Gleisvermessung Turmbergbahn (Karlsruhe-Durlach) Gleisvermessung Turmbergbahn

GleisvermessungTurmbergbahn

(Karlsruhe-Durlach)

Gleisvermessung Turmbergbahn

Gleisvermessung TurmbergbahnLageplan

Gleisvermessung TurmbergbahnBeschreibung des Projekts 1 Wasserballast-Standseilbahn

1888 - 1965

Gleisvermessung TurmbergbahnBeschreibung des Projekts 2

Die Bergbahn von Karlsruhe-Durlach auf den Turmberg wurde 1888 als Wasserballast-Standseilbahn gebaut und wird seit 1966 als seilgezogene Bahn betrieben. Die zwei Wagen der Bahn fahren auf einem Gleis und passieren sich auf einer sogenannten Abtschen Aus-weiche, die 80 m lang ist. Auf einer Gesamtlänge von 315 m überwindet die Bergbahn einen Höhenunterschied von ca. 100 m; die Steigung variiert - gemäß den Konstruktionsplänen - zwischen 30 % und 36 %.

GleisvermessungTurmbergbahn

Gleisvermessung TurmbergbahnVideo 1

Gleisvermessung TurmbergbahnKonstruktionsunterlagen 1

(Ausschnitt)

Ausschnitt aus den Konstruktionsplänen (1965)

Gleisvermessung TurmbergbahnKonstruktionsunterlagen 2

(Ausschnitt)

Ausschnitt aus den Konstruktionsplänen (1965)

GleisvermessungTurmbergbahn

Konstruktionsunterlagen 3 (Ausschnitt)

Ausschnitt aus den Konstruktionsplänen (1965)

Gleisvermessung TurmbergbahnBeschreibung des Projekts 2

Auf Grund von Setzungen und Kippungen der Betonplatten, auf denen die Gleise montiert sind, wiesen die Schienen sowohl in der Lage als auch in der Höhe mit bloßem Auge erkennbare Ab-weichungen von einem gleichmäßigen Verlauf auf. Letzteres hatte zur Folge, dass das Seil in den Führungsrollen nicht mehr an den vorgesehenen Stellen geführt wurde, was den Verschleiß der Führungsrollen zunehmend erhöhte.

Gleisvermessung TurmbergbahnBeschreibung des Projekts 3

Die Verkehrsbetriebe der Stadt Karlsruhe beab-sichtigten, die Gleisanlagen grundlegend zu sanieren. Als Voraussetzung sollte eine Bestands-aufnahme mit einer Genauigkeit in Lage und Höhe von 1 - 2 mm erfolgen.

Das Vermessungsbüro „Ingenieurteam Trenkle GmbH“ übernahm 2001 in Zusammenarbeit mit dem Geodätischen Institut der Universität Karlsruhe (TH) die Vermessung der Gleise.

Gleisvermessung TurmbergbahnBeschreibung des Projekts 4

Da bei der Planung für die Bestandsaufnahme zu erwarten war, dass nach den Instandsetzungs-arbeiten - Unterfütterung usw. - durch eine erneute Messung der Erfolg dieser Maßnahmen zu über-prüfen sei, mussten dafür entsprechende Sicherungen vorgenommen werden.

Aus diesem Grund wurden insgesamt sechs „Festpunkte“ - je zwei bei der Bergstation (F1, F2), seitlich der Streckenmitte (F3, F4) und bei der Talstation (F5, F6) - sowie ein Instrumentenstand-punkt (S) in der Mitte der Gleisanlage vermarkt.

Gleisvermessung TurmbergbahnLageskizze der Festpunkte

F1

F2

SF4

F5

F6

F3

Gleisvermessung TurmbergbahnDie „Festpunkte“ wurden mit halbkugelförmigen Messing-bolzen mit einer Zentrierbohrung von 1,6 mm vermarkt.

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Festpunkte 1

Sowohl für die Lage- als auch für die Höhenmessung wurde das elektronische Präzisionstachymeter Leica TCA2003 eingesetzt, das eine Streckenmessgenauigkeit von 0,3 mm und eine mittlere Richtungsgenauigkeit von 0,1 mgon zertifiziert hat.

Zunächst wurden die Festpunkte höhenmäßig miteinander verknüpft, wobei Feinnivellementsgenauigkeit angestrebt wurde. Ein Nivellement kam wegen der Steilheit der Bahn (systematische Refraktionseinflüsse) nicht in Frage. So wurden ausgehend von dem amtlichen Höhenbolzen HB 880 in der Nähe der Talstation nur die Höhen der Punkte F5 und F6 mit dem Präzisionsdigitalnivellier Zeiss DiNi 10 und starren Invarlatten bestimmt.

