakiemu odczytowi na skali y odpowiada położenie kliszy, przy którem wskaźnik kryje się punktem głównym G, t. zn. gdy y = 0.

Biorąc na uwagę dowolny punkt kliszy lewej, należy nastawić nań wskaźnik, a następnie znaleźć przy użyciu śrub a, Y i ewent. Y' takie położenie kliszy prawej, abyśmy ujrzeli plastyczny obraz terenu dookoła wspom-

nianego punktu tuż pod obrazem wskaźnika. Odczyty na skalach x, y i stan śruby mikrometrycznej dostarczą spółrzędnych tłowych i paralaksy linjowej.

Przy zdjęciach lewo- i prawozwrotnych postępowanie jest takie same.

Prócz wyszczególnionych powyżej przyrządów są jeszcze dwa, które, dołączone do stereokomparatora, służą do automatycznego kreślenia planu zdjętego obszaru : stereoplotter Thomsona i stereoautograf Orela. Zaletą obu jest możność wyszukiwania na Miszach punktów równej wysokości i konstruowania odpowiednich warstwie.

Postępowanie przy zdjęciach stereofotogrammetrycznych dla celów inżynierskich. Dokładność zdjęć. Najpierw należy obejść teren zdjęcia i zadecydować, które partje nadają się do zdejmowania powyższą metodą, a do których należy zastosować inną metodę pomiarową. Następnie obieramy

mm

M    Ę

■    '-.i-

IIP

■

ÏË

Fig. 325-

podstawy, które wiążemy ze sobą siecią triangulacyjną lub ciągami poligonowemu

Długości podstaw B należy tak dobierać, aby stosunek

. .(14)

Ds

— = o- (lub nieco mniejszy) .

przyczem Ds oznacza średnią odległość punktów zdejmowanych z tej podstawy (/i). Stanowiska trzeba zakładać tak, aby partje terenu, przeznaczone do zdejmowania powyższą metodą, były uwidocznione na kliszach, należących do jednego stereogrammu, przyczem należy zmniejszyć liczbę podstaw przez zdjęcia lewo- i prawozwrotne (dokonywane pod katem cc⁰ — + 30°, lub = + 22,5° i = + 45°).

Równoległość osi optycznych odpowiednich zdjęć musi być przestrzegana bardzo ściśle. Kontury przedmiotów, uwidocznionych na kliszach, muszą występować ostro (wyraźnie).

Jeżeli na dwu zdjęciach, należących do jednego stereogrammu, znajduje się punkt, którego położenie względem podstawy zdjęcia jest znane (może to być albo punkt triang. albo wcięty z końców podstawy), możemy podnieść dokładność zdjęcia przez obliczenie poprawek A a, A xx i ewent. A yx (o ile y wzniesienie z p. L do owego punktu); znając bowiem właściwe wartości D, X i Y, obliczymy (w przypadku normalnym) na podstawie związków (10) lub (11) str. 451 wartości:

znam

. . .(15)

B .    X X    Y Y

a = -jyf, ⁼⁼Dr/⁼⁼^ß a> & ⁼⁼~T)f==:lja a następnie, odejmując od nich odczytane na stereokomparatorze a', x\ i y\ :

A a = a — a', A x₁,==x₁ — xx, A y₁ = y₁—y[    ■ . .(16)

Pod założeniem, że odchylenie osi optycznych od ich położenia, wymaganego teorją, jest nieznaczne, można uważać poprawki paralaksy i spółrzędnych tłowych za stałe i wszelkie odczyty na stereokomparatorze, odnoszące się do tego zdjęcia, poprawić o- obliczone Aa, AxXf i Ay₁.

Przy zdjęciach lewo- i prawozwrotnych należy w tym celu obliczyć ze spółrzędnych danych w układzie jak na fig. 123 najpierw:

(17)

X .    Y

I)

=-rrf ¹ yi = -nf

a następnie z wzoru (13) str. 452:

(18)

i porównać z odczytanemi

/ cos cp — xx sin cp D -j- B sin cp x[, y[ i a'.

Wyznaczanie położenia i wysokości poszczególnych punktów przeprowadzamy przy użyciu stereokomparatora :

a)    profilami promienistemi, przechodzącemi przez lewe stanowisko podstawy,

b)    profilami równoległemi do podstawy, o ile zachodzi przypadek normalny.

W przypadku a) znajdujemy poszczególne punkty profilów, związanych

z odpowiedniemi odczytami xt, przy pomocy śrub a i Y; w przypadku b) wyszukujemy punkty na kliszach przy pomocy śrub X i Y dla stałych stanów śruby a.

Proste równoległe do podstawy są w przypadku normalnym linjami stałych paralaks, dlatego też nadaje się sposób pod b) przy zdjęciach normalnych; natomiast linjami stałych paralaks dla zdjęć prawo- i lewozwrotnych są parabole, przechodzące przez oba krańcowe punkty podstawy, zaś dla zdjęć o osiach zbieżnych, elipsy.

Ostatnio wspomniany przypadek jest bardzo rzadki, zaś przy prawo- i lewozwrotnych zdjęciach można skonstruować odnośne parabole wedle fig. 123.

Dokładność zdjęć stereofotogrammetrycznych zależy od odległości 1) punktów zdejmowanych i od stosunku odległości D do podstawy B.

Przyjmując — =    10, doszedł autor na podstawie badania błędu śre-

B

dniego jij, dwoma sposobami, raz jako błędu funkcji spostrzeżeń^ drugi raz przez porównanie wyników zdjęcia z wynikami, osiągniętemi przy pomocy triangulacji, do zgodnych wyników, że błąd średni u.^ wynosi dla U = 1000 »w około + 0,4 yn — + 0,6 m.

Dokładność ta, przewyższająca znacznie dokładność, jaką można otrzymać przy zdjęciach tachymetrycznych, tłumaczy się między innemi i tern, że odczyty na stereokomparatorze były poprawiane o wyznaczone poprzednio Aa, A#! i Ay₁.

Aerofotogrammetrja. Metody fotogrammetryczne, omówione poprzednio, padają się z reguły dla terenów przejrzystych i górzystych. W innych przypadkach stosuje się dziś coraz częściej zdjęcie, dokonywane z samolotów t. zw. aerofotogrammetryczne.

Kamera lotnicza, używana do tego celu, posiada urządzenia podające w przybliżeniu orjentację tak zewnętrzną jak i wewnętrzną zdjęcia. Zdjęcia lotnicze musi poprzedzić założenie dość gęstej sieci triangulacyjnej na terenie, tak, aby conajmniej 3 punkty sieci uwidoczniły się na kliszy i można było na tej podstawie określić położenie kliszy względem terenu w chwili zdjęcia. W tym celu posługujemy się metodą rachunkową, zastąpioną w ostatnich czasach sposobem mechaniczno-optycznym.

Jeśli mamy sporządzić plany sytuacyjne (bez warstwie), musimy przefoto-grafować tak zorjentowane zdjęcia przy pomocy specjalnych przetwornic na zdjęcia poziome w żądanej skali (tj. o osi opt. prostopadłej do poziomu terenu), uzyskując w ten sposób po odrzuceniu niepotrzebnych szczegółów ostateczny plan.

Dla sporządzenia planów warstwicowych musimy zdjąć każdą partję terenu conajmniej z dwu punktów podobnie jak przy fotogrammetrji zwyczajnej. Specjalne przyrządy jak stereoplatnigraf, autokartograf i inne umożliwiają zorjentowanie tych zdjęć w przestrzeni, oraz automatyczne wykreślenie planu sytuacyjno-warstwicowego.

We Francji sporządził inż. hydrograf Roussilhe plany katastralne, posługując się przetwornicami własnego pomysłu, przyczem osiągnął wyniki zadowalające.

LITERATURA.

Do części I. (zestawił prof. Wł. Wojtan.)

Dzieła ogólne.

Jordan: Handbuch der Vermessungskunde. Stuttgart. T. 1.1920, t. II. 1914, t. III. 1923. Hammer: Lehrbuch der elementaren praktischen Geometrie.Leipzig und Berlin. T.1.1911. Hartner-Doleźal : Hand- und Lehrbuch der niederen Geodäsie. Wien 1921. 3 tomy. Prévôt: Topographie. Paris 1925. I. Instruments. II, Méthodes.

Johnson-Smi th : The Theory and Practice öf Surveying. New York 1914.

B r e e d-Ho sm er : The Principles and Practice of Surveying. New York 1923, 2 tomy. Ab endrot h: Die Praxis des Vermessungsingenieurs. Berlin 1923. 2 tomy.

Eggert: Einführung in die Geodäsie. Leipzig 1907.

Näbauer: Vermessungskunde. Berlin 1922.

Podręczniki polskie,

Dziakiewicz: Miernictwo. Kraków 1920.

Ehrenfeucht: Miernictwo. Warszawa 1922.

Przepisy miernicze.

Przepisy obowiązujące przy pomiarach metodą trygonometryczną i poligonalną w celu przeprowadzenia nowych zdjęć w kraju. Warszawa 1920.

Instruktion zur Ausführung der trigonometrischen und polygonometrischen Vermessungen behufs Herstellung neuer Pläne für die Zwecke des Grundsteuerkatasters. Wien 1904. Anweisung VIII vom 25. Oktober 1881 für das Verfahren bei Erneuerung der Karten und Bücher des Grundsteuerkatrsters nebst den bis zum Jahre 1905 eingetretenen Abänderungen. Berlin 1906.

Anweisung IX vom 25. Oktober 1881 für die trigonometrischen und poligonometrischen Arbeiten bei Erneuerung d. Karten u. Bücher d. Grundsteuerkatasters. Berlin 1903. Czasopisma miernicze.

Przegląd mierniczy. Warszawa.

Zeitschrift für Vermessungswesen. Stuttgart.

Do części II.

Dzieła ogólne i czasopisma (oprócz podanych powyżej).

Briot: Arpantage, levé de plans et nivellement. Paris.

Durand-Claye: Lever des plans et nivellement. (Encyclop. des travaux publics). Paris et Liège 1912.

Bulletin géodésique. Organe de la section de géodésie. Paris.

Tachymetrja.

Boyelle et Dubosq: Traité de géodésie tachéométrique. Paris 1911.

Croy: Die Tachymetrie u. ihre Anwendung bei der Aufnahme v. Waldungen. Wien 1893. Pollack: Kurze praktische Geometrie. Wien 1914. Str. 170.

Fotogra m metr ja.

Boussilhe: Emploi de la photographie aérienne aux levés cadastraux et géographiques. Paris 1921.

Lübscher: Photogrammetrie. Aus Natur und Geisteswelt 612.

Rachunek wyrównawczy.

Napisał

Dr. Kasper Weigel,

profesor politechniki, Lwów.

Błędy przypadkowe. Błąd średni. Wagi spostrzeżeń. Metoda najmniejszych kwadratów. Wyniki spostrzeżeń wielkości fizycznych, choćby najstaranniejsze, nie sa bezbłędne; wymagają zastosowania rachunku wyrównawczego takiego, aby wyniki, otrzymane za jego pośrednictwem, mogły być uważane za najbardziej prawdopodobne. Zarazem chcemy znać dokładność wyznaczenia wyników wyrównania, co uzyskuje się przez obliczenie ich błędów „prawdopodobnych“, w praktyce z reguły „średnich“.

Spostrzeżenia, które mają być wyrównywane, muszą być wolne od błędów grubych (przeoczeń obserwatora) i systematycznych (tj. związanych ściśle z okolicznościami towarzyszącemi pomiarom); mogą być zatem obarczone tylko błędami t. zw. „przypadkowemi“, tj. błędami, których przyczyny zależą od okoliczności, zmieniających się w czasie między spostrzeżeniami.

Rachunek wyrównawczy opiera się na rachunku prawdopodobieństwa.

Błędy przypadkowe dzielimy na „prawdziwe“ i „pozorne“.

Biorąc pod uwagę najprostszy rodzaj spostrzeżeń, t. zw. bezpośrednich, tj. przeprowadzonych bezpośrednio nad pewną wielkością, której wartość praw-dziwa niech będzie X, otrzymamy na e, błąd prawdziwy, związek

(1)

B = X — l..........

przyczem l jest wartością, uzyskaną ze spostrzeżenia.

Natomiast wzór na błąd pozorny 8 opiewa w tym przypadku:

(2)

8 = x — l..........

przyczem x oznacza wartość spostrzeganej wielkości, uzyskaną przy pomocy rachunku wyrównawczego (wartość wyrównaną).

(3)

(4)

Analogicznie urobimy oba powyższe błędy w przypadku, gdy spostrzeżenia L są funkcjami pewnych wielkości stałych X, Y, Z, , których wartości najbardziej prawdopodobnych x, y, z, . . . ., ma nam dostarczyć rachunek wyrównawczy, tj. w przypadku spostrzeżeń t. zw. pośrednich, zatem : B = f(X,Y,Z, ....)-8 =f(x, y, z, . ...) —

jest :

P , prawdopodobieństwo pojawienia się błędu s w szeregu spostrzeżeń,

- h³ £-

przyczem h jest miarą dokładności spostrzeżeń. Z wzoru (4) widać, że prawo Gaussa określa prawdopodobieństwo Pf jako funkcję parzystą (i'^_ ^ =

(~~ £)

Wielkość h, wzgl. 1P. można wyznaczyć dla dokonanego szeregu spostrzeżeń ze stosunku ich ilości n do podwójnej sumy kwadratów ich błę-n

dów 2 I e² = 2 [s s] (sposób oznaczenia sum w rach. wyrówn.), a mianowicie :

d b (prawo Gaussa)

(5)

)•

JP

2[E£] •

(Ściśle dla n — co)

(G)

Wprowadzając pojęcie t. zw. „błędu średniego“ p, określonego wzorem (ściśle dla » — or ) ;

(Î)

[ss]

(zatem wielkość odwrotnie proporcjonalną do h), otrzymamy z porównania wz.

(6) i (7):

h²

V- V2

(8)

Z powyższego widać, że tak h jak i p. mogą być użyte dla scharakteryzowania dokładności pewnego szeregu spostrzeżeń, tj. że obu tych wielkości można użyć przy wyrównaniu jako miar dokładności.

Jeżeli zestawimy spostrzeżenia, odnoszące się do tej samej wielkości, lecz dokonane z dokładnością różną (zmieniając przyrządy, metodą spostrzegania itp.), to każde spostrzeżenie należy właściwie do innego szeregu spostrzeżeń tj. o innych h i p..

Aby w tym przypadku zestawić z błędów s szereg o jednakowej dokła-ności h i p., np. b₀ i p.₀ (tj. o pewnej dokładności i pewnym błędzie średnim), weźmy pod uwagę związki między błędami £₀ i odpowiadającym mu s :

lub

£o : s² — Po: p² — ^2 : p

2 Po

⁼

e² =

h²

72

s²

(»)

.(10)

Po

h²

określone liczbowo, dostarczają liczb p, zwanych

Stosunki —^ wz g .

„wagami“. Zatem : wagi poszczególnych spostrzeżeń wzgl. błędów wyznaczymy na podstawie związków :

77’

Po

Po

Po

Pl — “à»

(11)

,"'2

Z wzoru (11) wynikają wnioski : a) wagi spostrzeżeń należy obierać jako liczby odwrotnie proporcjonalne do kwadratów ich błędów średnich, b) p0 jest to błąd średni spostrzeżenia o wadze p₀ — 1, zwany jednostkowym błędem średnim.

Zastępując kwadrat każdego błędu spostrzeżeń o dokładności różnej wedle (10) i (11) przez odpowiedni iloczyn p s², utworzymy jednostkowy błąd średni dla szeregu błędów o dokładności jednakowej lub o wagach równych jedności analogicznie do wz. (7) :

[P B g]

p-o

e dla ii — cvj) . . . (12)

W przypadku spostrzeżeń o dokładności różnej, posługujemy się tym błędem jako miarą dokładności.

Przyjmując, że prawo Gaussa (wzór 5) odnosi się także i do błędów pozornych o, wyznaczymy najbardziej prawdopodobną wartość spostrzeganej wartości, wzgl. najbardziej prawdopodobne wartości stałych X, Y, Z, . . . w przypadku spostrzeżeń równodokładnych z warunku :

h \w

e-h'\ôô] ₌

max.

(IB)

zaś w przypadku spostrzeżeń różnodokładnych z warunku : ńj. h₂ ... lin

(VkT

g— [hhôS\ ₌

max.

(14)

Zatem wyrównanie spostrzeżeń równodokładnych przeprowadzamy na podstawie warunku:

[5 8] = min.

(15)

zaś różnodokładnych na podstawie warunku :

(16)

[h h 8 8] == [p o 8] = min.

Równania (15) i (16) wyrażają najważniejszą zasadę rachunku wyrównawczego, zwaną metodą najmniejszych kwadratów (właściwie metodą sumy najmniejszych kwadratów).

Wzory (7) i (12) są dla praktyki nieprzydatne, gdyż, nie mogąc poznać wartości błędów prawdziwych, nie możemy utworzyć sum [e e] wzgl. [p e s]. Aby zatem móc obliczyć błąd średni, zastępujemy je w praktyce odpo-wiadającemi im sumami [8 8], wzgl. [p 8 8), korzystając ze związku, o ile Avyrôwnanie dotyczy jednej wielkości:

[8 8] : [s s] = (n — 1) : n, wzgl. [p 8 8] : [p e s] = (n — 1) : n . . . (17)

zaś, o ile spostrzeżenia są funkcjami k wielkości, wyznaczanych rachunkiem wyrównawczym ze związku:

[8 8] : [e e] = (« — k) : n, wzgl. [p 8 8] : [p e s] = (n — k) :n . . . (18)

Wzór na błąd średni opiewa zatem w przypadku spostrzeżeń równodokładnych (ogólnie dla k niewiadomych) :

*-V~~

' ¹ n

(19)

[88]

— k •

zaś w przypadku spostrzeżeń różnodokładnych:

P-o

₌ 1/ [p 8 8] " n — k

(Jednostkowy błąd średni) . . (20)

Prócz błędu średniego można użyć także jako miar dokładności błędów:

przeciętnego d¹ =    (gdzie [|e|] oznacza sumę bezwzgl. wartości e),

IX

i prawdopodobnego p, tj. błędu, którego prawdopodobieństwo pojawienia się jest równe ¹/₂.

W praktyce wyznaczamy z reguły tylko błąd średni, obliczając, o ile zachodzi tego potrzeba, błędy przeciętny i prawdopodobny ze związków :

0 = 0,7978846 p, p = 0,6744898 p. osięgając w ten sposób najdokładniej ich wartości.

Rodzaje zagadnień rachunku wyrównawczego. Rozróżniamy nast. zagadnienia rachunku wyrównawczego :

1.    Wyznaczenie błędów średnich funkcyj wielkości spostrzeganych bezpośrednio.

2.    Wyrównanie spostrzeżeń bezpośrednich, pośrednich, zawarunkowanych. pośrednich z warunkami, zawarunkowanych o niewiadomych.

Wyznaczeniebłędów średnich funkcyj wielkości spostrzeganych bezpośrednio, nie należy właściwie do rachunku wyrównawczego, ale jest z nim w ścisłym związku i ma bardzo wielkie znaczenie dla praktyki, gdyż daje możność poznania błędu średniego funkcji spostrzeżeń niezależnych, o ile znamy błędy średnie poszczególnych spostrzeżeń. Aby błąd średni funkcji wyznaczyć, trzeba poznać prawo przenoszenia się błędów(str.461.).

(21)

3.

4.

5.

6.

1.

2. Wyrów lianie spostrzeżeń bezpośrednich o dokładności jednakowej przeprowadza się na podstawie warunku:

(1)

[8 8] — min. . . zaś o dokładności różnej na podstawie warunku:

(2)

[jp S S] = min. . .

Wzory wyrównawcze, wynikające z powyższych warunków, podano poniżej (str. 462); o ile spostrzeżenia są róźnodokładne, należy obrać przed zastosowaniem rachunku wyrównawczego odpowiednie wagi.

wy-

3. Wyrównanie spostrzeżeń pośrednich, przeprowadzone również na podstawie warunku [8 3] — min., wzgl. [p 3 5] = min., dostarcza najodpowiedniejszych wartości pewnych stałych wielkość’ (niewiadomych), których funkcjami są nasze spostrzeżenia L (stąd nazwa : pośrednie). Związki między owemi stałemi, które nazywamy niewiadomemi w rachunku równawczym, a spostrzeżeniami, mogą nie być linjowe, a wtedy wymagają sprowadzenia ich do kształtu linjowego przez rozwinięcie odnośnych funkcyj w szereg Taylora z uwzględnieniem wyrazów tylko rzędu pierwszego (co w praktyce z reguły wystarcza).

Biorąc zatem pod uwagę związek (4) str. 457 :

(3)

*=/(*»y»z, — L

otrzymamy po wprowadzeniu wartości przybliżonych niewiadomych x₀, </₀, z₀, ....

(4>

t-f(xo,yo,z₀, •••) + ä|4 + §^Yi + |j4 + ' • • +L •

•    (5)

przyczem

^ = x — x₀,    7] = y — */₀,    ^ = z — z₀, ....

są poprawkami, które należy dodać do wartości przybliżonych, aby otrzymać wartości wyrównane x, y, z, ... .

Kładąc

of

.(6)

5 f of    of of

-— = 03 ₅— = a, -5— = 03 5-^- = b,

3x₀    oy    ty₀

zaś f (x₀, y₀, z₀, . . ..) — L — J, otrzymujemy związki na 3, zwane równaniami błędów we formie ogólnej ; zatem i-te równanie błędów napiszemy :

(7)

4 + Vfi + Ci 4 + • • • Jrlil

Jeżeli związek między spostrzeżeniem a niewiadomemi jest linjowy, kształt równania błędów jest też linjowy, zatem :

(8)

= aix + hiy + ci z + bp Cp . .. ., są tu dane, jako spółczynniki przy niewiadomych, zaś li - — Li.

Dla ułatwienia rachunku wprowadzamy często i w tym przypadku wartości przybliżone.

4. Spostrzeżenia zawarunkowane są to spostrzeżenia bezpośrednie, które muszą czynić zadość pewnym warunkom (np. suma 3 kątów trójkąta płaskiego ma być równą 180° itp.).N

Suma [3 8], wzgl. [p8 3], musi być i w tym przypadku min., jednak przy równoczesnem uwzględnieniu warunków, które spostrzeżenia mają spełnić.

Jeżeli owe warunki, tj. związki między poszczególnemi spostrzeżeniami, nie mają kształtu linjowego, sprowadza się je do tego kształtu przez rozwi-

nięcie ich w szereg Taylora z pominięciem wyrazów rzędu wyższego. Otrzymamy zatem, biorąc na uwagę i-tj warunek

fi (h ^15 h 4“ §2» • • • • i In “1“ Sn) = 0

&h

o₂ -f- • •

ÎHn

(9)

8r = 0    .    .    (10)

Niepopra wionę spostrzeżenia, wstawione do warunku (9), tj. f- (f, hi ■ — ?n) nie spełnią go do zera, tak, że otrzymamy z reguły pewną odchyłkę ło;. ;§> 0, a tern samem:

fi (hi hi • • • In) — «>,• Wstawiając to. do związku (10) i kładąc

(11)

«• /;■

i)' In

zmienimy go na równanie odchyłki, wyrażone poprawkami w formie linjowej :

(12)

h -j^ ?₂ S₂ -f" • • • -j- i Sn -f- w i — 0

Równań odchyłek mamy oczywiście tyle, ile warunków. Szczegóły wyrównania por. str. 469.

5.    Spostrzeżenia pośrednie z warunkami mają miejsce przy wyrównywaniu sieci triangulacyjnych, założonych na większych obszarach (państwowych sieci triangulacyjnych). Niektóre sposoby spostrzegania kątów, wzgl. kierunków na poszczególnych stanowiskach (stacjach) sieci wymagają t. zw. wyrównania stacyjnego, przyczem niewiadome, tj. kąty, uzyskane z wyrównań stacyjnych, muszą spełnić warunki geometryczne sieci. Szczegółowe omówienie tego zagadnienia w dziełach specjalnych.

6.    Wyrównanie spostrzeżeń zawarunkowanych z niewia-domemi jest najogólniejszą formą rachunku wyrównawczego, ma jednak w praktyce b. małe zastosowanie.

Prawo przenoszenia się błędów. Niech będzie /(h H- sj, h 4~ s2? • • • h- i- Er)

funkcją prawdziwych wartości spostrzeżeń f -f- s), odnoszących się do różnych wielkości. Jaki błąd średni będzie odpowiadał funkcji

(1)

(2)

f(hi h, • • • h)

utworzonej ze spostrzeganych wartości l, jeżeli znamy błędy średnie u poszczególnych spostrzeżeń ?

Błąd prawdziwy tej funkcji z. otrzymamy, odejmując (2) od (1) po rozwinięciu funkcji pierwszej w szereg Taylora i opuszczeniu wyrazów rzędów wyższych. Zatem będzie:

«■/ , */ , : «■/ c

(3)

Jeżeli błędy s podlegają prawu Gaussa (por. (4) str. 457), możemy, pod założeniem, że każdą wielkość l spostrzegano n razy, przyczem n dąży do oe, zastąpić wzór (8) następującym:

(4)

Kładac dla uproszczenia ~~ — fi, otrzymujemy ostatecznie: v li

«■/

!V =f\ Mi + f\ P-2 + ’ ' ' +/r Pr = [//pp].....(5)

O ile spostrzeżenia l odnoszą się do wielkości tego samego rodzaju, np. kątów lub długości itp., można zastąpić wedle wzoru (11) str. 458 każdy ;j4 przez

}ą

Pi’

—, a wzór (5) przejdzie wówczas na :

(5)

Przykład. Tachymetrem o stałej A' = 100 tn i stałej k = 0,30 m spostrzeżono przy celowej poziomej odcinek na łacie l — 1,000 m; jak wielki błąd średni /up odpowiada odległości U, jeżeli błędy średnie poszczególnych wielkości składających się na D są:

ft K = -j- 0,1, fii = -j-1 (0,0016 -j- 0,0005 T) wt, fij^ = -|- 0,01 m ?

(Błędy średnie fij( i fi/; otrzymano przy wyznaczaniu wartości każdej ze stałych oddzielnie, hłąd /u/ jest urobiony na podstawie licznych doświadczeń, dokonanych w warunkach średnich.)

Ponieważ D — KI -f- k — 100,0 -j- 0,3 = 100,3 m, fg = l, Ą = K, f/c = 1, a wzór na kwadrat błędu średniego fPp opiewa:

■4 -

i)

— CV>

fi‘p = Xl IaT^Ą-JPiĄ- V    lutl (ze względu, że l — c\D

po wstawieniu wartości za fi₂):

Ą = (x)² {Ą+p (0’⁰⁰¹⁶ + °’0005 ¹⁾¹ + (4)²^²}’

a ostatecznie

otrzymamy

fl²n = 0,01 + 0,0441 + 0,0001 = 0,0542, fip — j/0,0542 = + 0,23 m.

Zarazem widać, że wpływ błędu średniego ju/. można w powyższym wzorze pominąć.

Wyrównanie spostrzeżeń bezpośrednich. Ogólnie biorąc, odpowiadają spostrzeżeniom dokładności różne, tj. spostrzeżeniom l odpowiadają różne wagi p. Jak obierać wagi, poznamy z przykładu; na razie przyjmujemy je jako liczby nam znane.

Wartość wyrównaną znajdujemy z warunku [p 8 8] = min., wzgl. z równania:

r([p§g] __Q

O)

Po podstawieniu za poszczególne 8 wartości x — li uproszczeniu przez 2, przybiera równanie to kształt:

Vi(x- +    — 4) + - •    (* — O = 0 ■ • • • (²)

[pi]

lub

(3)

Jest to i: zw. średnia arytmetyczna ogólna, tj. średnia z uwzględnieniem wag poszczególnych spostrzeżeń.

Równanie (2) można napisać także we formie: p -j- p₂ 8₂ -f- • • • -f- pn 8m = [p 8] = 0. (Równanie kontrolne) .... (4)

Jednostkowy błąd średni obliczamy wedle wzoru (20) str. 459, przyczem w tym przypadku k — 1, zatem będzie:

(5)

Mo

_1/M3

" n — 1

Sumę [p o o] urabiamy, podnosząc każdy błąd o do kwadratu, mnożąc wynik przez odpowiednie p i dodając iloczyny p o². Wzór kontrolny na [p 8 8] otrzymujemy ze związku :

lub

[phl] = [pll] — [pl\x .

[Pl][pl]

[p 3 o] = [pll\--

-O Ci

Błędy średnie poszczególnych spostrzeżeń są wedle (11) str. 458. :

,"u

,"u

. i ... (8)

zaś błąd średni wartości wyrównanej x wyznaczamy jako błąd średni funkcji

X~Û'1 + Ûh+    ^fp]ln,Z atem:

(9)

^ = (-§[) ^ ⁺ +

iU'0

j^o

[p]

V[p\

(10)

(11)

Waga wielkości wyrównanej Px = [p]

W przypadku spostrzeżeń o dokładności jednakowej wzory te brzmią:

(3*)

[«] —0 ....

'    ¹ n — 1

[8 8] = [U] — [l] x

[38] = [»]-M

ft. ■= rh........

y n

Waga wielkości wyrównanej P = n

(4*)

(5*)

(10*)

(11*)

Przykład. Ciągi niwelacyjne, prowadzone z trzech punktów stałych (reperów), schodzą się w punkcie t. zw. w ęzło w y ni. Wysokości punktów stałych (//,, H₂ i H₃), długości poszczególnych ciągów L (w km), oraz wzniesienia z punktów stałych do punktu W. otrzymane jako spostrzeżenia z niwelacji, podaje następujące zestawienie:

Hl = 250,138 m il=3,3ftm hv = + 2,187 m HlĄ-hl=H\y= 252,325 »I II₂ = 254,294 m L₂ = 0,9 km. h₂ — — 1,975 m H₂ -f h₂ = Hyp = 252,319 m

H.i = 251,394 m L₃ = 1,7 km h₃ = -f 0,921 m H₃ + ^ = -ffpjr= 252,315m

Należy znaleźć Hw, oraz błędy śr. /j,₀ i /.iw.

Ponieważ dokładnóści wyników zależą przy niwelacji od długości poszczególnych ciągów, przeto powyższe spostrzeżenia są różnodokładne.

Aby mieć możność urobienia wag wedle wzoru (11) str. 458, przyjmujemy z góry (przed wyrównaniem) wartości błędów średnich wedle wzoru empizycznego : (ju_£ = v y L , i“o = « V ¹ » przyczem L należy wstawić w km. Wagi poszczególnych ciągów są zatem:

p> ~T7

= 0,3,

Pi =    = ł;¹

= 0,6.

Dla uproszczenia rachunku wprowadzimy wartość przybliżoną wysokości punktów W, mianowicie H₀ = 252,310 m ; wobec czego poszczególne spostrzeżenia (w mm) będą:

Zt — ^ te    +> — 6.

h Hu* H₀ — 15,

Rachunek przedstawia się w zestawieniu schematycznem następująco :

15

0,3

1,1

0,6

2,0

pl

«5

p <5 <5

4,5    67,5    — 6,3

9,9    89,1    — 0,3

3,0

15,0

+ 3,7

— 1,89    11,907

— 0,33    0,099

+ 2,22    8,214

17,4    171,fi

0,00 20,220

17 4

x — --h- ss 8,7 mm, wzór kontrolny na lp<5<5] = 171,fi — 17,4.8,7 = 20,22.

(Zgodność zupełna z powodu niezaokrąglania poprzednich wyników), Hw == H₀ + x = 252,310 + 0,0087 = 252,3187 m.

Następnie obliczamy błędy średnie:

Po —    — _|_ 3,i8 mm (na km długości ciągu), .

=±

3,18

1/0:3

, „ „    ,    3,18

= + 5,8 mm, /u₂ = -J--— = -J- 3,0 mm,

— 1/1,1    —

3,18

1/0,6

= + 4,1 mm,

,    3,18

/.ix = -|--= 2,2 mm.

— 1/2

W y równanie par spostrzeżeń. Jeżeli ilość spostrzeżeń n równa sie 2, natenczas mówimy o wyrównaniu pary spostrzeżeń. Omówimy tu : wyrównanie par spostrzeżeń a) równodokładnych i b) różnodokładnych.

«) Dwa spostrzeżenia l i V o wagach p — 1 wyrównujemy, tworząc średnią arytmetyczną:

(1)

Dokładność wyznaczenia wielkości

d = l' — l

(2)

Ponieważ

przeto

zaś

’ |1“rr-

=+4

~~ 2

(3)

(4)

\xx~ ‘ 4 ’

b) Wyrównanie par spostrzeżeń różnodokładnych ma zastosowanie najczęściej przy wyznaczaniu punktów stałych niwelacyjnych, nawiązanych tylko do jednego punktu stałego.

Wyrównanie polega na obliczeniu średnich arytmetycznych dla każdej pary osobno, zaś jednostkowego błędu średniego p.₀ dla wszystkich par wedle wzoru (o ile każdej parze odpowiada waga inna) :

₌ 1/f pdd\ •    2 r

Po

przyczem r oznacza ilość poszczególnych par.

Jest to jednostkowy błąd średni przed wyrównaniem, który, wprowadzając różnicę średnia

d₀ =

/ [p d d\

możemy określić wzorem, zbudowanym analogicznie do wzoru (3) :

(B*>

d₀

Jednostkowy błąd średni po wyrównaniu, tj. błąd średni, obliczony przy pomocy poszczególnych p- u.² będzie [analogicznie do (4)]:

<«>

(P)o = ± “g

Znaczenie błędu (p.)₀, por. przykład.

Przykład. Dla wyznaczenia wysokości czterech punktów pomierzono wzniesienia hvhx', h.z /+, /t₍ h/ i Ä, Ti,', stanowiące 4 pary spostrzeżeń, nawiązując się do punktu stałego A, którego wysokość 77^ = 252,313 m. Rachunek przeprowadzono, posługując sig następującym schematem :

L. p.

Oznaczenie

wzniesień

Wznies’enia w m

Długości ciągów L w km

W agi p = -T

1.

z A na 1.

+ 18,917

+ 18,925

2,0

0.Î.0

2.

z 1. na 2.

+ 17,486

+ 17,470

3,4

0,29

3.

z 2. na 3.

4.

z 3. na 4.

1,953 — 5,892

1,939

5,882

3,1

2.6

0,32

0,39

Wyrównanie (a i /i w mm).

Jj. p.

d = h' — h

J/2

pdd

Wzniesienia wyrównane w m

1.

+ 5,7

0,50

64

32,00

+ 18,921 + 0,004

2.

— 18

±11,3

0,29

256

74,24

+ 17,478 + 0,008

3.

+ 14

± 9,9

0,32

196

62,72

- 1,946 + 0,007

4.

+ 10

± 7,1

0,39

100

39,00

— 6,887 + 0,005

2: 207,96

207,96    ,    „

-f~=±⁷’²¹

mm.

/    7 21

<“o = p== = + 5,l WW, (^)₀ = + ~- = + 3,6

Wyrównanie spostrzeżeń, których suma jest stała, można przeprowadzić jako wyrównanie spostrzeżeń bezpośrednich.

Załóżmy, że wartości prawdziwe wielkości spostrzeganych maja spełnić warunek :

h 4" Łi 4" h + £2 4* • • • 4- 1)1 + sn — C — ⁰.....(1)

Wstawiając w (1) wartości l (niepoprawione), nie spełnimy go do zera, lecz otrzymamy po stronie prawej pewną nieznaczną „odchyłkę“ od zera oj ; zatem__bedzie :

h + ht + • • • + ~~ C ~ ¹⁰

Wyrównanie ma nam dostarczyć takich „poprawek“ 8, aby spostrzeżenia, poprawione o o, spełniły powyższy warunek do zera, tj. aby:

h +    + 4 + §2 + • • • + ln +    — C-\- 0.....(B)

Z porównania (3) i (2) wynika:

(2)

Oi -S₂ —j— • * * ——f- <x> = 0.....

Jeżeli poszczególnym spostrzeżeniom odpowiadają wagi różne Pn Pi, ■ • ■ pn, to wartości wyrównane tych spostrzeżeń możemy ze względu istniejący warunek (1) wzgl. (2) przedstawić, jako średnie arytmetyczne ogólne; i tak np.

(4)

na

Pih+Pi' h'

Pi + Pi.........

przyczem // = C — (/₂ + h 4* • ' ■ U = ^ — “b Fi ⁼ [p-²J — Fi>

Xi

(5)

zaś

Pi

Pi

Wstawiając powyższe wartości we wzór (5), otrzymamy

Pi

-j-, Ol

Pi +Pi

Xi

h Oi -\-Pi') — Pi'

Pi +Pi

= h~

Pi

i Pi

ÜJ = li - UJ

(6)

Pi

Pi

W analogiczny sposób obliczymy x₂, x₃, . . . xn.

Posługując się wzorami (5), (8) i (10) str. 462 i 463 ustalimy wzory dla następujących błędów średnich:

(jedn. błąd śr.)

F₀

cu

VI

1]

(7)

Pi

((błąd śr. przed wyr.) jj,« = co

Pi

VW\

(8)

błąd śr. wart. wyr.) (p-)j =

•lii. i_ V [p

Pi

(9)

W przypadku wag równych wzory powyższe brzmią:

xi = h

UJ

. . . (6*)

F = F*

Vn

(7*)

(f) = (f*)

(9*)

Przykład. Na ciąg niwelacyjny składają się wzniesienia: h,— 2,201 m, = 3,408 m i hi =— 5,597 m; długość całkowita ciągu wynosi 4 km, z czego przypada na wzniesienie pierwsze: L,= 0,8km, na drugie: L₂ — l,2 km, zaś na trzecie: Lt = 2,0 km.

Wyrównanie przedstawiono przy pomocy następnego schematu:

(<5 i p. w mm.)

L. p.

Wzniesienia spostrzegane h (w m)

Odległości    ...

L (w km) <5 Wzniesienia / .    1    (w mm) wyrównane \

L — —    h + ô (w m)

t*i

(w mm)

i    C«*)/

pj (w mm)

2,201

0,8

- 2,4

2,199    +0,89 + 5,3

± 1,59

+ 4,8

3,408

1,2

3,6

3,404    +1,10 + 6,6

±1,84

±5,5

3    — 5,597

2,0

6,0    —5,603    ±1,41 ±8,6

±2,00

±6,0

Z 4-0,012

4,0

— 12,0

0,000

co = 12 mm, -y- = 3 mm, /u₀ = -

LpJ

co    I

^=z= = X 6 mm.

Wyrównanie spostrzeżeń pośrednich ma dostarczyć najodpowiedniejszych (najbardziej prawdopodobnych) wartości stałych wielkości X, Y, Z, . .., których funkcjami są spostrzeżenia. Przyjmując ilość spostrzeżeń v, zaś ilość stałych, tj. niewiadomych k, otrzymamy n równań błędów o k niewiadomych kształtu związków (7) i (8) str. 460, przyczem ma być n k :

— aix + bi y + ciz +

K = ai £ + rlJrci^Jr-‘- h

W rówmaniach (2) oznaczają | = x — x₀, yj = y — y₀, £ = z — z₀, . . poprawki, jakich należy udzielić wartościom przybliżonym niewiadomych, aby uzyskać ich wartości wyrównane. Dla uproszczenia będziemy oznaczali niewiadome nadal przez x,y, z, . .., które będą miały w każdym przypadku odpowiednie znaczenie.

Warunek [p § o] = min. dostarcza przy k niewiadomych x, y, z, .. k związków kształtu:

& [po 3]

(1)

wzgl.

(2)

d-a?

0,

0- [p 8 8]

&y

0,

ł)-[p 8 8]

0,.....(3)

lub po wstawieniu pochodnych cząstkowych:

[p a 8] = 0,

Rugując w tych związkach poszczególne o, otrzymamy po odpowiedniem przekształceniu ostatecznie k równań o k niewiadomych kształtu :

[paa\x -\-\pab\y-\-[pać\z-\- ■ ■ ■ [paż] = 0\

I p a &] x -j- [p b bj y -f- [p b c] z -f- • • • [p b Z] = 0 ■

■ [p a c] x [p b c] y -|- [p c c] 2 -j- • • • [p c l\ — 0

[p b 8] = 0,

[pco] = 0

(4)

• • .(5)

Te t. zw. równania normalne, dostarczające wartości niewiadomych, rozwiązujemy zwykle metodą Gaussa (rugowania), ustawiając system zredukowanych równań normalnych kształtu (dla 3 niewiadomych) :

Bryła, Podręcznik inżynierski. ///. .31

129

przyczem [pbb . 1 ] = [pbb\

[pa a] x [pnb\ y -f- [pac] z-j- [pal] = 0 [pbb . 1] y -f- [p b c . 1] z -f- [p b l . 1] = 0 [p c c . 2] z -f- [p c l . 2] = 0

[p a a]

[pab]

[p aa]

[p ab], [p b c . 1] = [p b 6] —

[pac]

[p b l. 1] = [pb I] —

[pab]

[pa a]

[pal]

• (?)

[pcc . 2] = [pcc . 1] —

[p c l . 2] = [p c l. 1] —

[pbc. 1] [pbb. 1] [f)bc . 1] [pbb . 1]

[pbc . 1],

[jP&Ć 1]

(8)

Wyrazy, należące do zestawienia (7), nazywamy wyrazami raz zreduko-wanemi, należące do (8), wyrazami dwa razy zredukowanemi.

Po wyznaczeniu wartości niewiadomych z (6), wyznaczamy z równań błędów (l) wzgl. (2) poszczególne o, podnosimy je do kwadratu i po pomnożeniu ich przez odpowiednie p tworzymy sumę [po o].

Łatwo można dowieść, że

[pül\ = [paï]x + [pab]y-\-[pac]zĄ-[pU\.....(9)

którym to związkiem posługujemy się dla kontroli [p 8 o].

Kontrolę inną wyprowadza się z poprzedniego związku po wyrugowaniu niewiadomych ; mianowicie (ogólnie dla k niewiadomych) :

\p o o] = [pll .k].........

równanie to przechodzi w przypadku trzech niewiadomych na :

[pal]²    [pbl . I]²    [pel. 2]²

[p aa]    [pbb. 1]    [ p <■ c 21

Jednostkowy błąd średni dla k niewiadomych:

[p88] = [p/Z.3] = [pJZ] -

JJ-o

Ï*⁴

(10)

. (10*)

(U)

Błędy średnie wielkości wyrównanych x, y, z,. . stawie wzorów :

wyznaczamy na pod-

• • (¹²>

2 o    2    2 n    2

r*    Vj . i P-o’ ry    V2.2 ro’

zaś potrzebne w tym celu wyrazy Ç na podstawie t. zw. równań wag

jc (h

(w ilości ogólnie —— -J, które dla ti’zech niewiadomych mają kształt:

[paa] Qt + [pab] 01-a + [pac] ₃ = 1 ■

[/>««]<?!.2 + [pab] ^2.2+ \Pac\

[pbb.l] 0₂.₂-f [pfec.l] Q₂.3=^1 [paa] QU3 + [pab] Q₂_₃+ [pac]Qs ,₃ = 0 [pbb. 1] Q₂^-\-[pbc. 1] 0J.3 = 0 IpCC.Z] 0₃ 3= 1 .

. . .(13)

Łatwo zauważyć, że dla fc = 2 jest @2.2

[pbb . 1]’

[Pbb]

[paa\

(14)

zatem

V-y

Px V-y

[pbb] [p a a\

(15)

[pbb . 1] ’

Błąd średni funkcji F(pc,y,z...) wielkości wyrównanych obliczamy Fi² ,    (F₂.l)²    , (F₃ . 2)²

z wzoru :

[paa\

[pbb . 1]

[pcc . 2]

. . .(18)

przyczem

a®’

F2 = ąr—,

9y

(F₂ . 1) = f₂ -

[paa]

F„

F*~ dz¹' ‘

(F₃ . i) = f₃

|p « a]

Fj . .(17)

• !]

[ jo ô ń . 1]

Przykłady wyrównania spostrzeżeń pośrednich por. str. 410 i 412.

(Fs . 2) = F₃ . 1 —

(F₂ . 1)

Wyrównanie spostrzeżeń zawarunkowanych. Jeżeli spostrzeżenia I, odnoszące sie do różnych wielkości, mają spełnić r warunków, należy wedle ust. 4. str. 460, ustawić r, odpowiadających im, linjowy ch równań odchyłek kształtu :

ai ^1 -j"    ^2 + • • ■ “h au 4” toi ⁼ 0

b₂^i    bi rji ' • • -j- bn bn -j- to₂ = 0

C! Oi    c₂ o₂ -f- • • • -j- cn -j- oj₃ — 0

O)

przyczem n > r.

O ile spostrzeżeniom odpowiadają wagi różne, przeprowadzamy wyrównanie na podstawie warunku:

[p S 8] = min.

przy równoczesnem uwzględnieniu związków (l). Wedle zasad analizy należy dodać do [p 5 5] związki (1), pomnożone przez spółczynniki nieoznaczone k'. k'D &₃, ... i wyznaczyć bezwzględne minimum tak utworzonej funkcji ił. Zatem

0 = [pS8]+^((«§]-fa)₁) + /,'([6SH-u,₂)+fc₃'([c5]-HtU3)-f • • .=min.(2)

a następnie :

312

3 a, °’

3 12

3 S₂ °’ •

lub po przeprowadzeniu zaznaczonych działań :

312

(3)

2 Pi fj\ "f- «i -f- bi k-2, ~f" ci “h ' ■ • = 0

2 p₂ r‘z "j⁻ ö₂ k[ -j- b₂ klŁ -|- c₂ k'₃ -j- • • • —= 0 2 P3 ^3 “ł- a3 ~f~ bH &2 H~ c3 ^3 “i⁻ • • ■ = 0

. . .(4)

Kładąc k[ — — 2kuk'^ = — 2k₂, ..., otrzymamy po uproszczeniu przez 2 :

ói — —— («i k-i -j- bx k₂ -j- Ci k₃ -|- • • • )

Pi

ó₂ — —— («₂ &i -f- b₂ k₂ -j- c₂ k₃ -j- • • • )

Pi

o₃ = —T- (a₃ ki -j- ba k₂ -{- c₃ k₃ • • • )

.(5)

Pa

Związki te naz. równaniami poprawek, zaś spółczynniki nieoznaczone k korelatami. Rugując poszczególne 5 w równaniach odchyłek (1) przy pomocy równań poprawek (5), otrzymujemy r równań korelat:

aa    ab . ai

— ki H--^2 i--

JP    jo    [j

&3 -f" • ‘ • -j~ U»i == 0

bb

bc

-    -j- - le? -J-

p J I p J    p

ks • • • -f-= 0

tMtMt

Po rozwiązaniu równań korelat, które przeprowadza się analogicznemi sposobami, co rozwiązanie równań normalnych, wstawia się wartości do równań poprawek (5), uzyskując ich wartości.

Jednostkowy błąd średni :    ⁰ °.i

r

p-o

zaś błędy średnie poszczególnych spostrzeżeń (przed wyrównaniem) : u- = ~i—'

\Pl.

•(7)

Błąd średni funkcji wyrównanych spostrzeżeń F(f₁ -j- Oj, /a -j- o₂,. . . 7 -f- o ) określa wzór:

aj

iV= JJ-o

ff

J²

c-f— 2 ²

aa

bb

,    9 F

przyczem/.= —.

Jeżeli mamy wyznaczyć błąd średni spostrzeżenia wyrównanego, tj.

7.-J- o., należy zastosować wzór (8), przyjmując /■ — 1, zaś resztę f— 0.

Zamiast posługiwać się metodą opisaną, można sprowadzić wyrównanie spostrzeżeń zawarunkowanych do wyrównania spostrzeżeń pośrednich. Wybieramy oczywiście tę metodę, która nastręcza mniej pracy rachunkowej.

Ponieważ n > r, wybieramy (n — r) niezależnych poprawek, zawartych w równaniach (l), a oznaczywszy je przez a?, y, z, . ustawiamy n równań błędów o (n — r) = k niewiadomych ; wyrównanie przeprowadzamy następnie wedle str. 467, przyczem niewiadomemi jest owych (n — r) = k niezależnych poprawek o.

b) (n — r) — r lub n — 2 r,

O wyborze metody wyrównania decyduje w pierwszym rzędzie, czy a) (n — r)> r lub n > 2 r,

c) (n — r) <ir lub n<2r.

W przypadku a) posługujemy się przy wyrównaniu metodą korelat, w przypadku c) metodą spostrzeżeń pośrednich ; jeżeli (n — r) — r, decydują o wyborze inne względy, jak obliczenie wag, wyrazów wolnych itp. Przykład wyrównania spostrzeżeń zawarunkowanych por. str. 420.

LITERATURA.

K. Weigel: Rachunek wyrównawczy. Lwów—Warszawa 1923.

H. Poincaré: Calcul deg Grobalités. Paria 1912.

E. Czuber: Theorie der Beobachtungafehler. Leipzig 1891.

Helmert: Ausgleichungsrechnung n. d. Methode d. kl. Quadrate. 1907. Jordan : Tom I. (por. str. 456).

Wellisch: Theorie und Praxis der Ausgleichsrechnung. 1909.

Zarys fotografji.

Napisał

dr. fil. Henryk Mikolasch.

Ogólne. „Ciemnia“ („kamera“) jest to szczelna skrzyneczka, zaopatrzona z przodu otworem, w którym mieści sie soczewka skupiająca, t. zw. „objek-tyw“. Tylną ścianę ciemni zastępuje matowa szyba, t. zw. „matówka“, urządzona tak, że w danej chwili można ją usunąć, a na jej miejsce wstawić płytę szklaną powleczoną światłoczułą warstwą. Odstęp matówki od objek-tywu można dowolnie zmieniać, tak, aby obraz przedmiotu, na który zwrócony jest objektyw, przedstawił się najwyraźniej (obraz nastawiony jest wtedy „na ostro“). Nastawiając objektyw na przedmiot bliski, trzeba matówkę od objek-tywu oddalić. Do przedłużania i skracania służy t. zw. „wyciąg¹“ miechowy.

Po nastawieniu na ostro zastępuje się matówkę płytą światłoczułą w odpowiedniej osłonie, t. zw. „kasecie“, zakrywszy poprzednio objektyw przy pomocy „czapeczki“ („kapturka“) albo zapomocą „migawki“.

Celem ochrony płyty światłoczułej przed wszelkiem światłem, prócz promieni rzuconych objektywem, należy ją bądźto zamknąć hermetycznie wewnątrz ciemni, bądźteż umieścić ją w t. zw. „kasecie“ czyli płaskim futerale o wysuwalnej ściance („zasuwie“), dającym się szczelnie z ciemnią zespolić.

Po wyjęciu zasuwy kasetowej odkrywa się objektyw, wskutek czego promienie światła padają z przedmiotu fotografowanego przez objektyw na płytę światłoczułą. Czynność tę zowiemy „wyświetleniem“.

Płytę wyświetloną wyjmuje się z kasety w t. z w. „ciemnicy“, tj. zupełnie ciemnej ubikacji, oświetlonej jedynie rubinowoczerwona latarnią, /i wkłada się ją do specjalnego płynu („wołacza“). Po chwili na jasnej powierzchni płyty zaczyna ukazywać się obraz fotografowanego przedmiotu, ale negatywny (czarne miejsca na płycie odpowiadają jasnym częściom oryginału i naodwrót). Po wydobyciu odp. siły czyli „kry-tości“ obrazu negatywnego, wyjmuje się wywołaną płytę z płynu, przepłukuje wodą i wkłada do „utrwalacza“, który sprzezroczyszcza warstwę płyty i pozbawia ją światłoczułości. Wywołaną i utrwaloną płytę naz. „kliszą“, „matrycą“ lub „negatywem“.

Celem otrzymania obrazu właściwego, pozytywnego, trzeba negatyw „skopjować“, tj. sporządzić zeń „odbitkę“, kładąc na negatyw papier światło-czuły, warstwą czułą do warstwy negatywu i poddając go działaniu światła dziennego („naświetlanie“).

Aparat fotograficzny. Do zdjęć inżynierskich i architektonicznych nadają się najlepiej trzy typy aparatów fotograficznych: Ciemnia podróżna

/O

............

mm

liii

I ' ki¹ ' i!

iii ggiii

*i«. •..    .......

[i

Fig. 126.

statywowa, cienmia składana („kieszonkowa“) t. zw. „uniwersalna“ ciemnia lustrzana czyli „zwierciadłówka“.

oraz

1. Ciemnia podróżna statywowa (fig. 126) służy do zdjęć od 12 X 16,/a do 18 X 24 cm, tj. takich, których powiększać nie zamierzamy. Jak najdłuższy wyciąg miecha (40, wzgl. 60 cm); nadto pion i libelka, aby umożliwić ustawienie matówki do pionu, zaś górnej jej krawędzi do poziomu. „Czołówka“ (c), czyli przednia ścianka ciemni, dźwigająca objektyw, powinna przesuwać się w górę i w dół, a nadto dać się pochylać ku matówce (m). Konieczny silny, drewniany, składany, okuty „trójnóg“ czyli „statyw“.

2. Ciemnia składana uniwersalna (fig. 127). Zdjęćmigowych(6X9do 10X15) dokonywać można także „z ręki“ bez konieczności użycia statywu. Długość

miecha i tu znaczna, tj. 24, wzgl. 36 cm. Libelka

Nadaje się też do statywu. Do zdjęć z ręki posiada ciemnia uni-I wersalna „celownik“, oraz „skalę oddale-B nia“. Celownik służy H do uchwycenia foto-m gratowanego przed-J miotu w takiem poll łożeniu, jak go na fo-togramie dostać pra-P' gniemy. Obraz w celowniku musi występować jasno oraz dokładnie w takiem ograniczeniu, jak później na płycie. Skala oddalenia zastępuje podczas zdjęć z ręki matówkę przy nastawianiu obrazu „na ostro“. Oddalenie przedmiotu od aparatu ocenia się tu jedynie okiem, poczem zmniejsza się lub zwiększa wyciąg miecha, dopóki wskazówka przytwierdzona do wyciągu nie wskaże odp. oddalenia na podziałce skali.

konieczna.

Ig

li

Fig. 127.

3. Zwierciadłówka (fig. 128). Typ bardzo dobry do celów inż. i arch. Objektyw rzuca tu obraz fotografowanego przedmiotu na ruchome lustro posrebrzane, ustawione wewnątrz ciemni pod kątem 45°; zwierciadło odbija obraz, rzucając go na poziomą matówkę nad niem ustawioną, osłoniętą wysokim składanym kominem. Korzyści: a) widzimy przedmiot fotografowany stojący tak, jak w rzeczywistości, a nie „do góry nogami“ i to dokładnie w tej samej wielkości, jak później na fotogramie ; b) można ruchomy przedmiot tak długo „wizować“ przy otwartej kasecie i napiętej migawce, aż przybierze pożądaną pozę, poczem w tym samym ułamku sekundy, gdy pociśnie się odp. sprężynę, lustro odpada ku górze, a migawka szczelinowa spada w dół dokonując wyświetlenia płyty. Format 6X9 lub 9 X 12 (ewent. 9X9) cm. Uzyskane klisze można powiększać.

Każdy aparat posiadać musi bezwzględną, hermetyczną szczelność wszystkich swych składowych części — zwł. miecha — w przeciwnym bowiem razie płytę światłoczułą, odkrytą podczas wyświetlania ku wnętrzu ciemni musiałoby trafić „fałszywe światło“ powodując wadliwość („zamglenie“) kliszy.

Objektyw: Ciemnia może być zaopatrzona: a) w otwór t. zw. „steno-peiczny“, b) w pojedynczą soczewkę skupiającą, c) w „objektyw“, złożony z dwóch lub większej ilości rozmaitych soczewek. Wskazany jedynie objektyw najdoskonalszego typu t. zw. „anastygmatyczny“ (fig. 129). Inne soczewki są wadliwe.

Każdy objektyw posiada pewne stałe, których poznanie, jak również zrozumienie wpływu, jakie wywierają na jakość zdjęć, jest konieczne. Sa nimi „ogniskowa“ i „jasność“ objektywu. Pod ogniskową rozumiemy w mniej ścisłem znaczeniu oddalenie tego punktu między soczewkami, gdzie wpuszczona jest w objektyw przysłona tęczówkowa (t), od środka matówki przy ostrem nastawieniu na niej obrazu przedmiotu bardzo znacznie oddaló-uego. Pomiar ogniskowej uskuteczniamy sposobem w praktyce wystarczającym tak : ustawiwszy aparat przed rozległym krajobrazem, zwracamy go objek-tywem zupełnie otwartym ku jakiemuś dalekiemu przedmiotowi, poczem w sposób wiadomy nastawiamy na matówce maleńki obraz przedmiotu jak najostrzej. Następnie mierzymy dokładnie odstęp środkowej części matówki

li

od przysłony objektywu, odczytując wprost długość ogniskowej w centymetrach. Ogniskowa wpływa na długość wyciągu miechowego, jakoteż na Avielkość obrazu fotografowanego przedmiotu na matówce, a więc i na fotogramie. Im większa ogniskowa, tem większy obraz, ale i tem dłuższego potrzeba wycia g o miecha.

Chcąc więc otrzymać jak największy obraz fotografowanego przedmiotu, mamy przed sobą dwie drogi : zbliżyć

Wmm

ii

linii«

U'

iiiiiîiïHwttïïwiwBl

Ills

ri

Fig. 128.

tlili

Fig. 129.

się don nadmiernie, co spowodowaćby musiało obce dla oka, zatem rażące „przerysowanie“ perspektywiczne przedmiotu na fotogramie — albo zastosowanie do zdjęcia objektywu o jak najdłuższej ogniskowej, granicę której zakreśli wyciąg miecha, jakim rozporządzamy. Najlepiej trzymać się drogi pośredniej, zaopatrując się w objektyw o średniej ogniskowej, wynoszącej dla formatu płyty 6 X 9 : 12 do lr> cm, dla 9 X 12 : 15 do 18 cm, dla 13X18:21do 26 cm. Ogniskową objektywu oznaczamy literą F, np. F= 150 mm.

Objektyw taki spełni należycie swe zadanie w przeważnej części naszych zdjęć; zawiedzie atoli: a) przy fotografowaniu przedmiotów odległych, do których dostęp jest utrudniony z powodu przeszkód terenowych ; b) przy zdejmowaniu wielkich przedmiotów, od których nie jesteśmy w stanie należycie się oddalić. Wówczas wskazane są objektywy specjalne : w pierwszym wypadku „dalekowidze“ (teleobjektywy), w drugim objektywy „szerokokątne“.

Drugą stałą każdego objektywu jest jego jasność. Jasność tę wyraża się z dostateczną dokładnością zap. cyfry, oznaczającej, ile razy średnica wolnego otworu objektywu mieści się w jego ogniskowej. Jeżeli np. ogniskowa objektywu — 30 cm, a średnica soczewek wolna od oprawy = 5 cm, to jasność tego objektywu wynosi w przybliżeniu 30 : 5 — 6, co oznaczamy fj6 albo f : 6.

Mając lip. dwa objektywy o jasności f/6 i //12 i ustaliwszy, że doskonały technicznie fotogram pierwszym objektywem, otrzymamy przy wyświetleniu płyty przez 1 sek., to chcąc w tych samych warunkach otrzymać równie dobry fotogram drugim objektywem, o połowę mniej jasnym, wyświetlić musimy nie dwa ale cztery razy dłużej, tj. przez 4 sek. Zatem otwór objektyivu, mniejszy w środku n razy, wymaga w² dłuższego wyśivie-tlenia. Zwiększyć jasności nie można; można ją jednak zmniejszać zap. „przysłony“.

e-

Jeżeli mamy dokonać zdjęcia, na którem wszystkie przedmioty pierwszego, średniego i ostatniego planu muszą być zarysowane z jednakowa, „rytą“ ostrością, to spostrzeżemy, że po nastawieniu ostrein na matówce przedmiotu pierwszoplanowego, kontur ostatnioplanowego bedzie niewyraźny, rozmazany i naodwrot, — jednem słowem, że nie zdołamy rozmieścić jednakiej ostrości po wszystkich planach. Wtedy zmniejszamy otwór objektywu, zay żając średnicę tęczowkowej przysłony i równocześnie widzimy, jak zaciemnia się matowkowy obraz, ale zarazem wzrasta ostrość wszystkich przedmiotów

* yi

W/ś

Fig. 131.

Fig. 132.

Fig. 130.

av głąb obrazu. Przez zmniejszenie jasności objektywu zwiększamy więc „głębię ostrości“.

migawki“, która może być„centralna“ (t. zw.

Migawka. Zdjęć „czasowych“, trwających od kilku lub nawet kilkunastu minut aż do ¹/a sek., dokonywa się przez odkrycie czapeczki objek-tywowej. Zdjęć „migowych“ dokonywa się w ułamkach sekundy (od ¹/5 aż do Viooo) przy pomocy „wycinkowa“ lub „sektorowa“ (fig. 130), „roletowa“ (fig. 131), „szczelinowa“ (fig. 132).

Gdy nie chodzi o szczególnie wielką szybkość, Avskazana jest migawka centralna, gdyż pozwala również najwygodniej dokonywać i zdjęć czasoAvych bez potrzeby posługiwania się czapeczką, otwierając i zamykając objektyw z wielką precyzją.

Kasety. Praktyczne, absolutnie szczelne kasety, przeznaczone do przechowywania w bezwzględnej ciemności płyt fotograficznych przed i po zdjęciu, są nieodzowną częścią składową każdego z wyż opisanych typów ciemni. Najszczelniejsze są kasety podwójne drewniane z zasuwami dreAvnia-nymi lub metalowymi — najmniej szczelne pojedyncze kasety blaszane, choć są lekkie i cienkie.

Z kaset blaszanych należy, przechowując je poza zdjęciami, wyjmować zupełnie zasuwy, aby nie uciskały uszczelniającego paska pluszowego.

Kasety powleczone są wewnątrz warstwą czarnego lakieru lub bejcy, które oddziaływują zgubnie na płyty. Nie należy więc przechowywać płyt av kasetach dłużej niż kilka dni ani przed dokonaniem zdjęć, ani potem.

Trójnóg czyli statyAV (fig. 133) musi stać niewzruszenie, być silnej budowy i posiadać dostatecznie szeroką „głowę“, na której opiera się spód

ciemni. Najlepsze dwu-, najwyżej trójdzielne statywy drewniane ; przeważnie nie do użycia eleganckie trójnożki z rur metalowych itp. Człony trójnoga muszą się dać skracać i przedłużać, jeden niezależnie od drugiego ; powinny być okute ostrymi stalowymi kolcami. W terenie skalistym, gdzie nie można wbić kolców w ziemię, używamy t. zw. „sprzęgacza“ (fig. 11), aby uniknąć rozsuwania się członów trójnoga na twardem czy śliskiem podłożu. Wysokość trójnoga powinna wynosić tyle, aby podczas zdjęcia objektyw mógł znaleźć się na wysokości oka, tj. ok. 150 cm.

Przybory pomocnicze. Ciemna zasłona, tj. metr kwadratowy ciemnego sukna lub lżejszej zbitej materyi, służy do okrywania aparatu wraz z głową fotografa podczas nastawiania na ostro matówkowego obrazu. Lupa, dobre achromatyczne szkło powiększające, przydatne, gdy chodzi np.

ziarna

o jakiś subtelny szczegół, a delikatność matówkowego pozostawia, jak z reguły, wiele do życzenia.

Aparat fotograficzny należy przechowywać stale w futerałach czy tornistrach ze skóry lub nieprzemakalnego płótna, wymoszczonych aksamitem lub grubem suknem.

Płyta światłoczuła, tj. płyta szklana, powleczona t. zw. „żelem“

fi fi

Fig. 134.

Fig. 133.

bromkosrebrowym czyli zawiesiną (emulsją) nader subtelnie rozdrobnionego bromku srebra w żelatynie. W handlu w rozmaitych stopniach czułości, naogół rozróżnia się płyty najczulsze („Ultrarapid“, „Ultrasensitive“, „Flashlight“ itp.) do zdjęć migowych najszybszych w połączeniu z bardzo jasnymi objek-tywami, płyty normalnie czułe do wszelkiego rodzaju zdjęć z wyj. poprzednio wyszczególnionych — oraz płyty „fotomechaniczne“ o stosunkowo bardzo małej czułości do reprodukcji zwł. planów i rysunków kreskowych. Bez względu na stopień czułości dzielimy płyty na zwykłe i „barwoczułe“. Zwykła płyta bromkosrebrowa jest ślepa na wszystkie barwy za wyjątkiem niebieskiej i fiołkowej, które rejestruje niemal tak pochopnie jak śnieżną biel. Wszystkie inne barwy wypadają na odbitce mniej lub więcej czarno. Chcąc zatem lokalne barwy fotografowanego przedmiotu oddać na fotogramie tak, lub przynajmniej w przybliżeniu tak, jak je widzi oko ludzkie w skali tonów czarnobiałych („w tych samych walorach“), musimy dokonać zdjęcia na płycie barwoczułej. Płyty takie dzielimy na : barwoczułe (ortochromatyczne) rejestrujące prócz barwy niebieskiej i fiołkowej również zieloną i żółtą, i wszechbarwoczułe (panchromatyczne), do rejestracji wszystkich barw. Pierwsze z nich używane są do wszelkich zdjęć krajobrazowych, rodzajowych itp., drugie przy zdjęciach przedmiotów, wykazujących także lokalne barwy czerwone. Ponieważ jednak tak u jednych, jak i u drugich czułość na barwy niebieskie i dołkowe przewyższa zawsze znacznie stopień ich czułości na resztę barw, przeto stosujemy podczas zdjęcia szybki żółto lub pomarańczowo zabarwione, t. zw. „filtry“, które umieszczone przed lub za objektywem w odpowiednich oprawach, osłabiają przemożny wpływ promieni niebiesko-fiołkowych. Filtry przedłużają ogólny czas wyświetlenia

płyty-

Podczas przerabiania płyt barwoczułych należy w ciemnicy zachować wszelkie ostrożności, trzymać się z daleka od rubinowej lampy, płyty pan-chromatyczne nauczyć się przerabiać w zupełnej ciemności.

Płyty zwykłe i barwoczułe, zabezpieczone przeciw światłokręgom, naz. „izolarowymi“. Jeżeli fotografujemy jakikolwiek przedmiot o bardzo silnych kontrastach między cieniem a światłem i czas wyświetlenia obficie wymierzymy, to na fotogramie ujrzymy przedmioty ciemne, sąsiadujące z białymi, jak gdyby otoczone aureolą świetlaną, w której rozmazuje się kontur tych przedmiotów, a drobniejsze szczegóły nawet nikną (np. cienkie gałęzie drzew na jasnem tle obłoka). Zjawisko to nazywamy światłokręgiem. W wypadkach podobnych uciekamy się do płyt izolarowych, których czas wyświetlenia jest nieco dłuższy.

Dokonywanie zdjęć. Zdjęcia inżynierskie i wielka część architektonicznych należą do działu fotografji dokumeutarnej, gdzie chodzi o uzyskanie jak najwierniejszego dokumentu z fotografowanych objektów.

Przedmiot, jaki mamy zamiar odtworzyć na fotogramie, musimy przestu-djować o różnych porach dnia i w rozmaitem oświetleniu, aby wybrać warunki sprzyjające szczególnie jego charakterowi, oraz wrażeniu, jakie całość powinna sprawiać. Gdy warunki takie zaistnieją, ustawiamy aparat fotograficzny, kierując objektyw ku przedńiiotowi zdjęcia, aby przedmiot zarysował się na matówce w takiej wielkości, oraz w takiem odgraniczeniu, w jakich go na fotogramie mamy zamiar utrwalić. Pamiętać należy, że barwy, malujące się na matówce, znikną na fotogramie bez śladu — tem wyraziściej zaznaczą się linje, sylweta i światłocień. Dlatego li tylko na te czynniki zwracać trzeba tem pilniejszą uwagę !

Aparat ustawić należy przy pomocy pionu i libelki tak, by pionowe krawędzie ciemni stosowały się istotnie do pionu, zaś poziome do poziomu. Me mogąc z danego punktu, leżącego za nisko, zmieścić na matówce górnej . części gmachu, wieży kościoła lub t. p. wysuwamy ku górze ruchomą czołówkę 'fciemni wraz z objektywem. Jeżeli i to nie wystarczy, wtedy pochylamy czołówkę w stronę matówki, wyprowadzając ją tem samem z pionu. W tym wypadku trzeba objektyw znacznie przysłonić, chcąc zachować ostrość na całej przestrzeni matówkowego obrazu.

Dla udania się zdjęcia, t. zn. dla otrzymania technicznie doskonałej kliszy i odbitki, miarodajne jest należyte obliczenie czasu wyświetlenia. Posłużyć się tu można t. zw. „tablicą wyświetlenia“ (patrz str. 480) lub przyrządami pomocniczymi, mierzącymi wprost natężenie światła, jakimi są „światłomierze“ chemiczne i optyczne. Jednak ani tablice, ani światłomierze nie mogą nigdy podać bezwzględnie idealnie właściwego czasu wyświetlenia ; pozwalają jedynie uniknąć grubszych błędów w obliczaniu tego czasu. W każdym razie, zwł. w wypadkach wątpliwych, lepiej zdjęcie „prześwietlić“ niż „niedoświetlić“, gdyż można ocalić płytę prześwietloną, podczas gdy niedoświetlona znaczniej niż trzykrotnie, ocalić się nie da.

Obliczywszy czas wyświetlenia usuwa się matówkę, wkłada na jej miejsce kasetę, zamyka objektyw, wysuwa zasuwę kasetową, zwróconą ku wnętrzu ciemni, a przeczekawszy chwilę, aż uspokoi się drganie aparatu, spowodowane tymi czynnościami, otwiera się objektyw na obliczony przeciąg czasu. Natychmiast po wyświetleniu należy wsunąć zasuwę kasetową, kasetę

Dokonywanie zdjęć. — Wołanie.

477

wyjąć, włożyć, do futerału a matówkę wstawić na właściwe miejsce, poczem w notatniku zapisać numer kasety, przedmiot, oraz warunki towarzyszące dokonaniu zdjęcia.

lub

Wołanie. Do „wywołania“ obrazu „utajonego“, jaki powstał na płycie przez wyświetlenie, służy „ciemnica“, tj. bezwzgl. ciemny z natury dający się zaciemnić pokój, oświetlony jedynie rubinowo-czerwonem światłem lampy świecowej, naftowej lub elektrycznej żarówki. W ciemnicy zakłada się płyty do kaset, wyjmuje się je z kaset po dokonaniu zdjęć, oraz wywołuje utajony obraz.

Czynność wołania: Zanurza się płyty do czarki z t. zw. „wołaczem“ warstwą żelu ku górze i porusza czarką przez pewien przeciąg czasu tak, by płyn równomiernie i ustawicznie oblewał całą warstwę światłoczułą. Działanie wołacza polega na redukcji srebra metalicznego w postaci czarnego strątu na tych miejscach żelu, gdzie podczas zdjęcia działały promienie światła. Wołaczy znamy bardzo wiele; każdy niemal (wyjątek stanowi amidol, stosowany w praktyce bez dodatku zasady) składa się z trzech składników, a to : właściwej substancji redukującej, jakiejkolwiek zasady, oraz środka konserwującego. Z zasad powszechnie uż. się węglanu sodu czyli sody (Natrium carbonicum), węglanu potasu czyli potażu (Kalium carbonicum) albo wodorotlenku sodu czyli sody żrącej (Natrium hydrooxydatum [hydricum]). Zasada budzi i rozwija pełną energję redukcyjną substancji wywołującej. Środek konserwujący : siarczyn sodu (Natrium sulfurosum) albo dwusiarczyn potasu (Kalium meta-bisulfurosum) — chroni wołacz od szybkiego rozkładu w zetknięciu z powietrzem atmosferycznem.

dla

Każdy racjonalnie złożony wołacz (patrz str. 10) daje dobre rezultaty, początkującego najdogodniejsze w użyciu są wołacze stężone, które przed zastosowaniem wystarczy w przepisanym stosunku rozcieńczyć wodą. Należy tu np. angielski „Azol“, francuski „Metochinon“ łub bardziej u nas rozpowszechniony niemiecki „Rodinal“. Do wołania zdjęć czasowych przy rodinalu rozcieńczenie wodą w stosunku 1 : 25, migowych 1 : 40. Wołacz mniej rozcieńczony daje większe kontrasty, większą świetność obrazu negatywnego, przeciwnie zaś bardziej rozcieńczony pracuje miękko, dając negatywy słabiej kryte, ale harmonijne.

Po kilkunastu lub kilkudziesięciu (zależnie od jakości i składu wołacza, oraz czasu wyświetlenia płyty) sekundach od chwili zanurzenia płyty w wołaczu zaczyna występować obraz.

Postęp wołania kontrolujemy od czasu do czasu, wyjąwszy płytę przy pomocy trzymadełka(fig. 135) i badając ją w przeźroczu pod światło lampy ciemnicowej. Gdy redukcja srebra dostatecznie i postąpi, t. zn. gdy obraz negatywny nabierze siły,

Fig. 135.

„krytości“ i świetności, wyjmuje się płytę z wołacza, przepłukuje ją powierzchownie czystą wodą i wkłada warstwą ku górze do czarki z utrwalaczem. Czarek, służących do wołania, oraz do utrwalania, nie używać nigdy do żadnych innych kąpieli fotograficznych. Wołacz zużyty do wywołania płyty wylewa się, używając do wołania następnej płyty świeżej kąpieli wywołującej.

na

Utrwalanie. Wywołana płyta odznacza się małą przejrzystością i jest w dalszym ciągu czuła na światło ; utrwalenie sprzeżroczyszcza ją i pozbawia czułości. Utrwalacz z podsiarczynu sodu (Natrium subsulfurosum 1. thio-sulfurosum) rozpuszczonego w zimnej wodzie w stosunku 1 : 5. Do polecenia : 10%-owy dodatek dwusiarczynu potasu (Kalium metabisulfurosum) np.

200 g podsiarczynu 20 g dwusiarczynu. Kąpieli utrwalającej uż. się aż do

wyczerpania. W litrze utrwalić można około 60 płyt 9 X 12. Po 20 mm. utrwalanie można uważać za skończone. Utrwalać należy jeszcze przez 10 min. od chwili, gdy zniknie mleczna powłoka z odwrotnej strony płyt. Utrwalone płyty („klisze“, „matryce“ lub „negatywy“), poddaje się gruntownemu płukaniu, bądźto przez przeciąg godziny w t. zw. „płuczkarce“ z przepływająca wodą (fig. 136), bądźteż w obszernej czarce, zmieniając co 15 min. wodę przez przeciąg ll/₂ godziny.

Wypłukane klisze stawia się na drewnianym koziołku (fig. 137) w miejscu suchem, przewiewnem, wolnem od kurzu i pyłu. Schnięcie trwa kilka do kilkunastu godzin zależnie od ciepłoty i przewiewu.

Poprawianie wadliwych klisz. W razie znaczniejszego niż trzykrotne niedoświetlenia zdjęcia otrzymuje się negatyw wadliwy, zbyt kontrastowy, za twardy, na którym cienie, a nawet ciemniejsze półtony pozbawione są szczegółów czyli „przeróbki“. Kliszy takiej poprawić niepodobna. W razie prześwietlenia otrzymuje się negatyw za mało kontrastowy, „mdły“, obłożony

ponadto mniejszem lub większem zamgleniem szarem, wykazujący jednak całe bogactwo szczegółów oryginału. Kliszę taką poprawia się usuwając ogólne zamglenie przez kąpiel w osłabiaczu Far-

• ••

Fig. 137.

Fig. 136.

mera: Zelazicyanku potasu, (Kalium ferricyanatum rubrum) 1 g, wody 5cm³; po rozpuszczeniu wlewamy ten roztwór do 100 cm³ 10%-owego wodnego roztworu podsiarczynu sodu czyli zwykłego utrwalacza. Po gruntownem wypłukaniu następuje wzmocnienie we wzmacniaczu sublimatowym albo uranowym.

Wzmacniacz sublimatowy: Gorącej wody 300 cm³, sublimatu (Hydrargyrum bichloratum corrosivum) 6 g, bromku potasu (Kalium bromatum) 4 g. Gdy klisza zupełnie zbieleje, opłukuje się ją w czystej wodzie i czerni w 10%-owym wodnym roztworze siarczynu sodu (Natrium sulfurosum).

Wzmacniacz uranowy: 50c//<³ l°/₀-owego wodnego roztworu azocianu uranu (Uranium nitricum), 10 cm® kwasu octowego stężonego (Acidum aceticum glaciale), 50 cm³ 1%-owego wodnego roztworu żelazicyanku potasu (Kalium ferricyanatum rubrum). Po osłabienu gruntownie wyp.łukać i wysuszyć.

Normalnie wyświetlona płyta mogła jednak zostać fałszywie wywołana przez pozostawanie w wołaczu za krótko („niedowołanie“) lub za długo („przewołanie“). W pierwszym wypadku należy wzmocnić ją wzmacniaczem sublimatowym — w drugim osłabić w 1—3%-owym wodnym roztworze nadsiarczanu amonowego (Ammonium persulfuricum), zakwaszonego kilkoma kroplami kwasu siarczanego (Acidum sulfuricum).

Klisze poprawione należy gruntownie wypłukać i wysuszyć. Ewentualnie znajdujące się na negatywach jasne, przeźroczyste plamki zakryć karminem lub tuszem przy pomocy kończystego pędzelka, gdyż na odbitkach odznaczyłyby się jako plamki i punkciki czarne, trudne do usunięcia.

Sporządzanie odbitek. Chcąc z kliszy otrzymać obraz pozytywny, musimy kliszę „odkopjować“, tj. sporządzić z niej „odbitkę“.

Papiery naczulone solami srebra, służące do kopjowania, dzieli się na: bromkosrebrowe, odznaczające się najwyższą stosunkowo czułością na światło,

Poprawianie wadliwych klisz. — Sporządzanie odbitek.

479

nie o wiele mniejszą od średnioczułych płyt fotograficznych — chlorkobromko-srebrowe o znacznie mniejszej czułości, oraz chlorkosrebrowe (i pokrewne) o najmniejszej czułości.

Na dwóch pierwszych powstaje przez „naświetlenie“ obraz utajony, który dopiero przez wywołanie na jaw występuje; na chlorkosrebrowym ukazuje się obraz już podczas naświetlania. Przyrządem pomocniczym, niezbędnym do sporządzania odbitek, jest t. zw. „kopjorama“, do której wkłada się kliszę warstwą żelatynową ku górze, kładąc na nią papier światłoczuły warstwą do spodu, zamyka wieko kopjoramki przyciskając je przy pomocy metalowych sprężyn, powodujących ścisły styk kliszy z papierem i wystawia kopjoramę krócej lub dłużej na działanie światła.

Papier bromkosrebrowy. Przerabia się jak płyty w ciemnicy przy rubinowem świetle lampy. Do naświetlania odbitek używa się najsłabszych źródeł światła, a więc lampy naftowej, świecowej, a nawet szwedzkiej zapałki. Lampę umieszcza się w obszernem a szczelnem pudle blaszanem, drewnianem lub tekturowem, zaopatrzonem u dołu otworkami dla dopływu powietrza, u góry kominem odprowadzającym gorąco i produkty spalenia, zaś z boku otworem prostokątnym zamykanym na zasuwę. Przez otwarcie zasuwy naświetla się odbitkę, puszczając promienie światła na kopjoramę, ustawioną w pewnej odległości od lampy. Im większa ta odległość, tern większe kontrasty na odbitce. Każdy charakter kliszy wymaga innej odległości i innego czasu wyświetlenia — rozstrzyga tu więc jedynie doświadczenie.

Po naświetleniu wywołuje się obraz tak samo jak przy płytach. Papier cienki trzeba przed wołaniem zanurzyć na minutę do czystej wody, a dopiero potem oblać wołaczem, aby uchronić odbitkę od plam i smug wskutek zwijania się i falowania papieru w wołaczu. Do wołania nadaje się każdy dobry wołacz, taki sam jak do wołania płyt, z wyj. jednego kwasu piro-galusowego, który może zabarwić na żółto włókna papieru. Chcąc uniknąć nawet śladów zamglenia świateł, dodaje się do wołacza kilkanaście kropli 1 Op/₀-owego roztworu bromku potasu (Kalium bromatum). Gdy odbitka osiągnie w wołaczu pożądaną siłę, przepłukuje się ją powierzchownie w czystej wodzie i wkłada do czarki z utrwalaczem o tym samym składzie jak do utrwalania płyt, zakwaszonego z reguły dwusiarczynem potasu (Kalium meta-bisulfurosum). Po 20 minutach utrwaloną odbitkę poddaje się gruntownemu płukaniu w przepływającej lub często zmienianej wodzie.

Barwa odbitek na papierze bromkosrebrowym jest stale czarna, zimniejsza (błękitnawa) lub cieplejsza (brunatnawa), zależnie od substancji wywołującej i składu wołacza.

odbitek

Papiery chlorkobromkosrebrowe, zw. także „gazowymi“ lub „do światła gazowego“, odznaczają się mniejszą czułością od poprzednich i to tern mniejszą, im mniej w swoim żelu zawierają bromku, a im więcej chlorku srebra. Zawartość ta sprawia, że barwa odbitek na papierach gazowych nie ogranicza się do czerni, lecz, że można odpowiednim wołaczem uzyskać przeważnie i inne odcienie, a zwłaszcza oliwkowe i brunatne. Z uwagi na małą stosunkowo czułość tych papierów stosuje się do naświetlania silniejsze źródła światła, szczególnie żarówki elektryczne i gazowe — zaś do oświetlenia ciemnicy jasne szyby wzgl. cylindry żółtopomarańczowe zamiast rubinowych. Zresztą tok postępowania jak przy papierze bromkosrebrowym, z tą jedynie różnicą, że naświetlone odbitki wywołujemy wprost, bez moczenia ich w wodzie, oraz, że po wywołaniu przepłukujemy je wodą zakwaszoną kwasem organicznym (np. octowym, cytrynowym, winowym lub t. p.), by przerwać momentalnie dalsze działanie wołacza. Skład i stężenie wołacza wpływa na charakter i odcień barwny odbitki. Najchętniej uż. tu metolu z hydrochinonem, któryto wołacz odpowiednio stężony działa nader szybko, dając obraz czarny, kontrastowy — zaś rozcieńczony mniej lub więcej wodą woła powoli, nadając odbitkom odcienie oliwkowe i brunatne. Im bardziej wołacz rozcieńczymy, tern dłużej musimy naświetlić i tem

oc

Popołudniu

H (M CO ^ O ÎO t>

01

Popołudniu

Przed

południem

tH O

t-H i-H

05 GO !>• tD tO

Przed

południem

Czerwiec

1—15 16-30

oo^io^

H U1 ^ 51

«1*1

rH 00 iO

1—15

Tablica wyświetlenia. I. Miesiąc, pora dnia:

Maj

Kwiecień

Marzec

Luty

Styczeń

1—16 16—31

1—15 16-30

1—15 16—31

1—15 16-28

1—15 i6 —31

CO^O^

rl rl H H Ol CO © >0

OOkO^

01 CO CO ’

16-31    1-15 16-31

Lipiec

Sierpień

ciężkie chmury

00^ »O »O

i—I tH rH 00    00

OO^iO^O^

t-T t—T t-T oo co co o

H rl tH 54 t^H GO

H rH CO iO

00 .

04 04 CO rp (>•

CO CO lO

CO »O GO *0

TjilO

16—30    1—15

16—31    1-15

16-30    1-15

16-31    1—15

Wrzesień

Październik

Listopad

Grudzień

II. Oświetlenie:

pochmurno

jasno bez słońca

słonecznie

III. Przedmiot zdjęcia: architektura itp. na średnim planie = 2

IV. Czułość płyty:

wysoce czułe (+17°Sch.)

V. •

normalnie czułe (+ 14° Sch.)

1C

V. Przysłona (stosunek średnicy do ogniskowej).

F/3,15    F/4,5    F/5,5    F/6,3    F/6,8    'F/9    F/15    F/22    F/31

12

70

120

150

200

300

009

Przykład:

Zadanie: Z początkiem listopada, w dzień pochmurny, o godzinie 11. przed południem dokonać mamy zdjęcia gmachu na płycie normalnie czułej pełnym otworem objektywu F/6,8.

Rozwiązanie : Liczby, wyszukane w odpowiednich rubrykach tablicy, mnożymy, otrzymując czas wyświetlenia w sekundach :

2 X 3 X ² X ¹ X = T" *=• “ sekundy.

₁₂₀ jog io    J

I 10°/o-owy wodny roz-Woda twór bromku potasu J (Kalium bromatum)

krople

cm³

iOO*0»OiO©»QiO io o iO ÎD CD lO »O O iO O tO !>•

Skład chemiczny ważniejszych wołaczy organicznych w 100 cm"' :

40%-owy wodny roztwór sody suchej (Natrium carbonic.)

50%-owy wodny roztwór potażu (Kalium carbonicum)

Substancja redukująca

20°/o-owy wodny roztwór siarczynu sodu (Natrium suliu-rosum cryst.)

cm³

cm³

cm³

©©©©©©©©    © I

rH tH rH tH rH rH tH tH tH

albo

r>

©ooooooo ©

tH wH tH t-H tH *H tH -t-H rH

0,5

0,6

0,5

0,5

0,6

0,5

0,2

0,3

0,5

kwas pirogalusowy pirokatechina. . . .

hydrochinon.....

adurol ..........

paraamidofenol ...

metoł............

edinol . ........

glicyna..........

Imetol z..........

I hydrochinonem . . . amidol..........

O iO iO o >o © iO >o »O tO (MtHtH(?1(MC0(M(M CM <m

cieplejszy odcień barwny otrzymamy na pozytywnym obrazie. Każdy jednak papier gazowy, zależnie od składu chemicznego swego żelu, zachowuje się pod tym względem inaczej tak, że niepodobna podać ogólnie trafnych przepis '

o w.

a wówczas

Papiery wykopjowujące, zwane także „dziennymi“ lub do „światła dziennego“, obejmują grupę papierów, których warstwa zawiera jako substancję światłoczułą chlorek, cytrynian srebra lub inne sole srebrowe, zazwyczaj kwasów organicznych. Z powodu małej czułości tych związków chemicznych przerabiać je można gdziekolwiek przy przyćmionem świetle dziennem, zaś naświetlać w pełnem świetle dnia, a nawet w bezpośrednich promieniach słońca. Obraz występuje na tych papierach widoczny podczas stosunkowo długiego naświetlania. Odbitki z reguły przekopjowujemy, tj. naświetlamy tak długo, aż obraz wystąpi z większą siłą, ciemniejszy, niż go pragniemy na gotowej odbitce, a to z powodu, że w następnych kąpielach „cofa się“ czyli traci na sile. Odbitki utrwala się wprost w 10%-owym wodnym roztworze podsiarczynu sodu (Natrium subsulfurosum 1. thiosulfurosum) otrzymamy odcień czerwonawy, rudy lub żółtobrunatny — albo też można je dla upiększenia barwy wyzłocić i utrwalić. Złoto metaliczne zastępuje wówczas częściowo strat srebrowy, nadając odbitce odcienie najrozmaitsze od purpurowo-fiołkowych do niebieskawych. Kąpiel złocącą stosuje się bądźto odrębnie przed utrwalaniem, bądźteż w połączeniu z utrwalającą - w pierwszym wypadku odbitki są trwalsze.

fi

V;;: •

Fig. 138.

Wykańczanie odbitek. Odbitki po utrwaleniu i gruntownem wypłukaniu wiesza się na rozpiętym sznurze zapomocą klamerek mosiężnych lub drewnianych kleszczyków, aby dokładnie wyschły ; następnie trzeba je rozprostować, przesuwając je ostrożnie przez kant blatu stołowego lub lineału. Po obcięciu niepotrzebnych krawędzi nożycami lub lepiej przeznaczoną do tego celu maszynką z nożem (fig. 138), wkłada się odbitki luźnie do albumów albo też nakleja je czystym klajstrem pszennym, zadanym kilku kroplami fenolu lub tymolu, zapomocą płaskiego szczeciowego pędzla na chemicznie czyste (niebie-lone) kartony lub czerpany papier, pozostawiając naklejone fotogramy przez jakiś czas pod silnym przyciskiem (np. w obszernej kopjoramie).

Chcąc podnieść świetność odbitek na papierach matowych (z wyjątkiem t. zw. „celoidynowych“) i zwiększyć ich trwałość, powleka się je z obu stron zapomocą miękkiego szerokiego pędzla jakimkolwiek rozcieńczonym werniksem żywicznym (np. spirytusowym roztworem białego szelaku).

rzuca w

na

Obrazy świetlne czyli przeźrocza. Chcąc umożliwić równocześnie wielkiej ilości osób oglądanie zdjęć, uciekamy się do t. zw. „rzutnictwa“ czyli „projekcji“. Do odpowiednio urządzonego aparatu, zw. „skioptikonem“ wkłada się w tym celu kolejno „przeźrocza“ albo diapozytywy, które aparat znacznem powiększeniu na rozpięte białe płótno lub papier ekranu rzutniczego. Przeźrocza te są odbitkami, sporządzonymi nie na papierze, ale płycie szklanej. Do tego celu służą płyty diapozytywowe o warstwie światłoczułej z żelu chlorkobromkosrebrowego. Sporządzanie przeźroczy nie różni się niczem od kopjowania na papierach gazowych. Gotowe przeźrocza nakrywa się celem ochrony warstwy żelatynowej z obrazem cienką płytką szklaną, tej samej wielkości co diapozytyw, i okleja wszystkie > cztery krawędzie zespolonych płyt zapomocą gumowanych pasków czarnego papieru, na którym białą farbą umieszcza się odpowiedni napis.

'S

PODRĘCZNIK

INŻYNIERSKI

W ZAKRESIE INŻYNIER]! LĄDOWEJ I WODNEJ

REDAKTOR NACZELNY

PROF. Dr. INŻ. STEFAN BRYLA

CZĘŚĆ CZWARTA:

BUDOWNICTWO WODNE

LWÓW I WARSZAWA 1926

NAKŁADEM KSIĘGARNI POLSKIE] B. POŁONIECKIEGO

WYDANO ZE WSPÓŁUDZIAŁEM ZWIĄZKU STUDENTÓW INŻYNIERJ1 POLITECHNIKI LWOWSKIEJ

CZĘŚĆ CZWARTA.

BUDOWNICTWO WODNE.

TREŚĆ.

Strona

Strona

Pomiary wodne. Napisał dr. inż. Maksymiljan Matakiewicz, profesor politechniki, Lwów ....    483

I. Metody bezpośrednie......

II. Metody pośrednie.......

Kanały i przewody. Napisał dr. inż. Karol Pomianowski, profesor politechniki, Warszawa ....    522

483

504

I. Prace przygotowawcze

II. Konstrukcja.....

III. Budowa.......

III.    Trasa regulacyjna.......

IV.    Roboty regulacyjne ......

Drogi wodne. Napisał dr. inż. Adam Kożański, profesor Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków ....    633

I. Żegluga śródlądowa i spław drzewa 633 II. Kanalizacja rzek . .......

III.    Kanały żeglugi.........

IV.    Śluzy komorowo i podnośnie mechaniczne statków.......

V. Porty rzeczne i kanałowe . . .    672

622

624

645

647

655

553

568

588

597

612

Budownictwo morskie. Napisał inż. Bohdan Nagórski, dyrektor eksploatacji w Kadzie Portu, Gdańsk

Fundamenty. Napisał inż. dr. Otto Nadolski, profesor politechniki, Lwów.............

.    676

691

Kegulacja rzek. Napisał inz. Mieczysław Bybczyński, profesor politechniki, Warszawa......

1. Zasady ogólne . . . ......

II. Podstawy hydrologiczne projektu regulacji • . . .........

Meljoracje. Napisał inz. Czesław Skotnicki, profesor politechniki,

Warszawa........ . . .

I. Odwodnienia gruntów.....

II. Nawodnienie..........

III.    Kultura torfowisk.......

IV.    Wałowanie nizin........

V. Stawy rybne.........

t>.    fr*    T*    CO    t>    CO

<M    CM    CO    CO    CO    CO

t-    L"    t'”

£    £ £

co    -o

Meteorologj a. Napisał prof. Kazimierz Szulc, dyrektor Państwowego Instytutu Meteorologicznego, Warszawa........

Pomiary wodne.

Napisał

dr. inż. Maksymiljan Matakiewicz

profesor politechniki, Lwów.

Pomiary wodne mają na celu oznaczenie objętości przepływającej wody rzek, strumyków, kanałów, odpływów źródeł, wody pompowanej ze studni itp. Należyte oznaczenie objętości wody, którą projektowane budowle mają przeprowadzać, jest rzeczą pierwszorzędnej doniosłości.

Metody pomiaru dzielimy na bezpośrednie i pośrednie; przy tych ostatnich oznacza się (oblicza) objętość wody na podstawie pomierzenia czynników będących w związku z objętością przepływu. Wybór metody zależy od ilości wody i od celu pomiaru; pewne cele wymagają pomiaru dokładniejszego, przy innych można stosować metody przybliżone.

Większe objętości podaje się w metrach sześciennych na sekundę (m:i/sek.), małe w litrach na sekundę (//sek.), bardzo małe w litrach na minutę. Metody pomiaru podano tu według stopnia dokładności, rozpoczynając od najdokładniejszych i przechodząc do mniej dokładnych ; na początku również przedstawimy metody odnoszące sie do objętości małych, w dalszym ciągu zaś do objętości wielkich.

I. Metody bezpośrednie.

Pomiar objętości zapomocą podstawionego naczynia. Metoda stosowana do małych objętości, conajwyżej do kilku //sek. Polega na tem, że wodę płynącą strumykiem, lab odpływającą ze źródła, lub studni, skierowujemy do prostokątnej kadzi, w której gromadzimy odpływ przez określony przeciąg czasu. Czas obserwujemy zapomocą zegarka sekundowego z urządzeniem do zatrzymywania (chronoskop; przez jedno pociśnięcie główki puszczamy go w ruch, przez drugie zatrzymujemy, trzecie pociśnięcie cofa wskazówkę na zero ; odczytać można dziesiętne sekundy). Jeżeli zatem w czasie t sek. zebrała się w kadzi objętość Q litrów, natenczas przepływ

— //sek.

wynosił

Pomiar objętości zapomocą przelewu. Jest to metoda dokładna, stosowana do objętości małych i średnich (od kilku do kilkuset litrów na sek., wyjątkowo i do kilku tysięcy litrów, tj. kilku m³ na sek.). Pomiar przelewem opiera się na przelewie zupełnym przez cienką ściankę, struga ma być swobodna, nie zaś przyciśniona, wobec czego dopływ powietrza pod strugę musi być zapewniony (otwór w ścianie bocznej pod strugą). Mierzyć można albo zapomocą przelewu z kontrakcją wszechstronną (tj. trzystronną, od spodu i z boków), albo jednostronną (tj. od spodu). Pierwszy rodzaj przelewu nazywamy przelewem Poncelefa, drugi przelewem Bazina (fig. 1 i 2) ; pierwszy nadaje się do mniejszych, drugi do większych objętości.

Do obliczenia objętości wody przy pomiarze przelewem stosowany jest 2 _

najczęściej wzór: Q — — p. b h y 2 g h, w którym oznacza Q objętość przepływu, b długość krawędzi przelewu, h grubość, czyli wysokość przelewu, tj. wysokość zwierciadła wody ponad krawędzią przelewu, mierzoną jednak w pewnym odstępie powyżej krawędzi przelewu (przynajmniej 2 A), g przyspieszenie ciężkości równe 9,81 m (y2 g = 4,43 m), p. spółczynnik prakty-

32

Bryła, Podręcznik inżynierski. IV.

czny. Szereg badaczy oznaczył wartości tego spółczynnika doświadczalnie, i podał wzory na jx, wzgl. na Q, poddając formułę zasadniczą pewnym modyfikacjom. W dalszym ciągu podajemy najważniejsze formuły na Q, wzgl. p., lub też wartości p., zaznaczając, że formuły 1—4 odnoszą się do przelewu o kontrakcji wszechstronnej (przelew Poncelet’a) i dopływu z szerokiego koryta,

[s

V-

TË

ÏJ :

Fig. 1.

P-

KDOpoh£f>ilra

Fig. 2.

względnie zbiornika, formuły zaś 5 i 6 do przelewu bez kontrakcji bocznej (przelew Bazina), przyczem szerokość koryta dopływowego jest równa długości krawędzi przelewu.

1. Wzór Ponce 1 eta i Lesbros.

I»»»

Q — ^-\ibh y 2 g h

b = 0,20 m

= 0,00 m

³/:t H

²/a t*

ll

²/:1.«

²/:i I’

0,01

hf*- łf»-1-1 — tS to •<!

0,10

0,395

11

393

0,01

0,424

0,10

0,406

421

15

400

16

393

418

20

395

407

20

404

390

416

30

391

22

385

414

40

391

401

25

380

412

50

391

398

30

371

410

60

390

397

409

1,00

389

2. Wzór B odasze wski ego. a) M — m₁ -[- 2 m₂ -f- m₃

»h = ²/s b — s — S— j (h — s)3/2 — s3/2 Vt(7 2 m₂ = ¹/₉    (Ä — s) —s'^²^g

Vs b — s h ";2 — (A — s)1/2 Vf/

b) (skrócony)

M = % <>. bh y 2 g h

% p, = 0,41786 — 0,0284

(warunek b > h)

O! 5-

2 7i

S (r + 2)^

3. Wzór Braschmanna.

0,00053

Q = ²/3 [*• b h +2 g h % p. = 0,3838 + 0,0386    +

(dobry dla h > 0,10 m, przy mniejszem błąd wynosi kilka %)•

4. Wzór Fresego (dla dużych objętości)

Q = 7a \> bh y 2 g h 0,6 m 5; h 0,1 m

0,017    0,075

ń + O+T 6 + 1,2

[>■ = P-o s,

jro = 0,5755 -f

₈ = l ₊ [°>25(A)î+4,](₇+;)²

= 0,025 +

0,0375

w = wysokość ścianki spiętrzającej.

5. Wzór Bazina. (Przelew bez kontrakcji bocznej.)

Q = mbh y'2 g h

(+++) +⁰’⁰²

"H¹+ °’⁶⁶(+*)

p wysokość ścianki spiętrzającej.

0,05    0,4481    0,14    0,4267

0,10    4322    0,30    0,4174

0,34

38

40

44

48

0,50

0,4162

4150

4144

4134

4122

0,4118

^ GO O iQ iO CD

cT ©*

0,4107

0,4096

0,4092

(i. Wzór Rehbocka. (Przelew bez kontrakcji bocznej.)

? = >/.»* -y/Wi (o,605 + Ï55+T-3+ ».os A) »

= 1,787

2,953

1050/1 —

■i + o

Fig. 3 przedstawia urządzenie pomiarowe na pewnym potoku w Szwaj-carji; mierzono tu przepływ stale zapomocą trzech przelewów (koryto podzielono na 3 części i wstawiono w każdą z nich przelew). Osobny wodoskaz samokreślny (limnigraf) kreślił stale linję stanu wody. Do odczytywania stanu wody na przelewie (właściwie tuż powyżej przelewu, oznaczenie „hu) ' służyła podziałka przesuwalna A, zakończona u spodu kolcem ; małe bardzo odpływy mierzyło się przez napełnienie zbiornika pod przelewem umieszczonego, a do oznaczenia w nim stanu wody służyła podziałka przesuwalna B. Zapomocą takiego urządzenia można oznaczyć odpływy źródeł lub małych potoków z długiego okresu, kilku miesięcy lub nawet kilku lat i uzyskać cenne podstawy do projektu wodociągów, wyzyskania sił wodnyTcb, zakładania zbiorników itd.

Pomiar wielkich objętości. Wielkie objętości oznacza się zapomocą pomiaru powierzchni przepływu (profil poprzeczny) i chyżości wody (prostopadłych do tego profilu). W ogólności objętość przepływu Q w łożyskach rzek, potoków i kanałów przedstawia się formuła:

Q —F. vg,

w której F oznacza powierzchnię przepływu, tj. powierzchnię przekroju pi wego części łożyska wypełnionej wodą, a « średnią chyżośó profilu. Jeżeli wstawimy F w m², vg w m/sek., natenczas otrzymamy Q w m⁸/sek.

Pomiar powierzchni odpływu nie przedstawia trudności, (opiszemy go poniżej), natomiast co do zauważa się, że chyżości strug wody w różnych punktach

profilu są różne, a średnią chy-żość profilu można wprawdzie wyrachować, mając dane z gó-

ono-

JL

•dl

a»

e..

ry 4), oraz F, = J=,j, jednak

mierzyć jej wprost nie można, gdyż położenie punktu profilu, w którym chyżośó strugi równa się średniej chyżości, nie jest nam z góry znane. Wobec tego przy pomiarach objętości musimy obrać inną drogę; mierzymy chyżości w wielu punktach profilu i objętość odpływu oznaczamy jako sumę iloczynów elementów powierzchni i odpowiadających im chyżości⁻Q-2f.v.

Pomiar

powierzchni przepływu. Jest to zdjęcie I profilu poprzecznego rzeki, poli toku lub kanału. Przy małej I szerokości przerzucamy przez 5 koryto dyl lub deskę, stwarzają jąc w ten sposób kładkę, na fĘ&i niej odpionowujemy początek zwierciadła profilu (po lewej SSW stronie) i koniec zwierciadła (po prawej stronie) i oznaczamy podział na metry, wzgl. decymetry. Następnie zapomocą sondy, tj. pręta żelaznego lub rurki, ewentualnie drążka drewnianego, zaopatrzonych w trzewik u spodu, na których jest podział na m, dm i cm, wykonywamy tak gęsto, jak potrzeba, pomiar głębokości. Przy znaczniejszej szerokości, gdy przerzucenie kładki nawet z użyciem kobylic jest utrudnione, rozpina się wpoprzek rzeki linkę drucianą z podziałem metrowym, ustalając jej początek na lewym brzegu (ucho linki zakłada się na wbity pręt żelazny) i naprężając linkę zapomocą kołowrotu ustawionego na prawym brzegu. Przerzucenie linki z jednego brzegu na drugi odbywa się przy pomocy łodzi; linkę nawiniętą na bęben przewozimy z lewego brzegu na prawy, od-wijając ją przytem równocześnie. Po naprężeniu linki wykonuje się pomiar głębokości również z łodzi, przejeżdżając od lewego brzegu ku prawemu i mierząc sondą głębokości co 1 m, a nawet, o ile głębokości znacznie się zmieniają, i gęściej. Pomiar głębokości z użyciem linki jest bardzo wygodny, można jej jednak używać conajwyżej do 200 m długości i to jeszcze, o ile

Fig. 3.

GKI

IM

iii

jest silna i nie ulega znaczniejszemu wydłużaniu przy naciąganiu kołowrotem. Błędy w długości powstają, i przez to, że linka zwisa, dobrze jest zatem podeprzeć ją używanymi w tym celu trójnożnymi żelaznymi stojakami z poziomem ramieniem, na które się ją zakłada.

Wynik pomiaru powierzchni przepływu (długości i głębokości) przedstawia się na rysunku jako t. zw. profil poprzeczny łożyska w miejscu pomiaru. Jeżeli profil pomiarowy jest jeszcze szerszy, tak że użycie linki jest niemożliwe, to wytycza się go zapomocą znaków ustawionych na obydwu brzegach i punkty, w których się mierzy głębokości (z łodzi wtyczanej w profil), oznacza przez pomiar instrumentami mierniczymi.

Pomiar chyżości. Rozróżniamy pomiar hydrometryczny (pomiar objętości) z u-pełny i powierzchniowy; przy pierwszym chodzi o oznaczenie objętości dokładne i mierzymy tu chyżości w różnych punktach profilu, tak w pobliżu powierzchni wody, jak i pod powierzchnią, drugi jest pomiarem objętości przybliżonym i mierzymy przy nim chyżości tylko na powierzchni.

Najpierw omówimy pomiar zupełny, później niezupełny.

(Ł«Ca

Przyrządy do pomiaru chyżości. Używamy tu następujących przyrządów hydrometrycznych : 1. młynków hydrometry cznych, 2. pitotów (tj. rurek hydro-metrycznych na zasadzie rurki Pitot'aj i 3. pływaków.

Młynek hydrometryczny, jest najczęściej używanym i najpraktyczniejszym przyrządem do pomiaru chyżości; sposób użycia przedstawia fig. 4.

- |. ..

■ i\

err* ■» if

L t P\ MJ

Na rurze żelaznej lub drążku, które wstawia się do wody z pomostu pływającego, ustalonego w danym punkcie zapomocą kotwic, lub też z kładki (na mniejszych potokach lub kanałach), osadzony jest właściwy młynek M, składający się ze skrzydełek o kształcie powierzchni krzywej, np. śrubo-

wej, osadzonych na osi obracaluej w ło-    Ę& gimSr ,

żyskach. Oś młynka ustawia się przy po-    f iłyjp

miarze prostopadle do profilu pomiarowego    -’j li,    —

naprzeciw prądu wody, a prąd obraca go SS" z chyżością obrotową zależna od chyżości p® strug wody, na których działanie jest wy- * stawiony. Im większa jest chyżość wody, tern większa jest ilość obrotów młynka na sekundę n, a związek między chyżością wody tością n, określa się równaniem ogólnem:

a ß n -{- y n²,

w którem a, ß, y oznaczają stałe równania zależne od konstrukcji, wielkości, urządzenia łożysk młynka itd., które trzeba zatem dla każdego młynka osobno doświadczalnie oznaczyć.

Młynek nadaje się zatem tak do mierzenia chyżości w pobliżu powierzchni (oś o tyle pod powierzchnią, aby skrzydełka były przez wodę przykryte),

Fig. 4.

v w danym punkcie, a war-jak i pod powierzchnią w dowolnej głębokości, a w tym celu może byc spuszczony zapomocą linki nawijanej lub odwijanej zapomocą zwijadła b (fig. 4) do dowolnego punktu pod wodą (pochwa młynka porusza się wzdłuż rury na kółkach). Młynek nie powinien być obracalny naokoło rury, gdyż w takim razie ustawiałby się w razie istnienia prądu ukośnego w kierunku ukośnym do profilu, nie zaś jak dokładność pomiaru wymaga, prostopadle do profilu. W tym celu wzdłuż rury wykonuje się na całą jej wysokość szparę, w którą wchodzi odpowiednia nasada pochwy g. Ster, znajdujący się po przeciwnej stronie młynka, nie ma na celu obracania młynka w kierunku prądu, lecz zrównoważenie go, ewentualnie złagodzenie kierunków odpływających strug wody.

Małe młynki umieszcza się w sposób stały na końcu drążka i przesuwa z jednego punktu pomiaru do następnego wraz z drążkiem; bardzo duże i ciężkie (młynki do pomiaru chyżości przy wielkiej wodzie) umieszcza się nie na stałym trzenie, lecz zawiesza na łańcuchu lub kablu (pomiar zazwyczaj z mostu).

Oznaczenie ilości obrotów młynka na sekundę«. Dawniejsze urządzenie do teg'o celu, t. zw. liczydło kółkowe, przedstawia fig 5.

Na osi młynka znajduje się śruba bez końca (ślimak), zazębiająca się z kółkiem zębatem, które ma zazwyczaj 100 zębów ; g|    przy jednym obrocie młyn-

H    ka koło zębate przesunie

jjffl    się o 1 ząb, a całkowity

„J    obrót koła zębatego ozna-

£/a

cza 100 obrotów młynka. Obok tego koła zębatego jest drugie, liczące setki '    obrotów. Gdy młynek wsta

Fig. 5.

wi się w miejsce (punkt), gdzie ma być mierzona chyżość, trzeba dokonać zahaczenia kółka zębatego ze śrubą (przez przyciągniecie zapomocą sznurka lub druta dźwigni, av której jest osadzona jego oś, do osi młynka), a równocześnie puścić w ruch zegarek sekundowy. Po o koło 3 minutach kończy się pomiar w danym punkcie przez odsunięcie (odhaczenie) kółka zębatego od osi i zatrzymanie zegarka sekundowego. Czas obserwacji oznaczymy na zegarku sekundowym, ilość zaś obrotów na liczydle kółkowem przy pomocy osadzonych na ramie młynka wskazówek ; można to zrobić jednak tylko nad wodą, to znaczy, że młynek po pomiarze w pewnym punkcie trzeba wyciągnąć nad wodę, celem dokonania odczytu. Jest to operacja niewygodna, zwłaszcza przy znaczniejszych głębokościach, podobnie niedogodne jest zahaczanie i odhaczanie młynka nawet przy ulepszeniu (wychwyt), jakie, tu zastosował Amsler. Dlatego w praktyce mało używane są młynki z liczydłem kółkowem, natomiast prawie wyłącznie używa się młynków z sygnalizacją elektryczną obrotów. Profesor Harlacher zastosował tu wynalazek Amslera. Urządzenie (fig. 6) polega na tern, że młynek łączy się zapomocą dwu drutów izolowanych, złączonych w jeden kabel (który przy młynku osadzonym na rurze może służyć zarazem do podciągania młynka) z baterją elektryczną, połączoną z dzwonkiem ; baterja ta znajduje się w czasie pomiaru na pomoście. Otóż młynek jest tu włączony koło prądu i stanowi przerywacz prądu, a to w ten sposób, że jeden drutów idących od bateryj o', łączy się z przyciskem pi izolowanym od oprawy młynka, drugi z przyciskiem p₂ będącym w łączności z oprawą.

()

Normalnie zatem koło prądu jest przerwane, gdy jednak metalowy pręcik k, osadzony prostopadle na kółku zębatem zetknie sie w czasie obrotu tegoż kółka ze sprężynką s izolowaną od oprawy młynka, a będącą w łączności z przyciskiem , natenczas przez krótką chwilę koło prądu jest zamknięte i dzwonek baterji dzwoni. Kołeczek k może się zetknąć ze sprężynką s raz w ciągu całego obrotu kółka zębatego — zatem w odstępie czasu między dwoma dzwonieniami młynek wykonał tyle obrotów, ile kółko ma zębów (zazwyczaj 50 lub 100). Tak wiec mając młynek rzony w danym punkcie, można oznaczyć ilość obrotów i czas, licząc dzwonienia i odczytując chronoskop na początku pierwszego i na początku ostatniego dzwonienia. Np. jeżeli było 9 dzwonień (8 okresów między dzwonieniami), czas między pierwszem a ostatniem dzwonieniem wynosił 3 minuty 1,2 sek., a kółko zębate ma 50 zębów, natenczas ilość obrotów na sekundę N obr.

zanu-

8 X 50

2,2 obr./sek.

181,2

7'sek.

Z powodu pulsującego ruchu wody czas obserwacji w jednym punkcie nie powinien być zbyt krótki; Harlacher doradza, aby wynosił 3—5 minut.

illa

mi

iff

-H

r/i

u,

Fig. 6.

Mierząc chyżości przy niskim ustalonym stanie wody, obserwujemy zwykle około 3 minuty, czyniąc dla kontroli 3 obserwacje około jednominutowe (dwa chronoskopy w obu rękach); jeżeli jednak stan wody nie jest stały (przy wielkiej wodzie), lepiej obserwacje w jednym punkcie skrócić do jednej minuty.

Związek między chyżością v a ilością obrotów młynka na sekundę m, czyli wzór dla młynka, ma albo kształt powyżej podany (równanie 2. stopnia), albo kształt v = oc-f- fi n, albo nawet w pewnych granicach v — fi n. Stałe tego równania ot, y, fi oznacza się zapomocą t. zw. taro- . wania młynka, które polega na tern, że w wodzie stojącej (specjalny kanał w zakładzie do tarowania młynków, lub każdy staw) odbywa się szereg jazd z młynkiem zanurzonym, z różnemi chyżościami v1} v₂, v₃, .... i obserwuje przytem odpowiednie %, n₂, n₃, .. . ., poczem na podstawie teorji najmniejszych kwadratów oblicza stałe.

Każdy młynek ma t. zw. certyfikat, w którym wykreślone są spostrzeżenia otrzymane przy tarowaniu i podany wzór dla młynka wraz ze szcze-gółowemi wartościami stałych. Młynek należy tak tarować, jak ma być używany (na stałym trzonie, łańcuchu, lub kablu). Krzywa związku v i n może mieć dla tego samego młynka w różnych granicach różny kształt i równanie.

Przeprowadzenie zupełnego pomiaru hydrometry c znego w całości. Chodzi tu o oznaczenie: a) przekroju odpływu, b) chyżości

wody w różnych punktach profilu, c) stanu wody, przy którym pomiar był wykonany i d) spadku lokalnego w miejscu pomiaru, który jest potrzebny tylko do ewentualnego ustawiania związków empirycznych i kontrolowania formuł tego rodzaju; o ile chodzi tylko o oznaczenie objętości i pośpiech przy pomiarze, czynność d) mogłaby odpaść.

Przez cały czas trwania pomiaru należy odczytywać w krótkich odstępach czasu (np. co ¹/₂ godziny do 1 godziny) najbliższy wodoskaz stały, a w razie jeżeli on jest daleko, odczytywać prócz tego specjalnie ustawiony i zaniwe-lowany wodowskaz prowizoryczny.

Bardzo ważną rzeczą jest należyte obranie profilu pomiarowego ; powinien on leżeć o ile możności w prostej, być regularnie wykształcony, zwarty, o wysokich brzegach (aby pomiary można było wykonywać i przy stanach wyższych); pod względem chyżości, spadku, materjału powinien mniej więcej odpowiadać przeciętnym warunkom danej przestrzeni. Obrany profil dobrze jest ustalić na obu brzegach zapomocą punktów stałych (np. używanych

oKpff

fä lj,2l °j/ ?Ï7 Î

3,-------4_.4_L.4_4.

>ćp <Vp    Ąig

oRpH

w Małopolsce żelaznych słupów wkręcanych, o długości około 2,5 w, zaopatrzonych na wierzchu kalotą, t. zw. reperów), które należy niwelacyjnie złączyć z punktami stałymi niwelacji podłużnej rzeki.

b)

Po ustaleniu profilu hydrometry-cznego następuje zdjęcie tegoż przez rozpięcie linki drucianej z podziałem

;--¹ metrowym, pomiar głębokości zapo-

* mocą sondy z łodzi co 1 m, oraz zdjęcie części nadwodnych profilu zapomocą instrumentu mierniczego (np. zapomocą tachymetru ustawionego w profilu).

.......s

Zdjęty profil (część podwodną) rysuje się na miejscu na papierze milimetrowym i w punktach charakterystycznych załomów dna przyjmuje pio-

____nowe pomiaru chyżości; miejsca tych

Fig. 7.

⁵ pionowych oznacza się następnie w profilu pomiarowym przez zawieszenie kolorowych szmatek na lince. Przy pomiarze przy stanach zwykłych wystarcza zazwyczaj dla profilu o średniej szerokości (około 100 m) 6 —10 pionowych pomiaru (fig. 8 i 9).

Równocześnie druga siła techniczna robi przygotowania do pomiaru spadku podłużnego lokalnego (czynność ewentualna d), zabijając po obu brzegach po 5 palików w odstępach (zależnie od szerokości rzeki i spadku) od kilkunastu do kilkudziesięciu metrów (fig. 7 a) paliki, o grub, około 10 cm, dł. 1 m tak, aby ich głowy były kilka cm pod wodą. W paliki te wbija się żelazne ostrza z płaskiemi kwadratowemi głowami w ten sposób, aby głowy te wystawały kilka cm nad wodę (fig. 7 5); obustronne paliki 3, 3' powinny być w profilu, inne powyżej i poniżej profilu. Wierzchy głów żelaznych ostrzy niweluje się dokładnie (niwelacja podwójna z nawiązaniem do punktu stałego) ; stanowią one również właściwie wodoskazy, gdyż stan wody oznacza się na nich kilkakrotnie w czasie pomiaru chyżości, odmierzając podziałką milimetrową, o ile wystają ponad zwierciadło wody. Z tych spostrzeżeń bierze się średnią i otrzymuje lokalny profil podłużny zwierciadła wody, a z niego lokalny spadek i, jako tangens kąta nachylenia stycznej dc linji profilu podłużnego zwierciadła w profilu pomiarowym do poziomu (fig. 7 c). (Dokładne sposoby zdjęcia spadku lokalnego podaje Schaffernak w „Wochen-

schrift für den öffentl. Baudienst“, Wiedeń 1916, w art. „Die Ermittlung des Wasserspiegelgefälles offener Gerinne“).

Następnie zapomocą pomostu pływającego (dwie łodzie w odstępie 1—2 m, z pokładem belek i dyli, zaopatrzone kotwicami) wykonywa się pomiar chyżości. młynkiem. Pomost ustawia się przy pomocy kotwic dokładnie av danem miejscu, gdzie jest oznaczona pionowa pomiaru. Na rzekach o silnym prądzie i wyższych stanach utrzymanie pomostu zapomocą kotwic jest nieraz trudne i trzeba użyć parowca, który zarzuciwszy kotwicę, trzyma pomost na linie. W profilach bardzo ważnych, gdzie przez dłuższy czas perjodycznie robi się pomiary, można górą między dwoma masztami rozpiąć linę żelazną, a pomost może się wzdłuż niej poruszać zapomocą linki z bloczkiem (podobnie jak przy przewozach).

Po złożeniu młynka i połączeniu z baterją z dzwonkiem (zwykle używane stosy suche, choć bezpieczniej zabrać ze sobą również baterję mokrą), kontroluje się głębokość w pionowej, poczem wyciągając młynek tak, aby oś jego zrównała się ze zwierciadłem, odczytuje na zwijadle stan kółka. Następnie rozpoczyna się pomiar chyżości w pierwszym punkcie pionowej najbliżej powierzchni położonym, to znaczy przy młynku całkowicie zanurzonym, później zesuwa się młynek po rurze do punktów coraz to niżej położnych. W raptularzu notuje się następujące daty :

Głębokość w pionowej

2,70    9h 30—9h 40

Pomiar w głębokości

0,06 m

Ilość

obrotów

Czas trwania obserwacji

0 m 59 0 m 58

Obrachowanie objętości na podstawie wykonanych pomiarów. Po powrocie z pomiarów obrachowuje się chyżości i wykreśla na rysunku profil pomiarowy i pionowe krzywe chyżości. Istnieją 3 metody obrachowania objętości.

Metoda 1. polega na pomnożeniu pasków powierzchni przekroju poprzecznego przez odpowiednie średnie chyżości. Te średnie chyżości wyznacza się dla każdej pionowej krzywej chyżości, oznaczając jej powierzchnię / (przez splanimetrowanie, lub przekształcenie)

i dzieląc ją przez głębokość t ; v — f. Objętość przepływu wyniesie zatem :

Q = £ F. vs.

Jest to metoda, która służy zazwyczaj do sprawdzenia wyniku; dwie następne metody przewyższają ją pod względem dokładności.

Metoda 2., zwana metodą Harlachera, przyjmuje sekundową objętość przepływu jako bryłę ograniczoną powierzchnię przekroju, płaszczyzną zwierciadła wody, powierzchnię walcową opisaną na obwodzie zwilżonym przekroju o tworzących prostopadłych do przekroju, a wreszcie powierzchnią walcową o tworzących pionowych, opisaną na krzywej średnich chyżości. Trzeba więc narysować ponad profilem krzywą średnich chyżości; wprawdzie mamy średnie chyżości » tylko dla pionowych pomiaru, jednak przez połączenie punktów v w pionowych między sobą i z początkiem i końcem zwierciadła (chyżość przy brzegu = 0), otrzymuje się krzywą vs, a z niej

Pionowa

Czas pomiaru

itd.

250

250

250

300

300

można odczytać średnia chyżość w dowolnej pionowej miedzy pionoweuii pomiaru chyżości.

Obrachowauie objętości (lig. 8 i 9) polega na następującej zasadzie. Oznaczając elementarną powierzchnię paska profilu dF, głębokość //, element szerokości profilu dx, otrzymuje się:

d Q = dF. vs = ydx, vg = y vsdx = vg)dx.

Jeżeli zatem wykreślimy krzywą sumy iloczynów głębokości i średnich chyżości (nietylko dla pionowych pomiaru chyżości, ale i dla punktów

Rozkład chyżości w pionowych.

Q76r

Ci*

063

on

0-9/0

pool*

₀.n<LâiSL 0 972

Oft

PSi

0 727

paru

049

0953

tm -X-SC1___y

039

034

023

O 796

IW

0 64/

030

029

074

0 322

Ó 806

0964-

OOC 0470

OOP 0 440    _ _

0910 iF

092/

1020 v t-0/3__

044

079

0/8

0/4

0 9/7

O 920

029

0 944

U‘739

OOÛ

O 990

VI

038

D 945

023

02/

0 655

vn

0 920

03$._O'690

0-25_0920

3—V722 O 0« O OS O

-1-y    Oil

F    s

0904

0893

o>&7

0/6

o-n

ÖÜ30

0 772 y/

Q9(A OS4Q

P'2

Om--^yyj 0061 05/0

'•V*

H\

i’SOOO.

Sÿ/uacja m/e/sca pomiaru,

^trrr^f-

--i"' i r

Fig. 8.

pośrednich, zazwyczaj co 1 m) i powierzchnię tej krzywej splanimetrujemy, to da ona nam objętość przepływu na Sekunde.

Zamiast planimetrować, można przy równych odstępach poszczególnych rzędnych (y. vs) tej krzywej użyć do oznaczenia jej powierzchni wzoru Simpsona ; jeżeli odstęp ten wynosi 1 m, to objętość przepływu, czyli powierzchnia krzywej (y v), będzie sumą algebraiczną tych rzędnych.

Metoda3.,Cullmanna, określa objętość sekundową jako bryłę ograniczoną powierzchnią przekroju, płaszczyzną zwierciadła i powierzchnią nieregularną, opisaną na pomierzonych chyżościach wody, ustawionych w odpowiednich punktach prostopadle do przekroju pomiarowego. Objętość tej bryły, czyli sekundową objętość przepływu, otrzymamy zapomocą wykreślenia w profilu krzywych równej chyżości (warstwie chyżości) i zesumowanie iloczynów ze średnich powierzchni tych warstwie i ich odstępu. Warstwice chyżości

OÖCÖ

[»

S!

is mix

?r₍

s'm

Tsarto.

! ISOÔ

A. ra/ /^?r

~ÏÏÔ

N Ç w» v 5 -

t'C

S

►4

ueä /?5a<7

6tZ i ’

oot-o

VtT>

ran-

ot(.o

0(00

08(0

V t> « .

ï >i<

•î*

t.

***

-iSïlOi-

o*o

'S

KtO

08JÖ

rto

>!

MC-O

Ł}

TW

tsve

*oo~»

Çn-0 U '

O? s

^5

KtO

~SÏW

9+*

■fyas-iœ-1

■J 06T-0

otoo

<ü

'b

a-i/ 97 "i

fry O

OS08

8*0

j srre ï

ls5 fl»    ^

ffyo '->

Ç h

ôroT

TO*

(S t

It

c

rrr* ‘Vj

>5

tyto

f«><7

% •>

5:

SW?"" <^j"

Me

TùttO

«£a

*< 3—=S-

5 *

^ „-

us

fç;

Fig. !).

fc

990

«°

«rtf

WW

fe;s

"8

■ O ’* nso\f    ^—ajw

TET

'S

'.90

99Ï/7

'S

0i*0

Ł.

r-

9(90    >5

7»7

Sî-

9(-0 y

9(90    «

f*

<UO ’.

«L

<î

>«w

!ÛÔ\

Tïâü

"S3B2T

«a>->

J.

ÿ?i*"

"2Z2"

«*>/•#

(*>

W-zT

W4>\

otrzymuje się, krając pionowe krzywe chyżości (krzywe związku głębokości i chyżości w pionowych) linjami pionowemi w odstępach np. 10 cm. przenosząc punkty przecięcia na profil i łącząc punkty jednowartościowych chyżości (0,1 m, 0,2 m itd.) ze sobą. Ostatecznie objętość przedstawia formuła :

Q = [*F- \ (ï\+ Fn)\ e + i Fn o,

w której Ü F oznacza sumę powierzchni wszystkich krzywych równej chyżości (wraz z powierzchnią profilu), Fx powierzchnię profilu, Fn powierzchnię najwyższej krzywej chyżości, e odstęp krzywych chyżości (np. 0,1 m), ex różnicę wartości największej chyżości w profilu i chyżości odpowiadającej najwyższej krzywej chyżości. Wystarczy tu do oznaczenia Q tylko 5 odczytów planimetru.

Metoda Cullmanna jest dokładna, jednak wymaga więcej nakładu pracy, dlatego metoda Harlachera jest częściej używana.

Pomiar chyżości zapomocą pływaków. Pływak jest to lekkie ciało, które puszczone na wodę porusza się z chyżością jej strugi. Obserwując czas t sek., jakiego potrzeba do przebieźenia drogi l między dwoma profilami (jeden powyżej, drugi poniżej profilu pomiarowego), przez podzielenie

y otrzymujemy chyżość danej strugi v.

Kozróżniamy a) pływak zwykły, b) pływak podwójny, c) pływak na sznurku i d) pływak drążkowy.

Pływakzwykły, j est to płaski krążek drewniany o średnicy około 10 cm. a wysokości 2—6 cm (otrzymuje się je przez cięcie z krąglaka), lub też kawałek deseczki; puszczając go z prądem wody, możemy oznaczyć w powyższy sposób chyżość strugi wody na powierzchni a puszczając ich cały szereg kolejno po sobie w różnych miejscach zwierciadła wody, możemy oznaczyć chyżości powierzchniowe dla całego profilu pomiarowego, czyli oznaczyć t. z w. krzywą chyżości na powierzchni. Jest to więc przyrząd bardzo prosty, jednak dobry wynik otrzymuje się tylko w czasie zupełnej ciszy w powietrzu ; im pływak mniej wystaje z wody i im jest mniejszy, tem wpływ wiatru jest mniejszy. Pewne błędy powstają i z tego powodu, że pływak nabywa pewnego przyspieszenia, chyżość jego jest trochę większa niż chyżość strugi wody.

Pływak podwójny służyć może do pomiaru chyżości w punkcie pod zwierciadłem wody i składa się z dwu części połączonych ze sobą zapomocą nitki ; część dolna (kula pusta) stanowi pływak podwodny i ta mierzy chyżość pod wodą; część górna, lekki pływak powierzchniowy, służy tylko do obserwacji drogi pływaka podwodnego.

Pływak na sznurku, jest to deseczka trójkątna, którą puszcza się za wodą na sznurku, a to w tym celu, aby po przebieżeniu przez niego drogi / napowrót go ściągnąć i odzyskać, gdyż przy pomiarze pływakami zwykłymi traci się je i trzeba rozporządzać dużą ich ilością.

Pływak drążkowy, jest to drążek u dołu obciążony (lub rurka szklana obciążona u spodu rtęcią lub ołowiem). Ustawia się go we wodzie prawie pionowo; jeżeli sięga prawie do dna, to mierzy odrazu średnią cbyżość w pionowej. Użycie takich pływaków możliwe jest tylko na stałych głębokościach wzdłuż każdej strugi.

Powierzchniowy pomiar chyżości można wykonać a) zapomocą młynków, h) zapomocą pływaków. Stosuje się go wt tych wypadkach, jeżeli, jak naprzykład przy wielkiej wodzie, chyżości wody, oraz głębokości są zbyt znaczne, aby się można było utrzymać z pomostem pływającym na wodzie i dokonać zupełnego pomiaru hydrometrycznego, lub też jeżeli chodzi o pomiar przybliżony, lub wreszcie, jeżeli nie mamy do dyspozycji młynka hydrometrycznego.

Pomiar powierzchniowy młynkiem hydrometrycznym wykonuje się zawsze z mostu, spuszczając młynek na kablu lub łańcuchu i zanurzając go w każdym punkcie tylko o tyle, aby skrzydełka jego były przykryte wodą. Przedtem naturalnie trzeba dokładnie zdjąć profil mostowy (szczególnie dokładnie przy filarach, wzgl. jarzmach mostowych); sondowanie głębokości odbywa się zazwyczaj także przez spuszczanie ciężaru na lince drucianej i obserwację, wzgl. pomiar zanurzonej długości linki. Pomiar powierzchniowy chyźości pływakami polega na wytyczeniu powyżej i poniżej profilu pomiarowego w równych odległościach (kilku do kilkunastu metrów) dwóch profilów, puszczaniu pływaków z brzegu lub z mostu w różnych punktach powyżej profilu górnego, obserwacji czasu, jakiego potrzebuje każdy pływak do przejścia drogi między obu profilami, zapomocą zegarka sekundowego, a wreszcie obserwacji miejsca (punktu) w profilu pomiarowym, przez które pływak przechodzi.

Oznaczenie objętości przepływu na podstawie powierzchniowego pomiaru chyźości. Istnieją tu dwie metody, obydwie przybliżone i naturalnie ustępujące pod względem dokładności wyniku zupełnemu pomiarowi hydrometrycznemu, jednak mają one wielkie znaczenie, o ile chodzi o pomiary odpływu przy wielkiej wodzie. Pomiary wielkiej wody są trudne, kosztowne i nieraz niebezpieczne, nadto trudno nieraz na czas przybyć do danego miejsca w celu uchwycenia maksymalnej objętości. Dlatego nie tylko u nas, ale i w innych krajach, na wielu rzekach wielkie wody nie zostały jeszcze pomierzone, a stosowanie metod uproszczonych, choć przybliżonych, okazuje się ze wszech miar wskazane.

a) Oznaczenie objętości przez pomiar profilu i chyźości powierzchniowej tylko w jednym punkcie, tj. w nurcié (maksymalnej chyźości na powierzchni V max ). Pomierzona chyżość będzie większa od średniej chyźości profilu vg zatem chcąc otrzymać objętość według formuły Q — F. vs, trzeba tę pomierzoną maksymalną chyżość na powierzchni Vp max. zredukować na średnią chyżość » W przybliżeniu

vs

można przyjąć stosunek szym ciągu.

b) Oznaczenie objętości przez pomiar profilu i chyźości powierzchniowych w wielu punktach profilu (w wielu pionowych). Ponieważ każdej pionowej pomiaru chyźości odpowiada pewna część (pasek) powierzchni profilu poprzecznego, zatem objętość wyznaczymy z formuły :

Q — f i vg\    F2 vg2    F₃ ty₃ -j- . .

w której f\, F₂, P₃ . . . są częściowemi powierzchniami profilu, zaś ®s'i, vg2, f’/³ • ■ • średniemi chyżościami w pionowych pomiaru chyźości.

Jednak pomierzone chyźości powierzchniowe vpl,    . . . są większe

od średnich chyźości w pionowych vg\, vg2, i's's . . ., muszą więc zostać odpowiednio zredukowane. W przybliżeniu można przyjąć stosunek

= ~ = ok..0,85;

= 0,65, dokładniejsze wzory podamy w dal-

max.

V8

VP

dokładniejsze wzory podamy poniżej.

Zamiast redukować każdą z pomierzonych chyźości powierzchniowych z osobna i oznaczać objętość z formuły Q — F₁ vg\ -j- F₂ vj₂ “I⁻ • • •• można oznaczyć ii F. vto jest sumę iloczynów pasków powierzchni i chyźości

*Fvp

powierzchniowych i zredukować ją na £ F vj = Q przez pomnożenie przez spółczynnik redukcyjny

otrzymany z poprzednio wykonanych pomiarów zupełnych.

Wzory wyrażające związki między średnią chyżością profilu, a chyżością powierzchniową w nurcie, oraz między średniemi chyżościami w pionowych, a chyżościami na powierzchni :

1. Formuła Siedeka (1912), podaje związek między średniemi chyżościami w pionowych a chyżością powierzchniową, względnie stosunek :

20

VP

»„ + 0,4 1 /T* 1,2 vp X B ’

(Ts średnia głębokość,

B szerokość zwierciadła). Formuła ważna dla chyżości powierzchniowych większych niż 2 m, dla mniejszych należy stosować wzór:

20

*FvJ

VP

£ F

Formuły te według autora można stosować do głębokości średnich nie mniejszych jak 0,8 m.

2. Formuły Fischera (1916) podają a) związek między średnią

chyżością profilu vs, a średnią chyżością powierzchniową p , między średnia chyżością profilu i maksymalną na powierzchni rp muły te brzmią :

max.

oraz b) związek For-

a) vs = a vp, + ß vp\, b) vs = * vp

max.

max.’

przyczem

(suma iloczynów częściowych długości zwierciadła i chyżości

_*bvp

V B

\

na powierzchni, czyli powierzchnia krzywej chyżości powierzchniowych, podzielona przez szerokość zwierciadła), zaś a i ß spółczynniki zmieniające się według szerokości profilu i jego stopnia szorstkości. Wartości «iß podaje następujące zestawienie:

Dla a)

Szerokość

profilu

1. Zarosły trawą

Szorstkość profilu.

2. Gruby żwir lub kamienie

3. Żwirek

4. Piasek lub glina

do 3    m    .    0,784    0,00121    0,832    0,00063    0,867    0,00042    0,9255 0,00036

3—10    m    .    0,795    0,00111    0,862    0,00043    0,889    0,00029    0,945    0,00022

10—25 m 25—50 m ponad 50 m

0,872    0,00038    0,908    0,00020

0,889    0,00029    0,920    0,00011

......    0,927    0,00006

's

0,02

b) —==0,78 + 0,015 r+

rp

Szerokość

profilu

Dla b)

Szorstkość profilu.

»te

3. Żwirek

4. Piasek lub glina

rj.

a.

do 3    m    .    0,463    0,00086    0,551    0,00064    0,654 0,00032    0,726    0,00023

3—10    w.    0,526    0,00067    0,570    0,00056    0,675 0,00024    0,737    0,00015

0,599    0,00044    0,686 0,00019

0,618    0,00039    0,700 0,00015

......    0,734    0,00006

3. Formuły Matakiewicza (1918, wykaz literat.4.)¹) podają związek a) między chyżością średnią profilu i maksymalną na powierzchni i b) między chyżością średnią i chyżością powierzchniową w pionowej.

0,006

j(%o) ’

10—25 ot

25—50 ot . . ponad 50 ot . •

a)

V8

vp max.

= 0,59 + 0,02 7;+

J 0,7 •

(°/oo)

W formułach tych zachodzi spadek zwierciadła wody w miejscu pomiaru J (który wstawiać należy w promillach), trzeba go zatem zaniwelować lub w braku instrumentu ocenić; Ts przedstawia średnią głębokość profilu, Tgłębokość w pibnowej.

Przy starannem przeprowadzeniu pomiaru i obliczeniu według a) błąd nie przekracza 10%, według metody b) 5%.

Przykłada). Na rzece pomierzono w profilu x: spadek lokalny ./=3,78°/₀₀, Ts = 0,87 m, ⁽/>max — 3,02 m ; jaka jest średnia chyżość profi

Według a)

rs

vj) max

= 0 59 + 0,02.0,87 +

0,006

3,78

0,61, zatem

rs = 0,61 . 3,02 = 1,84 m.

Przykład /<)• W profilu y wykonano pomiar profilu, spadku i powierzchniowy pomiar ehyżości w 7 pionowych Wyniki były następujące : Tp (głębokość w pionowej I) = 4,13 m, spadek ./= 0,5°/oo, i'p j (chj'żość powierzchniowa w pionowej 7) = 2,76 w ; jaka jest średnia chyżość w tej pionowej ?

Według h) -

VP

= 0,78 + 0 15.4,13 ’•

0,02

= 0,874, zatem

vg J = 0,874.2,76 = 2,41 m.

0,02

Dla ułatwienia obliczenia podaje się wartości wyrazu —^ dla rozmaitych

J oi

/oo

spadków.

Dla

r°d i r r°d g r

= 1,0

') Patrz także artykuły Matakiewicza i Ehrenbergera w Monatsschrift f. d. <>ff. Bau-dienst 1024, zeszyt 7.

Jak widać, poprawka z powoda spadku ma znaczniejszą wartość tylko przy spadkach mniejszych, poniżej l%oi dla spadków większych niż 2°/00 można ją pominąć.

Pomiar przy zmiennym stanie wody, obliczenie objętości. Jeżeli w czasie pomiaru chyżości stan wody zmienił się bardzo znacznie (np. o kilkadziesiąt cm), to pomiar taki należy zarzucić. Jeżeli stan wody był w czasie pomiaru bardzo mało zmienny (zmiany do kilku cm), to redukuje się powierzchnię profilu na średni stan pomiaru, chyżości zaś z powodu małych różnic nie redukuje. Jeżeli wreszcie stan wody doznał w czasie pomiaru znaczniejszych wahań (od kilku do kilkunastu cm), natenczas trzeba zredukować tak powierzchnię profilu, jak i średnie chyżości w pionowych (otrzymane z pomierzonych pionowych krzywych chyżości) na średni stan pomiaru. Ten średni stan oznaczymy w sposób następujący:

Jeżeli chyżości w pionowych I, II, III itd. mierzone były przy stanach h₂, h₃ itd., a częściowe objętości na razie w przybliżeniu oznaczone (przez pomnożenie profilów powierzchni i średnich chyżości w pionowych) są Qi, Q₂, Q₃ itd., zaś szukany średni stan pomiaru oznaczymy Hg, natenczas, przyjmując objętości jako wagi, możemy napisać równanie:

Hs

Qi hi H⁻ Q2 h₂ -f- Q₃ h₃ -j- . . . = (X Q) Hs skąd S Qh S Q •

Redukcja poszczególnych części powierzchni przekroju na średni stan pomiaru nastąpi na podstawie różnic poszczególnych stanów ze stanem średnim, redukcję zaś chyżości przeprowadzi się w stosunku głębokości, przy której mierzono chyżości w pionowej i głębokości wynikłej z redukcji stanów wody, stosując następujące równanie :

przyczem a można przyjąć 0,7.

Pit o ty, czyli hydrometry na zasadzie rurki hydrometry cznej Pitot'a. Sama rurka Pitot’a (rurka -szklana, na obu końcach otwarta, u spodu zwężona i poziomo zagięta, zwrócona dolnym otworem naprzeciw prądu wody fig. 10), nie jest hydrometrem, któryby mógł być w praktyce stosowany, a to z następujących powodów. Chyżość wody v, działająca na f f]    dolny otwór rurki, podnosi w niej stan wody o h, przyczem

i    między v i h istnieje związek v = cp 2 g h (cp spółczyn-

SB»-*

Fig. 10.

EF —nik praktyczny, który oznacza się przez tarowanie). Jednak mierzenie h jest trudne z dwóch powodów : po pierwsze słupek o wysokości h. jest niewielki (przy chyżości 1 m około 5 cm), nadto położony nisko przy zwierciedle wody trudny do zmierzenia podziałką, powtóre zaś z powodu pul-sacji wielkość tego słupka jest zmienna i trzebaby uchwycić kilka maximôw i kilka minimów, wziąć z nich średnią i na podstawie tej średniej obliczyć chyżość ze związku v = cp "]/ 2 g h.

Ulepszone przyrządy stanowią np. hydrometry Pitot-Darcy i Pitot-Ritter. Pierwszej (fig. 11) składa się z dwu rurek pionowych, jednej, zwanej hydrauliczną i drugiej, zwanej statyczną. Rurkę hydrauliczną, zagiętą u spodu poziomo w t. zw. wylot hydrauliczny, ustawia się naprzeciw prądu, rurka statyczna, u spodu ucięta poziomo, ma wskazywać niepodniesiony stan wody. Zapomocą rurki kauczukowej z trąbką, wychodzącej ze wspólnej komory, do której uchodzą górne końce rurek, można wyssać powietrze, a przez to podnieść stan wody w obu rurkach do wysokości dogodnej do odczytu. Między rurkami umieszczona jest podziałka, na której odczytuje się stan wody w obu rurkach, wzgl. ich różnicę h.

Hydrometr Pitot-Ritter (fig. 11) posiada rurkę hydrauliczną wewnątrz rurki statycznej'; rurka hydrauliczna ma wylot poziomy, ustawiany naprzeciw prądu, rurka zaś statyczna uchodzi u dołu do rurki poziomej, na obu końcach otwartej, łącząc sie z nią zapomocą wąskiego otworku. Przyjęty kształt obu wylotów sprawia, że spółczynnik cc zbliża się do jednostki, a chyżość wody oblicza się z wzoru v — (p \ 2 g h. Różnicę wysokości obu słupków, które podnosi się przez wyssanie powietrza w górę, mierzy się zapomocą manometru, zawieszonego na hydrometrze, a składającego się z 3 rurek (2 są równocześnie potrzebne, trzecia rezerwowa); rurki hydrometru połączone są z rurkami manometru zapomocą rurek kauczukowych.

Pomiar chyżości, wzgl. słupka h, wykonuje się w ten sposób, że cały hydrometr wraz z manometrem zanurza się we wodzie, zwracając wylot hydrauliczny naprzeciw prądu. Przez wyssanie powietrza wypełnia się hydrometr i manometr wodą, poczerń zamyka się dostęp powietrza do manometru zapomocą odpowiedniego kurka. Następnie wyjmuje się manometr z wody i zawiesza go na hydrometrze, poczem wpuszcza do niego przez otwarcie chwilowe kurka taką ilość wody, aby ustawiła się w wysokości dogodnej do odczytu.

Szereg hydrometrów tego rodzaju opisuje szczegółowo prof. Rychter (wykaz literatury 1).

Całkow anie

sn

Szczegół A

::

•jj

CC

0.31

c h y- i ż o ś c i ma na celu ozna-

Fig. 12.

Fig. 11.

czenie zapomocą hydrometru wprost chyżości średniej ;

operację tę można wykonać tak zapomocą młynka, jak i hydrometru na zasadzie rurki Pitot’a.

Całkowanie zapomocą młynka odbywa się w ten sposób, że młynek posuwamy po rurze ze szpara od najwyższego do najniższego położenia powrotem, z jednostajną chyżością; ilość obrotów całkowita N, podzielona przez ilość sekund T, da nam ilość obrotów na sekundę n, odpowiadającą chyżości średniej, którą obliczy się z wzoru dla młynka.

Pitoty do całkowania chyżości mają konstrukcję odmienną od pitotów do pomiaru chyżości w jednym punkcie. W hydrometrze Franka woda płynąca uderza nie o otwór rurki (wylot hydrauliczny), lecz o szereg wylotów (dziurek w rurce hydraulicznej, lub nasadzonych na rurce hydraulicznej prostopadłych rurek, w odstępach pionowych około 10 cw, lub o szparę pionową w rurce hydraulicznej, która zczelnia się u góry zapomocą nasuwanego rękawa). Słupek Ii, wzniesiony ponad poziom hydrostatyczny, przedstawia średnią wartość z wysokości odpowiadającej poszczególnym chyżościom

jt_hi -f- h₂ hs -f- • ■

-, a średnia chyżość obliczona na podstawie tego

słupka

*Y

= 'f V 2 g h = <p 1/

2.<7

h-1 -f- hj -f- ^3 -f- . . .

/i

nie jest wprawdzie właściwą średnią cbyżością

vs

*’.‘>■1 ”T~ vs% “!"••• <f ("j/ 2 <7 hl -j- ~)/ 2 g h₂ -j- y 2 (7 h-A -j - . . .)

w przybliżeniu można jednak przyjąć za vg.

Liczenie poszczególnych obrotów młynka, liczydło elektryczne, Chronograf. Jeżeli się chce liczyć poszczególne obroty młynka, musi on mieć konstrukcję trochę odmienna, nadto musi się go połączyć z liczydłem elektrycznem. Młynek taki ma na osi obrotu pierścień kontaktowy do połowy metalowy, do połowy izolowany ; o pierścień ten opiera się blaszka włączona w przewód prądu, jednak izolowana od oprawy młynka. Zamknięcie i otwarcie prądu wysyłanego z baterji (bez dzwonka) następuje przy każdym obrocie. Liczydło elektryczne, składające się z cewki elektromagnesu i kotwicy, przyciąganej i odpychanej przy każdym obrocie, której haczyk zahacza o zęby koła zębatego i obraca je za każdym obrotem młynka o 1 ząb, podaje na tarczy ilość obrotów N.

Zamiast liczydła można włączyć w przewód prądu Chronograf; jest to przyrząd Morsego, który na odwijanym pasku papieru daje wykres odpowiadający poszczególnym obrotom, prócz tego znaczy czas w sekundach, ewentualnie także głębokości zanurzenia młynka (przy całkowaniu), oraz przy tarowaniu także i długość drogi młynka.

Nowsze metody pomiaru objętości stosowane w kanałach roboczych. Celem oznaczenia dzielności turbiny zachodzi potrzeba szybkiego i dokładnego oznaczenia objętości wody przepływającej w kanale. W tym celu stosowane są często następujące metody:

a) Równoczesny pomiar chyżości zap o mocą kilku młyn-k ó w. Kilka młynków tego samego typu (o tym samym wzorze) umieszcza się na jednym trzonie w odstępach pionowych jednakowych, odpowiednio dobranych i przesuwa w kierunku poziomym (fig. 13). Trzon jest osadzony na wózku poruszanym po torze. Ilość obrotów każdego młynka oznaczają liczydła elektryczne, złączone przewodem z każdym młynkiem ; chyżość ruchu poziomego (wózka) jest znana — w (np. 0,02 mjsek.).

bjetość przepływu jest zem b i h oznaczają szerokość i wysokość paska po-

Jeżeli wzór dla młynka jest v = a -j- ß n, a o Q — p v = b h v, przyc

wierzchni, odpowiadającego pojedynczemu młynkowi, natenczas:

Q — ß n b h -j- a b h, a ponieważ

zatem

= n, więc — — t = — — czas jazdy, więc Nw = bn,

Q = $ Nw h + o. P.

Wartości ß, tv, h, a, P (powierzchnia przekroju kanału) są znane z góry, można zatem wszystkie wartości wstawić we wzór już przed wykonaniem pomiaru, a następnie wstawić tylko N jako sumę ilości obrotów iVj -j~ N,₂ -j-jV₃-(-... podanych przez liczydła elektryczne. (Na fig. 13 przedstawiono pomiar w 6 warstwach zapomocą 3 młynków ; po wykonaniu pomiaru w 3 warstwach trzeba trzon obniżyć o h).

Pomiar taki można wykonać i obliczyć w przeciągu 10 —15 minut; założyć przytem trzeba, że kanał jest regularny i prostokątny.

Co do dokładności pomiarów młynkowych zauważa sie, że jest ona dla praktyki zupełnie wystarczająca, zależy jednak od istnienia pewnych warunków, do których należą : obranie odpowiednio czułego młynka, odpowiednich warunków przepływu w kanale (wystarczająca głębokość i niezbyt mała chyżość), a wreszcie należyte uwzględnienie pulsacji, przez odpowiednio długi pomiar w danym punkcie.

b) Metoda tarczy (fig. 14) polega na tern, że kanał turbinowy, o przekroju prostokątnym i starannie wykonanych ścianach i dnie, zaopatruje sie w tarcze złożoną z ramy żelaznej i opierzenia blachą (może być i płótno naoliwione). Tarcza

•v//////////////sJ///////yfc.

Fig. 13.

Fig. 14.

ta wisi sztywnie na wózku poruszającym sie na szynach wzdłuż kanału. Można ją obrócić do położenia poziomego ponad wodę, lub spuścić w położenie pionowe, a wtedy musi dokładnie zamykać profil (szpara kilka mm).

Jeżeli po spuszczeniu tarcza przebiegnie drogę 1) (najmniej 10 m) w t sekundach, natenczas średnia chyżość wody w profilu równa się chyżości

posuwania się tarczy, tj. v — —, gdyż tarcza posuwa się z chyżościa równą

średniej chyżości wody. Tor wózka musi być dokładnie poziomy, a szyny bardzo gładkie, wózek i tarcza lekkie, aby opór posuwania był jak najmniejszy. Metoda ta należy do najdokładniejszych metod pomiarowych, wymaga jednak stosunkowo kosztownego urządzenia. (W zakładach szwajcarskich kosztowało ono około 3000 fr.)

c) Metoda chemiczna polega na tem, że sól kuchenną lub chlorek magnowy, w formie rozczynu wodnego, wpuszcza się do kanału turbinowego, lub wprost do komory turbinowej, gdzie się rozczyn ten rozcieńcza i zostaje przez turbinę gruntownie wymieszany. Następnie w pewnym profilu poniżej turbiny pobiera się w różnych punktach tegoż próby wody i poddaje analizie ilościowej na zawartość chloru, wzgl. soli.

Jeżeli w rozczynie wpuszczonym do kanału powyżej turbiny było na 1 litr wody q₁ kg soli, zaś w rozczynie poniżej turbiny było na 1 litr wody <7₂ kg soli, objętość zaś rozczynu wpuszczanego do kanału turbinowego wynosiła p litrów na sekundę, to objętość przepływu wynosi

Q = — .p lisek.,

przyczem pominięto ilość rozczynu wpuszczoną do kanału, która jest praktycznie biorąc nieznaczna. Właściwie trzeba wykonać 3 analizy, a mianowicie: rozczynu, który wpuszczamy do kanału, rozczynu w kanale poniżej turbiny i samej wody kanałowej, gdyż i ta może sól zawierać. Aparat, użyty w Szwajcarji, przedstawia fig. 15 ; w beczce a znajduje się rozczyn soli, wypuszczany zapomocą kurka b. Przelew c reguluje wysokość ciśnienia h,

skutkiem czego objętość wypływu jest stała. Jeżeli np. skoncentrowany rozczyn zawiera 300 g soli w litrze, do kanału zaś doprowadzamy stale 0,1 ł/sek., to potrzebujemy 30 g soli na sekundę. Jeżeli teraz anab'za wody poniżej turbiny wykaże 0,03 g soli w litrze, to objętość 300 0^)3

zaś 1000—0,1 1/sek. = 999,9 Z/sek.

Analizuje się metoda Mohra, przyczem jako odczynników używa się azotanu srebra i chromianu potasu.

Wyniki tej metody mogą być bardzo dokładne, zwłaszcza przy turbinach o wysokim spadzie (dokładne wymieszanie rozczynu), przy turbinach o małym spadzie Ę " stosuje się specjalne środki ostrożności, jak wpuszczanie U ! rozczynu w wielu punktach profilu, a tak samo i po-bór wody do analizy równocześnie z wielu punktów ? i profilu, aby otrzymać próbkę średnią (najnowszy aparat I * ^ amerykański z pompą odśrodkową pobierającą wodę I Kanał c/ystą, mieszającą rozczyn i wypychającą go do kanału • przez szereg rur i otworów).

Metoda chemiczna może być stosowana z korzyścią również na płytkich bystrych potokach górskich.

cl) Metodapomiaruprzelewem, który urządzić trzeba w kanale roboczym i zaopatrzyć wodoskazem samokreślnym. Metodę tę opisaliśmy powyżej.

przepływu wynosi : Q

. 0,1 = 1000 Z/sek., ściślej

°rztłe»r

Fi

s'/////.

Fig. 15.

380

270

260

350

3lO

330

Rzeka Skawa Woc/oskaz Sucha

Po działka

320

'9 Ç

3/0

UfO dni

r 9 ( ? 4 ą

300

290

280

270

260

'j

2S0

260

HM

•'c-

230

220

2/0

200!

mr............................

/fc/rZ'98",A.i.<2 ia mu

J9dni /SOT*³ "Jf

+ ?9ïdn. -.

tï'ït

fSB.    (JO M M2)

132 dn,

.....260 dn,

270 dni

365 dn,

Fig. 16.

“ 39dni

-232*.

Przedstawienie związku objętości przepływu ze stanami wody. Związek ten przedstawiamy zapomocą krzywej objętości, podającej dla każdego stanu wody objętość przepływu. Krzywa objętości łączy wartości otrzymane z pomiarów hydrometrycznych i jest funkcją stanu wody.

Jako kształt funkcji przyjąć można równanie :

Q= a + bH+cH²-,

a, b, c, są stałemi, które wyrachuje się z wyników pomiarów ; liczba pomiarów r musi być równa lub większa od 3 ; przy liczbie większej postępuje się według zasad rachunku wyrównania. Krzywa taka wyrachowana byłaby krzywą interpolacyjną ; zwykle, jeżeli się ma dostateczną liczbę pomiarów, nie potrzeba rachować równania krzywej, lecz wystarczy połączyć punkty otrzymane z pomiaru.

Ponieważ przy wszystkich zadaniach z budownictwa wodnego, czy to chodzi np. o regulację rzek, czy o wyzyskanie sił wodnych, zakładamy pewną podstawową objętość (przy regulacji rzek woda normalna, przy wyzyskaniu sił wodnych woda robocza), którą określamy według ilości dni, w których mamy ją w ciągu roku do dyspozycji, mówiąc: woda trwająca wraz z wyźszemi 9, 8, 7, 6, lub 5 miesięcy w roku, przeto krzywą objętości wykreślamy zazwyczaj równocześnie z linją czasów trwania i linja sumy czasów trwania stanów wody. Wykres taki przedstawia fig. 16, sporządzona na podstawie spostrzeżeń wodoskazowych i pomiarów hydro-metrycznych przy wodoskazie w Suchej na rzece Skawie.

Z tabeli III. rocznika Biura hydrograficznego za r. 1902 (zestawienie czasów trwania stanów wody) otrzymano, ile dni trwał każdy stan w tym roku (np. stan 125, jest to stan obejmujący odczyty od 120 do 129, 135 odczyty od 130 do 139 itd.), jak w tablicy 1.

Na podstawie tych danych wykreślono na fig. 16 linję czasów trwania (linja kreskowana), a sumując czasy trwania, linję sumy czasów trwania, zwaną także krzywą częstości (linja pełna). Tę ostatnią wykreśla się w sposób następujący : Stan najniższy w r. 1902 (położony 5 cm poniżej stanu 185, a więc stan 180) trwał wraz z wyższymi 365 dni, tj. cały rok, przy tym więc stanie wykreślamy na linji poziomej 365 dni; stan 185 (tj. od 180 do 189) trwał wraz z wyższymi również 365 dni, sam zaś ten stan (tj. od 180 do 189) trwał 23 dni, przy stanie zatem 190 trzeba na rzędnej poziomej odciąć tylko 365 — 23=342 dni, stan 195 (tj. od 190 do 199) trwał 39 dni, zatem przy stanie 200 trzeba na rzednej poziomej odciąć 342 — 39 =

= 303 dni itd. J

Na tym samym wykresie podano krzywą objętości, wykreśloną na podstawie trzech wykonanych pomiarów. Z wykresów tych można z łatwością otrzymać stan, który wraz z wyższymi trwa pewną określoną ilość dni w roku, oraz odpowiadającą mu objętość przepływu.

Na fig. 16 oznaczono np. wodę 9-, 8-, i 6-miesięczną, tj. stany trwające wraz z wyższymi 270, 240 i 182 dni w roku i objętości im odpowiadające, które wynoszą:

Tablica 1.

Stan

375 . 355 . 345 . 335 . 325 . 315 . 305 . 295 . 285 . 275 . 265 . 255 . 245 . 235 . 225 . 215 . 205 . 195 . 185 .

trwał dni

0,1

0,2

0,2

0,2

0,4

0,8

0,7

0,9

1,2

2,9

6,3

14,0

24,2

49,5

134,8

37,4

29,1

39,0

23,0

razem 365,0 dni

Stan trwający wraz z wyższymi

Objętość

5.6    m⁸/sek.

7,3    „

8.7    „

Z powodu wahań w odpływie rzek, wynikłych skutkiem wahań ilości opadów w ciągu poszczególnych lat, oznaczenie objętości odpływu na pod-

270 dni. 240 „ . 182 „ .

210,6 cm 219,0 „ 224,9 „

stawie spostrzeżeń wodoskazowych z jednego roku nie jest wystarczające i trzeba się tu oprzeć na obserwacjach z dłuższych okresów lat (okres 5-, 10-letni, lub dłuższy). Jednak oznaczenie zasadniczych stanów wody na podstawie dłuższych okresów lat, możliwe jest tylko dla rzek nie zmieniających położenia łożyska, jakiemi są rzeki nizinne o trwałem, ustalonem położeniu dna, nie pogłębiające łożyska, ani nie osadzające materjału w większej mierze. Na rzekach górskich zmieniających łatwo dno, celem dojścia do wartości przeciętnych (wyeliminowania wpływu lat mokrych i suchych na oznaczenie naszych podstawowych wartości, tj. wody ' normalnej, wody roboczej) należy wprawdzie również uwzględnić szereg lat, jednak wykresy należy wykonywać dla każdego roku z osobna (nie dla przeciętnych wartości z dłuższego okresu), a krzywa objętości wykreślona na podstawie pomiarów z pewnego roku, jest zazwyczaj ważna tylko dla spostrzeżeń wodoskazowych z tego samego roku, dla innych daje często wyniki fałszywe.

Krzywe związku wodoskazów. Jeżeli na osiach x i y układu prostokątnego przyjmiemy podziałki dla dwu istniejących na rzekach wodoskazów, a następnie na podstawie równoczesnych odczytów na obu wodo-skazach (przy stanach względnie ustalonych) otrzymamy punkty związku, to krzywa łącząca je będzie krzywą związku obu wodoskazów i można z niej na podstawie znanego odczytu jednego wodoskazu otrzymać przybliżony odczyt na drugim. Krzywe takie służą do kontroli spostrzeżeń wodoskazowych, zmieniają się jednak ze zmianą łożyska przy jednym lub drugim wodoskazie.

II. Metody pośrednie.

Oznaczenie objętości na podstawie zdjęcia profilu poprzecznego łożyska i spadku zwierciadła w profilu. Nie mierzymy tu chyżości bezpośrednio, lecz oznaczamy średnią chyżość przepływu w profilu na podstawie wzorów empirycznych. Wzory te wyrażają związek między średnią chyżością profilu v, spadkiem jednostkowym zwierciadła wody J, i promieniem hydraulicznym, czyli promieniem przekroju B, która to wartość jest ilorazem z powierzchni przekroju P i obwodu zwilżonego p, = —j.

Dla przekrojów rzecznych wprowadza się zamiast promienia przekroju^B średnią głębokość t, będącą ilorazem z powierzchni przekroju P i szerokości

zwierciadła b, |ż = —j, natomiast dla kanałów wprowadza się zawsze B.

Z powodu różnych warunków przepływu w kanałach i rzekach (w pierwszych przypływa woda prawie zupełnie czysta, w drugich ma się do czynienia z ruchem materjału rzecznego), będziemy stosowTali inne wzory dla kanałów, a inne dla rzek, a jeżeli pewien wzór może być stosowany dla obu rodzajów łożysk, to w każdym razie zawierać on będzie w obu wypadkach spółczynniki różne. Wzory empiryczne potrzebne są do rozwiązywania dwojakiego rodzaju zadań : 1. oznaczenia objętości i 2. oznaczenia wymiarów i spadku łożyska rzeki lub kanału, który ma daną objętość przeprowadzać. W pierwszym wypadku oznaczamy z wzoru empirycznego średnią chyżość v, a mnożąc ją przez powierzchnię przekroju P, otrzymamy objętość Q—P.v, w drugim wypadku, mając dane Q, przyjmujemy zazwyczaj średnią chyżość

przepływu v, obliczamy potrzebną powierzchnię przekroju P = —, przyjmu-

P

jemy jego kształt, oznaczamy promień przekroju B — —, wzgl. średnią głę-

P    ^

bokość t = —, poczem z wzoru empirycznego rachujemy spadek łożyska ./.

Oznaczenie objętości, polegające na obliczeniu średniej chyżości z wzoru empirycznego, jest metodą przybliżoną, dającą wyniki w każdym razie mniej pewne, niż nawet pomiar chyźości powierzchniowy. Trudność polega na tem, że dokładny pomiar spadku nie jest łatwy, nadto na rzekach trudno znaleść profil, w którym spadek lokalny przedstawia choć na krótkiej przestrzeni linję prosta, charakteryzującą ruch jednostajny, a właściwie ruch o stałej średniej chy-żości. Metoda ta może być zatem stosowana tylko w takich wypadkach gdy pomiar bezpośredni nie jest możliwy, np. do oznaczenia odpływu wielkich wód, jeżeli znany jest stan najwyższej wielkiej wody w profilu pomiarowym i spadek wielkiej wody (oznaczony na podstawie znaków w tr, odczytów wodoskazowych, zaniwelowanego poprzednio zwierciadła w w itp.), a z rozwiązaniem zadania nie możemy czekać.

Dawniejsze wzory empiryczne opierają się na formule Chèzy-Brahmsa : o = K VÉ J, w której v, R, J mają znaczenie poprzednie, K zaś jest spół-czynnikiem zmiennym, zależnym od różnych czynników (również od R oraz ,7), na który różni autorzy podają osobne wyrażenia. W tych wyrażeniach zachodzą t. zw. spółczynniki szorstkości (oznaczone literami n, o, ß, f itp.) charaktryzujące rodzaj łożyska, wzgl. materjał, którym łożysko jest wyłożone. Te spółczynniki szorstkości znajdujemy tak we wzorach stosowanych dla kanałów, jak i w dawniejszych wzorach dla rzek, autorzy natomiast nowszych wzorów dla rzek ustawiają je bez spólczynników szorstkości, wychodząc ze słusznej zasady, że szorstkość łożyska rzeki zależy od materjału dna (kamienie, żwir, piasek, namuł), rodzaj zaś materjału dna jest w ścisłym związku ze spadkiem, zatem może być zupełnie wystarczająco uwzględniony w funkcji spadku.

Co do wzorów dla rzek, to rozróżnić należy dwa kierunki. Istnieją wzory stosowane dla wszystkich rzek, oraz wzory ustawione specjalnie dla pewnych rzek, lub nawet dla pewnych ich przestrzeni. Pierwszy rodzaj stanowią formuły podane poniżej, drugi zaś ma zazwyczaj kształt v — KJm tn, przyczem K, m, n oznaczono na podstawie szeregu pomiarów wykonanych, na danej przestrzeni rzeki, stosując zasady teorji najmniejszych kwadratów. Pierwszy rodzaj wzorów jest więcej rozpowszechniony, drugi może oddać dobre usługi przy zadaniach specjalnych, wymagających dostosowania się do charakteru danej przestrzeni rzeki.

W tablicy 2 podajemy najwięcej używane wzory dla rzek i kanałów.

Co do stosowania tych wzorów podajemy następujące wskazówki:

Wzór 1. Stosowany dla kanałów, a także siłą tradycji dla rzek, choć nowsze formuły są dla rzek stosowniejsze. Obliczenie wymaga przyjęcia spółczynnika szorstkości n, co dla kanałów nie przedstawia trudności, gdyż n podaje tabela według rodzaju łożyska, natomiast dla rzek połączone jest zawsze z pewną dowolnością. Zauważyć należy, że dla rzek powinno się n dobierać stosownie do spadku i to nie spadku przeciętnego, wyrównanego na długiej przestrzeni, lecz według spadku miejscowego, gdyż ten spadek jest w związku z materjałem dna rzeki. Matakiewicz określa wartości n dla rzek wzorem empirycznym:

n = 0,0235 + 0,0019 7

(7oo)’

a wartości obliczone z tego wzoru podane są w powyższej tabeli po prawej stronie. Wartości te odpowiadają pomiarom, wykonanym na naszych rzekach przy stanach niskich i średnich; dla wielkiej wody należałoby je zwiększyć. Pozatem można się kierować wartościami, obliczonemi z pomiarów hydro-metrycznych poprzednio już na danej rzece wykonanych. W ogólności oznaczenie n jest niepewne — na niektórych rzekach (Wezera, dolna Wisła) oznaczono z pomiarów przy stosunkowo małym spadku (około 0,3%o) anormalnie wysokie wartości n (0,028—0,029).

Wzory 2., 3. i 4. nadają się tylko do obliczania kanałów sztucznych, jakkolwiek we Francji używają powszechnie wzoru 4. także dla rzek. Wzór 5. stosowany być może tak dla rzek, jak i kanałów.

o»

*l)

0,024

0,025

0,026

0,028

0,030

0,032

0,0335

0,0350

t>- kO uO O    <M

o' o' t-T

dla I

0,00025

0,0005.

0,012 II 0*001 - • 0,002. . 0,003. . °)°¹⁷ 0,004.. 0,025 0,005..

v    0,006..

0,010

0,013

0,00015

0,00019

0,00024

0,00028

Tablica 2 a.

Kanały

Rodzaj łożyska

Kanały ze starannie heblowanego drzewa lub z gładką wyprawą cementową.....,.............

„ z desek nieheblowanych..............

„ z ciosu, dobrego muru ceglanego, ze zwykłą wyprawą cementową....................

„ z kamienia łamanego, kute w skale, z surowego betonu

„ ziemne......................

*) (Wartości średnie według autora).

Tablica 2b.

Rodzaj łożyska

Ściany bardzo gładkie (wyprawa cementowa, heblowane deski) ....

„ gładkie (mur z kamienia obrobionego, ciosy, niewyprawiony beton, drzewo nieheblowane)..................

Szorstkie ściany (mur z kamienia łamanego, nieobrobione dyle itd.) . . . Kanały w ziemi, starannie utrzymane...............

«N CO

CO

1. Wzór Ganguillet-Kuttera

kVITi

0,00155

23 -f —

n

KAi j ,    \ ,

ir(i^₀+^)+T

2. Wzór Darcy-Bazina

to

iQ    ©

<M    O

<N

0,85

08'l

1,75

sta-

Rodzaj łożyska

9. Stary mur, bez mchów i porostów, z dnem zamulonem . .    . .

10.    W gruncie skalistym, dno po

niżej 1,50 m szerokości, nieco roślin wodnych.....

11.    Kanał regularny ziemny, rannie wykonany, bez roślin .

12.    Ziemny, z dnem namulistem, lub skalistanr,⁴nieco roślin, dno szersze niż 2,0 m, potoki i rzeki

13.    Źle utrzymany mur suchy, lub

kanał ziemny pokryty mchem i roślinami, z dnem do 1,4 m szerokości.........

Rodzaj łożyska

Przekró

Prostokątny

Trapezo wy

.....

4. Kanał ziemny ze skarpami bruko-

wanemi ............

! 5. Kanał ziemny starannie utrzymany 6. Koryta rzeczne z rumowiskiem . .

Tablica 2c.

O ©    iO    lO    jo    o    »o

tH ©1    CO ^ O I>-

o" o    o"    o"    o"    o'    o'

(M

Rodzaj łożyska

1.    Najgładsza wyprawa cementowa

2.    Bardzo gładka wyprawa cemen

towa, bardzo starannie heblowane deski...........

3.    Dobrze spojone, gładkie deski .

4.    Zwykłe deski, mur z ciosów lub

z gładkich cegieł......

5.    Zwyczajny mur ceglany, ściany

dylowe ..........

6.    Zwykły mur z wystającymi kamieniami ..........

7.    Mur z kamienia łamanego, dno

nieco namulone.......

8.    Gorszy mur z kamienia łamanego, z dnem zamulonem . . .

Tablica

Rodzaj łożyska

Przekrój

Półkołowy

Prostokątny

1.    Drzewo heblowane, lab wyprawa cementowa ............

2.    Drzewo nieheblowaiie, mur z ciosów

3.    Mur z kamienia łamanego . . . .

3. Wzór Kuttera

v = kVri

100 Vi?

4. Nowszy wzór Razina (1897)

v = in/ï?/

87

l + d=

i.

VR

IC

O’

Tabl ica 2e.

Koryta sztuczne (kanały) K = Ko -j- — (70 — Ko),

4

gdzie Ko = 34 V ^

Dla murów z ciosu, lub desek heblowanych ...

Dla gładkich ciosów, lub wygładzoneg'0 cementu ....

Dla polerowanej wyprawy cementowej

rn = 0

m == 2

Dla kanałów w ziemi Dla mum z kamienia łamanego . . . Dla mura z kamienia wygładzonego i desek .... Dla muru z cegieł, wyprawionego . .

przy t^> I m n— 0,75 „ t <1 m n— 1 — £

(« — 0,52

ni — 0,53

Koryta naturalne (rzeki)

K=MV t

K =30,7 Yt

Tablica 2/.

przy /= 3,5%o

°%S‘t=7    “

//i = 0,50

m — 0,51

dla t > 6,0 m

dla 1,5 <t <6,0m

dla t < 1,5 m

przy 1 = do 2%₀

*    /= 2,5%₀

Tablica 2<7.

116 i M⁹³ + ¹⁰ 7

0,15

t¹

2,2 ~ t ³

(i^£ioî[ psosforozK = gj

? 01 <ff

5. Wzór Hermanka

(1905)

v = kVT1

gdy B <10 t V = K'VT1

K'=k(i~0,25±)

6. I. Wzór Matakiewicza (dla rzek) (1905)

7. I r. Wzór Matakiewicza (dla rzek) (1910)

Metody pośrednie, wzory empiryczne.

Granice

stosowania

wzoru

a* 01

14 ni

At! VII ^

1. b

2. t

CO

4.1 <0,005

l‘o >

0,0006 < I < 0,005

0,028 <

if‘o⁷ 6*0 ( ?    S62 S)

11,86

12,24

13,94 ^2,293 — 7)    ^

7- < 0,028

Tablica 2h.

(0,822--l),⁰'" Z’*⁷

33,86

,47

34,94

(o,8SÎ-i-)<⁰’⁵⁸/°’‘⁷

i:

39,77

0,028 < — < 0,1

I < 0,0006

8,19 (,,293 — 2-](°’⁹ ,0,1’

8,45 (2,293 — -1J ,9,63^0,42

9,62

Tablica 2 i.

Granice:    — 10 ni, Imax— 0,005, t—

₁0,776 ^0,458 f0,58 ^0,43

Dla 0,2 < t <c 2,0 m v — 23,781

t > 2,0 m v = 22,11

8. Wzór Lindboego (dla rzek) (1910)

< 0,028

ir

(»,822 -

(o,822 — i.),⁰-⁶³,⁰'⁴³

(o,«,-!),⁰'⁵⁵;»'*²

23,37

t < 1,12 m

24,11

27,45

1,12 < i < 3,65 m

t > 3,65 m

9. Wzór Grögra (dla rzek) (1914)

Wzór 6. odnosi się tylko do rzek i zgadza się w granicach od < = 1,5 do 6 w i przy spadkach poniżej 2%₀ z wzorem 5. ; dla większych spadków zmienia się wykładnik spadku.

Wzór 7. odnosi się tylko do rzek; zamiast rachować chyżości z wzoru, można rachować je z tablicy cyfrowej, interpolując tak w kierunku spadku, jak i głębokości, lub też z tabeli wykreślnej (por. wykaz literatury Nr. 3).

Wzór 8. Ustawiony dla rzek, granice stosowania podane są w tabeli po prawej stronie.

Wzór 9. Ustawiony również dla rzek, o formie stosunkowo bardzo prostej, wymaga jeszcze bliższego zbadania i porównania z pomiarami.

O ile chodzi o rzeki, najodpowiedniej stosować wzory 5, 6, 7, i 8. Najnowsze formuły odnoszące się do różnych łożysk, a mianowicie tak dla rzek, jak i dla kanałów i rur, podano przy końcu tego działu.

Oznaczenie objętości odpływu na podstawie wielkości i znamion dorzecza, oraz warstwy opadów. Jest to metoda najmniej dokładna, jednak w braku spostrzeżeń wodoskazowych i pomiarów hydrometrycznych zmuszeni jesteśmy w pewnych wypadkach ją stosować. Pozatem opady informują nas o wahaniach odpływu w ciągu lat (lata mokre i suche) i o wartościach najmniejszych, średnich i największych odpływów nawet w takich wypadkach, gdy mamy do dyspozycji spostrzeżenie wodoskazowe i pomiary hydrometryczne, stanowiąc dla nich kontrolę. Jeżeli naprzykład na podstawie znajomości wielkości dorzecza i opadów, oraz wykonanych w pewnym roku spostrzeżeń wodoskazowych i pomiarów hydrometrycznych oznaczymy t. zw. spółczynnik odpływu cp, będący stosunkiem objętości, jaka odpłynęła łożyskiem w ciągu roku, do objętości opadu w dorzeczu z tego

roku : cp = j~p {h roczna îvarstwa opadu w metrach, P powierzchnia dorzecza,

czyli zlewni w m², Q objętość odpływu w iw³ w ciągu roku, oznaczona na podstawie spostrzeżeń wodoskazowych i krzywej objętości), natenczas spółczynnik ten może nam posłużyć do redukcji opadu z innego roku na odpływ. Takie badania przeprowadza się przy projektach mających na celu zagospodarowanie, wzgl. zużytkowanie wód odpływających w ciągu roku (zbiorniki, siły wodne itd.), prócz tego zaś posługujemy się tą metodą w celu oznaczenia objętości odpływu wielkiej wody, o ile nie została ona bezpośrednio pomierzona (światło mostu, odstęp wałów itd.).

Rozkład opadów. Średnia roczna wysokość opadu jest dla różnych punktów ziemi bardzo różna. Średnia warstwa opadu dla całej ziemi wynosi według Murray’a 884 mm, na pustyniach spada poniżej 200 mm, w wysokich górach wzrasta znacznie (Karpaty 1400 mm, Alpy 1800 mm). Prof. Rychter (Pomiary wodne, rowy i kanały) podaje mapę ziem polskich z izo-hyetami, tj. linjami równego rocznego opadu. Dla Niemiec podają średnią roczną warstwę opadu na 660 mm, z czego na zimę (od 1. grudnia) przypada 18,1%, na wiosnę 22,4%, na lato 36%, a na jesień 23,5°/₀.

Spółczynnik odpływu cp zależy od przepuszczalności dorzecza, parowania, wegetacji, spadków stoków, długości drogi, jaką strugi mają przebiec. Przy badaniach dla zbiorników otrzymano spółczynniki odpływu cp od 0,3. do 0,75.

Keller podaje dla środkowej Europy następujące formuły na roczną warstwę odpływu A w mm, jako część rocznej warstwy opadu H.

A — 0,942 H — 430 mm

H— 350 mm,

z których pierwsza odnosi się do obszarów niższej położonych, a zatem o mniejszej warstwie opadów, jednak nie niższej jak 500 mm, druga do obszarów wyżej położonych.

Fischer-Reinau (Flußkunde der Thur und Glatt, monografja dwu dorzeczy o powierzchni 1724, wzgl. 415,7 km²) stwierdza, że formuła ta daje i dla

mniejszych dorzeczy (jak np. obydwu objętych cytowana monografją), niezłe wyniki. Dla pierwszego z tych dorzeczy otrzymał na podstawie spostrzeżeń w dłuższym okresie lat odpływ wynoszący 71,2% opadu (w poszczególnych latach 65,8 — 79,6%), dla drugiego 58,1% (45,5—68,2%). Różnice w odpływie tłumaczy autor rozmaita przepuszczalnością, dorzecza, rozmaitą wielkością spadków stoków i drogi wody, licząc przytem chyżość spływu wody po stoku z formuły Ney’a v = "j/ h tg a, według której chyżości spływu dla średniego kata pochylenia obu dorzeczy 7°45' i 8°20' byłyby w stosunku jak 1,63 : l/

Średni kąt pochylenia dorzecza a oblicza się według Kreutera z formuły : pionowy odstęp warstwie X suma ich długości powierzchnia rzutu poziomego dorzecza dorzecze zaś przedstawia się jako płaszczyznę zastępczą nachyloną pod kątem a, której średnie wzniesienie

tg a

kość S mają wymiary

objętość dorzecza rzut poziomy dorzecza’

a długość D i szero-

sin a'

s F tg a

Tego rodzaju jednak formuły, jak formuła Kellera, mogą dać pewien pogląd, nie dają jednak wyników pewnych, dlatego dla każdego dorzecza powinno się oznaczać związek odpływu z opadem na podstawie badań bezpośrednich wykonanych w danem dorzeczu.

Związek odpływu z opadem jest nietylko zmienny w latach po sobie następujących, ale także zmienia się w poszczególnych miesiącach roku. Tak naprzykład podaje Friedrich (Kulturtechuischer Wasserbau) dla dorzecza, na którem zbudowano zbiornik we Friedrichswald (dorzecze o powierzchni 4,1 km², w tem 65% lasu. 35% łąk i młodego lasu, objętość opadu wynosiła w roku 1906. 7,2 miljonów m³, czyli 1700 mm, rzeczywisty zaś odpływ 5 miljonów m³, a więc <p — 0,7) następujący rozkład odpływu w ciągu roku :

styczeń luty . . marzec . kwiecień maj . . czerwiec

; 48%} (mrozy)

. 103%1 (topnienie . 455%) śniegów)

. 65%

lipiec . , sierpień . . . .38%) (silne wrzesień .... 53%) parowanie) . 76%

. 69%

. 45% (mrozy)

październik listopad . . grudzień . .

Najmniejsze, średnie i największe odpływy. Najmniejsze odpływy następują po długotrwałych posuchach, u nas najczęściej w drugiej połowie lata, lub w pierwszej połowie jesieni, łub też po długim okresie nieprzerwanych mrozów. Jeżeli jednak dorzecze pokryte jest w zimie śniegiem, to prawdopodobnie odpływ nie sjpada do najniższych wartości, gdyż skutkiem ciepła promieniującego w godzinach południowych, śnieg częściowo się topi, nawet przy temperaturze niższej od zera (patrz art. autora w Czasop. techn. z r. 1917, str. 59).

Najmniejsze odpływy naszych rzek, przeliczone na 1 km² dorzecza, różnią się od siebie znacznie, różnice zachodzą tak między rzekami o różnej wielkości dorzecza, jak i na tej samej rzece w miarę przyrostu dorzecza. Dla Wisły wynosi najmniejszy odpływ :

62%

. 62%

Powyżej Przemszy (dorzecze 1816 km²) 1,2 l/km²

pod Krakowem (dorzecze 8245 km²) 2,5 l/km‘

poniżej Sanu (dorzecze 50.585 km²) 1,34 Ijkm²

poniżej Dunajca (dorzecze 19.917,8 km²) 2,05 l/km2 pod Montawską Szpicą (dorzecze 193.014 km²)

1,223 llkm²

woda 7-miesięczna

Z innych rzek polskich stosunkowo obfitszy odpływ przy stanach najniższych mają : Dunajec pod Nowym Sączem 2,8 l/km², pod Zgłobicami około 2 l/km², Poprad pod Starym Sączem 1,92 l/km², Nida przy ujściu 2,05 l/km². Znacznie mniejsze odpływy mają Dniestr i karpackie dopływy Wisły i Dniestru prócz powyżej podanych. Najniższe odpływy Dniestru, Sanu i Wisłoki spadają do 1 l/km², Soły do 0,94 l/km², Skawy do 0,71 l/km², Kaby do 1 l/km², Wisłoka do 0,9 l/km².

Odpływy przy zwykłym niskim stanie wynoszą na naszych rzekach około ll/₂ krotną wartość bezwzględnego minimum. Dla Wisły wynosi zwykła mała woda: poniżej Przemszy 4,94, poniżej Skawy 4.44, pod Krakowem 3,67, poniżej Dunajca 3,16, poniżej Wisłoki 2,66, poniżej Sanu 2,40, poniżej Narwi 2,00 l/km²-, dla Warty poniżej Prosny 1,8 l/km², pod Poznaniem 1,1 l/km², poniżej Noteci 2,1 l/km².

Odpływy prawobrzeżnych dopływów Wisły wynoszą przy stanach trwających wraz z wyższymi 9, wzgl. 7 miesięcy w roku :

woda 9-miesięczna 8 m³/sek.

na Sole poniżej Żywca......

„ Rabie pod Stróżą.......

„ Dunajcu powyżej ujścia Popradu

„ Popradzie przy ujściu.....

„ Dunajcu poniżej Nowego Sącza „ Sanie pod Postołowem . . . .

13,0 m³/sek.

17

13

30

10

Sredniroczny odpływ (ściślej odpływ przy stanie średnim rocznym) wynosi dla Wisły pod Krakowem około 105 m³/sek., tj. 12,7 1/sek., Dniestru pod Haliczem (dorzecze 14.688,7 km²) około 100 m³/sek., tj. 6,8 l/km², Dunajca pod Nowym Sączem około 78 m³/sek., tj. (przy dorzeczu 4307,4 km²) około

18,5 l/km², Wisłoka pod Krosnem (dorzecze 688 km²), 4,5 m³/sek., tj. 6 l/km², Skawy pod Suchą (dorzecze 468,6 km²) 8,7 m³/sek., tj. 18,5 l/km², Sanu pod Jarosławiem (dorzecze 6996 km²) około 80 m³/sek., tj. 11,4 l/km², Stryja przy ujściu (dorzecze 2919,5 km²) około 64 j?»³/sek. czyli 22 l/km², Warty poniżej ujścia Prosny 4,4 l/hm², pod Poznaniem 3,4 l/km², pod Landsbergiem (poniżej ujścia Noteci) 4,3 l/km², Noteci powyżej ujścia Głdy 3 l/km², poniżej Głdy 4,86 l/km², poniżej Drawy 5,8 l/km⁹. Renu przy granicy holenderskiej (160.000 km²) 2030 ?«³/sek., czyli 12,7 l/km², Wezery poniżej ujścia Aller (38.300 km²) 250 m³/sek., czyli 6,5 l/km², Łaby poniżej ujścia Jetzel (144.055 km²) 660 w³/sek., czyli 4,6 l/km², Odry poniżej Warty (107.798 km²) 520 m³/sek., tj. 4,8 l/km², Wisły pod Montawską Szpicą (193.014 km²) 936 m³, tj. 4,85 l/km². Wogóle odpływ średni roczny rzek górskich (j. w. Skawa, Dunajec, Stryj) jest wyższy na km² dorzecza, niż rzek nizinnych.

Największe odpływy. Największe wielkie wody, przeliczone na 1 km2 dorzecza, maleją w miarę wzrostu dorzecza; największą wartość osiągają na potokach górskich, najmniejszą w dolnych biegach rzek nizinnych. Tak np. odpływy górskich potoków w dorzeczu Odry, w obszarach właściwych źródeł, dochodzą do 5 m³/km², na rzece Zacken skonstatowano przy dorzeczu 252 km² odpływ 700 m³/sek., tj. 2,76 m³/km², na Kwiszy (Queis) w miejscu o dorzeczu 550 km² odpływ 880 m⁸/sek., czyli 1,6 m³/sek., dla Skawy przy ujściu (dorzecze 1151 km²) przyjmuje się 746 m³/sek., tj. 0,65 m³/sek., dla Soły przy ujściu (dorzecze 1388,4 km²) 1130 ??»³/sek., tj. 0,81 m³/km², dla Wisły pod Krakowem (dorzecze 8245 km²) od 1815 do 2250 m³/sek., średnio zatem około 0,250 m³/sek., pod Warszawą okr. 6000 m³/aek., co wobec dorzecza 84000 km² daje 0,071 m³/sek., pod Montawską Szpicą (dorzecze 193.014 km²) 10.440 m³/sek., tj. 0,054 m³/sek., dla Odry, Łaby i Renu w pobliżu ujścia 3200, 3700, wzgl. 10.000 >«³/sek., tj. 0.030, 0,0266, wzgl. 0,055 m³jsek.

Dla Małej Wisły powyżej ujścia Przemszy pomierzono największy odpływ na 588 m³/sek. (0,28 m³jkm²), dla Sanu przyjmuje się pod Przemyślem 1480 w³/sek. (0,40 m³/km²), pod Radymnem 1840 m³/aek. (0,30 m³jkm²), pod Radomyślem (ujście) 3710 m³/sek. (0,22 «i³/,sek.).

Metody oznaczenia objętości odpływu na podstawie wielkości dorzecza i opadów są bardzo liczne, tu przedstawimy tylko metodę Iszkowskiego, która do pewnego stopnia odpowiada warunkom na ziemiach polskich i najwięcej jest u nas stosowana, oraz metody Min. Rob. Publ. i Min. Kolei w Warszawie.

Według Iszkowskiego oblicza się następujące odpływy:

1.    Absolutnie najmniejszy odpływ.....

2.    Średni najmniejszy..........

3.    Średni normalny...........

4.    Absolutnie najwyższy.........

5.    Teoretyczny średni odpływ normalnego

roku................

Qo = 0.2 v Qm <?i = 0.4v<?w Q₂ = 0,7 v Ç Qi = chmh F¹)

Qm = 0,03171 cJlF.

We wzorach tych oznacza: F powierzchnię dorzecza w km², li średnią roczną warstwę opadu w metrach, v spółczynnik zależny a) od rodzaju gleby i roślinności, b) od wielkości dorzecza i c) od rozkładu opadów w dorzeczu.

c/t jest spółczynnikiem podanym w tabeli według czterech kategoryj, a mianowicie :

Kategorja I. odnosi się do dorzeczy o normalnej roślinności i silnie przepuszczalnych, lub też o bujnej roślinności i terenie średnio przepuszczalnym (ziemia uprawna). Dla F < 1000 km² należy przyjmować c/( według kategorji II., a tylko przy bardzo przepuszczalnych gruntach według kategorji I. Dla F od 1000 do 4000 km² należy zastosować kombinację kategorji I. i II. Dla F~2> 4000 km² kategorja I.

Kategorja II, dla wszystkich dorzeczy pagórkowatych i górzystych o gruncie mieszanym z normalną wegetacją, lub też dla mniej przepuszczalnych z normalną wegetacją w terenie płaskim i falistym. Przy większych wzniesieniach nad poziom morza dla F do 150 km² zastosować należy kategorie III., dla F od 150 do 1000 km² kombinacie kategorji II. i III., ponad 1000 km² kategorję If.

Tablica 3.

Tabela do oznaczenia spółczynnika m, jeżeli dane F w km'.

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

150

-r •<! j-i j-i j-j <i oc ce œ œ o 'bt'o'oi'o

200

250

300

350

oowoooiüitü

400

500

600

700

800

900

1000

1200

Jf-.    px JJX Jjt JJ: Ci JJ5 ci Ci

>-LOOl>SCr*OOï>5-<ICnO«<l

en

1400 4,320 1600 4,145 1800    3,960

2000 3,775 2500 3.613 3000 3,450 3500 3,335 4000 3,250 4500 3,200 5000 3,125 6000 3,103 7000    3,082

8.000

9.000

10.000

20.000

30.000

40,000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000

3,060 110.000 3,038 ! 120.000 3,017 1130.000 2,909 140.000 2,801 150.000 2,693 160.000 2.575 170.000 2,470 180.000 2,365 190.000 2,260 200.000 2,155 225.000 2,050 250.000

1,980

1,920

1,855

1,790

1,725

1,650

1,575

1,500

1,425

1,350

1,175

1.000

Kategorja III. dla giuntów nieprzepuszczalnych z normalną wegetacją w stromszych pagórkach i górach aż do dorzecza 5000 km², od F = 5000 do 12.000 km² kombinacja kategorji II. i III., dla większych dorzeczy kategorja II. albo kombinacja I. i II. Przy stromych stokach dla F do 50 km2 należy zastosować kategorję IV. od 50 do 300 km² kombinację III. i IV.

Kategorja IV, dla bardzo nieprzepuszczalnych gruntów, bez roślinności, lub z bardzo skąpą, w stromych pagórkach i górach, dla dorzeczy najwyżej do 300 km².

Spółczynnik cm jest spółczynnikiem średniego rocznego odpływu, czyli t. zw. charakterystyką odpływu, wreszcie spółczynnik m jest funkcją wielkości dorzecza ; wartość jego maleje z wielkością dorzecza ; (przy F~ 1 km m — 10, przy F = 250.000 km² m = 1) i wyraża zmniejszanie się względnej objętości odpływu (na km² dorzecza) w miarę posuwania się w dół rzeki, czyli w miarę wzrostu dorzecza.

Wartości spółczynników podają tablice 3—5.

Tablica 4.

Tabela do oznaczenia spółczynników cm i cjr

Li. p.

Topograficzne określenie terenu

CTO

Cfo dla różnych własności dorzecza co do gleby i roślinności

I I II I III I IV

t—i SI CO -di lO ©

7.

GC

j-Ł © p

Bagna i niziny...............

Płaszczyzny i płaskowzgórza .... Płaszczyzny w połączeniu z pagórkami ....................

Pagórki o łagodnych stokach .... Stromsze pagórki i przedgórza.... Wzgórza jak Ardeny, Eifel, Westerwald, Odenwald i wogóle wyskoki

większych pasm gór.........

Wzgórza jak Harz, Las Turyngski, Las Frankoński,Góry kruszczowe, Las Czeski, Las Wiedeński itp. Czarny Las, Wog’ezy, Beskidy, Sudety itp..................

Najwyższe góry wedle stromości

o »o o

iH <N    CO    CO

o    o    o    o_

o' o*⁻    o    cT    o"

io    o    no    o

oi ci co_eo_^ o'o' o" o ©

0,45 0,045

OJDJDJD O 'cs 'o* 'ci o cd    o    o»    o

p> p>    p>    p>    o

'o'o'o'o o

CO <1    05    ot    o*

o o    o    o*    o

'o»

o o

II

0,055    —

0,070 0,125 0,082 0,155

0,100 0,190

<M

H    rH ł—I    ^

o'    o' cT o' o'

0,400

0,450

to I-I

eoooiie

o o o

o~ o' o" o cf

O O

o    o    o    o    o

(M    o    co    co    o

Ol    <M    CO    -S*    O

o' o' o" o' o'

co <1    C5    ot    d

O O    O    Cl    o

o o    o    o    o

¹

) V:i byłaby zwykła W. W., której wielkości jako nieokreślonej ściśle Iszkowski nie oblicza.

Dla wartości pośrednich należy interpolować linijnie.

Według Ministerstwa RobótPublicznycli należy obliczać odpływ małych potoków w celu oznaczenia przekroju przepustów drogowych ze wzoru :

Q = F. u .fi mslsek.,

w którym F oznacza powierzchnię zlewni w km², zaś a r ß spółczynniki które obierać należy według tabl. 6.

W Ministerstwie Kolei stosowane są normy co do największego odpływu, podane w tabl. 6a (w m³/l km²/sek).

»

0,9 -0,8 -0,7 -0,8 -04 -

OA

OJ -

oj 0.1 -

_ T a blica<FJ)jfT>.-

Funkcja spadku<FJ>⁼3AJm dla wszystkich łożysk

2 0,1 02 <W .05 0.6 07 0A 09 3 OJ 02 03 OA ftî te 07 03 09 4 0.1 02 03 0A 05 Û* OJ OJS OS 5

0,8

04

.X

0,7

1. Rzeki.

- 2. Kanały ziemne.    —

4 »    ” wyłożone bardzo szorstkim brukiem, stare żłoby górskich

potoków.

O,*

04

oj.

04

OJ

0,1

» dno żwirowe,skarpy: beton lub bruk,

•    betonowe uszkodzone, sztolnie niewymurowane

*    -    ' otwarte ; kanały gładko brukowane

7."    - o gtadkiem dnie betonowem i gładkich murach bacznych.

II.Rury betonowe szorstkie; Sztolnie niezbyt gładko wyprawione.

°.412. • -    -    • średnio szorstkie    tXTK

0,1 h /4.Sztolnie betonowe bardzo gładko wyprawlum.jJjl 1 I 1 1 M U-14

°-»r 15 Najgładsze rury betonowe    -j-yf-j-------------

°£:i7Rury drewniane (klepkowe).    _ Ud-Xi-4-iT1i4ÎXLII’

o,6 - /8, « * żelazne lane używane (szorstkość w/dług Kutter'a -Lyeger'ay

Ul 20......nowe i czyste. /    {=:

oś-2j" •    •    • kute,na obwodzie wielokrotnie łączone od a dob. -

”1 '* • *    *    "    *    - jednolita blacha odcdoü.tI__:

5 - 22.Najgładsze rurki ciągnione mosiężne lub miedziane. J-H-

flo ? /0.1 OJ OJ 04 04 0,S OJ OJ 0.9 2 ~f~

0*5 * 0*8 -0,7 -OJ -

0,3 -O A -OJ -

0.9 r

0.0

07

OJ

o*

OJ

OJ

0,9

af

0*7

OJ

OJ

0.3

0.3

A«

OJ

oj

OJ

oj

oj

OJ

0,2

0.1

OJ

oj

0.7

a«

OJ

oj

OJ

0.3

0,1

OJ

OJ

07

oj

OJ

A4

OJ

OJ

0,1

5."

ft-

Fi

01    0,2 02 OJ, OS OS 07 08

2:

1?

T)

•if

17-

OJ

OJ

07

A#

0,5

A4

OJ

04

oj

oj

OJ

0.Ö

"P

-t

fcr

S3::

OJ

0.7

OJ

OJ

OJ

OJ

02

0.1

Eïï

0,0

OJ

0.7

OJ

oj

OJ

OJ

AJ

At

-Tl

-O

-O

fuit io too

&-

XXI

>.ç2âÈk

U-

3?

OJ

ao

0.7

OJ

JS

/!

=±:

U.

CÎ

sfS

=r"^

t: . _

hm*

TOSS“

OJ

OJ

OJ

0.2

ai

OJ

0,9

0.7

OJ

os

OJ

OJ

0.7

0.1

,XX7

04

OJ

:=q='

Si.

OJ

0.«

0.5

A4

AJ

n

Q0} OJ QJOJCJOJCJOJS 0.9    1    0.1 OJ 03 m, OJ 0Â

dm _E -pCfiMâ iflo]

w oj as 2 °-¹ 82 05 w as ae h as as 3 03 v <u

D3fiE$5E

?T

777

0.2

« as ae v oj as 4 0.1 ojajoAorsojaozosos 5

Fig. 17.

Uwaga: Na krzywej funkcji głąbokości ma by(5 (ft) — 1,04<'V.

1

'

/

,

/

■

Oznaczenie odpływu na podstawie opadów i dorzecza.

Tablica 5.

Tablica do oznaczenia spółczynnika v.

515

2.

3.

v= 1,0

1,5

0,4—0,81 1—1,5 0,8—0,5

0,6-0,3

Średnia przepuszczalność pokładów i średni stan roślinności.

Średnia roślinność i przepuszczalność, w okolicy licznych jezior i stawów.

Pokłady mocno przepuszczalne i skąpa roślinność.

Pokłady słabo przepuszczalne i bujna roślinność.

Pokłady nieprzepuszczalne w terenie płaskim.

Pokłady nieprzepuszczalne w okolicach pagórkowatych ; spółczynnik maleje w miarę zmniejszania się roślinności.

Jak e), tylko w górach poprzecinanych małymi strumykami.

dla F ^ 200 km- przy bujnej roślinności należy w powyższy sposób wyznaczone v powiększyć o 25°/₀.

200<C.?r,< 20.000 km² pozostaje v bez zmiany.

„ 20.000 < F< 50.000 km² należy v powiększyć o 0— 15%. „ 50.000 < F <C 100.000 km*    „    v

„ 100.000 < F< 200.000 km²    „    v

o 10- 50%. o 50—100%.

W miarę jednostajniejszego rozkładu opadów v rośnie; w klimacie morskim należy v powiększyć o 50%.

Tablica 6.

Wartość spółczynnika a

Wartość spółczynnika ß

Długość

dorzecza

Teren zlewni

km

górzysty

pagórkowaty j

płaski

Stopień

zalesienia

O O O »O H H Ol M

occcoooo^o

ysj-iy-i ys.ps 05 y- yn

bo b-i "cj b- t® bo bi b>

O O i—¹ i-i t-syoys jw 'üt'^'obn'o'Vbobn

iii to' ÜT"

t-T o' o' gT o'

Długość zlewni w km

Tablica 6 a.

Teren zlewni

górzysty    płaski

'>²⁰°^ d7X

Uwagi

i-¹ t®y»    j-ay»

'o ~o "o 'o ö o ~© 'o

O M- t® OS

bo bi b- bs ~o bo C-. b-

o i-¹ i-¹ t® yoyoy» 'oibo'bo'ooto

1.    i oznacza pochyłość zlewni.

2.    Dla krótkich dolin (długości do 3 km) ze stromemi zboczami ilość odpływu zwiększyć o 25%.

3.    Dla gruntów łatwo przepuszczalnych o powierzchni niezadarnionej, oraz dla zarośli, ilość odpływu może być zmniejszona, lecz nie więcej niż o 26⁰/o.

4.    Dla lasów, żwirowisk i pustkowi kamienistych lub piaszczystych ilość odpływu może być zmniejszona do 60°/o.

5.    Dla wartości pośrednich należy interpolować linijnie.

Obliczenie przepływu w rurach. Związek między długością przewodu l, o średnicy d, którym przepływa objętość Q m⁵/sek., z chyżością V ml sek. i stratami ciśnienia przy ruchu wody, a mianowicie stratą na początku rury (strata przy wejściu) //„, stratą wzdłuż rury h = il (gdzie i jest jednostkową stratą ciśnienia, czyli spadkiem ciśnienia na jednostkę) i stratą przy zmianie kierunku hy, podaje szereg wzorów empirycznych, z których najważniejsze tu przedstawimy.

1. Strata ciśnienia

V¹

wejściu do rury h₀ = (1 -j-£₀) —,

,    >    -9

gdzie £₀ jest spółczynnikiem praktycznym równym dla wlotu niezaokrąglonego 0,505, dla wlotu zaś lejkowato się zwężającego malejącym do 0,08. Dla rur zatem bez przejściowego lejkowatego wlotu :

przy

r²

h₀ = (1 + 0,505) — == 0.076 t>².

9

2. Strata ciśnienia przy zmianie kierunku rury wynosi według Grashofa :

hy -

w²

= 0,00416 <p

K,)k

d r²

2p 2y'

w którem to równaniu oznacza cc kąt skrętu rurociągu w stopniach, a p promień skrętu. Jeżeli rurociąg ma w różnych punktach skręty, to straty ciśnienia się sumują.

8. Strata ciśnienia wzdłuż rury h. (Zestawienie i krytykę ustawionych wzorów podają Biegeleisen i Bukowski, wykaz literatury 21).

a) Wzór Darcy. i= = |⁰’⁰⁰¹⁰¹⁴

0,00002588

u²

znych nowych),

0,002028 , 0,00005176

a rur żelaznych starych. Wzorów tych można z korzyścią używać przedewszystkiem dla rur o średnicach większych.

i) Wzór K u 11 e r a : i —

cza spółczynnik praktyczny, przyjmowany według Luegera :

dla rur    żelaznych    nowych.....o    =    0,15

„    „    „    średnio    używanych    o    = 0,20

„    „    „    starych

Lueger ustawił tabele cyfrowe według⁻ tego wzoru (w podręczniku „Die Wasserversorgung der Städte“), w których dla danego d, Q, wzgl. r, można znaleść spadek jednostkowy i.

Nadolski (wyk. lit. 12.) obliczył według tego wzoru tabelkę (tablica 7), wzorowaną na tabeli FrUhlinga dla kanałów, podającą dla rur używanych w praktyce, z założeniem stałego i = 0,01 == l%j oraz o = 0,25, odpowiednie d, F, X, v i Q w 1/sek. Oprócz X podana jest tu także wartość \y do wzoru

h-\

Jeżeli chcemy obrachować objętość Qy, przepływającą nie przy spadku i = 0,01, lecz przy dowolnym spadku iy, natenczas Qy —■ 10 Q y' iy, a odwrotnie, jeżeli chodzi o obrachowanie spadku przy przepływie objętości Qy z chyżością vt, stosujemy wzór:

oraz

i ==

v‘²

dn-

h __ / Vd -j- 2 o \²r²_ i \ 50 y'd I d

= Xi

Q²

d⁵’

fi²

p²

w którym o ozna-

5 = 0,25

przyczem Ky = 1,621 X.

100 V² 100 Qz

Tablica 7.

Tabela dla rur żelaznych używanych.

Średnica d mm

Powierzchnia F m?

Wedle Kuttera, dla <5 = 0,25

dla i = 0,01

v misek.

0 //sek.

40

50

0,00126

0,00490

0,00794

196

419

679

60

283

370

600

70

80

385

503

334

307

541

497

90

636

284

461

100

125

150

0,00785

0,01227

1767

267

232

210

432

376

340

175

200

225

250

275

300

325

350

375

400

425

450

475

500

550

600

650

700

750

800

900

1000

1100

1200

1500

2000

2405

3142

3976

4909

5940

7069

8296

0,09621

0,11045

12566

14186

15904

17720

19635

23758

28274

33183

38485

44179

50266

63617

78540

0,95033

1,13097

1,76715

3,14159

192

180

169

160

152

146

141

135

132

128

125

122

119

117

112

109

105

0,00102

0,00099

97

93

90

87

85

80

0,00073

312

291

274

259

247

237

229

221

214

208

202

198

193

189

182

176

170

165

161

157

151

146

141

138

129

0,00119

o cTt-Ti-Tin'' co' ■<*'od •'*' <n~«T irT r-T oT .-T ud ^ ccT i-T i-< o ed" to co ig »o g eo th co ^ co rh oi

2^ni2*SlSc0C0^i05DC0O01'^05C0C0!MCD'^ v-4 rH tH r-< 04 CO ^ l> iD tH

OiOCOXHCOWHiO'MiO'^OwifNCOCOiOtOO'MNHO^OOOONanOCOCO^CO^ GO^oiOH^Hco^ooioococoHOcoo^®ia5i>HiocOHTjiooec^îû^(N (M CO rfl rÿ iC. O ÇD 1>^C0 & O O^ CO^    SD I>^ 00^    CO^    00^ CO^    CO^ OJ^

o o' o' o' o' o' o' cT 6 o' h' w-T *-T t-T t-T t-T t-T *-T r-T t-T r-T i-T of of of of of of of co~ co* co co »o

i —    — =    0,00092 ^j~26 (*^a    używan.    rur    żel.    Ian.)

d)    Wzór Fanning’a: *' = —= 0,001312 ~ (dla rur nowych) h

— = 0,002443 — (dla rur starych).

h

e) Wzór Bieg*eleisena i Bukowskiego:

1. i — -j~— 0,0007745 (dla rur kutych).

Wstawiając Q =    • v

h    Oh⁸

= 0,001196^,

2. i =

«1.9

= 0,0012 —— = 0,0019 d* »i

Qb⁹

di, »

(dla

rur

lanych nowych)

3. ; =

t;l,9    01,9    ,

= 0,002567-^-y = 0,004061(dla rur lanych używanych).

Wzory te mało są w praktyce używane, gdyż dają wyniki różniąc sie znacznie od wyników innych formuł.

Autorzy podają w swej pracy (wykaz literat. 21) dla powyższych wzorów nomogramy.

Nowsze wzory dla rzek, kanałów i rur. Strickler (wykaz literatury Nr. 22) stosuje wzór:

« = & Jl¹* l\

a na k podaje następująca tabelke (tablica Nr. 9).

Tablica 9.

Spółczynniki k Strickler’a.

Materjał

Materjał

1.    Skała bardzo szorstka .......

2.    Skała średnio szorstka .......

3.    Kamienie o wielkości głowy ......

4.    Gruby żwir około 50/100/150 . . . .

5.    Żwir średni około

20/40/60 .....

6.    Drobny żwir około

10/20/30 .....

7.    Drobny żwir z dużą ilością piasku . .

8.    Surowy mur z kamienia łamanego .

9.    Dobrze wykonany

mur z kamienia łamanego .....

10.    Niewyprawiony be

ton, wykonany jednak w dobrem deskowaniu .....

11.    Kwadry przyciosane

15-:-20

204-28

25 4-30

35

40

45

50

12.    Dobrze przystosowane cegły . . .

13.    Nitowane rury blaszane, na obwodzie wielokrotnie kryte .

14.    Jak 13., jednak na

obwodzie tylko jedna blacha ......

15.    Nowe rury żeliwne .

16.    Gładzony beton . .

17.    Deski drewniane nie-heblowane ....

18.    Rury z klepek

19.    Gładki namuł . .

80

654-70

854-100

90

drewniane

20.    Rury z średnią in-krustacja . . . .

21.    Gładka ‘

cementowa . .

wyprawa

70

100

60

80

22.    Heblowane drzewo .

23.    Rury gazowe, rury pocynkowane . . .

24.    Ciągnione rury mosiężne i miedziane

1254-135

150

Spółczynniki k dla rzek (poz. 1.—7.) nie maja wielkiej wartości, natomiast dla kanałów i rur (poz. 8.—24.) można je z korzyścią zastosować. Forchheimer (wykaz literatury Nr. 23) używa dla kanałów i rur

wzoru :

v = X i?o,7 jo,5,

a na X podaje następującą tabelką (tablica Nr. 10):

Tablica 10.

Spółczynniki X Forchheimer’a.

1.    Zupełnie gładka rura ciągnioną, mosiężna lub miedziana

dla 7= 0,0001 ...........‘.........

2.    Gładkie koryto drewniane dla I — 0,005 .........

3.    Akwadukt-Sudbury z klinkierów.............

4.    Akwadukt-Sudbury z wyprawą cementową

5.    Akwadukt-Kroton z klinkierów

6.    Tunel Sitter z betonu ....

X = 104,4

90,5

87,8

93,3

75,4

91,8

7.    Betonowe łożysko Wiedenki.......

8.    Kanał betonowy Garching-Neukirchen (nowy)

80,1

59,0

9.    „    „    „    „    ®/₄ roku później . .

10.    Kanał betonowy Trostberg-Tacherting (nowy) .

14.    Kanał betonowy Pegau, 0,48 powierzchni betonu, 0,52 żwiru

i namułu .......................

• r>

58,5

60,3

48,6

60,2

55,8

15. Kanał Aarau, 0,26 powierzchni betonu, 0,74 drobn. żwiru . . „ Dla nowego, czystego betonu przyjmuje zatem

v = 59 jR0,7 jo,5

50,0

56,6

a dla starego uszkodzonego betonu

, v = 50 fio.7 jo,5

16. Kanał ziemny Uppenbornwerk (kanał górny).....

„    „    Stettenhofen.............

„    „    Cavoura (przeważnie w grubym żwirze) .

„    „    Uppenbornwerk (kanał dolny, zaniedbany)

„    » Tacherting    „    „ .

Wartości spółczynników wyznaczono na podstawie spostrzeżeń wykonanych na nowych dużych kanałach, mają przeto dla praktyki doniosłe znaczenie.

X= 41,8

17.

18.

19.

20.

40,6

39,2

35,1

30,0

Matakiewicz (wykaz literatury Nr. 8) ustawia ogólną formułę dla rzek i kanałów:

V = 35,4 Im to,7

(przyczem dla kanałów zamiast średniej głębokości t należy wstawić promień przekroju Ii) i podaje wartości wykładnika m w następującej tabeli (tablica 11).

Wartości stałe wykładnika można stosować dla kanałów o mniejszych spadkach (do l°/o₀) j przy większych należy oznaczyć m z rubryki drugiej (równanie ogólne).

Autor opracował bardzo dogodne tabele cyfrowe i wykreślne do tego wzoru, a mianowicie wartość v można przedstawić jako iloczyn funkcji spadku {FI) i funkcji głębokości (fi):

v = 35,4 lm t o»? = (Fl) X (f t)⁼⁼ 34    *⁰'⁷'

L. p

10

11

12

Tablica 11.

Wartości wykładnika spadku m według Matakiewicza.

Rodzaj łożyska

Wartość stała

Równanie ogólne na

£ Rodzaj łożyska

War

tość

stała

Równanie ogólne na

Rzeki.....

Kanały ziemne regularne i czyste ....

Kanały ziemne zaniedbane .    0,505—0,515

Kanały wyłożone bardzo szorstkim brukiem z kamienia łamanego,stare żłoby górskich potoków . .

Kanały o dnie żwirowem i skarpach z betonu luh bruku Kanały betonowe uszkodzo-

0,493 + 10/ 13

0,483

0,460

14

S3

0,493 — 2/

ne

Sztolnie niewy-murowane . . ’ Kanały betono- 1 we otwarte . I Kanały betonowe gładko brukowane . . . Kanały o gładr kiem dnie be-tonowem i gładkich rau-rach bocznych Kanały betonowe lub gładko brukowane, pokryte na-mułem . . . Najgładsze koryta próbne Bazina, czysty cement, heblowane drzewo Koryta próbne Bazina ze zwykłych desek . Rury betonowe, szorstkie (z części składane) .... Sztolnie niezbyt gładko wypia-wione .... Rury betonowe średnio szorstkie (z części składane), lecz starannie wykonane . . .

0,440

0,420

0,405

t>    00

T-t    ł—<

0,442 — 9/

0,422 — 14/

0,347 — 13/

0 385 - 13/

0,412—8/

0,410 — 9/

to

S3

22

Betonowe łożysko Wiedenki

Sztolnie betonowe lub murowane, bardzo gładko wyprawione ....

Najgładsze rury betonowe, wykonane jako jednolity ciąg, lub z części, z usunięciem (zeszlifowan.) wewnątrz zaprawy wystającej ze stoaug

Rury żelazne lane z silnym narosłem osadu

Rury drewniane (klepkowe)

Rury żelazne lane używane, szorstkość według Kutter'a-Imegera (mL = 0,25)

Rury żelazne lane używane, szorstkość według Plamanfa

Rury żelazne lane, nowe i czyste ....

Rury żelazne kute, szorstkość według Strickler’a :

I.    na obwodzie wielokrotnie łączone

o) od .... 6) do ....

II.    na obwodzie jednolita blacha:

c)    od ....

d)    do . . . .

Najgładsze rurki ciągnione, miedziane lub mosiężne, szorstkość według Blasius’a

0,400 — 12/

0,380 — 13/

0,355 — 13/

0,478 — 1,2/ 0,418 — ft*

0,410 — /V»

0,465 — /Vs

0,370 — Z¹/*

0,446 —/Vî 0,434 —/‘/ï

0,408 — /Vu 0,377 —/Vî

0,385 — / ³‘

Związek między norm. szerokością a średn. głębokością.

521

Dołączoną tablica wykreślna (fig. 17) podaje krzywe (FI) dla różnych rodzajów łożysk, oraz krzywa (ft), która jest zarazem krzywą (J li) dla wszystkich łożysk wspólną. Z tablicy tej dla dowolnego 1 (podziałka pozioma) oznaczymy na podziałce pionowej (F I), i dla dowolnego t (podziałka pozioma) oznaczymy (ft) na podziałce pionowej, a przez pomnożenie obu wartości przez siebie otrzymamy chyżość v — (F I). ( f t).

Obydwie funkcje odczytuje się w dwu miejscach dziesiętnych.

Związek między normalną szerokością a średnią głębokością łożysk rzecznych, oraz hydrologiczna miara żeglo-w u o ś c i. Pewne wskazówki co do oznaczenia związku między normalną szerokością B a średnią głębokością rzek t podał Siedek w r. 1905 w artykule „Studie über die Bestimmung der Normalprofile geschiebeführender Gewässer“ (Ztschft. des österr. Ing.- u. Arch.-Ver., Wiedeń 1905). Wzory te są stosunkowo zawiłe i nie zawsze dają wyniki przydatne dla praktyki, mogą jednak służyć dla orjentacji.

Matakiewicz (wykaz literatury Nr. 9) podaje na związek ten następujące wyrażenie :

li

<2 = - = 6,821 Fo,3 jro,i, ts

w którem oznacza F powierzchnię dorzecza w km², a 1 spadek jednostkowy (wyrównany) łożyska na jednostkę.

wnemu

Mając daną objętość przepływu Q w m ⁸/sek., odpowiadającą pe stanowi wody, np. normalnemu stanowi regulacji, można oznaczyć średnią głębokość profilu (normalnego) z równania:

iii

232 F0,31 o,6

Tę głębokość nazywa autor „hydrologiczną miarą żeglowności“ i uważa jako wyrażenie, które może służyć do porównywania warunków żeglowności rzek.

Wzory te mogą być używane przy obrachowaniu normalnych szerokości zek w celach regulacji.

LI TE KAT U RA.

1.    Rychter J. : Pomiary wodne, rowy i kanały. Lwów 1894.

2.    Matakiewicz M. : Próby ustawienia wzorów empirycznych na przepływ wody

w korytach naturalnych (Czasop. techn., Lwów 1906 i Wochenschrift f. d. öffentl. Baudienst. Wiedeń 1905).

3.    Matakiewicz M.: Nowsze badania empiryczne nad związaiem elementów ruchu

w łożyskach przyrodzonych (Czasop. techn., Lwów 1910, i Zeitschrift für Gewässerkunde. Drezno, t. X., z. 2., 1910).

4.    Matakiewicz M. : Badania nad związkiem między chyżością średnią a powierz

chniową w łożyskach rzecznych (Czasop. techn,, Lwów 1918, i Monatsschrift für d. öffentl. Baudienst, Wiedeń 1924).

5.    Matakiewicz M.: Drogi wodne w Polsce. Lwów 1917.

6.    Matakiewicz M. : Regulacja Wisły. Warszawa 1920.

7.    Matakiewicz M.: Światowe drogi wodne a regalacja Wisły. Lwów i Warszawa 1921.

8.    Matakiewicz M. : Ogólna formuła na średnią chyżość przepływu w łożyskach

rzecznych i kanałowych. Lwów 1925.

9.    Matakiewicz M.: Hydrologiczna miara żeglowności. Lwów 1923.

10.    Haponowicz N. : Wykreślna tablica hydrauliczna Lwów 1913, (Wiedeń 1913. Zeit

schrift d. Ing.- u. Arch.-Ver.).

11.    Kucharzewski F.: Hydraulika. Warszawa 1918.

12.    Nadolski O.: Zakłady o sile wodnej. Lwów 1910.

13.    Ingarden R. : Rzeki i kanały żeglowne w b. trzech zaborach. 1921.

14.    Tros kolański : Hydromechanika. Lwów 1925.

15.    Flamant A.: Hydraulique. Paryż 1909. (III. wyd.).

16.    Szwajcarski departamentspraw wewnętrznych: Zeszyt 10. Communications

du service des eaux (Mitteilungen für Wasserwirtschaft). Bern 1917 i dalsze pnblikacje.

17.    Szwajcarskie Biuro hy dr o m etry ozne : Die Entwicklung der Hydrometrie in

der Schweiz. Bern 1907.

18.    Bubendey: Hydraulik, Handbuch d. Ing.-Wiss. I. tom, część III. 1911,

19.    Forchheimer P. : Hydraulik. Lipsk 1914. (I. wyd., 1920 II. wyd.).

20.    Weyrauch R. : Hydraulisches Rechnen (III. i Y. wyd.). Stuttgart 1921.

21.    Biegeleisen i Bukowski; Grundlagen zur Berechnung von Wasserrohrleitungen.

Odbitka z „Gesundheitsingenieur“, 1915.

22.    S tricki er: Beiträge zur Frage der Geschwindigkeitsformel. . . Zurych 1924.1

23.    Forchheimer: Der Durchfluß des Wassers] durch Röhren und Gräben ... Berlin 1923.

Kanały i przewody.

N apisał

dr. inż. Karol Pomianowski,

profesor politechniki, Warszawa.

Kanały otwarte. Kanały kopane mają skarpy i dno pozostawione w stanie naturalnym lub odpowiednio ubezpieczone. Ubezpieczenie zmniejsza spół-

czynnik’ oporu, a zatem i straty spadu,

^ ______ r pozwala zastosować większe prędkości,

uszczelnia kanał i chroni przed stratą wody i zarastaniem.

Fig. 18.

Nachylenie skarp zależy od gruntu, w którym kanał jest kopany. W piasku 1 : 2 lub mniej ; w bardziej zwięzłych gruntach 1 : 1,6, wyjątkowo 1 : 1, w skale znacznie więcej, aż do 10:1. Przekrój hydraulicznie możliwie najkorzystniejszy, więc głęboki (6,0 m kanał Olten-Gösgen, wyżej 10 m kanał Chiappawa-Queenstown. Tablica 1. podaje wymiary kanału dla maks. promienia hydr. i różnych nachyleń skarp (fig. 18).

Ubezpieczenie skarpy brukiem z cegły, kamienia. łamanego na podbitce żwirowej lub z betonu. Grubość bruku 0,2—0,3 m, podłoża koło 0,15 TM. Najeż, ubezpieczenie z płyt betonowych 0,1 — 0,2 m grubych, bitych na miejscu, między listwami drewnianemi, tak, aby wymiary nie przekraczały 2 X 2 tm. Jeśli gotowe płyty układane, wymiar 1 X 1 im, we fugach papa asfaltowa.

Prędkości w kanałach nieubezpieczonych zależnie od gruntu : 0,4—1,0 TM/sek., wyjątkowo w skale betonowanej do 4,0 TM/sek. W kanałach, które służą jako robocze dla zakładu o sile wodnej, a równocześnie jako kanał żeglugi, prędkość nie większa jak 1,2 Tw/sek. Spady zależne od przekroju i objętości wody; przy małych kanałach od 0,4 do l,0°/oo, przy dużych, od 0,1 do 0,5°/oo- Nie schodzi się ze spadem dna poniżej 0,8%o*

Kanały strzelane w skale muszą być ze względu na opory ruchu, a także i straty w przeciekaniu, zawsze ubezpieczone betonem 1:3:6, warstwą o grubości 0,1—0,2 m.

Nasypów należy unikać, mogą jednak i duże kanały leżeć w długich i wysokich nasypach (Olten-Gösgen), przy starannem ubiciu obustronnych grobli i założeniu wkładki iłowej, o gr. 0,4—0,6 m i przykrytej warstwą żwiru lub piasku o gr. 0,5 m dla ochrony iłu od wypłukania przez wodę. Iłowanie przechodzi pod dnem i obu skarpami aż do wysokości 0,5 m nad poziom normalny wody. Uszczelnienie betonowe mniej pewne.

Kanały o przekroju zamkniętym. Rozróżniamy zasadniczo dwa typy przekroju: kołowy i zbliżony do tunelowego, rzadziej przekroje spłaszczone, które mają gorszy promień hydrauliczny (fig. 19).

90° 00'

2:1

63° 26'

60° 15'

56° 19'

53° 8'

45° 00'

2,704 y

4: 5

38° 40'

33° 41'

2,902 y

29° 45'

26° 34f

0,636 y a

0,300 y

3,149 y a

0,318 y a

2,844 y"

18° 26f

Tablica 1.

Nachylenie

skarpy

cl

0,548 V a

0,178 V«

3,647 b a

0,274 Va

3,465 y a

0,662 y a

0,352 y a

3,021 y a

0,331 I⁷ a

2,669 y a

0,689 y a

0,417 y a

0,345 y a

2,484 y a

0,716 y a

0,502 y a

2,794 Va

0,358 Va

2,291 y a

0,740 y a

0,613 y a

0,370 y a

2,093 ya

0,748 y a

0,679 y a

2,6UVa

0,374 y a

1,996 y a

0,759 Va

0,812 y a

2,636 y a

0,379 y a

1,823 y a

0,760y a

0,882 y a

2,632 y a

0,380 y a

l,750y«

0,759 y a

0,938 y a

2,635 y a

0,379 y a

1,697 y«

pionowe

0,707 y a

i,4i4y«

2,828 y a

0,354 y a

1,414 y a

Przekrój kołowy jest najoszczędniejszy pod względem ilości materjału, lecz rura wymaga podparcia lub odpowiedniego łożyska i jest trudna do wykonania. Najczęściej w kanałach żelbetowych, przyczem rura kanału spoczywa w łożysku z chudego betonu lub muru (fig. 20). Zw. uż. tam,

5.10

0M0

— 9C‘Z —

P0(    <^\    ,8«f

'H \ . 2V4I • -f] - T \ir jfoft n

m

Kvs

Wr?n...

7.10

wo

Wk

- - •*

S! j?

j.pö

!/

1 .OP

iLo*⁶

8.60-

i. ï •

«105

-4-

-i w

*_!. .

Qjjwjwnsny Q3iQ4rn

-----c. 00 -

Fig. 20.

Fig. 19.

gdzie kanał jest wypełniony wodą stojącą pod ciśnieniem. Średnica rury dochodzi do 6,0 m, ciśnienia do około ‘20 m (Houille Blanche 1921 r.).

Przekrój o kształcie tunelowym jest łatwiejszy do wykonania. Jego promień hydrauliczny prawie równy promieniowi przekroju kołowego; ilość potrzebnego materjału znacznie większa. Wogóle nieekonomiczny i statycznie trudniejszy do obliczenia.

Kanały murowane i betonowe w swej konstrukcji nie różnią się od kanałów głównych sieci miejskiej.

Kanały żelbetowe buduje się albo o przekroju prostokątnym (bez ciśnienia wewnętrznego), albo jako przekrój kołowy (pod ciśnieniem). Pierwszy typ ma zaletę, iż jako przekrój sztywny może się na dłuższej rozpiętości sam dźwigać, wobec czego podparty na słupach żelbetowych może przechodzić przez małe zagłębienia terenowe bez robót ziemnych (fig. 21). Przekrój kołowy używany z reguły tam, gdzie leży pod linją spadu ciśnienia.

Rury żelazne najczęściej kute, dla mniejszych średnic ciągnione lub spajane, łączone na kołnierze, dla większych nitowane. Spoczywają w parametrowych odstępach na klocach murowanych. W odległościach odpowiednich rura utwierdzona na stałym klocu murowanym, przy nim dylatacja. Dyla-tacji można uniknąć, osłaniając rurę ziemnym nasypem, lub płaszczem żelbetowym, lub też kładąc ją w falistym terenie tak, iż oś jej nie leży w linji prostej. Głęboki ściek może rurociąg przekroczyć jednym łukiem, przyczem konstrukcja żelazna niesie sama siebie. Jeśli ciąg pod większem

\0,12

r\m.

k.’v5l . ■ .

n.; : ; •

/f

'r 1,90

UiaU

0/5

■-rl-gl-r

ôkHïb

ri

°i

5,00 ----------

Fig. 21.

1/40,50

1140,50

t /?•- 70,00 i L-66, W I 270

Fig. 22.

ciśnieniem, powstaje wypadkowa skierowana ku górze, która nie powinna przekroczyć ciężaru ciągu na łuku (fig. 22).

Rurociąg żelbetowy spoczywa w odpowiedniem łożysku z chudego betonu. Mniejsze przykryte ziemnym nasypem. Wkładki obliczone na ciśnienie wewnętrzne wzorem : H. D = 2 / a, gdzie H wysokość ciśnienia w m, tj. w tonnach, D średnica rury w m, a naprężenie w t/m², / przekrój wkładek na lmb. Wkładki podłużne mają połowę tego przekroju.

Rurom wolno leżącym żelbetowym o wielkiej średnicy daje się co pewien odstęp po stronie zewnętrznej żelbetowe eliptyczne żebra ze względu na duży moment zgięcia, wywołany w ściankach własnym ciężarem pustej rury (fig. 23).

Rurociągi drewniane składają się z klepek, ściąganych żelaznemi obręczami, przyciętych z czterech stron dokładnie maszyna do kształtu rury. W czoła klepek wbite listewki stalowe, uszczelniające połączenie podłużne. Wzdłuż długiej krawędzi klepek niema żadnego uszczelnienia.

Klepki są 2 do 4 m dł., 15 do 20 cm szer., 3 do 6 cm gr. Obręcze w od-rtępach conajmniej 30 cm, zresztą zależnie od potrzeby, i w wymia-sach odpowiadających wielkości wenętrznego ciśnienia. Obręcze z żelaza okrągłego, z reguły d = 10—20 mm, zakończone trzewikiem, przez który

Pr zebro/ AB

|Hjj

AgM .

Ï!

TET

-+Q9.

Fig. 23.

Fig. 24.

przechodzi nagwintowany wolny koniec obręczą. Przykręcając naśrubek, zacieśnia się obręcz na rurze. Rura wewnątrz i zewnątrz terem (gudronem), dobrze kilkakrotnie przeciągnięta, spoczywa wolno na klockach murowanych, postawionych w pewnych odstępach tak, iż pod rurą jest zawsze przestrzeń wolna. Taki rurociąg, przy odpowiedniej konserwacji żelaznych obręczy trwać może bardzo długo. Średnica rurociągów drewnianych dojść może do 4 m. Przy tak wielkich średnicach trzeba je budować w zewnętrznych ramach drewnianych, kwadratowych lub 8-kątnych, gdyż ciężar pustego rurociągu zgniecie, wzgl. złamie boczne ścianki (fig. 24). Rozmiary niektórych rurociągów drewnianych w Stanach Zjednoczonych podaje tablica 2.

Tablica 2.

Nazwa

! Średnica

długość

Objętość m³/sek.

Grubość

klepek

Śre-

duica

obręczy

Odstęp między obręczami

Ciśnienie największe

Astoria City.....

Denver. Col.....