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Festpunkte 2

(Nivellement)

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Festpunkte 3

(Nivellement)

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Festpunkte 4

(Nivellement)

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Festpunkte 5

(Trigonometrische Höhenmessung)

Die Höhenunterschiede zwischen dem Festpunkt S und den übrigen Festpunkten (F1, F2, F3, F4, F5) wurden zweimal unabhängig trigonometrisch mit dem Präzisionstachymeter TCA2003 ermittelt. Die Messungen erfolgten in zwei Lagen zu einem Präzisionsprisma, dessen Kippachsenhöhe auf dem Minireflektorstab im Labor auf Zehntelmillimeter bestimmt wurde. Durch unmittelbar aufeinanderfolgende, wechselseitige Messungen wurde eine annähernd gleichzeitig-gegenseitige Zenitwinkelmessung erreicht.

Das gesamte Messprogramm wurde zweimal unabhängig mit neuen Instrumentenaufstellungen durchgeführt; die Differenzen lagen unter 0,6 mm.

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Festpunkte 6

(Trigonometrische Höhenmessung)

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Festpunkte 7

(Trigonometrische Höhenmessung)

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Festpunkte 8

(Trigonometrische Höhenmessung)

Gleisvermessung TurmbergbahnLageskizze der Fest- und

Höhenanschlußpunkte

F1

F2

SF4

F5

F6

F3

HB 880

HB 544

Der amtliche Höhenbolzen HB 544 am Turm oberhalb der Bergstation wurde als möglicher Kontrollpunkt mittels Feinnivellement in das örtliche Höhennetz eingebunden.

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Festpunkte 7

(Lagebestimmung) Alle Festpunkte wurden vom Standpunkt S aus polar in jeweils drei Sätzen mit dem Präzisionstachymeter aufgenommen und in einem örtlichen System koordiniert.

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Festpunkte 8

(Lagebestimmung)

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Gleispunkte 1

Alle 20 m (schräg, Maß-bandgenauigkeit) und ge-gebenenfalls zusätzlich in unmittelbarer Nähe der 31 Rollenlager wurde der Fuß der nördlichen und der südlichen Schiene auf der Außenseite mit einem 2 mm-Bohrer angebohrt und markiert.

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Gleispunkte 2

Die Mitten der Schienenober-flächen bei diesen Punkten sowie bei sichtbaren Gleisverformungen zusätzlich unmarkierte Punkte wurden mit einer Spezialmessein-richtung des Geodätischen Instituts der Universität Karlsruhe signali-siert und polar eingemessen.

Gleisvermessung Turmbergbahn

Vermessung der Gleispunkte 3

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Gleispunkte 4

Die Zielung erfolgte auf ein immer gleich ausgerichtetes, tief angebrachtes 360°-Präzisionsprisma, dessen Zielhöhe im Labor bestimmt wurde.

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Gleispunkte 5

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Gleispunkte 6

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Gleispunkte 7

Durch Messung in zwei Lagen wurden die 3D-Koordinaten von insgesamt 107 Gleispunkten be-stimmt.

Bei wiederholter Neuaufstellung und -bestimmung differierten die Koordinaten um weniger als 1,7 mm.

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Gleispunkte 8

Mit einem normalen Lotstab und einem Präzisionsprisma wurden zusätzlich noch 39 Bolzen in den Betonplatten seitlich der Gleise aufgenommen.

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Rollen 1

Es sollten zusätzlich die Abstände und die Höhen markanter Punkte der Seilführungsrollen - Achsen, höchste Punkte, Auflagepunkte - in Bezug auf die Schienenoberkanten bestimmt werden.

Auch hierfür wurde in der Werkstatt des Geodätischen Instituts Karlsruhe eine entsprechende Messvorrichtung entworfen und gebaut.

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Rollen 2

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Rollen 3

Gemäß den vorliegenden Konstruktionszeichnungen wurde die Lage auf die Innenkante der Schiene bezogen, die Tiefenmaße sind auf die Parallele zur Oberkante beider Schienen im Abstand von 150 mm (100 mm) angegeben. Gemessen wurde in einer Ebene senkrecht zum Gleis durch den höchsten Punkt der Rollen.

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Rollen 4

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Rollen 5

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Rollen 6

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Rollen 7

Die Schnittpunkte der Messebene mit den Außenfüßen der Schienen wurden ebenfalls dauerhaft durch Bohrungen markiert, so dass die Messebene rekonstruiert werden kann. Die schräg gemessenen Abstände (kleiner als 45 cm) zu den benachbarten koordinierten Gleispunkten wurden in den Einmessungs-protokollen eingetragen.

Die Genauigkeit der Messungen hängt weitgehend von der Definitionsgenauigkeit der gesuchten Punkte ab und kann mit 1-2 mm geschätzt werden.

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Rollen 8

Gleisvermessung TurmbergbahnVermessung der Rollen 9

Gleisvermessung TurmbergbahnAuswertung

Es wurden Pläne der Istlage von Nord- und Südschiene mit Darstellung aller vermarkten und gemessenen Punkte angefertigt. Entsprechend wurden Höhenprofile beider Schienen mit Angaben der Abweichungen gegenüber der Sollgradiente aus den Konstruktionsplänen erstellt.

Gleisvermessung TurmbergbahnVideo 2

Auftraggeber: VBK (Verkehrsbetriebe Karlsruhe)

Vermessung: Ingenieurteam Trenkle GmbH in Zusammenarbeit mit dem Geodätischen Institut der Universität Karlsruhe (TH)