Deep-Canyon ... Tumwater Wash. Madison Canyon

0,457 m 0,762 m 1,321m 2,591 m 3,048 m

11,9 km 26,4 km 0,32 km 3,38 km 2,26 km

0,181m3 0,368m3 3,40 m3 19,16 m3 20,99 m³

3,5 cm 4,1 cm 5—6,5 cm

11 mm

38 mm

22 mm

6—30 cm 5,5—30 cm 5,5 —30 cm

63,25 m 56,40 m 93,53 m 51,73 m 7,61 m

Kanały o przekroju zamkniętym są w naszym klimacie zawsze przykryte warstwą ziemi o grub, około 1,0 m, celem ochrony przed zamarzaniem.

W stosunku do kanałów otwartych, kanały kryte mają następujące zalety: 1. bezpieczeństwo przeciw uszkodzeniu, zasypaniu i zamarzaniu kanału, 2. prędkość dopuszczalna duża, przy stosunkowo małych stratach spadu, 3. możność prowadzenia wody pod ciśnieniem. Granice prędkości 1,8—2,5 w/sek., wyjątkowo powyżej 3,0 —4,0 ml sek. Prędkości te beton dobrze wykonany jeszcze znosi.

Wobec dużych prędkości wymiary kanału wypadają niewielkie, tak, iż kanał kryty da się zastosować nawet do obj. 90 m³/sek. Pas zajętego gruntu jest wąski, kanał nie psuje istniejących dróg komunikacyjnych, koszt utrzymania kanału jest niewielki. Dlatego przy dużych kosztach zakładowych kanał kryty może się okazać w rocznych kosztach ruchu tańszy od otwartego, w każdym razie zaleca się większą pewnością ruchu. Na stromych stokach możliwe jest założenie tylko kanału zamkniętego.

W długich kanałach roboczych dla zakładu wodnego wymiary i prędkości trzeba ustalić z warunku min. kosztów. W tym celu dla przyjętych różnych prędkości trzeba obliczyć wymiary kanału i roczne koszty ruchu zakładu, a następnie dla tych samych prędkości roczną wielkość pracy,

w końcu koszt jednostkowy pracy dla różnych prędkości. Przyjąć należy prędkość, która odpowiada minimum kosztu dla jednostki pracy.

Akwadukty i syfony. Akwadukt murowany składa się z wiaduktu sklepionego, na którym spoczywa jako odrębna konstrukcja przewód kanałowy, obecnie najeż, żelbetowy. Jeśli chodzi o ochronę przed zamarzaniem, ściany kanału są podwójne. Gdy chodzi o bezwzględną szczelność, wykłada {    t    się ściany blachą ołowianą, o gr. 1,6—3,2 mm,

1,1    I    i    I fj$    spajaną autogenem na szwach, tak, iż tworzy

f- ■ I    j.    i    I fis    jednolitą całość. Blachy leżą pomiędzy dwoma

jfpt    C7n    ■¹    —rrrjj    warstwami asfaltu, z wierzchu ochronione

przed uszkodzeniem warstwą np. cegieł. Jeśli akwadukt łączy się z kanałem ziemnym, blacha wchodzi w iłowanie kanału na obu przyczółkach.

Jeśli kanał jest prostokątny żelbetowy, można tę samą konstrukcję zatrzymać na akwaduktu, wzmacniając odpowiednio ściany pionowe, i podpierając jarzmami. Jarzma & mają przeguby na obu końcach (fig. 25).

Akwadukt żelazny składa się z koryta z blachy, wyłożonej po bokach i w dnie deskami, zawieszonego wolno w węzłach kratownicy mostowej. Połączenie koryta ze stałym przyczółkiem wykonywa się zapomocą blachy odgiętej, jednym końcem przytwierdzonej do przyczółka, drugim do koryta.

Akwadukt drewniany jest, podobnie jak żelbetowy, korytem, opartem w odpowiednich odstępach na jarzmach drewnianych.

Syfony krótkie i płytkie wykonywa się z betonu ewent. uzbrojonego. Przekrój przewodów najeż, prostokątny, rzadziej kołowy. W głowie górnej

ŹJB

$ll

— ; 10 —1

1t=

• H- •

r—iSh

too

Fig. 25.

rJOO4M---— MO----,

--660

.i..

!s

-300

Æfs.00

Jtl

Fig. 26.

(---

/ -12 OO

niekiedy osadnik, zawsze spust, o ile możności także przelew. W obu głowach wnęki na ścianę zakładaną lub oparcia dla iglic. Poszczególne przewody oddziela się ostro zakończonemi filarkami, tak, aby była możliwość naprawy jednego przewodu bez zamykania innych (fig. 26).

Długie syfony płytkie najeż, wykonywa się z żelbetu, głębokie z żelaza. W miarę wzrostu ciśnienia w syfonie,. przekrój rury się zmniejsza. Jeśli z góry dana strata ciśnienia na całym syfonie, obliczenie średnic przeprowadza się wzorami następującemi :

|    0,00335 Q'Uyin

-\X~h-y l

0,0778 0u/,t

hf

gdzie: hj dopuszczalna strata ciśnienia w m, Q objętość przepływu w m³/aek., h największa wysokość ciśnienia, y rzędne punktu ciągu ponad punktem najniższym, « rozwinięta długość rurociągu. Wyraz pod całką przedstawia powierzchnię, dla której odcięte równe są s, rzędne odpowiadają (h—y)l!7₂j.

Np. syfon wodociągu Los Angeles : długość cała s = 2200 m\ h --= 259 m ; Q = 12,18 m³/sek. ; /jy = 7,93 m. Dla s — 0 i s — 2200 m, (h —y) = 15 m ; dla ,ç = 500 i s=1700 m, (h—y) — 259 m, stąd: (h — jy)¹⁹/« = 6,72 i (/ł — ÿ₂)¹⁹/2r = 49,916, wyraz pod całką równy 88,219, X = 94,295, średnica:

Dg _ o = 3,077 m v = 1,64 m/sek.,

Jeśli strata ciśnienia nieznana, oblicza się średnice z warunku min. kosztu, jak dla rurociągów pod ciśnieniem w zakładach o sile wodnej (fig. 27).

Sztolnie (tunele) dla wody roboczej. Wykonanie, jak tuneli kolejowych; z, obudowa zawsze szczelna, najeż, betonowa lub żelbetowa, szczelnie przystająca do \ wyłamanej skały ; zamurowanie wolnych przestrzeni luźnym kamieniem, niedopuszczalne. Często pozostawia się odrazu otwory w obudowie, przez które po stwardnieniu betonu wciska się pod ciśnieniem płynną zaprawę cementową, która wchodzi poza obudowę, i wypełnia wszelkie szczeliny pomiędzy obudową a skałą, oraz w skale samej. Ostrożność ta wskazana zwłaszcza tam, gdzie sztolnia ma pracować pod ciśnieniem. Zdarzały się bowiem wypadki, iż woda przez pękniętą obudowę wchodziła w skałę, powodując i stratę wody i powstawanie niebezpiecznych usuwisk w górze (por. też dział „Tunele“).

500

= 1,970 m v — 4,00 m/sek.

_.£L

ri

i-—1200--

-5*2200

Fig. 27.

V/

Zakłady o sile wodnej.

Napisał

dr. inż. Karol Pomianowski,

profesor politechniki, Warszawa.

Wstęp. Siła wodna była pierwszą siłą naturalną wyzyskaną przez człowieka. Z postępem techniki, pierwotne drewniane koła zastąpiono lepiej działającemi turbinami żelaznemi. Wielkość turbin doszła obecnie do granic następujących: W zakładzie Chiappawa-Queenstown 6 jednostek po 52.500 HP, I>racujących na spadzie 93 m, na Niagarze nowe jednostki Allis-Chalmers po 70.000 IIP każda. Na Mississipi, w Keokuk, 30 jednostek po 10.000 HP, pracujących na spadzie 10,0 m do 6,0 m. Najwyższy spad wyzyskany w Valais, na jeziorze Fully, w jednym stopniu, 1650 m.

Istnieją zakłady o sile kilkuset tysięcy koni parowych, bardzo wielka liczba po kilkadziesiąt tysięcy, przeważnie po kilka do kilkunastu tysięcy HP. Tak wielkie siły wymagają dalekich przeniesień celem rozszerzenia pola zbytu. Dlatego też wielkie zakłady wodne są zawsze budowane jako zakłady wodnoelektryczne, z przeniesieniem energii prądem zmiennym, o napięciu 100.000—150.000 V, wyjątkowo 220.000 V. Odległość przeniesienia dochodzi do 300 km. We wszystkich krajach pojawia się obecnie dążność do połączenia wszystkich zakładów na jedną wspólną sieć.

Zbyt siły. Odbiorcami energji są :

1.    Wielki przemysł elektrochemiczny i zakłady dla produkcji masy drzewnej, z liczbą godzin pracy (liczonych dla maks. obciążenia) : . .

2.    Wielki przemysł automatycznych młynów,

około ...............

8000

godzin w roku.

Zima

Lato

3.    Wielki przemysł metalowy i włókienniczy 2000—4000godzin w roku

4.    Średnie zakłady mechaniczne.....

5.    Drobny przemysł domowy, około . . .

6.    Oświetlenie zużywa rocznie około . . .

7.    Gospodarstwo rolne: orka około ....

8.    Gospodarstwo rolne : młocka, sieczkarnie,

pompy . ..............

9.    Trakcja kolei normalnotorowych ....

Zakłady elektryczne w Essen pracują roczną liczbą 4000 godzin.

—- Dnie powszednie —Dnie świąteczne

1500—2000

300—800

1000

100—200

70—100

800

V)

r>

r>

T)

tysięcy Aro

tysięcy kro.

snsunsris

sM

SIS

M.S

MIS

■    '■I ■■rai

MSI

misi

MISI

msi

MSI

W«

■    Al

■■'•«i

■rai

■i«i

MS<

MkS

Si' -I

MS

MiS

/2potuan /2 \noc \/2noc

Fig. 28.

In

OC

pra-

Wodno-elektryczny zakład w dorzeczu Murg ma wedle projektu cować z roczną liczbą godzin 2200 godzin.

W miastach liczba godzin pełnego ruchu zależy od wielkości i jakości przemysłu :

Heidelberg 1528,0 godz., Mannheim 2650,7 godz., Kraków 2110 godz. Karlsruhe 2637,6    „ Strassburg 2769,5    „

Połączone Westfalskie elektrownie w Dortmund .

Lwów

1430    „

2915,0 „

Na głowę mieszkańca wypada rocznie około 4 kwg. na cele oświetlenia. W przemysłowych Niemczech ogólne zużycie siły wynosiło przed wojna 172 kwg. na głowę i rok.

Całodobowy rozkład obciążenia dla zakładów Bernische Kraftwerke przedstawia fig. 28. Roczny rozkład na poszczególne miesiące zależy od tego, jaka część ogólnego zużycia tworzy światło. W świątecznych dniach kou-sumcja znacznie spada. Por. fig. 29 (średnie i maks. tygodniowe).

J5000

MÙ-

tt

z-'

dri

Si

tf

w

Ęd

mm

t:

ii

t

4i-

tr

-t

!t

ua

44

3T

■i

!U

44-

t:

E*

Mmiii-

ej

I;

iÏjot

4- = -J =

T- -4- —

-L

:3±h

—+~

4Æj-4r~T—

jtr

n-

3EI

Łtffi

Tf

}4

44

:±

4+5

tz

m-m

itr

7-1000

i-

ml..

iu

^^SaËèhr

'Wrz.

Paz.

'jt,-

ust.

Dla pokrycia zmian w obciążeniu dziennem są potrzebne zbiorniki dziennego wyrównania, których pojemność musi wynosić 15%—30% całodobowej pracy. Jeśli zbiornik ma jeszcze ujmować niedzielny i świąteczny nadmiar wody, pojemność jego musi wynosić najmniej 50% całodobowego dopływu. Dla wyrównania rocznego trzeba pojemności zbiorników równej 5°/₀—15% sumy rocznego dopływa.

Dzienne maks. przypada około godziny 6. wieczorem i jest okrągło 3 razy większe od średniego obciążenia rocznego. Średnie obciążenie dzienne w zimie jest od 13%    20% większe od przeciętnego rocznego, średnie w lecie

o tyleż samo mniejsze.

Ponieważ nasze rzeki prowadzą mniej wody w porze letniej niż w jesiennej i zimowej, roczne zmiany w produkcji siły wodnej odpowiadają w ogólnych zarysach rocznym zmianom w zapotrzebowania siły. Przeciwnie jest z rzekami zasilanemi z lodowców, które w lecie mają najwięcej wody i siły.

Ponieważ w zakładach o wysokim spadzie ilość wody roboczej jest mniejsza niż w zakładach o niskim spadzie, zakłady o wysokim spadzie lepiej się nadają do tworzenia zapasu wody, a tern samem i pracy, niż zakłady o niskim spadzie. Zakłady obu typów powinny pracować na wspólną sieć przeniesienia, przyczem zbiorniki zakładów o wysokim spadzie powinny być tak wielkie, aby mogły pokryć szczyty obciążenia ogólnego, podczas gdy zakłady niedające się regulować, na niskich spadach, pokrywają stałą część zapotrzebowania. W razie braku siły, w pewnych porach roku, brak ten pokrywają zapasowe zakłady cieplikowe, które jednak powinny pracować stałem obciążeniem przez 24 lub 20 godzin na dobę, a zatem w najkorzystniejszych dla siebie warunkach.

Ponieważ zupełne wyrównanie obciążeń rocznych i dziennych nie da się praktycznie osiągnąć, pozostaje zawsze pewien nadmiar pracy, który się już nie mieści w normalnym zbycie energii. Stanowi to poważną stratę ekonomiczną, której zapobiega się nas ępującemi kilku sposobami:

1. Stosując taryfę znacznie niższą w porze nocnej niż dziennej, przez co uzyskuje się rozszerzenie koła konsumentów nocnych. W Szwajcarji stosuje się prąd do nagrzewania kotłów parowych przy wysokiem ciśnieniu. Para z tych kotłów, dobrze izolowanych, w dzień służy na cele przemysłowe i ogrzewania (por. Schweiz. Bztg. z 1918 i nast.). W użyciu jest też elektryczny wypiek chleba, wreszcie nagrzewa się w nocy radjatorami elektrycznemi kaflowe piece domowe.

0,93    4. Rurociąg w drodze powrot. 0,94

0,94 0,94

Ogólny skutek

ności 0,8 wzór na siłę będzie S = 10,65 Q h. Pracę wyrażamy w konio-godzinach, jeśli chodzi o pracę uzyskaną na wale turbinowym. W zakładach wodnoelektrycznych ustala się zwykle wielkość pracy w kilowatgodzinach, liczonych na tablicy rozdzielczej, a zatem z uwzględnieniem strat na generatorach i transformatorach. Siła konia parowego jest teoretycznie równa 0,736 kilowata, tak, że 1 KW równy 1,36 HP. Przy uwzględnieniu strat w generatorze i transformatorach, 1 KW jest równy 1,5 HP. i podobnie 1 kwg równa 1,5 koniogodzin.

Np. zbiornik o pojemności 2,0 mil. m³, na wyso-

strat wzorem : P =

Praca, zawarta w objętości wody VQU m³ nagromadzonej na wysokości „h⁴ metrów, wyraża się w kilowatgodzinach, po uwzględnieniu wszystkich 2 .Q.h 1000 ‘

kość 15 m, przedstawia zapas pracy równy: 2X2.000X 15 = 60.000 kwg.

Spad dla zakładu wodnego uzyskuje się 1. na naturalnych wodospadach,

2. przez przecięcie dłuższego zakola rzeki krótkim kanałem, 3. prowadząc dłuższy kanał roboczy, spadem zwierciadła wody mniejszym, niż spad rzeki,

4. przechodząc przez dział wód w dorzecze inne, niżej położone, 5. piętrząc wodę wysoką zaporą i tworząc zbiornik w zalanej dolinie, 6. piętrząc rzekę jazem, w jej brzegach naturalnych, możliwie wysoko, wreszcie 7. przez kombinację wymienionych sposobów.

Zakład liczy się na wodę półroczną, tj. na taką objętość wody roboczej, której się można spodziewać przez 182 dni w ciągu roku przeciętnego. Przez dalszych 183 dni objętość wody będzie mniejsza, aż do pewnego absolutnego minimum. Jako minimum praktyczne uważa się tę objętość wody, której możemy się spodziewać przez 355 dni w roku. Przez dalszych 10 dni w roku przeciętnym, objętość jest wprawdzie jeszcze mniejsza, lecz część tych dni przypada na niedziele i święta, część na letni okres mniejszego zapotrzebowania siły, pozostaje zatem w rzeczywistości tylko parę dni, w ciągu których zwykle można konsumcję ograniczyć bez istotnej szkody dla odbiorców siły.

znacznie

Przy ujęciu wody całorocznej koszt zakładu i produkcji siły byłby niepomiernie wysoki. Przy ujęciu wody króciej trwającej, lecz większej, i uzupełnieniu braku pracą rezerwy, wyzyskuje się lepiej siłę rzeki i zniża koszt produkcji jednostki pracy. Projekt na rzece Murg wykazuje, iż przy ujęciu całorocznej wmdy wyzyska się tylko 9,4°/₀ całej pracy rzeki. Przez ujęcie wody kilkumiesięcznej i zabudowanie dorzecza zbiornikami, można ten procent podnieść aż do 82,5°/₀- Tablica 1. podaje koszta zakła-powe i koszta produkcji siły dla Uniża na Dniestrze, przy założeniu różnych ilości wody roboczej.

Tablica 1.

Objętość wody roboczej w³/sek.

Czas pełnej pracy miesięcy w roku

Instalo

wanych

Praca roczna mil. kwg.

HP

wody rezerwy

Koszt zakładowy mil. zł

Koszta roczne mil. zł

zakładu

wodnego

Przeciętny koszt 1 kwg

rezerwy

gr

29 m⁸/sek. 12 mies.    5,300

10    „    13,100

11    n    16,300

8    „    22,500

6    „    30,650

70

87

120

150

co

~ o' cT r*T o co o

rl H H

^ 03 CO GO

I t-T co~ tH co

QO 05 ^ o

(N 05 O rH CO 00 »

cT cT cT t-T

to j-ł

ooooo h

O OD 05 W W

o to to cn o

Zestawienie to robione było pod' założeniem, że rezerwa uzupełnia siłę wodna do stałej wielkości, przez cały rok. Przy tern założeniu najkorzystniejsza wielkość odpowiada wodzie roboczej 7-miesięcznej. Ponieważ praca rezerwy trwa znacznie króciej, najkorzystniejsze będzie w rzeczywistości ujęcie wody 6-miesięcznej.

Celem wyznaczenia ilości wody roboczej, siły i pracy rocznej, wykreśla się krzywą czasów trwania stanów wody na podstawie obserwacji wodo-skazowych. Krzywa ta powstaje przez uporządkowanie wszystkich stanów podług ich wielkości i naniesienie od lewej ku prawej, od najwyższych stanów począwszy. Obliczając dla każdego stanu odpowiadającą mu objętość, otrzymamy krzywe czasu trwania objętości. Krzywe te obliczamy i kreślimy dla 1. roku suchego, 2. roku mokrego, 3. roku przeciętnego, z okresu najmniej 10. letniego, w którym się mieści przynajmniej jeden rok suchy, jeden mokry.

Na podstawie wykresu krzywej z roku przeciętnego (obliczonego), wyznaczamy objętość wody roboczej, jako objętość 182-dniową, potrącając od niej tę objętość, która musi stale pozostać w odciętem korycie, na inne cele użytkowe.

Na tym samym wykresie podaje się spady użyteczne, które się oblicza z różnicy poziomów między górną wodą na ujęciu, i dolną przy różnych stanach rzeki, po potrąceniu strat na doprowadzeniu kanałem, tj. 1. na kratach, 2. straty u wlotu, na wywołanie prędkości, 3. spadu na kanale doprowadzającym, 4. w kanale odpływowym z pod turbin. Przy wysokich stanach wody są oczywiście spady użyteczne mniejsze niż przy niskich.

Na podstawie znanych spadów i odpowiednich objętości wody roboczej, obliczamy poszczególne punkta krzywej wielkości siły. Krzywa ta składa się z dwu gałęzi, zbiegających się w jednym najwyższym punkcie. Punkt ten leży na rzędnej, która odpowiada w wykresie czasów trwania, przyjętej objętości wody roboczej.

Ponieważ zakład powinien pracować stałą siłą przez 182 dni w roku, wielkość instalowanej siły ustala się, kładąc prostą poziomą poniżej punktu najwyższego, tak, aby odcinek prostej między dwu ramionami krzywej zawierał 182 dni. Gdyby zakład miał pracować stałą siłą przez pełny rok, musiałaby rezerwa uzupełniać braki siły podczas zbyt niskich i zbyt wysokich stanów. Tak obliczona praca rezerwy wynosi od 10% do 20% całej pracy rocznej zakładu wraz z rezerwą.

Jeśli zakład ma otrzymać turbinę zapasową, można w czasie wysokich stanów powiększyć pobór wódz ponad normalną ilość, puszczając w ruch i tę turbinę. W takim wypadku wykres trzeba odpowiednio poprawić i zmniejszyć przewidzianą pracę rezerwy podczas stanów wysokich. Po ustaleniu jednostek turbinowych, należy wogóle wykres jeszcze raz przerachować, wprowadzając rzeczywiste spółczynniki dzielności przy zmiennych spadach na turbinie.

Powierzchnia zawarta pomiędzy osiami spółrzędnych, a krzywą siły przedstawia ogólną sumę pracy rocznej, wyrażoną w koniogodzinach na wale turbinowym, lub kilowatgodzinach na tablicy rozdzielczej. Naprzykład:

Zakład na Dunajcu:

przecięcie z 15 lat 40,80 mil. 6,56 „

mokry 1909 44,13 mil. 3,23 „

Praca wody w kilowatgodz. „ rezerwy „

Rok: suchy 1904 38,00 mil.

9,36 „

Ogółem :

47,36 mil.

Zestawienie wszystkich wartości dla wykresu poprzedniego dla Popradu zawiera tablica 2.

W razie braku dat wodowskazowych i pomiarów, w zbliżonych hydrograficznie dorzeczach, dla wyznaczenia ilości wody roboczej i pracy można użyć zestawień poniżej podanych, wziętych z opracowanych już projektów.

47,36 mil.

47,36 mil.

Dni w roku

1903 do 1908 przeciętnym

GO

OCOOC005 05 0C00505 00i005t>-i0050r>-c0 CO CO CO CO 05 T“« rH rH

»O^    05^ O ^

tf CO of 1-f r-T o'

1904

suchym

365

365

358

312

250

158

125

118

110

0,5

1903

mokrym

365

365

363

334

275

202

170

157

118

58

14

4,5

3,8

2,9

1,7

1,5

Siła

HP

634

732

935

1131

1425

1861

2000

2020

2050

2050

2050

2020

1990

1960

1925

1880

1870

Spad H m

10,153

10,060

9,987

9,907

9,790

9,552

9,467

9,424

9,364

9,202

8,989

8,836

8,697

8,557

8,417

8,207

8,167

Poziom

dolny

366.950 367,030 367,070 367,110 367,150 367,220 367,260 367,290 367,340 367,490 367,680 367,820

367.950 368,090 368,230 368,460 367,480

górny

377,103

377,090

377,057

377,017

376,940

376,772

376,727

376,714

376,704

376,692

376,669

376,656

376,641

376,641

376,641

376,641

376,641

Tablica 2.

Strata

ogólna

0,197

0,210

0,243

0,283

0,360

0,528

0,573

0,586

0,596

0,608

0,631

0,644

0,653

0,653

0,653

0,653

0,653

Kanał

odpły

wowy

l°/oo X 60 m

0,060

0,060

0,060

0,060

0,060

0,060

0,060

0,060

0,060

0,060

0,060

0,060

0,060

0,060

0,060

0,060

0,060

Spad bezwzgl. I , »•

0.017

Spad

jednost

kowy

t°/oo

OC^OCOt^iOG^rHOOCOCOi-^TH^-T-HT-t OOOCOO(NOGOO(Mt^i^OtHtHiHi-i^ O O rH^Ô^CO^O^çq^t^I^I^t^t^QO^QO^GO^GO^CO^

o'o'cTo'o'o'cToo' cT o' o' o' o' cT o' «o'

Strata

na

prędkości i kratach

Ot^iOOGOOfMO^^HCOOOOOOO (MfM^OOOfMCOCO^iOOOOOOO tH tH H rH^ <m^ co^ co^ co^ CO^ CQ^ CO^ CO CO^ CO CO co^

o'o'cTcTcr o' o' o' o' o' o' o' o' o" o" o" o'

Prędkość 7 m

OlOt^OOOOOOOOOOOOOO c. OCOCOCO^C5Nrl«b-(NOhL'-hI>L'-

cT o' o' r-T r-T tH h ®f of of of of of of oi' of of

ooooooooooooooooo

COCOCOCOCQCOCOCOCOCOCOCOCOCOCQCOCQ

oiuözjjöij

m³/sek. wody

Zakład

cococococococococococococococococo

co o ^ o^ o <» o^ o^ o^ <o o^ o cT cf o' rT t-T t-T oi 03 <M Ol ©f HrlHWWOlNOlWWO^WOlOl

O L— CV tH

Ezeka

t-GOOOliOOCOiOOOOOOOOOO ▼-1 t-H tH 05 05 01 CO kO O »0 0*0 0 0 GO tH tH 01 05 CO CO CO

■BUZOlUAVIjJ

Z^3f8MOpOM

*o *o o

O 05    l>» r-f t>f fcf' COOCO^GOGOOOOłOO

GOGOGOOOOTH^Ol^t^OT-f^OGOO

rHiHr*«rHTH05050505 05 05 05 CO CO CO CO CO

Tablica 3. przedstawia cyfrę spływu z km w L/sek., dla czasu trwania od 5 do 12 miesięcy.

Tablica 3.

Dni w roku

151    182    212    243    273    304    334    365

Uwaga

Rok suchy .... „ przeciętny „ mokry ...

JO JD

V-* <1 co

CO M H

Dunajec pod Rożnowem : 4861 km²

„ mokry . ..

San pod Mycz-kowcami : 1258,5 km²

Wisła pod Popędrynką : 10.637 km²

CO

'Vo t-4 "m O 05 O

Poprad pod Piwniczną : 1909 km²

Rok suchy

(1904)........

Rok przeciętny

(1901—1911)..    16,71    14,23    12,03    10,28    8,73    7,34    5,05    2,31

Rok mokry    1    !

(1903)

12,86 10,19    8,72    6,89    6,28    4,04    3,44    2,29

23,43    19,52 15,61    13,94    11,47    10,10    8,08    4,58

Sola pod Czernichowem : 1089 km²

Opór pod Syno-wódzkiem : 840 km²

Rok suchy....    14,10    12,05    10,78    10,12    9,46    8,33    6,24    3,81

„ przeciętny    15,30    13,55    12.00    10,72    9,46    8,21    6,90    4,40

Rok suchy ....    6,41

„ przeciętny 9,22 „ mokry ...    10,68

05 05 Tf CO fO

H MCO

Dniestr pod Woziłowem : 21.600 km²

Rok 1920 „    1921

2.435    2,150    1,982    1,829    1,701    1,572    1,476    1,265

3.435    1,431    1,292    1,143    0,998    0,916    0,768    0,589

Bzura pod Chodakowem : 7120 km²

Dunajec pod Rożnowem ma wody dobrze wyrównane, z powodu rozmiaru dorzecza, oraz objęcia odpływu z północnych i południowych stoków Tatr. Podobne stosunki są na Popradzie. San i Stryj są wybitnie rzekami górskiemi z wielką zmiennością stanów, przeważna część wód opadowych ich dorzecza spływa podczas wyższych stanów. Opór ma dorzecze lepiej zalesione i wobec tego stany bardziej wyrównane. Dniestr i Wisła z powodu ogromu dorzecza, częściowo górskiego, częściowo nizinnego, ma wody dobrze wyrównane. Bzura jest typową rzeką nizinną, i to z okręgu najniższych opadów rocznych w Polsce, wynoszących około 545 mm.

Procenty miesięcznych odpływów dla sum miesięcznych opadów dla różnych dorzeczy podaje na podstawie roczników hydrograficznych tablica 4.

Zasady budowlane. 1. Spady niskie. Do spadów niskich zaliczają się spady dochodzące do 20 m, tj. do granicy, przy której niema komory przejściowej i rur pod ciśnieniem, lecz wylot kanału jest zamknięty wprost komorą turbinową.

Spady tego typu uzyskuje się, przecinając małe zakola, krótkim kanałem roboczym, spiętrzając rzekę w samem jej korycie, lub wreszcie stosując oba środki równocześnie.

Siła rzek, mających ułamki promille spadu, da się wyzyskać tylko piętrzeniem w samem korycie. Piętrzenie to powinno być tak wysokie, jak tylko na to brzegi pozwalają, nawet przy zastosowaniu miejscowych owałowań.

(Dordogne w La Tuillière, Ren w Eglisau, Laufenburgu, Augst-Wyhlen, Mississipi w Keokuk itd.). Niekiedy łączy się wyzyskanie siły z kanalizacją dla celu żeglugi (Rodan, Men, Nekar itd.). Jeśli brzegi są niskie, a spad dochodzi l%o> lub jest nieco większy, będzie taniej i racjonalniej dla samej siły, lub siły i żeglugi budować kanał iateralny. (Ren między Bazyleą a Strass-burgiem, Rodan w dolnym biegu, dla obu celów; Stryj, w dół od Tyszownicy wyłącznie dla siły itd.). Jeśli na rzece istnieje szypot, (rapide, Stromschnelle), jaz stawia się zawsze poniżej szypotu, który w ten sposób będzie przykryty piętrzeniem (Laufenburg).

W sytuacji rozmieszczenie budowli jak następuje: 1. Zakład budujemy w osi jazu (Laufenburg, Dordogne, La Tuillière), wówczas ukośnie przed zakładem w rzece stanie krata rzadka, albo 2. zakład prostopadły do osi jazu, a w rzekach granicznych niekiedy symetrycznie dwa zakłady, po obu brzegach (Augst-Wyhlen). Wreszcie 3. zakład w środku rzeki, pomiędzy dwiema symetrycznemi częściami jazu, lub miedzy jazem a kanałem żeglugi (fig. 30—33).

Ujęcie wody do kanału roboczego, lub gdy kanału niema, wprost do komory turbin, jest z reguły założone prostopadle do osi jazu, a równolegle

OOP

OOP

Fig. 30.

Fig. 31.

Fig. 32.

r

I6Ó0PI

Fig. 33.

do biegu rzeki. W przedłużeniu linii ujęcia, w jazie, buduje się głęboką śluzę płuczącą. Na ujęciu mamy śluzę wpustową z progiem możliwie wysoko wzniesionym nad próg śluzy płuczącej w jazie (najmniej 1,0 m). Ujęcie jest podzielone na otwory, dające się łatwo zamykać, więc 1,5 do 5,0 m światła. Otwory rozdzielone filarami murowanemi, żelbetowemi, lub kozłami żelaznemi. We filarach wnęki na zasuwy, w kozłach odpowiednie kształtówki. Od strony wody i od góry, filary połączone są fartuchem z bali drewnianych, a najczęściej płytą żelaznobetonową, która się nurza na 0,2 do 0,6 m pod poziom normalnego piętrzenia w tym celu, aby zatrzymać płynące po powierzchni wody śmiecie i krę. Płaszczyzna fartucha leży w przedłużeniu lica przyczółka śluzy płuczącej. Jeśli na śluzie jest otwór dla przepuszczenia stałej ilości wody w odcięte koryto, śmiecie spływa wzdłuż fartucha i przyczółka, przez otwór, w dół rzeki (fig. 34).

Fartuch zwęża przekrój wody na ujęciu. Jeśli piętrzona wielka woda sięga wyżej niż piętrzenie normalne, fartuch będzie tak wysoki, aby chronił śluzę od wdarcia się wielkiej wody, i tak silny, aby napór wody wytrzymał. Przy zapuszczonej zasuwie musi nastąpić szczelne przytknięcie zasuwy do dolnej krawędzi fartucha.

Za zasuwami leży chodnik dla obsługi zasuw, za nim krata rzadka, w odstępach prętów 0,2—0,3 m. Pręty z dwuteowników, lub jako rurki puste, około 50 mm średnicy, nachylone do pionu 4 : 1 i oparte o kozły żelazne.

Stacja

’I

Wisłoka pod Skurową 206 w n. p. m.

•z

Wisłoka pod Gawłuszowicami 155 m n. p. m.

3.

San Jarosław 177 m n. p. m.

4.

Wisla Szturc

•s

Wisła Oblaziec

6.

Wisła Smolice 217 m n. p. m.

•i

Wis)a

pod Krakowem 199 m n. p. m.

8.

Wisła pod Sierostanicami 181 to n. p. m.

9.

Dniestr Zaleszczyki 301 to n. p. m.

10.

Dniestr Zaleszczyki 301 w n. p. m.

•II

Dniestr Zaleszczyki 301 m n. p. m.

Okres

1904 do

1905

1904 do

1907

1905

Pow. zlewni km²

XI I XII Rok

59.50    714,00

17.50    230,00    2204,90

0,30    0,32

4090,30

6995,90    1907

1908

1906 do

1908

1906 do

1908

1908 do

1912

1906 do

1911

bez

1907 r.

1906 do

1908

60,50    735,50

14,00    265,10

0,23    0,36

©    © H<

t>^    ©^ IC^

co Th o

tH 05 05 H<

54,45

108,70

1548,10

1188,70

0,77

1472,30

1008,50

0,74

948,00

510,00    6714,00

7919,70

0,54

g    § § S oo © cS cm oo co

CO    o    ° o    o'*    o" oo"    h",    o" CO    O    o" o'    hT    o'

HC    rH    HC    rH    CO    rH    GO    rH    CO    (M

O O CM CO lO tO

CM CM O CO CO

Tablica 4.

05 H O GO rH

48,50

8,30

0,17

S S 5 g_ g 2

00 O O

rH rH

O CO rH CO CO

28,10

32,70

1,16

VI VII VIII IX

66,50    99,00

2,50    10,50

0,03    0,11

O    O    t»    O    O    Hr

lO    CO    rH    CO    CO    CO

>0 0 0 05 rH

rH !>• O CO <M

137,40

82,40

09*0

172,50

87,30

0,51

73,20

5,10

0,07

157,20

55,40

0,35

104,30    89,50    37,80    69,70    53,00    912,10

33,50    33,50    23,10    23,00    28,10    447,10

0,32    0,37    0,61    0,39    0,53    0,49

238,90

183,70

0,77

294,60

154,00

0,52

143,80

51,90

0,36

137,50

47,70

0,36

157,50    113,30    79,20    29,50    43,20    53,00    901,00

48,60    30,80    33,00    20,70    16,70    24,30    439,10    9110,50

0,32    0,27    0,42    0,70    0,39    0,46    0,49

27,60    625,00

11,70    181,00    24600,80    1904

0,42    0,29

78,80    33,90

23,70    18,50

0,30    0,55

108,80

35,60

0,33

48,50 111,00 8,80    8,70

0,18 0,08

9061

1896—1910

77,30    906,00

22,00    378,00    24600,80

0,28    0,24

24600,80

771,00

286,00

0,37

35.60

16.60

0,47

69,50

17,00

0,24

45,30

14,40

0,32

18,90

14,50

94,20

25,70

0,77

0,27

119,40 101,50 37,60    19,50

0,15    0,79

62.20

65,00

1T,70

0,28

15,20

0,23

84,60

18,30

118,10

31,00

0,22

0,26

73,00

10,00

0,14

102,80

22,60

0,22

*H    rH    t-r    rH    rH

98,40

32,80

0,33

00*901

36,80

0,35

118,80

41,10

0,36

66,70

8,30

0,12

171,80

84,50

0,49

116,40

28,90

24,80

OOO iO O <M^

O H» O r> rH

t> CM ©

O tH

O O CM CO ^ t>

I> o

CO H<

130,50

207,60

1,59

r—<    tH    rH

117,70

51,50

0,44

II I III IV

8,00    52,00

59,00    28,00

7,37    0,54

O O 00 ©^    ©^    t>^

O rH O

HC CO

70,70

84,90

1,20

OOO CO Q0_ H

CO CO CO 00 CO CM

®    ®r    % S' ⁵-    °-    §-    °-

3    2 S§rt    g    £    °

133,30    80,00

76,00 195,30 0,67    0,24

70,80

55,40

0,77

61,70

45,00

0,74

32,50

22,10

0,68

0005    O    O    CO    ooo

c*î.'    ^    lO    ^    (M    lO >0 H

COCOO    co"    CO    o'    hToTcT

^    CO    CM    L> <M

o    o    o

lO    O Ol

CM rH tH Hr O

O © H< ïO^ 05^ l>

<M 50 O CO H<

o    o    to    o    o H<

©    ©    H<    00^

i>» i> © CO rH

© CM © H Cl

48.70

37.70

0,77

O    O    t>    ©    O    t-    © © H<

10    »0    h^    «    H^    H^    tH(M<t>

œ    h    o'    cc    to"    o'    o' c<T o'

O o    C5    lO CO

46.70    51,00    47,30

33.70    39,50    56,00

0,72    0,78    1,16

48,00    39,80    69,00    55,80    94,00

36,70    34,60    59,30    49,60    38,80

0,72    0,87    0,86    0,89    0,41

15,50    22,10    13,50    28,00    70,40

10,90    17,30    11,30    12,70    13,20

0,95    0,78    0,84    0,45    0,19

99,90

26,00

0,26

78,70

31,90

If‘0

16,00    63,70    41,60

14,00    65,20    29,80

0,88    1,02    0,72

66.50

40.50

0,72

32,10    37.70

18,00    35,20

0,56    0,43

U waga. Dla stacji 1 do 8 oraz 11, zaleznosc sumy rocznego odpływu od sumy opadu przedstawię się wzorem :

#odpł. = ¹>¹⁴⁶opad. — 589 n»>‘-Np.: dla opadu 1000mm, odpływ równy 557 mm.

317,00

226,00

0,71

35,70

18,00

0,60

mm opadu . mm odpływu Stosunek . .

mm opadu . mm odpływu Stosunek . .

mm opadu . mm odpływu Stosunek . .

mm opadu . mm odpływu Stosunek . .

m opadu . mm odpływu Stosunek . .

mm opadu . mm odpływu Stosunek . .

mm opadu .

toto odpływu Stosunek . .

toto opadu . toto odpływu Stosunek . .

toto opadu . toto odpływu Stosunek . .

toto opadu . toto odpływu Stosunek . .

mm opadu . mm odpływu Stosunek . .

■H

o<

Cu

Przy wielkich głębokościach niezbędne czyszczenie mechaniczne kraty zapo-mocą maszyn, poruszanych elektrycznie, a działających rodzajem grabi żelaznych. Maszyna posuwa się po torze wzdłuż kraty. Na kratach prędkość między

szczeblami około 0,6 m/sek. Podpierająca konstrukcja obliczona na parcie wody na wypadek zatkaniu się kraty zupełnego lub częściowego.

Za kratą niekiedy osadnik. Dla dobrego osadzania, prędkość około 0,2 m/sek. Osadnik tern dłuższy, im większa głębokość wody. Punkty najniższe na początku osadnika, zgodnie z doświadczeniami na osa-dnikach cieczy kanałowej, lub przeciwnie na końcu osadnika. W pierwszym wypadku daje się czasem głębokie koryto zaraz za zasuwami, za niem próg, na którym spoczywają %    kraty, a w progu otwory dla spłu-

kiwania osadów z poza progu. Spad osadnika skierowany ku korytu. Płukanie koryta kanałem obiegającym przyczółek, i uchodzącym w dolny poziom wody. Jeśli za śluzą wpustową kanał odrazu skręca w linję równoległą do biegu rzeki, osadnik idzie równolegle do koryta rzeki, jego ściana działowa pomiędzy kanałem a rzeką obcięta jest do poziomu normalnego piętrzenia, aby nadmiar wody się mógł przelewać do rzeki (fig. 35).

Jeśli najniższy punkt osadnika na jego końcu, dajemy tam nowy próg, na nim często nową śluzę, regulującą dopływ; próg zatoczony półkołem dotyka śluzy,    która    płucze    osadnik    (fig.    36).

Kanał    roboczy    zwykle    krótki, lecz liczony na wielkie ilości w⁷ody.

Prędkość tern większa, im większy kanał; średnia prędkość około 1,0 m/sek.,

mr,70/?

] rA MF

-27S-

i-—i

it 4-.0

w/-

Fig. 34.

Osadndt-

. 3-

Sluza

rX3_

nSl

*2j09

Przeleru

szziKanai

Fig. 36.

Fig. 35.

granice od 0,6 m/sek. do 1,5 m/sek. Głębokości znaczne, do 6,0 m. Przekrój możliwie najkorzystniejszy hydraulicznie. Kanał zawsze otwarty, ziemny, skarpy i dno najczęściej umocnione. Duże i długie nawet kanały (Olten-Gösgen 350 m³/sek), mogą leżeć na dłuższej przestrzeni w nasypie. Wówczas dno uszczelnione wkładką iłową. Korona grobel wzniesiona conajmniej na 1,0 m nad poziom wody, szerokość korony 2—4 m. Obliczenie najkorzystniejszych prędkości por. dział „Kanały i przewody“ str. 525.

Kanał jest zamknięty zakładem, który się składa z komory turbinowej i budynku generatorów, oraz transformatorów. Komór turbinowych tyle, ile jednostek maszynowych. U wlotu do komór, krata gęsta, o wolnym odstępie szczebli około 22 mm, szczeblach z płaskowników, niekiedy zaokrąglonego u wlotu, o wymiarach około 60 X 5 mm. Szczeble łączone dla sztywności rurkami, pomiędzy niemi pierścienie ustalające odstęp wolny. Za kratą zasuwy. Jeśli otwór komory turbinowej ma rozpiętość zbyt wielką, dzielimy go

zapomocą filarków na mniejsze otwory (fig. 38). W dużych zakładach krata wysunięta przed filary, tak, iż woda przechodzi całą kratą do dowolnej komory turbinowej.

Obok komór turbinowych dodany nadliczbowy otwór, zamknięty zwykłą zasuwą, klapą automatyczną, lub lewarem. Działa on jako przelew i spust. Przed komorami turbinowemi próg, na którym opierają się kraty. Próg i kraty zbiegają ukośnie ku przelewowi.

Kształt komór odpowiada systemowi turbin, który może być dwojaki: 1. turbina o osi poziomej, często złożona z kilku kół na wspólnym wale (fig. 40) ; 2. jedna turbina, o pionowej osi ze spiralnym wlotem (fig. 38 i 39). Te ostatnie zajmują mniej miejsca, dają budynek węższy, a spółczynnik ogólnej sprawności dla nich jest około 2°/p korzystniejszy niż dla turbin o osi poziomej. W najnowszych konstrukcjach tych pojedynczych turbin,

<Q

i.

■■

Ib-

mm

'te

WWW/A'''

Fig. 37.

osiągnięto, nawet przy małych spadach, dostateczne liczby obrotów, umożli-wiające osadzenie generatora wprost na wale turbiny.

Budynek : Przy turbinach poziomych: komory turbinowe przed budynkiem (fig 40). Wał turbiny przebija długą ścianę budynku, na wale bezpośrednio osadzamy generator za pomocą sprzęgła elastycznego. Przy turbinach pionowych: komora turbinowa pod budynkiem, na wale również wprost osadzony generator (fig. 39 i 41) lub, gdy liczba obrotów za mała, przeniesienie kołami stożkowemi na wał generatora (fig. 42). Dla wzbudzenia generatorów, w dużych zakładach osobre małe turbiny i generatory, w mniejszych najczęściej i dynamo, nasadzona na przedłużony wał generatora.

Liczba jednostek tak dobrana, aby przy najmniejszem spodziewanem obciążeniu lub najmniejszej ilości wody roboczej, jedna jednostka pracowała jeszcze z korzystnem obciążeniem. Przy bardzo dużej mocy zakładu, podział warunkowany jest granicą wielkości jednostek. Jednostki duże są tańsze od małych, tak w kosztach zakładowych, jak i w ruchu. Wszystkie jednostki przyjmuje się tego samego typu i tej samej wielkości, dla łatwiejszej konserwacji i mniejszych koszótw ich budowy. Jeśli zakład zaopatruje pewną

sieć przeniesienia, nie mając rezerwy, dodaje się dalszą jednostkę, jako pasową; jeśli istnieje w sieci rezerwa (cieplikowa, czy wodna innego zakłada), może zapasowa jednostka odpaść.

za-

CSBlUj

ii

dyla ta c j ay^ uszczelnień—->\

^’/J&À

Sj

5>

Fig. 38.

ij

itr,-if

■4--

po

11

Jll’ f

ü"Eii1T

Q-00-Q-0-0-

rû

■ <3*2.65!

rm

[oOOOOt

fnpooo)

sliül

ftw.jwy .. . .

-, i

v_4=

Ib

gB^g¹

an ni

Fig. 39.

W hali maszyn żóraw przesuwany wzdłuż długiej ściany budynku, obliczony na ciężar najcięższej części generatora, względnie turbiny.

Budynek wewnątrz 6—12, wyjątkowo 18 w w światłe, traktowany jako hala otwarta, pod dachem żelaznym lub żelbetowym. Przy jednej długiej

4^

fß

i

i

I IM 1____\z3

nn\iz

,7550

1

6.7--i.

7/555

⁷ro/acya oloro.

OM

i

J

"ö    I

T.5~t/5t

0

m

om

250.0

H

m

f§p§|pP

BEI ^

i

»

71-

E

«

/Tl

-<19-

Fig. 40.

L

i

1

!

i

75M5

®5S5-

&

75<55

Norm oru267p,

zrv.ro. 2625

25/J

Bri

L

O'

SD

‘i

.HS.gO

■-—4

6.«

.-7D.0O

sea

»°m

XWA

-'W/

aa

.9C 50,1

I - t7S

Hf

É&

13,80

/J90

ISl

B-8100 Pi

H.

J,...

■■■ 8. to

-73.76

<»63.06

y»8Q.P0

«68ÄO

I»-

»es.go,

------

Fig. 41.

(€Sb

pwf^wrofio: fi

riiii i . •. j-e • • u

........."i ' i - i    s    1    11 "" ,ri'~

:»-+

v:

-ÎF

Fig. 42.

ścianie stoją generatory, po przeciwległej tablica rozdzielcza, lub tablica w osobnej ubikacji za ścianą czołową.

Transformatory ustawia się, o ile miejsce wystarcza, w rozszerzonym budynku, poza tablicą rozdzielczą. Jeśli tam niema miejsca, umieszcza się je w przedłużeniu budynku maszynowego, przyczem budynek transformatorowy może być piętrowy. Mały chaniczny i mieszkanie elektromechaników, oraz kancelaiję umieszcza się również w pię-trowem przedłużeniu budynku maszynowego.

Odpływ wody z pod turbin następuje rurami ssącemi, żela-znemi, stożkowo się rozszerzają-cemi, do kanału odpływowego.

Najczęściej zamiast rur żelaznych kanał betonowy, odpowiednio zakrzywiony, i uchodzący pod poziom najniższego stanu wody na odpływie. Kanał stopniowo się rozszerza, prędkość wody w nim maleje. Zły kształt kanału obniża znacznie pracę turbin z powodu powstania wirów.

Ściany stożka nie mogą się odchylać od pionu więcej jak o 8° tam, gdzie kanał ssący działa pod ciśnieniem mniejszem od atmosferycznego, a więcej niż 12° tam, gdzie ciśnienie N wewnętrzne jest równe lub większe od atmosferycznego.

warsztat me-

h-

dar

Fig. 43.

Cs

>8,98 '

w ka-

Kury ssące uchodzą nały biegnące pod budynkiem.

vT

Fig. 44.

Kanały są rozdzielone filarami, na których spoczywa posadzka budynku wraz z generatorami, względnie i turbinami. Na końcach filarów wnęki zapasowe na ścianę zakładową. Jeśli zakład nie stoi wprost nad rzeką, kanały uchodzą we wspólny kanał odpływowy. W przeciwieństwie do kanału roboczego, spad na kanale odpływowym jest duży, około 1%₀, a prędkości są odpowiednio większe, zaś głębokość zastosowana do głębokości rzeki, do której kanał uchodzi. Kanał odpływowy powinien być możliwie krótki.

Jeśli zakład stoi wprost na piętrzeniu jazu lub zapory, to posiada zatrzymaną śluzę wpustową, z fartuchem, kratą rzadką, lecz bez osadnika, za nią zasuwy i kratę gęstą. Jeśli zakład jest budowany na piętrzeniu zbiornika, wystarczy jedna tylko krata i zasuwy (fig. 41).

W Ameryce zaczęto stosować odmienny system kanałów odpływowych, zwany „hydraucone“, zwłaszcza przy dużych jednostkach (Niagara: 35.000 i 70.000 HP). Urządzenie to zapewnia odpływ wody bez uderzeń i wirów, prędkość (Niagara) maleje stopniowo z 9 m\sek. na 1,5 ra/sek. Por. fig. 43: system White, turbina Allis-Chalmers, oraz fig. 44: system Moody, turbina Morris.

W rurociągu doprowadzającym wodę do tak dużych jednostek zastosowano zamknięcia Johnsona (fig. 45), poruszane hydraulicznie, ciśnieniem samej wody roboczej. Kształt zamknięcia taki, iż opór w ruchu wody można zupełnie pominąć.

2. Spady wysokie. Ujęcie różni się od poprzedniego tylko osadnikiem. Ponieważ nawet drobny namuł, zawieszony w wodzie, na dużym spadzie

fturek

OdLplyro

Fig. 45.

niszczy łopatki turbiny, osadniki są często bardzo skomplikowane dla strącenia możli-wie całości mułu. Zasada ich Wentyl ZCL/nkntęiy budowy polega na tem, aby jednym przelewem lub szeregiem przelewów, wprowadzać do kanału roboczego tylko górną, zupełnie oczyszczoną, warstwę wody. Pozostawia się równocześnie możność wprowadzenia wody wprost z rzeki w zimie, gdy wodą jest czysta, albo też w czasie naprawy lub czyszczenia osadnika. Specjalne urządzenia w Ackersand (Houille Blanche 1921, metoda Dufour ; fig. 46).

Kanał roboczy, liczony na małe stosunkowo objętości, jest niemal zawsze kryty, wkopany w stok, a bardzo często wykonany jako sztolnia, o ile przez to skraca się długość trasy. Pozatem sztolnia wszędzie tam, gdzie kanał znajduje się zawsze lub czasowo pod ciśnieniem, np. przy ujęciu wód z jezior sztucznych łub zbiorników. (Ujęcie odpowiednio głęboko pod poziomem wody.)

Kanał kryty, czy sztolnia, kończy się zawsze komorą przejściową, której zadaniem jest znieść uderzenia przy zmianach w obciążeniu turbin, oraz która jest punktem wyjścia dla rur pod ciśnieniem. W komorze osadnik, spust, krata gęsta, oraz zasuwy, zamykające wlot do rur.

W obliczeniu wymiarów komory przypuszcza się dwa wypadki: 1. przy obciążeniu turbin do 100 °/₀ następuje raptowne zatrzymanie całego ruchu,

2. obciążenie turbin wzrasta raptownie o 50°/o- Wzory poniższe stosują się do komory w postaci walca o jednakowej średnicy, wypełnionej sztolni, i bez uwzględnienia oporów tarcia w sztolni.

Nazywając: L długość sztolni, jej pole przekroju, T<\ pole przekroju poziomego komory, H₀ wysokość normalnego poziomu wody w komorze nad osią sztolni, h wysokość zmienną nad tym poziomem, wywołaną wskutek uderzenia, T czas zamknięcia turbin, Q₀ objętość przepływu przez sztolnię, £max czas, który upływa od początku zamknięcia

do chwili powstania max h, mamy wzory następujące :

I. dla T < Tc

g f₁

II. dla T>

/ L F₉ + U o t\

g Fi

Qo

Qo L

max

y f, f₂

max

" ² gTF,

max

ii I®*

'F₁Ft + H₀F₁

g F₁

H 7') Lax= "J/

/lf₂+h₀f₁

g F,

8l\

Su. 2

5--

y\

"vj-*

aoP

\L

<5

|£ I

__ _G

’US

v\->

-----ï

fi/

y-

"osa^ I OLP 0-A\

/J thrjûThal ohleeF-

*6

j | WbdorosJ^

E£

ffS/

iĄr Sztolnia.

Si \dJL2469£6n

■6

frzekrcj C~û

Zastawka o

Upust zrvim

bGom z zaslaroh. —> l/a$/a/v/ Zastaw 2

ipgr

pa

mû

S8H

f'Q

F?

a;Jas tam 3

Przekrój f~f

O :!

Kanal obiegowy

grabina

N/b£tf Pardiel

9// .J . IM

nia 2^693m

OS9J*iJ₀

* ₅l:

I' <*_$

I II'

fife*,

'‘Wał Pardiel

prie/ctój J-K

o g» 1

f ^ Osadmh aä-U-⁰^±-99iOf23

fuaf/asafô

PrzehrçjE-h

Æ9d0

*<!«

f/j

Soi

ano /anurzon

9900, ,03

(355*1 i

-at

il

’SS.

1Ä

SSW*

n\mo

;m/â

■Sftà

Fig. 4G.

sztofnia

:0AfcL

III. dla T

max

ma.\

ĆM I U

najrv. stan IV.

=«j/

L Fa -f H₀ I\

Qo

\Fi F%

⁷¹ [/

JjFn -j- JI,j Fi

9 Fi

njodowskaz

•T—

-+

nam, stan V\

—-----

spust

---1---'

,L_    ___?.ZZZt£>~.yirząr—T '---

r~A

- ~ ^    ; zr-s-a spust"

Fig. 47.

Wzory powyższe służą do obliczenia uderzenia przy zamknięciu, oraz obniżenia poziomu wody, przy otwieraniu turbin. Dla drugiego wypadku obliczone . Amax otrzymuje oczywiście znak ujemny.

Wzory powyższe nie uwzględniają oporów tarcia, tak, iż przy uderzeniu dają wartości za duże, przy depresji za małe. Wzory ścisłe por. Robert Dubs : Allgemeine Theorie über die veränderliche Bewegung des Wassers, Stollen und Wasserschloss. Jeśli na wysokości h₂ zwiększa się pole przekroju z Fz na F₃ itd., oblicza się etapami, znajdując czas, w którym poziom wody

wzniesie się do h₂ i liczy dalsze wzniesienie, wstawiając nową wartość na przekrój poziomy komory i związek między wzniesieniem h a czasem t:

Q₀ L

gTF,

___i)

L F 2 + H₀F₁    2 /

Jeśli komora jest nieregularna, obliczamy komorę na zasadzie, iź energja zawarta w wodzie płynącej sztolnią musi być równa energji potrzebnej do podniesienia pewnej ilości wody w komorze.

Stożkowe rozszerzenie komory ku górze wymaga wstawienia we wzór zależności Fz — f (h).

Komora jest wsunięta w stok tak głęboko, aby możliwie cała tkwiła w gruncie naturalnym (skale), por. fig. 47. Wlot do rurociągów rozszerzony i zaokrąglony dla zmniejszenia strat ciśnienia. Zamknięcie rurociągów: albo zasuwami, wewnątrz komory, albo zasuwami typu wodociągowego, ciągach już poza komorą, lub zamknięciem Johnsona. Za niemi niekiedy

sin²

(V

g Fi

na ruro-

Punkt stafy

Odliczenie statyczne

g;

fk

667,502

' Ift-ÄJSJm»

-Ag^oo*

'    v

-»r-p,    G^IjSO *

- 65 *12,40»

64

!»

MR

o'

s6dt=2,32 *3/cm³

6dl*2,90k3/cm'

'O

^■\ Szer. punktu stałego*7,00rn.

(u

Fig. 48.

zamknięcia motylkowe, jako zapasowe. Poza zamknięciami dana rura wen-telacyjna w tym celu, aby w razie zamknięcia dopływu wody, przy otwartych turbinach, nie powstała w górnej części rurociągu próżnia, na którą rurociąg nie jest liczony.

Rurociąg składa się z części, o długości 4 — 6—8—10 m, łączonych na kołnierze. Obecnie najczęściej rury spawane z blach i łączone na nitowane rękawy. Rurociąg wolno podparty, na klocach betonowych, lub murowanych, tak, aby kołnierze wpadały pomiędzy kloce. Z reguły odkryty, nawet w ostrym klimacie. Oś rurociągu w prostych, pomiędzy punktami stałymi. Punkty stałe w odstępach powyżej 100 m, a zawsze na zmianach kierunku osi, przyjmują: 1. wypadkową parcia z sąsiednich dwu części rurociągu, 2. składową osiową ciężaru rurociągu, 3. opór tarcia rurociągu, spoczywającego na klocach

przy zmianie temperatury. Na punktach stałych rurociąg zakotwiony, poniżej punktu, na rurociągu dylatacja (por. fig. 48).

Spad rurociągu możliwie jednostajny ; należy unikać zbyt małych spadów w górnym końcu rurociągu, jeśli następują potem spady znacznie stromsze. Przy większych zmianach w obciążeniu turbin zdarza się, że słup wody,

w słabo nachylonej części rurociągu, urywa się, i powoduje następnie silne uderzenia, szkodliwe tak dla ciągu jak i dla turbin.

la sury a.

fl

! Tu.\rbi 'siu 1

I II M 17

Fig. 49.

Liczba rurociągów zależy od wielkości zakładu. Przy jednej rurze nie ma żadnej rezerwy. Jeśli są dwie, łączy się je ze sobą kolanem przy budynku turbinowym (fig. 49). W dużych zakładach jeden rurociąg obsługuje 2 —3 turbin; przy jednostkach bardzo wielkich każda turbina ma osobny własny rurociąg. W tym wypadku uzyskuje się największą pewność instalacji, lecz powstają duże koszta zakładowe. Natomiast istnieje wówczas i możność stopniowego rozbijania instalacji, w miarę wzrostu zapotrzebowania siły przez dodanie nowych ciągów i jednostek maszynowych (fig. 50). Przy spadach bardzo dużych i małych ilościach wody, u góry rurociąg pojedynczy, który następnie ku dołowi rozdziela się na dwa, lub

r-S

ir

<t>350 1

Fig. 50.

nawet stopniowo na cztery ciągi, węższe ze względu na bezpieczeństwo ruchu, o mniejszej grubości ścianki, przy mniejszej średnicy.

Długi rurociąg ma u góry większą średnicę ; ku dołowi średnica się zmniejsza, odpowiednio do min. kosztów całości. Gdy długość niewielka, średnica jest jednolita. Średnica najkorzystniejsza ta, dla której wartość rocznie straconej siły równa 0,4 rocznych kosztów oprocentowania i amortyzacji rurociągu. Nazywając: D średnicą rurociągu, w m b., t grubość ścianki w m b., n dodatek na nitowanie i nakładki (ok. 10%); w ciężar gatunkowy materjału (7800 kg) w kg/ma, a koszt 1 kg, b roczną wartość 1 HP straconej siły, r koszt roczny utrzymania, oprocentowania i amortyzacji kapitału, E dzielność turbin i generatorów razem wziętą, Q objętość wody w łw/sek., z liczbę godzin w ciągu doby odpowiadających przepływowi Q, mamy średnicę najkorzystniejszą :

I) = 0,062006 J

a . r . t. (n -j- 1)

E.b\Q₁'lhZ₀+Qa"hZ,+ . . ■) \'7„

waż każdej grubości ścianki odpowiada pewne ciśnienie dopuszczalne, w danych warunkach, dla każdego punktu rurociągu, i odpowiedniego ciśnienia, obliczona średnica jest najkorzystniejsza. Gdyby rurociąg leżał w jednolitym spadzie, możnaby zamiast zmiennych średnic obliczyć jednostajną, która da tę samą stratę ciśnienia, lecz przy której ciężar będzie większy od rurociągu o zmiennych średnicach. Tablica 5 podaje dla grubości ścianki

oraz stosunek średnicy jednolitej

od 6,5 mm do 32 mm: stosunek

(r

do zmiennej. Obliczenie wzorem:

D jedn.

D zmień.

Np. dla: n = 0,10; a = 0,60; 6 = 125; r = 0,10; E — 0,75;    = 15 m³

dla Zy = 4 g ; Q₂ — 10 w?/sek., dla Z₂ = 4 g ; Ç₃ = 8,5 m₃ dla Z₃ — & g-= 6,5 m³ dla Z± — 6 g- = 2,5 m³ dla Z₃ — 4 g. Przyjmując t = 6.5 mm 0,75 . 125.12,349.054 \ V»

0,6.0,1.0,0065.1,1 J _

Dla innych grubości średnice zmieniają się w stosunku do

otrzymamy :

D = 0,062 j

2,7078 m.

. Ponie-

I 46 &*7» —    )■*/„ V«

27 (*₂² - V) i *

Tablica 5.

Przy kład

Grubość ścianki rurociągu w ntu mm

Stosunek

(i)

⁴/a3

dla t, = 6,6 mm

Stosunek

D jedn.

D zm.

dla

t, = 6,5 mm

Średnica

obliczona

zmienna

Ciśnienie dopuszczalna słupa wody w m, dla

T = 900 kgfcm²

WWt« [OKIMMHII-Ihii-IH

t® O 00 CSp“-J®p>pops p“-J®p5 JOpOj-4 j-4ps

'®'c>'©'©'©'©'©'©'®'®'©'©'o'©'®r'©'®’

_© pO P> a> J^pojD^ppspS JD^ppspSjDjDp-¹

'ao'ao'ao'ao'Go'aolo'so'so'iolo'®

0»050i<UOtS#-ffi-lCDO

-3 -I -J -4 Ot 05 -4 OO 50 <1 O) Ol t)< o

O^CO(NOH(NinOOCCHH5qM^O

ojîOsoiaïOsasôioscooocoGOQCcoooco

2,708 m 2,670 m 2,635 m 2,609 m 2,555 m 2,510 m 2,431 m 2,359 m 2,311 m 2,266 m 2,224 m 2,187 m 2,154 m 2,123 m 2,098 m 2,072 m 2,048 m

55.3    m 63,6 m 71,9 m 89,1 m

106.9    m 124,6 m

142.9    m 161,8 m 181,0 m 201,0 m 220,0 m

Przykład : Dla danych poprzednich, średnica najkorzystniejsza wynosi 2,708 m. Rurociąg tej średnicy wytrzyma wewnętrzne ciśnienie słupa wody 43,3 m. Przy grubości ścianki 32 mm, średnica zmniejsza się do 2,708.0,757 = 2,048 m, przyczem wytrzymałość rurociągu wzrasta do 281,5 m słupa wody. Gdyhy spad rurociągu był jednostajny i ciśnienia wzrastały jednostajnie od 43,3 m do 281,5 m, możnaby stosować zamiast rurociągu o średnicy u góry 2,708 m, u dołu 2,048 m, rurociąg o średnicy : 0,826.2,708 m = 2,236 m na całej długości, przyczem strata spadu na ciągu o jednej tylko średnicy 2,236 m, będzie równa stracie spadu na całym ciągu o średnicach zmiennych.

Przy zmianie średnicy, grubość ścianek wymaga poprawy, i musi być te oretycznie zmniejszona u góry do 5,36 mm (zamiast 6,5 mm), natomiast u dołu zwiększona d o 34,9 mm (zamiaBt 32,0). Ogółem rurociąg o stałej średnicy w danych warunkach będzie o koło 4,6% cięższy od rurociągu o zmiennej średnicy. Średnia prędkość w tak obliczonym rurociągu o stałej średnicy wypada : 2,13 mjsek., najwyższa dla zmiennej średnicy : 3,83 misek.

o zmiennych średnicach należy podzielić na kilka od-dnice stałe.

W praktyce, długi rurociąg cinków, obliczając dla nich śre

Przed wlotami do turbin, odgałęzienia rurociągu zamyka się zasuwą ręczną, w Ameryce zamknięciem Johnsona. Łopatki turbin zamykane są automatem, który tak reguluje dopływ wody, aby liczba obrotów turbiny, przy 100°/o odciążeniu nie przekroczyła 10°/o normalnej, a przy raptownem obciążeniu o 50°/o nie spadła poniżej 4°/₀. Jest to niezbędne ze względu na utrzymanie stałego napięcia na generatorach. Wskutek dokładnej regulacji dopływu wody powstają w rurociągu uderzenia, które wymagają odpowiedniego wzmocnienia ścianek, lub zastosowania pewnych środków zapobiegawczych.

Jeśli spad na zakładzie jest nieduży, 20—30 m, można przed samym wlotem do turbin wstawić w rurociąg wieżę ciśnień, działającą podobnie jak komora przejściowa. Amerykanie często dają wieżę stożkową, lub zakończoną zbiornikiem (Surgtank). Gdy rurociąg długi, można postawić wieżę lub zbiornik w punkcie, gdzie wysokość na to pozwala, i w ten sposób odciążyć dolną część rurociągu. (Por. zakład na Drąc Romanche koło Grenobli.)

Przy dużych spadach automat zamyka turbinę wolno, równocześnie włączając opór wodny w obwód prądu generatora. Czas zamykania jest tak obliczony, aby ciśnienie na końcu rurociągu nie przekroczyło pewnej ustalonej granicy. Równocześnie z przymykaniem dopływu, opór wodny wyłącza się stopniowo. Inny mechaniczny system da się zastosować tylko przy turbinach Peltona, a polega na tem, iż prąd wody z dyszy, przez czas zamykania turbiny, skierowuje się na płytę stalową (fig. 51).

Wzory Allievi’ego dla obliczenia wielkości uderzenia w ^ rurociągu podane są poniżej : Średnica rurociągu Z>, prędkość normalna c₀, ciśnienie normalne na końcu rurociągu y₀, długość rurociągu L, ciśnienie zmienne ponad normalne y. Prędkość przenoszenia się reakcji, w ciągu żelaznym : a 1000 w/sek. Czas zamykania rurociągu T. Czas, po którym objawia się max. uderzenia: (max.

ł(<)-(l-|,)ł(0);

ml

a.

Ol

Fig. 51.

Pierwsza faza uderzenia: y¹ — 2 y ^//-f-

rr    t ^ C0

przyczem : H = y₀ -j- -—- ;

’% ⁼    !    «o= |/2yy₀

«o

Następne fazy :

przyczem :

— Z(2+n²)+l =0

Ij C₀

?/o

9 Tij₀

n.

G8

Zastosowałność tych wzorów przy uderzeniu, w następujących granicach :

S (a c₀)    2 L

——- <2ÿÿ₀ będzie t —

I. dla a r₀ <.2 g y₀ lub

odpowiedni

wzór 1.

II. dla 2 g g₀ < a c₀ < 3 g y₀, wzór 1. lub 2.

III. dla a c₀ > 3 g y₀, odpowiedni wzór 2.

Z wzoru 2. obliczyć można czas zamknięcia taki, aby stosunek ciśnień

- = Z nie przekroczył żądanej granicy.

I/o

Wrazie otwarcia turbin, równanie 1. otrzymuje kształt:

/T

a (p (/) = (y₀ — y) J/

^y

HO

Cl

V ².9 y o

Kównanie 2. pozostaje niezmienione, lecz będzie w niem miarodajny

ujemny pierwiastek. Największa obniżka ciśnienia objawi się po czasie t = —.

Cl

Nazywając cx prędkość w rurociągu, odpowiadającą otwartej turbinie,

a s stosunek s

i/min.

otrzymamy po ustawieniu: Vo

2 L Ci

y o (i—O

ys

C" .

yT

stąd, dla założonego stosunku s możemy obliczyć potrzebny czas otwarcia : T Lct 2 Vs

g y o ’ (i—*0

2 L

Np. L = 5000 m, y₀ = 50 m, a = 1000 ?n/sek., cx = 1,565 m/sek., —= = 10 sek. Założywszy, że ciśnienie nie może spaść poniżej 50%, czyli że — s = 0,50, otrzymamy potrzebny czas zamknięcia:

T_ 5000.1,565

4.0,5 ₌

9,81 . 50

(1-0,5)²

_ „    ,    2 L

Dla t <-, obliczamy ciśnienie wzorem 1 a); dla t>- tj. t > 10 sek.

wzorem 2. Gdyby czas otwarcia T był mniejszy lub równy ——

1,565

V 2 g y o “

4» (0 = 0,05 i-0,05

y ~ 4,13 m.

otrzymalibyśmy :

«o

0,05

= 10",

50 = (50—y) Ciśnienie spadłoby z 50 m na 4,13 m.

Prędkości w rurociągach, jakie wypadają z obliczenia min. koszta są na ogół znaczne i dochodzą do 4 w/sek., wyjątkowo nawet wyżej, przy max obciążeniu. Średnica rurociągów dochodzi do 6,0 m.

Przy małych ciśnieniach do 20 m, a wyjątkowo do 40 m, w użyciu żelazobeton i drzewo, w kształcie rurociągów z klepek. Przy ciśnieniach większych zawsze żelazo, lub stal. Małe średnice z rur ciągnionych lub spawanych, duże z rur nitowanych.

Turbiny. Dla spadów do 150 m, turbiny Francisa, do 20 m zawsze, a w dużych jednostkach do 100 m, o osi pionowej, przy wysokich spadach najczęściej o osi poziomej. Przy małych i zmiennych spadach, turbiny Kapłana; powyżej 150 m spadu i małych objętościach z reguły Peltony (fig. 51), których spółczynniki dzielności są znacznie korzystniejsze. Turbiny wedle możności należy złączyć bezpośrednio z generatorem, co wymaga wielkiej liczby obrotów turbiny. Jeśli się tego celu nie da uzyskać turbiną pojedynczą, nasadza się na wspólny wał poziomy kilka kół o mniejszej średnicy.

Budynek zakładów o wysokim spadzie zupełnie podobny do budynku przy niskich spadach. Rura ssąca z reguły żelazna, nie betonowa, kanał odpływowy nie w poprzek budynku, lecz pod turbinami, wzdłuż budynku. Na końcu kanału często przelew Poncelet'a lub kanał urządzony dla pomiaru przeponą, celem kontroli spółczynnika dzielności turbin.

Koszta i rentowność. Koszt zakładu wodnego, licząc na jednostkę konia, wypada na 500—1200 fr. w złocie (przed wojną). Wyjątkowo korzystnie położone siły w Norwegji kosztują do 100 i mniej fr. Natomiast zakład na Rodanie w Jons kosztował 2500 fr./HP., Murgwerk 1900 mk./HP. Rentowność zakładu wodnego zawisła nie od taniej instalacji siły, lecz od zapewnionego zbytu energji.

Roczne koszta ruchu zakładu składają się z następujących pozycji:

1.    Oprocentowanie kapitała.

2.    Amortyzacja, około l°/₀ całości.

3.    Fundusz odnowy:

0,4%

1,0%

1,0%

a)    Budowle wodne ....

b)    Rurociągi pod ciśnieniem

c)    Budynki.......

d)    Urządzenie mechaniczne (turbiny, generatory) .... 5,0%

0,0 % 0,3%

e)    Grunta.......

f)    Różne wydatki . . .

4.    Koszt utrzymania:

O t-T t-T co o o

a)    Budowle wodne . . .

b)    Rurociągi .....

c)    Budynki......

d)    Urządzenie mechaniczne

e)    Grunta.......

/) Różne wydatki . . .

5.    Służba i administracja.

6.    Ubezpieczenia.

7.    Podatki.

8.    Nieprzewidziane i dla zaokrąglenia około 5,0% sumy kosztów poprzednich.

kosztu 1

Dzieląc sumę wyprodukowanej pracy na zakładzie przez koszt roczny ruchu, otrzymamy koszt produkcji 1 kwg. na zakładzie. Przy obliczeniu kwg. na miejscu zbytu, trzeba dodać jeszcze koszt roczny linji przeniesienia i transformatorów głównych, oraz koszt dodatkowej pracy zakładów rezerwowych. Jako podstawę obliczenia kosztu własnego trzeba przyjąć 0,9—0,8 sumy produkowanej energji na zakładzie, ze względu na straty w przeniesieniu i na transformacjach. Ta praca nie da się jednak zbyć w całości, a w każdym razie nie podług jednolitej taryfy.

Budowa jazów.

Napisał

Dr. inż. Maksymiljan Matakiewicz,

profesor politechniki, Lwów.

I. Uwagi ogólne.

Jazem nazywamy budowlę służącą do piętrzenia wody w celach wyzyskania siły wodnej, żeglugi (kanalizacja rzek), meljoracyjnych (nawodnienia), zaopatrzenia we wodę (wodociągi) itp. Pod względem konstrukcji i przeznaczenia zbliżone są jazy do przegród dolin, różnią się zaś od nich tem, że podczas gdy przez koronę przegrody woda zwykle się nie przelewa, przez koronę jazu odpływa nadmiar wody płynącej przy stanach średnich i wyższych. Powtóre przegrody dolin wytwarzają zazwyczaj wielkie zbiorniki wody służącej jako zapas, jazy zaś wytwarzają zbiorniki o małych rozmiarach i nie mają na celu gromadzenia wody. Skutkiem wykonania jazu uzyskujemy podniesienie zwierciadła małej i średniej wody, oraz ułatwienie odprowadzenia wody kanałem odgałęziającym się powyżej jazu ; wielkość spiętrzenia, czyli podniesienia stanu wody, powinna być przynajmniej taka, aby wytworzone głębokie miejsce powyżej jazu stanowiło dobry osadnik dla materjału ruchomego doprowadzonego przez rzekę, aby zatem do kanału dostawała się o ile możności woda czysta, bez materjału grubszego. Aby zbiornik powstały powyżej jazu nie został zasypany materjałem rzecznym, musi się w jazie urządzić otwory zamykane stawidłami, czyli tz. upusty płuczące ; przez otwarcie ich wytwarza się silny prąd wody spiętrzonej, tj. górnej ku dolnej, który unosi materjał rzeczny złożony powyżej jazu. Te upusty, które muszą mieć próg nisko założony, służą zazwyczaj także do odprowadzenia nadmiaru wody w czasie wyższych stanów i nazywają się    -

wtedy upustami dla wielkiej wody. ilililililllililililiiilililill

Fig. 52 przedstawia schemat sytuacji jazu, który ograniczony jest obustronnymi przyczółkami (Pj przyczółek lewy, P₂ prawy) i ewentualnie podzielony filarami na części, posiada upust i przejście dla ryb ; fundament jazu otoczony jest ścianą szczelną (palisadą).

Miejsce, gdzie jaz się ma wykonać, powinno być tak dobrane, aby zapewniało stałość budowli, oraz nieszkodliwe odprowadzenie wielkiej wody, jak niemniej, aby spiętrzenie wywołane jazem nie szkodziło sąsiednim gruntom, tak skutkiem możliwości zalewu, jak i zawilgocenia. Przy wyborze miejsca zbadać również należy warunki ekonomicznego wykonania budowy.

W zasadzie buduje się jazy w miejscach zwężonych łożyska, o wysokich brzegach, przebiegających w kierunku prostym. Dno i brzegi powinn się składać z materjału zwięzłego i wytrzymałego, aby fundacja jazu nie napotykała na trudności. Profil zwarty korzystny jest z tego powodu, ponieważ jaz wypada krótszy, a zatem tańszy. Z drugiej strony jednak, im jaz jest krótszy, tem spiętrzenie wielkiej wody większe, należy zatem obliczenia stwierdzić, czy wytworzone spiętrzenie jest dopuszczalne na sąsiednie grunta i budowle. Przytem chodzi tu nietylko o możliwość wylewu, ale i zawilgocenia ; zazwyczaj przyjmuje się, że stan wody spiętrzonej

Krata

tust

Podłoże

Sjatu

Fig. 62.

^ ptuczący .’tyic/eJaYa ryb

•§

>y

zapomocą z uw

agi

powinien leżeć poniżej powierzchni gruntów i to przynajmniej 1 m poniżej gruntów ornych, a przynajmniej 0,5 m poniżej łąk. Jeżeli obliczenie wykaże, że spiętrzenie wielkiej wody w danym profilu jest zbyt znaczne, trzeba

(Unia spiętrzenia

IpëzëT^

wybrać inny, szerszy profil, lub o wyższych brzegach. Z uwagi, że spiętrzenie wywołane przez jaz przenosi się w górę jazu ^ wytwarzając tak zwaną krzywą spiętrzenia (fig. 53), przeto wymagane warunki co do dopuszczalnego spiętrzenia, względnie wysokości brzegów, odnoszą się do całej partji powyżej jazu, aż po granicę krzywej spiętrzenia.

Z powyższego wynika, że projektując jaz, trzeba nietylko obliczyć wysokość spiętrzenia na jazie, ale także oznaczyć dalekość spiętrzenia, oraz wysokości spiętrzonego zwierciadła powyżej jazu, czyli oznaczyć krzywą spiętrzenia.

Postanowienia prawa wodnego (ustawy wodnej). Wykonanie urządzeń spiętrzających na rzekach publicznych wymaga zezwolenia władzy administracyjnej, na wodach prywatnych tylko w takim razie, o ile oddziaływanie budowli rozciąga się na cudze grunta, budowle, lub zakłady. Najwyższy stan wody, a w razie potrzeby i najniższy, mają być zapomocą odpowiednich znaków wodnych zamarkowane (znak [pal] wodny, znak [pal] kontrolny). O dopuszczalności zakładu wodnego orzeka władza administracyjna na podstawie przedłożonego podania z projektem i opisem urządzenia, po przeprowadzeniu dochodzenia na miejscu z udziałem interesowanych (dochodzenie wodno-prawne). Urządzenie ma być wykonane ściśle według udzielonego przez władzę zezwolenia (konsensu), co stwierdzi się przy kolau-dacji budowy. Szczegóły urządzenia opisane mają być w księdze wodnej właściwego starostwa.

Podział jazów. Z uwagi na konstrukcję dzielimy jazy na stałe i ruchome; pierwsze posiadają konstrukcję stałą, która bez względu na materjał, z jakiego jest wykonana, pozostaje stale w łożysku i stale spiętrza wodę, drugie mają konstrukcję ruchomą, którą się w czasie wielkiej wody i pochodu lodów usuwa, tak, że nie spiętrza ona wtedy wody. Jazy stałe stosowne są zatem na potokach i rzekach górskich, o wysokich brzegach, jazy ruchome zaś na rzekach o niższych brzegach, przy których spiętrzenie wielkiej wody nie może być znaczne. Jednak wyjątkowo tylko wykonuje się jazy w całości stałe, zawsze bowiem zachodzi potrzeba wykonania:w jazach

djjaz łamany

____rn, spiętrzone

*™àüêspiTtrzônè væn,™-dno rzofo

\r^fonx3niem

jazu.;

ajjctz prosty    fyjaz ukośny

cjjaz krzyrvy

upust ituczącu "MB *

^EJupust

ptucząci/

ou

Fig. 54.

stałych upustów płuczących, ewentualnie także i upustów dla wielkiej wody, zamykanych konstrukcją ruchomą.

Dalej dzielimy jazy z uwagi na założenie w sytuacji na jazy proste czyli prostopadłe do osi łożyska, jazy ukośne, krzywe i łamane! (fig. 54).

Pierwszy typ jest najczęściej stosowany, drugi, trzeci i czwarty odznaczają się tem, że mają większą długość, wytwarzają zatem przy danej objętości przepływu mniejsze spiętrzenie wielkiej wody, gdyż im większa długość jazu, tem spiętrzenie jest mniejsze. Założenie jazu według l) jest korzystne i z tego powodu, że w razie płukania przestrzeni powyżej jazu z na-niosów, przez otwarcie upustu płuczącego, wytwarza się wzdłuż jazu ukośny prąd, współdziałający przy płukaniu. Jaz krzywy zbudowany według c) jest korzystny z uwagi na utrzymanie brzegów ; woda, przelewając się zawsze prostopadle do krawędzi przelewu nie napiera na brzegi.

Wreszcie dzielimy jazy według materjału na a) drewniane, b) kamienne (z kamienia, betonu i betonu uzbrojonego) i c) żelazne.

II. Obliczenie objętości przepływu, oraz wysokości i dalekości

spiętrzenia.

Z uwagi na przepływ wody rozróżniamy o) jazy przelewowe i b) jazy zatopione. Pierwsze mają koronę położoną w czasie zwykłych stanów ponad dolnem zwierciadłem wody, u drugich korona znajduje się poniżej zwier- A _ ciadła małej wody.    - -

Niskie jazy, których korona nie występuje nigdy ponad stan małej wody, nazywają się progami.

Ponieważ stany wody są na rzekach zmienne, zatem jaz, który w czasie niskich stanów jest jazem przelewowym, może być w czasie stanów średnich lub wysokich jazem zatopionym. Na jazie przelewowym mamy przelew zupełny, na jazie zatopionym przelew niezupełny, czyli zatopiony. Dla tych przelewów (jazów) stosujemy następujące formuły (fig. 55 i 56):

-**Ł-

U/) +k

W0//Z^W/^>'///<$/

Fig. 55.

JL

-WCr*-

-^h+h

Fig. 56.

dla jazu

Q = y p. b 1/2 g I (h k) ² — k ^ j, dla jazu przelewowego, Q — j- p- 5 1/2 g I (h -j- k) ² — k ^ | -J- ^ b a "j/2 g (li -j- k),

zatopionego.

W formułach tych oznacza : Q objętość przepływu w m³\sek., p., p-j spółczynniki praktyczne, b długość jazu (mierzoną w profilu poprzecznym

rzeki), g przyspieszenie ciężkości = 9,81 m, (y 2 g = 4,43), h wysokość, c/.yli grubość przelewu, tj. przy jazie przelewowym różnicę poziomów górnej wody i krawędzi przelewu, przy jazie zatopionym różnicę poziomów wody górnej i dolnej, k wysokość ciśnienia odpowiadającą chyżości wody powyżej jazu, czyli:

przyczem v₀ —

F₀ + B.h’

g'

a F₀ oznacza cały profil przepływu wody powyżej jazu, zaś B.h przyrost powierzchni profilu z powodu spiętrzenia (B szerokość zwierciadła profilu niespiętrzonego powyżej jazu), wreszcie a wzniesienie dolnej wody ponad krawędź przelewu. W razie, jeżeli chyżość wody powyżej jazu r₀ jest bardzo mała, można przyjąć k = 0, a wzory upraszczają się w sposób następujący :

a) dla jazu przelewowego : Q — y p, b h y 2 g h b) dla jazu zatopionego: Q = p. b h -\/2g h + p-i b a \?2 g h

Wzory te wyrażają związek miedzy objętością wody i wysokością przelewu; znając jedne z tych ilości, oraz wymiary i kształt jazu (wymiary b, u, kształt z uwagi na przyjęcie p. i p*), można obrachować drugą.

Dla otworów (upustów) w jazach stosujemy następujące formuły:

a) dla otworu całkowicie przykrytego górną wodą, przyczem woda dolna leży poniżej otworu:

Q = p. F "[/ 2 g (H-\- k), gdzie F oznacza powierzchnię otworu, zaś H wysokość wody górnej (spiętrzonej) ponad środkiem otworu; k ma znaczenie poprzednie;

b) dla otworu całkowicie przez górną wodę przykrytego, przyczem dolna woda leży poniżej dolnej krawędzi otworu :

+ i*-i (Ai — K) y h-\- fcj.

Q= b V 2 g { 4 p. p + fc)3/ï - (A, + h)

W równaniu tern oznacza b szerokość otworu, h różnicę poziomów wody górnej i dolnej, hx różnicę poziomów wody górnej i dolnej krawędzi otworu, h₂ różnicę poziomów wody górnej i górnej krawędzi otworu; inne wartości mają znaczenie poprzednie.

Spółczynniki u. i jj.j nie zostały dotąd w sposób dla praktyki wystarczający oznaczone i posługujemy się wartościami dość niepewnemi. W nowszych czasach przedsięwzięto badania laboratoryjne, większą wartość mają jednak spostrzeżenia na objektach rzeczywistych.

W praktyce przyjmowano dotychczas następujące spółczynniki, których zastosowanie zaleca Tolkmitt:

a)    Dla jazów przelewowych o dobrze zaokrąglonej koronie i o bocznem

zwężeniu, złagodzonem ukośnemi skrzydłami......p. == 0,83

b)    Dla jazów przelewowych o koronie poziomej z ostremi

krawędziami....................

c)    Dla jazów przelewowych o koronie bardzo’ szerokiej

z ostremi krawędziami ...............

d)    Dla jazów przelewowych o koronie bardzo szerokiej, zaokrąglonej .........*..........

e)    Dla jazów zatopionych o koronie dobrze zaokrąglonej p. == 0,83, p-i== 0,67

f)    Dla jazów zatopionych o koronie poziomej i ostrych krawędziach

g)    Dla jazów zatopionych stanowiących podstawę zastawek, gdy jednak słupy (odrzwia) nie dają się usuwać .... p. = p.! = 0,60 — 0,65

h)    Jaz zatopiony jest progiem upustu i jest założony równo z dnem rzeki, ściany gładkie

krawędzie zaokrąglone..........

jeżeli jednak krawędzie są ostre, a otwór w jazie sięga wprawdzie do dna, ale jest stosunkowo wąski.................

Nowsi

p. = 0,675 p. = 0,54

p. = 0,60

p, — 0,83, p-! = 0,62

p. — p.x == 0,75 — 0,85,

p = p-i == 0,63 — 0,68

autorzy kwestjonują powyższe wartości, i tak Heyne, oraz Tolman przyjmują dla jazu o ostrej krawędzi i strudze przelewowej swobodnej (dostęp powietrza pod strugę jest zapewniony):

p. = 0,63, a przy koronie zaokrąglonej p. — 0,63 X 1S19 — 0,75, czyli

~ p. = 0,50, zaś p.x = 0,63.

Siedek na podstawie doświadczeń na jazie zasuwowym 50 m długości wykonanym na kanale Dunaju we Wiedniu (ostra krawędź), przyjmuje 2

p. = 0,68, — p. = 0,45, a p.₂ = 0,64. Zgadza się to w przybliżeniu z przyjęciem

Eitelweina, że p. = p^ = 0,633. Podobny wynik dały doświadczenia Rühmelina w Trostberg w Ba-warji, z których wynikło, że p. =

== p.j = 0,625.

Przykład. (Fig. 57). W danym profilu rzeki ma być wykonany jaz stały z upustem dla wielkiej wody, który będzie zarazem upustem płuczącym. Spiętrzenie małej wody wynosi 3,5 m, wielkiej wody conajwyżej 2 m, zatem wielka woda nie może się wznieść ponad rzędną 181,20.

Spadek W. W. wynosi J = 0,001 Szerokość zwierciadła

W. W........

Po wierzchnia przekroju

W. W ......

Średnia głębokość profilu W. W......

Średnia chyżość w profilu W. W. (oznacza z formuły empirycznej) vm — 3,75 m

Objętość W. W. = P. vm = ...

Korona jazu stałego na rzędnej 177,84, korona upustu na rzędnej 173,20.

Objętość przepływu W. W. obliczy się z formuły :

N. 1*1.SP.181,2 O 13^50-^=; 1*1. U. 179,20

\ <-1*6,00'-

mKorona iazui7Z^Z'{^^°~

W,

MM. !7l*3i*

li = 183 m

P = 1024 m²

Tm — 6,⁶ m

skała

zrviri

PV.T.-Y, DiÇCS8J

Fig. 57.

182,5

Ç = 3840 m³/sek.

Ç =    2 p{ (*+*)    —+ fti b a Y Ig (/i + ł)

3840²

2y (P+-B/Ï)2 _ 2 . 9,81 ' (1024 + 183 . 2)²

= 0,40 m

ttalmb. jazu stałego przepłynie ql

Na lmb. upustu przepłynie

= + 2 g [y 0,75 { (2 + 0,4 )³/» - 0,4³/î} + 0,63.1,33+2,4] = yYy [j 0,76 { (2 + 0,4)³/* - 0,4³/a } + 0,90 . 6 +v]

ql = 13,4 »re³/sek., <£, = 44,7 m³/sek.

Przyjmując długość jazu stałego 134 m, otrzymuje się Qt = 1795,6 ł»³/sek. Przyjmując długość upustu_46 w, otrzymuje się - 2056,2 w³/sek.

Razem

a więc w przybliżeniu zgodne.

180 m

Q = 3851,8 m³/sek.,

Przepływ przez jaz ukośny i krzywy. Bazin przyjmuje dla jazu ukośnego spółczynnik p.jt mniejszy od 11. Jeżeli kierunek jazu tworzy z osią

rzeki kąt g = 45°, to p.M = 0,942 p,, przy kącie zaś s = 25°, p.M = 0,911 p. Aie hel podaje wzór 250 — — p (1 — t^), gdzie — oznacza stosunek wyso-

kości przelewu do wysokości jazu, tp jest stosunkiem wreszcie na p podaje następujące zestawienie w zależności od e. e°= 15 20 ' 25 30 35    40    45    50    55    60    65    70    75

p = 362 475 595 700 840 1025 1250 1510 1795 2275 2980 4125 6579

Jazy łamane i krzywe można liczyć jak jazy proste, przyjmując jako długość jazu prostego długość wyprostowaną jazu łamanego lub krzywego, a spół-

czynnik ji. należy przyjąć stosownie do nachylenia boków jazu łamanego, wzgl. stycznych jazu krzywego.

Krzywa spiętrzenia i (lalekość spiętrzenia. Jak wynika z poprzedniego (fig. 53), powstaje powyżej jazu spiętrzenie, a przekrój pionowy w osi rzeki przez zwierciadło spiętrzone nazywamy krzywą spiętrzenia. Teoretycznie rozciąga się ona w nieskończoność, praktycznie zakreślamy jej granicę, przyjmując, że spiętrzenie kończy się tam, gdzie wielkość jego, praktycznie biorąc, jest bez znaczenia.

Kształt krzywej spiętrzenia można oznaczyć z ogólnego równania dla ruchu zmiennego :

.    dy_ _ v*_p ^ Ç_² p

¹    dx k²F k² F³’

w którem i oznacza spadek (zmienny) styczny do krzywej spiętrzenia, v średnią cbyżość profilu, p obwód zwilżony, F powierzchnię profilu, k spół-

czynnik wzoru v — kV r i. Z powyższego :

k²F³

czyli dla skończonego odstępu A V

Przyjmując na A * skończone odstępy, oraz wartości p i F (średnie dla tych odstępów), wreszcie k odpowiadające danej rzece, rachujemy A V-Zadanie trzeba rozwiązać przez próby, przyjmując najpierw pewne Ay> aby na podstawie tej wartości oznaczyć p, oraz F (średnie dla danego odstępu Aa?); rachunek powtarza się tak długo, aż obliczone AV zgodzi się z przyjętem. Jest to metoda ogólna i dokładna, ale stosunkowo uciążliwa.

Rühlmann podaje następujące równanie: ii ₌    ^    2 Z—g 1 Z²-z²    1 Z³-z³

e ³ z ' ³ e ³ e² 27 e3 w którem i oznacza spadek przeciętny zwierciadła niespiętrzonego, Z i z spiętrzenie wody w dwóch punktach odległych o 1, e głębokość łożyska, którego przekrój poprzeczny przyjmuje się jako prostokąt.

Jest to szereg nieskończony, o wyrazach szybko malejących. Jeżeli Z oznacza spiętrzenie na jazie, to l oznacza odległość punktu, w którym spiętrzenie wynosi z, od jazu. Jeżeli z przyjmiemy równe zeru, natenczas l oznaczać będzie dalekość spiętrzenia. Równanie powyższe daje się przedstawić w prostej formie :

dy

dx,

k² F³

A a?.

Z⁴—z⁴

e⁴

~ ~ f    > wart°®ci funkcji najprak

tyczniej obliczyć z tabel Riihlmanna, podających dla dowolnego — f j (tabl. 1). Jako podstawę do obliczenia tych tabel przyjęto, że

wartość

spiętrzenie wynoszące 0,0098 m pomija się jako mało znaczące, czyli w miejscu gdzie spiętrzenie wynosi okrągło 1 cm, przyjmuje się początek krzywej spiętrzenia.

Równanie powyższe podaje związek między /, Z, oraz z\ znając dwie z tych ilości można oznaczyć trzecią. Oznaczając dla szeregu punktów z, można oznaczyć krzywą spiętrzenia.

Przykład. Jaz spiętrza wodę o 0,135 m, głębokość s'rednia profilu niespiętrzonego wynosi 1 m, spadek przeciętny zwierciadła naturalnego »=0,00033. W jakiej odległości od jazu spiętrzenie wyniesie tylko 0,01 m? Według powyższego:

~ — f    ^ = 0,135 m, z — 0,01 w ; ponieważ e = 1 m, zatem ^ — 0,135 m,

z

— = 0,01 m. Z tabeli Biihlmanna otrzymuje się:

0,9595 0,0067

Podobne równanie dla krzywej spiętrzenia z założeniem profilu parabolicznego łożyska o największej głębokością podaje Tolkmitt, przedstawiając je w formie

(4)-

(4-

r<5źnica= 0,9528 =

0,00033. i

; l = 2858,>5 m.

(h. O

przyczem Ais: oznaczają spiętrzenia w dwóch dowolnych punktach. Wartość funkcji podana jest w tabelach.

Haponow i o z (wykaz literatury 1.) podaje bardzo dobre wzory i tabele do oznaczenia krzywej spiętrzenia; szczególnie wygodny jest wzór przybliżony, zapomocą którego przeprowadza się obliczenie w sposób prosty, bez użycia tablic, wyłącznie przy pomocy logarytmów. Wzór ten brzmi:

il H

—f fo) —/ (^l)j

przyczem z₂ = ——-, z₁

= -fr,/(z) = log (10*-1), T=±

W równaniach tych oznacza i spadek jednostkowy zwierciadła niespiętrzo-nego, i)<₂, yi spiętrzenia w dwu przekrojach {y₂ > yi), l odległość obu przekrojów, t średnią głębokość wody niespiętrzonej, II spad bezwzględny zwier-

jest spółczynnikiem zależnym od z,

ciadła niespiętrzonego na długości l, —

a mianowicie, gdy

z <. 0,5 T — 0,8 11 0,5 < z < 1 T — 0,9 t}, średnio — = 0,9 z > 1

T=t

Przykład, i = 0,0C05, l = 1500 m, t — 1,50 m, y₂ = 2,40 m.

_ y» _

T 1,35

Obliczamy T = 0,9 ( = 0,9. 1,60 = 1,35 m, £2 H __ 0,75 ~T ~ 1,35

f (h) = log (10¹.⁷⁷⁸ — 1) = log (59,58 — 1) = 1,771

= 0,556

1,778, H — il = 0,75 »w,

= 1,771 — 0,556 = 1,215

Ponieważ / (z,) = log (10r> — 1) = 1,215, 10*i — 1 = Num (1,215) = 16,41, eL= log (16,41 + 1) = 1,241, yt — Zi T— 1,241 1 1,35 = 1,675 m.

Jeżeli rzędna zwierciadła spiętrzonego w przekroju y₂ wynosiła h₂ (nad poziom morza), to rzędna w przekroju y, wyniesie A,=A₂— H -|- yt— — 2,400 -f- 0,750 + 1,675 = = h₂ -j- 0,025 m. Wartość 0,025 m przedstawia bezwzględny spad zwierciadła spiętrzonego między badanymi przekrojami.

Również w sposób bardzo prosty, jednak z zastosowaniem tabeli cyfrowej (tabl. 2) oblicza się spiętrzenie metodą dokładną.

Obliczenie poprzedza oznaczenie znamienia przekroju cp przez ocenienie charakteru profilów; cp wynosi dla przekroju prostokątnego 1, dla paraboli 9. stopnia 0,9, paraboli 2. stopnia ²/s, dla trójkąta ¹/₂, średnia wartość 0,7.

il H

Równanie zasadnicze brzmi: — = — = F (z₂)— F {zx ) ; wartość funkcji obliczy się z tablicy.

Tabli-

Tabela Rühlmanna

ca 1.

do obliczenia spiętrzeń.

/(t)

/(t)

/(t)

/(t)

Ht)

/(t)

Ht)

0,010

0,015

0,020

0,025

0,030

0,035

0,040

0,045

0,050

0,055

0,060

0,065

0,070

0,075

0,080

0,085

0,090

0,095

0,100

0,105

0,110

0,115

0,120

0,125

0,130

0,135

0,140

0,145

0,0067

0,1452

0,2444

0,3222

0,3863

0,4411

0,4889

0,5316

0,5701

0,6053

0,6376

0,6677

0,6958

0,7222

0.7482

0,7708

0,7933

0,8148

0,8353

0,8550

0,8739

0,8922

0,9098

0,9269

0,9434

0,9595

0,9751

0,9903

0,150

0,155

0,160

0,165

0,170

0,175

0,180

0,185

0,190

0,195

0,200

0,205

0,210

0,215

0,220

0,225

0,230

0,235

0,240

0,245

0,250

0,255

0,260

0,265

0,270

0,275

0,280

0,285

1,0051 1,0195 1,0335 1,0473 1,0608 1,0740 1,0869 1,0995 1,1119 1,1241 1,1361 1,1479 1,1595 1,1709 1,1821 1,1931 1,2040 1,2148 1,2245 1,2358 1,2461 1,2563 1,2664 1,2763 1,2861 1,2958 1,3054 1,3149

0,290

0,295

0,300

0,305

0,310

0,315

0,320

0,325

0,330

0,335

0,340

0,345

0,350

0,355

0,360

0,365

0,370

0,375

0,380

0,385

0,390

0,395

0,400

0,405

0,410

0,415

0,420

0,425

1,3243

1,3336

1,3428

1,3519

1,3610

1,3700

1,3789

1,3877

1,3964

1,4050

1,4136

1,4221

1,4306

1,4390

1,4473

1,4556

1,4638

1,4720

1,4801

1,4882

1,4962

1,5041

1,5119

1,5197

1,5275

1,5353

1,5430

1,5507

0,430

0,435

0,440

0,445

0,450

0,455

0,460

0,465

0,470

0,475

0,480

0,485

0,490

0,495

0,500

0,505

0,510

0,515

0,520

0,525

0,530

0,535

0,540

0,545

0,550

0,555

0,560

0,565

1,5583

1,5659

1,5734

1,5809

1,5884

1,5958

1,6032

1,6106

1,6179

1,6252

1,6324

1,6396

1,6468

1,6540

1,6611

1,6682

1,6753

1,6823

1,6893

1,6963

1,7032

1,7101

1,7170

1,7239

1,7308

1,7376

1,7444

1,7512

0,570 0,575 0,580 0,585 0,590 0,595 0,600 0,605 0,610 0,615 0,620 0,625 0,630 0,635 0,640 0,645 0,650 0,6o5 0,660 O*, 66 5 0,670 0,675 0,680 0,685 0,690 0,695 0,700 0,705

1,7589

1,7647

1,7714

1,7781

1,7848

1,7914

1,7980

1,8046

1,8112

1,8178

1,8243

1,8308

1,8373

1,8438

1,8503

1,8567

1,8631

1,8695

1,8759

1,8823

1,8887

1,8951

1,9014

1,9077

1,9140

1,9203

1,9266

1,9329

0,710

0,715

0,720

0,725

0,730

0,735

0,740

0,745

0,750

0,755

0,760

0,765

0,770

0,775

0,780

0,785

0,790

0,795

0,800

0,805

0,810

0,815

0,820

0,825

0,830

0,835

0,840

0,845

1,9392

1,9455

1,9517

1,9579

1,9641

1,9703

1,9765

1,9827

1,9888

1,9949

2,0010

2,0071

2,0132

2,0193

2,0254

2,0315

2,0375

3,0435

2,0495

2,0555

2,0615

2,0675

2,0735

2,0795

2,0855

2,0915

2,0975

2,1035

0,850

0,855

0,860

0,865

0,870

0,875

0,880

0,885

0,890

0,895

0,900

0,905

0,910

0,915

0,920

0,925

0,930

0,935

0,940

0,945

0,950

0,955

0,960

0,965

0,970

0,975

0,980

0,985

2,1095

2,1154

2,1213

2,1272

2,1331

2,1390

2,1449

2,1508

2,1567

2,1625

2,1683

2,1742

2,1800

2,1858

2,1916

2,1974

2,2032

2,2090

2,2148

2,2206

2,2264

2,2322

2,2380

2,2438

2,2496

2,2554

2,2611

2,2668

0,990

0,995

1,000

1,100

1,200

1,300

1,400

1,500

1,600

1.700 1,800

1.900 2,000 2,100 2,200 2,300 2,400

2.500 2,600

2.700 2,800

2.900 3,000

3.500 4,000

4.500 5,000

2,2725

2,2782

2,2839

2,9371

2,5683

2,6179

2,7264

2,8337

2,9401

3,0458

3,1508

3,2553

3,3594

3,4631

3,5564

3,6694

3,7720

3,8745

3,9768

4,0789

4,1808

4,2826

4,3843

4,4891

5,3958

5,8993

6,4120

0,005

010

015

020

025

030

035

040

045

0,050

cp = 0,9

'hi"hi "bo"bo "ĆO"o"o "t® 'rfn W Oi to o: GO WOGOOh ox O* CO —I    C5t®HlOOCS

0,8

O O O OJD O M-M- (-H

"hi 'hi 'go 'bo "o 'co "o 'm- "fcO

as^ooo^ato hi ^ w o hi ciHiooooo m ox h o go

Budowa jazów.

Krzywa gpietrzenia.

568

Tabli-Tablica Haponowicza Funk-

ca 2.

do spiętrzeń, cja F (z).

0,7

0,6

0,5

0,3

0,0

= 0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,3

0,0

OOOOO    hi H M K

O OH w Ot MC5 tfiOCOH 00 to o W C5 O H

O co O h CO o 00 GO GO

1,623

1,334

1,244

1,146

1,070

1,009

0,957

0,912

0,874

0,838

1,707

1,125

CO rH Ł—

O O

r-T t-T t-T r-T t-T

lO tH H C5 O O O O tH -rH

ri H rH rl

0,41

0,210

0,216

0,223

0,230

0,238

0,256

42

43

44

45

206

218

225

233

250

0,290

283

201

207

197

193

202

213

208

220

227

244

198

204

215

222

238

275

210

217

232

268

261

0,06    0,683    0,711    0,743

0,778

O O 00 O O O H CO

c^c^a^c^co^ rn' t-T o" cT o' O

1,180

1,117

1,065

1,019

0,978

1,422

1,347

1,283

1,226

1,176

46

47

48

49

50

189

194

185

181

178

174

190

199

205

212

226

186

182

178

195

201

207

221

254

191

187

183

197 i

192

188

203

198

194

216

211

206

248

242

235

229

07

640

668

696

728

08

603

627

655

686

-, 00 [S O! M O -5

0,907

848

798

09

0,10

571

594

620

649

542

564

588

615

680

646

753

714

rH tH O

55

60

65

158

162

144

132

166

170

147

150

154

134

175

158

184

165

202

902

854

70

75

122

112

124

113

137

140

143

149

179

126

115

128

117

130

119

132

122

159

142

126

0,11    0,517

537

560

586

614

679

811

0,80

0,104

12

493

513

535

13

559

473

491

14

512

535

586

648

772

85

096

0,105

097

0,106

098

0,107

561

619

737

90

090

090

099

0,109

0,111

0,113

100

101

101

0,15

454

436

471

491

513

453

472

493

537

593

705

95

084

084

091

516

568

675

1,00

078

078

084

092

092

078

078

084

078

084

077

090

081

073

0,16

420

436

454

474

496

546

648

1,1

069

069

17

18

405

420

437

456

477

525

391

19

0,20

378

406

392

365

378

422

407

393

440

460

506

622

598

425

444

488

576

410

429

470

555

1,2

1,3

1,4

1,5

061

054

048

043

060

053

047

042

068

059

052

046

041

068

067

064

059

058

055

059

051

045

040

050

044

038

046

040

034

048

039

031

026

0,21

354

367

381

397

414

455

535

1,6

039

038

23

343

355

24

332

344

369

357

384

401

440

516

1,7

035

034

036

322

372

0,25

313

333

324

346

336

0,26    0,304    0,315    0,327

27

296

306

317

360

350

0,340

330

388

425

499

1,8

032

031

033

035

033

029

376

412

482

1,9

029

028

029

032

028

030

026

025

022

021

017

365

399

466

2,0

027

026

026

024

025

023

023

021

019

017

014

Oil

009

0,354

0,387

0,451

2,2

023

022

344

375

437

28

2,4

019

288

29

30

280

298

289

309

321

273

300

311

334

364

423

2,6

017

018

020

017

019

017

013

324

353

410

2,8

014

282

292

303

316

343

398

3,0

013

O ÎO (M

~r~⁴ rH rH

014

012

010

016

014

010

006

013

Oil

008

004

Oil

009

006

003

009

008

005

002

001

31

32

266

274

33

260

268

284

295

307

334

386

3,5

009

253

277

287

34

261

299

324

375

4,0

007

008

007

35

247

270

254

280

291

315

241

249

263

273

284

307

364

;;r3

4,5

5,0

005

004

006

005

004

006

005

005

004

004

003

003

002

001

257

266

276

299

3,3

6,0

003

003

003

002

003

002

001

000

003

002

002

001

000

001

000

000

000

36

235

37

243

251

38

230

237 •    245

260

269

291

334

225

232

254

39

40

220

226

239

233

263

283

324

247

256

276

315

215

221

241

250

269

228

236

244

262

307

298

Bryła, Podręcznik inżynierski. IV. 37

81

Pl'zyktad. Dane z poprzedniego przykładu, <p przyjmijmy 0,7.

Obliczamy z~ —    — —-=1,60, F(zt) = F (1,60) = 3,664, ——

t 1,50    Î

0,75

F(zy) — F Pi)--j- — 3,064.

Tej wartości odpowiada wartość z tablicy otrzymana przez interpolacje: zy = 1,129, zatem y, = zy t — 1,129.1,50 = 1,694 m.

Podobne formuły i tablice cyfrowe ustawiono również dla krzywych zniżeń, czyli depresji, jakie powstają, gdy zamiast budowli spiętrzającej mamy nagłe obniżenie (próg) w dnie łożyska.

Parabola drugiego stopnia jako krzywa spiętrzenia. Przyjęcie takiego kształtu jest, zupełnie dowolne, również dowolne jest przyjęcie, że długość tej paraboli (dalekość spiętrzenia) równa się podwójnemu spię-

trzeniu podzielonemu przez spadek, czydi l

. Służyć może ono tylko do

ogółowej orjentacji, daje zaś zazwyczaj zbyt duże l. Eównaniem takiej paraboli,

4 hij

której wierzchołek leży w zwierciedle spiętrzonem przy jazie, jest a?² =

(x odcięte, y rzędne), nie może jednak służyć ono do oznaczenia położenia spiętrzonego zwierciadła wody⁷ w poważnych wypadkach praktycznych, gdyż daje wyniki niedokładne.

Dostosowanie krzywej spiętrzenia do rzeczywistych spadków. Obliczając krzywą spiętrzenia dla większych spiętrzeń i znacznych dalekości spiętrzenia, które dochodzić mogą do kilku, kilkunastu kilometrów, lub nawet wyżej, trzeba z uwagi na zmienność spadku podzielić całą przestrzeń na partje, dla których można przyjąć jednostajny wyrównany spadek.

W równanie — =

.... wstawiać się będzie zatem kolejno spadki wyrównane

tych poszczególnych partji i dla każdej z nich osobno liczyć krzywą spiętrzenia. (Szereg przykładów z zastosowaniem lóżnych metod podaje Tolman w Wochenschrift f. d. ötf. Baudienst, Wiedeń 1905.)

Przepusty spławne. Celem przepuszczania tratew⁷ przy spiętrzonej wodzie, wykonywa się w jazach otwory od kilku do kilkunastu metrów szerokie (zależnie od szerokości tratw), o progu założonym 0,5 do 1,5 m pod stanem normalnego spiętrzenia, zamykane zastawkami, przez które po otwarciu zastawki (podnoszonej w górę lub lama przedziaioryg spuszczanej w dół, lub też klapy obra-calnej) wypływa woda i unosi tratwę w dół (fig. 58).

Poniżej przepustu musi więc być urządzona t. zwt. droga dla tratew, posiadająca dwie ściany boczne (bulwar, czyli mur brzegowy i przedłużenie filaru), oraz dno ukośne, w stosunkowo znacznym spadzie, po którem spływ⁷a wypuszczona z górnego poziomu woda. To dno przy mniejszych zakładach wodnych i mniejszych rzekach, o pod-rzędniejszem znaczeniu spławu, zakłada się w spadku znaczniejszym (kilka %), na wielkich rzekach skanalizowanych w spadku mniejszym, a to celem uzyskania większej głębokości na równi pochyłej. W tym samym celu wykonują przy większych urządzeniach dno w spadku zmiennym, zmniejszając go od góry ku dołowi, zaopatrują je zębami (występami), celem wytworzenia większej szorstkości i tłumienia zbyt wielkich chyżości.

Przy wlocie wody do przepustu spławnego (fig. 59) powstaje skok (obniżenie) w zwierciadle wody; celem zredukowania go dobrze jest zaokrąglić ściany ograniczające dużym promieniem, jak również zaokrąglić próg.

rzeka

rzeka

rvoda spielrzondËËÊ.

dolna moda

zamknięcie i przepust przepustu | spza runy

-B-

ulruar

droga nolorvntcza

Fig. 58.

Obliczenie przepustu spławnego ma wykazać : 1. jaka objętność wody wchodzi do przepustu (Qx -j- Q.Ą, 2. jak wielkie powstanie tu zniżenie (x), wreszcie, 3. jaka powstanie najmniejsza głębokość na równi pochyłej.

Tolman podaje następujące wzory:

Qi

8-Ü-

Fig. 59.

w których b oznacza szerokość przepustu, u. i rn są spółczynnikami praktycznymi, z których pierwszy można przyjąć w przybliżeniu równy 0,6, drugi 1,0 ; e oznacza głębokość wody na progu przyjętą w projekcie. Z obu równań oznaczy się obie niewiadome Q, oraz x.

Zwykle rezygnujemy z dokładnego oznaczenia kształtu zAvierciadła równi pochyłej (ruch zmienny) i zadowalniamy się oznaczeniem głębokości wody. Mając objętość wody Q i przyjęty spadek równi pochyłej i,

czarny głębokość y jak dla kanału prostokątnego z formuły y —

w której p oznacza obwód zwilżony (na razie przyjąć na próbę, a po obra-chowaniu y poprawić i ponownie rachunek przeprowadzić), h jest spół-czynnikiem wzoru v—k ~|/r i, który oznaczyć trzeba według jednej nych formuł empirycznych. Głębokość y nie powinna spadać poniżej 40 U spodu równi pochyłej, gdzie uderzenie wody spływającej z wielką chyżością o spokojną wodę dolną; powstaje tu t. zw. odskok wodny (próg wodny), a miejsce to jest dla tratew niebezpieczne, gdyż mogą się tu zaryć w dno. Dlatego urządzają tu nieraz ruchome tratwy, na górnym swym końcu przegubowo utwierdzone, stanowiące ruchome podłoże.

Przepływ przez jaz boczny. Jeżeli w ścianie bocznej ograniczającej profil przepływu wody wykonamy wcięcie (otwór, którego dolną krawędź stanowi przelew, a górna jest położona ponad zwierciadłem wody), to powstaje przelew boczny. W przeciwieństwie do dotychczasowych zapatrywań wykazuje Engels, że przelew' będzie miał najmniejszą grubość na górnym, a największą na dolnym końcu. Z wyników doświadczeń ustawia formułę :

Q = Ą-v.yTg Z²’⁵ Ar'm³/sek., w której Q oznacza objętość przepływającą

rn

na

ozna-

1³/JSl

\ IZ IZ i’

ze zna-

cm.

ona

schodzi się z dnem rzeki, powstaje

przez przelew boczny, l długość krawędzi przelewu, h wzniesienie zwierciadła wody w kanale ponad krawędź przeleAvu w jego dolnym końcu.

Dla zaokrąglonej krawędzi przelewu można przyjąć — p. = 0,57, dla ostrej 0,49. Krawędź przelewu przyjęto tu równolegle do dna kanału.

Obliczenie śpię- ” trzenia wywołanego przez most lub jaz

ruchomy o nisko za- Vo    Vi    a

łożonym progu. Istnieje    |

do tego celu cały szereg formuł, podamy tylko najważniejsze.

spiętrzona M

«—filar

Fig. 60.

Według zasady Bernouillego spiętrzenie wody wywołane zwężeniem profilu przepływu przy moście (fig. 60): v 2_v 2

h =    , przyczem tą oznacza zwiększoną chyżość w obrębie mostu,

2 9t “

v₀ chyżość w profilu spiętrzonym powyżej mostu, g przyspieszenie ciężkości.

Ponieważ v₀ =

F + Bh'Vl ~gB(a + hy

(gdzie Q oznacza objętość w. w.,

F powierzchnię profilu w. w., B szerokość zwierciadła tego profilu, p. spół-czynnik praktyczny, a głębokość wody niespiętrzonej w obrębie mostu, b sumę świateł otworów) :

(I)

hs=Vf_1__¹    \

2 5T \[p. Ö (a + Ä)]» (F+Bh)²j

Spółczynnik p. przyjmuje się zależnie od kształtu filarów i to dla filarów smukłych (ostro zakończonych, eliptycznych, lub o głowicy półkolistej)

->1

-«-B = 140,00

17F&/W//S

«a

]■*    S< =55,00

— Ss-85,00-

1    N.N.556,20 ę

■L4^-0C,00^~->

I!

glina

0 1015 25    40 Si 62

V-

550,0

27virt z piaskiem §.

* i

i⁵ î

-553,43

-556.40

154140

55 22 Fig. 61.

0,95, która to wartość może wzróść do 0,97. Dla filarów prostokątnych przyjmuje się p. = 0,80, dla mostów sklepionych i przepustów o sklepieniach wchodzących w wodę p. = 0,70.

Zamiast powyższej formuły można użyć formuły na przelew zupełny (jakkolwiek niema tu w dnie stopnia), przyczem przyjmuje się p. = p.₁.

przyczem

= p. b 2 g I g- (h -f- k) ^ — k ² -f- a (h -j- h) ^ |:

^o²

<?²

k 2 g " 2 g{F+Bh)

a ponieważ h przedstawia wartość bardzo małą, możemy je w pierwszym wyrazie poprzedniego równaniu pominąć, skutkiem czego z formuły tej otrzymujemy ostatecznie:

5’

h==9L _J_._ł__

2 g (p- ba)² B (a + h)²}

(2)

Przykład. W danym profilu (fig. 61) ma być wykonany most o dużych otworach, spiętrzenie nie może przekraczać 20 cm. Objętość wielkiej wody obliczymy osobno w części I, a osobno w części II, oddzielonych linją a—6.

p.

Fi =

gdzie p < 1, a praktycznie możemy je przyjąć równe 0,9 — 0,97, podobnie jak przy mostach. Takie żądania co do światła jazu wymagają jednak zazwyczaj rozszerzenia profilu przez bagrowanie dna i skopanie brzegów.

Zasada Rehbocka obrachowania spiętrzenia przy moście. Powyższe formuły na wysokość spiętrzenia, powszechnie w praktyce stosowane, uważa Rehbock jako nieoparte na podstawach naukowych i na obserwacjach. Na podstawie licznych doświadczeń w laboratorjum wodnem w Karlsruhe wyraża zapatrywanie, że rzeczywiste spiętrzenie przy moście jest znacznie mniejsze, niż spiętrzenie, które się otrzymuje z dotychczasowych formuł, dających zresztą bardzo różne wyniki. Dla mostów o filarach smukłych podaje na spiętrzenie prostą formułę :

.    z — u Jc₀,

w której a = tj. stosunkowi części zabudowanej profilu (przez filary i przy-

czółki) do całego profilu, zaś k₀ — —, tj. wysokości ciśnienia odpowiadają-

*9

cej średniej chyżości profilu niespiętrzonego powyżej mostu.

Jeżeli filary mają głowice tępe, to spiętrzenie będzie większe, aż do 2,1 ak₀ dla filarów prostokątnych.

Przykład. Całkowita szerokość rzeki B = 320 m, głębokość t = 5m, objętość wielkiej wody Q = 4000TO³/sek., suma świateł między filarami 300 utn; jak wielkie spiętrzenie wypada według formuły Rehbocka ?

v¹

= 2,5 m/sek., —

4000

= 0,319 vi,

Cześć I. Powierzchnia B, = 65 ni¹, szerokość zwierciadła SL = 55 n:t średnia głębokość ~=z tsi = 1,18 w, średnia chyżość¹) tą =1,26 m, objętość Q, = 81,9 m³/sek.

Część II. P₂ = 233,7, S₂ = 85 m, § = ts₂ = 2,75 m, v₂ — 2,46 w¹), Q₂ = 574,9 w³/sek.

S,

a*

1) Postawmy najpierw pytanie, jak wielkie byłoby spiętrzenie h. gdybyśmy wykonali tylko jedno przęsło o świetle 80 m i postawili przyczółek lawy w linji a — 6, prawy w linji e—/. Licząc według ostatniej formuły (2) i wstawiając wartości: Q — 656,8 w³/sek., B — 140 m,a = 2,46m, # = 9,81 m, 6 = 80 m, ,« = 0,95, oraz przyjmując na pierwszą próbę h = = 0,40m, otrzymuje się h = 0,472 m.

Wyrachowane spiętrzenie różni się mało od przyjętego i wypada zbyt duże. Średnia

= 2,80 m, byłaby zatem od chyżości

chyżość w obrębie mostu wynosiłaby v'₂ = v₂ = 2,46 m o 0,34 m tj. o 15°/₀ większa.

2) Dajemy 2 przęsła po 60 m, oddzielone filarem 3 m grubym, przyczółki w linjach c — d, oraz «=/; w tym wypadku ibamy:

6 (a -f- b)

656,8² (    1

~ 2.9,81 I (0,95.120.1,98)²

1140 (1,98 + 0,20)

= 0,183 m;

spiętrzenie zatem nie przekracza przyjętej granicy.

Jazy ruchome o progach nisko założonych i dużych otworach wywołują w czasie wielkiej wody tylko nieznaczne spiętrzenie, które obliczać należy według powyższych zasad. Jaz taki po usunięciu części ruchomej nie wznosi się zwykle ponad dno, a pewne spiętrzenie wywołują tylko przyczółki i filary. Często jednak wykonujemy jazy np. przy kanalizacjach rzek w ten sposób, aby nie wytwarzały żadnego spiętrzenia. Jaka w takim razie ma być powierzchnia otworów jazowych?

Jeżeli przed wykonaniem jazu była powierzchnia profilu w. w. F, wolna powierzchnia otworów jazowych jest Fx —fi -h/2    •

W razie zaś, jeżeli niema być żadnego spiętrzenia:

Obliczona według formuły empirycznej.

powierzchnia przekroju zabudowanego / = 20 X ö = 100 w , powierzchnia całego przekroju F = 820 X 5 = 1600 w²

0,319.100 1600

Licząc według formuł poprzednio przedstawionych otrzymuje się spiętrzenie h = 0,07m, a zatem 3l,/₂ razy większe.

Rehbock stwierdza, że to, co według dawnych formuł uważa się jako spiętrzenie, jest suma właściwego spiętrzenia i obniżenie zwierciadła, jakie powstaje w obrębie mostu skutkiem zwężenia profilu. Jakie konsekwencje wynikną z nowej metody, o ile utrzyma się wt praktyce ? Spiętrzenie i światło mostu rachuje się z dwu powodów: 1. podniesienie zwierciadła wody zwiększa możliwość wylewu w. w. powyżej mostu i 2. duże spiętrzenie w związku z dużem zwężeniem profilu może się stać z uwagi na powiększenie chy-żości niebezpiecznem dla fundamentów. Choć nowa metoda z uwagi na 1. ma daleko idące konsekwencje, z uwagi na 2. wpływ jej jest mniejszy.

= 0,020 rn

III. Wykonanie jazów.

Przyczółki i filary. Wykonywa się je zwykle z muru kamiennego, betonu lub betonu uzbrojonego; nawet przy jazach drewnianych przyczółki i filary najodpowiedniej wykonać murowane.

Fundament jazu i podłoże. Jaz powinien być fundowany na gruncie wytrzymałym i o ile możności nieprzepuszczalnym, lub mało przepuszczalnym. Nie trzeba jednak sądzić, że jaz może być fundowany tylko na zbitej skale, lub na ile; w praktyce wykonano wiele jazów na starych, zwięzłych pokładach żwirów i piasków, o ile przepuszczalność ich nie była zbyt wielka. Przed zadecydowaniem budowy w danem miejscu trzeba grunt zbadać zapomocą wkopów, sond, wierceń i pompowania próbnego. Najzwyklejsza metoda fundacji zapomocą otoczenia grodzą, wykopu w obrębie grodzy i wypompowania wody. Mniejsze jazy staramy się wykonać łości w obrębie jednego sezonu budowlanego, budowę większych dzielimy

na części i rozkładamy na kilka sezonów\ W trudniejszych warunkach (większa głębokość, silny napływ wody) stosujemy i inne metody fundowania, np. skrzynie, studnie, metodę pneumatyczną, żne ułatwienie przy fun-utnrmm dacji stanowią dwa wy-¹    nalazki nowszej doby:

ściany szczelne żelazne i obniżenie zwierciadła wody gruntowej zapomocą pompowania. Na pokładach młodych, naniesionych, fundować nie można; na gruncie mało wytrzymałym można zbudować jaz na ruszcie palowym.

Z jazem łączy się podłoże, ubezpieczające dno poniżej jazu; wytrzymuje ono uderzenie wody spadającej, oraz znaczne chyżości jakie tu powstają. Fundament powinien być szczelny, aby woda górna skutkiem ciśnienia istniejącego nie mogła podziemnemi żyłami przedostawać się do wody dolnej. W materjałach przepuszczalnych trudno tu osiągnąć szczelność zupełną, jednak, gdyby pod fundamentem wytworzyły się silniejsze strugi, mogłoby nastąpić wypłukanie miałkich uszczelniających cząstek i wyruszenie pokładu. Fundament jazu wraz z podłożem powinny być otoczone tak od strony górnej, jak i dolnej, ścianą szczelną, która ma objąć wszystkie części,

E==ii__

Tc=:

-J

■=1

P'ig. 62.

w ca-

Wa-

w których panuje spiętrzenie i na każdym końcu wchodzić głęboko w ląd. Na figurze 62 oznaczono ścianę szczelną jazu linją kreskowaną; obejmuje ona prócz jazu i podłoża także i przepust dla tratw.

Najpewniejsze wykonanie będzie takie, że jaz spocznie na gruncie nieprzepuszczalnym. Jeżeli to jest niemożliwe, lub zbyt kosztowne, to zapuszcza się przynajmniej żebro, lub ściany szczelne, aż do gruntu nieprzepuszczalnego. I to jest jednak w wielu wypadkach niemożliwe, więc kontentujemy się, zwłaszcza przy mniejszych spiętrzeniach (poniżej 5 m) tem, że zabijamy ściany szczelne stosunkowo głęboko.

332

Chyżość przepływu wody w gruncie v — ki, tj. stoi w prostym stosunku do spadku zwierciadła wody gruntowej, względnie, o ile chodzi o jaz, do spadku ciśnienia między wodą górną i dolną. W interesie zabezpieczenia fundamentu jest zatem takie wykonanie fundamentu i podłoża najodpowiedniejsze, aby ten spadek ciśnienia był jak najmniejszy. Wszelkie środki, służące do przedłużenia drogi wodzie przesiąkającej pod jazem, działają tu korzystnie, a więc żebra pionowe u spodu fundamentu, podłoże szczelne poniżej jazu, ewentualnie także podłoże szczelne powyżej jazu, ściany szczelne, są tymi środkami, które umożliwiają —; fundację na gruncie wiecej przepuszczalnym (fig. 63).    —

zrzvrm

Fig. 63.

Podłoże składa się z podłoża poniżej jazu i ewentualnie podłoża powyżej jazu. Pierwsze zaś dzieli się zazwyczaj na podłoże bliższe i dalsze, to drugie wykonywane zazwyczaj jako narzut kamienny poza ścianą szczelną. Podłoże powyżej jazu jest zazwyczaj krótkie i ma za zadanie uszczelnienie miejsca po stronie górnej jazu, gdzie między jazem a gruntem mogłaby woda przeciekać. Zadanie podłoża poniżej jazu określiliśmy powyżej. Długość podłoża poniżej jazu zależy od gruntu; przy materjale dna rzeki zbitym, którego woda nie ruszy nawet przy dużej chyżości, wystarczy długość podłoża równa 3—4 krotnej wysokości jazu, przy gruncie niewytrzymałym nieraz i 8 krotna wysokość nie jest za duża. Wogóle dno poniżej jazu ma być tak daleko ubezpieczone, jak daleko istnieje zwiększona chyżość, aby nie tworzyły się wyboje zagrażające stałości jazu. Uderzenie kaskady wody spadającej przez koronę jazu skutecznie przytłumia t. zw. poduszka wodna, tj. zagłębienie w podłożu wypełnione wodą. Uderzenie wody spadającej nie wywołuje jednak zbyt wielkiego ciśnienia na podłoże; niebezpieczniejsze są kamienie, spadające z korony jazów na górskich potokach, które według spostrzeżeń poczynionych w Szwajcarji mogą rozbić i najsilnieszą ławę betonową. W takich wypadkach podłoże drewniane, wykonane jako podłoga z silnych dyli dębowych, jako sprężyste, może być bardzo stosowne.

Rehbock podaje na długość podłoża poniżej jazu następujące wzory :

a)    dla jazów przelewowych : b — l,b p 6 h ₀ max do 6 — 2p -\-8 h ₀ max,

„ b — 8 p i Z max,

b)    „ upustów:.....b = 4 p -j- 2 Zmax

w których p oznacza wysokość jazu ponad dno, h₍₎ max największą wysokość przelewu, Z max największe spiętrzenie.

Inż. Schmidt (Zeitschrift für Bauwesen 1920, str. 555) żąda, aby podłoże nie było gładkie, lecz szorstkie, proponuje wykonanie go z pryzmatów betonowych, wystających ponad poziom ławy betonowej. Podobnie inż. Zschokke zaleca podłoże z nieregularnie wmurowanymi dużymi kamieniami, które wystają 40—60 cm (fig*. 64); następuje tu doskonałe tłumienie chyżości. Również dobrze działają poduszki wodne, podział spadku na szereg¹ kaskad

\t

hi=0,4~0,75h

H£HI

2~Jm

< 4-6 m->*<- 4-6    2-3m

Fig. 64.

(podłoże w stopniach), wznoszenie się podłoża w stronę dolną i rozszerzenie profilu poprzecznego rzeki poniżej jazu.

1. Jazy stałe.

Jazy stałe kamienne wykonuje się z ciosu, kamienia łamanego i betonu ; większe jazy mają zazwyczaj koronę i obie ściany, a przynajmniej dolną, pokryte ciosami, środek stanowi mur z kamienia łamanego na zaprawie cementowej, lub beton. Zamiast ciosów można jako okładziny używać także kamienia przyciosanego. Wiele nowszych jazów o wysokości 2—4 m wykonano z samego betonu bez okładziny kamiennej.

Kształt jazu. Zasadniczo istnieją dwa typy, dawniejszy, odznaczający się tern, że sprowadza wodę po łagodnie nachylonej skarpie dolnej (fig. 65) i nowszy o stromej skarpie przedniej (dolnej) (fig. 66). Pierwszy ma wprawdzie kształt korzystny pod względem statycznym, oraz z uwagi na przepływ,

.r

mmmmmm

z/s&f

ÉHâ

Fig. 65.

Fig. 66.

jednak powstają tu u stopy jazu bardzo duże chyżości poziome, niebezpieczne dla podłoża, które skutkiem tego musi być bardzo długie, silne i kosztowne. Natomiast drugi typ jest pod względem statycznym mniej korzystny, ale wytwarzając stromą, u spodu prawie pionową kaskadę wody, przyczynia się do stłumienia siły żywej wody zaraz u stopy jazu. Z tego powodu typ pierwszy może być tylko stosowany na wytrzymałej skale, typ zaś drugi nawet na gruncie mało wytrzymałym.

Obliczenie przekroju poprzecznego. Przy tem obliczeniu należy uwzględnić ciśnienie wody na jaz, oraz ciężar własny muru ; zresztą obliczenie przeprowadza się tak, jak każdego muru oporowego, kreśląc linję ciśnienia, która nie powinna wyjść z rdzenia (jądra) przekroju, to znaczy, że nie należy dopuścić naprężeń rozciągających. Ciśnienie wody W, działające prostopadle do ściany górnej (fig. 15), należy oznaczyć dla takiego stanu, przy którym parcie wody jednostronne będzie największo. Największa różnica stanów wody górnej i dolnej będzie przy stanie najniższym, przyczem po stronie dolnej nie należy przyjmować wody (cała mała woda do kanału). Obliczenie należy najpierw przeprowadzić dla stanu wody równo z koroną jazu ; gdyby się okazało, że wielka woda (z uwzględnieniem stanu wody dolnej) wywiera większe ciśnienie jednostronne, należy dla określonego już przekroju rachunek powtórzyć i ewentualnie przekrój poprawić.

Przyjmując nachylenie skarpy górnej jazu pod kątem a, którego tang —

stan

= —, nachylenie skarpy dolnej pod kątem ß, którego tang — —

wody równo z koróną, i zakładając, że wypadkowa z ciśnienia wody i ciężaru muru ma przechodzić przez punkt jędrny po stronie dolnej, otrzymuje Matakiewicz na szerokość korony wzór (fig. 66): *)

(    \2 m Yi n) f \2 m f₁ n)

n²— 1

■f₁ n²    m²    ~f₁mn

w którym k oznacza szerokość korony, 'fi ciężar właściwy muru, w wysokość jazu. Np. przyjmując: — = tg a = —,    = tg ß = -i, ciężar właściwy muru 2 t\m³, wysokość jazu iv — 5 m otrzymuje się szerokość korony : k — 1,375 m, na podstawie której i powyższych danych wykreślić można żądany przekrój jazu.

Jeżeli skarpa dolna przekroju jest pionowa, czyli tg ß = 0, wtenczas wzór powyższy upraszcza się następująco:

+ 14^)

n²— 1

Ti n²

Jazy żelbetowe (żelazuo-betonowe) są bardzo praktyczne, w Ameryce bardzo rozpowszechnione, w Europie dotychczas mniej. Zasada ich jest następująca (fig. 67) :

Jaz składa się z filarów pionowych żelbetowych (od kilkunastu do 30 cm grubości), na których po stronie górnej wody i na koronie opiera się szczelna płyta betonowa, uzbrojona wkładkami poziomemi i piono-wemi, stanowiąca ścianę spiętrza- t jącą (grubość jej zazwyczaj od kilkunastu do 20 cm). Ciśnienie wody, prostopadłe do ściany, działa tu nader korzystnie, gdyż przyciska jaz do fundamentu.

Wypadkowa R ciśnienia wody W i ciężaru jazu G nie powinna wychodzić z jądra przekroju poziomego filarów i ma kierunek tem korzystniejszy, im nachylenie ściany do poziomu jest mniejsze : nachylenie to wynosi zwykle 40—45°.

Tego rodzaju jazy mogą być przykryte płytą również od strony dolnej, muszą być tu jednak otwory, aby woda dolna mogła wejść do wnętrza jazu, gdyż inaczej powstałby silny wypór. Wielkie wolne przestrzenie, jakie wewnątrz jazu powstają, wyzyskano w Ameryce do urządzenia przejść (kładek) wzdłuż jazu, umieszczenia turbin, a nawet całych zakładów silni-cowych.

spu

w.

<a

,G

li

Fig. 67.

dolna 7vcda\

') „Budowa jazów“.

Zamiast płyty spiętrzającej mogą być zastosowane sklepienia wielokrotne również ukośne. (Przykład takiego jazu podaje Bonnet w „Cours des barrages“, gdzie także podano szczegółowo przykład obliczenia jazu żelbetowego.)

Jazy stałe drewniane. Stosowane mogą być do małych spiętrzeń w okolicach obfitujących w drzewo. Jaz taki (fig. 68) składa się ze ściany spiętrzającej, wytworzonej przez ścianę szczelną, bitą między palami kieru-

korona jazu

Fig. 69.

Fig. 68.

jącymi, na których u spodu osadzono kleszcze, u góry kaptur, lub też ze ściany zakładanej we wpustach słupów (brusy miedzy słupami osadzonymi

di

Fig. 70.

na kapturze ściany szczelnej). W tym drugim wypadku musi być ściana od strony dolnej wody podparta zastrzałami, a połączenie wykonane na czopy i umocnione ścięgnami żelaznemi. Prócz ściany spiętrzającej wykonywa się podłoże, składające się z podłogi drewnianej osadzonej na kapturach, wzgl. kleszczach pali bitych. W dolnym Er końcu jazu powinna być druga ściana szczelna. W obrębie przyczółków powinna być ściana szczelna podniesiona ponad wielką wodę, jak to wskazuje fig. 69, celem zapobiegnięcia przeciekania wody poza przyczółkami.

Obliczenie ścianki zakładanej (fig. 70). Jeżeli odstęp słupó jest b, ciężar 1 ms wody y, natenczas ciśnienie wody na 1 m b. dyla jes

b², a grubość

— p b² =

V—V

y----, moment zgięcia M —

dyla d obliczymy z równania: cd² = ^^,d — ^/

6 M , .

——, gdzie a jest naprężeniem dopuszczalnem na zginanie dla drzewa (pod wodą około 70 lcg\cm²).

2. Jazy ruchome.

Jaz belkowy służy do chwilowego zamknięcia kanałów, upustów itp. celem odcięcia dopływu wody, np. w czasie napraw, czysz'czenia itp. W przyczółkach, wzgl. filarach, muszą być już z góry przygotowane wpusty, w które wkłada się belki stanowiące zamknięcie, jedne nad drugą. Poza belkami można w razie potrzeby nasypać i ubić glinę celem uszczelnienia, przez co powstaje rodzaj grodzy. Każda belka musi mieć na obu końcach albo sworzeń, albo klamrę, za którą chwyta się ją osęką przy wyciąganiu. Urządzenie to wskazuje fig. 71. Przy wielkich jazach i dużych spiętrzeniach wykonują takie zamknięcia z belek żelaznych.

u nas

Jazy drewniane zastawkowe, czyli tzw. śluzy drewniane, przy małych zakładach wodnych bardzo rozpowszechnione, składają się ze spodu

stałego i części górnej ruchomej (fig. 72). Część stała składa się ze ścianki szczelnej S, na której, jak również na kapturach pali kierujących, osadzony jest silny kaptur K, na nim zaś słupy w odstępach 1 — 2 w, zakończone u góry kapturem. We wpustach słupów poruszają się zastawki, zaopatrzone w jeden lub dwa trzonki do wyciągania, lub w dwa łańcuchy. Słupy opierają się ciśnieniu przeniesionemu < przez zastawki zapomocą jednego ^ lub dwu zastrzałów. Poniżej i po- ( wyżej zastawek urządzone są po- . dłogi szczelne z brusów osadzonych na kapturach pali bitych w grunt, które to kaptury połączone są ewentualnie belkami poprzecznemi.

Fig. 71.

na

Podłoga powyżej zastawek nazywa się ponurem, podłoga poniżej zastawek poszurem. Prócz głównej ściany szczelnej S są jeszcze dwie inne, jedna początku ponura, druga na końcu poszuru. Do komunikacji wzdłuż jazu służy kładka drewniania oparta na palach, umieszczona po stronie dolnej lub górnej zastawek.

Na fig. 72 widzimy prymitywny wyciąg zapomocą drąga wkładanego w otwory drabinki, działającego jako dźwignia dwuramienna.

»f/AvvÄ^W''

Wk

N. spS

M.k/.sp.

\    ć-/ /V.

s\ m.h.

^7p77^77^<.

j? I

■ce=TT=

II

iß

ii

II

Il II !

Fig. 72.

Jak wysoka może być zastawka o szerokości b — 1 m, aby ja mógł jeden robotnik podnieść, a zatem jaz otworzyć dla przepływu wody? Jeżeli woda spiętrzona jest do wierzchu zasuwy o wysokości h, a dolnej wody

bh'¹

niema, natenczas ciśnienie wody na zasuwę P=——, a spółczynnik tarcia

drzewa o drzewo przyjmiemy 0,5, natenczas opór przy podnoszeniu wynikły skutkiem tarcia i powiększony o ciężar zastawki (przyjmijmy 100 kg) wynosi :

0,5 . 1 . h'¹

■j- 0,100 ton.

Robotnik pracuje przy drągu ciężarem ciała (przyjmujmy 60 kg), Q nie może przewyższać więc około 600 kg, gdyż drąg jako dźwignia mnoży około

10 krotnie, zatem : 0,600 = —

0,5.1. h¹

O ileby chodziło o otwieranie w czasie wielkiej wody całego profila przepływa, można wykonać jaz zastawkowy o słupach czyli odrzwiach ruchomych wyciąganych z mostu w górę i kładzionych na pomost. W takim razie słupy muszą mieć u spodu czopy, a kaptur ściany szczelnej gniazda, w które te czopy wchodzą, u góry zaś muszą być słupy oparte o most, nie mogą zaś być podparte zastrzałami.

Filary i przyczółki jazów drewnianych powinny być bezwarunkowo wykonywane z muru lub betonu; drzewo z powodu krótkiego czasu trwania nie nadaje się tu.

Dla małych śluz spiętrzających, jakich bardzo wiele nieracjonalnie wykonanych jest u nas, praktyczną byłaby konstrukcja taka, w której drzewo znajduje się pod stanem małej wody, a ponad tym stanem tylko beton (przyczółki, zamiast zaś słupów filarki betonowe, lub żelbetowe); zastawki mogą być drewniane. (Por. Matakiewicz „Budowa jazów“, tablica 3, gdzie jednak z uwagi na mniejsze koszta betonu część stałą wykonano jako ławę betonową na ruszcie palowym.)

Zastawki, zasuwy lub stawidła. Przy jazach drewnianych wykonuje się je z dyli o najmniejszej grubości 5 cm, obliczając je na napór

Cł

t/

//

w»*

Fig. 73.

wody. Przytem, aby zmniejszyć ciężar zastawek, przyjmuje się duże naprężenie dopuszczalne na zginanie, aż do o = 110 kg\cm².

Dyle starannie obrobione łączy się szczelnie na żłobek i duszę, całą tablicę wzmacnia listwami drewnianemi lub żelaznemi przybitemi do brusów gwoździami ; listwy te mogą służyć w dalszym ciągu jako trzonki wyciągowe (drabinki z otworami do włożenia końca drąga, trzonki zazębione, o które się opiera kółko zębate wyciągu itp.). Zastawki małe o szerokości do Im mogą mieć jeden trzonek wyciągowy, większe powinny mieć dwa, gdyż inaczej mogą się przy wyciąganiu łatwo zaklinować. Spód zastawki powinien się tylko opierać na progu (kapturze ściany szczelnej itp.) ; urządzenie wgłębionego wpustu nie jest właściwe, gdyż wgłębienie się zamula, a zasuwa nie przymyka szczelnie.

Słupy jazu drewnianego powinny być tak wysokie, aby zastawki można było podnosić ponad stan najwyższej wielkiej wody (spód zastawek przynajmniej 0,5 m ponad wielką wodę spiętrzoną); również konstrukcja kładki powinna być odpowiednio wzniesiona ponad w. w.

Przy znaczniejszych spiętrzeniach, a zatem dużych wysokościach zastawek, można je dzielić w kierunku pionowym na części wyciągane zapomocą osobnych trzonków, wzgl. łańcuchów i wyciągów. Fig. 73 podaje schematy takiego urządzenia.

Na fig. a mamy dwie zastawki ponad sobą, które wobec tego musi się kolejno wyciągać, najpierw górną, potem dolną, na fig. b (przekrój poziomy) trzy zastawki wr różnych płaszczyznach, ślizgające się po siebie, na fig. c zastawki w różnych płaszczyznach i odsunięte od siebie, wobec czego musi się dać stały próg przedziałowy celem uzyskania szczelności ; próg taki zamyka część wolnego przekroju przepływu. Praktyczniejsze jest urządzenie, jak na fig. d : do zastawek przymocowane są dwie beleczki f i f' skośnie ścięte, poruszające się wraz z zastawkami między słupami lub filarami (a nie wchodzące we wpusty) i przymykające szczelnie.

op

oru

• Poszczególne zastawki wynikające z podziału pionowego mogą mieć równą wysokość, lub też podział uskutecznia się na zasadzie równego przy wyciąganiu. W takim razie zastawki górne będą wyższe, dolne niższe, co pociąga za sobą większą wysokość słupów, w .których się zastawki poruszają. Zato do wyciągania poszczególnych zastawek potrzebna jest ta sama siła.

Wyciągi do stawi d e ł. Stawidła wiszące na łańcuchach podnosi się, nawijając je na wał, którego obrót uskutecznia się zapomocą korby, pręta żelaznego przełkniętego przez otwór wału, koła ręcznego, lub koła ręcznego sprychowego. Celem zapobieżenia ruchowi wstecznemu, osadza się na osi wału kółko

rl'i

SXi

i»;

«I

Sc i\

Uu

li

zębate,

w którego zęby wchodzi palec powstrzymujący ruch wsteczny (fig. 74). Ramie korby wynosi około 40 cm, rączka dla jednego robotnika ma mieć długość 250—350 mm; siłę robotnika przy korbie przyjąć na 15—20 kg. Os korby ma leżeć 1—1,1 m ponad podstawą, wyjątkowo do 1,5 m; chyzosc obrotu wynosi 0,5—1 m/sek. ; jeżeli używa się dwu korb, to powinny być przestawione o 120°.

Jeżeli promień wału jest r, ramię korby a, natenczas siła P potrzebna do pokonania oporu Q będzie:

Fig. 74.

można

a n

dla łańcuchów wynosi n około 0,95, dla lin około 0,90.

Przy większych stawidłach i ciśnieniach, celem uzyskania większego stosunku przeniesienia, włączamy pary kół zębatych, ślimak (śrubę bez końca) itd. ; wyciągi z jedną parą kół zębatych nazwiemy o pojedynczem przeniesieniu, z dwiema parami o podwójnem przeniesieniu itd. Pamiętać należy, że stosunek siły do oporu równa się odwrotności stosunku ramienia siły do ramienia oporu, skutkiem jednak oporów tarcia trzeba wynik pomnożyć przez spółczynnik zwiększający, który dla każdej pary kół zębatych

wynosi glj-1,88.

Mnożenie siły, jakie uzyskujemy zapomocą ślimaka, oznaczyć można z wzoru przybliżonego:

F--K+/K,

w którym P oznacza siłę działającą na obwodzie śruby, K opór działający

na obwodzie koła zębatego poruszanego przez śrubę, — wzniesienie gwintu

n

śruby, / spółczynnik tarcia (około 1 : 10). Przyjmując f— — = otrzymuje

się :

2 1

P — — K= — K, a z uwzględnieniem oporów tarcia na osi śruby P — ~ K, zatem mnożenie 4 krotne.

Przykład (fig. 75). Wyciąg złożony z korby, pary kół zębatych, ślimaka, i jeszcze dwu kół zębatych, z których ostatnie zazębia się z trzonkiem zazębionym zasuwy. (Jeżeli zasuwa ma dwa trzonki, natenczas na wspólnej osi osadzone będą dwa kółka zębate o promieniu r₃, zazębiające się z obydwoma trzonkami; kółko K służy do przyciskania trzonka.) Siła, potrzebna do pokonania oporu Q, działającego na trzonku, będzie w przybliżeniu :

Ü -i

’ 0,75    0,75

n.

i> —

Przyjmując np. r, = 40 cm, r₂ — 5 cm, r₃ — 30 cm, d — 10 cm, r* = 40 cm, r₅ = 10 cm

Ç, czyli

otrzymuje się; P =

8 . 6 . 4 . 4 . 0,75X0,75

— Q.

438 V

Im większy jest stosunek przeniesienia, tem mniejsza pionowa chyżość podnoszenia się zasuwy, czyli tem dłuższy czas potrzebny do otwarcia jazu.

Chyżość podnoszenia równa się chy-żości obwodowej ostatniego kółka ^    zębatego, a zatem mnożenie siły, dzia-

Fig. 75.

ri łającej na korbie, zapomocą par kół i zębatych itp. w tym samym stosunku v -1 zmniejsza chyżość podnoszenia. Na rzekach o szybkim wzroście stanów wody w czasie wezbrania, gdzie czas otwierania jazu nie może być zbyt długi, trzeba użyć niezbyt wielkiego stosunku przeniesienia, a natomiast większej liczby robotników przy korbach, lub zamiast siły ludzkiej silników elektrycznych, wodnych itd., przy-czem jednak jako rezerwa powinny być dodane również korby do ruchu

ręcznego.

ykłych zasuwach mamy do czynienia z tarciem

Opory ruchu. Przy zw posuwistem, powierzchnie tarcia z powodu zanurzenia we wodzie stają się szorstkie; opór tarcia w chwili ruszenia jest około 1,5 razy większy, niż w czasie ruchu. Przy podnoszeniu zasuw trzeba pokonać opór, który składa się z ciężaru zasuwy i tarcia :

tarcie zaś równa się spółczyunikowi tarcia, pomnożonemu przez ciśnienie wody na zasuwę. Spółczynnik tarcia f wynosi :

przy posuwaniu się drzewa po kamieniu .... 0.5 „    „    „    „    „    drzewie .... 0,4

0,35

0.30 ; otrzymane

„    „    _    _    „    żelezie

„ zelaza „    „    ....

tarcie w chwili ruszenia będzie jeszcze 1,5 razy większe.

94

Jazy ruchome żelazne. Podział i charakterystyka:

1. Zasu

wo w

o wielkie

e, przyczem zasuwy poruszaj ą się a) m i ę d z y słupami (odrzwiami) stałymi, lub ruchomymi, które podnosi się w stronę górnej, lub w stronę dolnej wody, b) między filarami murowanymi, żelbetowymi, żelaznymi, lub żelaznymi z obetonowaniem. W dziale b) o ile chodzi otwory i duże spiętrzenia wyszczególnić należy system Stoney’a, odznaczający się specjalnem uszczelnieniem zasuw. *2. Jazy kozłowe, rozpadające się na dwie grupy: a) jazy iglicowe, b) zasuwowe na kozłach ruchomych. 3. Klapowe. 4. Walcowe. 5. Odcinkowe (segmentowe).

ażyć przedewszystkiem cel jazu,

_r

N.N.

Przy wyborze systemu jazu należy rozw charakter rzeki i miejsc należy 1. na szybkość podnoszenia się stanu wody (im gwałtowniejsze wezbranie, tem więcej pożądana konstrukcja, którą można szybko usunąć z profilu), 2. na szczelność jazu, np. przy wyzyskaniu sił wodnych wymagana większa szczelność, niż przy kanalizacji większych rzek), 3. na wysokość spiętrzenia (pewne konstrukcje nie nadają się do dużych spiętrzeń), a wreszcie 4. na koszta konstrukcji.

N.N.

w*

Fig. 76.

Typ 1. (jazy zasuwowe), ma najszersze zastosowanie, może być używany do dużych śpię- ^ trzeń, zapewnia wielką - — szczelność ; dodatkowym elementem, należącym do konstrukcji jazu jest \ most, służący do uruchomienia jazu, skutkiem czego podwyższają się koszta. Typ 2. a) (jazy iglicowe), sto-

sowne

za

one

są tam, gdzie nie chodzi o wielką szczelność, ani o duże spiętrzenia. Maksymalne spiętrzenie może tu wynosić 2,5—3 m, a konstrukcję tę chętnie stosują przy kanalizacji rzek, gdyż jest ekonomiczna (mała ilość materjału z powodu gęstego rozmieszczenia podpór, tj. kozłów). Jeżeli przy kanali-cji potrzebne jest większe spiętrzenie, niż da się uzyskać zapomocą jazu iglicowego, stosuje się jazy zastawkowe na kozłach ruchomych; są droższe, gdyż wymagają więcej materjału, jednak mogą być stosowane do spiętrzeń 3, 4, a nawet 5 m, i są szczelne.

za-

Jazy klapowe stosuje się tak przy kanalizacjach rzek, jak i przy kładach o sile wodnej, bądźto jako podwyższenie (nadstawka) części stałej, bądźteż jako samodzielne jazy ruchome. Nadają się do małych i do dużych spiętrzeń (przeważnie jako zamknięcia przelewów), jednak na rzekach o silnem rumowisku i silnych pochodach lodów stosować je należy nader ostrożnie.

Jazy walcowe, stosowane są tak przy zakładach o sile wodnej, jak i przy kanalizacjach rzek. Dozwalają na zanikniecie wielkich otworów i szybkie usuwanie spiętrzenia. Z powodu wielkiej odległości podpór koszta ich są większe. Spiętrzenie 2—5 m, a nawet i wyżej.

Jazy odcinkowe stanowią nowszy typ, stosowany przy wyzyskaniu sił wodnych, kanalizacjach rzek, zamknięciach kanałów żeglugi (bramy ochronne) itp. Wymagają stosunkowo dużej ilości materjału. Spiętrzenie 1—5 m i wyżej.

Z powyższych systemów przedstawimy najczęściej spotykane typy.

Jazy zasuwowe z odrzwiami ruchomymi. Na fig. 76 podane są schematycznie dwa sposoby urządzenia; według 1. podnosi się odrzwia w stronę górnej wody (urządzenie częściej spotykane), według drugiego w stronę dolnej wody. Drugi sposób ma tę zaletę, że w razie nagromadzenia się przedmiotów pływających powyżej jazu, otwarcie jazu nie przedstawda trudności; przy tym systemie jednak podparcie odrzwi u spodu wymaga specjalnej konstrukcji łożyska z wychwytem.

W zasadzie jaz składa się z mostu opartego na przyczółkach i filarach (dowolna ilość przęseł, belki kratowe lub blachownice), a zatem z dwu belek głównych, poprzecznie i pomostu, odrzwi (słupów) pionowych, lub co lepiej lekko nachylonych, zawieszonych przegubowo u góry, u spodu belek głównych, lub poprzecznie, a u dołu opierających się o łożysko zakotwione do części stałej. Odrzwia złożone z belek żelaznych T, T, lub blachownie, rozmieszczone są w odstępach 1 do 2 m\ najlepiej, jeżeli zawieszenie odrzwi następuje we węzłach belki kratowej, względnie na poprzecznicach mostu blaszanego. We wpustach odrzwi posuwają się zastawki, które zazwyczaj są żelazne, lub też mają szkielet żelazny, a opierzenie drewniane. Osobne wyciągi służą do podnoszenia zastawek (zwykle każda zastawka ma swój wyciąg), a osobne do podnoszenia odrzwi (zwykle jeden wyciąg ruchomy na torze). Po podniesieniu zastawki i odrzwia (położenie kreskowane) muszą się znaleść ponad wielką wodą.

Ciśnienie wywarte przez wodę na zastawki przenosi się na odrzwia; największy moment zgięcia w odrzwiach pionowych, dla jednostronnego parcia wody spiętrzonej aż po wierzch zastawek wynosi :

h?'

y b h⁸

max

u |I-*+|Vri

w równaniu tern oznacza y ciężar 1 ms wody, b odstęp odrzwi, h wysokość zastawek, l długość wolną odrzwi. Na ten moment oblicza się odrzwie.

*Sr

IV

il_

77

y b h⁸

fi

61

Ciśnienie wody, przeniesione za pośrednictwem zastawek na dolny koniec odrzwi, przenosi się przez łożysko na część stałą, a przez górny koniec odrzwi na most, starając się go przesunąć w kierunku poziomym (fig. 77). To parcie poziome dla przyjęcia jak wyżej wynosi : P

rn

na

Fig. 77.

(dla jednego pola między odrzwiami), a zwiększa je jeszcze parcie wiatru most, dając sumaryczną siłę poziomą H. Celem zapobieżenia przesunięciu mostu, albo nadmurowuje się przyczółki i filary, stwarzając blok oporowy (jak na fig. 77), albo też zakotwią się most w głąb przyczółków i filarów. Wypadkowa z siły poziomej i ciężaru nadmurowania c—f—g — e, oraz z ciężaru całego przyczółka, względnie filaru, nie mogą wyjść z jądra

przekrojów c — e, względnie m—■ n. Przy obliczeniu tężników mostu, trzeba uwzględnić również parcie poziome wody przeniesione przez odrzwia.

Przy konstrukcjach mniejszych, zastawki w czasie otwierania jazu wyciąga się zazwyczaj całkiem z odrzwi, przy większych, wygodniej jest podnieść je w górę i obrócić pod most razem z odrzwiami ; w tym drugim wypadku każdy słup odrzwiowy musi być dwudzielny, a szparę między obydwiema częściami zatyka się cienka drewnianą beleczką trójkątną, lub też rurką żelazną.

Zasuwy na wałkach (kółkach, rolkach). Opór przy podnoszeniu wielkich zasuw, byłby z powodu znacznego parcia wody bardzo znaczny, wobec czego często zamienia się parcie posuwiste na potoczyste przez zastosowanie kółek, względnie wałków, umieszczonych po obu stronach zasuwy, opierających się we wpustach odrzwi względnie filarów. Możliwe są tu dwa sposoby wykonania, przedstawione na figurach 78 i 79. Pierwszy z nich przedstawia zasuwę opartą obustronnie na szeregu kółek A pod sobą umieszczonych, przymocowanych do zasuwy; kółka te ku dołowi zmniejszają swój odstęp, aby ciśnienia wody wypadające na nie były jednakowe. Kółka 6r, o znaczeniu drugorzędnem, mają na celu kierowanie boczne; beleczką pionowa F₁, przytwierdzona do sprężystych strzemionek C, służy do uszczelnienia, gdyż woda wciska ją między opierzenie zasuwy a wmurowaną belkę F. Na drugiej figurze mamy zasuwę poruszającą się również po obustronnie umieszczonych wałkach, jednak nieprzymocowanych do za-suwy, lecz włożonych luźnie >v\v między zasnwe i płaszczyznę opo-rową i połączonych ze sobą za- NN\x pomocą obustronnych przykładek, Nx\\ w których tkwią osie obrotu wał- \\NS^ ków. Przy takiem urządzeniu Innsn; wózek wałków odbywa przy pod-noszeniu tylko połowę drogi za-    11 v/y,

suwy, a opory tarcia są znacznie mniejsze, gdyż w tym wypadku tarcie czopowe nie zależy od ciśnienia wody.

W wypadku 1. (fig. 78) siłę P potrzebna do podniesienia zasuwy otrzymamy z równania:

WĘf,

wm,

Fig. 78.

w wypadku 2. (fig. 79) z równania:

P==/z

f G,

2r

Fig. 79.

W oznacza tu ciśnienie wody na zasuwę, r promień kółek, f spółczynnik tarcia potoczystego (dla nowych urządzeń 0,055, dla starych kilkakrotnie większy), u. = 0,10 (dla łożysk bronzowych i stalowych czopów), 6r ciężar zasuwy.

Jazy zasuwowe między filarami, system Stoney’a. Jazy te bardzo chętnie stosowane przy wyzyskaniu sił wodnych, składają się z wielkich zasuw (od kilku do 30 m długości, do kilkunastu m wysokości), poruszających się we wpustach filarów murowanych na wózkach wałków opisanych powyżej ; filary mają 3—4 m grubości, nisze, w które wchodzą zasuwy, mają około 0,5 m głębokości. Zasuwy (przy nowszych urządzeniach dzielone w kierunku pionowym, przy dawniejszych jednolite) składają się z blachy opierzającej i z poziomych żeber (rygli), obliczonych na poziome

parcie wody; rygle te mają zazwyczaj przekrój jednakowy, natomiast odstęp ich staje się ku dołowi coraz mniejszy. Istnieją dwa systemy urządzenia żeber; pierwszy (dawniejszy) o dużej ilości żeber, drugi ograniczający żebra do małej ilości, np. do dwu. Przy projektowaniu decydować powinien wzgląd na minimum mateijału i kosztów.

Figura 80 przedstawia jaz taki wykonany na Eenie pod Eglisau ; na podstawie doświadczeń poczynionych w ciągu budowy, oraz na innych tego

rodzaju jazach, prze-.    dłużono jeszcze zna-

wjfolmka wisząca cznie podłoże i zakoń-do transportu bele!* czono je ostrogą sięgającą głęboko w grunt.

Nowsze konstrukcje mają u góry klapę dla częściowego przepuszczenia wody i lodu, lub też składają się ze zasuw ponad sobą umieszczonych. Przy jazach tej konstrukcji jako bardzo praktyczne okazało się uszczelnienie systemu Stoney’a, stosowane też tu powszechnie w różnych odmianach. Uszczelnienie to (por. fig. 81, na której przedstawiony jest przekrój poziomy przez nisze filaru, w której porusza się zasuwa na wózku z wał-

3S0./S,

kolejka wisząca do transportu belek

'mostjazu

,3'Z,25

W.W.sp.j*s,ss

Id. Id.

3.SO

zra.kHd.S36,os

(j.!d. 334,70 ~

.00,

-/./// //./ ^

ijjo-

-23,00-

Fig. 80.

«•

Ł1326,00

1*1 *Êm

cMikjłfD

ków W, włożonym między dwa łożyska) polega w zasadzie na wstawieniu

między

^ dwa kątowniki żelazne Kx i K, pionowej rurki stalowej s, którą ciśnienie wody wpycha w trójkątne zagłębienie między nimi. Na figurze widoczne jest jedno z żeber Ż, połączone przegubowo z łożyskiem B. Blacha Z stanowi zabezpieczenie wózka wałków przed uderzeniem przedmiotów płynących i zasypaniem przez piasek.

Fig. 81.

-s

Kr

)Kz

Jazy kozłowe, a) Jazy iglicowe. Są one stosowane powszechme przy kanalizacjach rzek do mniejszych spiętrzeń (poniżej 3 m). Konstrukcja polega na zastosowaniu podpor żelaznych w małych odstępach rozstawionych (normalnie 1,25 m), tz. kozłów Poirée’go (fig. 82). Kozły takie wykonywane zazwyczaj z żelaza kutego, o połączeniach spajanych, przy większych konstrukcjach także z żelaza walcowanego (połączenia nitowane), składają się z dwóch głównych części konstrukcyjnych, tj. słupa a (prawie pionowy, nachylenie 40:1) i zastrzału b, z któremi łączą się beleczka górna c, dźwigająca pomost, oś obrotu kozła d, około której można obrócić kozieł (poprzecznie do kierunku rzeki) do położenia poziomego, a wtedy jest zasłonięty

przez próg, słupa tylnego, a wreszcie dwu poprzeczek, służących do usztywnienia całej kraty stanowiącej kozieł. Oś obrotu d osadzona jest obrotowo w łożyskach, z których górne narażone jest skutkiem ciśnienia wody na wyrwanie i musi być silnie zakotwione do części stałej jazu, dolne zaś przyjmuje tylko siły cisnące. Łożyska te wykonano w różny sposób; jeden z typów łożysk przedstawia fig. 83.

Łożysko górne z kotwą posiada u góry widełki, miedzy które wprowadza się górny czop osi, a po wpadnięciu w dół wsuwa w otwór łożyskowy ; łożysko dolne posiada otwór dla czopa ku górze wygięty i rozszerzony, dozwalający na początkowe ukośne położenie osi przy wkładaniu kozła.

7-

vA7//////

775&773!77fêX77$y77$777$$777$*777s$77/ïsE

Fig. 82.

przekrój| " przez os i

Łożysko górne

roidok

Łożysko dolne rvidok    przekrój a-b-c-d

al

y 4 mm*

mmi

dkofruu

Fig. 83.

Ścianę spiętrzającą stanowią iglice, tj. cienkie beleczki i, stromo obok siebie szczelnie ustawione, opierające się u spodu o wyskok w progu części stałej, u góry o beleczki poziome l (fig. 84), łączące kozły między sobą i na czopach kozłów osadzone. Iglice te mają szerokość (w kierunku długości jazu) około 10 cm i grubość (w kierunku poprzecznym, tj. w kierunku ciśnienia wody spiętrzonej) od kilku do 15 cm. Pomost służbowy stanowią płyty żelazne, obracalne około górnej beleczki jednego kozła i zaczepiające wystającymi końcami o beleczkę górną kozła sąsiedniego. Jaz ruchomy usuwa się z profilu, wyciągając pojedynczo iglice ręcznie (z tego powodu nie mogą być zbyt ciężkie, długość największa 4,30 w), a następnie kładąc kozły zapo-mocą osobnej windy i łańcucha na dno. Próg zasłaniający kozły (które przy złożeniu częściowo kładą się na siebie) ma wyskość około 40—50 cm.

Pomost służbowy jazów iglicowych wznosi się zazwyczaj 40—50 cm ponad normalną spiętrzoną wodę, nie zaś ponad wielką wodę, filary również nie są wyższe.

38*

99

Obliczenie jazów iglicowych. Iglice oblicza się według największego momentu zgięcia, który oznaczyć należy w sposób podany przy odrzwiach ruchomych jazów zasuwowych. Aby ją uczynić lżejszą, pełoy wymiar daje się tylko w okolicy największego momentu, ku górze zaś i ku dołowi się ją ścina. Beleczkę poziomą l oblicza się na zgięcie, uwzględniając podparcie na kozłach i ciśnienie wody odpowiadające odstępowi kozłów. Za pośrednictwem tej

R \S \U

beleczki przenosi się ciśnienie wody (A) na górny węzeł kozła w punkcie l (fig. 84), druga część ciśnienia przenosi się za pośrednictwem iglic wprost na część stałą. Ciśnienie górne jest:

¹

-7),100, skąd wynika h — V 2 = 1,41

d.rv.

2 cos² a

rvieloboïK.

sit s'

1___Q.....\

« 'momenty \osi oblotu

Fig. 84.

w którem to równaniu oznacza y ciężar 1 m³ wody, b odstęp kozłów, a kąt nachylenia iglicy do pionu, h różnicę poziomów wody górnej i dolnej, a głębokość U wody dolnej ponad grzbiet części stałej. Ciągnienie w słupie Ii, oraz ciśnienie w zastrzale S oznaczymy z równań momentów (fig. 84): An — Ss, względnie Am = Rr, gdzie n, s, m i r oznaczają ramiona sił. Zastrzał Ś należy obracho-wać na wyboczenie.

Oprócz tego trzeba kozieł obrachować na ciężar spoczywający na pomoście (obsługa, iglice, itd.). Beleczkę H obrachować należy na zginanie ciśnienie przenisione przez nią w punktach lii przenosi się na kozieł;

słupy RiMtrzeba obrachować na wyboczenie. Oś O należy obrachować na momenty zgięcia, jakie tu powstają, względnie na skręcenie.

Z uwagi, że kozieł nie może mieć zbyt małych wymiarów, naprężenia dopuszczalne przyjmuje się nie wyżej, jak 300—400 kg jem¹ ; zresztą grubości prętów nie mogą schodzić poniżej pewnych wymiarów ustalonych w praktyce, zwłaszcza, że kozły podlegają uderzeniom przy składaniu, tudzież przez przedmioty płynące.

q.rv.

d.m.

Fig. 85.

t.w

b) Jazy z zastawkami na kozłach (fig. 85). Kozły żelazne w odstępach normalnie 1,25 m, stanowią oparcie dla szeregu zastawek ponad sobą ustawionych (dwie do pięciu). Na wierzchu kozłów opiera się pomost żelazny, zbudowany podobnie jak u jazów iglicowych, a na nim ajdują się jeden lub dwa tory kolejki. W tym ostatnim wypadku tor po stronie górnej wody położony służy do ruchu żórawia, zapomocą którego podnosi się zastawki, tor drugi dla wózków, na które ładuje się zastawki i odwozi do magazynu na brzegu. Jak widać z rysunku, w przeciwieństwie do jazów iglicowych przenosi się tu całe ciśnienie wody na kozły, skutkiem czego wypadają one stosunkowo znacznie silniejsze.

Jazy kozłowe o znacznym odstępie koz łów. Tak jazy iglicowe, jak i z zasuwami na kozłach, wykonywano także o dużym odstępie kozłów (2 do 6 m, a nawet powyżej); taka konstrukcja ma tę zaletę, że kozły przy składaniu się nie nakrywają.

Jazy walcowe. Konstrukcja ich polega na zastosowaniu walca blaszanego, spoczywającego na części stałej, a przy otwieraniu toczącego się po dwu przyczółkach, stanowiących równię pochyłą o dowolnem pochyleniu (fig. 86).

Na obu końcach walca znajdują się pierścienie gładkie, a obok nich pierścienie zazębione; pierścienie gładkie toczą się po torze gładkim, a zęby pierścieni zazębionych wchodzą w wycięcia szyn zazębionych, ułożonych na przyczółkach, zabezpieczając walec przeciw ślizganiu.

noil

TTTO.T

Dawniejsze urządzenia miały wyciągi obustronne, co okazało się jednak niepraktycznem. Nowsze konstrukcje mają wyciąg jednostronny i ciągną walec w górę zapomocą łańcucha Galla, przymocowanego do walca u spodu ; na drugim końcu walca jest także łańcuch Galla, ale ten służy tylko do zabezpieczenia walca.

Skutkiem urządzenia wy-ciągu jednostronnego powstają w walcu naprężę- W./V.SD. nia skręcające. Przy ' -    ——Z

//

/>

konstrukcjach najnow- • szych ściana spiętrzająca wykonana jest oddzielnie od walca toczącego się, jako tz. tarcza, z walcem tym jednak sztywnie połączona.

Fig. 86.

Obliczenie jazu walcowego. Walec należy obliczyć a) na zginanie, wynikające z działania ciężaru własnego i ciśnienia spiętrzonej wody; największy moment zgięcia powstaje, gdy walec jest w położeniu dolnem, jednak już nieco podniesiony z progu. Ciśnienie wody na walec działa w kierunku ukośnym ku górze, a składowe pozioma i pionowa tego ciśnienia przechodzące przez środek walca (z założeniem, że stan górnej wody sięga do wierzchu walca, dolnej wody zaś niema), wynoszą :

F — 2 y r\ V = ^ y r²,

gdzie r oznacza zewnętrzny promień walca, y ciężar 1 m³ wody.

Na figurze 87 a przedstawiono układ sił dla popędu obustronnego i plan sił dla jednego końca walca, z którego można oznaczyć ciągnienie w linie

s    n    IV

lub łańcuchu ^ i reakcję toru —, znając parcie wody — i kierunek cięgnie-S

nia — (styczny do walca). Przy popędzie jednostronnym trzeba sobie po-

S

myśleć siłę — z prawej strony przeniesioną na stronę lewą (fig. 87 b). Można

s

to zrobić, zaczepiając w punkcie A dwie siły ^ wprost przeciwne. Powstanie

/    S S \

tu zatem prócz ciągnienia w linie lub łańcuchu S I po lewej stronie — — S \

g

para sił—.?, starająca się obrócić walec w położenie kreskowane. Wy-

S

obraźmy sobie teraz obydwie siły - , tworzące parę sił, przesunięte do punktów m

(fig. 87 c), co możliwe jest tylko przez przyłożenie w tych punktach dwu sił równych i wprost przeciwnych. Na każdym więc końcu walca powstanie S    S

prócz siły — (moment skręcający — e. Figura 87 d przedstawia układ sił dla 2 ** * 2

b)

:ü

2,

Mb

t~r

c) £, koniec z popęderr£.

2 koniec

bez

popędu

,c

Fig. 87.

obu końców walca; pary Cc ^względnie ^ c, gdyż ^ = c\ równoważą się

z momentem M. Przy obliczeniu trzeba dla różnych położeń walca wyznaczyć ciśnienie na tor, ciśnienie na zęby, oraz momenty skręcające.

Walec należy tak wykonać, aby wypór wody nie mógł go podnieść, co można uzyskać np. przez umieszczenie wewnątrz walca rury wypełniającej się od czoła wodą.

Jazy odcinków e (segmentowe). Zasadę konstrukcji przedstawia fig. 88. Parcie wody działające na wypukłą powierzchnię ściany spiętrzającej przenosi się w kierunku promienia krzywizny tej ściany na oś obrotu, za-pomocą ramy usztywniającej cały system. Oś obrotu stanowić może belka przechodząca między przyczółkami i w nich osadzona; częściej stanowią oś obustronne krótkie wały osadzone w łożyskach, niepołączone ze sobą, na które przenosi się parcie wody zapomocą silnych podpór skrajnych. Kon-

strukcja składa się z następujących części: d) blacha opierzająca, b) żebra, przenoszące ciśnienie na belki usztywniające, c) belki główne położone w kierunku promienia krzywizny (zwykle dwie, w płaszczyznach a b, a' b’),

d)    podpory końcowe, przenoszące ciśnienie z belek głównych na oś, wreszcie

e)    oś obrotu obracalna w łożyskach osadzonych w przyczółkach. Dźwigary główne i podpory końcowe widoczne są z fig. 89. Dźwigary główne wraz z podporami końcowymi tworzą ramę przenoszącą ciśnienie na oś obrotu i łożyska i muszą być liczone jako rama; blachy liczy się jako podparte z czterech stron, łożyska muszą być z uwagi na składową pionową ciśnienia wody dobrze zakotwione w głąb muru.

UH

—a

Jazy k 1 a p o w e. Są to tablice wykonane z drzewa lub żelaza, lub wreszcie o szkielecie żelaznym pokrytym drzewem (pokrycie dylami lepsze niż blachą, gdyż klapa jest sztywniejsza). Klapy takie ustawia —2'ŚIŁ-się obok siebie na części stałej -    —-

V „i

dry.

77737ZĄ

WWW

Fig. 88.

jazu, pozostawiając odstępy ~ I kilkocentymetrowe, które zamyka się od strony górnej wody trójkątną iglicą drewnianą. Jazy te mogą mieć 1. klapy o osi obrotu poziomej, stosowane najczęściej, i 2, klapy o osi obrotu pionowej.

dzrvigar gtdrvnu

■^•os obrotu

oś obrotne

Fig. 89.

Oś pozioma może być albo u góry klapy (osadzona we filarach, klapa zajmuje całą przestrzeń między filarami), albo u dołu klapy (oś obrotu osadzona na części stałej jazu, a klapa musi mieć jedne ■ lub dwie podpórki), albo wreszcie oś obrotu może być w ¹/₃ do ¹/2 wysokości klapy (osadzona w łożyskach we filarach, lub na osobnych podporach. Drugi rodzaj podziału polega na cha- ą rakterystyce sposobu uruchomienia klapy; pod tym względem rozróżniamy : d) klapy samoczynne, tz. kładące się

i podnoszące samoczynnie, b) klapy kładące się samoczynnie, a stawiane ręcznie i c) klapy kładzione i stawiane ręcznie. W zasadzie klapą samoczynną jest klapa o osi poziomej, znajdującej się w ¹/s wysokości, gdyż wtedy wypadkowa ciśnienia wody, przy stanie wody sięgającym do wierzchu klapy przechodzi przez oś, przy obniżeniu się stanu wody klapa jest zamknięta, przy podwyższeniu klapa się otwiera. Samoczynność klap uzyskuje się także przez zastosowanie przeciwwagi.

Nie zawsze jednak samoczynnośc jest pożądana; klapy samoczynne, otwierające, się zbyt łatwo, mogą wypuścić falę wody i obniżyć spiętrzenie w czasie kiedy to jest najmniej pożądane, dlatego większe klapy zastosowane np. przy kanalizacjach rzek (klapa Chanoine’a)/mają oś obrotu nie w ¹/₃, lecz wyżej (między ¹/s a i/₂ wysokości klapy). Konstrukcja klapy ma być taka, aby jej nie zniszczyły lody i rumowisko rzeczne. Zapatrywanie, iż na naszych rzekach górskich zastosowanie klap z powodu silnego

ruchu materjału rzecznego i lodów nie jest możliwe, niema uzasadnienia; w Szwajcarji w podobnych warunkach wykonane klapy utrzymują sie dobrze.

Małe klapy, przedstawione na fig. 90, stosowane są często w Badeńskiem i Wiirtembergji jako podwyższenie części stałej jazu (o 20 — 60 cm). Są to tablice drewniane zakładane końcami o siebie; każda prócz tego zaopatrzona podpórką, opartą o próg. Na przyczółku A klapa skrajna jest przytrzymana zapomocą trzpienia śrubowego obracalnego w mutrze, którego kółka przytrzymują haki A (szczegóły a i c) na przyczółku B ; klapa skrajna opiera się o mur. Przez obrót trzpienia W wyhacza się haki A, a wszystkie klapy przewracają się, poczem się je ściąga na brzeg. Wszystkie klapy są połączone ze sobą zapomocą łańcuchów, aby nie spłynęły.

aj

przekrój poziomy

window, A

222

c)

rvindca

V,

1\

przekrój

ptonoruj

Im

WmMm

w.

Fig. 90.

Fig. 91 przedstawia klapę z przeciwwagą; gdy stan wody się podwyższa, ciśnienie na klapę wzrasta, a klapa się pochyla, regulując tem samem stan wody.

Klapę o osi poziomej, umieszczonej w ¹/s wysokości, lub powyżej (między Vs a 1/ä)i przedstawia schematycznie fig. 92.

Według oznaczeń podanych na figurze wynosi:

1. Wypadkowe ciśnienie wody na klapę: W

2 cos a.

2. Moment obrotu siły W ze względu na punkt A :

(a-f-A)²—«² — s²

M ==

lb

6 cos ² a

I («    A)³ — a³ — s² [3 (a -f- A) — 2 s] j

3. Mimośród e — d —

4. Oddziaływanie A —

We

~d

J/

5.    Na oś przenosi się siła: S — —

6.    Chcąc przymusowo otworzyć klapę, trzeba pokonać moment : We — Ad.

7. Obydwa ramiona narażone są na zgięcie; największy moment zgięcia jest

(g' cos a -{- s)³ — s² (3 g' cos a -|- s)

przy osi i wynosi: M'

6 cos ² a

8. Do tego momentu przy większej chyżości przepływu powyżej jazu dodać należy jeszcze moment uderzenia wody wynoszący:

M' — h y s b g1 2 cos ² a ; spółczynnik h można przyjąć równy 0,75.

W równaniach tych oznacza y ciężar 1 to³ wody, b długość klapy; inne oznaczenia podane są na rysunku.

Przejścia dla ryb. Są to urządzenia służące do umożliwienia rybom przejścia z dolnej do górnej wody i odwrotnie, przez stopnie sztuczne, jakie tworzą jazy i naturalne jakie tworzą wodospady. Ryby, jak łososie, pstrągi !” ]! i węgorze, czynią wędrówki celem składania    ! ii

ikry, inne znowu celem wyszukania sobie    *• - -

pokarmu. Ustawy wodne wielu krajów kładają na właścicieli zakładów wodnych obowiązek urządzenia w jazach przejść dla ryb.

Przejścia dla ryb są to kanały w jazach stałych lub osobne rynny w jazach ruchomych, przechodzące pochyło od górnej do dolnej wody. Aby nie powstały tu zbyt wielkie chyżości, daje się rynnom odpowiednią długość, a nadto wykonuje w nich przegrody rozmaitego kształtu. W ogólności dzieli się przejścia na przepławki, o przegrodach nie sięgających przez całą szerokość rynny i o spadkach stosunkowo mniejszych (1 : 10 — 1 : 12) i schodki, o przegrodach sięgających przez całą szerokość rynny i spadkach większych, 1:7 — 1:10. Chyżość wody dla pstrągów i łososi nie powinna przekraczać 2—3 w/sek., a szerokość rynien wynosi od 0,60 w do 3 to; obecnie jest tendencja stosowania raczej szerokości mniejszych (0,6—1,5 to).

Nowsi konstruktorzy wysilają się na wymyślenie skutecznego tłumienia chyżości zapomocą różnej konstrukcji ścianek przedziałowych, pra-    ,

gną praytem zmniejszyć długość przejść przez zastosowanie znacznych spadków (1:3 do 1:1).

Denil (Les échelles à poissons, Annales des travaux publics de Belgique 1909) poddaje szczegółowej krytyce te nowsze systemy na podstawie badań doświadczalnych i przedstawia swój system.

Problem ten w praktyce nie jest jeszcze rozwiązany zadowalniająco ; w Szwajcarji np., gdzie dużo jazów wykonano, zaufanie do przejść dla ryb nie jest wielkie. W wielu wypadkach właściciel zakładu wodnego prócz wykonania przejścia, musi przeprowadzić sztuczne zarybianie, lub też płacić odszkodowanie właścicielom rybołostwa skutkiem ubytku w dochodach (Die Fischwege an Wehren und Wasserwerken in der Schweiz. Zürich 1917).

■w

•V

na-

Fig. 91.

Qorna tvoda _ _ ^

far-

6> I -

Fig. 92.

«-i-:-:-:-M

3 \vdolna modą a

///XCV/A'

LITERATURA.

N.    Haponowicz: Teorja krzywych spiętrzenia. (Czasop. techn. lwowskie 1917.)

M. Matakiewioz: Budowa jazów. Lwów 1920.

M. Matakiewicz: Nowa metoda obrachowania spiętrzenia przy moście (Czasop. techn. 1922).

O.    Nadolski: Zakłady o sile wodnej. Lwów 1910.

F. Bonnet: Cours des barrages. Paryż 1920. (II. wyd.)

F. De Mas: Rivières canalisées. Paryż 1903.

H. Engels: Handbuch des Wasserbaues. (II. wydanie. Lipsk 1921.)

T. Rehbock: Stauwerke. Lipsk 1912. (Handb. d. Ing.-Wissensch.

Zbiorniki i przegrody dolin.

Napisał

dr. inż. Jan Łopuszański,

profesor politechniki, Lwów.

I. Prace przygotowawcze.

Uwagi ogólne, zadania i podział zbiorników. Dzisiejsze gospodarstwo odne, dążąc do wszechstronnego opanowania odpływu wód powierzchnio-ych, posługuje się z natury rzeczy w coraz to szerszej mierze zbiornikami, ównocześnie zajmują zbiorniki i w nowoczesnej technice ujęcia wód powierzchniowych wybitne miejsce, dzięki swym zdolnościom wyrównawczym (fig. 93), tak co do ilości jak i czasu, wypierając w okolicach podgórskich i górskich stare, rozpowszechnione ujęcia jazowe. Dzięki tym wysokim zaletom zajęły zbiorniki, zwłaszcza sztuczne, w dzisiejszem gospodarstwie wodnem pierwszorzędne stanowisko.

W przyrodzie spotykamy liczne zbiorniki naturalne, jak jeziora, stawy, bagna, oraz tereny zalewowe, które powstały przez całkowite lub częściowe zamknięcie dolin z przyczyn przyrodzonych, jak np. podniesienia dna wskutek zmian tektonicznych, usuwiska stoków, lub też stożków napływowych usypanych w dolinie głównej przy ujściu ścieków bocznych.

W podobny sposób powstają i zbiorniki sztuczne, z tą różnicą, że dolinę zamyka budowla sztuczna, wzniesiona specjalnie w tym celu, t. zw. przegroda.

Zbiorniki sztuczne wznosi się albo odosobnione, albo też w celu wydatnego opanowania odpływu z danego dorzecza rozmieszcza się je linjowo wzdłuż ścieku gł., lub powierzchniowo, zakładając zbiorniki na poszczególnych dopływach bocznych i na ścieku głównym (fig. 94).

Tak naturalne, jak i sztuczne zbiorniki, gromadząc a następnie oddając stopniowo napływające wody z przynależnych im dorzeczy, wyrównują i ujednostajniają odpływ, wywołując w nim trwałe zmiany objętościowe i czasowe.

ujęciu JQ

yiod obc/ą^

Fig. 93.

eP'Q

mQ

Działanie zbiorników sztucznych sięga jednak głębiej w regime rzek, aniżeli naturalnych, choć obie kategorje podlegają tym samym zasadniczym prawom hydrologicznym.

Warunki topograficzne. Wielkość zbiornika zależy od wysokości przegrody i od ukształtowania poziomego i pionowego doliny. Im

. ci.

\Ztl_,

zb

cl-

szi.

SZ.I-

zb

Ci

« Q.

szt

k.Pr komora przejściowa p, ~ przegroda, r. t. - rurociąg tfoczny.

SZJl N

szt. \j

szt-sztolnia, ca. zb- zbiornik.

•zb z. t. - zaktad turbinowy

Ni

Fig. 94.

■3

Cł

dolina szersza, a stoki łagodniejsze, tern pojemność zbiornika, przy tej samej zresztą wysokości piętrzenia, jest większa; pod względem pionowym pożądany z tych samych względów możliwie mały podłużny spad doliny. Wydajność topograficzną doliny zbiornika mierzymy stosunkiem pojemności tejże doliny do objętości pryzmatu, o podstawie równej powierzchni zalewu przy najwyższem użytkowem napełnieniu, a wysokości równej największej głębokości zbiornika u przegrody. Kształt doliny ujmujemy w obliczeniach wstępnych zazwyczaj geometrycznie, przyjmując spad dna wedle linji: wypukłej, prostej lub wklęsłej, a profil poprzeczny jako: zwarty kształtu V, trójkątny, lub rozwarty kształtu U. Wydajność doliny przy tych założeniach waha w granicach od 0,15 do 0,50, średnio około 0,35, a w szczególności wynosi dla zbiorników : Strubklamm 0,20, Marklissa 0,30,

f-r0clina ścieków A. (zbiornik)

[Granica zalewu

Mauer 0,42, Barberine 0,45, Wäggi 0,50, Porąbka na Sole 0,39. Naturalnem miejscem budowy zbiorników są doliny o możliwie szerokiem dnie i ła-godnych stokach, które raptownie zwie- ^ § rając się w dolnej partji tworzą t. zw. ”1 gardło, miejsce odpowiednie do | umieszczenia budowli piętrzącej, przegrody (fig. 95).

Warunki geologiczne. Dolina zbiornika musi być szczelna i nie-    ,

przepuszczalna, nawet pod ciśnieniem

kilku atmosfer. Przy wyborze miejsca unikać zatem należy pokładów skalnych, które wskutek zmian tektonicznych, dźwignięć, zapadnięć lub sfałdo-wań, są spękane lub szczelinowate, a nadto także i żwirowych, zwłaszcza znacznych pod względem miąższości. Wyściółka jednak doliny warstwa nieprzepuszczalną, o grubości pokładu około 1,5 m, zapewnia w przeważnej ilości wypadków dostateczną szczelność ; dolin zatem o dnie i stokach pokrytych rodzimym iłem lub gliną można użyć na umieszczenie zbiorników. Skała, na której ma stanąć przegroda, musi być nietylko zdrowa, dostatecznie trwała i nieprzepuszczalna, ale także zwarta i bez uskoków. U skał warstwowych, uwarstwowienie powinno być poziome lub tylko lekko do poziomu nachylone. Nie można budować przegrody, gdy istnieje choćby tylko najmniejsze prawdopodobieństwo usuwiska (skały z wtrąconemi warstwami, choćby bardzo cieńkiemi iłu, marglu lub przegrodzone warstwami iłołupków), ani też na skałach choćby w najmniejszym stopniu rozpuszczalnych, a więc zawierających sól lub gips; nadto należy zwrócić uwagę wT formacjach trzeciorzędnych na pokłady węgla brunatnego, oraz niebezpieczeństwo budowy przegród na skałach dolomitowych. Szczegółowe badania, tak dla projektu, jak i budowy, przeprowadzać powinni zawTsze fachowi geologowie.

0,4

Studja hydrologiczne. Należy posługiwać się o ile możności zawsze bezpośrednimi pomiarami hydrometrycznymi, a więc : wodowskazowymi (limnigraficznymi) i przepływu; w braku tychże pośrednimi, a mianowicie odpływu obrachowanego na podstawie opadów w danym dorzeczu. Dobre usługi oddaje w tym wypadku wzór Eehbocka, oparty na doświadczeniach Kellera kształtu :

a - 0,933

w którym a oznacza roczny spółczynnik odpływu, a h opad roczny w metrach (por. str. 536). Objętość wielkich wód oblicza się wzorami: Hoffmanna, Lauter-burga, Herbsta lub Kresnika. Dla uzyskania podstaw hydrologicznych należy dla zbiorników użytkowych przeprowadzić studja obejmujące conajmniej okres 10-letni ze szczególnem uwzględnieniem lat wyjątkowo suchych i kolejnego ich następstwa ; dla zbiorników powodziowych zbadać fale powodziowe z okresu mniejwięcej 2o-letniego, zwracając uwagę na najwyższe, oraz długotrwałe; te ostatnie są bowiem często również trudne do opanowania.

Pojemność zbiorników. Zdolność wyrównawcza, t. j. możność gromadzenia wód podczas wysokich stanów, a stopniowego oddawania tychże podczas niskich, pozwala użytkować zbiorniki do różnorodnych celów, wymagających, albo dysponowania mniej lub więcej stałemi objętościami wody w okresie hydrologicznym lub rocznym (wodociągi, zakłady o sile wodnej), albo też większemi, lecz tylko w pewnych okresach roku (żegluga, meljo-racje). Nadto wznosi się zbiorniki w celu ochrony gruntów w dolinach

1 JH UL W

o- A d/o blhormalnych c-d ’■ wypfcowo suchych

12%

10

'S

Ja

ć I

rtJ

6 ^ CD

, S

[zakłady hgdroeiekir. n. jednostajny pobór wody IU. zakłady wodociągowe _ W. żeglugamejjoracje

-&    10    20    30

0%

40    50    60    70    80%

średni przypływ roczny Fig. 96.

rzecznych przed zalewem. Zbiorniki pierwszej kategorji nazywamy użytk w y mi lub wyrównawczymi, drugiej powodziowymi.

1. Zbiorniki użytkowe. Ponieważ jednostkowe koszta budowy zbiorników maleją w miarę wzrostu pojemności, a podwyższenie przegrody jest trudne i kosztowne, o ile w pierwotnym projekcie i budowie nie było

o-

Fig. 97.

Fig. 98.

od 25 do 90 lat, tj. normalnego okresu amortyzacyjnego instalacji zbiornikowej.

Oznaczenie pojemności użytkowej najwygodniej przeprowadzić wykreślnie przy pomocy krzywych sumowych, wyznaczonych dla dopływu i odpływu sekundowego we funkcji czasu:

T

= Iqdt

'o

o możliwie

z góry przewidziane, przeto należy budować zbiorniki użytkowe największej pojemności, oznaczając ją w °/₀ średniej objętości rocznego odpływu z dorzecza, albo też spółczynnikiem procentowym

•, = i°°i

V

w którym i — —, gdy V oznacza objętość zbiornika w mR, A dorzecze

w w², zaś a roczną objętość odpływu z dorzecza, wyrażona grubością warstwy wody w m (Wäggi 100, Barberine 84, Loentscli 37). Normalna pojemność zb. leży w granicach od 30°/o do 50% rocznego odpływu, zależnie od sposobu użytkowania zbiornika (fig. 96), dochodząc wyjątkowo do 75%. Budowa większych zbiorników jest bezcelowa i nieekonomiczna.

Projektując zbiornik, należy w każdym wypadku sprawdzić, czy pojemność narzucona warunkami przyrodzonymi (wielkość dorzecza i opadów, dopuszczalna wysokość piętrzenia, pojemność doliny i tp.) wystarcza dla potrzeb nie tylko obecnych, ale i najbliższej przyszłości, a więc dla okresu

(&)

...Tj

Ki

iłW

(U

/iii

a,

JL

oi.'

a

i-

0‘

w których oznaczają: q i c dopływ i odpływ sekundowy w czasie T, zaś Q \ C całkowitą objętość dopływu wzgl. odpływu w okresie czasu t.

Krzywe sumowe (fig. 97) posiadają zaś następujące charakterystyczne własności :

1. styczna trygonometryczna kąta a zawartego między osią odciętych a styczną w dowolnym punkcie krzywej sumowej, jest równą objętości przepływu sekundowego :

d Q .    d C

t£ffy' ⁼ U==q 1 tqa==~dt^c':

2. styczna trygonometryczna kąta ß zawartego między osią odciętych a sieczną MM' krzywej sumowej jest równa średniej objętości przepływu sekundowego w okresie czasu T— J\ — t :

tg ß = —J— = qr i tg ß

Między krzywemi sumowemi dopływu zbiornika Q, a odpływu C, odniesio-nemi do tegosamego układu rzędnych, można ustalić następujące związki:

r = r₀ -j- p

różnica rzędnych MM' dla czasu T krzywych Q i C (fig. 98) daje objętość p zgromadzoną w zbiorniku w okresie t ; o ile jednak zbiornik już na początku rozważanego okresu posiada pewien zapas początkowy r₀, to całkowity zapas wynosi :

Oznaczając zaś przez R pojemność maksymalną zbiornika, narzuconą warunkami miejscowymi (np. dopuszczalna wysokość piętrzenia), ustalamy związek :

0< r< R

nanosząc zaś (fig. 99) od punktu M na rzędnej odcinek M M" w kierunku ujemnym spostrzegamy, że

Al"

przyczem punkt M" jest punktem krzywej Q', powstałej przez równoległe, pionowe przesunięcie krzywej Q o odcinek O O" — R. Gdy zaś wszystkie

Vk

(g

ClA

M.

cĄ

'{.V

Si

Ocl ¹

cA

i___

i o,

0:

0‘

Cfc

0"

Fig. 99.

Fig. 100.

punkty M' krzywej C znajdują się na prostych między punktami Al i M" to i krzywa odpływu C musi leżeć w obrębie pola, zamkniętego krzywemi Q i Q', mogąc mieć z niemi, albo poszczególne punkta styczne, albo nawet wszystkie wspólne w" wypadku granicznym. Odwrotnie każdej krzywej C, wykreślonej a priori w polu tych krzywych, odpowiada pewien właściwy, jednowartościowy sposób użytkowania wód zbiornika, przy którym w czasie T

posiada zbiornik zapas wody M M' = r, w wypadku zaś szczególnym dla T = 0, zapas 0 0' = r₀.

Zazwyczaj stawia się żądanie, aby odpływ był albo w całości wyrównany, albo też, o ile to nie da się przeprowadzić ze względu na narzuconą z góry pojemność zbiornika, wyrównanie było częściowe, przy możliwie najwydat-niejszem obniżeniu wysokich, a podniesieniu niskich stanów wód.

W pierwszym wypadku krzywa odpływu C staje się prostą, a rozwiązanie zadania polega na wykreśleniu takiej prostej w polu Q—Q\ któraby, nie przecinając żadnej z obu krzywych, była co najwyżej do jednej z nich styczną, przyczem z pośród wielu o różnych kierunkach, najodpowiedniejszemi będą równoległe do cięciwy ON (fig. 100), o odpływie sekundowym, równym średniemu odpływowi rocznemu qy. W tym pęku prostych, znowu prosta C1 styczna do Q daje stały a najwyższy odpływ sekundowy przy najmniejszej pojemności zbiornika. Pierwsze to rozwiązanie, najekonomiczniejsze ze względu na koszta budowy przegrody, jest realne jednak tylko w dwu wypadkach : 1° gdy B>r, t. zn. objętość niezbędna do pełnego wyrównania jest mniejszą od pojemności max. R, dającej się uzyskać w danych warunkach lokalnych, i 2° gdy R — r; natomiast gdy R<,r zadanie jest nierealne wskutek niemożliwości budowy zbiornika o wskazanej pojemności ; w tym wypadku nie pozostaje też nic innego, jak poprzestać na wyrównaniu

a to

r’

Tj,

rA

T,

,A

cc

Fig. 101.

Fig. 102.

częściowem. Krzywą odpływu C, która przy danej pojemności zb. R najlepiej spełni swe zadanie, oznacza trasa nitki, napiętej w polu krzywych Q—Q' o wzajemnym odstępie B, (fig. 101 i 102) łącząca punkt początkowy z końcowym krzywej Q. Krzywa ta daje odpływ C najlepiej wyrównany w wziętym pod uwagę okresie czasu t (fig. 103).

Konstrukcji tej nie należy jednak stosować bezwzględnie w każdym wypadku. Często i inna krzywa, byle o stale rosnących rzędnych, a styczna w tych samych punktach do Q i Q' co „nitkowa“, dając ilościowo te same objętości odpływu, zapewnia w niektórych wypadkach lepsze dostosowanie się do faktycznych potrzeb zużycia wody.

Oznaczając pojemność zbiornika, uwzględnia się w szczególnych wypadkach (zakład turbinowy lub wodociąg) obok pojemności użytkowej, także t. zw. żelazną (fig. 104), która wypełniając najniższą część zbiornika, mniej więcej w 40 do 50°/₀ wrys. norm. piętrzenia, ma przedewszystkiem za zadanie utrzymanie zapasu użytkowego w pewnej stałej wysokości nad dnem doliny. W ten sposób ustalamy nie tylko dolną granicę spadu użytecznego, ale także i tegoż amplitudę wahań, która z rozmaitych względów (np. sprawności turbin) nie powinna być znaczna i przekraczać 60°/o najw. spadu użytecznego ; zapas strefy użytkowej wynosi w tym wypadku około 75—80°/o pełnej pojemności zbiornika, w zależności od ukształtowania doliny. W dolnej strefie zbiornika mogą mieścić się bez szkody dla regime zbiornika rumowiska, których dostawa, będąc w wielu wypadkach bardzo silną i szybką, powinna być uwzględniona, przy oznaczeniu pojemności użytkowej.

Pewną orjentację co do odporności zbiornika na zaniesienie rumowiskiem daje wzór Singera kształtu :

T==l_ JL

d ‘ £0

OBJĘTOŚĆ

(OL

(Cl

[Q]

[Q‘J

(Cl

[Q’J

czas

0'

Fig. 103.

w którym oznacza : T czas zamulenia zbiornika w latach, d ilość rumowiska unoszonego w tysiącznych objętości wody, V pojemność zbiornika

w mz, a S Ç całkowity roczny f odpływ z dorzecza zbiornika wyrażony, również w m³.

V

Stosunek -ÿ-yr nazywa Sin-

100%---

75-80

<! n.z.w.i

25-20*--

^^uiyikowy

rt

XDUj

P* !

ger charakterystyką trwałości, § gdyż w miarę tegoż wzrostu rośnie i odporność zbiornika na zamulenie.

'

zapasï \zelazn

Wzoru powyższego nie zawsze jednak można użyć dla I braku ścisłych wartości na d g. i dlatego oddaje dobre usługi, zwłaszcza w projektach wstęp-’ . wzór Wilhelm’a kształtu :

-c?

nych

R = yJQ

w którym R oznacza w m3 roczną objętość rumowiska doprowadzonego ściekiem, Q średni roczny odpływ w m³/sek., J spad ścieku w tysiącznych, a cp spółczynnik charakteryzujący pod względem topograficznym i geologicznym dorzecze. Dla dorzeczy alpejskich i centralnego masywu francuskiego wartość cp = 523, dla Karpat będzie ta wartość za-

Fig. 104.

pewne cokolwiek niższa. Roczny dopływ rumowiska do zbiornika na Sole (Porąbka) obliczono na tej podstawie na 56.000 m³.

2. Zbiorniki powodziowe. Zatrzymując część fali wezbrania w zbiorniku, obniża się jej szczyt, a w następstwie zmniejsza i obszar zalewu gruntów w dolinie ścieku poniżej zbiornika. Skuteczność ochrony przed zalewem zależy jednak w wysokiej mierze od warunków miejscowych, a przede-wszystkiem od stosunku pojemności zbiornika do objętości fali wezbrania, a pewność od małego oddalenia zbiornika od terenów zalewowych, oraz usytuowania go wprost w dolinie, której zamierzamy bronić przed zalewem. Zbiorniki powodziowe dzielimy na dwa typy: samoczynne i sterowane.

Samoczynne (fig. 105) mają w swych przegrodach jeden lub więcej otworów tak obranych co do wielkości, aby normalna woda przepływała

r77 / 7T7

<=•5

Fig. 105. Typy upustów u samoczynnych zbiorników powodziowych. 1 — upust sztolniowy, 2—upust prostokątny, 3 — upust trójkątny,

4 — przewal, 5 — syfon.

C'

Fig. 106.

nimi, albo zupełnie swobodnie, albo też tylko pod nieznacznem ciśnieniem; nadmiar zaś w. wody zbierał się powyżej przegrody w obrębie doliny, która tworzy zbiornik powodziowy.

Krzywa wezbrania A B C (fig. 106) o max. objętości przepływu q, odgałęziająca się od stanu ustalonego q , wskutek działania zbiornika zmienia swój kształt pierwotny na nowy: AB' C, a będąc równocześnie krzywą wypływu przez otwór w przegrodzie, jest funkcją miary napełnienia zbiornika. Powierzchnie obu krzywych są sobie równe, jako dotyczące tego mego wezbrania, przyczem powierzchnia A B B\ miara napełnienia zbiornika, jest równa powierzchni B' C C, objętości, jaka po przejściu kulminacji, stopniowo wraca w koryto ścieku. Szczyt fali odpływu B', na przecięciu tych krzywych, przypada czasowo na moment najwyższego napełnienia zbiornika. Zbiornik powodując w pierwotnej fali wezbrania obniżenie szczytu i opóźnienie kulminacji, przedłuża natomiast czas trwania wezbrania.

Bryła, Podręcznik inżynierski. IV.

sa-

39

113

Wypadek ten jednak tylko wtedy zachowuje swą ważność, gdy pojemność zbiornika jest nieograniczona ; z chwilą, gdy wskutek warunków miejscowych w obliczenia wprowadzimy nawet znaczną, lecz ściśle określoną pojemność, wyniki poprzednie mogą uledz wybitnym zmianom. Przy narzuconej bowiem pojemności zbiornika zdarzyć się może, że fala wezbrania napływa i po napełnieniu zbiornika,, a wskutek tego nadmiar wody uchodzi już i upustem burzowym, co zmienia kształt krzywej odpływu; fala odpływu, przedstawiona linją kreskowaną na fig. 106, zwrasta w tym wypadku silniej i szybciej, punkt (B') podnosi się nie tylko ponad B', lecz równocześnie przesuwa się w lewo, dążąc do pierwotnego położenia B. Strefa ochronna kurczy się wraz ze wzrostem fali; a przebieg wezbrania w dolnej, odległej partji rzeki (fig. 107) różni się już tylko nieznacznie od pierwotnego, nie

~r

c;

Fig; 107.

2-V

o.

Fig. 108.

czas

odkształconego zbiornikiem. Zauważyć tu wypada, że pierwotna fala ABC (fig. 106), nie otrzymując nawet nowych impulsów w formie wezbrań dopły wów, ulega — posuwając się z biegiem rzeki — spłaszczeniu, przedłuża swój trwania (AC₁'^> AC), obniżając równocześnie szczyt.

Biorąc zaś pod uwagę istotne warunki odpływu, tj. przyjmując odkształcenie fali przy równoczesnem jej zasileniu wezbraniami dopływów poniżej zbiornika, okaże się, że nowa fala (fig. 107), będąc szerszą w podstawie (AC > > ACx) posiada już dwa maxima Ą' i 5/', z których pierwsze niższe od Bi, wyprzedza je nawet czasowo, drugie zaś, późniejsze, wznoszące się ponad gałęzią opadającą krzywej A Bi Ci bywa często nawet wyższe od Bx. Projektując samoczynny zbiornik powodziowy należy zatem zwrócić uwagę także i na przebieg fali wezbrania w odległych dolnych partjach rzeki a, gdy jest on niekorzystny, zastosować droższy zbiornik sterowany, w miejsce samoczynnego, tańszego w budowie i obsłudze.

Zbiorniki sterowane (typ, obecnie powszechnie stosowany) posiadają upusty sterowane, tj. takie, którymi można dowolnie regulować obję-

w takie

tość odpływu wód powodziowych. Aby módz zbiornik wyposażony urządzenia należycie wyzyskać dla celów ochronnych, należy znać naturalny przebieg fali wezbrania w miejscu zbiornika, oraz max. pojemność koryta ścieku poniżej przegrody na odcinku, który pragniemy ochronić przed powodzią.

Rzędna prostej poziomej DE (fig. 108), która odcina z fali ' wezbrania pojemność zbiornika (powierzchnia D BE), jest miarą możliwie najmniejszego odpływu przy danej pojemności zbiornika.

W ten sposób, wyzyskując w pełni zbiornik, obniżyć można najwydatniej szczyt fali ; zauważa się jednak, że wszelkie czynności, powodujące przedwczesne wypełnienie zbiornika, będące następstwem zbyt silnej redukcji odpływu w pierwszym okresie (łamana linja kresko- 0 wana na fig. 108), nie prowadzą do celu, gdyż powodują w pó- i źniejszym okresie szkodliwe dla gruntów nadbrzeżnych zwiększenie objętości przepływu.

Dostosowując się jednak do każdoczesnego przebiegu i wielkości wezbrania, można zbiornikiem sterowanym wybitnie zwiększyć obszar ochronny, bez równoczesnego pogorszenia odpływu w dolnych partjach rzeki.

Skuteczność tego rodzaju zbiornika zależy zawsze od sprawnej prognozy wezbrania na danym -ścieku i sumienności obsługi. ^

[oh

Objętość

Objętości

!Ś

!.S

Pojem zb powodz- -

i-

Jt

'C

JŁ

Czas

Fig 109.

IsG

Czasprogn^ i^j ; wezbrania '

..........I /

FJ-FJ-

o,bgh-o,ef

Okr, oprózn.—»+»- — Okres napełnienia zb

qz zpawod js wato,

ł£ł

Czas

żują sposób rozwiązania szczególnych zadań dla zbiorników Avyłącznie powodziowych (fig. 109) i powodziowo-użytkowych prognozie

przy

wezbrania

(fig. 110).

^Zapas

żel

II. Konstrukcja.

W skład zbiornika sztucznego wchodzą następujące budowle: 1. przegroda, 2. ujęcie wody użytkowej, oraz spust, 3. upust; to ostatnie urządzenie jako odciążające zbiornik od nadmiaru wody powodziowej.

Przegrody, które wznosi się wyłącznie z materjałów trwałych i nieprzepuszczalnych, dzielimy na dwa zasadnicze typy : ciężki i lekki, zaliczając do pierwszego przegrody, które przeciwdziałają siłom zewnętrznym przede-wszystkiem własnym ciężarem, nie wyzyskując w pełni wytrzymałości ma-terjału budowlanego, do drugiego zaś te, których materjał budowlany wyzyskany jest w zupełności. Przegrody ciężkie wznosi się w równej mierze z materjałów sypkich (ziemia, narzut kamienny) jak i spójnych (mur, beton) ;

115

Fig. 110.

39*

przegrody lekkie wyłącznie z materjałów spójnych, o wysokiej wytrzymałości (żelbet, żelazo).

1. Przegrody ciężkie z materjałów sypkich, t. zw. groble. a) Groble ziemne. Przy należytem wykonaniu nie ustępują groble ziemne pod względem pewności i trwałości przegrodom murowanym.

Przegrody tego typu buduje się : 1. przy nieznacznej wytrzymałości gruntu w fundamencie, 2. przy braku na miejscu budowy materjałów zdatnych do wykonania przegrody innego typu, lub trudnym i kosztownym ich transporcie.

Wysokość grobel ziemnych jest ograniczona głównie kosztami budowy ; obecnie wykonuje-my groble do wysokości 90 m, ¹ najwyższa dotychczas wykonana ma 107 m wysokości.

r*

-XA

it:

jk

-*•

Fig. 111.

Korona grobli powinna być należycie wy-sklepiona i posiadać szerokość = 1/10 wysokości, nie mniejszą jednak od 3 m. Korona grobli nie może być nigdy zatopiona i dlatego wznios korony nad zw. w. powinien być dostateczny i wynosić conajmniej 3 m, właściwą jednak tegoż miarą jest wysokość fali w zbiorniku, zależna od siły i kierunku wiatru, głębokości, oraz wielkości powierzchni zw. wody.

_fZH.W.

yiqiLj__ii

n>m

zw wgr

Usuutsko skarpy

Fig. 112.

Oś budowy zakłada się zwykle wedle linji prostej ; spotyka się jednak często groble i o osi łamanej. Przeciw przesunięciu grobli w szwie fundamentowym musi istnieć zawsze bezwzględna pewność.

Studnie obserwacyjne

f ZW. w.

:3.

La

Teren

I__

Teren

j) 'rurrFouś ~

^___ _ _ — —Szerokość stopy

PROSTA UNJA DEPRESJI ZU WODY w GROBU ZIEMNEJ

Teren

ćrA^uskok

fi?    ________~~—

L3

LS

---

Teren

gruntowa

--Szerokość stopy--

U- -Ti—

Z At A MAN A L/NJA OEPRESJ! « G fi OB LI z JAWOREM

Fig. 113.

Oznaczając (fig. 111) przez G ciężar grobli, W parcie poziome wody, Wv ciężar wody przypadający na skarpę grobli, przez x szerokość podstawy grobli w fundamencie, przez p. spółczynnik tarcia, a nie uwzględniając ciężaru

Wv dla zwiększenia pewności naszych obliczeń, możemy ustawić następujące warunki równowagi:

2 (t₂ — Yw) ;

= 1,5

V-G>Wp] G

FP = Tw-2"5 t« = 1;

dla p. — 0,5, x^i h, tj. skłon skarp ^1:2 (nasyp suchy);

dla p. = 0,25, x ;> 8 h, tj. skłon skarp ^>1:4 (nasyp nasycony wodą).

Przekrój grobli ziemnej trapezowy o tak łagodnym zawsze skłonie skarp, aby usuwiska nie powstawały nawet przy nasyceniu materjału grobli wodą (fig*. 112); nadto skłon skarpy wewnętrznej łagodny w celu podniesienia odporności na uderzenie fali. Skłon skarpy wewnętrznej zwyczajnie 1:2 lub 1:3, zewnętrznej zaś łagodniejszy dla uzyskania odpowiedniej depresji zw. wody gruntowej w obrębie grobli (fig. 113); przy zastosowaniu jednak jądra

r-S'5-i

V"~Za

■dl

. Ł--

J? Pokfsjf puepes2cif/ne - E1 02

- -»i

itr

071

" iieprzepvsics*//ie

Zuirłi ikifa

Fig. 114.

TT~r

7T~lrHr~nrTT~r~T~T~7~l

Fig. 115-

skłon skarpy nawet 1 : l¹/₂—1:2¹/₂. U wysokich grobli stopniuje się skarpy (fig. 114), zwłaszcza wewnętrzne; odstęp pionowy stopni 2—6 m przy szerokości ławeczek 1—2 m. Od strony wody ubezpiecza się skarpy zawsze silnym brukiem o grubości 0,4—0,6 m lub narzutem kamiennym (ang. rip-rap), stosuje się również płyty żelazo-betonowe i mur na zaprawie cementowej. Trzy są typy grobli ziemnych : 1. fran c uski (fig. 114), z materjału starannie dobranego, nieprzepuszczalnego, sypanego w cienkich warstwach o grubości do 0,3 m, mocno ubijanych ręcznie, mechanicznie, lub też wałkowanych (zge-szczenie nasypu aż do cięż. gat. 1,7—1,8), 2. angielski, z materjału dowolnego, znajdującego się bezpośrednio na miejscu budowy, a więc często przepuszczalnego ; uszczelnienie zawsze jądrem (fig. 115 i 128) z materjału nieprzepuszczalnego (ił, beton, żelbet, mur na zaprawie, blacha żelazna), zapuszczonym dostatecznie głęboko w nieprzepuszczalne pokłady; 3. napływowy (amerykański), dla którego uzyskuje się materjał budowy jako osad (napływ) z namulistej wody.

Wybór właściwego materjału nasypu jest rzeczą zasadniczą, zwłaszcza u grobli bud. syst. francuskim i napływowym ; najodpowiedniejsza jest mieszanina grubego piasku o różnej średnicy z dodatkiem takiej ilości gliny,

aby wypełniła dokładnie przestwory między ziarnami piasku (11—25%). Fig. 116 przedstawia skład granulometryczny materjałów ziemnych użytych do budowy najnowszych grobli amerykańskich.

Średnica ziarna piasku w milimetrach

2-1

1-05 05-02 02-01

01-005

005-002 002-0006

00060002

a-Grobla « GERMANTOWN

b- »

w TAYLORSlZ/LLE

^b.

c-średnie wartości

d-Wedt propozycji ALLEN-HAZENa

•<3.

'A

Podziatka pozioma logarytmiczna Fig. 116.

b) Groble kamienne buduje się z narzutu kamiennego lub suchego w warunkach takich jak groble ziemne. Wysokość piętrzenia sięga do 30 m u grobli narzutowych, a do 40 m u grobli z muru suchego.

Przekrój poprzeczny trapezowy ; u grobli narzutowych skłon skarpy wewnętrznej i zewnętrznej 1 : l¹/*? u murowanych wewnętrznej 1:1 Va» przy szerokości podstawy >1,7 wysokości grobli. Szerokość korony u obu typów Vio wysokości, nie mniejsza jednak od 3 m\ wznios korony nad zw. najw. w. >3 m.

Przeciw przesunięciu grobli w szwie fundamentowym pod wpływem parcia wody, musi istnieć bezwzględna pewność (patrz gr. ziemne).

Uszczelnienie przy pomocy muru betonowego lub płyt z żelbetu na skarpie wewnętrznej ; rzadziej jądrem wewnątrz grobli. Uwzględnić osiadanie grobli, oraz wpływ zmian temperatury i złączyć z pokładami nieprzepuszczalnymi gruntu murem uszczelniają-p — y i cym ; stopę skarpy zewnętrznej wzmocnić zaś murem podporowym suchym lub na zaprawie, zapuszczonym dostatecznie w ziemię.

1y2. 37-5 Kamień użyty do budowy musi być jakości pierwszorzędnej. Narzut wykonywa się z rusztowań wzniesionych nad koroną grobli. Przy budowie grobli z muru suchego, należy do budowy skarp użyć większych, regularnych bloków kamiennych, wiążąc je należycie między sobą.

7 o    2. Przegrody ciężkie z mater-

jałów spójnych: murowane (fig. 117). Wysokość ich sięga 100 m i wyżej ; projektowane są zaś o wysokościach zwyż 200 m. Oś budowli: wedle prostej lub w łuku i wtedy przegroda zwrócona jest stroną wypukłą ku zbiornikowi. O zastosowaniu jednegp z powyższych dwu założeń stanowi konfiguracja gardła doliny, oraz jakość i opad warstw skalnych w fundamencie i na stokach.

O ile rozwarcie doliny w poziomie korony przegrody przenosi 3 h (h wysokość przegrody), to stosowanie łuku jest bezcelowe i mur należy założyć

muru

55 K-

00

46 5

110

T---9

80-\----15

73 0-

r*7-

■7/

//>

Fig. 117.

w prostej, dając mu równocześnie typowy przekrój trójkątny. Gdy rozwarcie jest mniejsze, należy przegrodę założyć w łuku, uwzględniając równocześnie wpływ sklepienia, które pozwala na wybitne zmniejszenie przekroju, względnie przy zachowaniu pierwotnego przekroju, podnosi pewność budowli. .Promień łuku niewielki, od 100 do 300 m przy kącie środkowym w granicach od 130° do 150°.

Trójkątny przekrój przegrody przy założeniu w prostej ma tę zaletę, że daje jasny obraz rozkładu sił wewnętrznych i umożliwia względnie dokładne obliczenie naprężeń w murze przegrody. Najnowsza instrukcja francuska nie zaleca w ogóle stosowania łuku dla przegród ciężkich, w przeciwieństwie do dawniejszej włoskiej, która poleca jeszcze założenia łukowe.

992 5

Ze względu na brak dostatecznej liczby doświadczeń nad przebiegiem temperatury w przegrodzie, nie uwzględnia się obecnie wpływów temperatury przy obliczeniu naprężeń muru ; należy jednakowoż stosować środki, które przeciwdziałają ich powstaniu i jako takie wskazuje się pionowe szwy kontrakcyjne, albo łuk w rysie poziomym (fig. 118 i 119).

7,

7À

30%

V®'.*

r.V

«\ » e> *

'.V

Y.«

0’17'

: 0’30

Wyporowi wody należy zapo-biedz przez odpowiednie urządzenia ochronne, do których zalicza się w szwie fundamentowym : mury fartuchowe, wstrzyki cemen- jg^ y, towe w skałę, oraz drenaż ; w przegrodzie zapobiega się przez założenie murów płaszczowych i okładzinowych, warstw uszczelniających, oraz drenaż pionowy (dreny o średnicy 10—30 cm we J1Û.—! wzajemnym odstępie 1,5—3 w, przy odległości od ściany wewnętrznej od 2—4 m ; fig. 119).

■'II

«y

Kontrolę działania drenów w przegrodzie przeprowadza się odpowiednimi szybami pionowymi i sztolniami poziomemi.

Fig. 118

Przy stosowaniu zaś do budowy betonu, osiąga się uszczelnienie przegrody przez wykonanie tłustej warstwy betonu o grubości od 1,5 do 3,0 m, przy ścianie zewnętrznej.

Najnowsza instrukcja francuska dla przegród ciężkich, zalecając stosowanie wszystkich powyższych ubezpieczeń, nie uwzględnia zupełnie działania wyporu wody, natomiast włoska wprowadza go do obliczeń w zależności od jakości skały fundamentowej, wysokości przegrody i ważności zbiornika. Przy obliczeniu zatem wymiarów muru przegrody należy przyjąć działanie następujących sił 'zewnętrznych : ciężar muru i parcie wody ; w pewnych zaś wypadkach uwzględnić wypór wody, parcie lodu, oraz wpływ temperatury.

Dla badań statycznych (fig. 120) należy zawsze przyjąć wierzchołek trójkąta w poziomie najwyższego zwierciadła wody zbiornika, oznaczyć dokładnie ciężar gatunkowy muru, oraz wielkość dopuszczalnych naprężeń na ściskanie, przyjmując naprężenia:

a)    przy zbiorniku pełnym

w skarpie wewnętrznej a₂ 0, w skarpie zewnętrznej ~₁ < k ;

b)    przy zbiorniku pustym

w skarpie wewnętrznej o₂ < k, w skarpie zewnętrznej Oj > 0.

fl

c5

L ~ ÇSOkg cem.p.t20kg » ; 005

---Szuy konfroKcy/nc______

300kg cem porn

39.000000 m

3 !ŚS

Fig. 119.

Składniki podano no im Peronu,

-170 kg cem poru--

ih

11, w

Ul

!tî;

Ę

Hi

‘ii’

*w

Stan z koncern

roku ]922

193 kg cem port1117 kg »opno

(Plumps)

UDIO

: rv>

■8

Cd

.v.v.XK^.

1....

■is

0291

Pr

r

• o

•8

PRZEKRÓJ

-■

- ujoa ujdo 6v

■i: :

o**'

099

0**nso/

:s

>o

1810

it:

0281

l\

(SZHRJCRRJA J

n BflRBER/NE

rn

cd

CD

-rn

JpuSr'

25 00 -r-25'00

1-20 V20 100

t-

fv¹

§:

j ,220 fi 20

Co

Cj

9-

1 H

s}-

NP Id

T-+

pz*y kontrakcyjne

00 Ç3

SF

1870

HI DOK

IN

g -

11 sL Q

30

~'JOo

Wielkość dopuszczalnych naprężeń należy ustalić w drodze doświadczeń, przyczem nie powinny one przekraczać ¹/₈— ¹/₁q mocy materjału na ściskanie, uzyskanej po 'ó miesiącach, zależnie od wielkości i znaczenia zbiornika. Naprężenia na rozciąganie są niedopuszczalne.

Na podstawie powyższych założeń oznacza się skłony m i n obu skarp muru przegrody, przyczem między szerokością b dowolnego szwu poziomego, tegoż głębokością y pod zw. w. a skłonem ( skarp zachodzi następujący prosty związek (fig. 120):

b = (m —(— n) y

Związek między min oznaczymy z równania : o₂ — a (1 nr) — f y m², kładąc a₂ = 0, otrzymamy

m-

a gdy o =

6 Mz

(m -f w)² y to wstawiając wartość na Mg i wprowa-dzając spółczynnik £ na określenie miary wyporu wody, otrzymamy :

Fig. 120.

...j

n²

^1— _ çj (1    m²) — m² -f- m . n |-

fiu

2 c)(l+»»*) + 2 =

(1)

= 1 -f- £ m² (1 -f- m²)

Wypór wody, o rozkładzie w szwie poziomym wedle trójkąta, a wielkości

w == % C y² (w -j- w),

zależy od jakości skały fundamentowej, której wpływ określamy spółczyn-nikiem £■

Instrukcja włoska poleca przyjmować dla £ następujące wartości w zależności od jakości skały, oraz wysokości przegrody :

Wysokość przegrody

Kategorja skały

do 25 m .... od 25—50 m ponad 50 m .

V»

²4

Kategorja a oznacza skałę zwartą i zupełnie zdrową, b zdrową lecz średnio zwartą, c zdrową lecz szczelinowatą.

Wartość max. naprężenia na ściskanie daje równanie:

a po wstawieniu wartości na M₀ otrzymamy :

n² Tm .    !    . , .

"1 == T« 2/    [— * m (»* + ») + i - m ■ «

gdy

-M* = Ve Tw ÿ³ « (*» + ») 4- (1—0 (w + nf — (1 + nS)

Y«

-    = Ve y* — • I» (w—») + 1 + »»•«!

M w;    J

Zestawienie oparte na wzorach 1. i 2. dozwala łatwo oznaczyć dla danego skłonu skarpy wewnętrz. w, naprężenia dopusz. k i wartości spółczyn-nika £ w granicach oznaczonych instrukcją włoską, przy cięż. gat. inuru Ï = 2,3, skłon skarpy zewnętrz, n, oraz max. wysokość przegrody y.

<rx

M-

Sil-*

0000 0^0^ 1-^0^ o' o' o' cT

05 ^ H H vO ■*—' t>» 05 CD^ CD^ 10^

o' o' cT o~

CO

O O O H CO^CO^CO^CO^

cT cT o' o'

05 CD 05

CO O H H O (M O

Ï>^CD^

o' cT cT cT

CD lO

NOWO CO ^ ^

co co^co co^ cT cT o' cT

JDJD JD JD 'b* 05 -<I -<1

OO o o ^ ü< o H Ü1

O CO CC

o o o co

CO^CO CO^CO^

cT cT©*cT

CO C5 GO I> OO co 05 N p* ^ ^

o' o' o' o'

O (M ^ H CO GO GO 05

co^co^co^co^ o' o' o' cT

l> iO P- Cl

l> co o co

GO^GO t>- l>^

o' cT o' cT

iO N H CO CO CO ^

o' cT o' o'

I tak up. dla skarpy wewnętrznej m ■— 0,05, £ = ¹/₂ nachylenie skarpy zewnętrznej »=0,701, przy naprężeniu zaś dopuszczalnem k = 150 £/m², max. wysokość przegrody y = 150.0,360 — 54,0 m.

Parcie lodu uwzględnia się i przyjmuje jako siłę pozioma w wysokości korony przelewów, o wielkości od 5 do 25 tjm b. zależnie od klimatu (wzniosu nad poziomem morza).

Wymiary przekroju sprawdza się zazwyczaj wykreślnie, wyznaczając, obok naprężeń normalnych, występujących w szwach poziomych, zawsze wielkość i kierunek naprężeń głównych. Rozkład naprężeń normalnych, przyjmuje się wedle prawa trapezu (Navier), każdy inny bowiem (hipotezy Wilsona, Gore’a, Atcherley’a) daje naprężenia główne tak co do wielkości jak i kierunku nieprawdopodobne. Wyznaczenie naprężeń stycznych wskazane. Załączony wykres podaje wielkości i kierunki naprężeń głównych normalnych i stycznych w •przegrodzie 89 m wysokiej wedle nowej instrukcji francuskiej (fig. 121).

3. Przegrody lekkie dzielimy na a) szkieletowe i b) sklepieniowe.

a) Przegrody szkieletowe, fig. 123 (twórca Ambursen), dzielimy ze względów konstrukcyjnych na płytowe i sklepieniowe; u pierwszych (fig. 124) podstawą konstrukcji jest płyta żelazno-betonowa (właściwa ściana piętrząca), oparta o ścienne trójkątne filary, rozstawione w odstępach od 6 do 8 m ; u drugich (fig. 123 i 125) sklepienia również wsparte na filarach, pozwalające jednak nietylko na poważne oszczędności w budowie, ale także i umożliwiające stosowanie wysokości dochodzących do 100 m, gdy przy pierwotnym płytowym systemie Ambursena piętrzenie nie przenosiło z reguły 45 m.

Początkowo stosowano sklepienia kolebkowe pełne o osi pionowej, obecnie zakłada się sklepienia odcinkowe o osi nachylonej do poziomu, gdyż w ten sposób uzyskuje się racjonalne przeniesienie parcia wody na filary. Konstrukcja ta dozwala również na stosowanie większego rozstawu filarów, a to 8—18 m. Nachylenie boku trójkątnych filarów od strony zbiornika zgodne z przyjętem nachyleniem płyty lub osi sklepienia, zazwyczaj ²/₃—% ; od strony zaś dolnej ¹/s—V4, tak aby nachylenia boków uzupełniały się do jedności. Filary stęża się rozporami belkowemi lub sklepieniami dla ochrony przed wyboczeniem, zwłaszcza przy naprężeniach na ściskanie przekraczających 15 kg jem;². Z tych samych względów łączy się również filary w systemy ram przegubowych. Przy obliczaniu sklepień uwzględnia się obok parcia wody przedewszystkiem naprężenia wywołane zmianami tempe-

in

en

vo

. c.

'. sir*

TF

hi

:%ÿ

(W ;

Vv

V ę 9/96,

f;;>

t.

\’T

O'

T?/

. '/

..-■'S

02    03    04    05    06    02

-X'/*

r-7

!----

SaaœaëSggsrij

ill ït re r

iliiïïl!

ass»}

? ë $ $

ë ê t ,S=

|tf2

5-

10

^7

V,

0 2    03    0-4    0-5    0-6    07 00 O l

Lii

ń/V?JW MiNäOiaZ

\V5

~    /V------- -

■Ç0

ZBIORNIK PROŻN V

-unie równych najm naprą

żeń glow. cisnących

-----Linje równych naprą ceń

/redukowanych głów ścinających

>3

'''

s'

v?'

#0*0

-005 00 Ot 0-2    03    0-4    05    06    07 00 Ol

66 75 m

W OV W 20    30    40 nom

Fig. 121. Badanie statyczne przegrody ciężkiej murowanej (według instrukcji francuskiej z r. 1923).

Po lewej: Kozkład naprężeń głównych w przegrodzie; po prawej: Wyznaczenie kierunku naprężeń głównych.

k-

Fig. 122*. Amerykański sposób pracy betonem lanym przy budowie przegrody Barberine (system dwuwieżowy).

Vv

10 0 10 20 30 40/n

ÎH

Hi

f-.d

::i

35»

CD'

RZUT POZIOMY

>10 O IM

JO

g'Xr

P>

u4 n

CiE

***.

V'

s ft

rnö°^ ir

gsas jl

* * * 3    ¹

. . ■ !    ! 05

P> I -ts IC/v

!§■

/ft

■v l/l

%-

V

Lina B-C Lina h-E

CD

! rv>

io

I*-

1er „

'S. IP\ is- id ⁴

h h

'CD Is

IS I$5

Mieszanki bdt.

ratury. Naprężenia na rozciąganie znoszą w sklepieniach wkładki żelazne zakotwione w filarach.

Filary : albo ciężkie wykonane z muru lub betonu, albo lekkie z żelazo-betonu. W filarach ciężkich nie dopuszcza się z reguły naprężeń na rozciąganie, wyjątkowo zbroi się filary ciężkie żelazem, dopuszczając naprężenia na rozciąganie do 4 hgjcvi².

Zadanie zbrojeń ogranicza się zazwyczaj tylko do przyjęcia ciągnień wywołanych zmianami i różnicami temperatur. Naprężenia dopuszczalne nie po-winne przekraczać ¹/₈ mocy betonu po 28 dniach tężenia (zwyczajnie do 35 kg/cm² na ściskanie, a 10 kglcm² na rozciąganie) ; ^0 dla wkładek na rozciąganie do 1200 kglcm¹. Wymiary w poszczególnych zespołach nie poniżej 30 cm.

<7 *-W

2890 -

Hi'

■3600

250

Przekrój a-a.

°-S20'

Fig. 123.

Fundament filarów należy szczególnie ściśle złączyć ze skałą zwartą, zdrową i dostatecznie wytrzymałą. Ścianę piętrzącą zapuszcza się zawsze w pokład nieprzepuszczalny. O ile przegrodę szkieletową, ze względu na niedostateczną wy- I. trzymałość pokładów skal- J nych w fundamencie, wznosimy na płycie, to dla zniweczenia wyporu wody należy w niej pozostawić otwory należycie rozmieszczone i dostatecznie wielkie.

b) Przegrody sklepieniowe (fig. 126). Typ ten najbardziej ekonomiczny z pośród znanych, należy stosować w dolinach ważkich, przy stosunku

3;50

i 37-

uj_--4j87

0'3I

Fig. 124.

rozwartości gardła do wysokości przegrody nieprzekraczającym wartości 3. Przeważną część parcia wody dźwiga tu sklepienie bezprzegubowe, o końcach utwierdzonych. Konstrukcja ta wymaga wzmocnienia sklepienia u podpór, pozwalając równocześnie na nieznaczne wymiary tegoż w partji środkowej. Sklepienia takie odznaczają się znaczną sprężystością, a zatem i podatnością na działanie sił zewnętrznych i wewnętrznych, wywołanych zmianami objętości muru wskutek wahań temperatury, oraz kurczenia się i prężenia betonu pod wpływem wilgoci.

otĄ

:09

ifw

..i.

sr

V~

■sr

...........■■■42-00...........

W dolinach o profilu V podatność przegród sklepieniowych jest mniejsza jak w dolinach rozwartych typu U, a wskutek tego działanie sklepienia często schodzi na plan drugi lub nawet zupełnie zanika, tak że profil przegrody zbliża się do typu przegrody ciężkiej.

Fig. 125.

Pod względem konstrukcyjnym rozróżniamy wskutek tego dwa rodzaje przegród sklepieniowych; pierwszy o stałym promieniu krzywizny grzbietu (około 0,54 długości cięciwy), który stosować należy w dolinach typu U,

drugi o stałym kącie środkowym a zmiennym promieniu, który stosujemy w dolinach typu V.

‘â'

'ca

A"

\a

«©o

V''

IË~

6-0

52-0

9'i

u*b

Ti

.i2

*-rn

333

Fig. 126.

Kąt środkowy powinien wynosić około 135°, gdyż wtedy objętość muru przegrody jest najmniejsza ; objętość ta ulega jednak tylko nieznacznym zmianom przy kątach środkowych od 120° do 170°.

Przegrody sklepieniowe, statycznie j <■ wielokrotnie niewyznaczalne, oblicza się na podstawie teorji sprężystości. Dla wstępnych obliczeń wyznacza się grubość sklepienia w kluczu wzorem przybliżonym :

p . R e~ h '

w którym R oznacza promień grzbietu sklepienia, p parcie wody, a k dopuszczalne naprężenie w murze.

Uü

-ÎH

I-*■

Fig. 127.

Wzmocnienie (ujęcie) sklepienia ^ V w fundamencie i na' stoku, które sięga do wysokości f= 0,2 — 0,5 h, oblicza się jak przegrodę ciężką, na którą działa parcie wody o wielkości zaznaczonej na dołączonym djagramie (fig. 127).

W obliczeniach wstępnych stopę obliczamy z zestawienia, które dla rozmaitych wartości stosunku cięciwy przegrody w koronie C do max. jej wysokości H daje szerokość stopy e w głębokości h pod najwyższem zwierciadłem wody:

— = 1,00, 1,25, 1,50, 1,75, 2,00, 2,50, 3,00;

= 0,21, 0,26, 0,31, 0,35, 0,39, 0,45, 0,50. h

Przy obliczeniach szczegółowych należy również uwzględnić wpływ temperatury, oraz kurczenia się betonu.

Wybór typu przegrody należy rozpatrywać pod względem technicznym i ekonomicznym, dając pierwszeństwo budowlom tanim, łatwym w wykonaniu, a budzącym ze względu na swą trwałość i pewność pełne zaufanie. Pod tym względem zajmują pierwsze miejsce przegrody ciężkie, które tak pod względem taniości, jak i krótkości czasu budowy ustępują jedynie przegrodom sklepieniowym. Przy wyborze typu pamiętać również należy i o odporności przegród ciężkich na wpływy atmosferyczne, oraz małej ich wrażliwości na sposób wykonania. Nadto przegrody ciężkie z ma-terjałów sypkich można budować w warunkach geologicznych, niepozwa-lających na zastosowanie żadnego innego typu, załączony zaś schemat (fig. 1^28) wyjaśnia, który z typów należy w danych warunkach geologicznych stosować ze względów gospodarczych.

Gdy przegrody leżą przeważnie zdała od dróg i kolei żelaznych, w okolicach często niedostępnych, używać należy do ich budowy wyłącznie tych materjałów, jakie można uzyskać na miejscu w dostatecznej ilości i jakości. W ten sposób obniża się nietylko koszty przewozu, ale ułatwiając i przyspieszając wykonanie budowy, osiąga również też obniżenie kosztów budowy.

y Zkk

III

? Inn

7 [—--ttr

'    ³ 77!7777î77777777777777777777AW

W

\\\

winu

fr

Przekrój a — a przegrody ciężkiej murowanej .

Przekrój doliny w miejscu budowy przegrody. 1 — teren, 2 — gr. pokładów wytrzymałych, 3 — gr. pokł. nieprzepuszczalnych, 4 — gr. zwartej skały o znaczn.wytrzymałości.

Fig. 128.

Przekrój a — a grobli ziemnej, uszczelnionej jądrem z iłu.

Przegrody sklepieniowe należy bezwzględnie stosować wszędzie tam, gdzie pozwalają na to względy topograficzne i geologiczna budowa gardła. Typ ten odznacza się taniością i pewnością.

tego typu wynosi zaledwie ¹U do ¹/₃ przegród ciężkich, natomiast występują niewielkie różnice w kosztach budowy tych typów ; zazwyczaj zaś bywa przegroda ciężka, zwłaszcza przy dogodnych warunkach transportu materjałów, tańsza od szkieletowej.

Budowa przegród szkieletowych wskazana jest w szerokich dolinach, przy niezbyt wysokich piętrzeniach, w okolicach pozbawionych dogodnych środków komunikacyjnych, a wskutek tego trudnym i kosztownym transporcie materjałów budowlanych. Objętość muru

Przegrody szkieletowe posiadają znacznie mniejszą odporność na wpływy atmosferyczne i dlatego typu tego nie stosują obecnie w okolicach o ostrym klimacie, np. w wysokich górskich okolicach, o silnych mrozach i dużej amplitudzie temperatur.

V. /

W naszych warunkach technicznych i geologicznych należy dać bez-ględnie pierwszeństwo przegrodom ciężkim, starając się w jak najszerszej mierze budować groble ziemne, jako najprostsze w wykonaniu, a nie wymagające zbyt pomyślnych warunków geologicznych.

każde

zamu-

na

Ujęcie wody użytkowej i spusty. Ujecie zawsze podwójne, pełną objętość wody użytkowej (fig. 129). Wloty, chroniąc przed leniem, umieszcza się w zbiornikach wodociągowych co najmniej w wysokości 6—8 m nad dnem zbiornika, pamiętając, że równocześnie powihien znajdować się wlot i dostatecznie głęboko pod każdoczesnem zwierciadłem wody ze względu na stałą i dostatecznie niską ciepłotę wody ; ujęcie dla celów siły wodnej należy również umieścić tak wysoko, aby do turbin nie wprowadzać namułów i piasku, zwyczajnie w poz. zw. w. zapasu żelaznego. We wszystkich innych wypadkach umieszcza się wlot nisko i ujęcie jest

równocześnie także i spustem; spust w najniższym punkcie dna zbiornika u przegrody. (Na fig. 130 zastosowanie odskoku Bidone’a dla uspokojenia odpływu.) Wlot ochrania się często kratą gęstą (odstęp 50—70 mm). Ujęcia albo zupełnie omijają przegrody, zwłaszcza ziemne, albo też mieszczą się w samej przegrodzie (fig. 131), gdy ta jest z muru. Rurociągi ujęcia w obrębie przegrody umieszcza się zawsze w sztolniach, łatwo dostępnych, a specjalnie do tego celu zbudowanych; sztolnie od strony wody są zamknięte korkiem z betonu lub muru ceglanego na zaprawie cementowej, przez który przechodzą rury na zewnątrz. Wymiary ujęć liczy się dla największego użytkowego odpływu. Zasuwy rur zawsze łatwo dostępne i podwójne, z tych

Fig. 129.

HHll - nie ża zasusz

Sztolnia Rura za!

M la su na

Fig. 131.

Upust

ii

I-

'i

i

—T" Prze traf 1

i?

Ul

Fig. 130.

Prze trafR

>1

li

III

Przewafy kokonowe

ii i i

Fig. 132.

jedna u wlotu ; dla rur o znacznych średnicach, a przy wielkich ciśnieniach, używa się zasuw specjalnych konstrukcji. Obsługa zasuw u wlotu przy pomocy tak zw. wież lub szybów zasuwowych albo odrębnie ustawionych, albo też złączonych z przegrodą. Zasuwa zewnętrzna powinna mieć zawsze łatwy, bezpośredni dostęp ; obsługa jednym robotnikiem.

Upusty. Urządzenia te, mając na celu wyłącznie odciążenie zbiornika od wód powodziowych, powinny być tak projektowane i wykonane, aby niedopuścić do zatopienia korony przegrody nawet podczas katastrofalnych wezbrań. Objętość w. w. przyjąć zatem w obliczeniach możliwie najwyższą. Dla zbiorników położonych powyżej osiedli, założyć dwa upusty; każdy na pełną objętość w. w., w zupełnej od siebie niezależności. Upusty powinny być o ile możności samoczynne, a pod wzgl. konstrukcyjnym zawsze możliwie proste, w działaniu niezawodne.

\\

Fig. 134.

Fig. 133.

tym kanałem, albo też sztolnią obiegową (fig. 133). Obecnie stosują przewały koronowe najczęściej u przegród murowanych; przewałów stokowych używa się zwłaszcza w połączeniu ze sztolnią obiegową u przegród ziemnych. Wlot sztolni obiegowych należy założyć odpowiednio wysoko, a to ze względu na ochronę przed rumowiskiem i namułem, zbierającymi się w dolnych partjach zbiornika. Poziom korony przewału jest stale niższy o grubość przelewu od poziomu najw. dopuszczalnego wzniosu zwierciadła wody zbiornika, a gdy ta strefa jest stale próżna (wypełnia się tylko na krótko podczas powodzi), a zatem i bezużyteczna, przeto grubość przelewu powinna być jak najmniejsza, 0,5 do 2,00 m.

b) Upusty syfonowe, pozwalając wskutek swego działania na poważną redukcję strefy nieużytecznej, znalazły w ostatnich latach liczne zastosowania (fig. 134). Obecnie używane konstrukcje działają automatycznie i tak pewnie jak przelewy. Działanie syfonów rozpoczyna się prawie równocześnie z podniesieniem normalnego zw. w. w zbiorniku, bezzwłocznie po zatopieniu i otworu powietrznego (fig. 135) umieszczonego właśnie w tym poziomie, a ustaje w chwili gdy napełnienie zbiornika wraca do normalnego. Usunięcie powietrza z przewodu syfonowego, zasadniczy warunek ruchu lewarowego, odbywa się automatycznie przez porwanie cząstek powietrza strugą płynącej wody, gdy początkowo syfon działa jak przewal.

Urządzenia syfonowe stosują na szeroką skalę w Ameryce, oraz w Europie (Włochy). Syfony pracują poprawnie, nawet w klimacie bardzo ostrym.

2. Upusty sterowane są śluzami (zasuwy, walce i klapy), które się w miarę faktycznej każdoczesnej potrzeby otwiera lub zamyka. Śluzy, pozwalając teoretycznie na najlepsze wyzyskanie tak zbiorników wyrów-

Bryła, Podręcznik inżynierski. IV.

40

Z pośród obecnie stosowanych wyróżnić należy dwa typy, a to : a) a a-moczynne (przewały, syfony), i b) sterowane (śluzy).

1. Upusty samoczynne: a) Przewały koronowe i stokowe. Pierwsze (fig. 132) o krawędzi przelewu w osi korony przegrody i to, albo w środku (przewal centralny) albo przy stoku, (przewal boczny). Woda burzowa, spływając po ścianie przegrody odpowiednio do tego celu zbudowanej

w przewalę centralnym odpływa wprost do ścieku, w bocznym zaś, krótkim, 5 zwyczajnie w stopniach założonym, kanałem. U przewałów stokowych, krawędź przelewu równoległa do stoku leży poza przegrodą, a wody burzowe odprowadza się do ścieku, albo otwar-

Przewdły stokowe.

VI

, ;w

i/.:!/

“Sri

i •

/ bafenją / syfonów

h\J

Upusty syfonowe ¹ balerja i syfonów

!J i i

129

nawczych (zwiększenie zapasu użytkowego) jak i powodziowych (najsilniejsza depresja fali powodziowej) zawodzą jednak często w praktyce,

jako zależne od obowiązkowości i inteligencji załogi służbowej.

Kiju t,

Otwory pow

PRZEKRÓJ srroRU

Przelew

urn

III. Budowa.

Budowa

przegród posiada obok cech wspólnych wszystkim wielkim budowlom inżynierskim, także pewne cechy swoiste, wynikające z rozmiarów, oraz zużycia materjałów budowlanych w ilościach nieporównanie większych, niż inne budowle.

Koszty budowy zbiorników zależą przedewszystkiem od cen jednostkowych nasypu lub muru, i dlatego należy używać do budowy tylko materjałów, które albo znajdują się wprost na miejscu, albo w naj-bliższem sąsiedztwie budowy, a nadto w takiem położeniu względem budowli, aby transport ich był łatwy i tani.

a) Groble ziemne. Meterjały ziemne pobiera się dla nasypu grobli ze stoków doliny, odpowiednio wysoko położonych nad miejscem budowy, tak aby można je transportować do grobli w spadku, wyzyskując siłę cięż-

won /'

W)

! :y/ondti

Zamkniecie v' kodne. ty!ot

BAT LR JA SrFCKÓU

Fig. 135.

kości.

Wzruszenie materjału odbywa się zawsze mechanicznie, albo przy pomocy kopaczek (bagrów) o popędzie mechanicznym, albo i przy pomocy

10ü '

■g' 90

Sa.

Piasek—«— Drobny żufr -»

*—Zhiir —

-10 t

70

30 ³

u 60-

*‘50-°-90 -'o 30 — %20-

r§

------- Krzyua PULLER'a

CRMRRRSR

BRRBER1NE 1922-29 N/4GG1 1929

90 % 50 53 60 70

p. w

-01-

Vh:ó,

0223

S.Ö-

\-20

OS-

09-

-80

h/5

h-30

160

OOP

Przelot sita w mm [Podz. logarytmiczna]

Fig. 136.

st,rumienia wody, — o objętości sekundowej od 100 do 500 l — wyrzuconego z hydrantów pod ciśnieniem kilku atmosfer, zależnie od rodzaju gruntu, który ma być wzruszony. Materjał nasypu uzyskany ze stoków doliny, przewozi się kolejkami roboczemi i z odpowiednich rusztowań sypie w groble i rozplanowuje w warstwy o grubości 15—30 cm, które się następnie zgę-szcza mechanicznie wałkami różnych typów. W systemie amerykańskim spławia się ten materjał zmieszany z wodą korytem wprost w groblę, gdzie: ujęty między przepuszczalne grobelki z narzutu kamiennego, osacza nadmiar wody i tworzy właściwy nasyp grobli. System budowy grobli metodą spła (hydraulic fill) , wypiera obecnie wszystkie inne, dzięki szybkości ‘ postępu budowy i taniości.

V) Przegrody murowane. Koszty budowy przegród murowanych, zwłaszcza ciężkich, zależą od ceny jednostkowej muru. Pierwotny mur z kamienia łamanego na zaprawie hydraulicznej lub cementowej wyparty został przez beton. Zastosowanie betonu wzmogło się nadto wskutek zastosowania cementów piaskowych, które uzyskuje się na polu budowy przez przemiał na delikatną mączkę cementową klinkierów cementowych z 40°/o dodatkiem tłucznia twardych skał krystalicznych, oraz użycia betonu lanego.

W betonie ciasto cementowe musi wypełniać conajmniej z 15°/₀ nadmiarem pory mieszaniny kruszywa i piasku. Należyty skład granulometryczny odgrywa pierwszorzędną rolę w wytrzymałości i zwartości (przepuszczalności)

(ng. 136). Znaczne oszczędności w cemencie uzyskuje się także przez zwiększenie średnicy -MiP^nrkn ziarna (doświadczenia prof.

Duff A. Abrams’a). W Ame- rçjfr __Transport betonu a-iNieżg

ryce zmniejszają również objętość betonu w murze przegród przez dodatek brył kamiennych (plumps) o objętościach od 0,5 do 1,5 ms a w ilości dochodzącej do 20°/o objętości muru. Beton taki, t. zw. cyklopowy, nie daje jednak więk-

Heszarka

Rynno

Przeguby

jA- Nieża do lania betonu

120-40°

betonu

////'Przegroda„

'X'Z'X//////

poziomie

Z-

zsum

V.

Z/

Fig. 137.

Fig. 138. a — dźwigarka żórawia linowego, b — mechanizm do przesuwania przyrządu do lania betonu, c—budka maszynisty, d — mieszarki betonu, e — wózek dla żórawia linowego, f—wózek dla przyrzą lu do lania betonu, g— kubeł z ruchomem dnem, h — pomost do obsługi kubła, i—wysięgnica obrotowa z rynną do lania betonu.

szych oszczędności w kosztach budowy, wskutek kosztownych instalacji transportowych, a technicznie tylko nieznaczne zwiększa ciężar muru.

Przy użyciu betonu lanego objętość wkładki kamiennej nie dochodzi obecnie nawet do 10°/o głównie wskutek trudności transportu, a zadanie jej ogranicza się przeważnie do polepszenia połączeń poszczególnych bloków betonu (fig. 119).

Poniżej skład betonu lanego większych przegród europejskich zbudowanych w ostatniem dziesięcioleciu :

Ilość w i »I³

cementu w ky

piasku w litrach

kruszywa w litrach

o średnicy ziarna w mm

0—8 1 0—2

2—10 I) 8—80 I 10—40 I 40—80 | 60—100

wody w litrach

Przegroda Barberine (mur trzonu)

210

459

757

177

Przegroda Barberine (mur okładzinowy)

250

445

730

185

Przegroda Wäggi (mur trzonu)

189

190    322

553    301

178

Przegroda Wäggi (mur okładzinowy)

225

190

322

553

301

186

Przegroda Montejaque

225

500

800

192

Przegroda Chancy—Pougny

175

430

812

192

255

423

760

217

W Ameryce używają betonu, który zawiera obok składników normalnych także i tłuczeń o średnicy ziarna od 60—350 mm ; np. przegroda Don Pedro : 1 cementu : 3 piasku : 6 żwiru o średnicy ziarna do 60 mm : 3 tłucznia o średnicy 60—350 mm; przegroda Snake River: 1 : 3 : 4¹/₂ : 2¹/2 tłucznia o średnicy ziarna 60—160 mm.

Prędkość spływu betonu rynnami nie powinna być wielka (do 3 mjsek.). Obecnie używa się rynien systemu Lakwood’a o przegubach pionowych, zawieszonych na linach drucianych nad budowlą, a nachylonych do poziomu pod kątem 20°—35°, zależnie od konfiguracji doliny, oraz jakości betonu, (fig. 122, 137 i 139). W najnowszych budowlach europejskich zastosowano do transportu betonu obok rynien żórawie, poruszające się na linach drucianych rozpiętych w poprzek doliny nad miejscem budowy, a wyposażonych w duże samoczynnie wypróżniające się kubły (3—5 m³), z których beton wylewa się do krótkich rynien o zasięgu do 25 m (fig. 138).

Betonowanie odbywa się w warstwach o grubości do 1,5 w, większe wysokości niepraktyczne (kosztowne szalowania), a w blokach o pojemności odpowiadającej dziennej sprawności urządzeń transportowych, a więc 400 i więcej m³. Fig. 140 podaje schemat urządzenia pola roboczego.

Laboratoryjne badania materjałów, oraz dostosowanie jakości betonu do wysokości naprężeń w przegrodzie zawsze wskazane. Przy budowie przegrody Barberine przyjęto moc betonu po 28 dniach tężenia na 100 Jcg/cm² jako wy-

amerykański

niemiecki

ja

tu

S.

Fig. 139. Typy wież rozdzielczych dla betonu lanego.

Banki

lama kam., młyn piaskoety i mieszarki

=Zbiornik=i

Vélo nu Wr VPrzegrodi

W/W

obro

Kolej linowe

Tartak'

Drogi dla dowozu

y-napna.

\-trasu,

Sj&y-cementu.

Z'ft

-piesku, -kamienia ram V-blokow kam

Fig. 140. Urządzenie pola roboczego.

starczającą, Camaraza po 90 dniach na 150 kg jem² ; w Ameryce istnieją normy, ustalające związek miedzy naprężeniem dopuszczalnem a tegoż składem.

W celu umożliwienia swobodnego kurczenia sie betonu musi posiadać każda budowla betonowa szwy kontrakcyjne (fig. 118 i 119). Szwy te, o konstrukcji możliwie prostej, zakłada się albo wzdłuż całej wysokości przegrody (Waggi) albo też tylko w partji wzniesionej nad naturalnym terenem doliny (Barberine); wzajemne poziome odstępy szwów dochodzą do 20—30 m.

Przegrody ciężkie murowane, zwłaszcza o osi prostej, powinne mieć zawsze szwy kontrakcyjne; obecnie stosują szwy takie nawet i u przegród sklepieniowych.

Koszty budowy przelicza się zw. na 1 m³ pojemności użytkowej zbiornika. Maleją one w miarę wzrostu pojemności zbiornika (por. fig. 141). Dla wstępnych preliminarzy kosztorysowych objętość muru przegrody ciężkiej z ujęciem oraz upustem można obliczyć wzorem

ISO,

100

ionùrv m*

Krzywd

kasztów jednostkowych

05 ro TS Z0 25 30 zł z a 1mC

Fig. 141.

Rehbocka

Vïm

10,08 b -f 0,44 V + eJ -J- tb m³,

w którym oznacza : t — największą głębokość zbiornika w m ;

b — szerokość doliny w wysokości najw. zw. wody w m ; br — szerokość doliny w wysokości 0,2 t nad dnem w m\ g — średnią głębokość wykopu fundamentów w m ; e — średnie wcięcie w stoki w m ; y — ciężar muru w t/ms.

Wzór ten daje dobre rezultaty przy wykopach fundamentu do 10 m i przy promieniu luku równym szerokości doliny ; uwzględniając wypór wody należy V zwiększyć, zależnie od warunków miejscowych (wartości C), o 10—33%.

Rehbock zaleca b' mierzyć wprost w terenie, zaś b odczytać z mapy (skala 1 : 25.000), przyjmując dla wykopu średnią wartość około 5 m.

Objętość nasypu grobli ziemnych oblicza się według wzoru:

15

10rf + 4(B-f b)

m³,

w którym oznaczono w m :

Bib— długość skarp mierzoną w rzucie poziomym, d — szerokość korony, a h — wysokość grobli.

Katastrofy zbiornikowe (rzadkie w Europie, liczne natomiast w Ameryce). Na 100 katastrof, przypisać należy 61% błędom budowlanym, przedewszystkiem niedostatecznemu uwzględnieniu warunków geologicznych ; 16% niedostatecznym urządzeniom burzowym (100% katastrof przy groblach ziemnych); 12% nieodpowiednim wymiarom budowli, a tylko 11% użyciu złych materjałów budowlanych.

LITERATURA.

Haponowicz Norbert: Natężenia w trójkątnych muracli oporowych. Lwów 1913.

D e g o v e : Les grands barrages en maçonnerie. Paris 1922.

Humas: Des barrages-réservoirs. Paris 1911.

(xraef: Mouvements des eaux dans les réservoirs à alimentation variable. Paris 1873. Ministère des Travaux Publics. Circulaire Série B. N. 67, Paris, 19 octobre 1923. Pigeaud: Réservoirs pour attenuation des crues et des étiages. Paris 1916.

Pigeaud: Sur l’utilisation des réserves d’eau. Paris 1918.

Wilhelm: Du role des réservoirs. Paris 1916.

Duff A. Abrams: Structural Materials Research Laboratory, Levis Institute Chicago Bulletins N. 1—9.

Wegmann: The Design and Construction of Dams. New York 1922.

Regio decreto, Roma, 24 Aprile 1921. N. 70Ö.

Mohr: Der Spannungszustand einer Staumauer. Wien 1908.

Ziegler: Der Talsperrenbau. Berlin 1925.

Regulacja rzek.

Napisał

inż. Mieczysław Rybczyński,

profesor politechniki i wiceminister Robót Publicznych, Warszawa.

I. Zasady ogólne.

Ruch wody w korytach naturalnych. Cecha odróżniającą ruch wody w korytach naturalnych, jest ruchliwość podłoża. Do znanych czynników ruchu : (spadek, ilość wody, kształt przekroju) przybywa zatem nowy w postaci ruchu rumowiska, zużywającego znaczną cześć energji wody płynącej.

Siła unoszenia (erozyjna) cząstek rumowiska wynosi:

S = y ih kglm?

gdzie y = ciężar 1 mz wody w kg,

i — spadek wyrażony w stosunku wysokości do odległości, h — głębokość w m.

Z uwzględnieniem strat energji na pokonanie wewnętrznych oporów ruchu wody, wedle doświadczeń Engelsa należy wprowadzić do wzoru spółczynnik mniejszy od jedności i wzrastający w miarę zwiększania się głębokości stąd:

S = a ^ i h kglm².

Ruchliwość dna zależy od stosunku średnicy ziarn rumowiska do siły unoszenia. Dla porównania różnych rzek można tę ruchliwość scharaktery-

Im ta liczba jest większa, tern

zować stosunkiem średnicy do spadku

przy wyższym stanie rozpocznie się na danej rzece ruch rumowiska, tern równowaga jest stalsza.

0,08 do -0,15 mfsek., 0,2 do 0,3    „

Siłę unoszenia, przy której rozpoczyna się ruch rumowiska, nazywamy graniczną. Dla różnych rodzajów rumowiska można badać ją laboratoryjnie, lub obserwując graniczną prędkość, która zależy od tych samych czynników co siła unoszenia. Telford i Dubnat oznaczyli graniczne prędkości: dla ziemi, iłu, namułu

dla piasku.....

0,3

dla żwirów .....

Flamant podaje teoretyczny wzór na graniczną prędkość :

v²    0 v / Yf    \

2 y k F \ y    /

0 zależy od kształtu ziarna i wynosi dla ciał nieregularnych 0,8 ; wówczas k — 1, v objętość F przekrój y, ciężar gat. ziarna. Upraszcza ten wzór Sainjou, i przyjmując y — 2500, 0 = 0,8 k — 1, oblicza :

r² = 25 d

więc dla d = 0,0025    0,01    0,04

v = 0,25    0,5    1,0

0,17    0,38

2,0    3,0

m/sek.

Jeżeli siłę unoszenia graniczną nazwiemy S₀, zaś ilość toczonego rumo-

q

wiska q, to dla danego rumowiska stosunek---

cp jest ilością stałą.

S(S-S₀)

Y

Według Schoklitscha tp — 0,54 —(y = ciężar gat. rumowiska).

i 1

Objętość toczonego rumowiska w całym przekroju

x = B

Q = I q dx = y I S (S—S₀) dx.

x — 0

Sile <S'₀ odpowiadać będzie głębokość h₀, która oddziela w przekroju pole F1: którego środek ciężkości oddalony jest od linii granicznej CI) o odległość e (fig. 1).

Wówczas można przyjąć przybliżoną wartość całki Q = <p . (1000 . J)² . F₁ (A₀ -f 2 e)

Rumowisko wprawione w ruch toczy się w znacznej części po dnie, częściowo jednak zostaje zawieszone w wodzie i w tej postaci porusza się dalej. Nastąpi to wówczas, kiedy burzliwość ruchu wody wzrasta i wytwarza składową pionową zwróconą ku górze, w związku z znacznymi różnicami pomiędzy prędkościami poszczególnych strug wodnych.

Prędkość składowa pionowa wynosi według doświadczeń ¹/₃₀ do ¹/₂₀ prędkości średniej. W stosunku do różnych rodzajów rumowiska i tu będziemy mieli prędkości graniczne, które obliczyć można z wzoru

2ć

r_

F,

Fig. 142.

Bś

1.    zabudowanie dzikich potoków i wogóle miejsc, gezie się tworzy rumowisko ;

2.    ujednostajnienie ilości wody przez budowę zbiorników powodziowych;

3.    ujednostajnienie przekroju podłużnego i poprzecznego, przez nadanie regularnych form korytu rzeki.

Eoboty regulacyjne prowadzi się albo wyłącznie w celu meljoracyjnym,

dla uzyskania swobodnego odpływu wód, czasem pogłębiania koryta, ochrony gruntów nadbrzeżnych oraz ochrony przed powodzią, albo też również dla celów komunikacyjnych, tj. dla wytworzenia odpowiedniego koryta dla żeglugi i spławu.

II. Podstawy hydrologiczne projektu regulacji.

Projekt musi być ściśle przystosowany do charakteru rzeki, musi go zatem poprzedzić dokładne zbadanie naturalnych warunków odpływu. Badanie rzeki obejmuje:

1.    Dane fizjograficzne:

a)    Opady, ich rozkład itd.

b)    Konfiguracja dorzecza.

c)    Szata roślinna.

d)    Geologja, w szczególności miejsc powstawania rumowiska.

e)    Jakość i kształt rumowiska.

2.    Dane geodetyczne:

a)    Sytuacja rzeki z możliwem uwzględnieniem zmian w czasie.

b)    Przekrój podłużny.

c)    Przekroje poprzeczne.

3.    Dane hydrologiczne.

a)    Obserwacje wodowskazowe.

b)    Pomiary ilości wody i krzywe odpływu.

c)    Związki wodowskazowe i ilościowe z uwzględnieniem czasów trwania.

d)    Naturalne przekroje normalne, z zupełną równowagą.

Wybór Stanu normalnego. Projekt regulacji musi być przystosowany do wszelkiego rodzaju zmian w odpływie, jakie w danej rzece się zdarzają, niemniej przeto główną rolę będzie odgrywał pewien ściślej określony stan wody, ważny bądź to ze względu na cel, dla którego do robót przystępujemy, bądź też na jego znaczenie dla samej rzeki. Do tego t. zw. normalnego stanu dostosujemy przedewszystkiem budowle regulacyjne. Wchodzą to następujące stany charakterystyczne w grę:

1.    Absolutnie najwyższy stan wody stanowi podstawę obliczeń rozstawu wałów powodziowych, oraz objętości zbiorników retencyjnych, mających na celu ochronę przed powodzią.

2.    Średnia wysoka woda jest stanem normalnym dla zabudowania potoków i rzek górskich, tudzież dla rozstawu t. zw. wałów letnich, chroniących grunta przed zalewem tylko w porze wegetacji.

3.    Wyższe wody wiosenne i letnie, przy których odbywają się — zwłaszcza w rzekach płynących z gór, posiadających lodowce — najwyższy ruch romo-wiska, dają nam stan kształtujący koryto, który służy za podstawę do regulacji tych rzek. Stan ten otrzymamy, mnożąc objętości unoszonego rumowiska przy poszczególnych stanach wody, przez czas trwania tych stanów w ciągu roku i biorąc za podstawę stan, któremu odpowiada maksymalna wartość iloczynu.

4.    Stany okresowe określa się ilością dni zwilżenia profilu objętego niemi w ciągu roku. Mają one znaczenie rzek regulowanych dla celów żeglugi, przyczem częste zamiast roku oblicza się je w stosunku do czasu trwania nawigacji w roku, a więc z pominięciem okresu zamarzania.

5.    Stau średni niski, obliczony z dłuższego okresu, jest stanem normalnym dla regulacji na mała wodę rzek, używanych jako arterje komunikacyjne, wymagające pewnej głębokości w ciągu całego okresu nawigacyjnego.

6.    Rzadziej bierze się w tym celu stan absolutnie najniższy.

Określając stan normalny dla poszczególnych wodowskazów w różnych

wu.

punktach rzeki, otrzymuje się często niezgodności, które należy wyrównać, badając związki między wodowskazami, oraz przebieg spółczynników odpły Najlepszą drogą do tego celu jest bezpośredni pomiar objętości przy stanach korespondujących, tj. równoczesne pomiary w kilku punktach rzeki, odpowiadające jednemu i temu samemu stanowi wody. Stosunek otrzymanych w ten sposób spółczynników odpływu, pozwoli na skorygowanie spółczynników otrzymanych z obliczeń na poszczególnych miejscach pomiarów.

Stan normalny dla jednej i tej samej rzeki może być różny w różnych jej odcinkach i zwykle obniża się z biegiem rzeki. Tak np. rzeka, wypływająca z wysokich gór, będzie regulowana u źródeł na wysoką wodę, następnie na stan średni, w dolnym biegu na stan niski, lub długo trwający stan okresowy (210—240 dni w okresie żeglugi) itd.

Na podstawie krzywych odpływu, oznacza się objętości wody i spół-czynniki odpływu, odpowiadające stanom normalnym, w poszczególnych odcinkach rzeki.

Oznaczenie spadku. Rzeka płynąca w jednostajnych warunkach geologicznych i przy jednostajnie wzrastającym dorzeczu, wytwarza z czasem spadek, zmniejszający się w dół rzeki według regularnej linji krzywej, zbliżonej do paraboli o osi pionowej, najczęściej wyższego rzędu h — H = a (l-\-L)n (fig. 143); .

Na niejednostajne ukształtowanie się spadku wpływają zmienne warunki geologiczne, zmienne ilości odpływu, zwłaszcza w razie istnienia wielkich dopływów, zmiana kierunku rzeki w stosunku do ogólnego kierunku doliny, wreszcie przeszkody sztuczne w postaci jazów, progów, przegród itp.

Mi

t. zw.

Fig. 143.

Przed ustaleniem spadku zatem, należy ustalić punkty załomu spadku, a więc niejako punkty rstałe dane z natury (progi skalne, dopływy) lub sztucznie { utrwalone (jazy itp.), między którymi dopiero spadek da się dowolnie ukształtować.

Najczęściej zadaniem regulacji jest tylko wyrównanie istniejącego spadku, rzadziej jego zmniejszenia lub zwiększenia. W pierwszym wypadku projektowanie spadku polega na wyrównaniu między stałymi punktami według linji prostej, jeśli różnice w spadkach na początku i na końcu odcinka są na ogół nieznaczne, bądź też przy większych różnicach według linji krzywej.

Wyrównanie to musi uwzględniać zmiany, jakim mogą podlegać punkty załomów. Tak np. progi skalne ulegają szybszej lub wolniejszej erozji. Dopływ działa rozmaicie, zalażnie od stosunku ilości wody i niesionego rumowiska.

Dopływ górski do rzeki nizinnej powiększa ilość doprowadzonego rumowiska, którego rzeka nie jest w stanie unieść, a stąd punkt załomu będzie się podnosił zwiększając ustawicznie spadek poniżej, a zmniejszając powyżej. Odwrotnie działa dopływ nizinny do rzeki górskiej.

Istniejący spadek naturalny zmieniamy w projekcie w następujących wypadkach: jeżeli siła unoszenia rzeki nie wystarcza do usunięcia nadchodzącego z góry lub z dopływów rumowiska, wówczas zwiększyć ją najłatwiej przez zwiększenie spadku, do czego dochodzi się przez skrócenie biegu rzeki. Jeżeli przeciwnie erozja dna i brzegów jest zbyt wielka, należy spadek zmniejszyć przez budowę progów, zapór itp.

Obliczenie profilu normalnego. Ustalone spadki i ilości wody, pozwalają podzielić rzekę na szereg odcinków, tak dobranych, ażeby wewnątrz każdego odcinka można było przyjąć ilość wody i spadek jako niezmienne. Obrachowanie profilu normalnego musi nastąpić dla każdego odcinka osobno, a mimo to musi być zachowana ciągłość między sąsiednimi odcinkami.

Podstawą obliczenia jest ilość wody i spadek; zmienne mogą być powierzchnia przekroju i prędkość, zaś w powierzchni głębokość średnia i szerokość zwierciadła wody, natomiast między prędkością a spadkiem i głębokością istnieje znów ścisły związek. Stąd możliwość różnych rowiązań, a więc konieczmość dalszych założeń:

1.    Kształt przekroju normalnego musi odpowiadać nie tylko wodzie normalnej, ale również mieścić objętości większe i mniejsze. Sprawdzianem będzie tu wielkość siły unoszenia przy różnych stanach, w stosunku do tejże siły w korycie nieuregulowanem. Powoduje to odpowiedni dobór nachylenia skrajnych stycznych w przekroju parabolicznym, wzgl. nachylenie skarp w częściej używanym przekroju trapezowym. W nachyleniu tern rzadko przekraczamy stosunek 1:5, uciekając się raczej w razie potrzeby do profilu dwu lub trójdzielnego (dla wody małej, średniej i wielkiej, fig. 144).

2.    Zmiany w prędkości i sile unoszenia w sąsiednich odcinkach mogą następować tylko w razie zmian w charakterze rumowiska. Przy tern samem rumowisku powinna się utrzymywać w przybliżeniu ta sama prędkość lub może nieznacznie wzrastać z biegiem rzeki. Ponieważ jednolite rumowisko utrzymuje się tylko przy mało zmiennym spadku, zatem w rzece takiej, głębokości w dół rzeki, mogą tylko nieznacznie wzrastać, a cały wzrost powierzchni, odzwierciedli się w powiększeniu szerokości zwierciadła wody. Stąd w rzekach takich stosunek szerokości normalnej do głębokości w dół rzeki wzrasta, i to tern szybciej, im jednostajniejszy będzie spadek, a szybszy wzrost objętości wody.

mm.

srm

VWïS

mjo.

mm

"‘W/*

Fig. 144.

Najczęściej w dół rzeki maleje spadek, równocześnie maleje średnica ziarn rumowiska. Wówczas przy stałej ilości wody może stosunek szerokości do głębokości pozostać niezmienny. Każdy jednak wzrost objętości spowoduje konieczność powiększenia przekroju przez powiększenie szerokości i wzrost omawianego stosunku.

Stosunek szerokości do głębokości charakteryzuje więc najlepiej profil normalny, a ustalenie jego jest najlepszem założeniem dla obliczenia szerokości normalnej.

Przy regulacji meljoracyjnej, a więc mającej na celu ujednostajnienie istniejących stosunków odpływu, podstawą muszą być istniejące stosunki między czynnikami ruchu, w tych przestrzeniach rzeki, które uwidaczniają możliwie stałą równowagę tych czynników, i do których to przestrzeni chcielibyśmy cala rzekę upodobnić.

W tym celu z przekrojów regularnych takiej przestrzeni normadnej, w której spadki winny się zbliżać do przeciętnego, oblicza się średni stosunek szerokości do głębokości, który służy za podstawę obliczenia profilu normalnego.

Szerokości węższe od znalezionych w naturze w regularnych przestrzeniach, stosować można wówczas, gdy chodzi o zwiększenie siły unoszenia, np. dla pogłębienia łożyska rzeki.

Samo obliczenie następuje przy zastosowaniu dowolnego wzoru na prędkość, tak np. dla wzoru Chezy’ego v = K\H J

przy trapezie, gdzie a — ~

»-ria

T'

0,1

0,15

Cel i zadania regulacji rzek. Właściwym celem regulacji rzek jest zmniejszenie ruchu rumowiska i ujednostajnienie warunków odpływu. Cel ten osiąga się przez:

36 J

zaś H

przy paraboli, gdzie m oznacza stosunek nachylenia stycznych.

Ponieważ prędkość zależy również od głębokości, przeto nie można się obejść bez kilkakrotnych obliczeń. Dlatego zamiast używania wzorów na głębokość oblicza się drogą prób, przyjmując głębokość i obliczając objętość, aż do otrzymania zgodności. Przyjmując następnie różne napełnienia ustalonego przekroju, należy zbadać, jak reaguje on na różne objętości, a przedewszybt-kiem, jaki będzie stosunek nowych prędkości i sił unoszenia, w stosunku tych samych wartości w profilu nieuregulowanym.

Na rzekach regulowanych dla celów żeglugi chodzi przedewszystkiem o uzyskanie jak największej głębokości przy niskich stanach, zwłaszcza w t. zw. przejściach z jednej krzywizny w drugą.

Probierzem naturalnym będą tu więc t. zw. dobre przejścia w naturze, tj. te przejścia, w których naturałny profil ukształtował się w sposób zupełnie dobry dla żeglugi. Jeżeli takich profilów naturalnych niema, ustala się je, przyjmując możliwie jak największą głębekość, na jaką pozwala zwiększenie prędkości i siły unoszenia, przy wyższym stanie, wypełniającym całe koryto. W pewnych wypadkach może określać granicę powiększania głębokości wzrost prędkości, utrudniający żeglugę.

Przy określeniu szerokości trasy wielkiej wody, a więc rozstawu wałów, są do pogodzenia dwa sprzeczne momenty, z jednej strony ochrona jak największej powierzchni gruntów, a więc możliwie wielkie zbliżenie do siebie obustronnych wałów, z drugiej fakt, że ściśnienie koryta wielkiej wody powoduje zwiększenie siły unoszenia. Ponieważ największa erozja odbywa się w korycie głównem, przeto rozpoczynamy obliczenie od części przekroju, obejmującej koryto średniej wody, przyjmując granicę dopuszczalnego spiętrzenia. Resztę objętości wody musimy zmieścić w terenie inundacyjnym, znając więc jego kształt i poziom wody, mamy określoną szerokość, a tern samem i rozstaw wałów.

III. Trasa regulacyjna.

Zasadniczym elementem trasy jest krzywizna. Proste służą tylko jako przejścia z jednej krzywizny w drugą, w większych rozmiarach stosuje się je wyjątkowo, np. tam, gdzie chodzi o powiększenie spadku przez skrócenie biegu rzeki.

Z badań Fargue’a wynika, że między krzywizną a głębokością zachodzi ścisły związek. Dla Garonny wyrażał on go równaniem:

106

dL

Boussinesque natomiast doszedł teoretycznie do wzoru ogólnego:

dP_ 2 (cy/h    \

dL Bh₀ \ h) \h₀    )

dh

dL

przyczem h₀ jest głębokością w prostej zaś C = ^ (k z wzoru Chezy’ego).

Ścisły cyfrowy związek między głębokością o krzywizną musi być oznaczony dla każdej rzeki. Ogólne zasady tego związku t. zw. „prawa Fargue’a“ są:

1. Zmienność krzywizny łuku powoduje zmienność głębokości, którą określa nachylenie stycznej krzywizny.

2.    Dla wytworzenia się odpowiedniej dla danej krzywizny głębokości, potrzebna jest pewna długość tej krzywizny.

3.    Największe głębokości i mielizny, przesunięte sa w dół poniżej najmniejszej i największej krzywizny.

Z praw Fargue’a wynika konieczność unikania nagłych zmian krzywizny, tam gdzie chodzi o możliwie stałą głębokość, a więc przy regulacji dla żeglugi, zwłaszcza na małą wodę, zatem konieczność stosowania krzywych przejściowych, między prostą a łukiem, lub między różnymi lukami.

Hagen stósuje dla łuku wklęsłego krzywą:

y — x cot a — nxz

gdzie x i y rzędne liczone na cięciwie krzywizny a jest połową kąta wierzchołkowego, n i z do wyznaczenia przez przyjęcie jeszcze jednego punktu krzywej stosownie do wymogów terenu.

Fargue stosuje bardziej zawiły kształt krzywej :

(    2 L₀ .

2 L°

cos p₀ -sin

£)iL+c

Na Odrze zastosowano krzywą przejściową paraboliczna o równaniu y² — 2 p x, biorąc p równe: od połowy do podwójnej szerokości trasy. Najlepsze wyniki dał parametr równy szerokości trasy.

Wzniesienie zwierciadła wody na brzegu wklęsłym skutkiem siły odśrodkowej odkreśla Gocking stosunkiem :

sin

2 L₀ .

-sm

y = 0,235 v² log 11 -j- j

gdzie R = promień łuku, y wzniesienie nad średnią wysokością, x odległość od środka koryta, v prędkość.

Objaw ten zwiększa jeszcze nieregularność ruchu w

łuku, skutkiem

odbijania się strug wody, wirów i tp. ; stąd powiększenie oporów, zwiększenie erozji zmniejszenie spadku i konieczność zwiększenia przekroju przepływu.

Fargue radzi rozszerzać trasę w łuku i to w stosunku do zmniejszenia spadku, ażeby

“ -7-, Praktycznie uskutecznia to przez ² i

dB

R.

/TOB-

r/:

/<p

większe rozwinięcie łuku wypukłego, tj. przesunięcie jego początku i końca łuku o mniej więcej 1 do 3 szerokości trasy (fig. 145).

Fig. 145.

Między dwoma lukami konieczną jest pewna minimalna długość prostej dla umożliwienia przejścia nurtu z jednego brzegu wklęsłego pod drugi, którą przy różnych promieniach określa wzór L = y ił (Ą -j- Ą), dla Ą =

gdzie R — promień nurtu, B = szerokość między linjami nurtu. Najstosowniejszy dla danej przestrzeni rzeki promień łuku zależy od siły żywej wody, od prędkości. Trasa wielkiej wody winna mieć krzywizny

łagodniejsze. Stąd konieczność zbliżania do siebie trasy brzegów wklęsłych przy profilach dwu- lub trój-dzielnych (fig. 146).

Wybór odpowiedniego promienia przy stanie normalnym należy oprzeć na badaniach danego odcinka rzeki i spostrzeżeniach, przy jakim promieniu utrzymuje się nurt stale przy brzegu wklęsłym, bez śladów erozji brzegów.

Promień łuków i ich długość winny ulegać jak najmniejszym zmianom. Długość łuku powinna stać w pewnym stosunku do promienia i do szerokości trasy. Jeżeli konieczne jest stosowanie łuków zbyt łagodnych dla danej rzeki, należy je traktować przy obudowie jak proste. Bardzo ostre łuki Avinny się łączyć z prostymi zapomocą krzywych przejściowych.

/-/

toto.

l\

ir.ro.

i/'

/Os

it

/■

/A

ir-n

mm.

ir.ro.

mm /

rum

ir.ro.

rn.ru. /

Fig. 146.

Jeżeli chodzi wyłącznie o żeglugę, można określić minimalny promień stosunkiem do szerokości trasy a mianowicie R — 5 B do 6 B.

Prowadzenie trasy winno o ile możności zbliżać się do naturalnego biegu, przyczem ważne jest zbliżanie wklęsłych brzegów na naturalnych wysokich brzegach.

Kierunek trasy wód wyższych nie powinien kryżować się z kierunkiem trasy wód małych.

IV. Roboty regulacyjne.

Zabudowanie dzikich potoków ma na celu powstrzymanie tworzenia się rumowiska u źródeł jego powstawania i umożliwienie zalesienia stokôiv, jako jedynego środka zapobiegawczego.

Typowy dziki potok składa się z kotła, gdzie przeważnie rumowisko się wytwarza, z szyji, którą przesuwa się rumowisko, zasilane ze stoków nowymi złożami, i ze stożka usypowego, gdzie skutkiem załamania linji spadku, znaczna część rumowiska się osadza wobec zmniejszenia się siły unoszenia.

Obudowa kotła polega na zmniejszeniu spadku i powstrzymaniu toczącego się rumowiska, zapomocą zapór, przegród, zamknięć dolin. Zasadniczo buduje je się z suchego muru lub drzewa; stosując mur na cemencie, należy wstawić dreny celem przepuszczania wody, a zatrzymania jedynie rumowiska. Normalnie buduje się zapory niskie, czasami podwyższa się je po załadowaniu; z reguły buduje się stopniowo od dołu, i av miarę wypełniania rumowiskiem, buduje się wyżej. Zapory kilkumetrowe mają kształt

h

prostokąta, przyczem : grubość muru g — ——, gdzie h — wysokości zapory, zaś

Vr

Y = ciężar gatunkowy muru. Wyższe buduje się w formie trapezu, przyczem grubość korony = 0,45 h, zaś grubość podstawy = 0,9 h. Wymiary zapór wyższych wyznacza się zapomocą linji ciśnienia. Teoretycznie kształt zapory powinien być trójkątny, w rzeczywistości wykonuje się ściany od lądu w linji łamanej, przyjmując zwykle a = lł/₂ k, z = g₀ (fig. 147). Zapora wykonana w łuku, może otrzymać wymiary słabsze według wzoru g — -i-i? x,

gdzie y = ciężar gatunkowy wody wraz z rumowiskiem, p = spółczynnik wytrzymałości muru, R = promień łuku, x odległość od korony. Korona musi być z doborowego materjału, ze względu na ruch rumowiska. Umocowanie ze stokami następuje prócz wcięcia, przez skrzydła górne i dolne. Szczególną uwagę zwrócić na ubezpieczenie dna poniżej zapory. Najlepiej wytworzyć .basen zapomocą progu piętrzącego poniżej zapory. Basen należy czyścić po przejściu każdej wielkiej wody mowiska, które tam się nagromadzi (fig. 148). niskie zapory można wykonać z drzewa, a) w formie kilku rzędów płotków wypełnionych kamieniem, b) wr formie bardzo prymitywnej : gałęzi opartych o poprzeczne krąglak i obciążonych kamieniem (fig. 149), c) w formie skrzyń, wypełnionych kamieniem (ka-szyce), szczególniej chętnie używanych we wschodnich Karpatach (fig. 150), d) z kraglaków, używanych chetnie w Tyrolu (fig. 151).

Obudowa gardła czyli szyji potoku, Wm.mm, na celu zmniejszenie siły żywej wody, wiec przedewszystkiem zmniej- A '    '

szenie spadku. Przy dużych spadkach, uskuteczni się to znów zapomocą szeregu niskich zapór, które zarazem podniosą i ustalą dno, a przez to i stoki, j Przy mniejszych wystarczy t. zw. ko- I rekcja progowa, tj. umieszczenie szeregu niskich stopni wykonanych z kamienia lub z drzewa (fig. 152 i 153).

Bardzo często zachodzi konieczność zmiany naturalnego kierunku biegu potoku, zwł. gdy podmywa on stoki.

Rzadko stosujemy systematyczne ujęcie potoku w tamy regulacyjne, najczęściej wystarcza miejscowe odsunięcie brzegu zapomocą budowli miejscowych z kamienia lub z drzewa w połączeniu z kamieniem (fig. 154).

O bud o wr a stożka

z ru-Bardzo

/A

Fig. 147.

ma

Fig. 148.

usypowego ma na celu zapobiedz osadzeniu się zbyt wielkiej ilości rumowiska w tej części potoku, a więc’wymaga powiększenia

'4\V/Ż

...

.JÊL

Fig. 149.

Wi

mM

rüf

mm

Fig. 150.

siły unoszenia. Uskutecznia się to z jednej strony przez ujęcie różnych odnóg w jedno sprostowane koryto, a zatem przez powiększenie ilości wody i spadku, z drugiej zaś strony przez zmiejszenie oporów tarcia, które można

osiągnąć przez możliwie gładką obudowę ścian i dna koryta. Najkorzystniejszy profil: trapez z łękiem na dnie (fig. 155). Jeśli nie potrafimy powstrzy-

km.

' M-H I

iwaÊÊHSÊBSsm

Fig. 152.

cr

ZD

%Ę!Ę

m-/0m

Fig. 153.

Fig. 151.

mac zupełnie tworzenia się rumowiska, a z różnych względów nie można go wprowadzać do głównego ścieku, urządza się specjalne składowiska rumoszów, czyszczone od czasu do czasu. Sposobu tego używa się zwłaszcza wówczas, skoro chce się uchronić linje komunikacyjne, przechodzące przez stożek usypowy.

Regulacja rzek we właściwym słowa znaczeniu polega na ujęciu koryta w regularny kształt profilu poprzecznego, kierunków i spadku, i na

przekrój a-b

osiągnięciu przez to jednolitych warunków ruchu ru-#■ mowiska.

t j-j i ifi

Rzekę ujmuje się zapo-mocą tam regulacyjnych, prowadzonych równolegle lub prostopadle do kierunku ruchu wody.

Fig. 154.

Ujęcie rzeki w dwustronne tamy równoległe (fig. 156) nadaje jej odrazu stałe nowe brzegi, wytwarza łagodną linje nurtu, stałe głębokości, ale utrudnia załadowanie przestrzeni poza tamami, i wrazie źle dobranej szerokości trasy, utrudnia późniejsze zmiany. System ten daje mimo to najlepsze rezultaty a w rzekach górskich, przy silnym naporze wody, jest jedynym możliwym.

Obudowa rzeki zapomocą tam prostopadłych, których końce oznaczają linje regulacyjną, jest możliwą w dolnych biegach rzek przy małym spadku. Zalety: szybkie załadowanie pól między tamami i łatwość zmiany szerokości trasy; wady: dno kształtuje się bardzo nieregularnie, i trudno utrzymać nurt w pożądanych linjach, każda bowiem para tam powoduje piętrzenie i nieregularny ruch wody. Tamy prostopadłe zakłada się prostopadle do trasy lub skośnie pod prąd, rzadziej za prądem (na początku przestrzeni regulowanej; fig. 157). Ukos 70° do 80° największy w prostych, najmniejszy w łukach wypukłych.

Korzyści obu systemów łączy system mieszany, polegający na zastosowania tam równoległych, tylko w łukach wklęsłych i częściowo w prostych (fig. 158).

Ą ' rW'W 1

Fig. 156.

?/

Fig. 156.

W¹ -

Fig. 157.

KK>

//

Fig. 158.

Tama równoległa lub opaska może sama dla siebie stanowić budowlę ochronną; tamy prostopadłe mogą być użyte, o ile stanowią pewną grupę budowli.

Tama zasadniczo ma kształt trapezu, odpowiednio do naporu wody. Te budowle bez fundamentów, opierające się naporowi wody własnym ciężarem i tarciem podstawy o dno, wymagają szerokiej podstawy, tj. łagodnych skarp. Przy tamach równoległych, skarpy od strony wody najmniej 1:2 lub 1:3, od lądu 1:1 lub 1 : l!/₂. Dla prostopadłych obustronnie 1:1 lub 1:1¹/₂, zależnie od siły prądu. To samo poprzeczne tamy łączące równoległe z brze-

Bryła, Podręcznik inżynierski IV.

41

145

giem. Skarpa głowy tamy prostopadłej 1:3 do 1:5. Tamy, zamykające boczne koryta, conajmniej 1:1 lj₂.

Wzniesienie nad zwierciadłem wody normalnej zależne od wielkości rzeki, stanu, na który się reguluje, i położenia tamy. Przy regulacji na małą wodę wzniesienie tam na ogół nieznaczne, dla wyższych stanów większe. Dla danej rzeki i stanu, najw. wzniesienie mają tamy w łuku wklęsłym, najmniejsze w wypukłym.

Szerokość korony, zależna od charakteru rzeki, zmienia się od 1 m przy tamach kamiennych i rzekach o słabym prądzie, do 4 m dla tam faszyno-wych i rzek o silnym prądzie.

Tamy poprzeczne wznoszą się najeż, ku brzegowi 1:100 do 1:20, zależnie od szerokości rzeki i różnic objętościowych przy różnych stanach. Połączenie tych tam z brzegiem musi być bardzo silne, zapomocą wcięcia (wrzynki) i opasek przybrzeżnych.

Przy ujęciu małej wody używa się często tam podwodnych, których korona wznosi się zaledwie do wysokości najniższej wody (fig. 159). Tamy

_ :cc__________ ₍ te przechodzą niekiedy odpo-

NM

f2i

wiednio obniżone przez całe

ät™ ■i*ko progi

Fig. 159.

kamień, czasem nawet w połączeniu z drzewem, dla biegów średnich i nizinnych faszyna w połączeniu z kamieniem, dla małych rzek niziuuych nawet sama faszyna.

Kamień o możliwie wielkim ciężarze gatunkowym musi być odporny na działanie wody i zmiany temperatury. Najlepszy granit lub piaskowiec kwar-cytowy. Forma konstrukcji: najeż, narzut z luźnych brył, wielkości przystosowanej do siły unoszenia. Korona i część skarpy od strony wody wyrównane, lub nawet brukowane. Zaprawy się nie używa, chyba do bruków na naturalnej skarpie. 1 m³ narzutu wymaga 1,2 m³ kamienia.

Przy silnym prądzie, zwł. w tamach poprzecznych, kamień układa się między rzędami płotków lub szeregami palików tuż obok siebie bitych, a nawet niekiedy w ramach z drzewa ciosanego.

Paszyny są to wiązki jednolitych prostych gałęzi o długości 3—4 m, przeciętnie 0,3 m średnicy, wiązane trzykrotnie witkami z młodszej wikliny lub leszczyny. Najlepszy materjał: wiklina (wierzba krzaczasta), pod wodą też wierzba, olcha, topola, leszczyna i świerk. Dla łączenia wiązek w jedną całość używa się t. zw. kiszek, tj. wiązanych z wikliny sznurów, o średnicy 0,15 w odstępach co 0,3 m i palików o średnicy 0,05 m dł. 1 m z dębu, brzozy olchy, wierzby lub drzew iglastych.

Części tam nad wodą, buduje się wyłącznie z wikliny.

Elementami tam z faszyn są:

Faszynada (fig. 160): są to warstwy faszyn układanych wachlarzowo i zatapianych zapomocą obciążenia żwirem lub piaskiem, tak, że najszerszy koniec wachlarza znajduje się na dnie rzeki. Poszczególne warstwy łączone z sobą kiszkami i palikami. Górne warstwy nad wodą i tamy na płytkiej wodzie buduje się z t. zw. wyściółek, tj. luźnych pręci o grubości około 0,3 m, układanych poziomo i przybitych kilkoma rzędami kiszek.

1 m³ faszynady wymaga 4 do 6 faszyn i 12 do 15 palików.

Płotki: plecione z wikliny na palikach z drzewa twardego w odstępach około 0,3 m wysokości do 0,3 m, jeśli stanowią nadbudowę tamy, lub ubezpieczenie skarpy, zaś 0,6 do 1 m, jeśli stanowią korpus tamy. Wówczas buduje je się w kilku rzędach (2—4) w odstępach 0,6 do 0,8 m.

Walce (fig. 161): o średnicy 0,8 do 1,2 m, z wikliny, wypełnione wewnątrz kamieniem lub żwirem i wiązane co 0,5 m drutem, wykonywa się

w sztukach 6 do 10 m długich, które zatapia się dla utworzenia korpusu tamy, lub jako walce ciągłe dla ubezpieczenia stopki tam przed podmywaniem. Zamiast faszyny i drutu, używa się siatek drucianych, ale wówczas zwykle przekrój nie okręgły, ale kwadratowy lub prostokątny.

Materace : są to płyty z faszyn układanych na sztelażu z łat, lub na pomoście na siatce z kiszek, umocnione z góry takąż siatką, wiązane drutem i przybite palikami, zatapiane zapomocą obciążenia ziemią lub kamieniem. Stanowią często podłoże tam prostopadłych, jako zabezpie-czenie przed podmyciem lub ochronę zer-wistego brzegu.

Brzegosłon (obitka brzegu): jest to ściółka pręci wiklowych, przybita kisz-kami do skarpy brzegu.

Tamy faszynowe otrzymują najczęściej od strony wody narzut kamienny, chroniący je przed zniszczeniem i przed podmyciem, natomiast korony tam faszynowych narażonych na uszkodzenie lodami, pokrywa sg się często brukiem kamiennym.

Obok stałych budowli używane są też prowizoryczne, służące do wyrobienia koryta, załadowania bocznych odnóg itp. Tu należą t. zw. zasłony Wolffa : są to faszyny wiszące na łatach poziomych przymocowanych do pali, i skutkiem tego ścieśniające przepływ od góry, co powoduje ruch rumowiska poza zasłony. Ten sam skutek sprowadzają t. zw. parkany Audauin’a lub pale z plecionkami (Loara), galary z zasuwami Jankowskiego, siatki z drutu na sztelarzach żelaznych, wreszcie drzewa zatapiane (Mississippi), używane na bardzo wielkich głębokościach.

Obok tych głównych elementów budowy, których zastosowanie zależy od charakteru rzeki, do robót regulacyjnych należą też przekopy.

Przekopy powodują zawsze zwiększenie siły unoszenia i pogłębienie. Prędkość p., w przekopie, który skraca bieg rzeki o długości l na lx, bedzie

'il 11 i 11 i

Fig. 160.

r-M

ÏIÎSmÎmvimmimm

Fig. 161.

!'-i =

odpowiednio zmniejszy się głębokość

Przekopy stosujemy zatem tylko, jeżeli:

1.    silna krzywizna w łuku nie da się utrzymać,

2.    zbyt mały spadek powoduje osiadanie rumowiska i zabagnienia,

3.    koniecznie jest ogólne zwiększenie spadku rzeki,

4.    niekorzystne położenie ujścia rzeki wymaga zmiany.

W każdym przekopie nastąpi u góry pogłębienie, u dołu podniesienie zwierciadła wody skutkiem dążenia rzeki do naturalnej równowagi.

Przekop wykonywa się w całej szerokości i na projektowaną głębokość tylko przy bardzo ciężkim materjale, i słabej sile unoszenia. Zwykle wykonywa się kinetę o szerokości ¹/₃ do ¹/₅ szerokości projektowanej trasy, położonej w osi trasy regulacyjnej, jeśli łuk jest łagodny lub prosty. W łukach ostrych przesuwa się ku brzegowi wypukłemu. Jeśli zachodzi obawa zbyt

147

41*

szybkiej realizacji, wykonać można przy brzegu wklęsłym, budując równocześnie opaskę ochronną. Wlot winien się zgadzać z kierunkiem nurtu powyżej przekopu, wylot powinien skierowywać materjał tam, gdzie go chcemy złożyć.

Równocześnie z wytworzeniem nowego koryta, należy dążyć do załadowania przestrzeni za tamami, i odciętych przekopami koryt, tudzież bocznych odnóg przez obsadzanie tworzących się odsypisk wikliną, która następnie chwyta namuł, i przyspiesza załadowanie oraz podwyższenie odsypisk, aż do wysokości, którą chcemy otrzymać, licząc się z odpływem wielkich wód. Po uzyskaniu żądanej wysokości terenu (kolmatacji), należy kulturę zmienić, lub wikle utrzymywać nisko, przynajmniej na szerokości przepływu średnich wód.

Do obsadzań najlepsze: wiklina biała (salix alba), czerwona (rubra) koszykarska (viminalis), rzeczna (helix), falowa (undulata), migdałowa (amyg-dalina) i inne.

Cięte co trzy lata, dają znakomity materjał do budowy i na koszyki. Cięcie od połowy października do końca marca. Czas sadzenia w jesieni do mrozów, wiosną do połowy maja. W jesieni obsadza się odsypiska wyższe, wiosną niższe, i nie narażone na lód. Sadzenie w rzędach prostopadłych do prądu wody, długość sadzonek 40—60 cm układa się je w rowach lub wtyka się w miękki grunt, pochylone za prądem wody. W odsypiskach żwirowych sadzi się gęściej i po kilka sadzonek, zaś w kamienistych, w gniazdach, tj. głębszych dołach, gdzie wkłada się kilkanaście prętów, i zasypuje ziemią lub piaskiem.

Regulacja dla żeglugi. Rozróżnić można trzy różne systemy.

1.    Pierwszy polega na ulepszeniu samej drogi jezdnej (nurtu), niezależnie od całości koryta rzeki. Do tego służą:

a)    Usuwanie przeszkód żeglugi w postaci pni, karczy, resztek pali itp najczęściej zapomocą przyrządów mechanicznych (ekskawatorów, dźwigów, dębiarek, prądówek itd.), wysadzanie skał podwodnych.

b)    Przekopywanie podwodnych mielizn zapomocą pogłębiarek kubełkowych lub ssących, zależnie od materjału dna. Przekop wykonywa się na szerokość potrzebną dla żeglugi i na głębokość zwykle większą. Poprzedzić musi dokładne zbadanie dna (linje równych głębokości), gdyż tylko zastosowany do układu dna koryta przekop, może się utrzymać, bez natychmiastowego załadowania. Nieumiejętne zastosowanie przekopania progu może spowodować wystąpienie nowej płycizny powyżej, przez obniżenie zwierciadła wody.

Wydajność pogłębiarek rzecznych zastosowuje się do wielkości rzeki i wynosi od kilkudziesięciu do kilkuset m³ na godzinę.

Na progach skalistych wykonuje się pod wodą kinettę o potrzebnych rozmiarach (Ren, Dunaj), a dla zmniejszenia wzmożonej prędkości przedłuża się kinetę w górę i w dół zapomocą tam równoległych, poza rozciągłość progu. Wykonanie podwodnej kinety bardzo zwykłe kosztowne, muszą poprzedzić bardzo ścisłe badania dna, zapomocą specjalnych statków (Żelazna Brama).

c)    Zmiana kierunku nurtu, i wpływanie na kierunek posuwania się i kształt mielizn, zapomocą budowli ruchomych (zasłony Wolffa, parkany, galary Jankowskiego itp.).

System ten nadaje się dla rzek wielkich, przy których koszta regulacji nie stałyby w żadnym stosunku do korzyści (Wołga, Mississippi), oraz wówczas, gdy na oku mamy jedynie żeglugę.

2.    Drugi system polega w zasadzie na pozostawieniu rzeki w jej naturalnym łożysku. Ponieważ w łukach głębokość jest zazwyczaj wystarczającą dla żeglugi, przeto poprzestaje się na ubezpieczeniu istniejącego brzegu wklęsłego i ustaleniu odsypisk na brzegu wypukłym. Całą uwagę poświęca się uregulowania t. zw. przejść, stanowiących zwykle jedyne przeszkody wielkiej żeglugi, biorąc pod uwagę najniższe stany wody, najkorzystniejsze dla żeglugi.

dla

Fargue stosuje ten system przy pomocy zmiennej szerokości trasy regulacyjnej, natomiast Girardon stosuje równoczesne piętrzenie wody na przejściach i poniekąd ustalenie dna zapomocą ostróg podwodnych, skierowanych pod prąd i dochodzących nieraz do środka koryta, a przesuniętych aż do luku wklęsłego.

System ten możliwy jest w rzekach skoncentrowanych w jednem korycie, bez wędrownych ławic, w którem łożysko małej wody nie ulega ciągłym zmianom, a stan spadku nie wymaga zmian.

3. Trzeci system polega na systematycznem ujęciu rzeki w budowle regulacyjne, według z góry zaprojektowanej trasy o oznaczonej szerokości, przy wzięciu za podstawę niskich stanów, trwających w okresie żeglugi 21 ft do 245 dni.

Wskazany jest dla rzek dzikich, zmieniających ustawicznie łożysko wód niskich, a nadto tam, gdzie prócz żeglugi, mamy również cele meljoracyjne na oku, jak ochronę brzegów, zakulturowanie nieużytków, pogłębienie i ustalenie łożyska rzeki i ułatwienie odpływu wielkich wód.

Przy ustaleniu głębokości dla żeglugi pamiętać należy, że nie osiągniemy nigdy zapomocą regulacji głębokości większej, niż ją rzeka posiada w naturze, ale tylko ujednostajnienie głębokości, zwiększenie jej na przejściach, a zmniejszenie w łukach da wystarczającą korzyść dla żeglugi.

Eównież brać należy pod uwagę, niemożliwość zupełnego ujednostajnienia głębokości, z powodu zmian w spadku, zależnych od krzywizny trasy.

Ujście rzek. Kąt, pod jakim dopływ doprowadzamy do rzeki głównej, zależy od stosunku ilościowego objętości wody i toczonego rumowiska w rzece i w dopływie. Małe dopływy, nawet z wielką ilością rumowiska, mogą wpływać nawet prostopadle. Dopływy większe muszą wpływać pod kątem. Jeśli rzeka główna może z łatwością przynoszone rumowiska usuwać, kąt winien być tępy (około 60) ; jeśli nie, musi się zastosować kąt ostrzejszy, ale wówczas konieczne bagrowanie. Jeśli dopływ nie toczy rumowiska, ale toczy go rzeka główna, musi być kąt tępy; jeśli żadna z rzek nie toczy rumowiska — lepszy kąt ostry. Specjalnego traktowania wymaga ujście do morza. Jeśli morze bez przypływu, to przy wielkiej wodzie spadek ogromnie się powiększa, a tern samem i erozja. Dla zapobieżenia, konieczne znaczne rozszerzenie przekroju. Natomiast mała woda przy zmniejszającym się spadku, wymaga coraz większego skoncentrowania. Stąd przy ujściu musi się zwęzić profil małych wód, a więc koryta żeglownego, natomiast musi się rozszerzać profil wód wielkich, a nawet średnich. Przy ujściu rzek do morza o silnym przypływie powiększa się trudność przez cofanie się fali w czasie przypływu w głąb lądu. Ponieważ jednak w czasie przypływu głębokość będzie zawsze wystarczającą, a w czasie odpływu spadek się powiększy i zwiększona erozja samoczynnie wyczyści koryto, przeto wystarczy rozszerzenie koryta wód wielkich i unikanie nagłych skrętów, rozwidleń itp. dla łatwiejszego przenoszenia się fali, ale nie jest konieczne zwężenie koryta małych wód. Przy wielkiej ilości unoszonego rumowiska do morza, należy tamy ujmujące przeciągnąć aż do odpowiedniej głębokości morza.

Ochrona przed powodzią. Kegulacja rzek może zmniejszyć falę powo" dziową przez ułatwienie odpływu i pogłębienie koryta rzeki, nadto zmniejsza skutki powodzi przez ustalenie koryta i umocnienie brzegów.

Zapobiedz w zupełności powodziom może tylko ujednostajnienie odpływu przez budowę zbiorników retencyjnych. Możliwe to jednak tylko przy odpowiedniej konfiguracji terenu, stosunkach geologicznych i wobec wielkich kosztów, przy możności wykorzystania zbiorników jako źródeł energji.

Zbiorniki takie przyczyniają się równocześnie do powiększenia żeglowności rzek, powiększając ilość minimalnego odpływu.

Objętość zbiorników rentencyjnych, oblicza się w środkowej Europie na 46.000 m³ na km² dorzecza w terenie pagórkowatym, zaś do 100.000 m³lkm2 w terenie górzystym. Stąd wypadają koszta 25.000 do 50.000 złotych na 1 km² dorzecza.

Ostatecznym środkiem ochrony przed powodzią są obwałowania. Ponieważ obwałowanie przeszkadza należytej meljoracji doliny, nadto zwiększa erozję, nieraz podnosi falę powodziową przez zniesienie retencji, koncentrując cały namuł w korycie może też podnieść zbytnio teren między wałami (Pad), przeto stosuje się wały tylko jako ostateczny środek, i w ścisłym związku z regulacją rzeki, jako regulację systematyczną na wielką wodę.

Wały więc można budować, jeżeli:

1.    nie wywołają zwiększenia znacznego fali powodziowej,

2.    grunta nadbrzeżne nie potrzebują stałego namulania,

3.    powiększenie wartości gruntów wyrówna koszta obwałowania,

4.    potrzebne są dla całości systemu regulacji.

Wały oblicza się albo na wody najwyższe, albo na powodzie w czasie wegetacji (wały letnie) ; wówczas wiosenną wodę przelewami przepuszcza się na teren obwałowany.

Ilość wody zwiększyć należy o kubaturę, mieszczącą się na terenie obwałowanym, w stosunku do czasu, w jakim się tam dostaje, będzie to właśnie uwzględnieniem zniesienia retencji. Przyjmując następnie dopuszczalne spię-trzënie wałami, ze względu na zwiększenie erozji, oblicza się odstęp wałów, biorąc pod uwagę względy gospodarcze (osady, budynki itd.).

Mat er j ał. Wały sypie się z materjału, jaki jest do dyspozycji, w warstwach 0,2 do 0,3 m ubijanych ręcznie. Jeśli materjałem jest czysty piasek lub żwirek, konieczne jest uszczelnienie warstwą iłu od wody, lub założenie rdzenia nieprzepuszczalnego, zwykle w grunt zapuszczonego.

na

Połączenie z gruntem zapomocą zdjęcia roślinności, zorania i ewentualnie wykopania rowków. Wał z dobrego materjału otrzymuje podstawę równą poczwórnej wysokości. Wał z materjału sypkiego lub na niepewnym terenie (torf) rozszerza się przez danie łagodnych skarp łub ławeczki. Ze względu osiadanie sypie się wał wyżej o ¹/₁₂ do ¹ji wysokości projektowanej, zależnie od materjału i wysokości.

Korona wału wznosi się nad zwierciadłem wielkiej wody o 0,3 do 0,6 m. Jeśli rzeka szeroka i ma fale do 0,9 m, przy przejściu miast do 1,2 m, wreszcie w miejscach, gdzie stale powtarzają się zatory, podwyższamy koronę wału aż do 3,0 m nad w. w.

Szerokość korony na rzekach małych 1,5 do 2,5 m na wielkich 2,5 do 5,0, jeśli służą do komunikacji.

Nachylenie skarp od wody przy dobrym materjale 1:1V2 do 1:3, przy piasku nawet do 1:6. Od lądu 1:1 do 1:2. Wzdłuż wałów wolny pas 2 do 10 m szerokości. Eowy materjałowe od wody, przecinane progami dla łatwiejszego zamulenia.

Skarpy darniowane lub obsiane, korona żwirowana. Przy silnych prądach bruk lub płyty betonowe. Na wałach morskich często płyty żelbetowe. Na przelewach rozszerza się koronę aż do 10 m. Skarpy daje się łagodne 1:10 i więcej i często pokrywa się brukiem. Przejazdy od strony wody zakłada się po skarpie za wodą. Wysokie wały mają często rampę obniżoną i zamykaną podwójną ścianą, zakładaną balami i uszczelnioną wewnątrz, na czas wielkiej wody.

Czasowe podniesienie wałów w czasie zatorów wykonywa się zapomocą pojedynczej lub podwójnej grodzy.

Przepusty dla odwodnienia doliny (fig. 162), dawniej drewniane, obecnie najczęściej betonowe, zamykane samoczynną klapą lub wrotami śluzówemi.

Jeżeli wodę ma się dla celów meljoracyjnych wprowadzać za wały, czas przepust- zamykamy zastawką do regulowania.

wów-

Obliczenie przepustu w stosunku do czasu, w jakim należy nagromadzoną za wałami wodę wypuścić z uwzględnieniem zmiennego ciśnienia. Przy długotrwałej wodzie wielkiej konieczny zakład pompowy, przyczem oblicza się na 1 ha 100 mm wody do odprowadzania w ciągu 14 dni.

W/M

. nu '

itIM

ii

Fig. 162.

zam-

t. zw.

Przy budowie objektów najważniejsze należyte uszczelnienie i połączenie z korpusem wałów, a w razie przepuszczalnego podłoża konieczne knięcie ścianką szczelną, przynajmniej od strony wody.

Większych ścieków nie przepuszcza się przez wał, ale buduje się wały wsteczne, tj. przedłuża się wały główne z obu stron ścieku na odległość działania cofki.

LITERATURA.

Matakiewicz: Regulacja rzek. Lwów 1923.

Flamant: Hydraulique. Paris 1900.

Bubendey: Gewässerkunde. Leipzig 1911.

Engels: Handbuch des Wasserbaues. Leipzig 1923. Forchhei mer : Hydraulik. Berlin 1914.

Friedrich: Kulturtechnischer Wasserbau. Berlin 1908. Wang: Grundriss der Wildbachverbauung. Leipzig 1908.

Drogi wodne.

Napisał

Dr. inż. Adam Różański,

profesor Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków.

I. Żegluga śródlądowa i spław drzewa.

Statki. Charakterystyczne linje statku:

1.    Linja zanurzenia próżnego statku, czyli dolna wodnica, jest to linja przecięcia się zwierciadła wody z kadłubem statku wyposażonego w osprzęt, węgiel i załogę, lecz bez ładunku.

za-

2.    Linja zanurzenia pełnego statku, czyli górna wodnica, jest to linja nurzenia statku z osprzętem, węglem, załogą i pełnym ładunkiem.

3.    Długość statku (t. zw. między pionami) jest mierzona w linji pełnego zanurzenia, a długość statku całkowita na pokładzie górnym od końca dziuba do końca rufy.

4.    Szerokość statku mierzy się w głównem żebrze (głównym szpancie) bez listew, szerokość największa statku z uwzględnieniem tych listew.

5.    Wzniesienie burty ponad linję pełnego zanurzenia (t. zw. wolna burta) winno mierzyć na statkach o pojemności powyżej 15 t\ 25 cm, poniżej 15 t : 15 cm.

Spółczynnik wyporu 8 (tj. stosunek wyporu wody przez statek przy największym zanurzeniu do pryzmatu czworobocznego, utworzonego z długości między pionami, szerokości, i największego zanurzenia, więc

LB tt

jących parowców kołowych 0,75—0,85, dla takich śrubowców 0,45—0,65, a dla łodzi towarowych (bez własnego popędu) 0,80 — 0,90.

wynosi dla szybkich parowców ręcznych 0,60 — 0,65, dla holu-

Spółczynnik pełności poziomej statku a (stosunek powierzchni przekroju poziomego statku w linji pełnego zanurzenia do iloczynu z długości między pionami i szerokości statku) wynosi około 0,9.

fyf przid

I- r

l-j-j

TT⁴

' i

u----V----

Fig. 163.

as

Spółczynnik pełności poprzecznej statku ß (stosunek powierzchni przekroju poprzecznego statku do iloczynu z szerokości statku i największego zanurzenia) dochodzi 1.

Stosunek spółczynników 8, a i ß do siebie jest 8=v.aß, gdzie •/. dla statków śródlądowych szybkich wynosi 0,83—0,85, dla powolnych 0,9—0,95.

Nośność (pojemność) statku N, tj. wypór wody przy najwięk-szem zanurzeniu mniej ciężar martwy statku (ciężar statku, z osprzętem, węglem i załogą), podaje się w żegludze śródlądowej w tonach ciężarowych (1    1000 kg), rzadziej w tonach przestrzennych czyli rejestrowanych

(1 t — 100 stóp³ ang. = 2.832 w³)

gdzie t = zanurzenie statku próżnego, zaś inne oznaczenia jak wyżej. Np. dla łodzi towarowych 65 m dł., 8 m szer., o zanurzeniu najw.: 1,75 m,

o / = - j- tt i o 8 = 0,9, X == 0,9 . 65 . 8 . 1,75 . 0,8 = 655 t.

Cechowanie. Statki towarowe cechuje s’.ę, tj. oznacza pojemność w tonnach co 2 cm zanurzenia od dolnej do górnej wodnicy. Dolną wodnicę oznacza się na obu bokach 3 znakami, nad któremi, a często i pod któremi jest przybita podziałka Znaki wolnej burty są zarazem znakami górnej wodnicy. Jako zanurzenie statku przyjmuje się średnią z odczytów sześciu podziałek.

Kształt i materjał kadłuba. Łodzie towarowe (bez własnego popędu) mają dno płaskie, ściany boczne pionowe, przód łyżkowaty lub klinowaty (fig. 163 i 164). Stosunek największego zanurzenia do szerokości i długości łodzi kanałowych 1 : 4,5 : 36, a łodzi rzecznych 1 : 5,5 : 36.

Łodzie drewniane mają zwykle dno ze świerka, boki z przodu i z tyłu z dębiny, w środku także z drzewa miękkiego, wyjąwszy świerka, wręgi (czyli żebra spodnie), szpanty (żebra boczne) i rozpornice z dębiny lub sosny, zwornice dębowe, podłogę świerkową lub jodłową, a pokład sosnowy, granicznych drzew używa się na boki i wewnętrzne belki drzewa pitchpine (pinus palustris, australis), wytrzymającego dobrze wilgoć (nie nadaje się na ten cel p. rigida, sadzona i u nas a podawana często jako pitchpine).

Z za-

Łodzie żelazne lub stalowe są wykonane z żelaza spawanego lub ze stali zlewnej Siemensa-Martina. Łodzie żelazne mogą mieć dno drewniane. W odległości 2 m od zwornicy przedniej winno być wykonane dla bezpieczeństwa szczelne przepierzenie (grodzą) t. zw. kolizyjne, którego krawędź powinna sięgać najmniej 50 cm ponad linję największego zanurzenia.

Statki o własnym popędzie mają kształt i budowę kadłuba podobną jak łodzie bez własnego popędu; tylko tył kołowców o kole z tyłu i śrubow-ców o tyle tunelowym jest odmiennej konstrukcji. Statki z własnym popędem są usztywnione silniej, niż łodzie bez własnego popędu. Przód i tył są zwykle pod wodą klinowate, rzadziej stosuje się kształt łyżkowaty.

A/    przód

r r r f\

---d

d-

16

17

18

19

ro

Fig. 164.

Wielkość statków. Wymiary łodzi towarowych, bez własnego najw. dług.

popędu:

najw. szer.

najw. zanurz.

nośność

25-35

34,28

łodzie kurońskie na kanale Kłodnickim Péniche (Francja i Belgja) 38,5 na kanale Bydgodskim

na kan. Dortmund—Ems

5—6,4

3,95

5,0

1,6—1,8    100—250

55,0 65,0 66,75

na Łabie (Plauer Mass)    65,0

na Odrze (Breslauer Mass) 55,0 nowo projektowane niem. 80

7,40

8,0

8,2

T—i tH tH r-i

75

162

280—300

400

600 (zw.) 1000

750

1.75— 2,00

1.75— 1,97    536—692

1,75

Hol o wniki powinny być tak wielkie, aby przy oznaczonem zanurzeniu wypór równał się ciężarowi statku, wraz z osprzętem, obsługa i zapasem węgla, zaś dla statków towarowych i osobowych także wraz z ładunkiem. Praktykowane stosunki wymiarów parowców:

L : B

1. Śrubowce osobowe 6,5—8,5 holujące 4,5— 5,5 „    towarowe

4. Kołowce osobowe „    holujące

„    holujące

(o kole tylnym)

Iloczyn L B wyznacza się z równania: V — 8 L B tf. Jeżeli B nieograniczone np. śluzami komorowemi, przyjmuje się L : B jak wyżej podano. Wysokość boków parowców śrubowych 1,8—2,2 m, kołowców 2,2—3 m.

8,20

8,0

9,2

rj

1000

2.

5.

6.

7—7,5

10—12

7—9,5

6—7

0,45—0,65

0.45—0,68

0,75—0,87

0,60-0,64

0,70-0,88

0,74-0,80

0,71-0,85

0,80—0,82

0,72—0,75

0,85—0,88

0,79-0,88

0,75—0,95

0,96-0,98

0,95-0,99

0,96—0,99

0,75—0,82    0,85-0,88    0,97-0,99

Towarzystwa asekuracyjne i żeglugowe wydają przepisy, dotyczące budowy statków (dla Wisły w b. zaborze pruskim przed wojną: „Geschäftsstelle der Vereinigten Transport-Versicherungsgesellschaften“ w Berlinie i „Germanischer Lloyd“ w Berlinie).

Ciężar martwy łodzi towarowej bez własnego popędu wynosi 0,20, ciężar kadłuba holowników parowca śrubowego 0,35 — 0,45, parowca kołowego o kołach bocznych 0,45—0,55, o kole tylnem 0,48—0,52 wyporu przy najwyższem zanurzeniu; ciężar osprzętu, załogi, środków żywności itp. 0,07—0,1 wyporu przy największem zanurzeniu.

Ster. W żegludze śródlądowej używa się steru obracającego się około osi pionowej (ster stały), albo steru wahadłowego, tj. osadzonego na zworzniu i obracającego się w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Szerokość steru, zwana w żegludze śródlądowej długością, wynosi 0,04—0,08 długości statku lub 0,2—0,4 szerokości statku.

Kotwice. Obecnie łodzie mają kotwice na przodzie i tyle, a wielkie łodzie po 2 kotwice na przodzie i tyle i pomocnicze. Ciężar kotwic razem 110—150 kg na 100 t nośności statku lub 0,4—1,4 kg na 100 m³ pojemności.

Maszty i żagle używane na rzekach blisko ujścia do morza i na jeziorach; nie powinno się ich używać na kanałach.

gdzie u — chyżość wody wychodzącej

Propelery. Uślizg s = -——,

z propelera, a v — chyżość statku.

Koło łopatkowe. Koła umieszczone z boku statku mają średnicę 2,5 do 4 m, ilość łopatek 6—9, wysokość łopatek 0,8 — 0,9 m, szerokość ich 2—3,5 m. Jeżeliby szerokość miała być większa, niż 3,5 h, wtedy stosuje się podwójne koła. Ilość obrotów na minutę 30 — 50. Łopatki blaszane, lekko zakrzywione, ruchome. Wielkość powierzchni i łopatki oblicza się ze wzoru Seatona

¹

--i

dla Yj =    2500 otrzymuje się wówczas

d =0,0002    0,001    0,005

vp = 0,03

Ilości części zawieszonych w rzekach nizinnnych są bardzo znaczne np. w Durance 5°/₀ ilości wody, na Garonnie rocznie 5 milj. w⁸.

Wielkość siły unoszenia zmienia się ze zmianą stanu wody. Jeżeli stan wody nie ulega dłuższy czas zmianie, następuje samoczynnie stan równowagi, i ruch rumowiska ustaje. Tam bowiem, gdzie odbywa się erozja, następuje powiększenie profilu, zatem zmniejszenie prędkości, spadku, a więc i siły unoszenia aż do chwili ustania ruchu rumowiska. Tam natomiast, gdzie następuje osadzenie, zmniejszenie przekroju zwiększa prędkość, spadek a więc i siłę unoszenia aż do punktu ustania osadzania. Ruch rumowiska jest zatem tem większy, im większą jest zmienność stanów wód.

Bezpośredniem następstwem ruchu rumowiska jest zmienność koryta rzeki, a więc to, co stanowi o jej dzikości i szkodliwości dla gruntów nadbrzeżnych.

f-hH'

gdzie k dla ruchomych łopatek =0,0085 — 0,01, W. = sprawność indy- * kowana maszyny parowej, a d ilość obrotów w jednej minucie. Uślizg przy łopatkach stałych 0,2 — 0,3, przy łopatkach ruchomych 0,1 —0,2, u holowników do 0,3, a nawet 0,5 ; na kanałach i tam, gdzie jest mała odległość dna statku od dna drogi, uślizg zwiększa się o 0,10.

Spółczynnik sprawności yj = 0,6 — 0,7.

Lżejsze koła mają wał ujęty w łożyska, umieszczone na zewnątrz kadłuba statku, i nie łączą się z obudową ochronną.

Krążek mimośrodu, służącego do zmiany położenia łopatek, osadza się nâ boku statku. Dla większych kół umieszcza się drugie łożyska na zewnętrznej ścianie obudowy, wzmocnionej wtedy 2 silnemi belkami blaszanemi. Większe statki mają u boków specjalne dźwigary kratowe, przechodzące ponad pokładem w wysokości pomostu kierownika statku.

Statki o jednem kole w tyle są dogodne na wąskich drogach wodnych, ale są trudniejsze do kierowania, mają większy uślizg i mniejszą sprawność, utrudniony ruch wsteczny i maszynę bliżej tyłu. Używa się także 2 kół z tyłu, między któremi kadłub statku jest wydłużony, przez co ster ma lepsze umieszczenie, a maszyna jest w środku statku.

Śruba. Ilość skrzydeł 2 — 4. Zwykle śruby prawobieżne; przy 2 śrubach prawa biegnie w prawo, a lewa w lewo. Powierzchnia odwinięta skrzydła jest u statków głęboko zanurzających się prawie eliptyczna (fig. 165), u płytkich holowników i statków towarowych skrzydła rozszerzone (fig. 166). Stosunek powierzchni skutecznej śruby do powierzchni koła, które opisują końce skrzydeł, jest tem więcej zbliżony do jedności, czem większa spraw-wynosi u małych szybkich łodzi około 1,2, u statków towarowych 1—1,1, u holowników 1,2—1,3. Ilość obrotów śruby u statków powolnych 180—200, u osobowych I 200—300 na minutę. Uślizg wynosi 0,1—0,5, u płytko zanurzających się statków towarowych i holowników 0,35—0,50; Y] — 0,65—0,75, na płytkich i wąskich drogach wodnych 0,45—0,55 i mniej.

aość statku i czem mniejsza średnica śruby (u holowników = 0,6— 1,0). W przybliżeniu powierzchnie koła śruby = ¹/₃ powierzchni zanurzonego

przekroju poprzecznego statku. Stosunek kroku śruby do jej średnicy —y-

Fig. 166.

Skrzydła wykonywa się z brouzu. stali lanej, żelaza kutego lub żeliwa. Ostatni ma- 1 terjał najczęściej używany z powodu taniości; Fig. 165. w razie uderzenia niszczeje skrzydło, a ratuje

się drogi wał. Mniejsze śruby statków żeglugi śródlądowej mają skrzydła ulane razem z piastą. Statki powoli płynące na płytkich drogach wodnych mają śruby z skrzydłami przynitowanemi do piasty.

/“#

Tył statku tunelowy zmniejsza głębokość wody potrzebną dla śruby (fig. 167) ; w czasie obrotu śruby tunel wypełnia się wodą w miejsce powietrza.

Fig. 167.

Popęd. 1. Maszyna p arowa. Na kołowcach bocznych maszyny są ułożone skośnie; na silniejszych statkach maszyny dwuprężne ze skraplaczami i trójprężne, a nawet czteroprężne, na kołowcach tylnych maszyny poziome trójprężne.

Na śrubowcach maszyny stojące; na małych statkach maszyny o wysokiem ciśnieniu bez kondenzacji z wydmuchem; na większych statkach maszyny dwuprężne z kondenzacją. Od 150 IIP i wzwyż używa się maszyn trój-prężnych, a na bardzo silnych holownikach czteroprężnych.

Spółczynnik sprawności maszyn parowych -ą = 0,7 — 0,9.

Zużycie smarów na godzinę jazdy na kołowcach o maszynach dwuprężnych 0,5—0,8 kg, o maszynach trójprężnych 1 — 1,2 kg, na śrubowcach 0,8 do

1,5 kg.

Kotły parowe w żegludze śródlądowej prawie wyłącznie walcowe o 2—3 rurach płomiennych, w ostatnich latach z przegrzewaczami.

Zużycie węgla powinno wynosić wedle próbnych jazd:

w maszynach poniżej 200 HP,. ; 0,90—1,2 kg\godz., i 1 HP,.

„    „ o 200—800 IIP,- : 0,70 —1,0 kg/goàz. i 1 HP,.;

przy zastosowaniu pary przegrzanej mniej. Faktycznie zużycie węgla jest nieco większe. Wielkie holowniki biorą zapas węgla 20—25 ton, mniejsze 5—10 ton.

Ciężar maszyny na 1 HP podaje tablica 1.

Kołowce tylne mają urządzenie maszynowe o około 10 kg na 1 HP,, cięższe, niż kołowce boczne.

W obliczeniu przybliżonem przyjmuje się ciężar całego urządzenia maszynowego na 1 HP,, na śrubowcach = 170 kg, na kołowcach bocznych

.    155—175 kg 170—188 kg

Razem . .

^ ^

hSè --Sè ^ ^ ^ ^

o . »o o ^ <X>    N O GO co

Mliii

O U-    lO co o

CO    GO (M

42-45 kg

14—16 kg 5—7 kg 4 — 5 kg 80—85 kg 25—30 kg

Tablica 1.

na śrubowcach

na kołowcach boczn.

maszyny samej . ...............

wału i śrub.................

kół łopatkowych..............

ruruciągu i maszyn pomocniczych narzędzi i materjałów zapasów . . .

kotła................... ....

wody w kotle i maszynie .......

= 200 kg, na kołowcach tylnych 210 kg, na małych łodziach śrubowych = 125 kg.

2.    Motory wybuchowe: a)Motorybenzynowena małych łodziach 2 lub 4 cylindrowe, przyczem 1 cylindrem osiąga się 20 HPe, a w małych motorach 10 HPg. Zapalniki najczęściej elektryczne. Zamiast benzyny można użyć spirytusu lub nafly.

Zużycie paliwa na 1 godz. i 1 HPg: benzyny 0,30—0,35 kg, spirytusu 0,45—0,55 kg, nafty 0,35—0,45 kg.

Ciężar motoru wraz z kołem rozpędowem 40—18 kg na 1 HPf przy dzielności 10—100 HP, ciężar całego urządzenia maszynowego wraz z śrubą (bez paliwa i bez wody do chłodzenia) 60—30 kg na 1 HP.

b)    Motory ropne korzystne ze względu na małą cenę paliwa. Używane motory Diesla 2 lub 4 taktowe o 4—8 cylindrach do 1C00 HPÊ i wyżej. Ciężar motoru z ubocznemi urządzeniami około 40 kg na 1 HPfi. Zużycie ropy na 1 godz. i 1 HPe : 0,2 —0,225 kg.

c)    Motory ssąco-gazowe o sile 30—200 HPg o 4—6 cylindrach. Zużycie antracytu na 1 godz. i 1 HPff : 0,38—0,42 kg. Ciężar całego urządzenia 120—250 kg na 1 HP^.

Zmiana kierunku jazdy na przeciwny następuje albo przy pomocy urządzenia zwrotnego, włączonego między wał korbowy i wał śruby, albo przez zwrotność skrzydeł śruby przy pomocy pręta, poruszanego wewnątrz wydrążonej osi, albo przez zwrotność samej maszyny (ostatni sposób jeszcze bardzo skomplikowany).    I

Spółczynnik sprawności motorów gazowych większych 7] m — 0,7— 0,8, mniejszych 0,6—0,65.

Motorów gazowych używa się w żegludze śródlądowej jako maszyn pomocniczych na statkach (do 20 HP), do poruszania łodzi służbowych (8 do 20 HP), rzadziej do uruchomienia większych statków osobowych i towarowych lub holowników — najwięcej jeszcze na jeziorach.

3.    Motory elektryczne. Popęd akumulatorowy jest bardzo korzystny, ale odległość jazdy ograniczona zależnie od chyźości do 100 km. Statki pobierające prąd przewodem górą nie są właściwie statkami o własnym popędzie. Połączenie dynamo z baterją akumulatorów i motorem gazowym jest bardzo rzadko używane w żegludze śródlądowej.

S p r a w ność statków o własnym popędzie. Siła indykowana

N ■ maszyny parowej w HP z równania N.

75 r\p. f]"»’

gdzie W = opór

statku (łącznie z oporem łodzi holowanych), v = chyżość statku względem brzegów, yj .‘qm wynosi dla parowców kołowych 0,4—0,6, dla śrubowych 0,3—0,5, a na kanałach nawet 0,2.

Jeżeli statek płynie w rzece pod wodę, należy do v dodać chyżość wody, a przy jeździe w dół odjąć tę chyżość. Do obliczenia należy wprowadzić nie chyżość średnią przekroju łożyska rzeki, lecz chyżość największą.

Sposoby uruchomienia łodzi bez własnego popędu (trakcja).

1.    Holowanie ludźmi lub zwierzętami. Długość liny na rzekach rozmaita, na kanałach 70—80 m, odchylenie od brzegu 10°—40°.

Siła pociągowa człowieka wynosi około 30 kg przy chyżości 0,3 m/sek., sprawność 9 kgmjsek. Siła pociągowa jednego konia około 80 kg przy chyżości 0,6 m/sek., sprawność 50 kgm/sek. Para ludzi może wyholować dziennie na kanale żeglugi 100 t na odległość 9 —15 km, para koni na odległość 20—30 km. Użycie większej ilości koni niż 6 jest nieekonomiczne. Szerokość drogi holowniczej 2—4 m.

2.    Holowanie mechaniczne. Systemy:

a)    Lina wędrowna bez końca (system Lévy i pochodne we Francji) może być zastosowana na krótkich stanowiskach szczytowych kanałów.

b)    Wózek elektryczny. T. zw. koń elektryczny Galliota, Denèfle’a i Gerarda o 3 kołach (ciężar 2,48 t), elektromotor 10 HP, przewód górą, śpółczynnik całkowity dzielności około 0,4. W Belgji wózki 4 kołowe. Wózek systemu Otis-Pifre (inż. Derungs) 3 kołowy, próbowany w roku 1920 na kanale Saint-Maurice, kierowany przez 2 liny umieszczone na drodze holowniczej, z których jedna ustala bieg wzdłuż kanału, a druga niweczy parcie poziome do wody. Popęd motorem elektrycznym.

Utrzymanie drogi holowniczej jest kosztowne, zwłaszcza przy pierwszym systemie.

c)    Lokomotywa elektryczna. We Francji system Chanay, lokomotywa 8 t wagi na szynach, motor 20 HP, prąd stały 550 V, pociąg z 3 łodzi po 300 t. System Chêneau (w próbach): motor o wadze 0,6 t po linie na 2 kołach pionowych, a 2 koła poziome przyciskają do siebie linę, aby uzyskać tarcie. W Niemczech (kanał Teltowski) system Köttgen: ciężar

7,5 t, prąd stały 500—600 V, połączenie z przewodem górnym jak w tramwajach, pociąg z 2 łodzi po 600 t z chyżością 4—5 kmjgodz., tor na obu brzegach.

d)    Śrubowce poruszane prądem elektrycznym, pobieranym z przewodu górnego. System nie do polecenia.

3. Holowanie statkami, poruszającemi się przy pomocy łańcucha leżącego na dnie drogi wodnej. Łańcuch stanowi oparcie dla statku swym ciężarem i tarciem o dno drogi. Dla otwarcia łańcucha specjalne zamki co 1 lub */₂ km. Chyżość holowania 4—5 km/godz. Wymijanie statków: albo statki oddają sobie łodzie i wracają, albo statek jadący w dół porzuca łańcuch, co jest połączone z dość uciążliwą manipulacją. Jeżeli zaś przy pomocy łańcucha statki płyną tylko pod górę, wtedy łańcuch wędruje z każdym statkiem o około 40 m do góry i przesuwa się ku brzegom wypukłym. Dla wyrównania napięcia w łańcuchu służy skrzynia na statku do gromadzenia chwilowego nadmiaru łańcucha. W śluzach komo-rowych łańcuch przechodzi przez małe wycięcie u dołu słupów wspornych. W przybliżeniu: gdzie N i — siła maszyny statku wolno płynącego i statku używającego łańcucha, v = chyżość statku względem brzegów rzeki, a v = chyżość wody.

Łańcuch może być zastosowany na rzekach o większym i nieregularnym spadzie (ponad 0,3%₀) i nie niosących rumowiska, oraz na kanałach w długich stanowiskach, zwłaszcza szczytowych w tunelach.

Próby użycia liny drucianej zamiast łańcucha nie udały się. Natomiast używa się liny w odmie;nny sposób na Rodanie między Serves a Pont-St. Esprit i na Dunaju w Żelaznej Bramie, a mianowicie na odcinkach o długości kilku do kilkunastu hm. Lina jest umocowana do dna rzeki w górnym końcu, a statek holujący nawija dolny koniec liny na bęben.

4. Holowanie statkami o własnym popędzie. Na rzekach pod górę płynie zwykle jednorzędowy pociąg. Jeżeli jest dość miejsca, mogą płynąć po 2 łodzie związane obok siebie, albo jak na Dunaju holownik ciągnie pociągi łodzi na osobnych linach. Łączenie łodzi do holownika po obu jege bokach jest przy jeździe pod górę nieodpowiednie. W dół rzeki holownik ciągnie zazwyczaj jedną łódź, do której są przyczepione z boków 2 — 4 łodzi, a także do holownika 1—2 łodzi, jeżeli szerokość szlaku na to pozwala; w przeciwnym razie płynie pociąg, złożony z 2 łodzi złączonych jedna z drugą, z przyczepioną 1 łodzią do każdej z nich z boku. Dłuższy pociąg łodzi płynących w dół rzeki nie jest wskazany.

Na kanałach unika się użycia silniejszych holowników, a zatem dłuższych pociągów; najczęściej pociąg składa się z 2 łodzi.

Najkorzystniejszy sposób holowania: Na rzekach otwartych najodpowiedniejsze holowanie statkami o własnym popędzie, o ile spady nie są większe, niż 0,5%o i nie ma progów.

Według Suppńna w górnym biegu rzeki o głębokości najmniej 0,6—0,8 m są najodpowiedniejsze jako holowniki parowce kołowe o zanurzaniu 0,6—0,7 m i sile 120—150 HP, (łodzie towarowe 100—200 t)\ na wąskiej drodze parowce o kole tylnym. W średnim biegu rzeki o głębokości conajmniej 1,5 m parowce kołowe o zanurzaniu 0,80 m i sile 400 HP,, a śrubowce dopiero na głębokościach większych, niż 1,50 (łodzie 400 t). W dolnym biegu śrubowce o sile 200—400 HP,., zwłaszcza dwuśrubowce (i łodzie 600—1000 ź).

Holowanie końmi może być stosowane na rzekach uregulowanych i mających odpowiednie drogi holownicze.

Na kanałach holuje się zwierzętami lub śrubowcami o sile około 100 HP lub wreszcie ma zastosowanie trakcja mechaniczna. Jeżeli kanał żeglugi ma gęsto śluzy komorowe, to podróż trwa krócej przy holowaniu zwierzętami i jest na ogół korzystniejsza. Trakcja elektryczna rentowała się przed wojną przy ruchu powyżej czterech miljonów ton rocznie, obecnie przy znacznie większym ruchu.

Opory ruchu statków. 1. Opór statku jest zależny od kształtu statku; statki o przodzie łyżkowatym lub klinowatym powodują najmniejsze opory.

2.    Opór jest tem. większy, czem większy przekrój poprzeczny statku.

3.    Długość łodzi nie ma wpływu na wielkość oporu, gdy l — bb do 15 & (zależnie od chyżości); gdy l — 2b do 3 b, opór jest nieco mniejszy; gdy l^2,bb, zdolność sterowania jest gorsza, a znów nadmierna długość statku utrudnia przejście pod mostami.

4.    Opór jest tem większy, czem bardziej szorstka jest powierzchnia statku; statek drewniany powoduje większy opór niż żelazny, a statek starszy większy opór niż statek nowszy.

5.    Opór jest tem większy, czem mniejszy jest stosunek n powierzchni zwilżonej przekroju poprzecznego drogi wodnej do powierzchni zanurzonej przekroju poprzecznego statku.

6.    Odległość dna statku od dna drogi wodnej mniej więcej poniżej jednego metra wpływa na wielkość oporu w odwrotnym stosunku.

7.    Przekrój poprzeczny kanału żeglugi nieckowaty, zwarty, powoduje najmniejsze opory.

8. Złe prowadzenie steru może zwiększyć znacznie opory, wskutek kręcenia się statku.

Wzory na opory statków. 1. Wzory Sonne’go.

a) Dla kanałów żeglugi: W-=kf— :W=kf{v+vw)

2,25

„2,25

— (1 -f 0,2 o V)

, gdzie W — opór statku w kg, f — prze-F

krój poprzeczny statku poniżej linji zanurzenia w m², n — ——-, F = przekrój

b) na rzece

2,25

zwilżony kanału (wzór ważny dla 3<— <10: dla — > 10 wartość w na-

n    n

wiasie raczej = 1), o = spółczynnik wyporu (wzór ważny dla o < 0,95), v — chyżość statku względem brzegów drogi w m/sek., vw = chyżość wody w m/sek., spółczynnik k = dla łodzi dobrze zbudowanych 11—14, zwykłych 18—20, dobrych parowców rzecznych 8 —10. Wzory ważne dla średnich głębokości zanurzenia statków. Małe (wielkie) odległości dna statku od dna drogi powodują zwiększenie (zmniejszenie) oporów dochodzące 20°/o.

2. Wzory Gebers a. a) Dla kanałów żeglugi:

Gdy odstęp dna statku od dna kanału jest większy niż jeden metr, dla nowych łodzi (dla starych więcej)

W=(kf+!:0)(v + vr) 2-25 .... Gdy odstęp ten jest mniejszy, niż jeden metr

w={kf+ Cj 0b + Cd 0d) ( « 4- Vr) 2-25

w których to wzorach W = opór statku w kg f — przekrój poprzeczny statku po linję zanurzenia w m², 0 = powierzchnia statku zanurzona w wodzie w m², Oj — powierzchnia boków statku zanurzona w m²,    = powierzchnia

dna w m² (= 0,7 Ib dla ostrych a 0,8 Ib dla tępych łodzi), v — chyżość statku względem brzegów drogi w m/sek., vr = chyżość prądu wstecznego w m/sek., tj. wody wypchniętej przez statek i płynącej wstecz obok i pod dnem statku, k = spółczynnik oporu, zależny od kształtu statku, wynoszący od 1,7 (dla statków ostrych, parowców osobowych, często próżnych łodzi) do 3,5 (dla statków tępych, załadowanych łodzi towarowych), £ = spółczynnik oporu, zależny od szorstkości powierzchni statku i od głębokości wody pod dnem statku, Oj i — takież spółczynnik! dla boków i dna statku, przyczem Ç i C?) wynoszą od 0,14 (dla statków żelaznych, dobrze pomalowanych) do 0,28 i więcej (dla statków drewnianych o szorstkim dnie), zaś tfJ dla statków gładkich, żelaznych wynosi: 0,140 dla głębokości wody pod dnem statku 1,00 m, 0,185 dla gł. 0,75 m, 0,258 dla gł. 0,50 m, 0,350 dla gł. 0,25 m i rośnie ze zwiększającą się szorstkością dna.

We wzorach powyższych można przyjąć :

/= ß b t, 0 = 0,85 l (b + 2 t), 0d = al b, 0& = 0—0^,

gdzie l — długość (między pionami), b — szerokość statkn, t = największe zanurzenie, a i ß = spółczynniki pełności poziomej i poprzecznej.

Chyżość prądu wstecznego z równania (fig. 168): tj. ilość wody wypchniętej z chyżością statkn v równa się ilości wody płynącej wstecz resztą przekroju w kanale z chyżością vr. Stąd w przybliżeniu dla fs = 0

V    F

Vr

'F—f

^dzie n =

Licząc dokładniej, należy wyznaczyć obniżenie zwierciadła wody s z wzoru :

(p-j-p,.)²— P²

gdzie g = przyspieszenie ziemskie, zaś na

v

przybliżoną ——-,

vr należy wstawić wartość następnie wyznacza się fs — B. s i dokładniejszą wartość

v z równania wyżej podanego. b) Na rzece:

W=(kf+CbOb + rdOd)(v + vr±vw)

w którym to wzorze vw oznacza chyżość wody, a na vr można przyjąć wartość przybliżoną ——-, a nawet na większej rzece ją opuścić, jako bardzo małą.

2-25

Do wartości obliczonej powyższym wzorem należy przy większych spadach rzeki doliczyć opór, spowodowany ślizganiem się statku, równy składowej wyporu statku równoległej do zwierciadła wody, tj. V sincp ^ F J,

czyli == wyporowi statku X spad wody w rzece.

rznr.

Fig. 168.

Ponieważ wyznaczenie oporów ruchu statków, zwłaszcza na rzekach niosących rumowisko i krętych, jest bardzo niedokładne, przeto na wielu rzekach stosuje się przy odbiorze statków próbną jazdę na odcinku, stale do tego celu prze-

znaczonym.

Przykład : Jakie wymiary i jak silną maszynę powinien mieć parowiec kołowy, przeznaczony do holowania pociągów, złożonych z tizech łodzi żelaznych, każda o pojemności 400 ton, z chyżością 4 Æm/godz. na rzece o głębokości najmniej 1,65 m i spadzie 0,2°im ?

Średnia chyżość wody z wzoru Matakiewicza = 0,74 mjsek., chyżość największa =

= yX 0,74 = 1,11 w/sek.

Dla łodzi o l = 55 m, b = 8 m, t = 1,40 m, a = 0,85, ß — 0,98, ze wzoru Gebersa : dla k = 3,5, f₆= 0,2 i = 0,35

W{ = 1156 kg.

Przyjmując narazie opór holownika — 400 kg, otrzymamy W = 3868 kg.

W (» + *«,)

3868 X 2-22

Ł 230 HP,

0-5 X 75

Vp • Vm • Ib

Przyjmując wymiary holownika : największą długość = 42,0 m, szerokość (bez obudowy kół) =^6,00 m, zanurzenie robocze 0,90 m, ô — 0,8, otrzymujemy wypór:

V = 0,8 X 42 X 6 X 0,9 = 181,4 t,

zaś ciężar własny w przybliżeniu 181,4 X 0,5 = 90,7 t, ciężar urządzenia maszynowego około 0,2 X 230 = 46,0 t,

ciężar zapasu węgla.............= 10,0 t.

ciężar obsługi, osprzętu itp.....0,1 X 181,4 = 18,1 t,

Kazem 164,8 t.

co do

Uzy łkane w powyższy sposób dane służą do ogólnej orjentacji siły i wymiarów holownika i jako pierwsze przyjęcie przy szczegółowem obliczeniu jego siły i wymiarów.

Kuch żeglugowy.

643

Ruch żeglugowy. Chyżość statków. Najmniejsza dozwolona chyżość

2    km/godz. — największa na kanałach żeglugi 4—5 km/godz., a wyjątkowo dla samych statków o własnym popędzie 5—7 km, jeżeli dno i brzegi kanału przez to nie ucierpią. Przeciętna dzienna ilość godzin pracy w żegludze śródlądowej wynosiła przed wojną w zachodniej Europie 15 godzin, w środkowej 17 godzin, a czas faktycznej jazdy o jedną godzinę mniej.

Czas jednej podróży składa się z czasu jazdy 30—60 km dziennie, z czasu na załadowanie i zładowanie — jak niżej, i z czasu straconego na czekanie (około dwu dni).

Odległości taryfowe. Przejście statku przez pojedynczą śluzę ko-morową wymaga 30 min., co odpowiada 2,5 km drogi, przejście pociągu złożonego z jednego holownika i dwóch łodzi towarowych przez śluzę pociągową 43 min. czyli 3,5 km drogi, przez śluzę pojedynczą 95 min., tj. 8 km drogi. W przybliżeniu w obliczeniach można przyjąć jako długość taryfową drogi wodnej jej długość zwiększoną o 4—5 km za każdą śluzę komorową.

Okres nawigacji. Wisła: Według dat z roku 1886—1894 nie było żeglugi przeciętnie w roku przez 3 dni z powodu wielkiej wody i przez 101 dni z powodu mrozów, tak, iż okres roczny nawigacji obejmował 261 dni, z czego przez 230 dni odbywała się faktycznie żegluga.

Odra: W latach 1874—1894 nie było żeglugi przeciętnie w roku przez

3    dni z powodu wielkiej wody i przez 78 dni z powodu mrozów, okres nawigacji trwał 284 dni, z czego 250 dni faktycznego ruchu.

Czas ładowania. Według przepisów niemieckich, obowiązujących w byłym zaborze pruskim, czas przeznaczony na załadowanie i zładowanie wynosi, o ile inaczej się nie umówiono: dla ładunku 30 t — 2 dni, 150 t — — 3 dni, 200 t — 4 dni, za każde dalsze 50 t 1 dzień więcej, tak, iż dla 500 t — 12 dni, poczem za każde dalsze 100 t — 1 dzień więcej.

Koszty prze w⁷ ozu (bez kosztów ubocznych, tj. opłat portowych, kosztów przeładowania z kolei na łódź i odwrotnie, oraz kosztów ubezpieczenia ładunku, oraz bez opłat wodnych) — według Symphera (przed wojną):

a) na kanałach żeglownych :

Statki o pojemności:

w dorzeczu Wisły (230 dni w 8ï/₂ mies.)

150 t

300 t

400 t

600 t

koszty przewozu na 1 t km taryfowy w fenigach

ruch dzienny i nocny

180

ruch dzienny . .

- + 0,87

i^ + 0,80

n

120

-    + 0,53

—    + 0,47 n

105

- + 0,46

+ °.4-

95

—    + 0,37

n

80 .

—    + 0,39 n

w dorzeczu Odry (250 dni w 9 mieś.)

ruch dzienny i nocny

160

ruch dzienny . .

--j- 0,84

n

115 ,

--}- 0,79

n

110

—    + 0,49

—    + 0,51 n

100

^+⁰’⁴²

-⁷- + 0.44

•.»o

--1- 0,33

n

- + 0,37 n

b) na rzekach:

Koszt przewozu na 1 tjkm taryfowy w fenigach na W i ś 1 e, dla statków

175

105

120

o pojemności 150    1,38, 400+ 0,74. Na Odrze: 250t:--0,92,

4001 : — 4- 0,70. n

We wzorach powyższych n ~ ilość przebytych km taryfowych.

Najmniejsze wymiary dróg wodnych: Najmniejszy odstęp dna statku od dna rzeki 0,2 m, od dna kanału 0,5 m. Jako szerokość szlaku wodnego na rzece (np. światło przęsła mostowego, przeznaczonego dla żeglugi) liczy sie na każdą łódź podwójną jej szerokość, dla ko-łowców bocznych 1,5 szerokości, wliczając obudowę kół. Na kanałach morskich najmniejszy odstęp dna statku od dna drogi por. str. 653, najmniejsze światło mostów por. str. 654.

Wzniesienie spodu konstrukcji mostów nad ® -y rzekami wynosi według rozporządzenia Min. Rob. Publ. 5,5 m ponad najwyższym stanem żeglugi, a na rzekach spławnych 2,5 m ponad najwyższym stanem, przy którym spław jeszcze się odbywa. Nadto jak dla wszystkich rzek wzniesienie spodu konstrukcji 0,5 m nad stanem katastrofalnej w. w., a jeżeli zachodzi obawa, że w czasie powodzi mogą płynąć pnie i inne przedmioty, 1,0 m nad tym stanem. Wreszcie należy mieć na uwadze, żeby pogłę-biarki, pracujące na odnośnym odcinku rzeki, mogły przejść pod mostami przy niskim stanie wody.

Na kanałach żeglugi spód konstrukcji mostów winien być wzniesiony 4,5 m ponad najwyższym stanem wody w kanale, a około 3 nad drogą holowniczą. Wzniesienie konstrukcji mostów na kanałach morskich por. str. 655.

Znaki ostrzegawcze. Na rzekach uregulowanych znaki ostrzegawcze z reguły na brzegach, na rzekach nieuregulowanych na brzegach i w wodzie tyki i bakeny (fig. 169). Tymczasowe przepisy żeglugi w „Monitorze“ nr. 174—178 z r. 1919 i w „Robotach Publicznych“ zeszyt 5 i 6 z r. 1919. Tabor żeglugi śródlądowej podlega w Polsce obowiązkowi spisu dla celów statystycznych (Rozp. Rady Min. z 30./12. 1925, Dz. U. R. P. Nr. 6 z r. 1926).

Opłaty od statków, tratew i spustu drzewa luźnego na wodach publ. śródlądowych nałożone rozp. Min. Rob. Publ. i Skarbu z 2./6. 1924 (Dz. U. R. P/Nr. 52 z r. 1924).

Spław drzewa. Rozróżniamy: a) spław drzewa niewiązanego, spław dziki, czyli spust drzewa, b) spław drzewa wiązanego. Spław drzewa niewiązanego jest coraz więcej ograniczany, gdyż niszczy grunty nadbrzeżne i budowle regulacyjne.

Wiązanie czyli zbijanie drzewa w tratwy: kloce drzewa łączy się jeden obok drugiego w tafle, tafle złączone z sobą jedna za drugą tworzą pas (sznur), kilka pasów obok siebie tratwę. Ilość pasów w tratwie zależy od wielkości rzeki i od światła otworów mostów. Najmniejsza głębokość wody, wymagana dla spławu drzewa: 30—50 cm.

€E

NicLok

0ß-

, Rzut poziomy

■m

/;

10—>1

km

k-

22

Fig. 169.

Do skierowania drzewa płynącego luzem do właściwego ramienia potoku lub do kanału, odprowadzającego drzewo na skład, służy wyhodowane w poprzek skośnie do nurtu rzeszoto (reszutka) z okrąglaków o średn. około 15 cm, opartych o kładkę w odstępach około 30 cm, które usuwa się po spuście drzewa.

Przy większym ruchu żeglugowym na stopniach kanalizacyjnych osobne przepusty dla tratew.

Zbyt niskie stany wody potoków górskich, na których odbywa się spław drzewa, podnosimy zapomocą kluz, najczęściej z drzewa. Przez otwarcie

Przepust dla tratew

Przekrój poprzeczny

ffFf

- •• ioo ■

rrr

~~~i

33J0,

S'y 92,50,

:«££2rS£

O    2,00 n

2,00

2.00-f zoo

2,00

ą ;

-'LsO~ 2,00 ~ 2,00' •{

hfjy.niesp.,

11

W.

--

• ' * V7 ,"'T ■"

oo'z

y/v.

r*-...........

•- <7.50 ......

Fig. ]70. Projekt 4-tej kluzy na Czeremoszu Białym.

czasu.

zasuwy w kluzie wypuszcza się wodę nagromadzoną powyżej kluzy, przez co powstaje fala unosząca drzewo. Zbiornik powinien być tak wielki, aby opróżniał się w ciągu przepisanej najmniej ilości godzin, podnosząc zwierciadło wody w rzece o tyle, aby kloce o żądanej średnicy mogły być spławione. Opróżnianie zbiornika powinno być możliwe w przepisanych odstępach Jeżeli jest spław drzewa powyżej, kluza winna mieć przepust dla spławu drzewa (fig. 170).

II. Kanalizacja rzek.

Przez kanalizację rzeki rozumiemy piętrzenie wody zapomocą odpowiednich urządzeń, celem uzyskania głębokości wymaganej dla żeglagi. Rzeka jest podzielona stopniami kanalizacyjnemi; przestrzenie rzeki między stopniami t. zw. stanowiska lub (niezbyt ściśle) poziomy mają spad wody bardzo łagodny i w górnej części najmniejszą wymaganą głębokość. Lokalne wzniesienia dna rzeki należy usunąć przez mechaniczne pogłębienie; przez wy-bagnowanie można też zwiększyć głębokość stanowiska w górnej jego części.

Przy ustalaniu stopni kanalizacyjnych nie uwzględnia się krzywej spiętrzenia, lecz przyjmuje się poziome zwierciadło wody, co daje większą pewność co do głębokości.

Z fig. 171 widać, że l

y + t-T

Ilość i wysokość stopni zależą od wysokości brzegów i od dopuszczalnego podniesienia wody gruntowej.

Urządzenie kanalizacyjne nie mogą przeszkadzać przepływowi wody i pochodowi lodów ze szkodą dla gruntów nadbrzeżnych.

Urządzenia kanalizacyjne składają się: z jazu z przepustem dla statków i przejściem dla ryb, śluzy komorowej (jednej lub dwóch) i ewentualnie kanału bocznego, przepustu dla tratew, zakładu do wyzyskania siły wodnej, rowów osuszających, budynków administracyjnych i dróg dojazdowych.

Stopień kanalizacyjny może być utworzony także przez próg naturalny w rzece.

5pięłr/eme\

Jaz

t Spiętrzeme hydrostatyczne

J‘lSa

Jazy najczęściej ruchome i ze względu na wyzyskanie siły wodnej szczelne, np. zasuwy Stoney’a, a nie iglice. Wielka woda powinna przepływać przez otwory jazowe bez użycia śluzy komorowej. Jeden z przedziałów jazowych służy jako przepust dla statków (a zarazem jako śluza gruntowa), którego używają statki przy wyższych sta-]°z nach wody. Przepust ma próg założony 0,6—0,8 m poniżej najniższego stanu wody w rzece i szerokość 30—65 m.

Fig. 171.

Śluza komorowa dla pociągu łodzi z wrotami pośredniemi, lub jeżeli ruch trudny zgóry do oznaczenia, dla pojedynczej łodzi z pozostawieniem miejsca na późniejszą dobudowę śluzy pociągowej. Por. str. 635 i nast.

Usytuowanie śluzy komorowej : a) poza łożyskiem rzeki, zwłaszcza w przekopie; z rzeką łączy śluzę kanał, którym omija się przestrzeń rzeki o większym spadzie; szerokość kanału dojazdowego w dnie równa się zwykle podwójnej szerokości pojedynczej śluzy komorowej ;

b) w łożysku rzeki, bezpośrednio przy jazie, od którego oddziela ją filar ; najodpowiedniej oprzeć śluzę o jaz głową dolną, przez co zmniejsza się niebiezpieczeństwo dla statków ; tamy kierujące wprowadzają statki do śluzy.

Śluza komorowa powinna być umieszczona o ile możności przy brzegu wklęsłym i połączona z drogą holowniczą. Ze względu na wyzyskanie siły wolnej, śluzy pociągowe miewają trzecie wrota, jeżeli nie ma obok śluzy pojedynczej.

Gdy ruch jest znaczniejszy, buduje się osobne przepusty dla tratew przy przeciwnym brzegu.

Przy oznaczaniu wpływu kanalizacji na wysokość stanu wody gruntowej, a więc na utrudnienie odpływu dla ścieków, bierze się pod uwagę spiętrzenie faktyczne według krzywej spiętrzenia hydraulicznego.

Turbiny mogą być założone albo w samym jazie, albo w kanale roboczym, zależnie od miejscowych stosunków.

Jeżeli rowy osuszające, dreny, kanały miejskie straciły odpływ, należy je przedłużyć poza jaz.

Odszkodowanie za podtopienie gruntów należy przyznać tam, gdzie woda gruntowa zostanie podniesiona na gruntach ornych wyżej, niż 1,20 m, a 0,5 m na łąkach pod powierzchnią terenu.

Dla należytej oceny pretensji właścicieli gruntów należy przed rozpoczęciem robót ustalić stan wody gruntowej zapomocą sond.

III. Kanały żeglugi.

R o z r ó ż u i a m y :

1.    Kanały dia statków żeglugi śródlądowej o stanowiskach poziomych, czyli t. zw. kanały żeglugi bez spadu.

2.    Kanały dla takich statków, ale o stanowiskach ze spadem, t. zw. kanały żeglugi ze spadem.

3.    Kanały dla statków morskich, t. zw. kanały morskie.

1. Kanały żeglugi bez spadu.

Przekrój poprzeczny kanału. Stosunek n powierzchni zwilżonego przekroju poprzecznego kanału do powierzchni przekroju poprzecznego statku po linję największego zanurzenia winien wynosić wzwyż 4—5. Najodpowiedniejszy kształt przekroju poprzecznego kanału jest nieckowaty, możliwie zwarty (o jak najmniejszym obwodzie zwilżonym). Nadmiernie wielka szerokość zwierciadła wody nie jest wskazana.

Kanały są z reguły dwustatkowe.

Szerokość dna = podwójnej szerokości łodzi -j- często 2 m ; głębokość wody pod dnem statku w osi kanału najmniej Iw; w nasypach głębokość wody większa o 0,5—1 m, niż w przekopach, celem zmiejszenia robót ziemnych i wpływu fal. Wały obustronnych nasypów winny być wniesione 1,5 m nad zwierciadłem wody niespietrzonej, mają szerokość w koronie 3—5 m (zależnie od wysokości i jakości materjału) i służą jako drogi holownicze. Skarpy zewnętrzne o nachyleniu 1:2 do 1:3. Poza wałami rowy osuszające o głębokości 1,5 m w gruntach ornych, a 0,8 m na łąkach — jeżeli kanał przeszkadza odwodnieniu gruntów ; w przeciwnym razie rowy, jak przy drogach. W przekopach droga holownicza w wysokości 1,2 do 3 m nad

i.

2,00-5,po

- ......

’SO

8,00 ^poo 5,00 '*4,00*2,53.003,005,50

Fig. 172.

zwierciadłem wody normalnej, zależnie od wyrównania mas; szerokość w koronie 3 m, poza drogą zwyczajny rów drogowy, a za nim skarpa wykopu o nachyleniu 1:1 do 1:2, zależnie od jej wysokości i jakości materjału (fig. 172). Dopuszcza się piętrzenie wody w kanale o 0,20—0,50 m nad stan normalny.

s/2

Zmiany przekroju poprzecznego. Roz-szerzenie przekroju potrzebne przed i za każdą ślnzą, ^ na przeładowniach, na stanowiskach zbyt krótkich, aby uniknąć wielkich wahań zwierciadła wody, wreszcie w krzywiznach.

Fig. 173.

Rozszerzenie przekroju poprzecznego w krzywiznach wyznacza się następująco (fig. 173). Wprowadzając oznaczenia : styczna do osi kanału L — 5 do 6 X naj" większa długość statku, R — promień krzywizny, x — odstęp końca stycznej osi, s = szerokość użyteczna normalna, e = rozszerzenie, otrzymujemy:

2'

165

Jeżeli x < rozszerzenie jest niepotrzebne. Rozszerzenie daje się po stronie

zewnętrznej, około 100 m przed początkiem łuku.

Formuła francuska na rozszerzenie przekroju kanału dla łodzi 300 to-

. 380 _    ,    920    _    ,    1440 _ „    ,    2100

nowych, 600 tonowych: ——-, 900 tonowych: ——-, 1200 tonowych: ——. R    R    R    R

Należy unikać zwężenia przekroju; jeżeli się to dopuści z konieczności, ze względu na grunta zabudowane, należy wyrównać powierzchnię przez odpowiednie pogłębienia przekroju i przez danie prostopadłych ścian.

Uszczelnienie. Nasypy musi się wykonać bardzo starannie i z zastosowaniem ostrożności, przewidzianych przy budowie przegród ziemnych. Jeżeli materjał, z którego wykonywa się nasypy, nie jest dość szczelny, lub gdyby w przekopie woda uciekała z kanału ze szkodą dla napełnienia kanału, lub powodując zabagnienie przyległych gruntów, należy kanał uszczelnić:

1.    zapomocą warstwy iłu o grubości 30 — 60 cm, nakrytej warstwą grubego piasku, lub rumowiska rzecznego o grubości 30 — 50 cm, lub

2.    jeżeli nieszczelność jest bardzo wielka na dłuższej partji, a dowóz iłu zbyt kosztowny — płytami betonowemi o grubości 15—20 cm, o powierzchni 2—3 m², zazwyczaj z wkładką drucianą, które ubija się na miejscu; grunt musi być nie osiadający się lub nasypy już usiadło; na płyty daje się warstwę ziemi o grubości 20 — 30 cm, jako ochronę.

Ubezpieczenie skarp kanału: Na wysokości 1 m pod zwierciadłem wody i 0,5 nad niem ubezpiecza się skarpę przed działaniem fal wywołanych przez statki : 1. narzutem kamiennym na pokładzie ze żwiru o grubości 20—30 cm, o ile grunt jest piasczysty, jako ochrona przed wypłukaniem dziur pod narzutem, lub 2. warstwą dobrze wypalonej cegły, ułożonej na kant (cała lub ¹/₂ cegły) na podkładzie jak pod 1., lub wreszcie 3. płytami betonowemi o grubości około 15 cm, lub żelbetowemi o grubości do 10 cm, o wymiarach 0,50 do 1 m, układanemi na skarpie; są używane klocki betonowe systemu „Dëcauville“, mające pionowe otwory, przez które przepuszcza się druty żelazne cynkowane, oraz rowki wzdłuż stosug¹ poziomych, w które układa się liny konopne namoczone w mazi pogazowej; podobny system „Villa“ nie ma rowków poziomych.

Nachylenie skarpy daje się 1:1,5 do 1 : 2, a jeżeli skarpa jest bardziej stroma, opieramy te ubezpieczenia o rząd pali zabitych w małych odstępach, lub o lekką palisadę, albo o ścianę zakładaną, o grubą kiszkę faszynową, przytwierdzoną kołami go skarpy, lub wreszcie o płoty. Płyty betonowe mogą być zakotwione zapomocą drutów zabetonowanych w dziurach, wybitych kołami w skarpie pod płytami (system Moliera).

Nie jest odpowiednie łagodzenie nachylenia skarpy zapomocą ławeczek w wysokości zwierciadła wody, gdyż powiększa się przez to niepotrzebnie szerokość kanału, ani chronienie skarpy przez sadzenie trzciny lub sitowia, lub też przez wykonanie obitki, gdyż zwiększa się przez to szorstkość skarpy, a zatem i opory, nadto rozluźnia się skarpę i utrudnia kontrolę szczelności. Również nie jest do polecenia ubezpieczenie skarpy ciągłą płytą betonową.

Wymiary przekrojów poprzecznych niektórych kanałów podajemy w tabl. 2.

Na fig. 174 konstrukcja przekroju nieckowatego, podana przez Symphera dla kanałów 1000 tonowych, którą można zastosować z odpowiednią zmianą dla mniejszych kanałów.

Przekrój podłużny kanału. O ile konfiguracja terenu pozwala, należy projektować ile możności długie stanowiska, a śluzy o większym spadzie i zgrupowane bliżej siebie, przyczem najmniejsza odległość śluzy od śluzy powinna być taka, aby opróżnianie i napełnianie śluz nie powodowało nad-

Tablica 2.

Nośność statków kursujących

Szer. zw. wody

Szer. dna Głąb. pow.

Przekr.

zwilż.

300 t (we Francji) . ..    16,80 m

400 t (Kanał Bydgoski) 27,00 m 600 t (Dortmund-Ems) 29,50 m (Małopolski).... 29,40 m (proponowane przez Symphera) ...    33,00 m

1000 t

10 m

17    m

18    m 16 m

16 m

26,0 m2 44,0 m2 59,0 m2 63,1 m²

80,0 m²

<*r co T»r mT

^.b lub

miernego wahania poziomu wody w stanowiskach 'pośrednich, jeżeli nie dopuszcza się rozszerzenia przekroju poprzecznego kanału ^ bx — ^

większego zużycia wody. Dno kanału w ogóle w poziomie j nieznaczny spad ułatwia opróżnienie kanału (około 0,01°/o0).

Sytuacja. Przedewszystkiem należy ustalić sytuację stanowisk szczytowych, przekroczeń większych rzek, kolei, miejsca pod śluzy komorowe.

I-3,60 *>

17,00

41,00 —

jk

-16,33

-*1.5 <1.00 *3,00* 4,00 -X

r°°

!_-33O

138

136

8,00--X-

8.00--'M

’^6,00-^3,00 *2,Óf

---11,00

*1,5«-

Fig. 174.

Jeżeli dorzecze położone wyżej najniższej przełęczy może zaopatrzyć wystarczająco w wodę stanowisko szczytowe, należy założyć je w tej przełęczy w głębokim przekopie. Jeżeli wyższe grzbiety górskie tworzą dział wód, należy zbadać, czy niema wąskiego grzbietu, choćby wyższego, niż przełęcze, i czy przez poprowadzenie kanału tunelem nie da się uzyskać trasy tańszej, która będzie lepiej w wodę zaopatrzona.

Wielkie rzeki przekracza kanał mostami t. zw. kanałowymi, dla których należy wybrać miejsca o zwartem łożysku rzeki z odpowiednio nisko wznie-sionem zwierciadłem wielkiej wody. Na terenie inundacyjnym wypadają większe nasypy kanałowe.

Potoki przeprowadza się popod kanałem przepustami, wzgl. lewarami, przyczem łożyska potoków koryguje się stosownie do trasy kanału, a objekty wykonuje prostopadle do osi kanału. Małe ścieki wodne wpuszcza się do kanału.

Koleje i drogi przeprowadza się z reguły mostami nad kanałem.

Oś kanału należy złożyć z możliwie długich prostych i krótkich łuków kołowych o promieniu najmniejszem :

r>

rt

na kanałach dla statków 300 tonowych 600 900 1200

Łuki odwrotne należy przedzielić linjami prostemi o długości conajmniej

Trasowanie osi kanału (fig. 175). Przyjmuje się przeciętnie dla danej partji nachylenie terenu w kierunku poprzecznym do osi kanału

teren

teren

roykop

Fig. 176.

i wkreśla teren w przekrój normalny kanału tak, aby nasypy wyrównywały się z przekopami (ze względu na pniaki i korzenie lepiej dać mała nadwyżkę wykopów). Punkt S przecięcia się terenu z osią kanału wypada zazwyczaj kilkadziesiąt cm poniżej zwierciadła wody w kanale. Mając daną rzędną punktu S, szuka się punktów na terenie o tej wysokości i w nie wkłada się następnie trasę kanału.

W terenie przepuszczalnym lepiej jest dla uprawy gruntów przyległych, i dla samego kanału, jeżeli zwierciadło wody w kanale leży niżej zwierciadła wody gruntowej. Nasypy lepiej projektować na gruntach nieprzepuszczalnych.

Zapotrzebowanie wody: a) do śluzowania statków. Ilość wody zużyta przy prześluzowaniu statku płynącego w górę (w dół), równa się napełnieniu śluzy powiększonemu (pomniejszonemu) o wypór statku. Przy śluzowaniu podwójnem ilość wody równa się napełnieniu powiększonemu o wypór statku płynącego w górę, a pomniejszonemu o wypór statku płynącego w dół. Ilość wody potrzebna równa się zatem (w m³)

Q=ÏF+{G-D) M+ Tg-Td,

gdzie F oznacza jednorazowe napełnienie śluzy, G i D ilość statków płynących do góry i w dół, a Tg i Td ciężar ładunków wiezionych w górę i w dół.

Jeżeli G — D, wtedy Q = E F + T - Td.

W przybliżonem obliczeniu zapotrzebowania wody przyjmuje się zwykle Q — F, a ilość śluzowań dziennie oznacza się z rocznego ruchu przy przyjęciu, że 50—80% statków mija się w śluzach i że w jednym kierunku płyną pełne statki, a w drugim z % ładunku lub puste (kanały węglowe).

Jeżeli stanowiska są zbyt krótkie, a przekrój nie jest rozszerzony, zapotrzebowanie wody jest większe, gdyż już po kilku śluzowaniach trzeba wodę spuścić do niższych stanowisk, wzgl. doprowadzić z wyższych stanowisk bez f użycia do śluzowania.

równa

Śluzy sprzężone, przy których zatem długość stanowiska pośredniego się zeru, zużywają więcej wody, niż dwie śluzy o tym samym łącznym spadzie oddzielone stanowiskiem, jeżeli statki się w nich krzyżują ; jeżeli jest śluzowanie pojedyncze, zużycie wody jest jednakie. Jeżeli zaopatrzenie w wodę stanowisk górnych jest skąpe, a dolnych dostatnie, należy projektować śluzy w górnych stanowiskach o mniejszym spadze, niż w dolnych, i unikać w górnych stanowiskach śluz sprzężonych, chyba że w dół mają płynąć przeważnie pełne statki, a w górę próżne.

b)    Strata wody z powodu nieszczelności wrót śluzy wynosi około 400 m³ wody na dzień il m spadu wody w śluzie; uwzględnia się ją tylko przy śluzie najwyżej położonej.

c)    Strata wody z powodu parowania w lecie : około 10 ms wody na dzień, na 1 hm kanału il m szerokości zwierciadła wody w kanale.

d)    Strata wody z powodu wsiąkania. Należy ją uwzględnić, gdy zwierciadło wody w kanale leży ponad zwierciadłem wody gruntowej. Można przyjąć ok. 30 m³ wody na dzień, na 1 km kanału il m szerokości łożyska kanału.

e)    Zużycie wody z kanału dła sąsiednich stawów rybnych i do nawodnienia łąk i pastwisk. Na te cele oddaje się wodę nału tylko, jeżeli to jest możliwe bez nadmiernych kosztów. Na kanale małopolskim przyznano dla stawów rybnych: na marzec 7 Z/sek. i ha, na inne miesiące po 1 1/sek. i ha, dla nawodnienia łąk i pastwisk : na kwiecień, październik i połowę listopada po 10 ł/sek. i ha.

z ka-

f)    Straty wody w kanałach zasilających oblicza się podobnie jak dla kanału głównego.

g)    Pierwsze napełnienie kanału z powodu strat przez wsiąkanie wymaga znacznie więcej wody, niż to wypada z obliczenia kubatury wody w kanale.

Dostarczenie wody. Pobór wody. Pobiera się znacznie więcej wody, niż potrzeba normalnie, aby można zastąpić sąsiednie ujęcie czasowo nieczynne, i aby nie powodować zbyt długiego czasu napełnienia kanału, wrazie czasowego opróżnienia (czas napełnienia powinien wynosić około 3 dni).

Ujmuje się wodę: 1. z rzek (w pierszym rzędzie), przyczem w miejscu ujęcia buduje się jaz, celem ustalenia poziomu wody w kanale zasiłkowym, 2. z jezior i zbiorników sztucznych utworzonych przez przegrody dolin (co do zbiorników sztucznych decyduje okoliczność, czy jest możliwe wybudowanie w danem miejscu przegrody), 3. gruntową, przyczem należy zbadać, jaki jej zapas jest bezwzględnie stały.

K anały zasiłków e. Przepływ kanału zasilającego stosuje się do ilości ujętej wody. Spad dna w ziemi około 0,1%, w murowanych skarpach i zamkniętych przewodach 0,2%, w tunelach 0,6%. Na początku śluza do regulowania dopływu wody i dła ochrony przed w. w. — najczęściej z zasuwami, a na dłuższym kanale zasilającym śluzy spustowe; wody potoków, krzyżujących się z kanałem zasilającym, można także użyć do zasilania kanału. Na końcu dłuższego kauału zasiłkowego śluza spustowa z przelewem i spustem do rowu, celem odprowadzenia nadmiernej ilości wody. Woda, wpływając do kanału żeglugi, nie powinna mieć większej chyżości, niż 0,2 w/sek.

Pompy. Jeżeli ujęcie wody leży za nisko, stosuje się z konieczności pompy, przeważnie centryfugalne. Kurę pod ciśnieniem oddziela od kanału zasilającego komora wodna, zamknięta od strony kanału klapami samoczynnemu Dobrze jest wykorzystać do uruchomienia pomp siłę wodną, nawet dalej położoną, natomist nie opłaci się używać do tego celu energji wody spadającej w śluzach kanału, nawet przy zastosowaniu akumulatorów.

Objekty kanałowe, a) Śluzy komorowe dla pociągu łodzi (holownik i 2 łodzie), z wrotami pośredniemi, lub jeżeli trudno z góry oznaczyć wielkość ruchu, śluza dla łodzi pojedynczej z pozostawieniem miejca na późniejszą dobudowę śluzy pociągowej. Co do śluz komorowych ipodnośni mechanicznych por. str. 655 i uast.

h)    Wpusty do kanału żeglugi : 1. przy ujściu kanału zasilającego do kanału, 2. na skrzyżowaniu potoków z kanałem, 3. przy wprowadzeniu ścieku do kanału. Budowane jako przepusty, pod drogę holowniczą, większe z kamienia, betonu lub żelbetu, mniejsze z rur betonowanych i zaopatrzone w urządzenia do regulowania dopływu wody. Przed progiem znajduje się namulnik.

c) Przelewy i spusty urządza się przy ujściu kanałów zasilających, przy śluzach, tudzież przy skrzyżowaniu potoków z kanałem.

Przelewy w kształcie szybu podłużnego, którego krawędź leży w wysokości zwierciadła wody w kanale lub o 0,50 m niżej i jest opatrzona zastawką. Są także przelewy samoczynne w kształcie lewarów do góry zwróconych szczytem.

Spusty wykonywa się jak przepusty betonowe, zamykane zasuwami najczęściej ręcznie poruszanemi, lub jako rury żelazne zamykane wentylami. Tam, gdzie ma być zabrana woda z kanału do nawodnienia stawów rybnych

lub łąk i pastwisk (poziom wody w kanale musi mieć odpowiednią wysokość), urządza się rury zamykane do odprowadzenia wody.

d)    Przepusty dla potoków, z kamienia, betonu, żelbetu, według ogólnych zasad.

e)    Lewary dla mniejszych potoków urządza się tam, gdzie niema wystarczającego wzniesienia kanału nad łożyskiem potoku. Wykonywa się je z kamienia łomanego, betonu, żelbetu, a przewód także z kilku rur żelaznych. Wskazane urządzenie lewarów przełazowych, zatem o średnicy conajmniej 60 cm. Chyżość przepływu wielkiej wody potoku w lewarze około 2 m/sek.

f)    Bramy bezpieczeństwa daje się na początku i końcu większych nasypów, tudzież większych mostów kanałowych. Wykonywa się je: jako wrota wsporne, klapowe, segmentowe lub jazy iglicowe pod najbliższym mostem drogowym.

g)    Tunele powinny być na ruchliwych kanałach dwułodziowe ; z oszczędności są jednołodziowe o głębszym przekroju, przyczem n = 2,3—2,8, co powoduje zmniejszenie chyżości statków. Często drogi holownicze na wspornikach, aby nie zmniejszać przekroju poprzecznego wody.

h)    Mosty kanałowe. Na większych kanałach dwułodziowe, o szerokości użytecznej równej conajmniej podwójnej szerokości śluzy jednołodziowej.

Cechą tych mostów jest, że: 1. obciążenie jest jednostajne, stałe i bez wstrząśnień, 2. ściany boczne stosunkowo wysokie i pełne, zatem parcie wiatru znacznie większe, niż przy innych mostach, 3. łożysko kanału na moście musi być zupełnie szczelne, połączone szczelnie z kanałem, a mimo to musi dozwalać na dylatację mostu, 4. mają urządzenia do szczelnego zamknięcia na początku i końcu i urządzenia do napełnienia wodą i opróżnienia. Wykonywa się je z kamienia lub żelbetu, a z żelaza, gdy nie można wykonać mostu sklepionego.

Uszczelnienie mostów kamiennych i żelbetowych uskutecznia się płytami ołowianemi o grubości 2—3 mm, spoczywającemi na papie asfaltowej i na-krytemi warstwą ochronną w dnie, np. z cegieł na papie lub z płyt betonowych na warstwie iłu, na ścianach zaś bocznych okładziną drewnianą.

W wielkich mostach żelaznych koryto kanału niezależne od dźwigarów mostowych. Przy mniejszych rozpiętościach skrzynia dwułodziowa może spoczywać na szeregu dźwigarów blaszanych, przy większych rozpiętościach mogą być 2 skrzynie jednołodziowe, każda zawieszona między dwoma dźwigarami. Drogi holownicze o szer. 2,5 m biegną w mostach kamiennych na murach bocznych, w żelaznych, mniejszych na osobowych dźwigarach (użycie wsporników jest ze względów statycznych nieodpowiednie), w mostach większych na górnem połączeniu dźwigarów głównych, z mniejszemi dźwigarami umieszczonemi po bokach tychże.

orm-

i)    Mosty kolejowe i drogowe nad kanałami żeglugi nie powinny zwężać przekroju poprzecznego wody i nie powinny mieć filarów ; drogi holownicze można znacznie zwęźyć, a często umieszcza się je na wsp kach nad wodą w kanale. Wzniesienie spodu konstrukcji nad zwierciadłem wody por. str. 644.

W terenach kopalnianych szczególne ostrożności; więc mosty żelazne o belkach wolno podpartych, przyczółki o długich i możliwych do podwyższenia miejscach dla łożysk, wzniesienie spodu konstrukcji nad zwierciadłem wody większe, niż wymagane.

2. Kanały żeglugi ze spadem.

Służą równocześnia dla żeglugi, dla odwodnienia lub nawodnienia większych obszarów, lub też dla wyzyskania siły wodnej.

Według dotychczasowego stanu badań należałoby spad wody w kanale oznaczyć z następujących warunków:

a)    Chyżość łodzi płynącej luzem w razie oderwania się nie powinna przekraczać chyżości, z jaką wolno statkom wymijać się na danej drodze (zwykle % do % chyżości normalnej).

b)    Opór statku płynącego pod wodę nie powinien być tak wielki, aby ruch jego był nieekonomiczny, przyczem należy mieć na uwadze, w jakim kierunku odbywa się ruch statkami bardziej załadowanemi, w górę, czy w dół.

c)    Chyżość wody na dnie kanału nie powinna powodować podmycia dna, przyczem oczywiście, czem większa jest chyżość wody na dnie kanału, tem kosztowniejsze jest ubezpieczenie dna i skarp.

Ponieważ środek ciężkości statku leży prawie w punkcie największej chyżości wody w przekroju poprzecznym kanału, przeto należy przyjąć wielkość tej chyżości równą % do Vs chyżości normalnej dla danej drogi, z niej obliczyć średnią chyżość wody dla przekroju kanału i następnie odnośny spad, wreszcie chyżość wody na dnie kanału, a stąd wielkość wymaganą ziarn materjału dna, celem sprawdzenia, czy dno jest dość wytrzymałe, względnie celem zaprojektowania odpowiedniego ubezpieczenia. Według doświadczeń czeskich z r. 1921 grubość ziarn materjału na dnie

w²

fc²

gdzie v oznacza chyżość wody na dnie, a spółczynnik k = 5.

Według opinji znawców na kongresie żeglugi w Londynie z r. 1923, największa chyżość wody na kanałach o stosunku n = F:f= 8 do 12 nie powinna przekraczać 0,50 do 0,80 m/sek., zatem chyżość średnia powinnaby wynosić 0,4—0,6 m/sek. Kanał Jonage (1892 — 1902) o długości 18,845 km ujmuje 103 m³/sek. wody z Rodanu powyżej Lyonu, ma spad 0,1%, średnią chyżość 0,68 m/sek., szerokość w dnie 60 m, w zwierciadle wody 71,5 m, głębokość 2,3 m il stopień o wys. 14 m, śluzę komorową dwustopniową (188 X 16 m i głęb. 2 m) ; zakład silnicowy daje 12000 HP.

Obecnie ma być wykonany kanał, omijający próg skalny na Renie pod Istein (9 km poniżej Bazylei) o długości 7 km, o szerokości w dnie wzwyż 80 m, a ponad 130 w w zwierciadle wody, głębokości wody wzwyż 10 m : chyżość wody 1,20 m/sek., (Szwajcarja żądała 0,70 w/sek.), spad na turbinach 10,5 do 15 m, ilość wody przy średnim stanie 800 m³/sek., a siła ponad 60000 HP.

Komorę turbin umieszcza się w kanale żeglugi obok śluzy komorowej i z tego powodu rozszerza się kanał powyżej i poniżej łąk, aby średnia chyżość wody nie wynosiła więcej, niż 40 cm/sek. Długość rozszerzenia powyżej śluzy winna być tak wielka, aby statek mógł się zatrzymać bez hamowania, poniżej może być rozszerzenie nieco mniejsze.

Celem umożliwienia przepływu wody, gdy wszystkie lub niektóre turbiny są nieczynne, urządza się na całej długości komory turbin przelew zamknięty samoczynną klapą.

3. Kanały morskie.

Cel: 1. doprowadzenie statków morskich w głąb lądu; 2. skrócenie drogi morskiej; 3. ominięcie szczególnie niebezpiecznej części mórz; 4. udostępnienie części mórz lub wód śródlądowych głębiej zanurzającym się statkom morskim.

Trasa kanału w możliwie długich linjach prostych połączonych krót-kiemi łukami.

Przekrój poprzeczny. Przeważnie kanały jednostatkowe z w

ymijai-

niami (dwustatkowe : Panamski i Amsterdamski). Na kanale o szerokości dna conajmniej 100 m mogą mijać się w biegu większe statki, ale nie największe. Dno kanału w poziomie, skarpy u dołu o nachyleniu 1: 3 — 1: 4 w górze bystrzejsze; przekrój nieckowaty byłby odpowiedniejszy. Stosunek n — F.f—b. Głębokość wody pod stępką statku > 1 m, przy szybkości statków nie większej, niż 10 km 1 godż. (mniejszej chyżości nie można stosować ze względu na ster).

Według Leemansa wymiary kanałów, a) uczęszczanych przez statki zawijające do wielkich portów Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej i Kanady i b) uczęszczanych przez statki innych dróg morskich, powinuy być następujące:

a)

V)

szerokość dna w linjach prostych . . .

szerokość dna w łukach........

głębokość ..............

nachylenie skarp...........

światło mostów...........

wzniesienie mostów nad zwierciadło wody

długość użyteczna śluz ........

szerokość ..............

głębokość . .............

Kanał Suezki (160'7 hm dł.) obecnie szeroki w dnie 45 m, w zwierc. wody 91 m, głęb. 12 m (postanowione dalsze pogłębienie do 13 m).

Kanał Panamski (81 hm dł.) najmniejsza szer. w dnie 91,4 m, głęb. 12,5—13,7 m, śluzy komorowe o wymiarach 305 X 33,52 m i głęb. 12,5 m (na progach).

Jeżeli kanał ma służyć dla statków przepływających Panamski, wymiary jego należy dostosować do wymiarów tych kanałów.

Rozszerzenia: W łukach na kanale Suezkim według wzoru dla kanałów dla statków żeglugi śródlądowej (str. 647), przyczem L = 4 krotna szerokość statku.

Wymijalnie: Na kanale Suezkim co 5—7 hm o długości 750 m rozszerzenie o 15 m, na obu końcach przejścia po 300 m długie. Na kanale Wilhelma wymijalnie średnio co 8,4 hm (zwrotne co 23 hm) o długości 600—1100 m przez rozszerzenie dna kanału z 44 w do 134 m, a w 4 zwrotnych do 164 m. O ile przewiduje się późniejsze zwiększenie przekroju kanału należy projektować wymijalnie ile możności po tymsamym brzegu.

Ubezpieczenie skarp: narzutem kamiennym o grab. 40 — 50 cm sięgającym 2 m poniżej zwierciadła wody (kanał Wilhelma i brzeg azjatycki kanału Suezkiego) lub murami pochyłemi sięgającemi 2 do 2,5 m niżej zwierc. wody (brzeg afryk. kan, Suezkiego) lub ścianą żelbetową spoczywającą na ścianie palisadowej (kanał z Gandawy do Terneuzen) lub wreszcie płytami żelbetowemi system Muralta stosowanemi w Holandji do ubezpie-cizenia brzegów morskich i wałów nadmorskich.

Śluzy komorowe. Zamknięcie kanału śluzą komorową od strony morza konieczne, jeżeli różnice przypływu i odpływu morza lub fali wywołane wiatrem są znaczne (ze śluzami: kanał Wilhelma, kanał Amsterdamski, bez śluz : kanał Suezki). Również konieczne śluzy, gdy kanał pokonuje znaczniejsze różnice terenu. Por. str. 655 i nad.

Ruchy wody w kanale otwartym, jak w rzece przy ujściu do morza-Do określenia kształtu fal wywołanych w kanale przepływem morza, który to kształt potrzebny do oznaczenia chyżości wody w kanale można użyć formuły Scotta-Russela.

15 »

80 m 90 m

11 m

55 m 60 m 250 m 35 m 12 m

kanał Suezki lub

v = y ff(H+h)±u,

gdzie v — chyżość postępu fali, H — głęb. wody przy niskim stanie, h — każdorazowe wyniesienie elementu fali ponad stan niski, u == pierwotna chyżość wody w kanale.

Mosty raczej o jednym otworze w osi kanału, chociażby wielkie statki nie mogły się minąć pod mostem. Szerokość otworu mostowego dla jednego statku najmniej = podwójnej szerokości najw. statku, dla minięcia się dwóch statków najmniej — poczwórnej szerokości statku. Na kanale Wilhelma

— 80 m. Wzniesienie konstrukcji mostowej ponad zwierciadło wody najmniej 76 m. Najczęściej mosty zwodzone lub promy.

Zaopatrzenie kanału w wodę: z morza, rzek, jezior lub sztucznych zbiorników, np. zapotrzebowanie kanału Panamskiego 118,7 m³/sek. wody jest pokrywane ze zbiornika powstałego przez wybudowanie grobli na rzece Chagres pod Gatun o poj. 900 milj. m³ wody.

IV. Śluzy komorowe i podnośnie mechaniczne statków. 1. Śluzy komorowe.

Wymiary śluz. Wielkość odstępów między ścianami i dnem śluzy, a statkami:

na dług.

2 X 10,0-2 X 5,0 m

Odstępy między statkami w pociągu najmniej 1,5 m. Wymiary istniejących śluz komorowych :

śluzy kanałowe pojed.

«    « pociąg.

„    rzeczne    pojed.

«    «    .    pociąg.

„    morskie    . . .

a) kanałowe pojedyncze:

dług.

francuskie dla statków 300 t

wedł. ustawy z 1879 . . . 38,5 m 41,0 m

niemieckie (400 t) . . . 55,0—57,0 m *    (600 t)

nowsze

na Bzer.

2 X 0)5 «î 2 X 1)0 m 2 X 1,0 m 2 X 1,5 m 2 X 1,5 m

na głęb.

1,25 m 1,25 m 1,25 m 1,25 m 1,50 m

szer.

5,2 m 6,0 m 8,6 m 67,0 m 8,6—9,6 m

głęb. (w głowach)

2,5 m

2.5    m 3,0 m

3.5    m (w gł. górn.) 3,0 m (w gł. doln.) 3,5 m

„    (1000 t)

b)    kanałowe pociągowe:

francuskie (Canal du Nord) dla statków 300 t. (2 łodzie bez holownika): dług. 85,0 m,

niemieckie (600 t). (2 łodzie i holownik): dług. 165 m.

c)    rzeczne:

czeskie na Wełtawie i Łabie (700 t), pojedyncze: dług. 73 m szer., Il m głęb. 3 m w gł. górn. 2,5 m w gł. doln., pociągowe: dług. 134—146 m, szer. w głowach 11 w, komory 20—22 m, belgijskie na Skaldzie (600 ł), pociągowe: dług. 125 m, podzielone wrotami pośredniemi na 41    84 m, szer. 14 m, głęb. 2,75 m,

włoskie, na Adydze i na Padzie (600 t, 1 łódź i holownik, lub 2 łodzie bez holownika) dług. 137 m (56 —J— 81 — wrota pośrednie), szer. 10 m, głęb. 4 m.

100,0 m

10,0 m

d) morskie:

śluza Kruischans, łącząca port w Antwerpji ze Skaldą: dług. 270 m, szer. 35 îw, głęb. 12,5 m (przy śr. w. w.);

śluza portowa w Bremerhaven : dług. 223,2 m, szer. 28 m, głęb. 10,56 m (przy śr. w. w.);

śluzy (nowe) kanału Wilhelma: dług. 330 m, szer. 45 m, głęb. 13,77 m (przy śr. w. w.);

śluzy na kanale Pauamskim: dług. 305 m, szer. 33,52 m, głęb. 12,50 m (przy śr. w. w.).

Wrota powinny wznosie się ponad najwyższy stan wody, który maja wspierać :

Mury śluz należy wyprowadzić ponad wrota o 0,3 do 1,0 m, zależnie od tego, czy są to śluzy kanałowe, rzeczne czy morskie.

Obliczenie wymiarów dna i ścian śluzy zależy od sposobu wykonania. Najkorzystniej wykonać najpierw ściany boczne, a po ich osiądnięciu się założyć dno i następnie wypełnić zewnątrz dół fundamentowy.

Wykonanie dna i ścian jako jednej bryły stosuje się, gdy grunt mniej wytrzymały i gdy wymaga się szczelności komory. Jeżeli robota na sucho niemożliwa (up. budowa w rzece), albo jeżeliby obniżenie zwierciadła wody gruntowej przez pompowanie mogło wywołać szkodliwe ruchy ziemi, należy płytę fundamentową wykonać podwodnie, po zabiciu ścian palisadowych i wybagrowaniu dołu fundamentowego. Często po stężeniu betonu obniżamy częściowo wysokość wody gruntowej i utrzymujemy ją stale w tej wysokości podczas budowy, aby po wypompowaniu wody z dołu fundamentu dno śluzy nie podniosło się do góry wskutek parcia wody ; wysokość zwierciadła wody nad _ górną powierzchnią dna śluzy powinna zatem równać się jego grubości.

Ściany boczne liczy się jak mury oporowe. Gdzie wewnątrz muru bocznego kanał obiegowy, tam

a) jeżeli szerokość kanału jest mała w porównaniu do szerokości muru, można uważać, że szew jest tylko osłabiony otworem i naprężenie w nim

t = T(l+T*>

gdzie P — składowa pionowa wypadkowej sił, F = powierzchnia szwu osłabiana kanałem, J = moment bezwładności szwu względem osi pionowej, c — odległość punktu zaczepienia siły P od osi pionowej, a z = odległość krawędzi otworu w szwie od osi pionowej ;

b) jeżeli szerokość kanału znaczna, wyznaczyć figurę obciążeń w szwie poziomym stycznym do szczytu przekroju kanału, rozdzielić ją na 2 części osią pionową i przyjąć, że na lewą stronę muru przypada część obciążenia abed, a na prawą część b cfe. Siły S₁ i S₂ zaczepiają w punktach przecięcia poziomą a b pionowych, poprowadzonych przez środki ciężkości s, i s₂ ; S₃ i <S'₄ wypadkowe sił zewnętrznych [ poniżej linji ab; z ostatnich sił SB i S₆ wyznaczyć naprężenia w szwach gh i i j. Uwzględnić należy ciśnienie wody w kanale obiegowym (fig. 176);

c) przyjmuje się, że nad kanałem obiegowym mur / wykonany w kształcie sklepienia o idealnych przegubach ; mur zostaje podzielony na część ograniczoną płaszczyznami przechodzącemi przez najcieńsze przekroje murów przyczółkowych i górną powierzchnię sklepienia, na sklepienie i na dwa mury przyczółkowe; trapez sił dzielimy linjami równoległemi do wypadkowej na 3 części, które działają na mury przyczółkowe i sklepienie (sposób inż. Tolmanna podany przez Klira w czasopiśmie „Allg. Bauzeitung“, 1901).

Napór ziemi na ścianę śluzy z wzoru Rankine’a

Ï.)

d sl

i«

OM

'S₆

Fig. 176.

gdzie f — ciężar właściwy materjału, wypełniającego dól fundamentu z zewnątrz ściany, a cp — kąt naturalnej skarpy tego materjału.

A. Ściany i dno śluzy tworzą jedną bryłę.

1. Nie ma wody gruntowej: a) Śluza próżna. Założenie, że parcia poziome (w dnie śluzy przechodzi przez środek przekroju środkowego),

.. d czyli » = —.

Wielkość ciśnienia na grunt (podatny) x i (xy) z równań (fig. 177): 51 A -f- Z sin cp = x s -|-

—(- Z sin cp . s — Z cosec i^hz —    = 0.

<—77? —

y w t/m³

<p°

Można przyjąć: dla piasku suchego ....

„    „ nasyconego wodą

„ ziemi ilastej suchej . .

»    »    „    mokrej . .

Jeżeli zewnątrz śluzy woda gruntowa, przyjąć ciężar właściwy ziemi w wodzie = (y—1) i osobno uwzględnić parcie wody.

Przy obliczaniu komory śluz, których dno i ściany stanowią jedną bryłę, przyjąć kierunek naporu ziemi na pionową ścianę poziomy, a wypełnienie zewnętrzne czystym piaskiem ; dla murów zaś w głowach takich śluz, gdzie należy dać wypełnienie zewnętrzne ziemią ilastą, aby utrudnić przeciekanie wody wzdłuż śluzy, tudzież dla śluz o dnie drewnianym lub wymurowanym po wykonaniu ścian, gdzie lepiej dać wypełnienie zewnętrzne iłem, przyjąć kierunek naporu ziemi na ścianę pionową odchylony o kąt cp od poziomej.

1,6

2,0

1,5

2,0

30—35

20—29

40

17

Zcosf.

tÎ:

CC]

_.A

JC

4*- z/sj -*j

Fig. 177.

Naprężenie w przekroju środkowym dna

Z cos cp

Rozkład naprężeń w szwie skrajnym dna (fig. 178)

Ax ~— Z cos cp (h, — %) -f- Z sin cp . m — B₁ b₁ = 0. Dla cp = o równania otrzymują kształt :

ZA = xs+ y~

r/

A1~ — Z{hz — n) — B₁b₁ = 0

Oznaczenia widoczne z rysunków.

b) Śluza pełna (fig. 179). Położenie parcia poziomego w dnie, jak poprzednio.

■*------^

a.

S ^4 . a

y s²

■S

ts

jkj

TZcöjT

-J-Z-Q-»

JQ_ *■ °v+

i..i

n,

ß--i-

N    £

i?

Fig. 178.

Ciśnienie na grunt z równań:

Fig. 179.

--}- /îsin cp . s — ź? cos cp    -f-

S ^4 . a -f- Aw. aw

2 A + Ąv + Zdn cf = a? s + ^y-a? s²

+ w{j + y)^°

Naprężenie w przekroju środkowym:

Z cos cp — B7 T ^ “ d

Naprężenie w przekroju skrajnym dna z równania:

di y — Z cos cp (A, — »j) — Z sin cp . m — B₁ \ — TT Ą- d — nx j = 0.

Dla cc =• O, równania przyjmują postać prostszą.

2. W wodzie gruntowej : a) Śluza próżna (fig. 180). Przyjmujemy, że ciśnienie na grunt, wywołane ciężarem śluzy, ma kształt trójkąta, tak, iż w osi śluzy jest równe zero. Dla wody słodkiej y = 1000 kg/m³, dla wody morskiej przeciętnie y ÇS? 1026 kg/m³, dla morza Bałtyckiego y = 1007 kg/m³' Dla zupełnej przepuszczalności gruntu, ciśnienie na grunt z równania:

E^4 + Zsincp = yhg8 + -2£-

a położenie parcia poziomego w przekroju środkowym dna z równania:

---1- sin cp s — Z cos cc hg Hu. h(l -f (Z cos cp -|-

+ HJ-n = 0

Fig. 180.

Fig. 181.

S ------

*- s

»— 777 —*•

-i

Ziy.ru.gr.

zmmor.

-tr-i

c:

h9

-5

-H

<- —~ a —

Z. cos fl

Z.co

Hw

hz

f

H T

^2 hw

i'. . ÿJ'

.i

d te

H±

js

"T

i...

f-łs

-j

ter -

Dla cp = O równania sie upraszczają.

W podobny sposób, jok poprzednio, wyznacza się naprężenie w przekroju skrajnym dna.

uza pełna (fig. 181). Kozkład ciśnienia na grunt, wywołanego ciężarem murów śluzy, jak w śluzie próżnej, a rozkład ciśnienia, wywołanego ciężarem wody w śluzie, równomierny na całej szerokości śluzy.

Największe ciśnienie na grunt

6) Ś1

-(•+4=)

gdzie y z równania:

2 H -j- Z sin cc = y h s -j- ~~ 9    ¹

a położenie parcia poziomego w przekroju środkowym dna z równania:

7h0** Aws

2A.a + A„. aw

yjZ

g--\- Z sin cp . s — Z cos — cp . h, —

— W)n = 0.

Hw . K + ^ (y + dj + (^cos cp + Hw

Dla cp = 0, równania upraszczają się.

Czem grunt mniej przepuszczalny, tern największe ciśnienie na grunt

Aw

wzrasta do max. wartości: 7/-j-y& dla śluzy próżnej, a y -j---(- y /i

y    s    y

dla śluzy pełnej.

B. Ściany i dno śluzy nie tworzą jednej bryły. Szew skrajny dać pochylony (a 80°), aby dno działało, jak płaskie sklepienie, gdy śluza próżna.

a) Śluza próżna (fig. 182). Przyjmujemy, że linja ciśnienia przechodzi w przekroju środkowym przez dolny kraj rdzenia, a w przekroju skrajnym przez górny kraj rdzenia.

T 'hg r₂ — A₂

cos ß

Siła K= -

Kąty ß i 8 wyznaczyć z rysunku. Bryła, Podręcznik inżynierski. IV.

Ciśnienie na grunt dla najniekorzystniejszego wypadku, tj. gdy dno nie działa, zatem K— Oz równań :

Ax 4- Z sin <p = y hg rt 4*

2 a? -1- 4

ri

Y hg rx ²

ŁSil-o

3

Celem zmniejszenia ciśnienia na grunt, dajemy w fundamencie odsaózkę na zewnątrz śluzy.

Ax «i —

+ if sin <p . rx — if cos cp A₂ — Hy h w

.s

F/

■A-

Z ru. ru. or. :'V

Û$Â

⁻-a

't

osr

1 h*h„

TOI

Ta*-

r Ksïn/;

Z.cosf

,óC~Vi

Naprężenie w przekroju skrajnym

\t'

dna:

2 K sin 3 T _ d

Naprężenie w przekroju skrajnym

dna :

2 Fsin § sin «

-IF

K

v,

Cl—»

■s

"t

,1j

6) Ś1

uza peina (fig. 183). Pod ciężarem wody w komorze, dno nieco się poda, otworzą się szwy i powstanie w nich ciśnienie

Fig. U2.

si^ + d ~ AI>

którego punkt zaczepienia leży w środku szwu. Również parcie poziome w dnie = D sin a zaczepia w środku przekroju środkowego dna.

Ciśnienie na grunt z równań :

ai 4* A (( i Fd

Ax -|- Aw -j- Z sin ’ÿ -= I) cos a -f- j hg rx -j-

Ï hg ri²

2 a-i + yi

rx

4/2 a2 “f" ^2 «2 4~

+ if sin <p n - - Z cos <p hz — IIW hw —

ł-’r(T+<)-°

^2 + A(’2 + D 009 « = T hg + — ² ^--²- r2 T r2²    æ₂²r₂²

2 sin a

D d cos² a

2 . sin a

Dla = 0 pierwsze dwa równania upraszczają się.

Przez otivarte szwy między ścianami a dnem, będzie woda wyciekała pod ciśnieniem y (t -f- d — h ).

Przy wielkiej różnicy poziomów wody w śluzie i zewnątrz, jeśli żąda się szczelności śluzy (gdy jest mało wody zasilającej kanał), należy dno i ściany wykonać raczej jako    ^    ^

jedną całość, a większe ciągnie-    2^/72-*

ttd-hg

zro.TV.qr

^ i-

-f

.c

nia, jakie powstaną w środku dna i przy ścianach, pokonać przez wkładki żelazne w betonie. Toż-

Z.

* _ i. k /__j

<fhg <—- rt -—> y-— rz - •-»â'hg

samo należy uczynić, gdy grunt jest niejednostajny i słaby, a gdy jest bardzo niewytrzymały, zabić piloty pod dnem.

'«5

Fig. 183. cy

Wykonanie. Ściany palisadowe. Jeżeli dno drewniane, zabija się ściany palisadowe poprzeczne wszędzie tam, gdzie różnica poziomów wody; zwykle 5, tj. na początku i końcu śluzy, pod progami wrót i przy ścianie spadowej. Jeżeli dno murowane starannie, wystarczają ściany pali lisadowe poprzeczne na początku i i końcu śluzy. W śluzach długich (dla pociągów łodzi) zamykamy głowy i ścianami palisadowemi także od strony komory, a wtedy, gdy spad mały i grunt wytrzymały, dno komory może być przepuszczalne.

O ile nie stosuje się metody pneumatycznej przy fundowaniu, zabija się ściany palisadowe także wzdłuż bocznych ścian śluzy. Jeżeli dno drewniane, odpadają zazwyczaj podłużne ściany palisadowe.

Dno. Dno drewniane wykonuje się jako ruszt nakryty często warstwą dobrze wypalonej cegły. Pod podłogą ubić warstwę iłu o grub, do 1 m. Dno murowane można wykonać w komorze, jako odwrócone sklepienie, w głowach najczęściej płaskie i wzmocnione w spodzie.

Ściany. Ściany drewniane, tudzież murowane na dnie drewnianym podobne do ścian bulwarowych. Mury śluz o małym spadzie (niżej 5 m) mają kształt jak najprostszy, a mianowicie powierzchnię wewnętrzną pionową, zewnętrzną pionową albo skośną, lub pionową z odsadzkami pochyłemi u góry. Grubość murów bocznych komór śluz dla statków do żeglugi śródlądowej w koronie 0,6 —1,0 m, w dnie około 0,7 wysokości muru. Mury w głowach muszą być znacznie mocniejsze niż mury komory, gdyż mają pokonać działanie wrót, oraz objąć najczęściej kanały obiegowe i szyby z zamknięciem tychże. Konstrukcje żelbetowe masywne odpowiednie dla głów, a żebrowe dla komór, zwłaszcza w gruncie bardzo niewytrzymałym. Ściany komory można także wykonać ze słupów T osadzonych na kapturze ściany palisadowej i zakotwionych, między któremi cienkie sklepienie z klinkierów lub płyty żelbetowe. Gdy wody podostatkiem, można dać mury komory skośne, lub zamiast murów bocznych dać skarpy brukowane, a dno z bruku lub z płyt betonowych na rumowisku lub wyściółce faszynowej. Mur, tworzący stopień w śluzie, pionowy, o kształcie poziomego sklepienia z ciosów. W długich murach komór fugi dylatacyjne (uszczelnione płytami ołowianemi). Wys kość progów 25—30 cm ponad dnem w głowach; w bardzo wielkich śluzach progi tak wysokie, aby robotnik mógł podpełzać, celem poprawy spojeń, a przynajmniej w jednem miejscu obniżenie dna na 60 cm.

Ostre krawędzie murów ubezpieczyć ciosami wytrzymałego kamienia lub płytami żelaznemi.

Mury śluz morskich mają znaczniejsze wymiary z powodu większych kanałów obiegowych i uderzeń statków morskich.

we

Napełnienie i opróżnienie śluzy uskutecznia się: a) otworami wrotach, i) kanałami obiegowemi umieszczanemi w ścianach bocznych (najczęściej), lub za niemi, lub wrzeszcie pod dnem śluzy, c) między skrzydłami wrót i między wrotami a murami, jak we wrotach w kszałcie wycinka koła.

Wyloty otworów muszą być nakryte wodą.

Stosunek powierzchni poziomej komory do powierzchni otworów wynosi 200 do 250. W zwykłych wrotach drewnianych otwory mają wysokość najwyżej 0,5—0,6 m, a szerokość do 1 m.

Kanały mają przekrój jajowaty, eliptyczny, prostokątny lub prostokątny z pólłukiem w górze, a wielkie przekrój kołowy, np. śluzy kanału Panam-skiego przekrój kołowy o średnicy 5,48 m. Kanały obiegowe wyższe, niż szerokie (wys. : 1,5—2,2 m, szer. : 1,2—3,0 ni), kanały spodnie raczej szersze, nie wysokie.

Kanały boczne, łączące kanał obiegowy z komorą, mają sumę powierzchni przekrojów poprzecznych znacznie większą, niż przekrój poprzeczny kanału obiegowego (c*> 1,25 przekroju kanału obiegowego).

Czas potrzebny do napełnienia wodą lub opróżnienia z niej komory w sek. :

2 K~\ h

gdzie K— powierzchnia pozioma komory w m², f = powierzchnia otworów w to², h — spad śluzy w m, p. = spółczynnik kontrakcji (dla krótkich kanałów obiegowych 0,7—0,5, dla długich 0,4, a dla otworów we wrotach o ostrych brzegach 0,8—0,6).

fpv

w r

Dokładnie licząc, należy wyznaczyć przepływ wody w przewodach długich i specjalnie zaprojektowanych, według ogólnych zasad. Czas napełnienia pojedynczej śluzy 3—5 min., pociągowej około 10 min., morskiej 10—15 min. Czas prześluzowahia , statków por. str. 643.

D%

‘f/h

Fig. 184.

Zamknięcia otworów. Otwory we wrotach . „ zamyka się zasuwami lub klapami o osi poziomej. £ Wloty do kanałów obiegowych zamyka się zasuwami systemu Stoney’a, klapami o osi pionowej lub poziomej (mała szczelność), a najczęściej zaworami cylindrycznemi z przeciwwagą ostatnio niskiemi (francuskiemi). W śluzach kanalizacji Wełtawy i Łaby urządzono zamknięcia segmentowe, oraz poziomemi zasuwami Stoney’a. Śluzy kanału Panamskiego mają kanały obiegowe, zamknięte zaworami francuskiemi.

Specjalne urządzenia lewarowe do samoczynnego napełnienia kanałów obiegowych w śluzach pomysłu Hotoppa (na kanałach Łaba-Trave, Teltow-skim i Odra-Szprewa).

Wrota (bramy).

1. Wrota wsporne. Wymiary: Długość skrzydeł wyznacza się z fig. 184, lub rachunkiem:

cos <p

Długość nyży = (?-)- sn -j- e), głębokość jej = (sx -f- d -f- s) ; s = 5—10 cm, Sj = 10—20 cm, su — 15—20 cm, e — ekscentryczność osi obrotu skrzydła 2 cm.

Położenie osi obrotu skrzydła wyznacza się następująco (fig. 184): W połowie ekscentryczności C C" wykreśla się prostopadłą, a punkt C przecięcia się tejże z dwusieczną kąta E C C" jest źądanem miejscem osi obrotu.

Wysokość wrót oznacza się w ten sposób, że wysokość oparcia o próg przyjmuje się 10—20 cm, górą zaś wrota powinny wznosić się około 20 cm ponad stan wody, który mają wspierać. Na kanałach jest to stan dozwolonego piętrzenia wody, na rzekach zaś stan najwyższy, a jeżeli dopuszcza się zalew śluzy, stan przy którym odbywa się jeszcze żegluga. Dopuszcza się zalew śluzy, jeżeli nie powoduje znaczniejszych szkód i jeżeli stan najwyższy jest znacznie wyższy od stanu, przy którym jest żegluga jeszcze możliwa, a śluza jest zbyt blisko rzeki położona, tak, iż ochrona jej od zalewu powodowałaby bardzo znaczne koszty.

P-

\i/

Obliczenie wy- pj miaro w. Gdy wrota zamknięte, nie uwzględniamy ich ciężaru, wpływ

Tg

Fig. 185.

opuszczamy

oparcia wrót o próg, nie uwzględniamy uderzeń statków, a w śluzach morskich uderzeń fali. Z tych powodów, jak również ponieważ konstrukcja jest narażona na zniszczenie — należy przyjmować założenia jak najniekorzystniejsze dla wymiarów.

Wrota zamknięte. Skrzydła płaskie. Naprężenia w tężni-kach poziomych (rozworach). Ponieważ dajemy wrotom jednaką grubość zgóry na dół, przeto tężniki poziome w dolnej części wrót albo są bliżej siebie umieszczone, albo mają znaczniejsze wymiary. Nieuwzględniamy współdziałania sąsiednich tężników i okładziny.

Naprężenia w rozworach prostych, spowodowane ciśnieniem wspornem i Ugięciem (fig. 185):

y hblx

F ⁼ 2 tg <p F' Ta “

T == Tj —j— T₂ = Y ki) ^

Tj —

Y h b 4² .

'i tg <p . F 8 J /’

gdzie z₁ — naprężenie spowodowane ciśnieniem wspornem, t₂ = naprężenie spowodowane zgięciem, t — naprężenie sumaryczne, Q = siła cisnąca, y = ciężar właściwy wody, F — przekrój poprzeczny rozwory, J — moment bezzwładności, e = odstęp krawędzi przekroju rozwory od osi obojętnej, n — odległość |j kierunku siły Q od środka ciężkości przekroju, (g/* a reszta oznaczeń widoczna z rysunku.

Jeżeli skrzydła krzywe, lecz oba nie-tworzą jednej krzywej (fig. 186), wtedy

ph\ jPh

•yhbl₂² ‘(hbli 8    2 tg cp ' n

W.

li en \

2 tg cp F ¹ 8 J 2 tg z J/'

Dla wrót żelaznych można przyjąć =l₂ = l, a wtedy

t — y hb

Fig. 186

le

Z hbl {'2, tg* F ¹ 8 J 2 tg y Jf Zwiększając n, zmniejszamy t, We wrotach żelaznych uskutecznia się to

przez zwiększenie ilości nakładek w blachownicy od strony parcia wody (fig. 187). ‘

Największe naprężenia:

t ciśn. : ‘i h b 11 z ciągn. : •( hbl ^

le !    ex n

2 tg cp,

2 tg cp F 8 J 2 tg cp - i le 2    e<z yi

2 tg cp jF¹ ' 8 J

Najkorzystniejszy kształt przekroju tężnika, gdy z ciśn. = z ciągn. Zwykle różnica wysokości tężników w środku i na końcach wynosi -g- do ~ l.

Jeżeli l>h, przeniesienie ciśnienia wspornego jedną rozworą u góry wrót lub nieco niżej (fig. 188), a przy wielkich wrotach dwoma rozworami, jedną

u góry i drugą w połowie wysokości. Tężnik poziomy u dołu skrzydła służy do oparcia go o próg. Między tymi tężnikami słupy pionowe (konstrukcja słupowa, w odróżnieniu do poprzedniej konstrukcji rozworowej).

e,

Naprężenia w słupach obroto-

_________ wych. Konstrukcja rozworowa: Słupy, opie-

JLJ

Fig. 187.

l "" p' rające się na całej długości o ścianę nyży, iJ lub mające łożyska wsporne przy każdej roz-Fig. 188.    worze, nie są narażone na zgięcie. Słupy,

mające łożyska wsporne przy niektórych roz-worach, liczyć jako belki ciągłe, w obu końcach utwierdzone, podparte na łożyskach wspornych i obciążone siłami działającemi w osi rozwór, nie mających łożysk wspornych. Konstrukcja słupowa: Słupy obrotowe nie są narażone na zgięcie.

Naprężenia w słupach wspornych. Słupy wsporne można liczyć jako belkę ciągłą, opartą o rozwory wsporne i obciążoną silą

2/

S lhl

2 sin

2/

gdzie f — strzałka = l sin cp. Obciążenie zatem zmienne jak ciśnienie wody, lecz ~r razy większe. Nie uwzględnia się spółdziałauia drewnianej belki wspie-

rającej. Konstrukcja słupowa: Jeżeli rozwora wsporna jest tak skonstruowana, że przyjmuje wsparcie drugiego skrzydła bez spółdziałania słupa wspornego, wtedy słup ten jest narażony tylko na zgięcie pod działaniem ciśnienia wody, podobnie jak inne słupy, ale na szerokości połowy odstępu od sąsiedniego słupa :

Jeżeli słup wsporny spółdziała w przejęciu wsparcia drugiego skrzydła, można przyjąć, że jest narażony na działanie 2 sił

D I h a _y hal

i S 2siïT)?

których wypadkowa w płaszczyźnie skrzydła

Y hal 2 tg cp'

2 tg cp

Obciążenie będzie zatem zmienne podobnie jak ciśnienie wody, ale

razy większe.

Tężniki wsporne maja na obu końcach poza słupami obrotowym i wspor-nym specjalne łożyska dla przyjęcia ciśnienia wspornego-ruchome.

W konstrukcji rozworowej przychodzą słabsze tężniki pionowe, a w konstrukcji słupowej słabsze tężniki poziome dla podparcia okładziny.

Okładzina: Liczy się jak belkę w dwóch punktach podpartą według większej długości między tężnikami poziomemi i pionowemi i przyjmuje się jednostajne obciążenie ciśnieniem wody y h.

Grubość okładziny :

-W

1000 x

lub

-:l

/ 3 y h 100U z

gdzie b —' odstęp tężników poziomych, a — odstęp tężników pionowych, y. = naprężenie dopuszczalne.

Grubość okładziny drewnianej 6—12 cm, blaszanej najmniej 6 cm.

Skrzydła krzywe, które zamknięte tworzą jedną powierzchnię walca kołowego (fig. 13), doznają tylko ciśnień stycznych, które wytrzymuje okładzina.

Grubość d poziomego pasa okładziny o wysokości 1 cm w głęb. h:

, y hr d = ¹-

gdzie r = promień krzywizny, x = naprężenie dopuszczalne. Stosunek strzałki -e

do szerokości wrót — ==

Okładzina jest zabezpieczona przeciw

zgięciu tężnikami poziomemi, które są narażone tylko na wyboczenie; przy zbliczeniu wymiarów tych tężników pomija się spółdziałanie okładziny.

Słupy obrotowe liczy się jak belkę ciągłą, uchwyconą na obu końcach i podpartą łożyskami, któ-remi opierają się o ścianę nyży. W tych miejscach \ \) tężniki poziome są silniejszej konstrukcji i mają ściankę pionową w kształcie odcinka koła między okładziną a cięciwą.

Słupy wsporne nie są narażone na działanie sił, gdy wrota są zamknięte.

Ciśnienie wrót zamkniętych na ściany śluzy (fig. 9). Nie uwzględnia się wpływu oparcia wrót o próg. Składowe poziomą N i pionową T ciśnienia wyznacza się z równań :

T — pl cos cc

\l

- ( TO—

N/

Fig. 189.

/r

0, skąd

Tl cos cc — NI sin co —    ~

h

Dla wysokości 1 cm p — kg/cm b. Ze względów praktycznych przyjmuje się ^cp = 0,2 —0,4, średnio 0,33, czyli strzałkę wspierania się wrót

Mi

w.

Siły N i T w skrzydle krzywem wyznacza się tak, jak skrzydła prostego, będącego cięciwą skrzydła zakrzywionego.

Wrota otwarte należy liczyć dla największego ciężaru wrót tj. dla śluzy bez wody (fig. 190). Ciśnienie pionowe na czop dolny równa się ciężarowi skrzydła. Ciśnienie poziome na ten czop i ciągnienie w opasce szyjnej,

A . a

° h '

Ciągnienie w ścięgnie i ciśnienie w zastrzale

Cs

2 cos a

Zmniejszenie ciśnienia pionowego i poziomego w czopie dolnym i ciągnienia w opasce zapomocą komór powietrznych, które należy tak umieścić, aby były zawsze pod wodą. Te części skrzydła, których ciężar ma stale obciążać czopy, należy zbliżyć do słupa obrotowego, dlatego komorę z balastem wodnym umieszcza się przy tym słupie.

Zakotwienie opaski z 2 ramion; jednego w kierunku wrót zamkniętych, drugiego w przybliżeniu w kierunku wrót otwartych; zakotwienie zaopatrzone w urządzenie W!p. ' V-do regulowania długości ramion.

Kładka służbowa na górnym brzegu wrót. Czopy: Dolny w dnie śluzy, a panewka przytwierdzona do słupa. Półkulisty lub walcowy z kulistą kalotą, a 1. na czopie płytka przenosząca ciśnienie panewki lub 2. panewka ma powierzchnię zetknięcia się z czopem kulistą wklęsłą lub 3. wypukłą. Według Landsberga

£-1

ad 1.

Cs

OL

- a-

Fig. 190.

12,75 P

k²

ad 2. gdy czop półkulisty (o powierzchni tarcia == całej półkuli) i Tl — r

r^0,69lj/

gdy czop walcowny z kulistą kalotą

r ^0,691

j/ k ( 1 — cos³ a) ’ ^

= 2 r sin a,

= I2’75P(-ł+ł)-

k²

ad 3.

25,5 P a i?

-p—» sdy p =

gdzie r = promień kaloty, R = promień powierzchni panewki, d — średnica czopa walcowego, P= wypadkowa ciśnienia pionowego V i parcia poziomego C działających na czop, k — naprężenie dbpuszczalne (dla żelaza kutego = 1,5 t, dla stali lanej = 2 t). Promień kaloty powinno się tak dobrać, aby P przecinała kalotę -— ile możności w średniej trzeciej części, co ma miejsce, gdy

a C

ty Y=V'

gdzie a — kąt, jaki tworzy oś czopa z promieniem kaloty poprowadzonym przez jej krawędź.

Czop górny. Średnia d = n\/C.1, gdzie Odparcie poziome, l — dł. czopa, an przy pojedynczem utwierdzeniu, dla żelaza lanego = 0,342, dla żelaza kutego = 0,24, dla stali == 0,22, a przy podwójnem utwierdzeniu, dla żelaza kutego = 0,15, dla stali = 0,135.

Łożyska w sporne: Większe wrota mają specjalne łożyska, służące do wspierania skrzydeł wzajemnie i o ścianę nyży; umieszczone na słupach obrotowym i wspornym w przedłużeniu rozwór.

W mniejsczych wrotach przenoszą ciśnienia listwy drewniane. Urządzenia do poruszania wrót wspornych: Opór przeciw poruszenia wrót składa sie z oporów tarcia na czopie dolnym i opasce szyjnej, oraz z oporów wody.

Opór tarcia Q₁    (V dx -f- 2 C d₂),

gdzie jj. oznacza spółczynnik tarcia czopów, równy około 0,4, a — odstęp od osi obrotu punktu zaczepienia siły Q w m, V — ciśnienie na czop dolny w kg, d = średnica czopa dolnego w to, C — ciągnienie w opasce w kg, d₂ = średnica czopa opaski szyjnej w to.

Opór wody Q₂ składa się z ciśnienia hydraulicznego i hydrostatycznego:

Q₂ =    (225 . F v² -f 2000 F A),

[jjl (F di + 2 € d₂) + F l (225 v² + 2000 A)];

gdzie I oznacza długość skrzydła w to, F oznacza powierzchnię zanurzoną skrzydła w to², v oznacza chyżość obrotu skrzydła w odległości — od osi obrotu, A oznacza różnicę zwierciadła wody z obu stron obracanego skrzydła w m. Stąd Q = Qx -f Q₂

Siła potrzebna do poruszenia skrzydła

cos cc ’

gdzie cp = kąt zmienny między kierunkiem siły Ii, a prostopadłą do pow. skrzydła.

Urządzenie do poruszania wrót powinno być takie, aby kąt cp = o przy na pół otwartych wrotach. Najwięcej oporu sprawia ciśnienie hydrauliczne, przeto należy starać się, aby woda między słupem obrotowym a ścianą nyży łatwo odpływała; A można dopuścić równe 0,02 m.

Podział urządzeń do poruszania wrót wspornych:

1.    ręcznie a) drążkiem, b) belką z przeciwwagą, c) windą i drążkiem, drabinką, sztabą zazębioną, łańcuchami.

2.    mechanicznie (i zarazem także ręcznie), a) tłocznią hydrauliczną — obecnie nie używane, b) popędem elektrycznym, c) bezpośredniem działaniem ciśnienia wody spadającej w śluzie) urządzenia Hotoppa, Nyholma).

Najodpowiedniejsze: popęd ręczny zapomocą windy i elektryczny.

Wrota wsporne rewersyjne w śluzach kanału żeglugi, łączącego Wenecję z Padem (1916), mają słupy obrotowe i wsporne tak zbudowane, że mogą zmieniać swe fnnkcje, przez co można wrota otwarte w nyżach obrócić około jednego lub drugiego słupa; w każdej głowie są dwa progi skierowane przeciw sobie; śluzy mogą wspierać wodę z obu stron, przy oszczędzeniu budowy dalszych dwóch wrót.

Wrota w kształcie wycinka koła w śluzie na kanale Södertälje (Szwecja 1923) : każde skrzydło z 5 kratownic poziomych w kształcie wycinka koła o rozwartości 70°, połączonych na łuku pionowemi słupami z dwuteowników, do których jest przymocowane obicie z blachy 9 mm grubej, a na promieniach kratownicami pionowemi. Wrota te wspierają wodę w obu kierunkach j czynią zbędnemi kanały obiegowe, gdyż woda płynie bądź między skrzydłami, bądź przestrzenią wolną między wrotami a murami i nyżami (fig. 191).

Wrota wachlarzowate posiadają skrzydła, złożone z dwóch ścian pod kątem, z sobą się stykających tak, iż przy wrotach zamkniętych jedna ze ścian opiera się o takąż ścianę drugiego skrzydła, a druga ściana zamyka nyżę, mającą kształt ćwiercianu koła, gdy zaś wrota są otwarte, ściana zewnętrzna opiera się o ścianę nyży, a ściana wspierająca zamyka nyżę.

Ściana zewnętrzna jest dłuższa od ściany wspierającej (stosunek 6 : 5 ; fig. 192). Przez napełnienie nyż wodą doprowadzoną kanałami obiegowenii z zewnątrz zamyka się wrota i pozostają one zamknięte, chociażby w komorze stan wody był niższy, niż zewnątrz; odwrotnie przez opróżnienie nyż z wody przy

g;

pomocy kanałów obiegowych można nawet przy wyższym stanie wody zewnątrz niż wewnątrz komory wcisnąć skrzydła do nyż przez nadwyżkę ciśnienia wody na dłuższą ścianę i otworzyć wrota, a każdej chwili znów zamknąć wpuściwszy wodę do nyży. Drewniane wrota szybko gniją, lepsze żelazne.

Fig. 191.

Fig. 192.

2. Wrota klapowe używane są bardzo często w górnych głowach śluz; zyskuje się na długości głowy. Dla lżejszego poruszania się klapy są często dodane przeciwwaga i komora powietrzna. Komorę powietrzną najlepiej tak osadzić w klapie, aby, gdy klapa leży na dnie, środek komory znajdował się pod środkiem ciężkości klapy (wtedy tarcie w łożyskach najmniejsze). Komora powinna być tak wielka, aby klapa, zanurzona całkiem w wodzie, opadła sama na dno.

Siła Q, potrzebna do podniesienia klapy, ma wartość największą, gdy klapa zaczyna sie podnosić. Wtedy (fig. 193):

Ckb

75 Pv²

sin «

l sin a cos ß gdzie Ck oznacza ciężar klapy,

P powierchnię klapy zanurzoną lQ (w tym wypadku zatem całą), v średnią    chyżość poruszania się

klapy, p.    spółczynnik tarcia czo

pów (żelazo o żelazo w wodzie ^ 0,3, a    jeżeli ociera cała belka

<\    o ścianę    nyży, do 0,7); reszta

Ç    oznaczeń    por. rysunek.

Popęd używany ręczny zapo-bł mocą windy, elektryczny i przez bezpośrednie działanie wody spadającej w śluzie (urządzenia Ro-toppa, Nyholma, Frankego); popęd hydrauliczny mniej używany.

3. Bramy zasuwane. Bramy zasuwane do bocznej komory toczą się na rolkach, umieszczonych stale na dnie komory, albo na szynach, umieszczonych na dnie komory zapomocą rolek, albo wreszcie brama jest zawieszona na rolkach, które toczą się po torze umieszczonym nad bramą. Komora powietrzna, umieszczona możliwie wysoko w kształcie dźwigara skrzynkowego, służy zarazem jako podpora dla tęźników pionowych opierzenia. Na obu końcach dźwigara z powietrzem znajdują się przedziały z balastem wodnym. Jeżeli brama wspiera wodę z obu stron, powinna mieć blachę opierzającą i drewniane listwy ochronne z obu stron; jeżeli zaś brama wspiera wodę tylko z jednej strony, wystarcza jednostronne opierzenie, choć zwykle jest obustronne. Ściany czołowe z wyjątkiem dźwigara z powietrzem powinny być otwarte, w przeciwnym razie należy umożliwić odpływ wody z komory bocznej pod bramą, lub kanałami obiegowymi. Opierzenie z blachy

75Pv²

i?

"I

Fig. 193.

falistej, beczkowej itp., z wyjątkiem dźwigara z powietrzem, gdzie należy użyć blachy płaskiej. Zastosowanie tych bram jest wskazane szczególnie w śluzach na terenach kopalnianych.

Bramy suwane a nie toczone po dnie śluzy są używane w dokach. Można ich użyć tam, gdzie woda nie osadza zupełnie piasku.

Siła potrzebna do poruszenia bram zasuwanych musi pokonać : a) Opór tarcia spowodowanego ciężarem bramy; przy bramie toczonej:

gdzie Cj == ciężar bramy zmniejszony o parcie wody, R = promień rolek w nim, F — ramię tarcia rolek (rolki żel. po żelazie 0,48—0,87 mm), r = promień czopów rolek w mm, u = spółczynnik tarcia czopów ^ 0,28. Przy bramie suwanej :

^2 — !xi

gdzie pi dla żelaza i kamienia 0,4, drzewa i kamienia 0,6, żelaza i drzewa ^ 0,65.

b) Opór wody

S₂ = 75    1000 P'A

gdzie P = powierzchnia w m² rzutu pionowego wszystkich części bramy, stawiających opór w wodzie, choćby się kryły z sobą, zaś P' = powierzchnia rzutu pionowego jednej ściany czołowej, v = chyżość poruszania * bramy w mjsek, a A różnica wysokości zwierciadła wody przed i za bramą

0,02 m).

c) Opór przypadkowy wskutek tarcia bramy o ścianę komory, jeżeli brama posuwając się nieco skręci. Należy starać się zapobiec temu, a w obliczeniu wielkości siły potrzebnej do poruszenia bramy uwzględnia się ten opór przez pomnożenie oporów pod 1) i 2) przez 1,5 do 2.

Siła potrzebna wynosi zatem : S — (Nj -j- S₂) (1,5 do 2).

Aby nie nastąpiło skantowanie bramy podczas ruchu, musi być :

Sh < (75 Pv² -f 1000 P' A) h¹ -f Cb —,

gdzie h oznacza wysokość punktu zaczepienia siły 8 nad dnem śluzy, h¹ wysokość wypadkowej oporu wody, równą w przybliżeniu połowie głębokości wody, a l długość bramy.

Do poruszenia bramy służą dwa łańcuchy bez końca, pędzone motorem elektrycznym i połączone z bramą zapomocą belki wyrównującej (balansjera). Nowe śluzy w porcie Wilhelmshaven mają bramy, poruszane ciśnieniem wody spowodowanem różnicą wysokości zwierciadła wody przed i za bramą wywołaną pompami.

4. Bramy podnoszone do góry mogą być zastosowane w śluzach, które wymagają złożenia masztów, a więc w śluzach szybowych.(por. str. 670). Mają przeciwwagi. Wysoka obudowa jest powodem większych kosztów.

5.    Brama segmentowa w górnej głowie śluzy Gröschel w Wrocławiu z dwoma przeciwwagami po 13 t. Segment składa się z dwóch głównych poprzecznych belek kratowych i żeber pionowych w odstępach 60 cm, pokrytych okładziną blaszaną o grub. 8 mm, zakrzywioną promieniem 6 m. Na jednym końcu urządzenie do poruszania bramy przy pomocy motoru 6 HP.

6.    Bramy walcowe w śluzie na rzece Kuhr pod Mülheim o szer. 13 m; głęb. wody na progach 5 m, spad 6,30 m. Potrzebne rzeszoto podwodne celem łagodzenia prądu wody, wpływającej do komory.

7.    Pontony wolno pływające są używane do zamknięcia doków. Śluzy oszczędnościowe. Jeżeli śluza o spadzie h i powierzchni komory P

ma n zbiorników (o n różnych poziomach), każdy o powierzchni m razy większej, niż powierzchnia komory, wtedy ilość wody zaoszczędzonej wynosi:

Ph.

m n

m(n-f- 1) —j— 1

Jeżeli m — 1, tj. zbiorniki mają powierzchnię równą powierzchni komory, wtedy ilość wody zaoszczędzonej wynosi (fig. 194) :

. Ph

n -j- 2

W praktyce przyjmuje się m ^ 1, a n od 1 do 4.

,GW.

^//////y//////////M>,

Fig. 194.

Zbiorniki przylegają do ścian bocznych śluzy i są połączone z komorą kanałami, zamkniętemi zaworami cylindrycznemi z przeciwwagą. Dno zbiornika należy dać pochyłe, a głębokość wody w najpłytszem miejscu o 0,5 do 1,0 m, a w naj-głębszem o 1,0 —1,5 m większą, niż grubość odnośnej warstwy wody w śluzie. Dno i skarpy zwykle wybetonowane do wysokości 0,3—0,5 m ponad zwierciadło wody. Istnieją śluzy ze zbiornikami, wykonanemi w murach bocznych żelbetowych.

Oszczędza się na czasie śluzowania bez znaczniejszej straty wody, jeżeli zamknie się połączenie zbiorników z komorą nieco wcześniej przed wyrównaniem stanów wody.

Na kanale o większym ruchu można zbudować dwie śluzy obok siebie w ten sposób, że komora jednej służy jako zbiornik dla drugiej ; przy śluzowaniu jednego statku oszczędza się ¹/a wody, przy podwójnem śluzowaniu ¹I% wody.

Śluzy na wielkich spadkach. Śluzy o większym spadzie (obecnie dochodzi się 15 m) mają komorę zamkniętą w dolnej głowie ścianą poprzeczną, sięgającą ponad zwierciadło wody górnej, z otworem dla statków zamkniętym bramą podnoszoną do góry lub zasuwaną na bok (śluzy szybowe). Głowa górna jest zamknięta wrotami wspornemi lub klapą. Ścianę poprzeczną należy obliczyć przeciw wysokiemu ciśnieniu wody.

W razie niedostatecznej ilości wody zbiorniki oszczędnowe.

Jeżeli jest do dyspozycji odpowiednia ilość wody, pokonuje się wielkie spadki zapomocą kilku śluz, przedzielonych bardzo krótkiemi stanowiskami (200—300 m), czyli schodami ze śluz. Śluzy mają zbiorniki oszczędnościowe.

W1

Pokonanie przez statki i tratwy spadu na przegrodach dolin. Dwa pomysły inżyniera czeskiego Mölzera: a) Zapomocą trzech śluz komorowych, z których pierwsza i druga są umieszczone w zbiorniku, a głowy dolne tych śluz w przegrodzie, śluza zaś trzecia przypiera do głowy dolnej śluzy pierwszej. Jeżeli w zbiorniku zwierciadło wody spadnie nie 'ęcej, niż 10 m, statek przechodzi przez śluzę pierwszą wprost do trzeciej, która napełnia się wodą spuszczoną ze śluzy pierwszej i następnie dostaje się do kanału żeglugi. Gdy zwierciadło wody spadnie poniżej 10 m do 20 m, wchodzi w użycie tylko śluza druga (fig. 195). — b) Zapomocą dwóch śluz umieszczonych poniżej przegrody i małego basenu zwrotnego, w którym zwierciadło wody wznosi się 2,5 m ponad progiem śluzy pierwszej. Statek po przejściu śluzy pierwszej o spadzie max. 10 w wpływa do basenu, gdzie zwraca się w przeciwną stronę, poczem przechodzi przez dru^ą śluzę, skąd dostaje się tunelem pod basenem zwrotnym do kanału żeglugi. Jeżeli zwierciadło wody górnej spadnie poniżej 10 m, statki płyną przez śluzę druga (fig. 196).

Śluzy komorowe na wielkich spadkach. — Podnośnie mechaniczne statków. ß71

2. Podnośnie mechaniczne statków.

1. Podnośnie tłokowe. Skoncentrowanie siły wskutek oparcia skrzyni o jeden tłok powoduje bardzo trudne fundowanie, użycie zaś więcej tłoków utrudniałoby doskonały rozdział sił, a temsamem bezwzględnie równoległe prowadzenie tłoków. Rewizja tłoka jest bardzo utrudniona. Wyciągi tłokowe muszą być zawsze podwójne, co jest niewygodne, gdyż w razie przerwy ruchu jednej skrzyni, musi być wstrzymany ruch także drugiej.

u- -

Zbiornik

DE

Panai

Przekrój A ~B

<?

Przekrój C D H-f|

ii

Fig. 195.

roz-

2.    Podnośnie pływakowe. Mają stały pęd do góry, ciśnienie dzieła się na kilka podpór, nie jest więc skoncentrowane. Nie ma potrzeby łączenia w jednem urządzeniu dwóch skrzyń. Możliwe w zwykłych warunkach przy spadzie poniżej 20 m. Znaczne koszty urządzenia.

dru-

3.    Podnośnie wiszące. Skrzynia zawieszona na licznych linach cianych, przeniesionych na rolkach i mających na drugim końcu obciążenia. Konstrukcja prosta i racjonalna.

4.    Podnośnie wahadłowe. Trudne fundowanie, sztuczność konstrukcji, znaczne koszty.

5.    Równie pochyłe. Wyrównanie ciężaru zapomocą drugiego wózka, albo przeciwwagi. Statki są transportowane podłużnie, lub poprzecznie. Równie pochyłe mają tę dobrą stronę, że: 1. trudność wykonania, utrzymania i ruchu nie rosną w równej mierze z wzrostem spadu, jak to ma miejsce u wyciągów pionowych, 2. nie pokonuje się całego ciężaru skrzyni, lecz

tylko składową równoległą do równi pochyłej, której możemy dać nachylenie także, aby parcie hamowało odpowiednio.

Dalsze badania wykazały, że

a) wyciągi pionowe należy stosować tylko na stromych stokach, a między różnymi systemami wyciągów pionowych są najodpowiedniejsze wyciągi

z przeciwwagą i równie pochyłe ;

b)    wyciągi mechaniczne powodują bardzo znaczne koszty amortyzacji i oprocentowania;

c)    dla każdego wy-Padku należy opracować projekty z kosztorysami

y ----- ' porównawczymi różnych sposobów pokonania spadu, uwzględniając miejscowe stosunki, zwłaszcza geologiczne, i mając na względzie w pierwszym rzędzie dostarczanie wody, celem zastosowania systemu śluz;

d)    obok wyciągu mechanicznego powinno się wybudować na kanale o wielkim ruchu także śluzę szybową lub schody śluz, jeżeli jest do dyspozycji bodaj skromna ilość wody; zakład maszyn obsługujących wyciąg mógłby zarazem być użyty do pompowania brakującej wody.

Stosunki powojenne zdają się jeszcze więcej przemawiać za systemem śluz.

Zbiornik

•oi

Basen

zwrotny

Przekrój A-8

W/'F

Przekrój C-D p——

Przekrój E-P

V. Porty rzeczne i kanałowe.

Porty handlowe.

Na rzekach wjazd do portu przy brzegu wklęsłym, skierowany za spadem wody, pod ostrym kątem i ile możności w prostej linji ; na kanałach kąt, jaki tworzy oś wjazdu z osią kanału, może nie być ostry, a wjazd w ten sposób usytuowany, aby połączenie z kanałem w obu kierunkach miało krzywiznę o promieniu 200 m. Szerokość kanału dojazdowego do portu rzecznego powinna być mała, celem zmniejszenia zamulenia; przy małym spadzie wody wystarczy trzykrotna, przy większym spadzie wrody czterokrotna szerokość łodzi. Zbyt wydłużone porty miewają dwa wjazdy (na obu

Fig. 196.

Podnośnie mechaniczne statków. — Porty rzeczne i kanałowe.

673

końcach); w porcie rzecznym wjazd górny należy zamknąć śluzą komo-rową, celem powstrzymania zamulania. Ustawiczne pogłębianie mechaniczne dojazdu portowego nieuniknione.

Tuż za wjazdem w porcie odpowiednie miejsce do obracania statków.

Zagłębia (baseny) wodne w kształcie prostokąta o długości nie przenoszącej 2 km i szerokości dla 2 statków ładujących przy obu brzegach i 2 mijających się między tamtemi, zatem równej 6-krotnej szerokości statków (50—60 m dla łodzi o szer. 8—10 ni). Dno basenów portów rzecznych tak nisko, aby statki pełno załadowane miały przy najniższym stanie wody w rzece 0,3 do 0,5 m wody pod dnem. Na rzece skanalizowanej baseny tak głębokie, aby przy niespiętrzonym stanie wody (w zimie) próżne statki miały wystarczającą głębokość, a w części basenów nawet pełne.

Jeżeli teren nie jest wzniesiony dostatecznie wysoko, port winien być ochroniony od powodzi wałami, które należy tak zaprojektować, aby nie zwężały przekroju rzeki dla przepływu wielkiej wody więcej, niż jest to dopuszczalne dla danege odcinka rzeki, tudzież, aby wielka woda nie mogła odciąć dostępu do portu od lądu.

Dla odświeżania wody w basenach dobrze jest wpuścić mały ściek wodny w górnym końcu portu lub nieznaczna ilość wody z rzeki.

Ze względu na koszta budowy portu i przeładowań, pobrzeża basenów w portach rzecznych sięgają do wysokości zwykłej wielkiej wody, często do wysokości największej wody żeglownej, a tylko bardzo mała część pobrzeża, przeznaczona dla specjalnych towarów, wznosi się wyjątkowo ponad najwyższy stan wody w rzece. Tory kolejowe leżą nad najwyższym stanem wody, podłoga w składach 1,12 m nad główką szyn; brzegi mogą być zatem zalane około 1 m wysoko, składy węgla 3—3,5 m, rudy metali 4,5 m, jeszcze wyżej kamień budowlany. W portach kanałowych wzniesienie terenu nad stanem spiętrzonym wody w kanale l do 1,5 m. *

Pobrzeża przeznaczone do ładowania są zeskarpowane 'i wybrukowane, lub też wykształcone jako bulwar pionowy lub prawie pionowy, lub wreszcie mogą być pionowe do wysokości małej wody, a wyżej zeskarpowane. Przy murach bulwarowych drabinki i schody wgłębione bokiem, oraz odbojnice drewniane.

Pobrzeża pionowe są korzystniejsze dla ładowania, niż zeskarpowane ; natomiast skarpowe są tańsze.

Wykonanie pobrzeży takie, jak skarp i bulwarów rzecznych.

Szerokość terenu nad brzegiem basenu przeznaczona na składy, drogę i tory kolejowe wynosi 50 — 60 m, między dwoma basenami 80—90 m.

Brzegi portu nie przeznaczone dla ruchu handlowego są zeskarpowane i ubezpieczone odpowiednio do jakości gruntu i wysokości skarpy.

Warsztaty do naprawy statków i stocznie najlepiej urządzić na końcu basenów na brzegu poprzecznym.

Z kolejami łączy port kolej dojazdowa, która zaczyna się dworcem portowym; jest wskazane założenie tego dworca przy stacji kolejowej. Do uporządkowania pociągów służą osobne grupy torów w porcie; do wysyłtnia wozów celem załadowania lub wyładowania i zbierania ich z poszczególnych miejsc ładowania są urządzone mniejsze dworce grupowe w takiej ilości, na ile grup dzieli się port. Na każde pobrzeże wchodzą 2 do 3 tory Z siecią dróg publicznych sa porty połączone zapomoca dróg dojazdowych (fig. 197).

Zastosowanie jak najlepszych urządzeń do ładowania konieczne.

Bardzo ważne zapewnienie już przy podjęciu budowy portu odpowiedniej ilości gruntów przyległych pod przyszłe rozszerzenie portu i pod zakłady przemysłowe.

Przystanie powstają przez rozszerzenie drogi wodnej i wykształcenie pobrzeża do celów ładowania: w ruchliwych przystaniach rzecznych pobrzeża

S/AOWUZObj JOp

obrotnice

b ). Szczegół

OOl Oc

■8

?oU>

< /m

1#

1Î5

s»

?5D m

Q)

;;

*>

to 0    /o    20    30    «o 50    tr>

.........»    i    f-    i    * --=i

— wozy- OP&-ZTÎQ ---

aueMOpejeu Æzom

-s»=s==«a

Bulwar

H;

>/A

Vh'

Zagłębie 1

l'

B Q)

.«3

o-

Cb

K.

ft

[Q

o- w:

:ł

fca

(D

rl

fi

•a *

\V

■*a

'xv^

*v4

CD

LO

Fig. 197. Port na Odrze w Koźlu.

zeskarpowane są najmniej odpowiednie. Przystanie chętnie używane na kanałach żeglugi, ponieważ nie powodują budowy mostu na drodze holowniczej ; często używany kształt    ' y -

wydłużonego trójkąta z miej-    /

scem do obracania statków

przy boku krótszym.

Dla towarów niemasowych należy przeznaczyć basen portowy lub najłatwiej przystań, położone blisko miasta. Osobne baseny należy przeznaczyć dla towarów, podlegających opłatom cłowym. Osobne miejsce dla transportu węgla.

Porty drzewne mają brzeg zeskarpowany bardzo łagodnie (1 : 6 do 1:9) dla spuszczania drzewa i pokryty w odpowiednich odstępach prostopadle do linji brzegu szynami, osadzonemi w betonie

/•

ii

i,

r:

Jj i

; u spodu brzeg jest ubezpieczony kamieniem łamanym. Wielkość basenu oblicza się na największą ilość tratew z dodaniem 2o°/₀ powierzchni. Dla przywiązywania tratew służy szereg pali zabitych w wodzie, tudzież pachołki i pierścienie na brzegu.

Na brzegu dostatnie miejsce na składy drzewa, a obok portu tereny dla tartaków, stolarni, zakładów impregnacyjnych itp., połączonych torami kolejowemi z portem.

Np. port drzewny nad \ Wisłą w Toruniu ma basen \ o powierzchni 45 ha dla ' 150 tratew po 3000 m², a wraz ze starem ramieniem Wisły ma port 70 ha wody i może pomieścić 225 tratew; jest połączony z rzeką kanałem dojazdowym o dług. 1,5 km i o szer. 40 m; wzdłuż południowego brzegu jest basen na szerokość 40 m głębszy o 50 cm dla ruchu holowni-

oj

Port drzewny

m »„as

m T? fi

a s s

ml

"is

Miejsce

m

i’;."]

Fig. 198. Port w Toruniu.

Mf

ik

eM3ZJp pefts

Tor

ków. Skarpa brzegów północnych i wschodnich ma nachylenie 1 : 10 (fig. 198).

Porty przemysłowe, budowane przez gminy lub firmy prywatne (dla swego użytku). Zapotrzebowanie gruntów pod zakłady bardzo znaczne; głębokość parcel najlepiej różna, największa 350—200 m, średnia 140 m, najmniejsza 70—60 m, szerokość dowolna. Powierzchnia basenów może

ssrm

c£

być mniejsza, niż w portach handlowych, szerokość wystarczy równa 5 szerokościom statków przy średniej wodzie. Obrotnice nie są konieczne. Ubezpieczenia brzegów ograniczone do najniezbędniejszej potrzeby, gdyż każdy zakład wykształci brzegi według swej potrzeby. To samo co do dźwigów. Ochrona zupełna przed powodzią. Odwodnienie gruntów fabrycznych, nawet w razie konieczności przez pompy, przyczem ilość wody brudnej należy przyjąć 10—15 razy więcej, niż zwykle. Połączenie kolejowe najwygodniejsze od strony wody dwoma torami. Reszta urządzeń — jak w portach handlowych.

są

Porty ochronne. Jako takie służą w pierwszym rzędzie porty handlowe, następnie stare koryta rzeki, oraz ujścia dopływów i kanałów, o ile z natury wolne od lodów i dadzą się dostosować niewielkim kosztem. Odległość portów ochronnych powinna być taka, aby w krótkim dniu statek, płynący w górę rzeki na małej wodzie, mógł się dostać za dnia do najbliższego portu.

Dojazd jak w portach handlowych. Kształt basenu mniejwięcej prostokątny, a rozmiary zależą od ilości i wielkości statków, jakie mają tam zualeść schronienie. Dno basenu powinno leżeć poniżej dna rzeki, aby przy najniższym stanie wody statek mógł się schronić bez wyrzucenia ładunku.

Brzegi basenu tylko zeskarpowane i wybrukowane, oraz zaopatrzone w pachołki i obręcze do przymocowywania statków linami. W szerszych basenach umieszcza się w tym samym celu na wzdłuż jeden lub więcej rzędów słupów pojedynczych lub grup złożonych z 3 lub więcej pochyło wbitych pali. Port jest obwałowany, jak porty handlowe. Urządzenia warsztatu i stoczni jest bardzo wskazane.

LITERATURA.

1.    Różański; Żegluga śródziemna i drogi wodne. Lwów 1920.

2.    Różański: Budowa dróg wodnych. Warszawa 1925.

3.    de Mas: Rivières canalisées. Paryż 1903.

4.    de Mas: Canaux. Paryż 1904.

5.    Cuènot: Fleuves et rivières. Paryż 1921.

6.    Cuènot: Rivières canalisées et canaux. Paryż 1913.

7.    Sonne i Becker: Binnenschiffahrt, Schiffahrtskanäle, Flußkanalisierung. Lipsk 1906.

8.    En gel hart: Kanal- und Schiensenbau. Berlin 1921.

9.    Engels: Handbuch des Wasserbaues. Lipsk i Berlin 1921.

10.    Brennecke: Schiffschleusen. Handbuch d. Ing.-Wiss. Cz. III. T. 8. Lipsk i Berlin 1914.

11.    Landsberg: Eiserne Stemmtore der Schiffschleusen. Lipsk 1894.

12.    Rudloff i Thalenhorst: Binnenschiffshäfen. Handbuch d. Ing.-Wiss. Cz. III. T. II. Lipsk 1922.

13.    Sympher: Wasserwirtschaftliche Vorarbeiten. Lipsk 1901.

14.    Teubert: Die Binnenschiffahrt. Lipsk 1914 i 1918.

15.    Caner: Fisenhahnausrüstungen der Häfen. Berlin 1921.

16.    Publikacje międzynarodowego stałego związku kongresów żeglugi.

Budownictwo morskie.

Napisał

inż. Bohdan Nagórski,

dyrektor eksploatacji w Radzie Portu, Gdańsk.

Morze. Woda morska zawiera większą ilość rozpuszczonych soli w porównaniu do wody słodkiej-rzecznej. W oceanach procent rozpuszczo-nycn soli wynosi od 3,48 do 3,54% według wagi, tj. 34,8 wzgl. 35,4 g soli na 1 kg wody, c. g. wynosi wtedy 1,03. W morzach wewnętrznych procent ten zależy od dopływu wody rzecznej i od szybkości parowania. W morzu

Śródziemnem 34,9°/₀₀, w morzu Bałtyckiem przeciętnie 7,8%₀. W zatoce gdańskiej 7,2%₀.

Poziom wody morskiej jest wszędzie zmienny, czy to wskutek fali i wiatru, czy wskutek przypływu i odpływu. Jako średni poziom wody przyjmuje się na morzach bez przypływu średnia arytmetyczną z wszystkich obserwowanych przez dłuższy okres czasu poziomów. Na morzach z przypływem i odpływem oznacza się w podobny sposób średnią wodę wysoką i średnią wodę niską. Średnie poziomy wody są na różnych morzach niezupełnie jednakowe, np. na Morzu Bałtyckiem w Gdańsku -|- 0,031 m nad normalnem zerem niemieckiej niwelacji państwa, a na Morzu Śródziemnem w Marsylji — 0,717 m pod tym samem zerem.

Wiatry. Znajomość wiatrów najczęściej panujących w danej miejscowości jest dla wszelkiego rodzaju budownictwa morskiego rzeczą bardzo ważną. Wiatry oznacza się według kierunku, z którego wieją i według siły lub szybkości w metrach na sek. Dla każdej miejscowości przez codzienne obserwacje wiatru określa się częstotliwość wiatrów danego kierunku i danej siły, co graficznie przedstawia się w formie gwiazdy panujących wiatrów, ^ wnosząc od jednego punktu na promieniu odpowiadającym danemu kierunkowi ilość dni w roku n, w których wiatr ten panował lub też przeciętną szybkość wiatru danego kierunku (fig. 199).

Według Beaufort’a siłę wiatru oznacza się stopniami, podanymi w dziale „Meteorologja“.

Fale. Fale powstają wskutek działania wierzchnie wody innych sił poza siłą ciążenia ziemskiego, a więc wskutek działania wiatru, lub też wskutek przyciągania słońca i księżyca przy przypływach i odpływach, lub wreszcie wskutek działania jakichkolwiek sił przypadkowych, np. ruch statków, trzęsienie ziemi itp.

Przy falowaniu poszczególne cząsteczki wody poruszają się po zamkniętych drogach w formie w przybliżeniu kolistej, jeśli woda jest głęboka, a elipsoidalnej, jeśli woda jest płytka.

NW.

NO

—(o

SN

SO

Fig. 199.

na

po-

Przekrój powierzchni wody prosto-    7—

padły do fali lub linja fali przy-

biera teoretycznie formę cykloidy    V~7/'f

kolistej lub cykloidy wydłużonej,    — —

tj. trochoidy (grzbiet stromy); w rzeczywistości linja ta wydaje się być bardziej zbliżona do prostej sinusoidy. Normalnie cząsteczki wody nie posuwają się w kierunku, w którym idzie fala, lecz wykonywują tylko koliste ruchy wahadłowe, posuwa się zaś jedynie fala ruchu, a więc np. miejsce, które tworzy grzbiet fali (fig. 200).

Wysokość i długość fali zwykłej, tj. wywołanej przez wiatr, zależy od siły wiatru i od przestrzeni, na jakiej wiatr ten działa na otwartą powierzchnię morza. Dla silnych wiatrów według Th. Steyensona wysokość fali h — 0,45 y f, gdzie f oznacza w milach morskich odległość, na jakiej wiatr działa na powierzchnię morza. Jeśli f jest krótkie, to

h = 0,45 V7 + 0,75 — 0,3 Ÿ7-

Największe fale podczas nawałnic dosięgają 10, a nawet 15 w wysokości na oceanie, na morzu Bałtyckiem 4 m. Długości fali na oceanie do 500 m i wyżej ; na morzu Bałtyckiem rzadko przekraczają 25 m. Na otwartem morzu lub oceanie fale są dłuższe przy tej samej wysokości, na morzach zamkniętych lub zatokach krótsze i bardziej strome. Śtosunek h : l na morzu Bałtyckiem przeciętnie waha się około 1:25, lecz może być bardzo rozmaity.

195

Fig. 200.

44*

Jeśli T oznacza perjod fali lub czas w sekundach przesunięcia się fali o jedną długość, V = szybkość posuwania się fali w m/sek. v — szybkość ruchu wirującego poszczególnej cząsteczki, g = przyspieszenie ziemskie, to stosunek tych wielkości do długości i wysokości fali wyraża sie następująco :

T²    l v Kh

¹~⁹¥k' ¹ - T' V~~T

W miarę wzrastania głębokości wody H ruch wirujący cząsteczek wodnych szybko traci na intensywności i promień dróg kolistych szybko się zmniejsza.

Na płytkiej wodzie ruch cząsteczek głębiej położonych hamowany jest przez tarcie o pobliskie dno, podczas gdy szczyt fali poruszany jest przez wiatr; fale robią się płaskie od strony wiatru i strome ze strony przeciwnej, a przy silnym, wietrze się załamują (fig. 201). Zwykle załamanie następuje, gdy głębokość wody równa się wysokości fali H = h.

Załamywanie następuje zwłaszcza, jeśli głębokość wody zmniejsza się w kierunku wiatru. Tarcie dolnych cząstek o dno w tym wypadku wzrasta ze zmniejszającą się głębokością, a prócz tego woda pchana na powierzchni przez wiatr, wraca od brzegu wzdłuż dna, podcina fale i przyspiesza jej załamanie. Euch wirujący cząstek wodnych przechodzi w ruch w kierunku wiatru, fala się posuwa naprzód i uderza silnie w brzeg lub inne napotkane przeszkody. Jeśli głębokość przy brzegu wzrasta równomiernie, to fale skierowane są prawie prostopadle do brzegu, nawet przy ukośnym kierunku wiatru lub przy krzywej a to wskutek odchylenia kierunku fali przez (fig. 202). Jeśli fale napotykają na morzu miejsca płytkie i załamują się o nie, to za temi mie-^ liznami fala jest znacznie słab-

sza- O ile więc na pewnej od- Ł/ ległości przed brzegiem znaj- o *

.    dują się dwa lub trzy progi fN

0\\ v \    czjîi Pasy płytkiej wody, to

Mv \ \ \ w powstaje naturalna otwarta prze-

^ V \

Fig. 201.

en

o dno

D--

^ strzeń wodna, gdzie powierzchnia wolna jest od silnych fal nawet w czasie silnego wiatru, czyli t. zw. otwarta reda (np. Dunkierka, Ostenda). — Jeśli fala wchodzi przez wąski otwór do szerszej zatoki, to wysokość jej gwałtownie się zmniejsza, co ma miejsce w sztucznych avantportach (fig. 203). Według Stevensona zmniejszenie wysokości czyli osłabienie fali wyraża się następującą formułką empiryczną

Fig. 202.

Fig. 203.

wszystkie wielkości w metrach.

Siła żywa fali jest najsilniejsza na wysokości normalnej powierzchni wody i bardzo szybko zmniejsza się wraz z wrastającą głębokością. Na powierzchni największa siła fali oceniana jest na brzegach oceanu wyjątkowo na 30—35 t na m², normalnie wynosić może do 6 if na m². Ciśnienie na poziome wystające części budowli nadbrzeżnych może być jeszcze większe. Siłę uderzenia fali mierzy się zapomocą dynamometrów sprężynowych lub membranowych, gdzie ciśnienie fali zapomocą membrany i naczynia napełnionego płynem mierzone jest manometrze. Pomiary te są mało dokładne.

Fale uspakajać można częściowo przez rozlewanie na powierzchnię wody tłuszczów, np. nafty lub tłuszczów rybnych.

Przypływ i odpływ. Objawy przypływu i odpływu spowodowane są deformowaniem normalnej geoidalnej powierzchni oceanu przez siły wynikłe z przyciągania księżyca, słońca i siły odśrodkowej od krążenia ziemi. Siły te dają największe wypadkowe na linji łączącej środek ziemi ze środkiem księżyca względnie słońca, zaś wypadkowe równe zeru na prostopadłej do tego kierunku płaszczyźnie. Siły te podnoszą powierzchnię kuli ziemskiej tam, gdzie ona utworzona jest przez element płynny, tj. na oceanach. Przy krążeniu ziemi naokoło osi każdy punkt powierzchni przechodzi dwa razy na dobę przez linję najwyższego napięcia siły wypadkowej, tj. wysoką wodę lub przypływ i dwa razy przez linję napięcia równego zeru, tj. niską wodę lub odpływ (fig. 204). Amplituda odpływu i przypływu jest największa, kiedy działania słońca i księżyca się zbiegają, tj. gdy księżyc znajduje się    >

--TT-"

!/

V—' K- księżyc

na kierunku słońce-ziemia, a więc podzas pełni i nowiu, najmniejsza zaś ^ j podczas pierwszej i ostatniej kwadry \    ~

(fig. 205). (Teorje Newtona i Laplace’a).    ' '

Fig. 204.

księżyc

> ziemia

-L

/śfońc&i

Przypływ i odpływ jest ruchem falowych o dużej długości fali i małej wysokości. Szybkość posuwania się fali wynosi około 26 mjsek. Wysokość fali przypływowej jest w pobliżu brzegów zależna w dużym stopniu od lokalnych warunków, pochyłości dna, kształtu wybrzeża, od wiatrów itd. Przy dnie stopniowo podnoszącym się ku brzegowi fala przypływowa, jak zwykłe fale, robi się krótsza i znacznie strom-sza. W zatokach zwężających się fala staje się bardzo wysoka.

Na otwartym oceanie petnia\^ wMmK Ą) wysokość fali przypływowej wynosi do 1 m, na brzegach    ^ A - "

Francji w Brest 6,2 m, w Dunkierce 5,2 m, w Hamburgu 2 m. W morzach wewnętrznych zjawisko przypływu nie daje się prawie zauważyć, gdyż wynosi np. na Bałtyku zaledwie kilka centymetrów, znika więc zupełnie wobec fal wywołanych przez wiatr. Wysokość wody podczas przypływu i odpływu oraz dokładny czas przejścia fal podany jest dla poszczególnych miejscowości w specjalnych tabelach. Do wielu portów większe statki wchodzić mogą tylko podczas przypływu.

Materjały budowlane, używane w budownictwie morskiem. Woda morska i fale atakują niektóre materjały budowlane silniej niż na to miejsce w warunkach normalnych, dlatego materjały te muszą być dobierane specjalnie troskliwie. Działanie wody morskiej jest mechaniczne (fale i prądy), chemiczne (rdza, związki chemiczne z betonem) lub biologiczne (organizmy morskie). Drzewo trzyma^ się w wodzie morskiej czas nieograniczony, jeśli jest stale pod wodą lub conajmniej stale mokre (na morzu Bałtyckiem 10-20 cm nad poziomem średniej wody) i o ile w danej miejscowości woda nie zawiera organizmów, które drzewo w wodzie szybko niszczą (teredo navalis, nacerdes melanura itp.). Nad polskim brzegiem Bałtyku i w Gdańsku organizmów tych niema wcale, natomiast np. na wschodnich wybrzeżach Danji organizmy te rujnują w kilku latach wszelkie budowle z drzewa.

V)

\\

l.tcraadra.

//

Fig. 205.

Beton trzyma sio w morzu naogół dobrze, musi jednak być dość tłusty (mieszanina 1:2:4), przy użyciu pierwszorzędnego cementu portlandzkiego, ostroziarnistego czystego piasku i twardego żwiru, i bez próżni. Zwłaszcza powierzchnie budowli morskich muszą być w pobliżu poziomu wody wykonane bardzo troskliwie z tłustego betonu lub też pokryte płytami z twardego kamienia naturalnego (granit, gnejs, porfir itp.). Jeśli cement zawiera wolny wapień, lub zbyt dużo magnezji, to następują reakcje chemiczne, które beton zupełnie niszczą. Przy żelazobetonie wkładki żelazne nie za blisko powierzchni (3—3,5 m), wykonanie bardzo troskliwe, beton dostatecznie plastyczny.

Żelazo pod wpływem wody morskiej rdzewieje, zwłaszcza tam, gdzie ma dostęp woda i powietrze. Miękka stal i żelazo kute są bardziej odporne. Ochrona przez malowanie, cynkowanie lub pokrycie betonem.

Kamienie naturalne muszą być twarde, ciężkie i odporne na działanie wiatru i zmiany temperatury V. (bez szczelin).

Ochrona brzegów morskich.

Fig. 206.

Fale i prądy morskie, a nieraz i wiary wywierają niszczący wpływ na brzegi morskie, które w wielu wypadkach należy przeciw ich działaniu zabezpieczać. Wysokie brzegi są przez wodę podmywane, zwłaszcza, o ile są gliniaste, a materjały z podmytego brzegu poruszane tam i z powrotem przez fale tworzą z czasem płaski pas brzegu czyli plażę piaszczystą (spadek normalny 1:20—1:50) lub kamienistą (1:5-—1:10). Fale nanoszą nieraz piasek z morza i przez to przyczyniają się jeszcze do łagodzenia pochyłości wybrzeża. Na piaszczystych wybrzeżach wiatr z morza unosi cząsteczki piasku i nadaje piaskowi formę falistą, tworząc z piasku fale płaskie od strony morza i strome od strony lądu. Wskutek ciągłego ruchu piasku, który wznosi się po pochyłości łagodnej i opada ze strony stromej, oraz wskutek dopływu świeżego piasku od strony morza fala taka, czyli t. zw. wydma, zwiększa

\+f.0

to.oo

TÄ

,niv.

V>-

liii*«

się i zaczyna poruszać się stopniowo w stronę lądu (wydmy wędrujące). Ńa samym brzegu tworzy się natomiast nowy mniejszy wal [piaskowy (fig. 206).

-S,3

SIŁ

p?

—> *■

- tio.o-

,>s,o

Wydmy wędrujące zanoszą nieraz piaskiem pola, lasy i całe miejscowości.

Fig. 207.

Dla ochrony brzegów od podmycia buduje się tamy poprzeczne czyli ostrogi wzmacniające plażę, lub też tamy podłużne lub opaski równoległe do linji brzegu, które chronią sam brzeg na całej długości. Nieraz oba rodzaje wzmocnień budować należy jednocześnie, bo inaczej budowle równoległe byłyby podmyte i usunięte przez wodę. Poprzeczki buduje się zwykle prostopadle do brzegu, dość długie, pochylone w stronę morza i niewiele wzniesione nad poziom dna. Na brzeg muszą być wyprowadzone dość daleko, aby woda ich osady nie okrążała. Zwykle buduje się je jako rząd lub dwa rzędy palików drewnianych, nieraz osypanych z boków kamieniami. Silniejsze poprzeczki z kamieni lub faszyny.

Opaski równoległe wykonywa się z płotków faszynowych, materacy faszynowych, skarp brukowanych lub betonowanych, opartych na ściance szpuntpalowej lub wreszcie za pomocą bardziej drogich i skomplikowanych murów nadbrzeżnych. Przykład wzmocnienia brzegów Westerplatte w Gdańsku (fig. 207 i 208)).

,1

i.r

nw..

Tworzenie się i ruch wydm opanowywuje się zw. przez umocowania piasku zapomocą roślinności. Najlepiej nadaje się do tego trawa Amnophila arenaria, którą sadzić należy w rzędach lub w kwadraty na miejscach zagrożonych. Można też robić płotki z chrustu, które zatrzymują piasek i podnoszą jego poziom. Wydmy należy regulować za pomocą sadzonek, tak, aby two.'żyły regularny nieprzerwany i nieruchomy wał, chroniący dalsze części brzegu zarówno od fali jak i od zapiaszczenia. Daje się to osiągnąć przez wzmacnianie i podnoszenie dzięki płotkom części niskich, a niwelowanie przez wiatr części wyższych niezabezpieczonych.

Fig. 208.

Po uregulowa.iu wydm położonych nieco dalej od brzegu należy utrwalić je ostatecznie przez zalesienie zapomocą sadzonek sosnowych.

Budowa portów. Port morski jest to przestrzeń wodna, ochroniona od fal, wiatrów i prądów, gdzie statki mogą znaleźć bezpieczne miejsce postoju czy to podczas burzy, czy też po skończonej podróży morskiej celem wyładunku lub załadunku towarów. Port posiadać musi odpowiednie terena lądowe dla skła-

Fig. 209. Port w Marsylji.

dowania towarów oraz urządzenia dla szybkiego, taniego i wygodnego przeładunku towarów i osób z wagonów lub statków rzecznych na statki morskie lub naodwrót; wreszcie urządzenia do naprawy statków.

Stosownie do powyższego przeznaczenia duża ilość portów składa się z dwu części : redy lub avantportu, tj. osłoniętej przestrzeni wodnej bezpośrednio przy wejściu do portu jako miejsce postoju dla statków, które niezajęte są ładowaniem, i właściwego portu przeładunkowego, złożonego z basenów, doków i wybrzeży o stromych brzegach, do których statki przybijać mogą bezpośrednio,” dla załadunku lub wyładunku towarów.

Początkowo porty powstawały prawie wyłącznie w miejscowościach, gdzie z natury samej istniały dogodne warunki dla zawijania statków podczas każdej pogody, a więc w spokojnych dobrze osłoniętych zatokach, ujściach rzek itp. Są to t. zw. porty naturalne. Z rozwojem jednak życia gospodarczego dogodne warunki naturalne niei'az mniej brane być mogły pod uwagę, niż względy komunikacyjne i gospodarcze, dogodne położenie w stosunku do centrów produkcji towarów i do dużych dróg handlowych.

Porty morskie pod względem przeznaczenia dzielić można na porty handlowe, wojenne i rybackie. Nieraz też porty służą celom tym równocześnie i wtedy celowe jest dokładne rozgraniczenie poszczególnych części portu według ich przeznaczenia. Porty handlowe przedstawiają dużo odmian zależnie od tego, czy służą tylko dla ruchu towarowego, czy też i pasażerskiego w większym stylu, czy są punktami końcowemi dla linij okrętowych

czy też tylko jakby przystankami, do których okręty po drodze zajeżdżają (point d’escale, Anlaufhafen), czy służą dla towarów masowych, jak ruda, węgiel czy też dla towarów różnorodnych itd.

Pod

względem położenia w stosunku do morza odróżnić można:

/^QndloJ^ÿ\\ \V' .......j

c:

Por/ L....l?⁰ßkoivy

GDYA//A

1.    porty położone na wybrzeżu mor-skiem i wbudowane prawie całkowicie w morze zapomocą sztucznych budowli, na których umieszczone są urządzenia przeładunkowe (np. Marsylia, Genua, Triest; fig. 209);

Zatoka

4van/-Porf

2.    porty położone na wybrzeżu mor-skiem i częściowo wbudowane w morze (avantport) a częściowo złożone ze sztucznych basenów wykopanych w lądzie (Gdynia, Hawr, Dunkierka, Zeebrugge ; fig. 210);

cjdanska

Pig. 210. Port w Gdyni.

3.    porty położone w całości w lądzie przy ujściu większej rzeki (Gdańsk, Emden, Cuxhaven, Liverpool; fig. 211) lub też na rzece nieco powyżej jej właściwego ujścia, (Antwerpja, Rouen, Londyn, Manchester, Hamburg; fig. 212).

Pod względem budowy odróżnić można a) porty otwarte, bezpośrednio połączone z morzem i posiadające zmienny poziom wody, zawsze taki sam, jak i morze, i b) porty zamknięte, komunikujące się z morzem zapomocą śluz i posiadające stały niezmienny poziom wody, niezależnie od wahań tego poziomu na morzu. Typ ostatni niezbędny tam, gdzie wahania poziomu wody wskutek przypływu i odpływu są bardzo duże (Liverpool, Londyn, Hawr, Dunkierka, częściowo Antwerpja). Porty otwarte buduje się na wszystkich morzach wewnętrznych (Gdańsk, Szczecin, Kopenhaga, Mar-sylja, Triest), oraz tam, gdzie przypływ i odpływ nie przybierają zbyt wielkich rozmiarów (Hamburg, Brema, New-York). Dla żeglugi porty otwarte są daleko dogodniejsze.

Reda lub avantport. Reda musi być osłonięta od wiatrów i fal, a przynajmniej od najczęściej panujących i od najsilniejszych wiatrów. Niektóre redy naturalne są osłonięte ze wszystkich prawie stron (Brest, Queenstown), inne tylko częściowo (zatoka gdańska osłonięta przez półwysep Hel), wreszcie istnieją redy na pozór zupełnie otwarte, chronione jednak bardzo dobrze od fal przez progi podwodne lub bary (Ostenda, Dunkierka). Jeśli redy naturalnej niema, to stworzyć trzeba nieraz sztuczną przez oddzielenie części powierzchni morza, przez budowę moli, tj. tam połączonych

z brzegiem, i łamaczy fal, tj. tam podłużnych położonych w całości na morzu (Cherbourg, Kingstown, Libawa). W portach położonych przy ujściach rzek zwykle rzeka sama służy dostatecznie jako reda, o ile jest szeroka i nie posiada zbyt silnego prądu (Hamburg, Antwerpja, Liverpool, Londyn).

Reda posiadać musi dostateczną głębokość, aby statki nawet poruszane przez fale nie dotykały dna, jednak nie może być tak głęboka, aby utrudnione było zarzucanie kotwicy (13—25 m). Dno musi być odpowiednie do umocowywania statków na kotwicy (glinka, twardy szlam lub piasek gliniasty i zbity).

Avantportem nazywa się zwykle mniejszą przestrzeń wodną o podobnem przeznaczeniu co i reda, lecz zupełnie osłoniętą i położoną przed samem

fJSDAŃSK

Ijjjggl I

[(Hot/rn

gg

V''

fi ar twa! Wis\

atte

Fig. 311.

'in

wtAm-

£/öd>

F—a

Fig. 212. Port w Hamburgu.

wejściem do basenów portowych. W avantporcie statki zatrzymują się przed prześluzowaniem lub ostatecznem ustawieniem przy nadbrzeżu przeładunkowem.

Wejście do portu. Wejście do portu chronione jest zwykle przez mola lub łamacze fal, zarówno od fal jak od prądów i od zapiaszczenia. Wejście utworzone zwykle przez wolną przestrzeń pomiędzy dwoma molami, lub też molem i brzegiem, musi być tak zbudowane, aby możliwie przy każdej pogodzie pozwalało na bezpieczny wjazd do portu. Musi ono być wysunięte jaknajdalej w kierunku morza, aby statki, które wskutek wiatru lub fałszywego manewru nie trafiły do wejścia, nie osiadły odrazu na mieliźnie przy brzegu, lecz mogły zawrócić i próbować raz jeszcze wjechać do portu. Kierunek wejścia powinien możliwie zbiegać się z kierunkiem najsilniejszych wiatrów i fal, aby statki, które wtedy wjeżdżają, nie były uderzane przez fale z boku. Jeśli avantport jest mały i niepożądane jest, aby fala zbytnio wchodziła do niego, to można kierunek wjazdu nachylić do kierunku najsilniejszych wiatrów, lecz nie więcej niż 70°. Wtedy dobrze jest molo położone od strony wiatru nieco przedłużyć, aby wjazd lepiej

! V,

osłonić (fig. 213). Z kierunkiem najczęstszych wiatrów powinien kierunek wjazdu tworzyć conajmniej kąt 65°, jeśli port przeznaczony jest także dla statków żaglowych, które wtedy mogą wygodnie wjeżdżać do portu.

Szerokość wejścia do portu zależy od jego kierunku. Musi ona być możliwie mała, jeśli kierunek wjazdu zbiega się z kierunkiem najsilniejszych fali, gdyż inaczej fala dostawała by się zbytnio I do wnętrza portu. Wejście może i musi być natomiast szersze, jeśli te dwa kierunki tworzą , pewien kąt. W każdym razie szerokość musi być j dostateczna, by największe statki, jakie przychodzą do portu, mogły swobodnie i bezpiecznie wjeżdżać i mijać się przy wjeździe. Szerokość wjazdu wynosi zwykle od 60 do 200 m. Molo przy samym wjeździe powinno mieć możliwie stromy profil pozbawiony ostrych kantów, oraz być nieco odchylone w stronę morza, aby fale zzewnątrz nie odbijały się w kierunku wjazdu (fig. 214). Bezpośrednio za wejściem do portu odległość pomiędzy molami powinna się możliwie zwiększać, aby siła fali zmniejszała się wskutek szerszego profilu wody. W żadnym wypadku wjazd do portu nie może zwężać się w kierunku portu, bo wtedy fale osiągałyby niebezpieczną wysokość wewnątrz portu. Forma i kierunek moli muszą być również tak wybrane, aby możliwie chronić wjazd do portu od nadbrzeżnych prądów i od zapiaszczania. Głębokość przy wjeździe musi być większa o 1,5 - 2 m od normalnej głębokości w porcie ze względu na ruch statku poruszanego falami.

Fig. 213.

\\

Fig. 214.

Sposób budowy moli i łamaczy fal zależy w zupełności od warunków lokalnych, głębokości wody, natury dna, siły fali i od materjałów budowlanych, jakie się znajdują w pobliżu. Na mniejszych głębokościach i tam, gdzie uderzenie fali nie jest zbyt gwałtowne, rozpowszechnionym jest sposób budowania moli z systemu pali drewnianych, pomiędzy któremi wolna przestrzeń jest wypełniona kamieniami (Gdynia, Windawa; fig. 21ó), rzadziej faszynami, a górna cześć nieraz wykonana z betonu. Przy większych głębokościach i silnych falach mole przeważnie wykonane są z kamieni (Cherbourg), betonu (nieraz w workach), (Sunderland), z bloków betonowych (Dover) lub skrzyń betonowych zatapianych przez obciążenie (Bruges). Mola mogą mieć ściany strome prawie prostopadłe, co zaleca się przy średnich głębokościach i twardem dnie, lub ściany pochyłe, które stosować można przy każdym gruncie i każdej głębokości. Dla oszczędności materjałów budowlanych często dolną część mola buduje się o ścianych pochyłych, np. z sypanych kamieni lub bloków, a górną o ścianych stromych z betonu lub regularnych bloków.

Baseny portowe. W basenach portowych muszą być zrealizowane wszystkie warunki pozwalające statkom morskim bezpiecznie, wygodnie, szybko i tanio przeładowywać towary z brzegu albo też na statki rzeczne. Forma ich zależy w zupełności od warunków lokalnych. W portach leżących na rzekach nieraz wyzyskuje się przedewszystkiem naturalną linję brzegu po odpowiedniem wzmocnieniu brzegu i pogłębieniu (Gdańsk, Antwerpja, Rouen). Zwykle jest to niedostateczne i linję brzegu powiększa się przez budowę basenów sztucznych prostopadłych lub lepiej pochylonych pod pewnym kątem do głównej drogi wodnej. Baseny ukośne pozwalają na wygodniejsze połączenie kolejowe nadbrzeży i na wygodniejszy wjazd statków. Forma basenu powinna być o bokach prostolinjowych, najwyżej zaokrąglonych przy wjeździe. Długość nie powinna naogół przekraczać 600 — lOCOm, szerokość zaś, zależna od długości, dochodzi przy długich basenach do 5-6-krotnej szerokości największych statków jakie zwykle do danego portu przyjeżdżają (100 do 120 m). Najkorzystniejszy stosunek szerokości do długości normalnie wynosi 1:6 lub 1:7. W wyjątkowych okolicznościach baseny bywają daleko szersze jak np. w Hamburgu, gdzie w środku basenu znajduje się rząd drewnianych pali postojowych, t. zw. Duc d’Albow, przy których statki morskie przeładowują towary na berlinki lub naodwrót. Każdy basen jest więc tam jakgdyby podwójnym basenem. Szersze bywają również baseny zamknięte śluzami lub t. zw. doki (Londyn), w których zwykle statki muszą wykonywać więcej ewolucji. Szerokość basenu może zmniejszać się ku końcowi basenu, gdzie ruch statków jest mniejszy.

J.00

fiS’Vr.

Baseny często buduje się jeden obok drugiego, równolegle, lub tak nachylone względem siebie, aby wjeżdżało się do nich z jednego miejsca, które służy wtedy często do obracania statków (najnowsze baseny w Hamburgu). Dla obracania statków potrzebna jest przestrzeń wodna o średnicy do 500 m o ile chodzi o duże statki morskie. Pomiędzy poszczególnemi basenami pozostawia się odpowiednio szerokie powierzchnie lądu dla urządzeń przeładunkowych i składowych, oraz połączeń kolejowych. Szerokość ta zależy od rodzaju towarów, lecz naogół każde nadbrzeże powinno posiadać conajmniej «

-MJ5

60-metrową szerokość, a więc przestrzeń między dwoma basenami wynosić powinna nie mniej niż 12u m.

'■"ż

0,27

krótkich

Fig. 215.

W portach położonych bezpośreduio na wybrzeżu morskiem baseny i nadbrzeża tworzy się nieraz przez wbudowywanie w morze regularnych moli zaopatrzonych w składy, tory kolejowe itp., jak zwykłe nadbrzeże na lądzie (Marsylja, Triest). W Ameryce i wogóle poza Europą rozwinięty jest bardzo system takich przystani prostopadłych (ang. piers), zupełnie krótkich, dających miejsce postoju z każdej strony dla jednego tylko statku (New York).

Głębokość basenów zależna jest od głębokości statków przychodzących do portu i musi być od niej od 50 cm do 1 m większa. Najgłębsze baseny budowane dla największych pasażerskich statków transatlantyckich dochodzą do głębokości 13 w przy niskim stanie wody (Southampton, Marsylja). Na Bałtyku wystarczają głębokości 8 —10 w dla największych statków. Według opinji Xnigo międzynarodowego kongresu żeglugi (Londyn 1923) porty o głębokości 30 stóp = 9,15 m długo jeszcze uważane będą za pierwszorzędne porty światowe.

Nadbrzeże w basenach, na przystaniach czy na brzegach rzek musi być tak zbudowane, aby statki mogły stać przy samym brzegu, a więc ze względu na formę nowoczesnych statków powinno być prawie pionowe. Nadbrzeża pochyłe, gdzie brzeg wzmocniony jest ścianką szpuntpalową i skośną skarpą brukowaną, nadają się tylko dla mniejszych statków i mniej intensywnego ruchu. Wybrzeże prostopadłe, którego budowa jest droga, częściowo zastąpić można przez budowę drewnianego pomostu stojącego nad wodą. Na pomoście takim naogół nie można jednak ustawiać dźwigów i prowadzić torów kolejowych.

Prostopadłe nadbrzeże zbudowane być może przy mniejszych głębokościach (2 — Am) jako bulwark drewniany ze szpuntpali odpowiednio zakotwowa-nych i wzmocnionych palami okrągłemi. Górną cześć ścianki szpuntpalowej wystawioną na gnicie zamienić można ścianką betonową lub żelbetową. Przy głębokościach średnich (3—6 w) lub przy słabszem obciążeniu brzegu stosować można ścianki szpuntpalowe żelazne (np. systemu Larssen) lub ścianki żelbetowe jedne i drugie silnie zakotwione od strony lądu. Wreszcie przy większych głębokościach, a zwłaszcza przy większych obciążeniach konieczna jest budowa masywnego nadbrzeża. W razie słabych wahań poziomu wody i odpowiedniego gruntu nadbrzeże takie można tanio wykonać, budując mur schodzący jedynie 30 — 50 cm pod poziom średniej wody i wsparty na długich palach drewnianych (Gdańsk,Hamburg, Szczecin ; fig. 216). Niezbędnym warunkiem jest, jak dla wszystkich budowli drzewnych na morzu, nieobecność w wodzie organizmów toczących drzewo. Dla uniknięcia podmycia niezbędna jest ścianka szpuntpalowa z przodu lub lepiej z tyłu muru nadbrzeżnego. Podobne konstrukcje są zastosowane do żelazobetonu (Kopenhaga).

Gdzie użycie drzewa jest niemożliwe ze względu np. na skaliste dno, organizmy morskie lub poprostu wysoką cenę, budowane są nadbrzeża całkowicie masywne, np. w formie zwykłego muru oporowego, o ile jest możliwe wykonanie nadbrzeża nie pod wodą (Dunkierka, Cardiff), lub za-

0.90

5IM.

rS.O

¹i-,

ss

I,; ó

^ V

- 22 \\

^32

-9.0

'\

\'

-jhéL

.i

Fig. 216. Nowe nadbrzeże w Gdańsku (1926).

pomocą fundamentów studniowych (Glasgow), kesonów pneumatycznych (Antwerpja), skrzyń betonowych (Gdynia), stosowanych przeważnie przy wykonywaniu budowy w wodzie.

Nadbrzeże zaopatrzone być musi w dostateczną ilość pali, pachołków lub kół do przymocowania statków zapomocą lin. Mur nadbrzeżny posiadać musi pale lub drewna ochronne, zabezpieczające statki i mur od wzajemnych uderzeń.

Statki, które niekoniecznie leżeć muszą bezpośrednio przy brzegu, mogą przybijać do t. zw. Duc d’Albôw czyli silnych słupów, utworzonych z kilku lub nawet kilkunastu pali drewnianych, zabitych w wodę i połączonych nad wodą wiązaniem drewnianem lub Żelaznem. Do umocowania statków służyć mogą również pływające boje czyli umocowane do dna zapomocą kotwic i łańcuchów duże pławy metalowe, pływające na powierzchni wody.

Urządzenia przeładunkowe i składowe. Zaopatrzenie nadbrzeży w urządzenia składowe i przeładunkowe, oraz w tory kolejowe zależy w zupełności od rodzaju towarów, dla jakich nadbrzeże to jest przeznaczone. Odróżniać należy przedewszystkiem towary masowe takie jak rudy i węgiel, i towary specjalne jak nafta, zboże w stanie luźnym, bawełna w belach, drzewo itp. od t. zw. różnorodnych (general cargo) opakowanych zwykle w skrzynki lub worki. Te różne kategorje towarów wymagają zupełnie inuych ądzeń i dlatego wskazanem jest w porcie rozdzielić zupełnie ruch towarów masowych od towarów różnorodnych i dla najważniejszych grup towarów stworzyć urządzenia oddzielne, wyspecjalizowane, czy to tworząc specjalne baseny np. dla nafty, dla węgla, dla drzewa itd., czy też przeznaczając dla każdego z tych towarów inny odcinek wybrzeża lub też całą strefę portu, zależnie od rocznej ilości przeładunku danego towaru.

urz

Towary różnorodne są to przeważnie skrzynki drewniane, czasem worki lub bele łub też np. pojedyncze części maszyn itp., o wadze przeciętnie 50—200 kg. Wyładunek z okrętu odbywa się zapomocą dźwigów okrętowych lub lepiej zapomocą dźwigów nadbrzeżnych. Dźwigi te muszą byc obrotowe, ruchome wzdłuż brzegu i nie mogą hamować ruchu wagonów na torach nadbrzeżnych, więc dźwigi portalowe lub lepiej półportalowe, oparte z jednej strony na nadbrzeżu, z drugiej na krawędzi składu. Nośność najogólniej przyjęta dla tych żórawi jest 3 t (Londyn, Hamburg, ostatnio

Sr

fi. w. I

I^SOC

fi 00

\5

J.5

•fis -

18,00

—*«--15,00-——b

—* ł 100

-> 0,5 <—

Fig. 217. Nowy skład w Gdańsku (1926 r.).

--Hä

•7 w .

n OD

□□

17,50-W——17,50

nr., -.i

• 71,70

□□

00

OD

□O

on

□□

00 00

□0 DO

GO

□0

•V-23,6 Ö-------

Fig. 218.

Gdańsk), co stanowi już i maximum. W wielu portach przyjęto nośność 2¹/₂ t (Szczecin, Kopenhaga) a nawet l’/a t (Kouen, Hawr). Najlepszym napędem jest siła elektryczna, używane są również starsze żórawie hydrauliczne, rzadziej parowe. W portach o silnym ruchu dźwigi ustawione są co 25 m długości wybrzeża, a w Hamburgu nawet co 18 m. Każde miejsce postoju dla średniego statku, 80 —100 m, powinno teoretycznie posiadać 2—4 dźwigów, dla wielkich statków nawet 6.

Bezpośrednio przy brzegu znajdować się powinny normalnie dwa tory kolejowe, a za niemi skład kryty dla przejściowego składowania, sortowania i sprawdzania towarów przed dalszem wysłaniem ich z portu. Jeśli towary naogół bardzo krótko leżą w porcie, składy te są parterowe (prawie wszystkie porty niemieckie, francuskie i belgijskie) i nie służą do dłuższego składowania, lecz tylko do przeładunku. Składy takie muszą być obszerne i bardzo widne (fig. 217). Szerokość ich wynosić powinna 30—60 m, długość 80—200 m. Towary, idące na skład w porcie, przenoszone być muszą do specjalnych wielopiętrowych budynków składowych, położonych bądź bezpośrednio za halami przeładunkowemi (Brema, Szczecin; fig. 218), bądź też winnej części portu (Hamburg, Hawr, Dunkierka, Antwerp ja).

Jeśli transport towarów z portu odbywa się głównie koleją, to hale przeładunkowe dobrze jest budować z rampami i z wysoko leżącą podłogą mniej więcej na 1 m nad ziemią (porty niemieckie). Jeśli odgrywa większą rolę ruch towarowy automobilami lub końmi, to lepiej jest podłogę umieszczać na poziomie ulicy, aby automobile mogły wjeżdżać do wewnątrz (porty francuskie, belgijskie, angielskie).

składu

Tam, gdzie towary przeciętnie przebywają w porcie dłużej niż 10—15 dni. mimo że nie są przeznaczone dla długoterminowego składowania, wskazanem być może budowanie nad brzegiem składów dwu- lub kilkopiętrowych (Kopenhaga, Oslo, Manchester, Genua), które również budowane są tam, gdzie brak miejsca nie pozwala na budowę szerokich hali (Altona). Wybór między halami parterowemi a piętrowemi jest trudny i zależny w zupełności od charakteru ruchu portowego. Więcej niż parter i dwa piętra dla składu nad brzegiem przeznaczonego dla towarów różnorodnych niewskazane.

Składy parterowe buduje się zwykle z betonu lub cegieł, belki dachowe najczęściej z drzewa, rzadziej z żelazobetonu. W dawnych konstrukcjach

-li

dachy żelazne, niepraktyczne w razie pożaru i dość drogie. Składy piętrowe i magazyny składowe najlepiej z żelbetu.

3?

<30 ><3.0 '

Wv

'tîs-c

Fig. 219.

Dla potanienia manipulacji przeładunkowych wewnątrz składów używa się w dużych halach składowych małe wózki automobilowe dla przewożenia towarów, małe dźwigi .> ruchome o własnym popędzie ustawione na wózkach, wreszcie taśmy ruchome dla układania towarów, np. w workach, jeden na drugim. W składach wielopiętrowych konieczne są windy i elewatory. Skład musi posiadać z obu stron połączenie kolejowe i z jednej conajmniej dojazd dla wozów i automobili.

Dla towarów specjalnie ciężkich (walce, lokomotywy itp.) musi w każdym porcie znajdować się conajmniej jeden żóraw o nośności do 50 t, stały lub pływający.

Towary specjalne. Niektóre towary, jak np. zboże luzem, wymagają specjalnych urządzeń składowych. Dla zboża buduje się bezpośrednio przy brzegu spichrze wielopiętrowe przeważnie jako siło wielokomorowe, pozwalające zboże suszyć i czyścić podczas przeładunku. Czasem siło takie może być zbudowane dalej od brzegu i połączone z nim taśmami transportowemi (Dunkierka, fig. 219). Śpichlerze zbożowe zaopatrzone są w aspiratory pneumatyczne dla przeładunku zboża ze statku lub z wagonów do składu lub naodwrót, co odbywa się z szybkością 200—400 t na godzinę.

Dla zboża w workach, mąki lub cukru w workach buduje się składy wielopiętrowe nie o systemie komór pionowych, tylko normalnych pięter (Gdańsk, spichlerz Wielera & Hartmanna). Dla towarów w workach urządzone są specjalne elewatory.

Nafta i oleje mineralne przeładowują za pośrednictwem dużych metalowych zbiorników czyli tanków pojemności do kilku tysięcy ms. Zbiorniki połączone są rurociągami z nadbrzeżem i naftę przepompowywuje się ze zbiornika na statek lub naodwrót. Zbiorniki naftowe umieszczać należy w możliwie izolowanem miejscu portu, ze względu na niebezpieczeństwo pożaru.

Drzewo naogół nie wymaga budynków składowych z wyjątkiem wyrobów czulszych, jak np. klepki dębowe lub materjał tarty, który składa się chętniej pod dachem. Naogół wystarczą wolne przestrzenie, pokryte nym wspartym na słupach. Drzewo wymaga natomiast rozległych przestrzeni lądowych i wodnych do składowania i sortowania, a również dostatecznego rozwinięcia torów wyładunkowych. Przeważnie drzewo przeładowywane jest ręcznie lub windami okrętowymi. Dla cięższych kloców źórawie parowe na szynach kolejowych.

dachem drewnia-

Towary masowe. Pod nazwą tą rozumiemy towary w stanie luźnym, nieczułe lub mało czułe na względy atmosferyczne, a więc rudy żelazne i inne, węgiel, piryty, fosfaty itp. Towary te przechodzą zwykle przez port w dużych ilościach a ponieważ są tanie, wymagają specjalnie szybkiego i taniego przeładunku. Czem prędszy jest przeładunek, tern tańsze są frachty morskie, gdyż czas postoju statku w porcie się skraca; towary masowe zaś wysokich frachtów nie znoszą. Mechanizacja przeładunku jest w tej dziedzinie doprowadzona najdalej.

Przeładunek odbywa się najczęściej bez składowania, wprost z wagonu lub berlinek na statek lub naodwrót. O ile składowanie jest potrzebne,

EH

^4\1/W1W^X

K\

—-r~r

Fig. 220.

odbywa się ono na placu otwartym. Urządzenia dla towarów masowych wymagają dużego rozwoju torów nadbrzeżnych i torów odstawczych. Nad brzegiem ustawia się nie dwa, lecz trzy, pięć i więcej torów połączonych między sobą zwrotnicami. Przeładunek odbywa się najczęściej zapomocą dźwigów portalowych lub mostowych o nośności 5 — 7 t dla węgla, 7—15 t dla rudy. Dźwigi zaopatrzone są w chwytacze automatyczne (benne preneuse, Selbstgreifer), które zamykając się własnym ciężarem chwytają jednocześnie węgiel lub rudę. Jeśli przeładunek odbywa się ze statku na wagon, dobrze jest ustawić nad brzegiem ruchome małe zbiorniki lejkowatej formy, do której dźwigi wyładowuje zawartość chwytacza, nie czekając na podstawienie wagonu. Jako przykład takiej instalacji podajemy urządzenia dla wyładunku węgla w Boulogne (fig. 220).

Przy przeładunku ze statku na berlinkę lub naodwrót używa się często żórawi pływających (Rotterdam). Wydajność dźwigów z chwytaczami, lądowych lub pływających, wynosi od 40 do 150 t na godzinę.

Dla przeładunku węgla z wagonu na statek używa się, o ile rodzaj wagonów na to pozwala, specjalnych urządzeń, które cały wagon podnoszą i przechylają, wysypując zawartość jego do luki okrętowej (culbuteur, Kohlenkipper). Urządzenia te zwłaszcza rozpowszechnione są w portach węglowych angielskich, gdzie wykonane są w formie wysokich elewatorów (Glasgow, Cardiff, fig. 221) oraz w portach amerykańskich, gdzie na wielkich jeziorach Stanów Zjednoczonych aparaty te przewracają specjalne wagony lUO-tonowe i umożliwiają niezwykłe szybkości załadunku (statek 10.000 t

Fig. 221.

w 4—5 godzin). Normalne europejskie wywracacze mają wydajność 200 do 300 t na godzinę (Hamburg, Rotterdam, Duisburg, fig. 222). Urządzenia te nie nadają się do wszystkich wagonów i praktyczne są tylko przy załadunku dużych ilości węgla jednego gatunku na jeden statek, gdyż inaczej ranżo-wanie wagonów zabiera dużo czasu. Prócz tego niszczą węgiel.

Wreszcie nadmienić należy przeładunek rud i węgla zapomocą trans porterów taśmowych, pozwalających na przeładunek bardzo szybki i regularny. Węgiel lub rudę wyładowuje się z wagonów, umieszczonych na wÿsokiej rampie na plac lub do specjalnych otwartych zbiorników, a stamtąd zapomocą taśm stalowych bez końca przenosi się go na wysokie rusztowanie nadbrzeżne, stąd specjalną rynną zsypuje się do luki okrętowej. W odwrotnym kierunku przebieg jest podobny z tą różnicą, że nad brzegiem potrzebny

jest dźwig z chwytaczem, który podaje towar na taśmę. Urządzenie takie mogą z łatwością przeładować 200 do 300 t na godzinę i więcej. W niektórych portach system wywracaczy wagonów połączony jest z systemem taśm transportowych — wagon wysypuje się nie do statku, lecz do zbiornika, z którego zapomocą taśm towar przenosi się na statek.

Koleje portowe i drogi wodne. Towary wyładowane ze statku należy, o ile nie idą na skład, jak najprędzej odwieźć z portu i oswobodzić nadbrzeże dla nowych ładunków. Towary, przeznaczone na wywóz drogą

Y—31JX —

rite

-is

V\

\\

70,00

Fig. 222.

morską, muszą być punktualnie dowiezione do statku, aby w każdym wypadku uniknąć niepotrzebnego postoju statków. Zarówno nadmierne nagromadzenie towarów na nadbrzeżach, jak i opóźnienia towarów potrzebnych do wywozu wywołują silne zakłócenie ruchu portowego i mogą doprowadzić do zupełnego zatamowania ruchu. Aby tego uniknąć, należy drogi dowozu do portu, a zwłaszcza koleje portowe rozbudować w taki sposób, aby mogły sprostać wymaganiom największego ruchu, jaki się w porcie zdarza. Naogół potrzebny jest duży dworzec przetokowy dla podziału pociągów pomiędzy poszczególne baseny lub części portu, potem mniejsze dworce dla każdego basenu dla podziału wagonów pomiędzy poszczególne składy i miejsca postoju dla statków. Na nadbrzeżu potrzebna jest dostateczna ilość torów po obu stronach hali składowych. Zwłaszcza dla towarów masowych wydajność urządzeń przeładunkowych jest w pierwszym rzędzie zależna od dostatecznej ilości i dobrego rozkładu torów ładunkowych.

W portach rzecznych, gdzie ruch berlinek odgrywa dużą rolę, należy przewidzieć miejsca postoju lub baseny specjalne dla berlinek i statków rzecznych. Pożądane jest możliwie ścisłe odgraniczenie ruchu berlinek od statków morskich, co np. w Hamburgu osiągnięte jest przez rozbudowę całej sieci kanałów i basenów dla żeglugi rzecznej, połączonych z basenami morskiemi specjalnemi wejściami w tylnej części basenu, tak, że berlinki

z innej strony wyjeżdżają do basenów morskich niż statki morskie i po skończonym przeładunku natychmiast je opuszczają.

war-

Środki naprawy statków. Każdy większy port posiadać musi sztaty i stocznie okrętowe, oraz urządzenia umożliwiające naprawę okrętów wydobytych uprzednio nad powierzchnią wody. Do celu tego służą suche lub pływające doki.

Suchy dok jest budowlą masywną, przypominającą komorę śluzową z jednem wejściem, przez które dok komunikuje się z wodami portowemi. Po wprowadzeniu statku przeznaczonego do reperacji, do otwartej i napełnionej wodą komory wrota wejściowe zostają szczelnie zamknięte i z komory woda się wypompowuje. Rozmiary największych doków suchych wynoszą do 300 m długości i 14 głębokości (Havre, Southampton). Budowa opłaca się zwłaszcza przy odpowiednim gruncie. Koszta utrzymania małe, czas trwania długi.

W portach niemieckich jest ogólnie przyjęty system doków pływających, które zatapia się dla przyjęcia statku i potem wraz ze statkiem podnosi przez wypompowanie wody ze specjalnych obustronnych komor. Koszta budowy znacznie mniejsze niż dla doków suchych, lecz koszta utrzymania większe, szybsze zniszczenie i mniej wygodna praca.

LITERATURA.

Łarocbe: Ports maritimes. Paris.

Quinette de Rochemout: Ports maritimes. Paris, de Joly et Laroche: Travaux maritimes. Paris 1924. Shield: Principles and Practice of Harbor Construction. Th. Stevenson: The Design and Construction of Harbors. O. Schulze: Seehafenbau. Berlin 1913.

Proetel: See- und Seehafenbau.

Fundamenty.

Napisał

inż. dr. Otto Nadolski,

profesor politechniki, Lwów.

Fundament jest podstawową częścią każdej budowli; na nim spoczywa cały ciężar budowli i działających na nią sił (z obciążeniem ruchomem) i za pośrednictwem fundamentu przenosi się na grunt.

W celu zapewnienia budowlom trwałości musimy zachować równowagę pomiędzy działaniem sił przenoszonych przez fundament, a wytrzymałością gruntu.

Dopuszczalne obciążenia gruntu. Dopuszczalne obciążenie musi być mniejsze od wytrzymałości gruntu na ciśnienie. Mimo, że rozkład naprężeń gruntu pod fundamentem zasadniczo jest niejednostajny i zależy od rozmaitych okoliczności, przyjmujemy powszechnie rozkład jednostajny, o ile ciężar G działa w środku ciężkości podstawy :

G=pF, p = ~

gdzie p — dopuszczalne obciążenie, G — ciężar budowli, F — powierzchnia podstawy budowli.

Ze względu na wytrzymałość, rozróżniamy następujące główne typy gruntów :

1. Skały o warstwach poziomych, o miąższości conajmniej 2—3 m, bez względu na twardość, są dobrym i wytrzymałym gruntem dla wszelkich

209

Bryła, Podręcznik Inżynierski. IV. 45

budowli. Przy warstwach pochylonych — zbadać podłoże i stosunki wodne, czy nie zagrażają tworzeniem usunięć. W pobliżu kopalń zbadać, czy grunt (choćby skalny) się nie zapada. Pokłady skalne, łatwo ulegające wymyciu (sól, gipsy, wapienie), wymagają specjalnej ostrożności. Dopuszczalne obciążenie (p) przyjmuje się około J/io wytrzymałości na ciśnienie, zatem przy twardych skałach (wybuchowych, wapieniach) od 15 do 30 kg/cm², przy miękkich (piaskowce, zlepieńce) 6—15 kg/cm².

2.    Pokłady żwirów, o miąższości od 3 m, powstałe z osadowego działania wody, są dobrym gruntem; pochodzące ze zwietrzenia skał (moreny) wymagają ostrożności i mają mniejszą wytrzymałość. Ujemnie wpływa przesiąknięcie wodą, zwłaszcza płynącą ; może wymyć cząstki ziemiste i pias-czyste i osłabić wytrzymałość. Wymaga zatem osłony fundamentu ścianą szczelną, odpowiećLnio głęboką. Dopuszczalne obciążenie, zależne od warunków, od 5 do 8 kg/Cm², wzrasta z głębokością podstawy fundamentu pod terenem.

3.    Piasek zbity, w warstwach od 3 m, osadzonych przez wodę, suchy lub średnio wilgotny, jest dobrym gruntem. Prąd wody, nawet słaby, zmniejsza bardzo wytrzymałość — konieczne zatem zamknięcie budowli głęboką ścianą szczelną. W wykopach w gruncie piasczystym wskazana duża ostrożność przy pompowaniu, aby nie wzruszyć pokładu. Dopuszczalne obciążenie 2,5—6 kg/cm², zależnie od miąższości pokładu i stosunków wodnych. Niebezpieczne pokłady piasku płynnego i lotnego (wydmy piasczyste).

4.    Pokłady iłów i gliny, mało wilgotne, o miąższości 3—4 m, mogą przyjąć obciążenie 4—5 kg/cm² ; w większych głębokościach do 8 kg/cm². Sucha glina do 3 kg/cm². W miarę wzrostu zawartości wody maleje wytrzymałość

(2,5—1,0kg/cm²); wskazane osuszenie. Wpias-v/\    czystym ile lub glinie konieczne zabez-

", v/A 9    Pq‘° pieczenie przed nasyceniem wodą (rozmo-

.1 y % I '//    '■<{ knięciem) i przed mrozami. Przymieszka

•4" 4'^ piasku podnosi wytrzymałość, wymaga jednak ûfyïSr tem lepszego zabezpieczenia przed wodą.

'    ‘    >    *    5. Ziemia urodzajna (próchnica), torf, boro-

Fig. 223.

wina, muł, oraz wszelkie nasypy (zwłaszcza nie stare) są złym gruntem fundamentowym, i wymagają z reguły wzmocnienia lub przeniesienia obciążenia na pokłady wytrzymalsze. Obciążenie starych nasypów do 1 kg/cm². Zabezpieczyć się przed wodą.

Pokłady torfu, szlamu wodnistego itp. nie mogą przyjąć na powierzchni żadnego obciążenia (j> — 0) ; w głębokości t pod powierzchnią (fig. 223) dopuszczalne obciążenie nie może przekroczyć granicy :

Pt<

Y tF ¹

gdzie G — ciężar budowli, y — ciężar gat. torfu lub podobnego gruntu, F — pow. podstawy — a to w myśl zasady hydrostatycznej. Ciężar budowli nie może zatem być większy, niż ciężar wypartej (względnie wyba-growanej) objętości gruntu (torfu, szlamu).

6. Zmienny i naprzemianległy układ pokładów, zwłaszcza nachylonych, wymaga ostrożności. Niebezpieczne warstewki piasku, które mogą doprowadzać wodę, jak również powierzchnie nieprzepuszczalnych warstw (iły, gliny), po których, wskutek rozmoknięcia pod działaniem wody, nawet nieznaczne naruszenie równowagi (skopanie skarpy, rów) może wywołać obsunięcie się górnych warstw.

Podane wyżej cyfry dopuszczalnego obciążenia mają zasadniczo charakter informacyjny ; wskazane w każdym poszczególnym wypadku dokładne rozpatrzenie i uwzględnienie wszystkich okoliczności, które na dobór właściwej miary wpłynąć mogą. (Por. też dział: „Zasady projektowania mostów“.)

Zasadniczo wytrzymałość gruntu wzrasta w miarę zagłębiania się pod teren (z wyłączeniem pokładów skalnych), a to wskutek nacisku warstw górnych y. t (przez zgęszczenie i opór przeciw usunięciu części gruntu z pod osiadającego się fundamentu), oraz wskutek tarcia T (wywołanego parciem gruntu Z) na pionowe boczne ściany fundamentu.

Ogólnie wytrzymałość gruntu w głębokości t pod terenem:

Pt ⁼Po + Y * + T yi

gdzie p₀ — wytrzymałość na wierzchu, O — obwód, F — powierzchnia fundamentu ; tarcie :

T= p. Z — py tg² ^45 o |pj,

gdzie p. — spółczynnik tarcia gruntu o ściany fundamentu ; y — ciężar 1 ms gruntu w tonnach, <p — kąt naturalnego stoku.

Wartość p,, y, cp dla rozmaitych gatunków gruntu można przyjmować z poniższej tabelki:

Jakość gruntu i ścian fundamentu

ległem' *

Szlam, torf w górnych warstwach . Szlam, torf zbity w dolnych warstwach o gładki mar.....

Szlam, torf zbity w dolnych warstwach o szorstki mur.....

Rozmokły ił, glina o gładki mur . Rozmokły ił, glina o szorstki mur . Piasek, żwir o gładki mur .... Piasek, żwir o szorstki mur . . .

0    0,05

0,5—1,0 0,10

0,5—1,0 0,20 1,0—2,5 0,20 1,0—2,5 0,30 3—6    0,30

3—6 0,60

oc

o    o

O iO

tH

J“* J"¹⁻    **

'oo'oo'o'o'bo

W W t« t« M O O CN CJ» en o o o o o

ÇO O    ^ CO ÎO

o rH (M^    T-^ CO^

cT cT cT o' cT o' o'

W znaczniejszych głębokościach pod terenem (od około 10 m) parcie ziemi Z, zatem i tarcie T można przyjmować stałe. Tylko w mokrym szlamie i torfie — wzrasta dalej w myśl powyższych uwag. — Z doświadczeń można przyjmować od około 10 m wgłąb :

tarcie w ile lub glinie o ściany z nitowanej blachy . . . . T— 1,5 t/m²

tarcie w    ile lub    glinie o ściany z drzewa.........T= 2,0 t/m²

tarcie w    ile lub    glinie o ściany z muru.........T — 2,5 t/m²

tarcie w piasku lub żwirze o ściany z nitowanej blachy . . T= 2,0 t/m²

tarcie w    piasku    lub żwirze o ściany z drzewa.......T=    3,0    t/m²

tarcie w    piasku    lub żwirze o ściany z muru.......T = 3,5 t/m²

Daty powyższe odnoszą się do ścian (fundamentu) pionowych. Przy ścianach bocznych pochyłych, rozszerzonych u dołu — tarcie nie występuje ; przy zwężających się ku dołowi — tarcie to wzrasta.

Zasady powyższe mogą służyć do obliczania tarcia o ściany pali, studni, kesonów itp.

Badanie gruntu. Celem poznania właściwości gruntu przeprowadzić należy odpowiednie badania. Do tego służy (por. też dział : „Roboty ziemne“, str. 23) :

1. Sondowanie przy pomocy sondy, pręta żelaznego okrągłego, d = 25—40 mm, u dołu zaostrzonego, z „torebką“ na próbki gruntu

(fig. 224). Sondy wbija sie lub wkręca do głębokości 4—6 m. Przy obrocie sondy zgrzyt wskazuje na ziarna żwiru lub piasku, chlupotanie [przy po-

0=

A (fi) &

[A

r£ 1S-40 fi

Y\

fbrebkc

O O)

Fig. 225.

Fig. 226.

Fig. 224.

nownem wkładaniu wskazuje na obecność wody, żółtawa powłoka tłusta wskazuje na glinę, zielonawa lepka wskazuje na ił itp.

2.Wierceniapróbne wykonywa się przy głębokościach do 30 m. Do wykonania używa się świdrów obrotowych (fig. 225) o średnicy 5-—15 cm, które wkręca się w grunt miękki lub sypki, za każdym razem 40—60 cm. Do przebicia warstw twardych"lub k ar nie ni( u ży w a się świdrów dłutowych (fig. 226), które'

się spuszcza udarowo z wysokości 50—80 cm, skręcając ostrze dłuta około osi za każdym udarem o ¹/g część całego obrotu. Do zawieszenia świdra na trójnogu i przedłużenia na potrzebną głębokość używa się trzonków o przekroju kwadratowym 25 do 40 mm, w długościach 1,5 — 4 m, łączonych śrubowo, lub na widły. Przy świdrach udarowych używa się luźno-spadów (nożyc), ograniczających udar do samego dłuta. Do wydobycia skruszonego materjału używa się łyżek ru-rowych, zamkniętych u dołu wentylem klapowym lub kulowym. Otwory w materjale sypkim lub rozwodnionym muszą być zarurowane. Eury blaszanę nitowane, lepiej spawane lub walcowane. Elementy 2—4 m długie, średnice o 40 mm większe od średnicy dłuta. Połączenia na gwint śrubowy.

3.    Doły lub szyby próbne, o ścianach pionowych, o przekroju prostokątnym 1,0 . 1,50 do 1,50.2,50 m. W pokładach sypkich konieczne kosztowne ubezpieczenie ścian dylami poziomymi, lub mocniejsze pionowymi. Dają najlepszy przegląd gruntu. Należy wykonać pod budowle ciężkie i kosztowne. Trudności przy napływie wody, którą usuwa się pompowaniem.

4.    Pale próbne — w razie zamiaru oparcia fundamentu na palach. Głowa pala próbnego w poziomie głów pali definitywnych. Obciążenie przez

ISO-

\j

Fig. 227.

min n TTTTrirTTT

inf

- minimum s,oo Fig. 228.

1 15/15

dłuższy czas ciężarem 1,5—2,0 razy większym, niż zamierzone definitywne obciążenie pala. Zagłębianie obserwować najlepiej w powiększeniu, jak na

«a

'4 0.5-t.O P

SOL ?

"tt

lüîî

fO.2

y J:

il

2S,C

i 11

£    \ <o N

y zro.TV.gr. X«»¹-'

-- .-j

stopa_ fundam

3 10kg/crr>²

0    1    2 J *    5    6    7    6

obciążenie gruntu Fig. 229.

fig. 227. Palami takimi zbadać należy grunt w kilku miejscach przyszłej budowli. Wyniki wartościowe i celowe tylko w razie zamierzonego oparcia fundamentu na palach.

5. Próbne ob ciążenie gruntu, według fig. 228, w głębokości, w której ma stanąć stopa fundamentu, ww Wykonywa się tylko dla bardzo ważnych i dużych budowli. Blok wciskany o powierzchni podstawy F — od 0,5 ot² do 1,0 m² powinien mieć podstawę geometrycznie zbliżoną do rzutu fundamentu rzeczywistego. Próbę przeprowadza się od małych do dużych obciążeń, dochodząc 1^2 do 2-krotnie większego obciążenia, niż zamierzone definitywne; mierzy się przytem głębokości osiadania się bloku. Osiądnięcie 15—30 mm można uważać za dopuszczalne. Badanie przeprowadza się w kilku punktach przyszłego fundamentu, zawsze przez czas dłuższy, najlepiej w okresie zimowej przerwy w budowie. Do tego samego celu służą także przyrządy, skonstruowane przez inż. Mayer’a¹).

Wykres graficzny wyników takich obciążeń w gruncie plastycznym podaje przykładowo fig. 229, w której od obciążenia 6,5 kg/cm² począwszy, okazuje

Fig. 230.

J-4cm

-*'!<-

joM

ta-15

-is/e

Fig. 231.

minJ.Sn

-*r

JjOO-JJO--

<-2,00-2,50—*j

Rv

<==l

k100-1,50)*

? ■'■• 'Vl % %■

, ti5-20cm

-JO/4

_.'J

Wfl

Fig. 232.

Fig. 233.

się szybki wzrost osiadania. Tu zatem maksymalne obciążenie nie powinno przekroczyć 5,6 kgfcm, przy którem osiadanie wynosiło 23 mm.

l) Zeitschrift des Österr. ług.- u. Arch.-Vereines Nr. 44 ex 1896. Wiener Bauindustrie-Ztg. Nr. 4 ex 1896.

Wykonanie, zabezpieczenie i osuszenie wykopu fundamentowego. Wykop fundamentowy wykonywa się powyżej zwierciadła wody gruntowej w zwykły sposób, przy pomocy

_i    zwykłych narzędzi (łopaty, kilofy).

fcrr    Ściany wykopu, zależnie od zwięzłości

gruntu, skarpuje się możliwie stromo i/o« (w piasczystej glinie 1:0,5), w stop-1 niach 1,50—2,0 m wysokich (fig. 230), j, z ławeczkami na wyrzucanie wykopu.

>1 a-tocm Ściany pionowe ubezpiecza się w wą-ł    skich wykopach opierzeniem z dyli pozio

mych lub rzadziej pionowych, odpowiednio rozpartych (fig. 231). Jako rozpory mogą służyć krąglaki o d = 8—15 cm, lub lepsze rozpory śrubowe. W wykopach szerszych niż 6 m rozparcie o przeciwległą ścianę trudne. Tam opiera się opierzenie o bite słupy, podparte co 2 m zastrzałami (fig. 232), lub zakotwione

=10-12 en.

V;

r

12-tscn

■ 7~l

-3    -3

SI -H

(fig. 233). Pale kotwiczne tak daleko, aby leżały poza płaszczyzną naturalnego odłamu.

Jeżeli wykop sięga pod zw. wody gruntowej, muszą być ściany zabezpieczone palisadą (ścianami szczelnymi, fig. 230). Dyle ścian szczelnych drewniane do głębokości 2,5 m powinny otrzymać grubość 5—8 m,

3—4 m

Fig. 234-

8—10 m,

-2,00-4,00-->) '•ÏV

I ; I I TT )"l i rh \

lyijkopu

Grn/hMQ8~t0\

stupy

-kleszcze 'Vis - ,s/ss n.\-dyle ^

i HI "'io-’Vss I*

S U ' f/f. TOM .. XS i

I'ł zrv.ru:

. I«. I

w.

i.

Fig. 235.

Fig. 236.

głębsze na każdy dalszy 1 m o 2—2,5 cm grubsze. Ustawienie i kształty przekroju dyli, jak na fig. 234.

Fig. 237.

Fig. 238.

Palisady wbija się kafarem pomiędzy palami kierującymi (co 2—4 m i na załomach), wśród kleszczy poziomych. Wymiary, sposób zacięcia u dołu słupów i dyli, widoczny z fig.

235, jak również i porządek bicia słupów i dyli (według cyfr). — Do twardego gruntu pale muszą otrzymać okucia (trzewiki żelazne), dyle okucie blachą 2—5 mm grubą.

O ile wolna wysokość h przy biciu przekracza 3 m, daje się dołem drugie kleszcze, celem uniknięcia ugięć i zbytniego drgania dyli, osłabiającego udar.

Tańsze wykonanie przy palach kierujących okrągłych nazewnątrz palisady (fig. 236 a) ; wtedy można też pale kierujące bić ukośnie, w celu lepszego zniesienia parcia ukośnego (np. wody, fig. 236 b).

W trudnych warunkach bije się same pale o przekroju trapezowym (fig. 237).

Dokładne uszczelnienie palisady uzyskuje się przez otoczenie jej (od wnętrza wykopu) płótnem żaglowem, nasyconem dwu- lub trzykrotnie mieszaniną teru (10 części ciężaru) i oleju terpentynowego (1 część).

Płótno przybija się pionowymi listwami co 50 do 60 cm. Uszczelnienie od dna warstwą betonu zatopionego, która dolną krawędź płótna przynajmniej na 1 m przykrywa. Uszczelnienie takie może zastąpić grodzę.

system „Limu ers a l Joist"

III

system „La c/ra rva nn a "

<=/    *Na *Ą

. ^    /OJ —>

r.

j₆ system „Carnegie"

^    Pon 0?"

--2/0 —> . ’ ' *

'<^2J8-J/7 —>•

system „Rothe Erde"

system „R an some"

n*Tr ;

Fig. 239.

W prymitywniejszych warunkach można zastąpić palisady tańszymi znacznie ścianami zakładanymi (z desek, dyli, faszyn) wśród słupów drewnianych, lepiej żelaznych ^ (fig. 238).

Ściany szczelne żelazne w twardym materjale (nawet w miękkiej skale) wykonywa się ze starych szyn, zwykłych dźwigarów J, oraz ^], wreszcie z specjalnych kształtowników ; stosunkowo bardzo szczelne (przykłady fig. 239).

Używają ich przy większych głębokościach (powyżej 6 m), zwłaszcza w Ameryce. Łatwiejsze bicie, mniejsze wstrzą-śnienia terenu, ponadto mogą one być kilkakrotnie używane. Przy mniejszych

■»»y,

7777.72

W//À

\<--0.50

J^injyvyuuypi-

---500 900-—

o/urot Tff »

i    !    J ł

I vyy777//////7/.

-U.15

aeo

650-900

650-900

_ ćjn-3om/m

t e    ydv//,-ù    ; U grr-y-n > :-d

■

Fig. 241.

Fig. 240.

głębokościach, zwłaszcza jeżeli ściana szczelna może być po wykonaniu budowy usunięta (budowa kanałów miejskich), używa się korzystnie ścian szczelnych z arkuszów blachy falistej (fig. 240), bitych pomiędzy rurami rozprutemi, lub łączonych na specjalne zakładki narożne. Można je używać 2—4 razy ; przedstawiają większą szczelność niż ściany drewniane.

Przy bardzo poważnych budowlach, zwłaszcza jeżeli ściana szczelna ma być włączona do istotnej konstrukcji, dają ściany żelbetowe, uzbrojone prętami żelaznemi lub kształtownikami, używanemi do ścian żelaznych (fig. 241).

Do bicia ścian szczelnych używa się kafarów sznurowych lub parowych, rzadziej prądu wody (w materjale sypkim).

Ubezpieczenie wykopow fundamentowych w wodzie stojącej, względnie płynącej, wymaga zastosowania grodzy. Może to być tama ziemna (fig.242),

lepiej z worków, wypełnionych ziemią do 0,9 objętości. Dla stałości:

łr

i.

V/

&r

■§

p-G^W,

ruykop

gdzię — spółcz. tarcia ziemi o ziemię = 0,50, G — ciężar tamy na 1 w b., W— parcie wody na 1 m b. Przyjmując do obliczenia przekrój trójkątny (6 = o), otrzymamy :

Fig. 242.

-W

0—

gdzie y — ciężar 1 m³ ziemi = 1,6 £,

Y = ciężar 1 m³ wody — 1,0 £

zatem

B ęv> 4 A.

Szerokość w koronie przyjmuje się b — ¹/₃—¹/₂ h, minimalnie 0,50 m, maksymalnie 3,0 m. Dla uszczelnienia nasypu daje się „dusze“ (wewnętrzną

część gęsto szrafowaną na fig. 242) z materjału szczelnego (ił, glina). Od strony wody łagodną skarpę należy obłożyć darnią, zwłaszcza w wodzie płynącej.

Częściej wykonywa się grodzę z ścian szczelnych (do 4 m), uszczelnionych płótnem żaglo-wem impregnowanem, lub też nasypem ziemnym (fig. 243 a). Mogą być także ściany zakładane (fig. 243 6), te ostatnie w formie zbitych tafli, opartych o słupy, wbijane w odstępie 1,50—2,0 m.

hi

Tu parcie wody : W = —— y ;

0.2-0.5

YŹ/Ą

0,2-0,5

do 150

Fig. 243.

ziemi: Z — y* sin^45° —--|-j cos ^45°--

przyjmując : ciężar wody i ciężar ziemi w wodzie

Y — Y* ⁼ IjO ć/w³,

<p = 25°,

3

otrzymamy : Z    W — — h², (h wyrażone w m, Z i W w t)

ciśnienie na podporę : A —    ~    > (w 0

■flfrnax = ^r- h (Z-{- W)= 0,096 A³, (w ć m)

7,8    _

t <7 = 2,4y A³, (A w w, <7 w cm).

Przy ń > 2,0 m buduje się grodze z dwóch ścian szczelnych (fig. 244) t. zw. skrzynkowe, wypełnione nawozem, piasczystą gliną lub chudym betonem (jeżeli grodzą ma wejść na stałe w konstrukcję fundamentu). Tu czasem jedną ścianę szczelną można zastąpić tańszą ścianą zakładaną.

Tu (fig. 244) ciężar grodzy : G—bh^z A²

parcie wody : W — —— y.

Momenty ze względu na punkt A :

wA-aA,

3    2 ’

stąd :

³r.’

dla y = 1,0, y₂ = 1,60 i/m³ ; b — 0,45 A ; najmniej 0,60 m

z pominięciem wytrzymałości zabitych dyli i pali. Stąd przy wysokich grodzach dają b jeszcze mniejsze.

Grubość dyli przy wypełnieniu materjałem rozmokniętym j. w., tj.

g = 2,4 \ A³ ; zresztą przyjmują g = 0,02 l-\- 2 cm, (g w cm, l = długość dyli w m).

Przy wysokich grodzach (powyżej 4 m) korzystne są grodze dwudzielne (fig. 245). — Głębokość części wbitych ścian szczelnych przy grodzach powinna wynosić tyle co A.

'-a

Uli

W gruncie twardym (skalistym) daje się pale i ściany żelazne, lub specjalne umocowanie drewnianych u dna. Wysokość

'W-

Bp

h>‘<.oom

Fig. 245.

Fig. 244.

grodzy ponad zwierciadło wody około 50 cm ponad stan, przy którym budowa nie powinna być zalana. Uważać bardzo na szczelne połączenie wypełnienia grodzy z dnem i brzegami (z gruntem rodzimym).

Po ukończeniu budowy grodze usunąć, aby nie zwężały wolnego przekroju przepływu wody (z wyjątkiem grodz betonowych, wchodzących w konstrukcję budowli).

Osuszenie wykopu. Po zamknięciu zarysu fundamentu opierzeniem, ścianą szczelną lub grodzą, po wypompowaniu wody, wykonywa się wykop pod fundament na sucho przy pomocy zwykłych narzędzi; o ile wody wypompować się nie da, lub pompowanie ze względu na wzruszenie i osłabienie gruntu nie jest wskazane, wykonywa się wykop fundamentowy podwodnie, przy pomocy stosownych bagrownic.

row-

na-

Na pomieszczenie kosza ssącego dla pompy należy wykonać zagłębienie (studzienkę), zabezpieczone skrzynką bez dna, w obrębie wykopu fundamentowego, lub lepiej poza zarysem fundamentu. Dno wykopu zaopatrzyć kami lub drenami, sprowadzającymi wodę do studzienki pompowej. W gruncie piasczystym pompowanie pod ciśnieniem wysokiego zwierciadła wody, poza ścianami szczelnymi się znajdującej, wywołuje prąd ku górze, który osłabia grunt, czego należy unikać. O ileby takie wzruszenie stopy fundamentu stąpiło, należy grunt piasczysty skomprymować przez zalanie wykopu, poczem

założyć płytę betonową pod wodą. — W trudniejszych wypadkach obniża się (przy pomocy studzien rurowych, założonych poza wykopem) zwierciadło wody gruntowej poniżej stopy fundamentu, a wykop i budowlę wykonywa się na sucho. Metody tej używa się przy budowie kolektorów miejskich, kolei podziemnych, głębokich budynków itp.¹) (fig. 246).

Przy wielkich budowlach — podział wykopu na partje, z osobnymi rurociągami i stacjami pomp. Używa się pomp wirowych lub „mamutowych“ (zgęszczonem powietrzem). — Przy pierwszych — wysokość pompowania 5—6 m, zatem ewentualnie więcej stopniowe pompowanie, w miarę pogłębiania wykopu.

Materjały budowlane do fundamentów’. Do wykonania fundamentów używa się wszystkich głównych materjałów budowlanych, używanych do innych

części budowli. Warunki jednak, w których w fundamentach materjały te się znajdują, względnie jpmn metody wykonania, wy-specjalnych

ar

"\L

XJ

rr

szczelna

magają

uwag.

^    1. Dr ze wo może być

tttpi erru. znjjy.gr. użyte w fundamencie tyl-— ko wtedy, o ile stale leży pod najniższym stanem wody; inaczej łatwo butwieje. Z gatunków naszych drzew budowlanych nadaje się dobrze : dąb, modrzew (za drogie), sosna, świerk, jodła. W wodzie (w rzekach, stawach, w morzu) lód podciąga pale do góry i tą drogą naraża na zniszczenie. W morzach (zwłaszcza południowych) niszczą drzewo szkodniki świata zwierzęcego (robak świdrak — Teredo navalis, stonoga — Limnoria lignorium i larwa chrabąszcza wodnego

Ochrona — obicie blachą, osłona betonowa, impregnowanie kreozotem — działa tylko przez pewien czas.

2. Kamień. Zbity lepszy niż porowaty (nasiąkający wodę), zwłaszcza w miejscach wilgotnych, ulegających działaniu mrozów. Wytrzymałość skał wybuchowych zazwyczaj nie da się wyzyskać, ze względu na znacznie iejszą wytrzymałość gruntu. Porowate wapienie i piaskowce niszczy w morzach rodzaj muszli świdrowej (Pholas dactylus).

studnia 1.

<0

-sth dnia 2.

Fig. 246.

Nacerdes melanura).

mn

3.    Cegła do fundamentów powinna być dobrze wypalona (zendrówka) i zbita, na zaprawie cementowej lub cementowo-wapiennej ; lepsza maszynowa niż ręcznego wyrobu.

4.    Beton i zaprawa cementowa są bardzo ważnemi materjałami do budowy fundamentów.

Składniki (piasek, żwir, woda) muszą być zupełnie czyste, zwłaszcza nie mogą zawierać części ziemistych.

Cement portlandzki, wolno wiążący ; odmiany szybko wiążące tylko przy silnym napływie wody, przy naprawach i w szczególnych wypadkach. Dodatek wapna (w formie mleka wapiennego), trasu lub gipsu — opaźnia czas wiązania. Ponadto dodatek wapna lub trasu (0,7—1,0 objętości cementu) czyni zaprawę i beton szczelniejszym na przesiąkanie wody

L) Dr. Ing. J. Schnitze : Die Grundwasserabsenkung in Theorie u. Praxis. Berlin 1824.

i zmniejsza wypłukiwanie cementu przez wodę; dodatek gipsu (%—2%) powiększa wytrzymałość, a trasu — chroni beton przed niszczącem działaniem kwasów torfowych i słonej wody (morskiej).

Do murów podwodnych (w portach, śluzach itp.) używa się zaprawy o stosunku: 1 część cementu -f- (%—1) trasu -f- (3 — 5) piasku 4- (1—1,2) wody = około 4,50—4,80 części zaprawy.

Celem zupełnego uszczelnienia betonu przeciw przesiąkaniu wody dodają do betonu, względnie do wyprawy, specjalne dodatki, jak cerezyt, preolit, cement-antiaqua itp. w ilości około 20 kg na 1 m³ betonu. Wyprawa taka powinna mieć 2—3 cm grubości.

Woda twarda (zwłaszcza zawierająca gips) opaźnia wiązanie, powoduje zarazem większą wytrzymałość niż miękka. Woda słona (morska) w zaprawie opaźnia wiązanie cementu i znacznie osłabia wytrzymałość betonu. Dodatek wody — najwyżej 60°/o ciężaru cementu; w betonie zatapianym — nieco więcej niż w ubijanym.

Piasek o ziarnach ostrych jest lepszy niż o okrągłych, o rozmaitej grubości ziam jest lepszy niż o równej, gdyż taki dokładniej wypełnia pory.

Żwir rzeczny lub kopany powinien mieć ziarna również rozmaitej wielkości. W tłuczniu pozostawić z tego powodu gruz. Piasek i żwir, o ile nie są zupełnie wolne od części ziemistych — przepłukać pod prądem wody.

Stosunek składników należy ustalić dla każdego wypadku. Beton zatapiany pod wodą musi być bardziej tłusty niż ubijany (cement -j- piasek <| 50°/o całej objętości betonu). Im beton bardziej tłusty (więcej cementu), tern szczelniejszy przeciw przesiąkaniu wody.

Obliczenie zapotrzebowania w kg, względnie w l poszczególnych składników betonu i zapraw w rozmaitych stosunkach podaje dział : „Materjały budowlane“.

Mur betonowy może być wykonany na sucho lub pod wodą (zatapiany). Na sucho, ubijany w warstwach 15 — 25 cm, tężeje szybciej i jest szczelniejszy. Beton zatapiany nadaje się tylko tam, gdzie nie można wody usunąć, tężeje długo (parę tygodni do miesięcy), po stężeniu uzyskuje większą wytrzymałość niż ubijany na sucho. Uważać, aby nie wypompować wody za prędko (przed stężeniem) z nad warstwy betonu zatopionego.

Wrzucanie betonu łopatą do wody jest niedopuszczalne ; przejście betonu już przez warstwę 30 cm wody, rozsortowuje składniki i wypłukuje cement, który gromadzi się jako szlam na wierzchu i utrudnia związanie z następną warstwą betonu. Szlam taki musi być wypompowany.

Zatapianie betonu wykonywuje się najlepiej przy pomocy lejka (drewnianego lub żelaznego), poruszającego się w dwóch prostopadłych kierunkach po rusztowaniu. Korzystny zatem wydłużony rzut budowli. Założenie kosztowne. Warstwy betonu o grubości 0,5—1,0 m, krzyżujące się. Słup betonu w lejku nie może się przerwać ; wywiera on pewien nacisk na zatapianą warstwę, zastępujący częściowo ubijanie. Beton można także zatapiać przy pomocy skrzyń (pojemność od 100 l do 15 w³), o otwieralnych dnach, przez które wysypuje się beton na dno wykopu. Przy mniejszych budowlach używa się tak samo worków o pojemności do 150 l. Warstwa betonu, wykonana przy użyciu skrzyń lub worków — znacznie mniej szczelna i wytrzymała niż przy użyciu lejka.

5.    Żelazo należy w wodzie chronić przed rdzewieniem. Używa się zazwyczaj w konstrukcjach żelbetowych, w których okładzina betonowa spełnia to zadanie.

6.    Na warstwy izolacyjne używa się asfaltu naturalnego lub częściej sztucznego, w formie asfaltu lanego, z dodatkiem 6—10% gudronu (tylko na mur osuszony), rzadziej w formie filcu asfaltowanego (nasyconego asfaltem), lub papy, nasyconej destylowanym terem z węgla kamiennego, ewentualnie z dodatkiem asfaltu.

Do uszczelnienia murów używa się także powłoki terowej i mydlanej, gudronu, preolitu i innych podobnych bitumicznych preparatów.

Wykonanie fundamentów. Ogólne zasady zakładania fundamentów :

1. Wypadkowa sił działających na fundament powinna trafiać podstawę ile możności pod kątem 90°. Największe dopuszczalne odchyłki nie powinny przekraczać naturalnego kąta tarcia gruntu, najwyżej 20°. — Przy znacznych szerokościach fundamentu (b) — stopę zakłada się w stopniach (fig. 247).

■ 90j

2.    Obciążenie gruntu ograniczone jest wytrzymałością mateijału, z którego fundament (mur) jest wykonany. Stąd często nie można wyzyskać całej wytrzymałości gruntu (np. skalistego).

rb

<*■

Fig. 247.

3.    Głębokość stopy fundamentu musi być dostosowana do potrzeb budynku, np. posadzki piwnic ; zawsze jednak powinna leżeć poniżej głębokości zamarzania, tj, u nas około 1,00—1,50 m pod terenem (w który może wsiąkać woda), aby ochronić stopę fundamentu przed

ruchami, pochodzącemi z zmian objętości, zamarzającego i potem tającego gruntu, przesiąkniętego wodą. Ewentualnie ochronić przed działaniem mrozu nasypem, jeżeli możliwy. Ponieważ w miarę zagłębiania się wzrasta wytrzymałość gruntu, zatem im budowla cięższa, tern głębiej zakłada się jej fundament.

4. Osiadanie budowli jest zawsze dopuszczalne i powinno być przewidziane. Należy tylko starać się, aby osiadanie było równomierne pod cała budowlą i nie przekroczyło granic, dopuszczalnych z innych względów (wysokości konstrukcyjne). Przy spodziewanem nierównomiernem osiadaniu wskazane zastosowanie przegubów.

5.    W gruncie o rozmaitej wytrzymałości, względnie przy budowlact o różnych obciążeniach poszczególnych części, należy fundament i murj wykonywać w częściach, oddzielonych fugami dylatacyjnemi. Zapełnienie tych fug jest możliwe dopiero po zakończeniu osiadania sie.

6.    O wyborze właściwego sposobu fundowania, przy równej pewności budowli, decydują zawsze koszta, a o metodach fakt, czy fundament ma być wykonany na gruncie dobrym, czy złym, na sucho, czy w wodzie gruntowej (stojącej), czy też płynącej.

Najważniejsze typy fundowania: A. Fundamenty w gruncie suchym i W’ wodzie gruntowej. Na gruncie skalistym usunąć zwietrzałą powierzchnię i wyrobić podstawę dla fundamentu, w myśl uwag wyżej pod 1. W warstwach skalnych pochyłych — zakładać stopę fundamentu w stopniach. Ewentualne pęknięcia i dziury (w wapieniach, gipsach) wypełnić betonem. Przy skałach porowatych i innych wytrzymałych pokładach porowatych (w które może wsiąkać woda opadowa) pamiętać należy o głębokości zamarzania (uwaga pod 3.).

O ile grunt wytrzymały i suchy leży w głębokościach do 4 m — oczyszcza się go wykopem i zakłada fundament na całej długości budowli, lub w formie filarów, na których przy pomocy sklepień lub płyt żelbetowych opiera sie budowlę. — Jeżeli głębokość, w której wytrzymały grunt się znajduje, leży głębiej (do 8 m), opiera się fundament na palach betonowych lub żelbetowych (drewniane — tylko w wilgotnym ile), względnie na studniach. O wykonaniu ich poniżej.

Aby na gruncie średnim lub słabym, najczęściej w wodzie gruntowej, oprzeć można było cięższą budowlę, należy użyć jednej z następujących metod :

1.    wzmocnić wytrzymałość gruntu (przez zagęszczenie);

2.    zmniejszyć obciążenie jednostkowe gruntu na cm² (przez rozszerzenie podstawy budowli) ;

3.    przenieść ciężar budowli na głębsze, bardziej wytrzymałe pokłady.

1. Zagęszczenie słabego gruntu można uzyskać nasypami ziemnymi, kamieniem itp., które ugniatają i komprymują wierzchnią warstwę. Pomocnie działa ubijanie dna wykopu kafarem ręcznym, lub wbijanie kamieni w dno kafarem sznurowym. Kównież biciem krótkich pali (1—2,0 m) od— 15—25 cm, w kwadratach o bokach 0,80—1,0 m, uzyskuje się podobne zagęszczenie (często na wybrzeżach morskich, pale zawsze pod zw. wody grunt.). W miejsce takich pali można, po wyciągnięciu pala drewnianego (stonkowy przekrój podł.), ubijać piasek lub słaby beton. — Przed wykonaniem fundamentu na tak wzmocnionym gruncie przeprowadzić 1,5-krotne obciążenie próbne.

Bardzo znaczne zgęszczenie gruntu uzyskać można zastosowaniem sy-stemuDula c’a „Co mpressol“ (fig. 248), polegającym na wybijaniu w terenie otworów ciężkim (ok. 1—2,51) „przebijakiem“ (fig. 248 a, babą kafarową o kształcie stożkowym), w które następnie wsypuje się kamienie lub beton w warstwach 50 cm, i ubija się „ubijakiem“ (b, c). O ile występuje woda w otworze, można ściany uszczelnić, wypełniając otwór gliną, którą ubijakiem (6) wbija się w ściany otworu. Przebijaki spuszczają z wysokości 10—12 m, wyrabiając otwór o średnicy 0,80—1,50 m, na głębokość do 15 m pod terenem. Ubity w otworze takim beton wciska się w ściany, tak, że słup

pSPFfilfpnH

ÜtVS

piàsé/c '} .§2

-stall

'2000kg

-isookg

Fig. 248.

taki dochodzi potem, zależnie od wytrzymałości gruntu, do średnicy 2 m, często opierając się spodem o warstwy wytrzymalsze. W tej formie przechodzi w rodzaj pilotów.

Do wzmacniania pokładów żwirowych i piasczystych należy także wtłaczanie pod znacznem ciśnieniem (dawniej pomp, teraz specjalnych aparatów, pracujących ścieśnionem powietrzem) mleka cementowego, względnie płynnej zaprawy cementowej (1 : 2 do 1 : 10) w pokłady porowate przy pomocy wwierconych odpowiednio głęboko rur, które w toku wtłaczania cementu powoli się podciąga. Sposób ten zamienia takie porowate pokłady w bloki betonowe. Z pokładów, zawierających gliniaste zanieczyszczenia, można je przedtem wypłukać prądem wtłaczanej wody i oczyścić pory na przyjęcie zaprawy cementowej.¹) Przed naturalnym prądem wody gruntowej w takim pokładzie należy się zabezpieczyć przez obniżenie zw. wody, lub założenie ścian szczelnych, aby się ochronić przed wypłukiwaniem niestę-żałego jeszcze cementu. Sposób ten jest korzystny przy wzmacnianiu słabych fundamentów.

2. Zmniejszenie obciążenia jednostkowego gruntu można uzyskać podsypka piasku (żwiru), rozszerzeniem podstawy budowli (odsadzkami, rusztem lub płytą) i odwrotnymi sklepieniami.

*) Dr. Emperger: Handbuch für Eisenbetonbau. III. tom. Grund- und Mauer werksbau, 1922. Deutsche Bauzeitung, 1901, 1905 i 1915 (Nr. 8 i 9).

wypadają h znacznie wyższe. Niedo-

a) Podsypka ostrego piasku, dobrze wypłukanego z części mu-listych, rozkłada nacisk budowli na większą powierzchnię (fig. 249).

Tu dla zachowania równowagi gruntu :

G + P

gdzie G — ciężar muru ; P — ciężar nadsypki piasku na szerokości Bj p = dopuszczalne obciążenie gruntu. Zarazem w fig. 249 :

jB = 6-f-2/itgcp

dla piasku suchego : cp == około 40° ; tg cp = 0,8 „    „ mokrego : <p =    „    20° ; tg tp === 0,4.

Rozwiązanie — przez próbne przyjęcie h i przeliczenie, czy wynikające p odpowiada dopuszczalnemu. Zazwyczaj h = 0,5—1,5 m. Obciążenie na powierzchni górnej piasku (b) można przyjąć 2—3 kg/cm².

ru gruncie\ ~ suchgm\

ru gruncie

mokrym mm

*538#

'm

WmW.

Fig. 249.

Fig. 250.

Przykład 1. G == 27 t na 1 m b. muru; 6 = 0,90 m; dopuszczalne p ^ 1,4 kg/crn’¹. Obciążenie na górnej pow. piasku :

27.000 kg

⁼ gTTïôT^ = 3 k9lcm-

Przyjmijmy: h = 1,0 m; tg <p— 0,8,

Ciężar piasku nad B (na 1 m b.):

J5 = 0,90.2.1,0.0,8 = 2,50 m.

P = 2,50.1,0 . 1,0.2,0 = 6,0 i,

a całe obciążenie gruntu:

27.000+5000 _

P — _250.100    ~

zatem poniżej podanej dopuszczalnej granicy 1,4 kg/cm?.

O ileby taki nasyp piasku mógł być narażony na wciskanie się w boczne ściany wykopu, należałoby zabezpieczyć ściany płytami (fig. 250). W gruncie przesyconym wodą zabezpieczyć nasyp piasku ścianą szczelną. W tym wy-

32.000 kg

25.000 cnP

= 1,28 kgjcni¹,

padku (fig. 250), ze względu na

puścić prądu wody od dołu do góry. Warstwy piasku 15 cm ubijać, wałkować, lub najlepiej zalewać wodą, którą następnie wypompowuje się z obok założonej studzienki.

Zamiast piasku daje się pod wodą czasem narzut szutrowy (z kamienia), gdyż woda nie może go wypłukać, co łatwo stać się może z piaskiem.

b) Odsadzki w stopniach stosuje się najczęściej w budynkach (w murze kamiennym lub ceglanym) ; w murach betonowych daje się odsadzki w skarpach (fig-. 251).

G — ciężar muru powyżej rozszerzenia, a — kąt nachylenia odsadzki, m — cot a,

p = parcie gruntu = dopuszczalnemu obciążeniu.

Według prof. Dra Thulliego („Teorja żelbetu“) w belce pojedynczo uzbrojonej, pomijając ciągnienia w betonie, przy n — 15; a = 3 cm (fig. 253), oś obojętna:

J/16

+ 2 A,

Moment w płaszczyźnie I—I:

M P (m h)²

a . h² . 1

Według Engelsa, ze względu na małą wartość p (w słabym gruncie), można przyjąć p = a (naprężenie na rozciąganie w murze fund.),

ł~⁰'⁶-

W praktyce dają nachylenia 2:1, największe 1:1, względnie około o. = 60—45°. (Według przepisów M. K. P., dla muru na zaprawie wapiennej 4:1, na cementowo-wapiennej 3:1, na cementowej 2:1.)

Ponieważ: p

zatem m

b -j- 2 m h

Y A,

zatem dla m = 0,6, y = 2 tfm³ :

P b + 1,2 h

f 2 h.

w murze

w betonie

1,10

'woAt-tao -—».

4.60

Fig. 251.

Fig. 252.

Należy przyjąć h i przeliczyć, czy p nie przekracza wartości dopuszczalnej dla tego gruntu.

Przykład 2. G = 70 t na 1 m b. muru; 6 = 1,0 m; p ^ 2, ? kglcm².

Przyjmuje : h = 3,0 m ; zatem m h = 1,80 m 70

P= a~₀_px 2 g ₀ +2.3,0 — 21,2 t/m² = 2,12i£r/cm²

w stosunku do dopuszczalnego p ^ 2,2 kglcm².

Szerokość podstawy: B = 1,0 -f- 2 . 1,80 = 4,60 m.

Wymiary wypadają duże. Aby je zmniejszyć, należy znieść występujące w podstawie ciągnienia poziomemi wkładkami żelaznemi. Tą drogą zmniejsza się h, a wskutek zmniejszenia objętości (ciężaru) fundamentu zmniejsza się i obciążenie jednostkowe gruntu.

Przykład 3. Przyjmijmy dla powyższych warunków:

h = 1,0 m, i 10 prętów (J5 20 mm (F— 10.3,14 = 31,4 cni¹) żelaznych na 1 m b. muru fundamentowego (fig. 252),

70

zatem p =--(-2.1.0 = 17,2 t/m² = 1,72 kglcm¹

I___ X‘2S.9cm \ I

h*97cmÂ

i _ M

4 <2 -Jem

'f

h-W0cm .

,10$20”yh\

Fig. 253.

4,6

w porównaniu do 2,12 kglcm¹ przy odsadzce nieuzbrojonej. p (m A)²

17,2 . 1,8²

— = 27.864 f m = 2,786,400 kg cm.

15 Fź

w naszym przykładzie:

x = 26,9 cm

ab =

[hl - t)

— 24,36 kglcm*

aź =

J/

= 1004,8 kglcm?.

Oszczędność wykopu i betonu pokrywa z nadwyżką koszt uzbrojenia.

Przy wykonaniu odsadzek w

stopniach należy jeszcze przeliczyć przekrój odsadzki na złamanie i na siły ścinające (w płaszczyźnie I—I).

b-o.so «—

rtf *1 «

•*v ••

"f

'1.90/

“Is

li («),

Przykład 4. (Fig. 254).

G = 24 t na 1 m b. muru; b = 0,60 to ; p 1,30 kglcm'¹.

Dla betonu można przyjąć:

naprężenie na ścięcie    t — 2 kglcm?

„    „ ciągnienie a = 3—5 kglcm².

Przy a — 45° (to = 1,0) i przyjętem: h = 0,90 to,

B = b + 2mh = 0,60 + 2.0,90 = 2,40 to. Przyjmujemy po 3 odsadzki o wysokości i występie wynoszącym :

_    _ A __ 0,90 __

« — b — — — -j- —

Powierzchnia przekroju muru fundamentowego: Fm= 0,30 (2,40 + 1,80 + 1,20) = 1,62 to*, a przy y — 2,0 ; Pm = 1,62 . 2,0 = 3,24 ł.

Powierzchnia przekroju nadsypki ziemi nad fundamentem:

FZ=B (h + 0,50) — (Fm + b . 0,50)

= 2,40 (0,90 + 0,50) — (1,62 + 0,60.0,50) = 1,44 TO* a przy yz— 1,6; Pz= 1,44.1,6 = 2,30 t.

Cały ciężar, przenoszący się na grunt przez podstawę B. 1,0 to, wynosi:

G+ Pm+Fz= 24,0 + 3,24+ 2,30 = 29,54 (,

29,54 (

2,40.1,0 to*

czyli mniej, niż dopuszczalne 1,30 kglcm,-.

Ciśnienie na 1 w b. podstawy (na głębokość), na szerokość odsadzki (a) :

S — a . 1,0 . p = 0,30.1,0.12,3 = 8,69 t.

k-

B-2Ą0-

Fig. 254.

■>>

0,30 to.

zatem p =

= 12,3 (/to* = 1,23 kglcm?,

Powierzchnia narażona na ścięcie (fuga I—I):

Fs=a. 1,0 = 0,30 . 1,0 = 0,30 to*,

_ 3,69 t F~ — 0,30 to*

Moment zgięcia: M = ^= 3,69 .    = 0,5535 ( to = 55.350 kgcm,

100.30*

zatem r =

= 12,3 (/m* = 1,23 kglcm?.

wytrzymałości: 1F =

M 55.350    , ,    ,

f=il = ³’69 k<J,Cm

czyli w dopuszczalnych granicach.

W murze kamiennym i ceglanym można przyjmować t == 1,0—1,6 kglcm²; w warstw cegieł.

c) Płyty żelbetowe. Uzbrojone odsadzki przechodzą w trudnych wypadkach w płytę żelbetową pod całą budowlą. Obciążenie murami powinno

= 15.000 ero³,

zatem a —

ceglanym a — 12—15 cm, hx — wielokrotność

bjć równomiernie rozłożone, inaczej możliwe nierównomierne osiadanie sie, i skrzywienie budynku od pionu. W słabym gruncie (z wodą) wskazane jest otoczenie zarysu płyty ścianą szczelną, aby nie dopuścić do usuwania się gruntu poza zarys płyty. Grubość płyty a zwykle = ¹/₁₀ średniej rozpiętości pomiędzy poszczególnymi murami; najmniej 0,50 m, średnio około 1,0 m. Płyta bez żeber (fig. 255 d) łatwiejsza i tańsza w wykonaniu od żebrowej (fig. 255 b). Do obliczenia statycznego rozkłada się ciężar całej budowli G

Gr

na całą podstawę płyty p = —, poczem przy przyjętej grubości g oblicza się

uzbrojenie dla poszczególnych części płyty według podziału murami.

W obliczeniu uważamy płytę (w od-wrotnem położeniu) jako obciążoną ciśnieniem gruntu p, a opartą na ścianach a lub żebrach, jako podporach.    0

Fig. 266.

d)    Ruszty. Pod budowle rozległe w rzucie poziomym, a stosunkowo lek- \p \p kie, stawiane na słabym gruncie, dają zamiast płyty, ruszt drewniany (tylko pod zw. wody gruntowej), lub żelazny ze starych szyn, kładzionych na sobie pod kątym prostym, a otoczonych betonem. Ruszty stężają fundament w kierunku podłużnym i poprzecznym. Dziś konstrukcja rzadko używana; wypierają ją coraz bardziej podkłady żelbetowe, względnie płyty.

e)    Odwrócone sklepienia łękowe łączą ze sobą poszczególne mury, względnie filary i rozkładają całe obciążenie na wielką powierzchnię. Obliczenie wymiarów graficzne, przyjmując jednostajne obciążenie podstawy

Cr

Fig. 256.

^=—, a część działająca w obrębie rozpiętości? (fig. 256), jako siły pionowe, działające na sklepienie. Kształt i grubość sklepienia przyjąć próbnie. Do wyznaczenia linji ciśnienia przyjmuje się, że w kluczu i wezgłowiach ma przechodzić przez środek grubości sklepienia. Dla lepszego jeszcze rozkładu ciśnienia dają czasem, na słabym gruncie, podsypkę piasku pod sklepienie. W nowszych czasach płyty żelbetowe usuwają coraz bardziej zastosowanie odwróconych sklepień.

3. Przeniesienie ciężaru budowli na warstwy głębsze, bardziej wytrzymałe, można uskutecznić przy pomocy pali i studni, oraz t. zw. fundacji pneumatycznej.

a) Pale mogą być drewniane, żelazne, betonowe i żelbetowe.

Pale drewniane (żywiczne),sosnowe lub świerkowe,rzadziej (bo droższe) modrzewiowe lub dębowe, muszą stale znajdować się pod zwierciadłem wody, aby nie butwiały. Przekrój okrągły, d = 20—40 cm, zależnie od długości, która może wynosić 4—12 m. Według Perronefa, dcm — 12 -j- 3? (gdzie l — długość pala w m). Zazwyczaj szczyt drzewa idzie w dół. Zaostrzenie pala u dołu w tępy ostrosłup. Górny koniec zabezpieczyć kutym pierścieniem żelaznym, osadzonym w stanie ogrzanym przez nabicie ; dolny — trzewikiem,

225

Bryła, Podręcznik inżynierski. IV. 46

o ile ma by c bity w twardszy (żwirowy) grunt (fig. 257). Bardzo ważne osiowe osadzenie trzewika ; dokładne J_ obcięcie pala u góry. Przedłużanie pali rzadkie, może być wykonane na piętkę, zwykłą lub krzyżową, lub przy pomocy 4 sztab żelaznych o dług. 3—4 (?, mocno ześrubowanych.

Unios (udźwig) pala drewnianego 10— 20 2.

Pali żelaznych używa się tam, gdzie twardy grunt (nawet miękka skała) uniemożliwiają użycie pali drewnianych. Korzyść duża w łatwości przedłużania. Używa się też (bardzo rzadko) pali kutych pełnych, o d = 10—15 cm. zakończonych stożkiem (h = 1,5 d), którymi przebija się twarde pokłady, poczem w miejsce to, po wyciągnięciu, wbija się pal drewniany. Częściej używają pali rurowych (system „Le Grand“ i „Sutchiff“) z peł-nem zakończeniem dolnem, o które uderza baba g‘S-nokatara (fig. 258). Najczęściej używa sie kształ-

I§

towników T lub starych szyn. Unios pala żel.

20—50 t. Osobny typ stanowią pale śrubowe, zakończone u dołu płaską śrubą do wkręcania, stosowane tam, gdzie chodzi o przeciwdziałanie parciu wody do góry.

Pale betonowe bez uzbrojenia nie dałyby się wbijać. Dlatego musi być wykonany otwór, w którym następnie ubija się beton. Beton zwykle wciska się w ściany boczne, powiększając w ten sposób tarcie na obwodzie. Otwór na taki pal betonowy można wykonać wbiciem pala drewnianego (który się następnie wyciąga), sposobem Dulac’a („Compresse!“), już wspomnianym na str. 703, sposobem „Simplex“ inż. Shumana z Filadelfji, lub też inż. Straussa (z Kijowa). System „Simplex“ (fig. 259) używa do wykonania otworu rury, zakończonej fî I trzpieniem stożkowym,

I    który zostaje u dna otwo

ru. Kurę wbija się kafa-H fi rem. Po wsypaniu be-I jf tonu na wysokość 1 m

podciąga się rurę na 40    ■ AroUs

do 60 cm i beton ubija.

To samo powtarza się aż do końca górnego. Strauss zapuszcza rurę płaszczową jak przy wierceniach próbnych, unikając wstrząśnień sąsiedniego terenu. Wykonanie pala, jak w systemie „Simplex“. Nadaje się z tego powodu najlepiej do podchwytywania słabo zafundowanych murów (fig. 260). Inż. Wolfs-

holz (z Berlina) wykonywa takie pale pod ciśnieniem powietrza (z kompresora do 10 atmosfer).

wierci przy użyciu płaszczowej

Fig. 257.

d*30-AOcm

^9-

II

Fig. 259.

i*--0,30—030 —

! yo-ssoyfr, ;

k-4S0~>l

Fig. 258.

Y/M

*20,50 ^ I !

r-lYz- K¹ nemta ur

+W.30

V///A

pi

nasyp

cl rolny Tf; \ÿA2LJ Vpia’se/r

- *11.00 /

Fig. 260.

Otwór

rury

d — 30 cm, na którą naśrubowuje szczelną głowicę o trzech otworach. Jednym z nich wpuszcza ściśnione powietrze, które wyciska rurką przez drugi otwór wodę gruntową z otworu wiertniczego ; potem przez trzeci otwór w głowicy wprowadza zaprawę cementową, którą ściśnionem powietrzem

Fig. 261.

wciska w dno i tworzy stopę cementową; potem wypełnia cały otwór zaprawą cementową, a wywierając na nią nacisk powietrza, podciąga niem zarazem rurę i wtłacza zaprawę w ściany otworu wiertniczego, uzyskując silny pal. Można także przed założeniem głowicy na rurę płaszczową włożyć w otwór wiertniczy uzbrojenie żelazne, podobne do uzbrojenia pali żelbetowych.

Pale żelbetowe otrzymują uzbrojenie z prętów pionowych i poziomych strzemion, lub spiralnych wiązań (według Considère’a). Przekrój kwadratowy, trójkątny lub wielo-boczny (fig. 261). Krawędzie tępo ścięte.

ulica !

ulica

Wykonywa się w poziomych formach drewnianych, używając betonu o stosunku 1:2:3 aż do 1 : l’/₂ : 2, o ziarnach żwiru 8—40 mm, ubijając beton w stanie plastycznym, w warstwach 5—10 cm grubych.

•r?

w:

PU

S3

pale

drewniane żelbetorje

Fig. 262.

Fig. 263.

Normalne długości do 12 m. Bywają dłuższe ; przy podnoszeniu i ustawianiu ich do bicia występują jednak duże siły “3-. ||||^^ zginające; stąd, przy palach dłuższych m^niż 12 m, uzbrojenie musi być tak obli-czone, aby pal wytrzymał swój ciężar, jeżeli się go ułoży końcami lub w środku 3 na podporach. Pale do 10 m długości ■ tj, otrzymują 1,2 — 1,8°/₀ przekroju w uzbrojeniu podłużnem, a 0,4 — 0,8 °/₀ na strzemiona itp. Uzbrojenie poprzeczne przy dolnym końcu i przy głowie zagęszcza się. Wysokie pale żelbetowe (powyżej 16 m) zapuszcza się prądem wody (bez bicia). Dolny koniec otrzymuje trzewik żelazny (fig. 262), często połączony z wewnętrznem uzbrojeniem. Na głowę nasadza się do bicia czapkę z elastyczną podkładką (piasek, miękkie drzewo).

ii/

b.

Pale żelbetowe zachowują się dobrze w gruncie suchym i mokrym (bez kwasów humusowych i C0.₂). Mają większy unios (20—40 t). W wypadkach, gdy zwierciadło wody leży więcej niż 2,0 pod posadzką piwnicy (lub fundamentu), pale żelbetowe są tańsze, gdyż potrzeba ich mniej, unika się dużych objętości murów nad palami drewnianymi m i ■, t (które nie mogą wychodzić nad zwierciadło wody), iXx!l|i wielkich wykopów, a często i ścian szczelnych do I|1||B ich ubezpieczenia. Porównanie to podaje fig. 263. rfrir:|-ä

Ponieważ w wodzie zachowują się lepiej tańsze .4M?.', pale drewniane (zwłaszcza w gruncie torfiastym), a nad 1    1

rura

pięrściań It lin

Fig. 264.

zwierciadłem wody pale żelbetowe, usiłują je łączyć ffiMj (fig. 264) w ten sposób, że na pal drewniany, wbity około 1 m nad zwierciadło wody gruntowej, nabija ^ ^ ; się kawał rury żelaznej, a w czoło pala klin (264 ł>), którym dokładnie rozpiera się drzewo do ścian rury, zewnętrznie wzmocnionej pierścieniami żelaznymi.

Pal z taką nasadą wbija się dalej tak, aby głowa drewnianego pala znalazła się pod najniższem zwierciadłem wody gruntowej. Potem wstawia się do wystającej części rury uzbrojenie żelazne (jak w żelbetowych pilotach) i w formie pionowej ubija się beton, przedłużając w ten sposób pal do konstrukcyjnej wysokości budowli (fig. 265).

Bicie pali drewnianych uskutecznia się przy pomocy ręcznych kafarów sznurowych, windowych, względnie parowych (o pośredniem lub bezpośredniem działaniu). Wkafarze windowym skok baby do 4 m, ciężar baby 200—600 kg. Pale żelazne i żelbetowe zabija się kafarami parowymi o ciężkiej babie (ciężar baby <v> ciężarowi pala); skok do 1,0 m. — Im grunt bardziej nasycony wodą, tern

szybciej powinny następować udary kafara. W pokładach luźnych (piaskowych, żwirowych) można zapuszczać pale przy pomocy prądu wody, co

usuwa wstrząśnięcia, wywoływane udarami kafara.

Z reguły bije się pale pionowo; tam, gdzie występują siły poziome (wypad-kowa ukośna, np. przy bulwarach), należy znieść je, bijąc część pali ukośnie, w kierunku wypadkowej.

U ni os (udźwig) pali (obciążenie, które pal zniesie bez osiadania się) zależy od tego, czy na grunt przenosi się obciążenie tylko tarciem na powierzchni pala (przy zagęszczeniu gruntu), czy też pal przenosi w całości ciężar na warstwy stałe (skalne). W pierwszym wypadku unios: P=TKd l,

gdzie d = średnica pala w to, l = długość pala w to, pomijając opór przeciw zagłębianiu się ostrza pala w grunt.

Opór tarcia Tw t na 1 to² powierzchni pala przyjmują:

w miękkiej w płynnym glinie    piasku

betka fu ndamenlorua

/>"' \A

/ r <- - %VJ\

i ■-

żelbet

zrv.rv.Qr

WHSĘdr

z=pale dram. ||

Fig. 265.

w twardym piasku

w szlamie, torfie

dla pali drewnianych : T— 0—0,2 .... 1,0 .... 2,0 .... 3,0 t „    „ żelbetowych: 2’= 0—0,2 .... 1,2 .... 2,5 ... . 4,0 t

Opór przeciw zagłębianiu się zaostrzonego końca dolnego pala można przyjąć, zależnie od głębokości pod terenem :

w piasku . . 3— 6 kg/cm² przekroju pala w żwirze . . 5—10 kg/cm²    „    „

w glinie, ile 4— 7 kg/cm²    „    „

Dobry pogląd daje próbne obciążenie pala (fig. 227); pamiętać przytem należy o centrycznem obciążeniu.

Przykład 5. Przekrój gruntu: 2,5 m torfu, 1,5 m miękkiej rozmokłej gliny, 3 m piasku płynnego i 1 w iłu zbitego. Obliczyć unios pala drewnianego d = 30 cm i żelbetowego o przekroju 35 .35 cm, przebijających te pokłady.

Pal drewniany. Obwód pala na 1 mb.: 0,30.3,14 = 0,942 m;

przekrój pala:    3,14 = 0,07 w² = 700 cw².

4

Unios = oporowi tarcia :

Pd = 0.0,942. 2,5 + 1,0. 0,942.1,50 + 2,0 . 0,942.3,0+ 3,0.0,942 . 1,0 = 12,361.

Opór przeciw zagłębianiu się ostrego końca pala można tu przyjąć na 5 kg/cm*, zatem w całości na: 700.5=35001/7 = 3,5 1, razem zatem z tarciem na powierzchni pala 17,85 1.

Pal betonowy: Obwód na 1 mb: 4 0,35 = 1,40 m²

Pb = 0.1,4.2,50 + 1,2 .1,4.1,5 + 2,6.1,4.3,0 + 4,0 . 1,4.1,0 = 18,62 1.

Opór przeciw zagłębianiu sie ostrza pala: 36.35.5 = 6125kg — 6,125 1, czyli razem 24,745 1.

Zagłębianie się pala pod ostatnimi udarami, w czasie bicia pala kafarem, daje możność oceny uniosu pala przy pomocy najczęściej używanego wzoru Brixa :

qQ"h

e(q+QYn ’

gdzie P — unios pala w kg, q — ciężar pala w kg, Q — ciężar baby w, kg, h — wysokość udaru baby w mm, e — zagłębienie w toto pala pod ostatnim udarem, n — spółczynnik pewności = 2—5, zależnie od ważności budowy. Przykład 6. Pal drewniany, q — 250 kg, Q — 300 kg, h = 4000 mm, e — 5 mm ; m = 4.

250.800².4000 5 (250 + 800) T

P—

= 13,200 kg = 13.2 1.

Unios pali „Simplex“ obliczają we Francji¹) wzorem : 2 Gh

2Gh F

O1 + ¹)/⁷] ’

e-j-1

gdzie G — ciężar baby w kg-, h — wysokość spadu ; e — zagłębienie średnie pala pod 5 ostatnimi udarami, — średnie zagłębienie pala pod wszystkimi udarami całego bicia pala ; F — powierzchnia tarcia pala ; f — powierzchnia rzutu ostrza (przekrój pala) ; tj — spółczynnik doświadczalny — 40.

Dopuszczalne obciążenie na cm² pilonu systemu „Compressol“ Dulac’a:

P 2 eF ’

gdzie G — ciężar ubijaka, h — wysokość spadu ubijaka, F — powierzchnia podstawy ubijaka, e — zagłębienie pod udarem (ostatnim) ubijaka.

O ile pal opiera się dolnym końcem o grunt stały (skałę) i przenosi istotnie na mego cały ciężar, należy pal liczyć w zwykły sposób na wybo-czenie, zwłaszcza o ile grunt, przez który pal przechodzi, łatwo na wy-boczenie pozwala (np. szlam, torf, płynny piasek).

Y///Z7,

zP/zzz/Æ

Fundamenty na palach. Ciężar budowli przenosi się na fundament palowy (najmniejszy odstęp pali = 2 d) przy pomocy rusztu drewnianego, o ile może on leżeć stale pod najniższem zwierciadłem wody. Stąd trudność założenia belek rusztu (na czopy) na pale.

Fig. 266.

Dziś powszechnie na głowy pali daje się płytę betonową, normalnie około 1,0 m grubą, w której pale tkwią conajmniej 30 cm (fig. 263 a). Przy użyciu pali żelbetowych nakłada się na nie najczęściej płytę żelbetową (fig. 263 &); uzbrojenie płyty łączy się z uzbrojeniem pali, których głowy, dla wyrównania ich poziomu, należy często skrócić (beton należy obić).

Z ciężaru budowli i przyjętego uniosu pala oblicza się ilość pali i. rozmieszcza się je w wierzchołkach trójkątów (nie kwadratów).

Fundowanie na palach wskazane jest tam, gdzie grunt wytrzymały leży w głębokości najwyżej 10—12 m, a przytem warstwy górne nie przedstawiają trudności w biciu pali.

b) Studnie w kształcie walca, opartego na wieńcu, zapuszcza się przez podbieranie gruntu od wnętrza aż do gruntu wytrzymałego. Dziś nadaje się im rozmaite kształty w przekroju poziomym (fig. 266). Przekrój kołowy najkorzystniejszy ze względu ńa wytrzymałość ścian (narażonych tylko na ciśnienie), jak i ze względu na samo zapuszczanie (najmniejsza powierzchnia tarcia), zwłaszcza przy użyciu bagrownic, które mają wszędzie równie ułatwiony dostęp. W czasie osiadania się czasem się nieco obracają. Gdzie to nie jest dopuszczalne, należy w odpowiedniej wysokości przejść w przekrój o ostrych krawędziach (fig. 266 6). Studnia może być wykonana z silnie wypalonej cegły na zaprawie cementowej, z kręgów betonowych, z betonu ubijanego w formie, lub z żelbetu. Studni ceglanych i z betonu używa się w gruncie łatwym do usuwania (sypkim) i bez przeszkód ; gdzie mogą być duże korzenie, kamienie itp. przeszkody, które mogłyby spowodować nierównomierne za-

L) Henry Lossier: Nouveau manuel théorique et pratique du constructeur en ciment armé. Paris 1920.

głębianie się studni (przechylenie się) i wywołać w ścianach jej ciągnienie, względnie jeżeli studnie musimy zapuszczać z rusztowań na wodzie (w rzekach, jeziorach itp.), lepiej użyć studni żelbetowych.

Çï rab ość ścian możliwie znaczna, aby powiększyć ciężar i ułatwić zapuszczanie (pokonanie oporów tarcia na zewnętrznej powierzchni); studnie okrągłe ceglane otrzymują grubość około ¹/₈ d ; najmniej 0,30 m.

Ograniczenie grubości ścian, przy przyjętej zewnętrznej średnicy, powoduje konieczność zachowania otworu, odpowiednio dużego, na swobodną pracę wewnątrz (podkopywanie). Przy robocie ręcznej najmniej 1,50 m, przy ba-grownicach dużych do 3,0 m.

Obliczanie grubości ścian konieczne tylko przy przekrojach prostolinijnych (studnie prostokątne). Najniekorzystniejszy wypadek zachodzi po zabetonowaniu dna i po wypompowaniu wody, kiedy ściany są narażone jednostronnie na największe parcie (fig. 267). Zewnątrz grunt (piasek) przesycony wodą.

Wtedy:

*P

=10

Fig. 267.

I**-?

k,

i- -

Ur,—W

Fig. 268.

z= T h* , (t- — T) h*

^*(⁴B⁰-y)

przy y =1,0; dla ziemi ys = 2,0; cp = 36°;

Z— — h‘² =- {Z wyrażone w(Aw m), p

Grubość g ściany studni w najniższej warstwie (o wysokości 1), obciążonej parciem p, można obliczyć z równania :

p l²    1 g²

12 — ° ~ 6

przyjmując a — dopuszczalne naprężenie na rozciąganie w materjale, z którego zbudowana jest ściana. Ze względu na spokojne i krótkotrwałe działanie parcia, w tym wyjątkowym wypadku dla betonu można przyjąć a = 5—8 kgjcm². W razie przekroczenia tej granicy — wkładki żelazne po stronie wewnętrznej.

Przy studniach o przekroju kołowym (fig. 268) można zastosować wzór Bacha (rury ciśnione zewnątrz) :

5

-- h (w t).

r\ 5 — 1,7 p

g — rz rw

a — dopuszczalne naprężenie na ściskanie ; dla betonu = 40 kgjcm², dla muru z cegieł na zaprawie cementowej = 10—14 kgjcm²-, p — jak wyżej w kg/cm'², rz ’ rw * 9 w cm-

Miąższość warstwy zabetonowanej u dna w studni (fig. 267) : w

względnie należy obliczyć ic jak dla płyty podpartej na całym obwodzie, a obciążonej parciem wody y h (w tjm²j.

Aby taka studnia przy zapuszczaniu się zagłębiała, potrzeba, pokonać tarcie na powierzchni zewnętrznej studni :

według dat podanych na str. 693.

. Z, — 0,1 . 1,6 . tg ^45° —= 0,52 t/l m obwodu studni, czyli na całym ob-52 — 32    /    25° \

Przykład 7. Obliczyć tarcie na powierzchni studni, o średnicy zewnętrznej ćt = 2,50 m (fig. 269), zatem o obwodzie o = 7,85 m, która ma przejść przez warstwę 3,0 m torfu, leżącego na 2 m warstwie rozmokłego iłu, pod którą leży 5 m piasku, na zbitym żwirze. Tu w torfie :

wodzie: 0,52 . 7,85 = 4,08 f.

W ile : T₂ = /u₂ . Z₂ = 0,20 . 2,0 .

—--tg² 145°--— I = 1,30 t/l m obwodu,

czyli na całym obwodzie: 1,3.7,85 = 10,21 t.

W piasku : T₃ = 0,3 . 1,8 .

] 0²_5²    /    30° \

—-tg² I 45°--1 = 6,74 t/1 m obwoduj

a na całym obwodzie: 6,74.7,85 = 52,9 /.

Razem zatem tarcie na powierzchni studni wynosi : 4,08 -(- 10,21 -f- 52,90 = 67,19 t i musi być pokonane ciężarem studni.

Przyjąwszy grubość ścian g = 0,45 m, (dw = 2,50 — 0,90 = 1,60 w), otrzymamy powierzchnię przekroju muru studni :

p d*~dw

2,50² — 1,60²

3,14 = 2,90 m²,

a przy wysokości studni l = 10 m i ym = 2 t/m³, ciężar jej: ff= 2,90 . 10.2 = 68 t

byłby za mały do pokonania tarcia. Należałoby więc albo wykonać grubsze ściany (60 cm), albo dodatkowo obciążyć studnię ciężarem conajmniej 67,2 -58,0 = 19,2/.

Gdybyśmy studnię tę zapuścili jeszcze np. na 2 m w warstwę zbitego żwiru, to ze względu na jej położenie poniżej 10 w pod terenem (według tabeli na str. 693) wzrosłoby tarcie o :

= 3,5 . 2,0 = 7,0 t na lmb. obwodu, czyli na całym obwodzie 07,. 7,86 = 54,95 t.

Aby z góry zdać sobie sprawę z głębokości studni, dobrze jest wykonać w przyszłem jej miejscu wiercenie próbne.

Unios takiej studni, opartej na warstwie zbitego żwiru, dla którego p₀ — 4 kg/cm², ze względu na nacisk warstw górnych i tarcie na obwodzie znacznie wzrasta. Dopuszczalne obciążenie w głębokości t można przyjąć (por. str. 693):

pt=Po-\-Y • ź-f" T-.

. Ji —

r'OZTrxokty

if

piasek , /

v M:- r‘~ <tsoiy ■ ;

? -Aj=a.ł

/bity

Fig. 269.

W naszym przykładzie : p₀— 4 kg/cm² = 40 t/m².

F = —, 71 = 4,91 m² ;

2 y . t— 1,6.3,0 + 2,0.2,0-j-l,8 . 5,0 = 17,5 t/m²; 0 = 7,86m²;

0 __ 7,85

4,9! =¹’⁶⁰

A Ty = r, . 1,60 4- T₂ . 1,6 4- T₃ . 1,6 = 1,6 (0,52 + 1,30 4- 6,74) = 13,7 t/m²,

zatem: pf = 40 4-17,5 -(-13,7 = 71,2 t/m² = 7,12 kg i cm- w stosunku do dopuszczalnego obciążenia takiego samego pokładu żwiru zbitego 4 kg/cm², gdyby pokład ten leżał na wierzchu. Unios całej studni, o przekroju 49100 cm², czyli ciężar budowli, k+*-a studnia ta może unieść, wynosi 49,100 . 7,12 = 349,592 kg— 349,6 t.

Średnica zewnętrzna studni zależy od obciążenia, jakie przenosi studnia i od wytrzymałości gruntu, na którym się opiera ; w praktyce d — 3 - 6 m, rzadziej do 10 m ; głębokość 6 — 15 m i głębiej. Odstęp studzien pomiędzy sobą conajmniej 0,5 —1,0 m ; połączenie dawniej sklepieniami, dziś płytami żelbetowymi, przyczem i odstęp wzrasta.

na

Ściany zewnętrzne pionowe lub łagodnie ukośne, u dołu studnia szersza (20 : 1 —10:1), co ułatwia zapuszczanie, zmniejszając tarcie. Studnia o ścianach pionowych umożliwia przy słabym gruncie (na którym ma się oprzeć) wyzyskanie oporów tarcia, jak w przykładzie 7. Eozszerzenie zaś u dołu pozwala powiększenie rzutu i dostosowanie się do obciążenia. Przy głębokich studniach

Do zapuszczania studni na lądzie wykonywa się wykop do zwierciadła wody gruntowej, układa się na dnie wykopu] wieniec i wykonywa mur (o ile z cegieł — pamiętać o kotwach do wieńca górnego). Dla zmniejszenia tarcia wyprawia się zewnętrznie ścianę studni. Do zapuszczania studni na płytkiej r-r- j^///^///777/i wodzie stojącej lub płynącej usy- { $ puje się wysepkę, ochronioną «> j faszynami przed prądem, na «s ^ y/ffi//dyC której układa się wieniec i wy- I ?' konuje mur j. w. Na głębokiej    •><

dają przekrój jak na fig. 270. Występujące tu w fudze I—I ciągnienia znosi się kotwami żelaznemi.

Jako podstawa studni służy wieniec drewniany (do dz — 4 m) z drzewa dębowego lub sosnowego (fig. 271«), żelazny, (d > 3 m fig. 2716), betonowy (rzadko), lub żelbetowy (fig. 271 c i d). Aby się wieniec dolny przy pogłębianiu studni z cegieł nie urwał (razem z częścią muru), łączy się wieniec dolny z drugim, około 3,0 m wyżej założonym, prętami (kotwami) żelaznemi, o d = 20—40 mm.

BU

rV--0,45-0,60-

0,40->1    '

i pP

rr

, W

lub wartkiej wodzie zapuszcza się studnie z rusztowań stałych (wbitych w dno), lub pływających, na których wieniec zawieszony jest na trzpieniach że-

<— cl-

j'~\

V/

u

*0

Fig. 270.

Fig. 271.

Mi

II

C to O. WO. 'CL

5SO .

laznych. W miarę zagłębiania nadmurowuje się ściany studni. Przy małym napływie wody do studni najlepiej wodę wypompowywać i na sucho podkopywać grunt pod wieńcem. Przy silnym napływie. — bez pompowania, ——- zastosowaniu bagrownic (łopata studniarska lub indyjska, bagier wor-

przy zastosowaniu uagiuwuic    0Lu.u.j_n<*Ao.n.c4.

kowy, świder z workiem, czerpakowe bagrownice, w materjale piasczystym bagrownice pneumatyczne lub prądowe). W pobliżu innych budynków, aby nie wzruszyć ich stałości, nie powinno się wydobyć ze studni więcej mate-rjału od objętości studni. Dlatego wskazane duże obciążenia, do pokonania dużych oporów tarcia.

Po zapuszczeniu do gruntu stałego wypełnia się wnętrze studni chudym betonem (1:12, 1:15), w miarę możności dobrze ubitym. Przy silnym pływie wody dno zabetonowuje się przy pomocy lejka (beton 1 . 6    1.. 7)

w warstwie o grubości około 0,5 h, jeżeli h = wysokości zw. w. nad wieńcem studni. Resztę, po wypompowaniu wody, wypełnia się chudym betonem lub samym piaskiem, o ile jest ochroniony z gory przed wodą i mrozem.

na

W rzadkich wypadkach używa się studni drewnianych z wieńców poziomych, lub z dyli pionowych, opartych o wieńce poziome, wzgl. studni

żelaznych, w formie walców z blachy, łączonych przy pomocy wewnętrznych żeber na śruby. Studnie takie, po zapuszczeniu, wypełnia się zawsze silniejszym betonem (1 : 7—1 : 9), na trwałość bowiem drzewa (butwienie), ani żelaza (rdza), w tym wypadku liczyć nie można.

Metodę zamrażania inź. Poetscha stosuje się przy silnym napływie wody gruntowej (w płynnych piaskach), którego inaczej pokonać nie można.

f chfoariT > pompif

-*1,00

Hü

li

-+STXSZ

- d=JO”K,

SHä

■d 150*200 %

ii*

obszar

1SJ-*

zamarzania Fig. 272.

Fig. 273.

W tym celu wokoło danego fundamentu wierci się w odstępach 0,70—1,0 m otwory, zarurowane d = 150—200 mm. Wewnątrz znajdują się rurki o średnicy 30 mm (fig. 272), do których wtłacza się pompą rozczyn chlorku wapniowego, oziębiony do —25° C (zamarza przy —40° C), który następnie wznosi się do góry szerszą rurą i osobną rurką (a) dostaje się z powrotem do

ho mor ona

zrv.rv. gr

y,

TB

ąśS*pi

W/MM.

grun t przepuszczałoy

Fig. 274.

Fig. 275.

głównego ciągu tłocznego. W ten sposób w ciągu dłuższego czasu zamraża się całe otoczenie, w którem można wtedy wykonać (jak w skale) wykop i mur. Używa się rzadko, najczęściej w górnictwie, oraz przy fundacji pneumatycznej, jeżeli przy pomocy tej ostatniej nie można dojść do warstwy wytrzymałej.

jB. Fundamenty w wodzie (stojącej lub płynącej). W rzekach, jeziorach i w morzu używa się do wykonania fundamentów wielu przedstawionych już metod, a w szczególności fundowania wśród grodzy (fig. 273, filar mostowy na Dunajcu pod Kurowem), lub na grodzy betonowej (fig. 274), która wchodzi w korpus konstrukcji stałej.

Przy wykonaniu takiej ławy pamiętać należy, że jej grubość musi być taka, aby jej parcie wody nie podniosło (fig. 275).

£ + Ti g LTifh L.

Grubość g oblicza się jako belkę w 2 punktach podpartą, obciążoną parciom wody :

M —

^ Crh — Ti 9)¹² = y a •’ Przyjmuj%c : Ti = ²>⁰⁰ — ²>³ tl™⁸ ;

a = 3 — 3,5 kg/cm'². Gdyby chodziło o taką płytę samą wśród ścian szczelnych (bez obciążenia grodzą), to musiałoby być g = y h, a przy

— 2,2 t/ms, dla wody y = 1,0 jf/w³, byłoby y =    .

Fundowanie na palach drewnianych w wodzie stojącej podaje przykładowo fig. 276 (filar mostu na Sanie pod Jarosławiem), oraz fig. 277 (na palach żelbetowych), względnie na studniach fig. 278 (most na Dniestrze pod Haliczem, na studniach żelbetowych ; szczegół wieńca dolnego „Au patrz str. 714, fig. 271 d).

Ti

*»

Poza temi sposobami istnieją specjalne, używani tylko w wodzie stojącej lub płynącej, mianowicie :

mi

■M* ;

Iÿ/A

■m* :

skrzynie

bez dna lub z dnem, i fundacja pneumatyczna, używane w budownictwie wodnem na rzekach, jeziorach i w morzu, oraz narzuty kamienne, bloki betonowe, worki z betonem, wzgl. kaszyce wypełnione kamieniem, używane głównie w budownictwie morskiem (mola, bulwary).

Skrzynie bez dna -(fig. 279) mogą być wykonane z drzewa (najczęściej), z żelaza lub z betonu. Te ostatnie przechodzą już w studnie. Używa się ich do wysokości h około 5,0 m. Skrzynie drewniane zbudowane są z dyli poziomych (a), opartych o słupy pionowe (b), rozparte wieńcami poziomemi (c). Obliczone na parcie wody. Ściany pochyłe 10 : 1, wolny odstęp od muru kam. 0,5 m, od betonowego 0,3 m. Wysokość skrzyni około 0,30 m ponad stan wody, spodziewany w czasie budowy. Wykonywa się szczelnie na lądzie, a po spławieniu na miejsce zapuszcza na wyrównane dno. Wyrównanie dna rzeki wykonywa się w osłonie z faszyn lub ścian zakładanych. Po uszczelnieniu dna (warstwą betonu) wypompowuje się wodę i muruje fundament na sucho. Po wyprowadzeniu muru nad zw. w. może być skrzynia rozebrana lub częściowo ucięta; dolna część pozostaje jako ochrona przed prądem. Wielkie fundamenta (w rzucie poziomym) można podzielić na kilka skrzyń. Korzyść skrzyń polega w ich większej szczelności niż przy ścianach szczelnych, uniknięciu bicia pali i dyli, co przy twardem dnie musi być trudne i kosztowne, oraz w możności wielokrotnego używania takiej skrzyni.

Skrzynie żelazne, jeszcze szczelniejsze, wykonywa się z kształtowników i blach.

Skrzynia z dnem odpowiada konstrukcji powyżej opisanej, z tem, że ma dno odczepialne, lub stale ze skrzynią złączone. Spławia się ją na

SWT'"

lii

i i IIi*

’jr—r&r?rop!r-

o-:-

A    ^

Mm

Fig. 276.

00Ï-002

COT

Fig. 277.

miejsce budowy, a murując wewnątrz fundament, obciąża i zatapia. Po odpięciu ścian bocznych (zwykle drewnianych) dno z belek pozostaje jako

podstawa fundamentu, a ściany mogą być ponownie użyte. Wymaga dobrego wyrównania gruntu, aby całe' dno równo stanęło na gruncie. Czasem ustawia się na palach, poprzednio zabitych i równo w jednym poziomie obciętych,

I»

0.20 :

Y/.

-*

sV

t.SjÇ >

\\\;

l'

S33

on

o. je , i ’

II»

1-8

.V

--7.00

- fi, 70

U---------12.<*0----

j:

JŁ -

■§ś

‘1

MM.

i\V/aV70wavwW7W?

Fig. 278.

Fig. 279. '

lub na nasypie z kamienia łamanego, wykonanym w wybagrowanej wśród osłon przestrzeni (fig. 280).

Skrzynie betonowe i żelbetowe ze stałem dnem są często używane w budownictwie morskiem. Przykład fig. 281 (1600 m b. długi bulwar w porcie w Rotterdamie). Skrzynie takie, w rzucie poziomym o długościach po 41,05 m, wykonywano w wykopie zamkniętym wrotami (w doku), poczem po spławieniu na miejsce zatapiano przez wypełnienie wodą. Następnie wypompowy- “i- L—ąg^/ wano poszczególne komory i wypełniano be- - _T// tonem ubijanym.

..£// 'S.r/y/Y,

M-.no

‘Mm/-.

ruodnicnie

... Yy

o-

o/

y, -K

ii

mm

MfYYM.

t«» łmÆmËm

0,30

->    <r-

-s,so

-m.

OJ5

■*1

jOJi.

7,OS

8,90

----------.

WMM

Ï rstruy S ■ ,1-so' j *1 J

po 0,30    ^ _ ztjoaotjotjtj Bcrj

- *7,03--v

Fig. 281.

Aby taka skrzynia mogła zachować równowagę na wodzie (mogła pływać), musi (fig. 282)

Pozatem dla równowagi musi środek ciężkości s całej skrzyni leżeć niżej, niż punkt zaczepienia wyporu wody, czyli :

Fig. 280.

(oznaczenia jak na fig. 282).

Ściany boczne, o ile sa proste, oblicza się jako belki w 2 punktach podparte, względnie ciągłe (przy ścianach rozporowych wewnętrznych w skrzyni). Warstwę najniższą, narażoną na parcie wody o wysokości słupa z, czyli na obciążenie z t/m, oblicza sie według wzoru

-a⁵'"

- O ——«

zP

12

przyczem a dla muru można przyjąć = 10 kg jem², dla drzewa sosnowego = 100—150 kg/cm², a to ze względu na krótki czas takiego jednostajnego działania.

zrv.m

Ściany boczne z betonu, względnie żelbetu, naj-.iaso lepiej zakładać w linjach łukowych (w rzucie pozio-mym skrzyni), celem uniknięcia ciągnień. Obli-~ I, czenie grubości takich ścian według zasad dla studni okrągłych.

_ Jt..

*4.90-

!. zw

i. <4«

----’-V/M/M

—    —jbjoji beî\

-    - jMmM -

T 0,00

=*2,00

-9,00

Fig. 282.

Fig. 283.

Skrzynie nadają się najlepiej tam, gdzie w głębokości do 5 m pod zw. wody znajduje się grunt wytrzymały (skała), nie ulegający wymyciu przez prąd wody, o ile oczyszczenie jego powierzchni jest łatwe; względnie tam, gdzie umieszczenie rusztu (ławy betonowej) na palach, głęboko (do 5 m) pod wodą się znajdujących, jest zbyt trudne.

10,66-->

nr -a

no syp

ngjn.jn)

Tfnor5Ç?>o^r

If karnienia^[Q$

Wtamoneaojft"

\\>

w.vr

=4^    '

Wfllil

liPI-

wËzMÊmmL

12,00

0,56

__ J: rvorJa' z betonern^

' _T"o ciężarze_ao 100 fon ^

kotwą /»/.

f JO "Kr,

Fig. 284.

sKata Fig. 285.

Kaszyce, używane w okolicach lesistych w budownictwie morskiem, przedstawiają skrzynie z bali, wypełniane kamieniem. Dziś używane bardzo rzadko.

Sposób użycia narzutu kamiennego i bloków do budowy fundamentów morskich przedstawia fig. 283 (molo w Noworosyjsku nad Czamem morzem), oraz fig. 284 w budownictwie rzecznem (bulwar na Dunaju w Lincu). W budownictwie morskiem używane są bloki betonowe o ciężarze około 10-40 t. Do umieszczania takich bloków używa się żórawi pływających i pomocy nurków lub dzwonów nurkowych.

Fig. 285 przedstawia wykonanie fundamentu (molo w Sunderland) z dużych w o r k ó w z płótna żaglowego, wypełnionych tłustym (mało wilgotnym) betonem (1 : 4), o ciężarze 5—20 t (wyjątkowo do 100 t), które zapuszcza się z galarów, przy pomocy skrzyń z otwieralnem dnem, kierowanych przez nurków. Worki takie po zapuszczeniu układają się dobrze do kształtów dna naturalnego, i z tego powodu nadają się także jako osłony przed budowlami, narażonemi na atak prądu lub fal. Po stężeniu worki takie, związane zaprawą, która przez ich ściany się wydostaje, przedstawiają mur betonowy, ugnieciony ciężarem warstw górnych.

C. Fundacja pneumatyczna, zastosowana po raz pierwszy przez francuskiego inżyniera górniczego Trigera w r. 1841, polega ûa zastosowaniu skrzyni (caisson) bez dna, zapuszczonej do wody, względnie w grunt wodą przesycony, z obrębu której sprężonem powietrzem usuwa się napływającą wodę, w celu umożliwienia pracy na sucho. Kesony te, pierwotnie kształtu studni, dziś mają w rzucie poziomym kształt fundamentu, który przy ich pomocy ma być założony.

ja.

komora ś/u zorua

Zastosowanie fundowania metodą pneumatyczną wskazane jest w wodzie gruntowej i powierzchownej, lub stojącej albo płynącej tam, gdzie spodziewany napływ wody do wykopu fundamentowego byłby trudny do pokonania przy pomocy pomp ; gdzie grunt wytrzymały leży zbyt głęboko, aby

łJHll

mur

z ietonu

-szyi

ceglany

z kamienia

Ą5-f,00m

*

J-

(X5-1,OOm

2,CC-2,<

>mora

boczą

Fig. 286.

Fig. 287.

można było użyć z korzyścią fundacji na palach lub na studniach ; wreszcie tam, gdzie bicie ścian szczelnych, celem wykonania fundamentu przy użyciu grodzy, ględu na jakość gruntu (grube ryniaki, bryły i płyty kamienne) natrafia na duże lub niepokonalne trudności.

Co do wykonania samej roboty, mamy dziś dwa główne typy: 1. wykonanie fundamentu na kesonie, który w tym wypadku pozostaje częścią składową budowli ; 2. wykonanie fundamentu pod kesonem, w jego osłonie, jakby w dzwonie nurkowym, przyczem sam keson usuwa się po ukończeniu fundamentu i można go użyć ponownie do dalszych analogicznych robót.

W obu wypadkach podstawę stanowi keson (komora robocza), połączony ądzeniem do wprowadzania robotników do niego (w atmosferę sprężonego powietrza), zwanem komorą śluzową (fig. 286). Połączenie obu części odbywa się przy pomocy szybu, z drabinką lub windą do spuszczania robotników.

Keson może być wykonany jako żelazna konstrukcja kratowa, obita obustronnie blachą, z betonu, wykonany na wieńcu, podobnie jak studnie, żelbetowy, lub w końcu z drzewa. Główną część składową kesonu stanowią ściany boczne, wykonane jako wsporniki, obliczone na największe parcie boczne, oraz strop, na którym buduje się fundament. Do obliczenia obciążenia stropu przyjmuje się ciężar bloku muru jak powyżej na fig. 287 zaszrafowano (zależnie od materjału).

(niezaszrafowana) przenosi swój ciężar w formie ciśnienia na podstawy ścian bocznych. Brennecke przyjmuje najniekorzystniejszy wypadek w chwili, kiedy przed wtłoczeniem sprężonego powietrza ostrza konsoli wlezą częściowo w dno (grunt), a płynąca woda uniesie zewnętrzną część gruntu (fig. 288). Wtedy (przy rozmieszczeniu wsporników co 1,0 m) w osi stropu (dźwigar w dwóch punktach podparty) :

ze wz

z urz

1'

Reszta muru

M — Gr! a G₃b — (R c -j- p. R d), ponieważ : Gx -j- ćr₂ = R sin a p. R cos a

d =* ^ cos a — hx sin a ;

zatem :

sin ex —J— (j. cos

*-ł(ł->)+2M

— sin a -j- Aj cos a--

cos a —•

p. A-j sin a j.

przyczem ciężar (?₂, o ile jest zanurzony pod wodą, należy obliczać według ciężaru gatunkowego, zmniejszonego o 1 ł/ms (o ciężar wypartej wody). —

0 = 0,50 — 1,0 m ; s = <x> 0,60 m ; p. — cv> 0,7,

zresztą s i p. —- zależnie od jakości gruntu. Ściany boczne (wsporniki) będą w tej chwili także najbardziej naprężone (fig. 289); wtedy największy moment w płaszczyźnie x — x :

G*.e

ponieważ: r —

/ćr-f-p.#./;

cos a.

- e

/= y cosot;

«...

sin ot I p. cos aj.

W kesonach sklepionych (fig. 290) przeprowadza się obliczenie graficznie w trzech położeniach, tj. w czasie wpuszczania kesonu przez warstwę wody, w chwili oparcia kesonu o dno, i przy najgłębszem zapuszczeniu kesonu; w tym ostatnim wypadku — przy ciśnieniu wewnętrznem wtłoczonego powietrza i bez. Ściany szybu i komory śluzowej oblicza się według zasad stosowanych przy obliczaniu

zatem :

COS Ci.

-Ąf*-

->OK-

G2

G,

X-

- 0 ——■>

--lT~

W*

«■?

W* *

a.

i.

« i, JO

Fig. 288.

Fig. 289.

Fig. 290.

ścian kotłów parowych, przyjmując największe w danym razie dopuszczalne ciśnienie sprężonego powietrza.

Kesony żelazne, najpowszechniej używane, nadają się zwłaszcza tam, gdzie ma się przy ich pomocy przebić warstwę twardą (np. skalną o za małej miąższości,

aby na niej można oprzeć fundament). W budowie zwracać uwagę na staranne wykonanie węzłów (kratowych połączeń), dobre przynitowanie blach płaszczowych

r*t/o SOOm >1

z,10

podłużny

Przekrój

poprzeczny

w

i-

Fig. 291.

Fig. 292.

Fig. 293.

ętrznych i zewnętrznych kesonu i możliwie najsztywniejszą konstrukcję wsporników (ścian bocznych) i ich dolnych ostrzy. Kesony takie mogą mieć całą swą konstrukcję poziomą w stropie i te są wygodniejsze, gdyż cała'komora robocza jest wolna (fig. 291), albo też mogą mieć rozpory u dołu (fig. 292), które usztywniają bardzo ściany boczne (wspornikowe, ważne zwłaszcza w razie spodziewanych wielkich a nierównych parć bocznych), lecz utrudniają pracę wewnątrz kesonu.

Przekrój kesonu betonowego podaje fig. 290 i 293, a drewnianego fig. 294. Wielką korzyścią kesonów betonowych i żelbetowych jest to, że cały ich materjał (z wyjątkiem uzbrojenia żelaznego) można uważać za istotę korpusu budowli, podczas gdy przy żelaznych pozostaje duża ilość kosztownej konstrukcji żelaznej, po wykonaniu już fundamentu, jako bezużyteczna. Kesony drewniane są rzadziej używane ; wymagają obicia dylowych ścian blachą czarną lub cynkowaną, o grubości około 0,5 mm, w celu uszczelnienia całego kesonu przed uciekaniem sprężonego powietrza. Przestrzenie puste kratowej konstrukcji kesonu żelaznego i drewnianego wypełnia się zazwyczaj betonem. Na kesony, służące jako dzwony nurkowe, nadaje się dobrze drzewo i żelazo ; konstrukcje żelbetowe mniej, gdyż są za ciężkie.

Zapuszczanie kesonu można uskutecznić na lądzie w ten sposób, że się wyrównuje teren do poziomu, mniej więcej na wysokości zw. wody gruntowej, i przygotowanem tak podłożu montuje się keson. Na wodzie można keson zapuszczać z rusztowania (fig⁻. 295) lub też z przygotowanej wyspy (fig. 296), którą zazwyczaj usypuje sięz materjału, przeznaczonego do wykonania muru na kesonie, wśród prowizorycznych ścian szczelnych, najlepiej żelaznych. Rusztowanie (fig. 295) musi być zbudowane silnie przeciw działaniu wiatru i prądu wody ; nad

wewn

1.46

-*T<-

r*

z®

2.OS-----x—1,46 —>|    .¹

r^.----2.64---- Wi

—sco

Fig. 294.

ii

‘ e

»iw

-T-j—P,----p;—*

____I___,

/pomost ‘monta

s/v. ro.

I-

.-i

Dfc

",

Fig. 295.

na

zw. wody, spodziewanej w czasie budowy, musi mieć pomost, na którym montuje sie, względnie betonuje keson. Po założeniu dolnej części szybu śluzowego

-rrrn

podnosi się keson na trzpieniach (chwytających keson od ostrza) o tyle do góry, aby

mm

Fig. 296.

Fig. 297.

można było usunąć - pomost montażowy. Potem spuszcza się, przez możliwie jak najrównomierniejsze odkręcanie muter (a) trzpieni (często przy pomocy osobnych przyrządów),îkeson w dół,'wykonując nad nim mur, którego górna

krawędź powinna zawsze leżeć około 1,0 m nad zw. wody, aż dopóki nie stanie na dnie (gruncie). Wtedy można trzpienie, na których keson wisiał, odpiąć. Do kesonu domonto-

'w®

id

'!■

.‘i

Fl Io.11=1

yt i

i ii “ijï

mWm-

wuje się szyb i komorę śluzową, a wpuściwszy do środka odpowiednio sprężone powietrze, po wyparciu wody z komory roboczej, wprowadza się tam robotników, którzy, podbierając równomiernie grunt pod krawę-dziami kesonu, umożli-— wiają dalsze zapuszczanie. Wydobyty materjał usuwa się przez szyby kubłów

przy pomocy lub wind do komory śluzowej (często osobnej dla tego celu), skąd po napełnieniu usuwa się na galary lub wózki. Materjał miałki, jak żwir, piasek, muł, można transportować na zewnątrz bez przerwy przy pomocy pompy prądowej osobnym rurociągiem.

W końcu można taki keson (zwłaszcza żelbetowy) wykonać na wyciągu (helingu), a urządziwszy na dnie komory roboczej szczelną podłogą drewnianą (fig. 297), spławić go jak statek na miejsce przeznaczenia. Do ustalenia tego miejsca nadaje się lekkie rusztowanie. Przez obciążenie murem lub wodą można zapuścić tu keson na dno (do gruntu), wpuścić sprężone powietrze, usunąć

Vf

a,x

Fig. 298.

Va'

podłogę drewniana i dalej w normalny sposób zapuszczać keson w grunt, nadmurowując u góry równomiernie mur budowli.

Po zapuszczeniu kesonu do gruntu wytrzymałego wypełnia się komorę robocza murem, betonem lub czasem piaskiem, poczem można usunąć komory szluzowe i szyby, których miejsca także się zamurowuje. Tok wykonania przy zapuszczaniu kesonu i murowaniu na nim filara, oraz tok zapełniania kesonu betonem przedstawiają fig. 298 i 299.

Ponieważ fundacją pneumatyczną, przy silnym napływie wody, dojść można około 35 m pod zw. wody, zatem o ile w tej głębokości niema jeszcze gruntu dostatecznie wytrzymałego, a dalsze pogłębianie

morze roboczej, najlepiej także

: WĘZ

m

IP

i urn

przy użyciu sprężonego po- ■ ; ,. wietrzą, według systemu inż. V    V llflpilppp

Wolfsholza (patrz str.708). Głowy tych pali, a następnie i całą komorę roboczą wypełnia się betonem. Można tu użyć także metody zamrożenia warstwy gruntu przesyconej wodą (poniżej kesonu) sposobem inż. Poetscha (str. 715), co jednak wypada bardzo drogo.

Kesony, używane jako dzwony nurkowe, w osłonie których wykonywa się mur fundamentowy w sprężonem powietrzu, wyciskającem z pod kesonu wodę, muszą być odpowiednio lekkie, zapuszczane z rusztowań, lub ze względu na zastosowanie ich prawie wyłącznie w budownictwie morskiem, ze specjalnych statków. Celem obciążenia przy zapuszczaniu, a odciążenia przy podnoszeniu urządza się nad takimi kesonami duże zbiorniki, które przy zapuszczaniu wypełnia się wodą, a z których przy podnoszeniu, w miarę jak rośnie wypiera się wodę sprężonem powietrzem. Metody tej używa się wtedy, jeżeli chodzi o bardzo duże budowle, a mur fundamentowy założyć można wprost na dnie skalistem (morza), lub o ile keson musi być zapuszczony w grunt (np.wmuł) ajwyżej na głębokość 3,0 m. Pod kesonem takim można wykonać mur objętości mniej więcej komory roboczej, poczem należy.keson przesunąć dalej, aby wykonać ciąg dalszy muru. Następną warstwę wykonywa się po odpowiedniem podniesieniu kesonu, który może się w tej wysokości znowu przesuwać. Przykrycie styków murów można wykonać jak na fig. 300. Warstwy przyjmuje się o grubości 0,50—1,0 m, przyczem komora robocza musi mieć wysokość 2,0 — 2,50 m. Krawędzie (ostrza) komory należy uszczelnić workami z płótna żaglowego, wypełnionymi mchem.

Czasem stawia się budowlę na dwóch lub więcej fundamentach keso-

ych, połączonych u góry płytą żelbetową lub sklepieniami, podobnie jak przy studniach (fig. 301).

Warunki pracy w sprężonem powietrzu wymagają zastosowania dużej ostrożności i ścisłego przestrzegania przepisów.

Aby wyprzeć 10 m wysoki słup wody, przedstawiający ciśnienie 1 kg na 1 cm², potrzeba użyć ciśnienia jednej atmosfery ponad ciśnienie normalne. Jeżeli zatem mamy pracować w głębokości 10, 20, 30 m pod zw.

Fig. 299.

rrv. rv.

mur

V ) v *    “w >* ~ * '■ i. ■< \    ,r *•

skat a Fig. 300.

now

Bryja, Podręcznik inżynierski. /P. •    47

wody, to do usunięcia jej potrzeba użyć powietrza sprężonego do 2, 3, względnie 4 atmosfer (łącznie z ciśnieniem normalnem, wynoszącem 1 atmosferę) -j- pewien nadmiar (około 0,5 atm.) na opory, które musi woda pokonać, przeciskając się przez grunt (o ile pracujemy w wodzie gruntowej). Płuca ludzkie znoszą przy pracy jeszcze ciśnienie około 3,5 atm. ponad ciśnienie normalne, zatem przy użyciu metody pneumatycznej można dojść do głębokości około 35 m pod zwierciadło wody. Przy słabym napływie wody w gruncie stosunkowo gęstym udawało się, bez przekroczenia tej granicy ciśnienia, osiągnąć większe głębokości.

Użyci do takiej pracy robotnicy mogą być w wieku 20 — 45 lat; muszą być przed użyciem i w okresie pracy (conajmniej co miesiąc) badani przez lekarza ; nie mogą mieć wady serca lub organów oddechowych oraz absolutnie nie mogą używać alkoholu. Aby przyzwyczaić płuca do zwiększonego ciśnienia, musi robotnik przy wejściu do komory i przy wyjściu z niej powoli przechodzić do zmienionych warunków ; stąd wejście do komory roboczej (wszluzowanie) i wyjście z niej (wyśluzo-wanie) wymaga pewnego przejściowego pobytu w komorze śluzowej. Na każde 0,1 atm. zwiększonego ciśnienia ponad normalne powinno wśluzowanie trwać najmniej ¹/₂ minuty, wyśluzowanie zaś dla pierwszej połowy ciśnienia conajmniej ³/₄ minuty, a na drugą połowę 3 minuty na każde 0,1 atm. Przy pracy pod ciśnieniem więk-szem niż 1,5 atm. ponad normalne, powinien być na miejscu budowy zawsze lekarz i osobna śluza sanitarna, do której wprowadza się robotnika, który wskutek za szybkiego wyjścia ze śluzy zapadł na chorobę kesonową.¹) Jak stwierdzono, polega ta choroba na działaniu baniek powietrza, względnie azotu z powietrza, które rozprężają organa krwionośne. W Ameryce próbują zamiast powietrza wtłaczać do komór roboczych mieszaninę tlenu z gazem helium (4 części helium na 1 część tlenu), rzekomo z dobrym skutkiem.²) Robotnika, który zapadł na objawy choroby kesonowej (reumatyczny ból w stawach, krwotok, trudność oddychania, nieprzytomność), wprowadza się natychmiast do komory śluzowej z powrotem, a po zastosowaniu odpowiedniego ciśnienia, w którem ustają objawy choroby, wyśluzowuje się ostrożnie chorego z powrotem na zewnątrz.

Aby uniknąć samowoli ze strony robotników, wentyle do tvpuszczania i wypuszczania sprężonego powietrza z komory śluzowej powinne być pomieszczone na zewnątrz komory i obsługiwane przez odpowiedzialnego robotnika. Wewnątrz i zewnątrz muszą być precyzyjne manometry, a wewnątrz i termometr. Przy wyśluzowywaniu powinni robotnicy okryć się cieplejszem ubraniem.

Szychta robotnicza może trwać przy pracy pod ciśnieniem do

. . . dziennie 2X4 godziny ...    „    raz    6    godzin

...    „    „    4    „

a

•    v    v    ^    n

><-

jglj

'jiïa'fà *

—a,

TTYî

sfio

i j i    > I .

^S.OO -si«e 6,*S —=>k- s,oo-*>

Fig. 301.

o,so

^Ys n

Pauza w pracy przy ciśnieniu poniżej 1,0 atm. może wynosić 8 godzin, powyżej 1,0 atm. conajmniej 16 godzin.

Ł) Inż. Ignacy Ciszewski: Choroby kesonowe i zapobieganie im. Przegląd techniczny, Warszawa 1923.

²) Zeitschr. d. öst. Ing.- und Arch.-Yereines, 1925, Heft 47/48.

Tabelaryczny przegląd sposobów fundowania.

Sposoby fundowania

Sto

sunki

wodne

r.

Grunt na wierzchu wytrzymały

II.

Grunt wytrzymał}' w małej głębokości

iii.

Gruntu wytrzymałego nie można dosięgnąć

Uwagi

A.

Grunt

suchy

1.    Zbita skała : wyciąć poziome stopnie i murować ;

2.    grunt kruchy : pogłębić do granicy zamarzania.

1.    Wykop i mu- , 1. Eozszerzenie rowanie całego j podstawy (odsa-

fundamentu ;    ; dzki, płyty, skle-

2.    wykop szy-! pienia odwrotne); bów, słupy mu- j 2. wzmocnienie rowane lub beto- I gruntu (nasypy) ; nowe, łączone j 3. piloty betono-sklepieniami lub ; we Straussa, Sim-belkami żelbeto- plex, Dulac’a, lub

wymi ;    piloty żelbetowe.

3.    system Dula

c’a ;

4. studnie;

5. pale żelazne, betonowe

lub

żelbetowe.

Nie używać drzewa. Słupy z mara lub betonu wskazane przy głębokości gruntu wytrzymałego 2—4 m pod posadzką budowli. Przy większych głębokościach (do 15 ni) pale lub studnie, poniżej 15 m płyty żelbetowe, ruszty lub pale betonowe bite.

B.

Pod

wodą

grun

tową

Bezpośrednio murować po wypompowaniu wody.

1. Jaki. ił. wśród ścian szczeln. ; 2. studnie;

3.    pale żelbet. ;

4.    pale drewniane z płytami żelbetowymi ;

5.    pale drewniane z nasadzonymi palami żelbet. ;

6.    fundowanie pneumatyczne ;

7.    zamrażanie.

1.    Nasypy celem wyparcia złego gruntu, a na nich pale żelbetowe lub płyty żelbet. ;

2.    skrzynie żelbetowe z dnem;

3.    beton sypany pod wodą;

4.    pale betonowe, lub słupy Dulac’a.

Drzewo, tylko stale pod zwierciadłem wody grunt, (najniż.) ; pamiętać o niszczących wpływach na cement zawiera-

wody, jącej kwasy torfowe itd.

Na

wodzie

(rzeki,

jeziora,

morze)

1.    Ściany szczelne lub

grodze

i wśród nich beton sypany pod wodę ;

2.    skrzynie bez dna ;

3. worki z betonem.

1. Bagrowanie wśród ścian szczelnych lub gródz ; beton pod wodą ;

2. studnie;

3.    pale żelbetowe lub żelazne ;

4.    pale drewniane i płyty bet. ;

5.    słupy Dulac’a ;

6.    bagrowanie i fundowanie na

skrzyniach ;

7.    fundow. pneum.

1.    Narzuty ka

mienne ;

2.    narzuty piasku i pale bite lub

zapuszczane, skrzynie pływające;

3. kaszyce;

4. słupy Dulac’a.

W wodzie płynącej —pamiętać o ubezpieczeniu przed podmyciem (narzuty kamienne).

Objętość komory śluzowej powiuna wynosić conajmniej s/₄ w² na każdego robotnika, minimalnie jednak 2,5 m³. Do komory roboczej musi się dostarczać na każdego pracującego tam robotnika conajmniej 20 w³ świeżego powietrza w godzinie. Temperatura nie powinna przekraczać 20° C, zatem ogrzane przez sprężenie powietrze należy chłodzić i możliwie oczyszczać (filtrować).

Zbiornik na sprężone powietrze, z którego rurociągami doprowadza się je do komór śluzowych i roboczych, urządzony jest jak na fig. 302. Tu powietrze, przechodząc przez warstwę wody, oczyszcza się i chłodzi. Klapy rurach, któremi wtłacza się powietrze do zbiornika, chronią przed odwrotnym wypływem, gdyby kompresory ustały.

Komory śluzowe mają odpowiednie szczelne zamknięcia od zewnątrz i od szybu złazowego. Śluzy, używane do transportu wydobytego z kesonu

materjału, mają odpowiednie wyloty u dna do wypuszczania na zewnątrz tego materjału na galary lub wózki; nad komorą śluzową znajduje się często podwyższenie na pomieszczenie urządzenia do transportu materjałów z kesonu (z pogłębiania) i do kesonu (do zamurowania). Przy kesonach o powierzchni ponad 150 m², i przy ciśnieniach większych niż 1,0 atm. ponad normalne, powinne być urządzone dwa szyby i dwie komory śluzowe. Korzystne jest połączenie komory roboczej i śluzowej telefonem z zarządem placu budowy i obsługą.

Zastosowanie fundacji pneumatycznej wymaga znaczniejszego założenia mechanicznego, a w szczególności odpowiedniego kompresora i motoru do uruchomienia, zbiornika na sprężone powietrze, wyciągów dla ludzi i materjałów, prądu do oświetlenia itd.

Przy fundacji o ciśnieniu do 3 atm. ponad normalne, potrzeba do tego celu siły motorycznej około 100—120 koni, oraz odpowiedniej rezerwy dla kompresorów (conajmniej 2) i prądu. Wydątność kompresorów powinna być tak ustalona, aby każdy w godzinie mógł wypełnić sprężonem powietrzem komory robocze i śluzowe, oraz łączące je szyby i wyprzeć z nich wodę.

Fundacje pneumatyczne znajdują w naszych warunkach częste zastosowanie przy fundowaniu filarów mostowych, zresztą przy budowie tunelów kolei podziemnych, przekraczaniu przez nie koryt rzek, oraz bardzo duże zastosowanie w budownictwie morskiem i portowem (doki, latarnie morskie itd.). Bardzo ważne jest, aby z góry znać warunki gruntu, w jakich keson będzie zapuszczany (nierównomierność ich pod kesonem prowadzi łatwo do skręcenia go, co trudno naprawić), dlatego powinno się zawsze z góry wierceniami, wykonanemi na obu głównych osiach kesonu (a czasem i na przekątniach), zbadać dokładnie układ warstw, aż do warstwy, na której keson będzie mógł stanąć.

na

paruje trze spreĄ-*; do komór roi.

woda    ¹

do cdtodzëmc. powietrze

z kompresom

roodoniskaz i termometr

Ta..

-/etapy ___,

samoczynne h-

I,

spust

Fig. 302.

Tabelaryczny przegląd sposobów fundowania w poszczególnych typowych przypadkach i warunkach podany jest na str. 725.

LITERATURA.

J. Rychter: Roboty wodne. Część II. Fundamenty. Lwów 1910.

P. Frick: Fouilles et fondations Paryż 1920. (Dumond.)

N. de Tedesco et Y. Forestier: Constructeur en ciment armé. II. Partie : Fondations Paris et Liège 1920. Béranger.)

Wm. Burnside: Bridge Foundations. London 1916. (Scott.)

Dr. Breti.-lav Tolman: Zaklâdâui staveb. Braga 1924. (Ôeskâ Matice technickd).

M. Benzei: Gründung von Hochbauten. Berlin 1921. (Teubner.)

L.    Brennecke: Der Grundbau. Berlin 1906.

O. Colberg A. Nowak: Grundbau und Mauerwerksbau. Berlin 1922. (Handbuch für Eisenbetonbau. Ernst & Sohn.)

H. En J. H.

igels: Grundbau, Taschenbuch für Bauingenieure. Berlin 1921. (Springer.) Flach: Der Bau massiver Brückenpfeiler mit Preßgrtindung. Berlin 1917. (Ernst & Sohn.)

H. Lückemann: Der Grundbau. Berlin 1913. (Ernst & Sohn.)

A. Müller: Grundbau: „Hütte“ des Ingenieurs Taschenbuch. Berlin 1924. (Ernst & Sohn.)

M.    Strukel: Der Grundbau. Helsingfors i Lipsk 1906. (Twietmeyer )

Ł. Willmann: Der Grundbau. Lipsk 1906. (Handbuch der Ingenieurwissenschaften.)

Meljoracje.

Napisał

Inż. Czesław Skotnicki

profesor politechniki, Warszawa.

I. Odwodnienia gruntów.

Przyczyny zabagnienia. Zabagnienie gruntów powstaje wskutek a) nadmiaru wody gruntowej, zwłaszcza gdy płytko położone warstwy nieprzepuszczalne utrzymują jej poziom na niewielkiej głębokości, b) wskutek napływu wód powierzchniowych, gdy zbyt małe nachylenie terenu utrudnia jej dalszy spływ naturalny. Woda, powodująca zabagnienie, może być pochodzenia obcego, gdy napływa drogą wgłębną lub nawierzchnią z terenów wyżej i dalej leżących, lub własną, gdy pochodzi bezpośrednio z opadów atmosferycznych.

Budowle odwadniające winny dążyć do zabezpieczenia terenu od wód obcych i odprowadzenia nadmiaru wód własnych, wreszcie do regulowania stopnia wilgoci gruntu, gdy chodzi o odwodnienie użytków rolnych.

Warunkiem niezbędnym każdego odwodnienia jest istnienie dostatecznego odpływu dla wód ściekowych, do którego nawiązane mogłyby być urządzenia szczegółowego odwodnienia.

Odpływ osiągnąć można drogą naturalną lub sztuczną. a) Odpływ naturalny osiąga się lub polepsza przez obniżenie stanu wody cieków naturalnych, jak rzeki i strumienie, zapomocą robót regulacyjnych, które je przystosowują do swobodnego odprowadzenia spływającej do nich wody z najmniejszą stratą spadku. Roboty te obejmują:

obniżenie poziomu wody cieku przez oczyszczenie i odchwaszczenie łożyska zamulonego lub zarośniętego,

zmniejszenie ilości rumowiska przez umocnienie brzegów, ustosunkowanie prędkości przepływu,

wyprostowanie silnych krzywizn, usuuięcie rozwidleń łożyska, usunięcie lub obniżenie sztucznych spiętrzeń.

W razie braku odbiorników dogodnych w postaci cieków naturalnych (rzeki) lub sztucznych (kanały), wodozbiorów stojących (jeziora), może być niekiedy osiągnięty odpływ wgłębny, przez wpuszczenie wody zabagnia-jącej do warstw wodonośnych, dostatecznie głęboko położonych i zdolnych ją odprowadzać (drenowanie holenderskie, studnie chłonne). W tym razie warunkiem jest upewnienie się, że warstwy te nie zawierają wody wgłębnej pod ciśnieniem, któraby groziła wydobyciem się jej na zewnątrz i powiększeniem zabagnienia. Miejscowości niskie, znajdujące sie w sferze zalewów

wodami napływowemi, mogą być ochronione obwałowaniem (patrz niżej rozdz. IV.).

Spływ wody z terenów zabagnionych, gdy braknie bezpośrednich danych hydrometrycznych, oblicza się dla obszarów większych podług wzorów Iszkowskiego (por. str. 513). Dla mniejszych obszarów przyjąć można, że rowy osuszające winny w ciągu miesiąca odprowadzić x/₄ części rocznych opadów,

⁴ 100.100.¹U h . 1000

os h Z/sek. i ha, gdzie h = opady roczne w rn.

co daje

Instrukcja Generalnej Komisji Śląskiej zaleca przyjmować Z na sek. i km²:

30.86400

Ilość wody spływającej

w okol. płask, w okol. pagórk.

Woda średnia......

Woda wysoka letnia. Woda najwyższa .. .

6— 10 25— 40 65-250

8—15 do 200 250—600

Dla bagien poleskich przyjmowano jako podstawę obliczeń kanałów osuszających 0,32—0,65 l na ha i sek.

Ogólnie wziąwszy odpływ winien mieć dostateczny przekrój, aby tam, gdzie chodzi o odwodnienie łąk, z łatwością była odprowadzona woda zwykła letnia, zaś przy odwodnieniu pól — wysokie wody zimowe. Kanały nie powinny posiadać zbyt wielkich spadków dla uniknięcia uszkadzania brzegów i pogłębiania się dna.

Skarpy, o właściwem do jakości gruntu pochyleniu (1 : ld/2—1: 2), należy darniować.

b) Odpływ sztuczny osiąga się na drodze mechanicznej, do czego potrzebne są nast. urządzenia i budowle : ogroblowanie doliny, rowy opaskowe,

sieć rowów odwadniających, doprowadzających wodę do najniższego miejsca (fig. 303), urządzenie mechaniczne przelewowe, śluza upustowa w celu naturalnego odprowadzenia wody podczas niskich stanów odbieralnika.

Okres pompowania winien w każdym poszczególnym wypadku być ustalony, a zależy od warunków klimatycznych, rodzaju kultur, czasu roztopów wiosennych itp. Czas przelewania wiosną wynosi 10 — 30 dni. Dla warunków środkowej Europy czas pompowania wynosi średnio około 2000 godzin rocznie.

Kan.

il

&.....

V-"

Fig. 303.

Określenie ilości przelewanej wody wynika z poprzednich wyjaśnień. Sprawę komplikować może obecność wody źródlanej. Dla dogodnych warunków przyjmują 0,35 1/sek. ha, w mniej dogodnych rachują do 0,70 1/sek. ha. W miarę powiększenia niziny odwadnianej można przyjmować mniejszą ilość wody.

Wysokość pompowania wynika z różnicy pomiędzy średnim stanem pożądanym wody gruntowej i poziomem wody w odbieralniku.

Moc silnika przy sprawności pompy = % wynosi W = 20 Qh, gdzie h = wysokość pompowania, Q — ilość wody w m³ na sek., N — ilość koni mechan. silnika do przeniesienia na pompę.

Urządzenia przelewowe. Ślimaki stosuje się dla wysokości do 3 m. Przy wahającym się poziomie wody niskiej nie zaleca się ich.

Rzutniee. Zalety: prostota wykonania i taniość utrzymania. Woda podnosi się tylko na różnicę pomiędzy niską (z odwodnienia) i wysoką wodą (w odbieralniku). Braki: duże rozmiary, strata wody, potrzeba stałego poziomu wody niskiej.

Pompy tłokowe tylko dla małej ilości wody, niepewne działanie. Pompy odśrodkowe odpowiednie przy dużych ilościach wody ściekowej i wysokościach znacznych podnoszenia. Sprawność — 0,8.

Silniki. Wiatraki z kołem tak dużym, aby mogły rozwinąć swą moc przy 4—4,5 m prędkości wiatru. Silniki parowe bezpieczniejsze i pewniejsze od poprzednich, zwłaszcza ze względu na uprawy wiosenne. Dla mniejszych ilości wód przy częstem przerywaniu ruchu odpowiednie są silniki wybuchowe.

Odwodnienie szczegółowe rowami. Sieć odwadniająca składa się rowów głównych i osaczających, które do pierwszych odprowadzają wodę. Oprócz tego rozróżnia się rowy opaskowe, obwodowe, ulgi. Rozkład rowów jest przeważnie określony położeniem i kierunkiem naturalnych kotlin. Ich przekrój wynika z istniejących spadków i ilości wysokiej wody odprowadzanej, przyczem prędkość przepływu winna być utrzymana w granicach, gwarantujących utrzymanie należyte skarp i dna.

Dopuszczalna średnia prędkość w rowach nieumocnionych: w gruncie szlamistym ....

„    „    piasczystym . . .

„    „    ilastym.....

„    „    żwirowym, torfowym

Przy prędkościach większych należy umacniać dno i brzegi.

W razie zbyt dużych spadków należy stosować kaskady, umocnienie dna.

Kształt przekroju poprzecznego rowów — trapezowy, o ile możności t. zw. „teoretycznie najkorzystniejszy“.

Szerokość dna conajmn.f ',3 m.

Nachylenie skarp

tg§==T ⁼ ¥; ^fig' ®°⁴):

w gruntach piasczystych ....

„    „    gliniastych.....

„    „    torfowych.....

0,15 m/sek. 0,30—0,50

0,50

1,00

-er

tir

#v

Fig. 304.

[F

1:1,5—1 : 1:1 —1: 5 1:0,5 -1:1,5

Pokrycie darniną brzegów przynajmniej od dołu jest niezbędne.

Z powodu łatwego obsuwania się brzegów, podmywanych przesączającą się wodą gruntową, konieczne jest częstokroć umocnienie ich faszyną lub płotkami.

Głębokość rowów osaczających zależna jest od pożądanej głębokości odwodnienia :

około 1,20 m

na kulturach torfowych ...    „    0,75—1 m

na łąkach .

Obliczanie przekroju poprzecznego dokonywa się z pomocą wzoru ogolnego Q = F v, v = k y7?7, kierując się zasadami kształtów najkorzystniejszych hydraulicznie. Spółczynnik k przyjmuje się zwykle według Ganguilleta i Kuttera, biorąc n = 0,25. Zalecane mogą być również wzory Bazina i Manninga.

na polach .

„    0,6—0,7 rn

Oddalenie rowów osaczających zależne jest od stopnia zabagnieuia terenu, przepuszczalności gruntu itp. wreszcie pożądanego stopnia odwodnienia, wynosi 30—200 m.

Zalety odwodnienia rowami:

1. znaczny przekrój rowów umożliwia szybkie odprowadzanie dużych ilości

wody,

2.    łatwe odprowadzanie wód powierzchniowych,

3.    przystosowanie do działania przy małych spadkach terenu,

4.    dostępność urządzeń i dogodniejszy nadzór nad nimi.

Drenowanie. Jest to sposób odwodnienia i przewietrzania gruntów za-pomocą kanałów zakrytych, utworzonych z rurek glinianych, cementowych, niekiedy drewnianych, faszynowych lub kamiennych.

2    <2 cz

dp°2

IfàlaçÈ

'odfi

Sieć drenowa składa się z sączków, zwykle równoległych, oraz zbieraczów, odprowadzających wodę do wspólnych wylotów, umieszczonych w rowach odpływowych. Część sieci drenarskiej, odprowadzająca wodę do jednego wylotu, zwie się działem drenarskim.

Kierunek sączków bywa prostopadły do warstwie przy spad-

----12. kach <C 0,5% lub mniej

' albo więcej ukośny przy spadkach większych (fig. 305).

Minimum spadku dla sączków —0,35%) dla zbieraczów o średnicy > 4 cm — 0,2%.

Głębokość drenów jest zależna od rodzaju roślin i gruntu, przyczem, ogólnie wziąwszy, głębsze drenowanie jest korzystniejsze niż płytkie. Przy rozważaniu głębokości drenów zauważyć należy, że poziom wody gruntowej

przybiera teoretycznie kształt krzywej parabolicznej, zależny od przepuszczalności gruntu. Pasmo, leżące pośrodku między dwoma rurociągami, jest płyciej odwodnione niż bezpośrednio nad nimi. Przeciętna głębokość odwodnienia zależna jest więc nie tylko od głębokości założenia drenów, ale i ich oddalenia (fig. 306).

Ze względu na głębokość zakorzeniania się roślin i inne wymagania rolnicze przyjęto jako przeciętną głębokość drenów :

na polach.........

na łąkach .........

w ogrodach ........

Zbieracze winny leżeć głębiej o 10 do 15 cm.

Zwięzłość gruntu opóźnia działanie drenów, oraz zmniejsza równomierność osuszania, to też w gruntach tego rodzaju zaleca się płytsze drenowanie niż na przepuszczalnych.

73

■ - 26

77

73

-J3._

mmmm

Fig. 306.

1,25 m 1,00 m 1,80 m

Rozstawa drenów czyli oddalenie sączków, przy zachowaniu stałej głębokości zależy, jak to wyżej powiedziano, od przepuszczalności grantu, pośrednio zaś od tych czynników, które wpływają na nią, a więc składu mechanicznego, ilości części koloidalnych, składników chemicznych jak wapna i żelaza. Pozatem nachylenie powierzchni, ilość wody gruntowej, przewiewność itp. mają wpływ niepośledni. W gruntach zwięzłych rozstawa drenów równe jest około 8-krotnej głębokości, w luźnych, przepuszczalnych — około 16-krotnej.

Przeciętna rozstawa drenów :

. 18—24 m . 16 — 18 m . 14—16 m . 12—14 m . 8—12 m

piasek .... piasek mokry . piasek gliniasty gliny lżejsze . gliny cięższe .

Ściślej, rozstawa określa się na podstawie rozbioru mechanicznego gleby, i to według jednych, biorąc za miarodajną zawartość % części „pyłowych“ (średnica < 0,01 mm), według innych, także części koloidalnych, lub wreszcie i grubszych części t. zw. „miału“ (0,01—0,05 mm).

Rodzaj gleby

Pył

Rozstawa przy g łeb. 1,25 m

Kopecky

Ganz

Ciężki ił . . . Ił piasczysty . Ił piasczysty . Zwięzła glina . Piasczysta glina Piasek gliniasty Piasek ....

> 70 70—55 55—40 40—30 30—20 20—10 <10

8,5

9,5

9,5— 11 11—13 13—15 15—17,5

17,5 — 19

8,5—9 9—11 11—13 13—15 15 — 17,5

17,5—21 21—24

Wykres, zestawiony przez autora w podręczniku „Nauka meljoracji“, za miarę rozstaw uwzględnia pył -f- ¹/a miału, która to liczba, przy różnorodności typów gleb, lepiej charakteryzuje stopień ich miałkości niż zawartość samego pyłu!

Według najnowszych badań pewniej daje się określić rozstawa przy pomocy oznaczenia t. zw. zbiorowej powierzchni gleby (suma powierzchni wszystkich ziarn w jednostce ciężaru). Ta ostatnia znajduje się pośrednio przez pomiar t. zw. wody hygroskopowej.

Średnica drenów. Dla jej określenia należy znać największą wodę przesiąkową z jednostki powierzchni, która zależy od ilości opadów, rozkładu ich, przepuszczalności gruntu, nachylenia powierzchni, głębokości założenia drenów itd. Według prof. Spöttle spływa z jednego ha na sek. :

0,25—0,50 l 0,50—0,70 l

z bardzo ciężkich glin ze zwykłych grantów z przepuszczalnych gruntów . . . 0,70—2,10 l

Dla wypadków przeciętnych, w naszych warunkach klimatycznych, przyjmuje się spływ, wynoszący 0,65 l\sek. i ha dla okolic nizinnych oraz 1 ż/sek. i ha dla okolic podgórskich, z większemi opadami.

Oznaczając :

w m¹,

F = powierzchnia przekroju rury d — średnica rury,

. Q — ilość wody na sek. w ms,

\/d h    \/h

= c|/ T ' T = Cl' f dT‘}

h — spad rurociągu,

I — długość rurociągu,

c = spółczynnik oporów we wzorze ogólnym na przepływ, ’ it d*

-4-; ®

Q = 0,785 ,Cl

75 h d'. —

H 55-

d.

rt

■ V-

li

"jWi

-Û

JXiwTTiT^'

~f '---r

Obszar odwodniony

Ch ^

:io%

, |_\LJ

-î-----

X \Oi

ba

3=0

LL

«N ÎQ.

'F

II

__

ns

E=

S£fl

0,3

Tn

_L

OJ 0,2 0,3 0,40,5

2    3 4 56 789/0%

5pad%

Fig. 307.

Spółczynnik k oblicza się z uproszczonego wzoru Kuttera:

przyjmując :

d = 0,04    0,05    0,056

k — 10,9    11,8    12,9

100 \R

■ ~V-R

OîJD

CO

JD

ce

■ł—¹ CO

0,13

16,9

0,16 m 18,0 m

2ÖÜ

0.5-07/

Prędkość przepływu wody winna być > 0,20 m, zaś w gruntach z piaskiem

h

płynnym > 0,75 m. Stąd wynika jako min. spadku — dla zbieraczów 0,2°/o,

zaś dla sączków 0,35%- Średnica drenów stosuje się do ilości wody doprowadzanej sączkami oraz spadku zbieracza. Zakładając średnicę, stosownie do posiadanych rur, znajduje się obszar, z którego woda osaczana może być odprowadzoną, nie przeciążając rurociągu. Wszystkie te rachunki ułatwiają stosowne tablice graficzne (fig. 307).

Wykonanie drenowania polega na następujących robotach :

a)    Regulowanie rowów odpływowych tak, aby wyloty były umieszczone najmniej 10 cm nad przewidywanym poziomem wody normalnej lub 30 cm nad dnem, gdy ilość wody jest nieznaczna.

b)    Wykopanie rowków drenowych, postępując z dołu do góry. Rowki dla rur winny być kopane możliwie wąskie, specjalnemi szpadlami i dno ich

wygładzane pobierkami (fig. 808). Dla utrzymania spadku równomiernego używa się sznura, naciągniętego na właściwej od dna wysokości, stosując się do głębokości wyznaczonych w projekcie.

UW

Fig. 308.

Fig. 309.

c)    Rozłożenie rurek i ukła- Jj danie ich z góry ku dołowi hakiem, zaś przy znacznych głębokościach lub dużych śre-dnicach rur — ręką.

d)    Przykrycie drenów ziemią zeskrobaną z brzegów na

15—20 cm. Zasypanie drenów [ziemią złożoną obok, tak, aby na wierzch przyszła gleba urodzajna.

e)    Drzewa w odległości 20—30 m od zbieraczów należy wyciąć lub zbieracze dszczelnić ocementowaniem. Źródła należy odprowadzić oddzielnemi rurociągami.

f)    Łączenie krzyżujących się rurociągów następuje przez wybicie odpowiednich otworów w ściankach i staranne dopasowanie tak, aby jeden rurociąg zachodził na drugi (fig. 309). Niekiedy używane są połączenia fasonowe.

'•7

Wyloty są najlepsze w kształcie rur żeliwnych, ujętych betono-wem obudowaniem, aby zabezpieczyć je od uszkodzeń, zarastania itp.

pM

s?

(fig. 310). Zaleca się zabezpieczenie wylotów klapą lub siatką ruchomą od wpełzania 'żab, zajęcy itp. szkodników.

Fig. 310.

Podniesienieplonów użytków rolnych przez drenowanie zależy od warunków miejscowych, jak klimat, gleba, rodzaj uprawy, uwidocznia się jednak nie tylko w mokrych latach, lecz i suchych, a wynosi dla roślin okopowych do 100% i kłosowych 25—40%. Poza tern osiąga się znaczne uproszczenie organizacji gospodarczej, możliwość stosowania różnych roślin itp.

•Drenowanie stosowane bywa i dla celów technicznych, jak osuszanie dróg, budowli itp.

II. Nawodnienie.

Działanie. Nawodnienie ma za cel powiększenie zasobów wilgoci, nawożenie, rozpuszczenia i rozprowadzenia materyj pożywnych, wreszcie regulowania temperatury gleby.

Działanie nawożące zależy od zawartości w wodzie zawieszonych mechanicznie lub rozpuszczonych ciał. W wodzie rzecznej przeważają pierwsze, w źródlanej mogą się znajdować drugie. Zwłaszcza zasobne są w materje pożywne jak potas, kwas fosforowy, wapno i azot, wody wysokie niektórych rzek. Nawodnienia użytków rolnych latem służą przeważnie jako środek uzupełnienia wilgoci potrzebnej roślinom, gdy nawodnienia wiosenne i jesienne mają za cel wzbogacenie materjami nawozowemi gleby, jak również rozpuszczenie zawartych w glebie soli pożywnych. Może być dalej brane pod uwagę działanie ługujące i odkwaszające glebę.

Szkodliwe dla nawodnienia bywają wody, pochodzące z kwaśnych bagien, zimnych źródeł, oraz zanieczyszczone trującemi ściekami fabrycznemi. Zwykle ograniczamy się oceną wody na zasadzie cech zewnętrznych, jednak pewne rośliny, zjawiające się na brzegach, mogą również świadczyć o większej lub mniejszej przydatności wód do celów irygacyjnych.

Często można bez trudności polepszyć wodę irygacyjną przez oczyszczenie jej zapomocą osadników, utlenienie zapomocą kaskad, wzbogacenie związkami pożywnemi przez dodanie gnojówki, wapna, ścieków z cukrowni, krochmalni itd.

Doprowadzenie wody. Czerpanie wody z cieków naturalnych może mieć miejsce wprost, gdy teren irygowany leży w bliskości, a wodę można kanałami doprowadzić w ten sposób, że panuje ona swym poziomem nad tym terenem. Zwykle jednak konieczne jest sztuczne spiętrzenie wody.

Położenie i kierunek doprowadzalnika w postaci kanału otwartego zależy od kształtu nawadnianego terenu. Powinien on być tak usytuowany, aby przy najmniejszem podniesieniu zw. wody nad powierzchnią terenu, zalewowi podlegać mogła największa powierzchnia. Podniesienie zw. wody ponad teren w doprowadzalnikach sypanych z ziemi powinno być tern mniejsze, im przepuszczalniejszy jest grunt ze względu na przewidywane straty. W wypadkach specjalnych stosuje się uszczelnianie kinety gliną, betonem itp. Spadki należy nadawać takie, aby nie nastąpiło uszkodzenie koryta.

Mały spadek doprowadzalnika sprzyja powiększeniu powierzchni nawodnianej, wpływa jednak na zwiększenie przekroju i osiadanie po drodze zawiesin żyznych. Dla zalewu pewnych szczególnie wysoko położonych terenów może być woda podnoszona mechanicznie.

Czerpanie wody ze źródeł. Z powodu małej wydajności daje się stosować tylko dla nieznacznych obszarów. Może być brana pod uwagę i woda drenowa, o ile przed użyciem zostanie dostatecznie utleniona. Wskutek niskiej temperatury i braku części pożywnych działania nawodnienia w tym razie nie należy przeceniać, zwłaszcza, że podczas lata wód tych zwykle braknie.

anie ze zbiorników, stawów, kanałów spławnych. Należy przeciwdziałać zaszlamowaniu się zbiorników i zmniejszeniu ich pojemności.

Z kanałów spławnych można czerpać wodę tylko w niewielkiej ilości. Woda ze zbiorników zwykle bywa wygrzaną, lecz wskutek osadzania pozbawiona cząstek pożywnych.

Sztuczne podnoszenie wody. Z powodu wysokich kosztów możliwe tylko przy zwilżaniu obszarów mniejszych ; liczenie w tym wypadku na działanie nawożące jest na miejscu tylko przy ściekach przemysłowych lub t miejskich. Silniki stałe rzadko są stosowane, natomiast częściej lokomobile, które i do innych celów rolniczych są użytkowane. Niekiedy stosuje się wiatraki automatyczne. Jako mechanizmy podnoszące wody są używane : koła czerpakowe (do 6 m wysokości), podnośniki czerpakowe (dla większych wysokości,

rp

Cze

N km,

jak czerpanie ze studzien), ślimaki, pompy ssąco-tłoczące lub odśrodkowe dla podnoszenia większych ilości wody na większa wysokość.

Moc potrzebna do podnoszenia wody : gdy Q — ilość wody w litrach na sekundę, zaś h wysokość podniesienia w m

Qhf]

75

Ti — y do y

Przy obliczaniu uwzględniać należy sprawność mechanizmów podnoszących wodę=0,75—0,9.

Systemy nawodnienia. System nasiąkowy polega na przeprowadzeniu płytkich brózd lub rowków, do których woda wpuszczona wsiąka, nasycając wilgocią grunt obocznie leżący. Sposób ten daje się wykonać na gruntach płaskich, jednostajnych i dość przepuszczalnych. Itozpowszechniony jest dla nawadniania pól i ogrodów.

System podsiąkowy. Woda, spiętrzona w rowach głębszych, sprzyja podniesieniu poziomu wód gruntowych i zasila wilgocią warstwy wierzchnie przez podsiąkanie jej od dołu. Sposób ten daje się wykonać na gruntach o małych spadkach i zwykle stanowi uzupełnienie odwadniania na gruntach, odznaczających się znaczną włoskowatością, jak np. torfowe.

System zalewowy znajduje zastosowanie na gruntach przepuszczalnych i przewiewnych. Woda zostaje spiętrzona przez ogroblowanie terenu i spuszczona, gdy cząstki zawieszone osiądą. Teren dzieli śię na kwatery płytkie 5—10 ha rozległe. Doprowadzenie wody następuje zapomocą śluzek lub mnichów. Głębokość zalewu nie powinna przekraczać 0,6 m. Groble otrzymują wysokość 0,3 — 0,4 m ponad zwr. wody, szer. korony 1 m i nachylenie skarp 2—3-krotne. Pożądane jest doprowadzenie wody świeżej dla każdej kwatery. Należy uwzg-lędnić konieczność zaopatrzenia kwater w gęstą sieć rowów odwodniających.

Zalety tego systemu : taniość, łatwość obsługi ; wady : utrudnienie dostępu tlenu powietrza, długotrwałość zalewania, przesycanie wodą gruntu. Braki usuwa się częściowo przez zalewy z wodą przepływową, gdzie przez stałe doprowadzanie wody świeżej od góry do poszczególnych kwater i odprowadzanie nadmiaru, daje się utrzymać stałą cyrkulację.

Nierównie korzystniejsze jest nawodnianie cienką warstwą wody stale znajdującej się w ruchu, czyli t. zw. zraszanie. Może to być uskutecznione tylko na powierzchniach zadarnionych, tj. łąkach lub pastwiskach.

System stokowy naturalny stosuje się na powierzchniach z jednostajnym spadkiem > 2%. Woda, doprowadzona rowkami prostopadłemi do spadku, rozlewa się zapomocą brózd rozlewowych, prowadzonych równolegle do warstwie dł. 10 — 30 m, gł. 15—20 cm.

Systemy stokowe sztuczne, jak grzbiety dwuspadkowe (zagony) lub jednospadkowe. Pierwsze na płaskich terenach, drugie na urozmaiconych, ze spadkiem <2%. Długość normalna grzbietów wynosi 20—70 m, szerokość 8—20 m, nachylenie powierzchni stokowych 2—4°/₀. Brózdy rozlewowe biegną grzbietem ze spadkiem 0,5%o- Spadek brózd odwodniających = 0,5%. Przy zaletach teoretycznych tych systemów, wysokie koszta, trudność utrzymania itd. ograniczają użycie ich. Częściej stosowane bywają rowy rozlewowe, trasowane stosownie do ukształtowania terenu grzbietami naturalnemi, z których bezpośrednio woda przez krawędź poziomą przelewa się, zraszając sąsiedni teren. W tym celu dłuższe rowy dzielone są na odcinki 30—40 m długie, uskokami, zapomocą śluzek spiętrzających.

Wszystkie te systemy nawadniań usuwają powoli wchodzące w użycie deszczownie, zwłaszcza na polach, ogrodach i wogóle terenach intensywnie zagospodarowanych. Polegają na aparatach mechanicznych, rozpryskujących wodę po powierzchni. Woda dostarczana jest pod ciśnieniem 6—8 atm.

Zapotrzebowanie wody do nawodnienia zależy od klimatu, gleby, pory roku, stanu pogody, rodzaju kultur, celu nawodnienia i sposobu, wreszcie od strat zarówno w doprowadzalnikach jak i na obszarze nawadnianym.

Według Heuschmidta w czasie suchym potrzeba do nawadniania łąk:

Przy glebie gliniastej dwukrotne zwilżenie warstwą ogólną wody 0,28 m.

Przy glebie średnio przepuszczalnej — trzykrotne nawodnienie warstwą og. 0,50 m.

Przy przepuszczalnej glebie gliniasto-piasczystej 4—5-krotne nawodnienie warstwą 0,75—1,00 ?«, dla suchych gruntów piasczystych potrzeba liczyć conajmniej 3 l ha i sek., zwilżając je co 8 dni.

Według Gerharda wystarcza jednorazowe zwilżenie łąk po pierwszym pokosie dawką 80—100 mm. Dla pól w warunkach środkowej Europy dawki całkowite roczne wynoszą 100—120 mm, dla warzyw dosięgają 240 mm.

Woda doprowadzana częściowo przyswojona zostaje przez rośliny, w części zaś ulatnia się, lub przez glebę kapilarnie zostaje przytrzymaną, a zatem nie powraca do cieku wodnego, skąd została zaczerpniętą. Eeszta, spływając rowami odwadniającemi, częściowo wsiąka, sprzyjając podwyższeniu wody gruntowej lub dosięga w końcu odpływu.

Niewątpliwie najsłuszniejsze jest oparcie obliczenia zapotrzebowania wody na zjawiskach, towarzyszących rozlewowi wody przy uwzględnieniu warunków przyrodniczych, oraz technicznych urządzeń irygacyjnych. Friedrich podaje dla systemu zalewowego wzór:

Q^^FWT. + Fh F F

02 = ^-+ ÿr>

gdzie T₁ — liczba dni potrzebnych do napełnienia kwatery, T₂ = liczba dni pozostawania kwatery pod wodą, F — obszar kwatery w m², h = średnia gł. zalewu w m, W = warstwa wody wsiąkającej w przeciągu dnia w m, E = dzienne parowanie wody w m, Q\ = ilość wody potrzebnej do napełnienia kwatery w m³, Q₂ = ilość wrody potrzebnej do zasilenia kwatery podczas pozostawania jej pod wodą.

Dla systemów stokowych (według Friedricha): Stały dopływ sekundowy w pierwszym i drugim okresie (rozlew pierwiastkowy wody po

stoku i stałe zraszanie stoku): = q₂ = 1000 W- U ^ ljsek. ha.

Czas trwania I. okresu tx — ~ Qnn sek.

K sek.

hi

Czas trwania II. okresu tx —

h.->

Najmniejsze zużycie wody osiąga się przy n — l gn n — 1 = -7—, gdzie hi

hi

oznacza średnią głębokość wody gromadzącej się w nierównościach stoku, h₂ = gł. warstwy wsiąkającej w grunt podczas II. okresu, w = spółczynnik przesiąkania, n — liczba >1 wyrażająca stosunek wody dopływającej na stok do odpływającej z niego (1V₂—15). Przy irygacji stokowej dopływ sekundowy na każde 10 m brózdy rozlewowej nie powinien przekraczać 5 l i dochodzić do 0,4£/sek. Na 1 ha liczą od 15 do 50 l/sek.

III. Kultura torfowisk.

umiarkowanem

Torfowiska nizinne nadają się do zużytkowania przy odwodnieniu na łąki i pastwiska, a nawet i pola uprawne. Odpływy winny być tak wybudowane, aby grunt mógł być odwadniany i w zimie

oraz przewietrzany, zaś w lecie, by rośliny znajdowały dostateczną wilgoć. W" tym celu służą śluzki spiętrzające wodę w rowach osuszających, niekiedy urządzenia, doprowadzające ją. Wogóle poziom wody gruntowej po osadzeniu sie gruntu winien znajdować się na łąkach, na gł. ok. 50 c/w, na pastwiskach 70—80 cm. Przy pokryciu mineralnem o 20 cm głębiej. Po wybudowaniu odprowadzalników głównych następuje odwodnienie poszczególnych parceli zapomocą rowów otwartych lub lepiej drenów faszy-nowych, drewnianych lub rurkowych w odległościach 10—15 m. Po wyrównaniu powierzchni darnina zostaje dostatecznie głęboko zorana, a grunt zasilony potasem w postaci nawozów mineralnych, jak kainit, 40% sole potasowe, oraz kwasem fosforowym w postaci mączki Thomasa lub superfosfatu. W roku pierwszym stosowane jest nawożenie silniejsze (przeciętnie 800—900 kg na 1 ha kainitu oraz 500—600 kg tomasówki) w latach następujących daje się tylko uzupełnienie związków pożywnych, wyczerpanych przez zbiory (na łąkach dla każdych 1000 kg siana ok. 160 kg kainitu i 40 kg tomasówki, na pastwiskach pożądane pokrycie piaskiem, nawożenie uzupełniające co 3—4 lat). Pokrycie piaskiem (metoda Eimpaua) właściwe jest tylko na takich łąkach, które bez pokrycia cierpią na brak wilgoci i uszkadzane są późnemi przymrozkami. Uprawa polna na torfowiskach bez pokrycia mineralnego przedstawia często ryzyko.

oraz

Torfowiska wyżynne. Uprawa przy pomocy spalenia powierzchni jest do zarzucenia jako system rabunkowy. W razie tylko bardzo utrudnionej obróbki gleby wskazane być może jedno- lub dwukrotne spalenie warstwy wierzchniej jako zabieg wstępny do uprawy.

Uprawa holenderska (Veencultur). Przez budowę kanałów zostaje uregulowany stan wilgotności i stworzone komunikacje wodne. Warstwa wierzchnia torfu zostaje zdjęta i jako materjał opałowy spławiona, powierzchnia otrzymana zostaje wyrównana, pokryta ziemią mineralną, wodobytą z dna kanałów, 0,1 m grubo i zmieszana z nawozem, szlamem, popiołem i kompostem. Liczne, kwitnące kolonje w ten sposób uprawne świadczą o celowości tego sposobu.

Uprawa właściwa torfowisk wyżynnych polega na zasileniu ubogiej gleby w pierwiastki pożywne jak azot, kwas fosforowy, potas, wapno w formie łatwo przyswajalnej i skoncentrowanej. Szczególnie ważne jest zasilenie wapnem, aby zneutralizować szkodliwe dla roślin kwasy próchniczne, szczególnie pożyteczny jest margiel i szlam. Obok żyta i ziemniaków uprawiane są rośliny strączkowe przy zachowaniu stosownego płodozmianu. Uprawę właściwą torfowiska poprzedza dostateczne odwodnienie zapomocą rowów, lepiej drenów, zaopatrzonych w zawory spiętrzające w celu regulowania wilgoci. Warstwa wierzchnia podlega zoraniu, bronowaniu i zapomocą specjalnych walców utłaczaną w celu zachowania włoskowatości gleby i zabezpieczenie jej w ten sposób od przesuszenia.

Dawki nawozowe dla torfów wyżynnych wynoszą początkowo ok. 4000—8000 kg wysokoprocentowego marglu lub o połowę mniej wapna palonego, 300—400 kg 40% soli potasowych, 800—900 kg mączki Thomasa, 200 kg saletry chilijskiej. Następne dawki mogą być zmniejszone.

IV. Wałowanie nizin.

Przy obliczaniuprzekrojupoprzecznego wałów ochronnych należy uwzględnić następujące czynniki:

1. Ciśnienie wody. Jeśli oznacza (fig. 311) : x — szer. podstawy wału, h = wysokość wody nad postawą, y = ciężar m objętości wody w I, ye--= ciężar m objętości ziemi w t, = tangens kąta tarcia między wałem i gruntem, stateczność wału na przesunięcie będzie miała miejsce, jeśli

fylT.-Tläf

dla 7 = 1 Ye =1,0 oraz jx = 0,5    h.

Oprócz przesunięcia wału na swem podłożu, ciśnienie wody może spowodować :

a) Pogrążenie się wału przy małej wytrzymałości podłoża. Należy zmniejszać ciśnienie jednostkowe przez rozszerzenie podstawy.

b) Eozmiękczenie wału. Przeciwdziała temu odpowiedni materjał, jak glina z dodatkiem 15 do 20% piasku. Przy sypaniu z piasku należy stosować rdzeń z iłu lub zewnętrzną skarpę ubezpieczyć pokryciem nieprzepuszczalnem. Należy również zwrócić uwagę na związanie silne grobli z podłożem.

2.    Prąd wody staje się niebezpieczny, zwłaszcza na wklęsłej stronie łuków, podczas wysokich wód i przepływu kry. Ubezpieczenie wewnętrznej skarpy, dając płaskie odkosy, staranne odarniowanie, brukowanie na grubość 30 cm z podsypką 15—30 cm żwirową, niekiedy w razach potrzeby na zaprawę hydrauliczną.

wałów.

3.    Uderzenie fal. Przeciwdziałają temu dobrze wzmocnione skarpy

4.    Przelew wody wskutek spiętrzenia jej w razie zatorów. Należy stosować płaskie zewnętrzne skarpy.

5.    Nory krecie. Nie należy używać ziemi próchnicznej, sprzyjającej rozwojowi robaków, a wraz z niemi i zjawianiu się kretów.

Przekrój wałów zimowych (dla wód wiosennych) stosować według (fig. 312).

Pasma ochronne (ława wewnętrzna i ława zewnętrzna) należy pozostawić wyłącznie do użytku jako łąki i pastwiska.

\A6

Fig. 311.

Fig. 312.

Wysokość wałów powinna uwzględniać możliwość spiętrzenia wody wskutek zatorów. W zasadzie korona sięga 0,6—0,8 m ponad najwyższy stan wody. Dla wałów na wodę letnią, mniej. Szer. korony wałowań zimowych 2—5 m, zaś-letnich 1—1,5 m. Dla przejazdu szer. korony = 5 m.

W wałach winny być wbudowane śluzy lub przepusty odwadniające dolinę, a w letnich — nawadniające. Pierwsze powinny być takie, by mogły się samoczynnie otwierać w miarę opadania poziomu wody.

V. Stawy rybne.

Stawy, przeznaczone dla sztucznej hodowli ryb, są to wTodozbiory, wykonane przeważnie na powierzchni gruntu w ten sposób, aby można je dowolnie napełniać i opróżniać. Tą drogą bezużyteczne lub słabo wyzyskane obszary mogą być zużytkowane w sposób rentowny. Konieczność uwzględnienia pewnych wymagań hodowlanych, zależnych od rodzaju, wieku ryb, wymagań rynków zbytu, wreszcie warunków topograficznych, hydrologicznych itp. stwarza potrzebę budowy stawów, różniących się co do swej wielkości kształtu, głębokości.

Przy wyborze terenu zwrócić należy uwagę na warunki następujące

a)    położenie i ukształtowanie powierzchni;

b)    warunki hydrologiczne (jakość, obfitość wody rozporządzalnej) ;

c)    jakość gleby (żyzność, przepuszczalność).

2ÖG

Podział stawów. Według sposobu zasilania wodą rozróżniamy:

Stawy opadowe, czyli zasilane wyłącznie wodą, pochodzącą bezpośrednio z opadów atmosferycznych, jak deszcze, śniegi. Możliwe do założenia tylko przy dostatecznie dużej zlewni, wysokich opadach i gruncie mało przepuszczalnym.

Zalety ich: woda ciepła, pozbawiona szkodników.

Wady: powolne i niepewne zasilanie wodą, łatwe wysychanie, przegrzewanie, konieczność nadawania znacznych głębokości.

2.    Stawy źródlane, czyli zasilane wodą pochodzącą bezpośrednio ze źródeł. Zalety ich : woda zazwyczaj stała, czysta, o stałej temperaturze, pozbawiona szkodników, nadająca się do hodowli ryb pstrągowych.

Wady : woda jałowa, uboga w tlen, zwykle mało obfita.

3.    Stawy rzeczne, zasilane wodą czerpaną z rzek strumieni.

Zalety : woda obfita, żyzna, możność odświeżania jej.

Wady : niebezpieczeństwo wprowadzenia szkodników, infekcji, substancyj trujących (ścieki przemysłowe), kosztowność spiętrzania wody, jak również doprowadzenia jej.

Według sposobu użytkowania, uwzględniając najbardziej u rozpowszechnioną hodowlę karpi, rozróżniamy :

1. Stawy wycierowe, przeznaczone dla składania ikry oraz wylęgu ryb.

Wielkość 150—1000 ?w², gł. zalewu 0,2 —0,3 m, kształt zwykle prostokątny.

Powierzchnia gładka, starannie wydamiowana z nachyleniem ku południowi. Stawy zaopatrzone są w rowki odwadniające 0,3—0,5 m głębokie. Warunek nieodzowny : możność samodzielnego napełniania Wodą czystą i opróżniania tak, aby wyciery podczas, gdy nie są użytkowane, mogły być starannie

1.

w lecie nas

osuszone.

2.    Przepustki — niewielkie stawy o przeciętnej głębokości0,3 w, do których rybki z wycierów są po kilku dniach przepuszczone i tam pozostają pierwsze tygodnie życia. Przesadki winny bezpośrednio komunikować się z wycierami.

3.    Przesadki głębokości przeciętnej 0,5 m przeznaczone dla rybek, odhodowanych na stawach poprzednich, a które pozostają w nich przez pozostałą część roku pierwszego i wyrastają do wagi 50—100 g.

4.    Stawy kroczkowe, w których pozostają ryby w drugim roku życia, głębokości przeciętnie 0,75 m, napełniane są zwykle stopniowo, w miarę wzrostu ryb, który dochodzi 250— 300 g.

5.    Stawy kupieckie lub w y r o s t o w e, w których karpie przepędzają rok trzeci, wzgl. czwarty i wyrastają na ryby sprzedażne, wagi do 1500 g. Gł. stawów tych może dosięgnąć 1,25 m, pożądane są przytem miejsca płytsze.

6.    Zimochowy, niewielkie stawy, zwykle częściowo kopane, częściowo w nasypie, o głębokości 1,60—2,00 m, z zabezpieczonym dopływem stałym podczas zimy wody świeżej, oraz odpływem, pozwalającym utrzymać dno podczas lata w stanie suchym. Wielkość zimochowów normalnie 400—1600 m², przytem zaleca się mniejsze, lecz w liczbie większej, aby umożliwić dowolne pegregowanie ryb. Dla ułatwienia życia ryb zgromadzonych w zimochowach (40—60 Jcg na 1 ms) konieczna jest stała cyrkulacja wody bogatej w tlen, dopływającej z góry i odpływającej od spodu.

krocz-

Ustosunkowanie obszarów. Wielkość obszarów, zajęta przez poszczególne stawy, uzależniona jest od względów technicznych, jak granice, spadki, ilość rozporządzalnej wody. Jednak ustosunkowanie obszarów obejmujących różne rodzaje stawów (przesadkowe, kroczkowe itd.), zależne jest od planu gospodarczego oraz żyzności terenu.

Teoretycznie, stosunek pomiędzy obszarem stawów wyrostowych, kowych i przesadkowych w całokształcie gospodarstwa daje się obliczyć z otrzymywanego na danym terenie przyrostu z 1 ha, oraz przyrostu na sztuce, do którego dąży hodowca.

Obszar F pożądany dla stawu w ha, oraz obsadę jego 0 na 1 ha podają wzory orjentacyjne :

N 1 — -4-r

100

gdzie

N = ilość sztuk, stanowiących obsadę,

O = obsada na 1 ha,

P — przyrost ogólny z 1 ha w kg, p = pożądany przyrost w kg na 1 sztuce, s% — strata w % sztuk.'

Przyrost z 1 ha w kg:

małe stawy wśród wsi............... .

większe stawy b. urodzajne, zasilane ściekami......

stawy wśród średnio urodzajnych pól . .........

stawy wśród lasów..................

stawy na nieurodzajnych polach, torfowiskach......

stawy nieurodzajne, na torfowisku wyżynnem......

W latach pierwszych eksploatacji stawów przyrosty te zawsze są wyższe.

Przyrost na sztuce zależny jest z jednej strony od planu hodowlanego, zapotrzebowań rynkowych, z drugiej od materjału hodowlanego i warunków miejscowych, a wynosi:

w roku I. normalnie 0,050 kg, dochodzi do 0,200 kg

„ 0,500 kg V 1,50 kg

Straty wynoszą w przesadkach do 25°/o, w stawach kroczkowych do 10%, zaś w kupieckich 3—5%-

Eóżni hodowcy zalecają dość różne ustosunkowania obszarów, oparte na praktyce. Przy systemie hodowli 3-letnim, u nas przyjętym, polecić można następujące zestawienie: dla produkcji ryby kupieckiej 0,6 kg — przesadki 7%, kroczkowe 32%, kupieckie 61% ogólnego obszaru gospodarstwa rybnego; dla produkcji ryby kupieckiej 1 kg — przesadki 4°/₀, kroczkowe 19%, kupieckie 77%.

Jeden kompleks tarlisk (minimalnie 2 stawy) może wystarczyć do zagospodarowania 200—300 ha.

200—400 kg 100—200 kg 185—100 kg 35— 55 kg 45— 55 kg 20— 45 kg

n.

„ „ m.

0,200 kg, 0,600 kg,

Zapotrzebowanie wody. Ilość wody, potrzebna do zalania stawów i utrzymania zalewu, zależna jest od a) właściwości gruntu, h) głębokości stawów, c) wielkości ich, d) pory roku, e) warunków klimatycznych.

Zalew wymaga:

<?= h+Fh

q 86400 ti

gdzie Q ilość wody w m³ potrzebna do zalewu, q ilość wody w m³ na sek., źj czas trwania zalewu w dniach, F obszar stawów w m², h przeciętna głębokość stawów w m, w spółczynnik wsiąkania w m na dzień.

W okresach początkowych wynosi wsiąkanie 0,08—0,8 m na dzień, maleje jednak prędko i przy zaszlamowanych stawach zmniejsza się bardzo znacznie.

Należy uwzględniać straty w doprowadzalnikach i na przesiąkanie grobel. Praktycy przyjmują stały dopływ potrzebny 1 —1,6 l na ha i sek.

Doprowadzenie wody. Jeśli pobranie wody następuje z naturalnych cieków, potrzebne jest zwykle spiętrzenie jej (fig. 313). W tym celu stosowane są jazy stałe lub ruchome.

Zapomocą śluzy wpustowej woda dostaje się do doprowadzalnika zwykle w kształcie rowu otwartego, stosownych wymiarów, wytrasowanego

"/ß

Rnroil

torvish(

prÆÙf

AI

Fig. 313.

z małym spadkiem terenu. W miarę przekraczania dolin stosuje się akwadukty, lewary ; przekraczając wzgórza — przekopy szalowane, sztolnie.

Przekrój doprowadzalników zaleca się najekonomiczniejszy i ze względów na straty wody należy wykonywać kanały wkopane, nie zaś sypane nad terenem. Przy zastosowaniu materjału przepuszczalnego należy dno i boki uszczelnić iłem.

Doprowadzalniki kryte w postaci rur cementowych, żelaznych lub kamionkowych wykonywa się rzadko ze względu wysokich kosztów.

■—-lo

Urządzenia stawowe.

Groble stawowe sypane ₍____

są zwykle z materjału obok ^ leżącego. W wypadkach wyjątkowej przepuszczał- —S3 ności stosuje się jądro z gli- r ny, lub pokrycie skarpy wewnętrznej materjałem nieprzepuszczalnym (fig. 314).

Groble

yĄ '■ Ziemiay*

i\

Zamek

tSé

Fig. 314.

amek

należy sypać warstwami z ziemi miałkiej, na grunt oczyszczony z darni i od spodu zaopatrzone w t. zw. zamki. Szer. korony normalnie równa wysokości, niemniej jednak 1,5 — 2 m\ nachylenie skarpy zewnętrznej 1:1,5, wewnętrznej —1:2 (fig. 315). Wysokość — 0,5 do 0,6 m ponad normalnem zwierciadłem wody w stawie.

150

0.6A

Fig. 315.

Skarpy winny być pokryte darniną.

Odwodnienie stawów zapomocą sieci rowów odpływowych głębokości do 60 cm o łagodnem nachyleniu skarp 1:2. Sieć ta winna starannie obejmować wszystkie kotliny i sprowadzać wodę do jednego, najniższego punktu.

Łowisko — zagłębienie 100—200 m², z dnem wyrównanem, brzegami płotkowanemi, do którego schodzą się rowy osuszające. Tam przy opróżnianiu stawów gromadzą się ryby i stąd są wybierane.

i! Ir?

Doprowadzenie wody do stawów i odprowadzenie jej poprzez groble odbywa się zapomocą t.zw. mnichów, wstawionych w odpowiednich miejscach w groble stawowe (fig. 316). Objekty te składają się z rury poziomej (leżaka), oraz wbudowanej w nią pionowej (stojaka), która jest od zewnętrznej strony otwarta i może być do żądanej wysokości zamykana zastawkami. Usuwając kolejno wąskie zastawki, można regulować dogodnie poziom wody w stawach lub też całkowicie ją spuszczać.

■Or

Fig 310.

Mnichy wykonywane są z drzewa, lepiej — betonu lub żel. betonu. Szczegóły budowy mnichów bywają różne, zależnie od użytkowania ich (z odpływem wody górą lub spodem). Wielkość przekrojów winna być zastosowana do przewidywanego przepływu wody.

Urządzenia zabezpieczające. Nagły dopływ wody do stawu, lub podwyższenie poziomu jej wskutek większych opadów może spowodować przepełnienie [Stawu i nadwyrężenie grobel. W celu zapobieżenia temu stosują się prze wał y w groblach, obudowane silnie i przystosowane wielkością do utrzymania normalnego poziomu wody. Mogą być w tym celu stosowane jazy automatyczne, niekiedy budują również przelewy rurowe. Wlot winien być zabezpieczony obudowaniem z krat, dla zabezpieczenia przeciw stratom ryb.

Dla zabezpieczenia od napływu wód burzowych, wielkich wód rzecznych itp. stosuje się zawsze kanały obwodowe, kanały burzowe lub ulgi, których przekrój należy starannie obliczyć przy uwzględnieniu wód katastrofalnych. Wszystkie budowle stawowe winny być wykonane bardzo starannie ze względu na grunt niepewny i stosować się do ogólnych zasad budownictwa wodnego.

LITERATURA.

Skotnicki Cz. : Zasady teorji drenowania. 1912.

Skotnicki Oz.: Technika odwodnienia bagien. 1918.

Skotnicki Oz.: Drenowanie w zastosowaniu do rolnictwa i techniki. 1923. Skotnicki Cz. : Nauka melioracji. 1923.

Bersch W.: Handbuch der Moorkultur.

Friedrich A.: Kdturtechnischer Wasserbau. 1914.

Handbuch der Ingenieurwissenschaften. III. T., 7. 1924.

Krüger E.: Kulturtechnischer Wasserbau. 1925.

Vogler E.: Grundlehren der Kulturtechnik. 1909.

Zink A.: Der Teichbau.

Meteorologja.

Napisał

prof. Kazimierz Szulc,

dyrektor Państwowego Instytutu Meteorologicznego, Warszawa.

wska-

Temperatura. Średnią dzienną temperatury otrzymujemy, notując zania termometru w pewnych oznaczonych godzinach i wyprowadzając z nich średnią arytmetyczną. Dokładniejszą średnią można wyprowadzić z krzywej

GI^t^O^GO^iO^rH GO^ ^ C0_ -ID_ 05_ GO^ GT^ CO^    ^ CO^ l>- «O CO

XII h Rok

l> l> t-Tçc !>r co"'^ MG    I>0" GO*" t>^ ZD CC t~~ CD CD    t>T

^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^    ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

THCOGlOGIGlCOCOrHGlCOGlTHr^CO

! I I 1 II I i I i I I I I I

CgT r-T r-T t-T o' r-T gT    of gJ'

>~H

cflrjiœioœ®rj(coinco5iffiai>aHrjio®oo o^r^-T-^a^co r-T «hT s<r r-T eo" fff oT cT

fflfflOrHffłrHffłOi-HlMT-lOTHffaOT-H

do okresu 50-letniego 1851—

i S. Kosińskiej.)

XI ! III A    IIA

œ O

hH

io co^ co^ co^ go^ i>^ gi^ h gi^ ^    ^    co^ o^ t-j

l>r aT t>r oTGO*'<»    I>rgo'go"' i>* cc c/o go'go' «o oT go"' «o' l- go' o' CO

0^t>- «0^0 as    GO 05 T-H    r>* C^CO O t- ^«O^T-^b^Tj^«©^

co co' gT -^T co'^co'co' crT cgT cgT -^T erT ^ gT ccT "^T co' gT gT co o' co

tH tH rH t-H tH rH i-H tH rH t-H tH rH i-H rH tH rH tH tH tH tH tH tH rH tH rH

l> »O O O CO O N 05 O 05 CO N CO 05 O b iO^r-^iQ^GO^^ I>Tt^ri>Tęo't-roo"i>'^rt-Ti^GO i> I> h-Vx^VaoVb- »o i>T^ GO

tH rH rH rH rH rH rH tH rH rH n rH rH -rH rH t—> rH rH r-* rH rH rH rH rH rH

OiOn+IOGlOt^t^C^t-rHOCOGOO    ^

CGCGC&t^t^OiCGiGCOCGGiOtCGCOCOOiCOCGCZCGCGCD CC iO oT

rHrHrHrHrHTHrHrHrHrHrHrHrHrHrHrHTHrHrHrHrHrHrHrHrH

iO >q^ vO_ COO C0_50 ©^ 50^ ©_ O ff3 CO iO_ ffl C0_C0_ t- -J 50^ •<*.CO CC_

t-f crT crT o~ tA cl' -*if cA t-f r-t t>f t~f t>~ t~f erf «if tA t-T i>T -^T t-T ccT t-"

rH rH rH tH rH rH tH rH tH r-i rH tH rH rH tH rH tH rH rH tH rH rH rH r-t rH

.2 i

tc n o w ^ co cc^>o W'dfjîccoa^oo i-<_© ecfsffffr-rcfctfcrfcrcifecrcffccfcrffffccfccffffccr^KfofT-ffffafcd

rH H r! H    THr-tT-Hr-tr—H-rHr-H-rHr—iTH-rHi-Hi—tTH^Hi-HT-Hr-H    i—i

.a

•3

-5

'7.

HTHC-HCON®(N51iO!l5©(NC-iOCrr#iO vO^ tO^ G0_ 00^ ff<^ CO^ ©^ t-f t- !'■' © -rf~ t>T fcC icT C-T tA (A O tA L~- I A t-T © © ' VJ t- © O L— -+ f.

io^co_<M S)ioc-oio t~’co tortHcoor—cotQîoao i-^t-^ic^^-^co^ o' r-T of o' o' in' of o’ ©' r-T t-T o' t4' ©f i-T r-T i-T o' <m t-T i-T o' i-T A o

to N iO_® M C^CO O 00 <M^O_^O_t^C0_    »C^OO^r-^O^CO^T-^

©

Ph

CO W rH Ol O t—T fff -rjT ccT fff fff -ęf ®f H 51 Ol io' ■*J1*-*ff3^C0ff'I''^'*5i I I 1    ! I I I I I I I 1 I 1    ! I I I I ! I I I ! I

^G^O O ^ CO 05 GO    0^00^50^co^

hH

c^r gT co~ r-r gTcd r^r «^rco to «r r-r co' «r »o' o' gT ccT o' co co »o »o

Stacje

Brześć n. Bugiem Bydgoszcz . . . Cieszyn . . . . Choinice . . .

Hel.....

Kalisz .... Kraków .... Krynica .... Lublin .... Lwow .... Łowicz ....

Pińsk.....

Piotrków . . . Poznań .... Puławy .... Radom .... Suwałki .... Tarnopol . . . Tarnów .... Warszawa . . . Wilno . . . .

Wisła.....

Włocławek . . Zakopane . . . Zdołbunów . .

to

Oi

rH

Wilno . .

Warszawa

Poznań

Pińsk . .

Kraków

Hel .

max. abs. min. abs.

max. abs. min. abs.

max. abs. min. abs.

max. abs. min. abs.

max. abs. min. abs.

f max. abs. \ min. abs.

Bydgoszcz

max. abs. min. abs.

— 31,9

7,0

-30,1

10,0

—22,0

10,5

—29,4

9,1

—31,4

12,0

-27,1

6,4

-25,6

9,5

-29,0

7,8

—30,6

18,8

—22,2 I -16,8

12,0

— 20,4

14,7

0 ‘L7- —

9,1

— 22,0

16,8

—24,7

8,4

—22,6

13,8

II

20,3

—17,8

21,2

—24,4

20,2

—20,2

21,7

—23,3

16,7

—22,0

20,8

HI

Temperatury skrajne (najwyższe

—10,5

24,1

-4,3

23,8

— 5,6

24,8

-5,9

23,8

“9,1

28,3

-7,6

23,7

-7,2

24,7

Al

—3,6

32,7

-1,0

34,0

FI-

31,9

32,2

-2,6

-3,7

30,3

—3,5

29,7

-4,2

34,2

co

J-Ł to

co

03 JO

'bo oo bs

co    co

^CO JOO    JO 03

*«<l 'co    'em 'rf*.

co

Ol o*

co    co

H-*- I—*■    to Ot

'o 'em    bo 'bo

w_

co    co

C5 JIO 05 u«

^ bo

cm

CO    co

03    jut

h* 'o^ o 'm-

co

JJ5

'co ~o

co    co

JIO    J75 J37>

O C5    't© bn

VII

Tablica 2. i najniższe minima) w

co

JW

'o "bi

co O* Jp

o 'bo

co    co

U*    03 OX

'oi ^<1    M- 'to

co    co    co

V?⁵ vPł    _CO

'to 'c» V- 'co 'ÎU 'co

VIII

Polsce

28,5

-1,7

co    ts

O ^ JD J£> "o 'm- V VQ0

vz-

30,5

-1,4

30,2

i“z—

27,3

— 0,6

31,2

IX

Sr

22.

et)

-6,4

23,5

-8,1

24,4

— 6,0

24,5

f‘8—

25,0

—9,0

27,0

ŸL-

22,0

-6,1

26,8

GO

05

—22,8

14,2

—17,3

15,8

—14,0

16,6

—23,3

16,7

— 16,2

19,0

— 17,6

13,8

—15,2

16,6

XI

1910.

-25,1

9,0

—20,7

10,6

— 19,5

12,4

—26,6

9,6

—25,8

13,3

. 9,0 -23,2

—23,6

12,0

XII

—31,9

33,6

—30,1

36,8

—22,0

35,7

—29,4

35,2

—31,4

35,5

—27,1

34,3

—25,6

36,5

Rok

Stacja

Tablica 3.

Średnie ilości opadów w latach 1891—1910.

(Według W. Gorczyńskiego i St. Kosińskiej.)

II

III

IV

VI

VII

VIII

IX

XI

XII

Suma

I-XII

Brześć nad Bugiem

Bydgoszcz.......

Chojnice........

Drohobycz.......

Dukla.........

Gdańsk.........

Grudziądz......

Hel............

Inowrocław.....

Kalisz.........

Kościerzyna.....

Kowel..........

Kraków.........

Krynica .......

Lublin........

Lwów (Uniwersytet)

Ostrołęka........

Pińsk r..........

Piotrków........

Płońsk ..........

Poznań .........

Przemyśl.......

Radom..........

Różanka ........

Rzeszów........

Sanok ..........

Suwałki. .......

Św. Krzyż.......

Tarnopol ....

Tarnów........

Warszawa......

Wilno........

Wisła...........

Włocławek.....

Worochta......

28

27

25

46

57

86

90

53

42

37

36

32

559

33

33

28

44

34

29

29

27

29

44

24

26

50

28

32

24

27

36

25

29

32

25

45

28

40

32

35

27

29

34

33

67

30

30

26

29

26

45

29

22

24

33

26

32

23

31

48

27

33

22

29

26

27

25

32

25

40

32

33

32

35

19

35

26

28

67

28

27

44

38

35

42

34

33

28

37

36

41

26

39

53

30

36

26

29

34

31

35

33

30

46

28

39

30

39

27

39

33

27

72

37

43

35

36

54

62

32

33

24

37

40

37

40

43

61

40

46

34

49

45

36

37

48

36

60

39

51

41

41

43

49

41

28

84

38

57

52

56

65

54

40

33

36

37

511

56

81

72

50

53

35

46

54

53

52

74

83

45

66

47

51

68

64

42

30

41

39

527

129

118

96

63

64

42

31

767

112

138

84

61

57

45

44

806

60

53

41

46

55

61

95

108

115

80

106

53

45

48

63

59

47

91

57

79

71

77

68

63

43

36

47

41

537

61

61

66

78

84

105

136

129

97

109

64

51

46

75

69

138

53

62

61

78

51

47

60

67

52

49

67

72

100

89

59

88

127

78

74

64

97

59

85

69

79

108

88

129

106

137

79

74

89

113

104

49

101

64

78

178

85

49

66

48

84

59

99

71

91

65

104 77

92

63

130 78 80 64

82

96

177

130

58

152

64 54 122 99

36

31

35

32

478

48

47

47

38

489

40

28

28

33

463

35

32

32

32

498

53

45

59

71

44

54

37

46

41

41

41

55

41

73

56

61

43

48

42

52

42

46

87

38

67

38

36

55

58

36

53

32

41

33

27

28

53

33

76

48

57

38

44

49

50

32

40

93

31

57

49

38

40

46

31

40

32

39

33

28

36

45

30

56

49

46

43

40

34

42

37

44

74

28

48

46

29

36

51

32

39

30

37

30

30

35

40

30

48

33

38

36

40

24

35

36

36

71

34

605

585

747

854

545

688

497

583

521

479

502

684

513

901

635

799

577

639

570

730

540

595

1104

489

30    833

termografu, sumując obliczone cogodzinne wartości i dzieląc przez 24. Mając średnią dzienną temperaturę przez sumowanie i podzielenie przez liczbę dni danego miesiąca, otrzymujemy średnią miesięczną, ze średnich zaś miesięcznych średnią roczną. Ze spostrzeżeń wynika, że tak otrzymane średnie miesięczne i roczne w różnych latach różnią się znacznie między sobą. Trzeba dopiero długiego szeregu lat obserwacyj, aby można wyprowadzić rzeczywiste średnie temperatury (tablica 1). Temperatury skrajne por. tabl. 2.

Opady. Do mierzenia wysokości opadów służą deszczomierze (ombro-metry, pluwiometry). Proste to urządzenie składa się z naczynia z blachy

rozmaitych celów konieczna jest znajomość natężenia opadu, tj. ilości opadu spadłego w ciągu jednostki czasu np. w minucie. Do wyznaczenia natężenia posługujemy się deszczomierzami samopiszącemi.

cynkowej kształtu walca, dającego rozłożyć się na dwie części, na górną z lejkiem i dolną, zawierającą zbiornik do wody.

Górny otwór przyjmujący opady, ostro odgraniczony, ma dokładnie 200 cm2 powierzchni. Do deszczomierza należy miarka szklanna, posiadająca specjalnie dostosowaną podziałkę do powierzchni otworu. Średnie ilości opadów w Polsce por. tabl. 3.

Dla

Natężenie deszczów ulewnych. Pod deszczem ulewnym rozumiemy deszcz dający przynajmniej 0,2 mm opadu na minutę. Z pomiarów pluwiograficznycb w Niemczech północnych za okres 1891—1910 otrzymano następujące przeciętne i bezwzględne maksymalne natężenia opadów w ciągu minuty :

1—5 6—15 16—30 31—45 46—60 minut

1,1 mm na 1 min.

Czas trwania

Maximum średnie .... 3,2    2,8    2,0    1,4

6,7    5,0    2,7    2,3

1,5 mm „ 1 „

Maximum bezwzględne opadu w mm\min.....

Wiatr. Do oceny kierunkui prędkości wiatru dolnego służy wiatro-mierz Wilda, do dokładniejszych zaś pomiarów prędkości używa się anem metru Robinsona. Można też oceniać prędkość wiatru bez przyrządó posługując się skala Beaufort’a (tablica 4). Por. tablice 5 i 6.

Tablica 4. Skala Beauforta (0—12).

Stopnie

skali

Prędkość w m/sek.

Prędkość w kmin, odz.

Ciśnienie w kgjm'i

Oznaki

6,0

0-0,1

0,2—0,3

11

17

24

32

0,4—1,3 1,4-2,9 3,0—5,1 5,2-9,7

Id --'i

38

46

55

9.8- 15,7

15.8— 24,1 23,2—35,5

18,0

65

35,4—50,0

H-l l-L I-*

ts i-* o

21,0

75

30

105

40—50

140—180

50,1—67,0

67,4-92,5

powyżej

92,5

Cisza zupełna.

Wiatr bardzo słaby, dym podnosi się prosto w górę.

Wiatr dość słaby, odczuwa siego na twarzy.

Wiatr słaby, porusza liście.

Wiatr umiarkowany, porusza gałązki.

Wiatr średni, porusza gałęzie, odczuwa się go silniej na twarzy.

Wiatr dość mocny, porusza całe gałęzie.

Wiatr mocny, porusza słabsze pnie.

Wiatr bardzo mocny, porusza pnie, tamuje ruch swobodny.

Wicher, przenosi niezbyt wielkie przedmioty.

Wicher gwałtowy, łamie gałęzie.

Wicher nader gwałtowy, łamie pnie.

Huragan, rozwala kominy, wyrywa drzewa z korzeniami.

Ciśnienie wiatru. Zależność między ciśnieniem wiatru wywieranego prostopadle na powierzchnię płaską, a jego prędkością daje się wyrazić wzorem p = 0,08 v². Jeżeli v wyrazimy w metrach na sekundę, to ciśnienie p otrzymamy w fcy/w². Ciśnienia wywierane przez orkany dochodzą do 330 kgjm².

Tablica 5. Przebieg roczny wiatrów w % na ziemiach Polski.

N NE

SE S SW W NW Cisza

Bydgoszcz.........

Kraków.........

Nowy Port (Gdańsk)

Pińsk .... ........

Puławy........

Tarnopol..........

Warszawa . ......

Wilno...........

GO GO

T—i

CO

Ol O i h O h y-i    tH

' 05 00 «O C5 rs

CO VH Ci co 00

V—i T—I rH T—<

CO 00 TH

CO O 03 50 ri rH H rl

rii O N

ri ri ri H

H lO 00 O CO CO H H 03

M-

OîHfMCOOWCOCO H H ri ri tH 03 -H

Tablica 6. Przeciętna szybkość wiatru w metrach na sekundę.

I II III IV V VI VII VIH IX X XI XII Rok

Kraków ...........

Nowy Port (Gdańsk)

Pińsk ii .........

Warszawa.........

Jf^ J2» JÊ- PS

'o ~4^ 'Vq 'Vj

Jp* CT»

'o 'to 'i>P 'V

'o 'o 'o 'o

00^    -r-^

▼-T co co co

t-T co' co' co'

JLO ^00 J-¹

'aa'co'o Oi

O0 Jr* J>£

'o 'o "ép 'o

JÊ* J>p 'qj'go'fcp'o J2* J>P

-t-^

of rjT co'

Ciśnienie powietrza określa się jako wysokość równoważnego słupa rtęci w barometrze. Ciężar słupa rtęci zależy od jego wysokości, od gęstości rtęci, która zmienia się z temperatura, od natężenia ciężkości, zależnego od szerokości geograficznej i wzniesienia ponad poziom morza. Dlatego zawsze sprowadza się stan barometru do warunków przyjętych za normalne, tj. do temperatury 0° i ciężkości w poziomie morza w szerokości geograficznej 45°. Przy redukcji stanu barometru należy obliczyć następujące poprawki:

1.    Niech l oznacza długość słupa rtęci w temperaturze t, a spółczynnik rozszerzalności rtęci, ß spółczynnik rozszerzalności materjału, z którego zrobiona jest podziałka, to w temperaturze 0° długość słupa rtęci będzie krótsza o l t(p. — ß).

2.    Dla rurek barometrycznych o średnicy wewnętrznej poniżej 25 mm należy uwzględnić wpływ depresji kapilarnej rtęci, która zmienia się ze średnicą rurki i wysokością menisku (tablica 7).

Tablica 7. Depresja kapilarna rtęci według Kohlrausch’a.

Śre

dnica

Wysokość menisku w mm

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,1

1,6

1,8

mm

mni

0,18 0,28

0,20

0,15

y-< (M

CO

5 t-T o'    o' cT o' cT o' o' o

. COCiCOWQOCOO^ON g o T-f i^ło^co^o^o^t-^t-^c^ S t-T t-T o' o' cT o' cT cT o' o'

„ t-iOOONfflMiOGCCGO § CO rji <0> ZD CO 03^ r-J T—Jr-J

5 ©f r-T o' o' cT cT o' o' cT cT

. OWN®OOir40S)

§ś | GO GO

£    -r-T t4 o' o' o' o' o' o' o'

JO ppoppo^    G

'm- 'm- 'fc® 'w ^ 'ai ^ I I I

mm

1,13

0,77

0,52

0,37

0,27

0,19

0,14

3.    Poprawkę do ciężkości normalnej obliczamy ze wzoru

o = — b (0,002648 cos 2 <p -f 0,0000002 z),

gdzie b oznacza stan barometru, cp szerokość geograficzną, z wysokość w metrach nad morzem.

4.    W dokładnych pomiarach przy temperaturach wyższych od 40° C należy uwzględnić wpływ ciśnienia pary rtęci.

Przykład. Niech ciśnienie powietrza odczytane na barometrze naczyniowym w Warszawie wynosi 760 mm, temperatura barometra -f- 20° C, średnica wewnętrzna rurki 8 nim, wysokość menisku 1,1 mm.

Jeżeli przyjmiemy, że a = 0,000182, /? = 0,000019, to wówczas od odczytanego ciśnienia należy odjąć

It (a — ß) = 760,20.0,000163 =1,24 mm.

Poprawka na ciężkość normalną dla Warszawy wynosi -j- 0,5 mm, którą należy dodać, jak również poprawkę na depresję kapilarną, która w tym pomiarze wynosi 0,42 mm.

Wysokość zatem słupa rtęci, zredukowana do 0° C, do ciężkości normalnej oraz z poprawką na depresję kapilarną, wynosić będzie

760 — 1,24 + 0,5 + 0,32 = 759,68 mm.

Często potrzebne jest sprowadzenie stanu barometru do poziomu morza, zwłaszcza, gdy chodzi o kreślenie izobar na mapach synoptycznych. Do tej redukcji posługujemy się zmodyfikowanym wzorem Laplace’a:

log B = log b₀ — M 0,00265 cos 2»-f —— 4-

R J

(1 — 0,00265 cos 2 cp) ^1 — 0,377A

~    18400 [1 + a (t + 0,0025 h)\

gdzie b₀ — oznacza stan barometru, zredukowany do 0° i ciężkości normalnej, M — moduł logarytmów naturalnych, h — wzniesienie nad morzem, cp — szerokość geograficzną, R — średni promień ziemski, a — spółczynnik rozszerzalności gazów, e — średnie ciśnienie pary wodnej, p — średnie ciśnienie powietrza.

Wilgotność powietrza. Do pomiarów wilgotności powietrza jak również i temperatury powietrza najlepiej nadaje się psychrometr aspiracyjny Assmann’a. Psychrometr składa się z dwóch termometrów, umieszczonych w rurkach metalowych, poniklowanych, przez które przy pomocy małej turbinki powietrznej, obracanej urządzeniem zegarowem, przepuszcza się powietrze z prędkością 2,5 mjsek. Jeden z termometrów jest owinięty muślinem, zwilżonym wodą destylowaną lub deszczową. Po odczytaniu obu termometrów znajdujemy prężność pary wodnej, oraz wilgotność względną z tablic ułożonych

przy pomocy wzoru e ~ E¹ — ¹/₂ (t — t¹) yjrjr, gdzie e oznacza szukaną prężność pary wodnej w milimetrach, E¹ prężność maksymalną, t\tx temperatury na termometrze suchym i zwilgoconym w stopniach Celsiusza, b stan barometru w milimetrach.

Prawidła ogólne przewidywania pogody. 1. Prawidło Buys-Ballot’a. Patrząc w stronę, z której wiatr wieje, mamy niż barometryczny po ręce prawej, nieco ku tyłowi, zaś wyż barometryczny po lewej, nieco ku przodowi.

2. Prawidło Dove’go. a) Jeżeli niż barometryczny porusza się po torze leżącym na północ od obserwatora, to wiatr obraca sie od SE przez S, SW, W ku NW.

b) Jeżeli niż porusza się po torze leżącym na południe od obserwatora, to wiatr obraca się od E przez N ku N W.

3.    Niż barometryczny, poruszając się, pozostawia obszar wysokiego ciśnienia i wysoką temperaturę po stronie prawej.

4.    Wyże barometryczne poruszają się w kierunku miejsc, gdzie temperatury zaczynają spadać, natomiast niże tam, gdzie temperatura podnosi się.

5.    Niże drugorzędne poruszają się zazwyczaj w kierunku izobar, a więc pomiędzy obszarami wysokiego i niskiego ciśnienia.

6.    W lecie niże barometryczne poruszają się po torach biegnących od SW ku NE, w zimie zaś najczęściej od NW ku SE.

7.    W obszarach, gdzie spadły większe opady, zwykle ciśnienie wzrasta w ciągu 24 godzin.

8.    Prawidło Guilbert’a. Klin wysokiego ciśnienia i odnoga niżu, leżące obok siebie, wymieniają między sobą swe miejsca w ciągu 24 godzin.

9.    Niże barometryczne poruszają się po torze prostopadłym do największego gradjentu ciśnienia.

Prawidła dla lokalnego przewidywania pogody. A. Oznaki nadchodzącej pary dżdżystej:

1.    Niebo pokrywa się cienką warstwą chmur pierzastych (cirrus).

2.    Dookoła księżyca i słońca widać halo lub wieniec¹).

3.    Wiatr nagle zmienił swój kierunek na SE, a następnie powoli obraca się od SE przez S ku W.

4.    Przejrzystość powietrza jest niezwykle duża.

5.    Ścieki, kanały wydzielają mocne wyziewy.

6.    Ciśnienie powietrza spada.

7.    Temperatura wzrasta.

8.    Zawartość pary wodnej w powietrzu zwiększa się.

B. Oznaki zbliżającej się burzy:

1.    Przed południem występują spiętrzone chmury kłębiaste (cumulus castellatus).

2.    Tworzą się coraz liczniejsze chmury kłębiaste (cumuli).

3.    Panuje cisza.

4.    Wilgotność bezwzględna szybko wzrasta.

5.    Punkt rosy wynosi najmniej 17°.

6.    Barograf kreśli skok burzowy.

7.    Pionowy gradjent temperatury jest wielki.

8.    Ciśnienie powietrza w otoczeniu danej miejscowości jest bardzo jednostajne.

9. Istnieją wybitne różnice temperatury na najbliższych stacjach.

Warunki tworzenia się mgły. 1. Mgła dolna powstaje przy wielkiej zawartości pary wodnej w powietrzu przez silne oziębienie nocne szczególnie nad łąkami, rzekami i stawami.

2.    Najczęściej mgła dolna powstaje przez mieszanie się powietrza o różnych temperaturach.

3.    Mgła górna powstaje przez napływ zimnego powietrza (zwykle przy wietrze NW lub N) do miejsc o temperaturze wyższej i większej wilgotności.

LITERATURA.

Klein P.: Meteorologja ogólna. Warszawa 1915.

Merecki M. : Klimatologja ziem polskich. Warszawa 1915.

Gorczyński W. i Kosińska St.: O temperaturze powietrza w Polsce. Warszawa 191G. Rudzki P. : Zasady meteorologji. Warszawa 1917.

Szulc K. : Klimat i czynniki pogody. Warszawa 1921.

Instrukcja dla stacyj meteorologicznych sieci polskiej. Warszawa 1921.

An got A:. Traité élémentaire de météorologie. Paris 1899.

Guilbeurt G.: Nouvelle méthode de prévision du temps. Paris 1909.

Börnstein R.: Leitfaden der Wetterkunde. Braunschweig 1913.

Hann J.: Lehrbuch der Meteorologie, 3. Aufl. Leipzig 1915.

Exner F. : Dynamische Meteorologie. Leipzig-Berlin 1917.

Défaut A.: Wetter und Wettervorhersage. Leipzig-Wien 1918.

Luboslawskij G. : Osnowanÿja uczenja o pogodie. Petersburg 1912.

pdX

ö'BBUOlHß

Ä GŁOWNA n

*25,00

..

.

Éfc* •

'

w*ÿ*.    ;

, pu

SpPCS

i    "i

».

4

I A

-

Jpà -

te;.

#ttt CJ4V

fl'f

5' "SÇ $ V

Jk

k:. «■ :

Pr

H ;»y

V*- f.

I -

>,'■ >; ,.;

i*2&

üäfci *

to

I' 3^P

&

£M

Ł&

k ï%Z I

F •'•'

Jt

Tt

#.u

- *

:f f

¹

«au. '

_

t..

I»» &

I '

' - §1* ;-. .■ -

Sgfc ^ ?>..Jf- ; ;

i

to

»

1-300723

Politechnika Krakowska

Biblioteka Główna

¹

) Wieńce dokoła słońca i księżyca są to koła o średnicy 6° do 15°, zabarwione na niebiesko od wewnątrz, a czerwono na zewnątrz. Wieńce powstają z uginania światła przez kropelki chmury. Ńa zjawisko halo składają się barwne koła o średnicy 23° do 45°, otaczające słońce i księżyc, smugi świetlne, oraz słońca poboczne i księżyce poboczne. Halo powstają wskutek odbicia i załamania się promieni słonecznych lub księżycowych w igiełkach i kryształkach lodowych niektórych chmur.