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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1 und ist
einsetzbar zur Überprüfung und
Sicherung von Bauwerken, die durch geologische Einflüsse, wie z.B.
Erschütterungen,
Bodensenkungen ,oder Umwelteinflüsse
gefährdet
sind, bzw. der Überwachung unterliegen.
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Zur Überprüfung der Standsicherherung bzw.
einer Höhenveränderung
eines Bauwerkes, die zu einer Gefährdung führen kann, wie z.B. bei großen Brücken oder
Talspenen, ist eine genaue Vermessung kontinuierlich oder in bestimmten
festgelegten Zeitabständen,
bzw. nach einer äußeren Einwirkung auf
das zu beobachtende Bauwerk, notwendig.
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Hierzu werden im oder am Bauwerk,
wie z. B. innerhalb der Staumauergewölbe von Talsperren, Nivellierpunkte
festgelegt, deren Veränderung
durch Messungen mittels Präzisionsschlauchwaage
zu bestimmen sind.
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Ähnlich,
jedoch mit bisher geringerer Genauigkeit, ist eine Messung mit Nivelliergerät und Nivellierlatte
möglich.
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Moderne Nivelliergeräte sowie
speziell dafür entwickelte
Nivellierlatten mit Strichcodeteilung gestatten eine große Messgenauigkeit.
Die Nivellierlatte ist vor bzw. während des Messvorganges von Hand
mittels einer Dosenlibelle senkrecht auszurichten. Da der Nivellierpunkt
zur Bestimmung einer Standortsveränderung meist von zwei Seiten
anzupeilen ist, muss die Nivellierlatte um vorprogrammierte Winkel
um ihre Längsachse
verdreht werden. Diese von Hand auszuführende Tätigkeit kann fehlerhaft sein
und wirkt sich negativ auf die Messgenauigkeit aus. Für gefährdete Bauwerke,
wie beispielsweise Staumauern von Talsperren, ist jede noch so geringe Lageveränderung
von besonderer Bedeutung, und somit muss hier auf größtmögliche Messgenauigkeit bzw.
Reproduzierbarkeit der Messergebnisse Wert gelegt werden.
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Ziel der Erfindung ist eine möglichst
hohe Messsicherheit zum Nachweis von Gefährdungen an Bauwerken zu gewährleisken
bei gleichzeitiger Kostensenkung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu
Grunde, eine möglichst
große
Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit zu erreichen, wobei tunlichst
der subjektive Faktor auszuschalten ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist in Schutzanspruch
1 im einzelnen dargelegt. Weitere Merkmale der Erfindung und Vorteile
ergeben sich aus den entsprechenden abhängigen Ansprüchen. Die
erfindungsgemäße Zwangszentriervorrichtung
für eine
Nivellierlatte zur Bestimmung von Höhenveränderungen an Bauwerken, insbesondere
Talsperren, gestattet bei periodisch durchzuführenden Mehrfachmessungen eine
genaue Einpassung der Nivellierlatte sowie eine Drehung der Nivellierlatte
um ihre Längsachse
für Messungen
von verschiedenen Standorten ohne Neujustierung. Dies wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass eine standardisierte Nivellierlatte am Kopf sowie
am Fuß Zwangszeirtrierelemerrte
aufgesetzt bekommt, die in am Bauwerk angebrachte komplementäre Halterungen einrasten.
Während
das obere Zwangszentrierelement eine Platte mit senkrecht angebundenem
zylindrischen Bolzen zur vertikalen Justierung ist, die über die
standardmäßigen Schrauben
der genormten Nivellierlatte befestigt wird, besteht das untere
Zwangszernrterelement aus einem Art Schuh, in den der Nivellierlattenfuß mit seiner
standardgemäßen polierten
Metallplatte geschoben und lösbar
anetiert wird, z.B. durch Klemmschrauben. Letzteres Zwangszentrierelement
weist eine senkrechte Bohrung auf, deren Mittelachse mit der Längsachse
der Nivellierlatte zusammen fällt,
und zur horizontalen Fixierung der Nivellierlatte exakt über dem
Nivellierpunkt dient. Im Nivellierpunkt ist ein Kugelstab als Halterung
fest eingelassen, dessen Durchmesser dem der Bohrung im unteren
Zwangszentrierelement entspricht und das Komplementärelement
darstellt. Das freie Ende des Kugelstabes entspricht mindestens
der Tiefe der Bohrung des Zwangszetrierelementes, so dass die Kugelspitze
punktgenau mit dem Fuß der
Nivellierlatte in der vertikalen Längsachse der Nivellierlatte
in Kontakt kommt und so jederzeit eine horizontale Zwangszentrierung
gewährleistet.
Soll die untere Halterung auch an der Wand des Bauwerkes befestigt
sein, so ist der Kugelstab abzukröpfen, so dass er als Komplementär zum entsprechenden
Zwangszentrierelement eine senkrechte Position einnimmt und der
senkrechtstehende Teil des Kugelstabes mindestens der Tiefe der
Bohrung im Zwangszentrierelement entspricht.
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Eine Halterung an der Mauer oder
ggf der Decke eines Bauwerkes dient als Komplementärelement
zur Aufnahme des Zwangszentrierelementes am Kopf der Nivellierlatte.
Die genannte Halterung besteht aus einer Grundplatte am Bauwerk,
an der ein Führungselement
angelenkt ist. Das Führungselement
ist am Ende gabelförmig
ausgearbeitet zur Aufnahme des zylindrischen Bolzens des oberen Zwangszentrierelementes
und ist mit eurer Zwangsarretierung des Bolzens bei Anschlag in
der Gabelkrümmung
versehen. Zur Justierung, die nach der Montage der Halterung am
Bauwerk einmalig erfolgt, wird die Anlenkung gelockert, die Nivellierlatte
in die Haherungen eingesetzt und mittels hochgenauer Libelle oder
mechanischem Lot vertikal ausgerichtet. In dieser Stellung erfolgt
die Fixierung der Halterung, so dass bei wiederholtem Einsetzen
der Nivellierlatte in die Halterung die gleiche Justierung garantiert
ist.
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Erfindungsgemäß besteht auch die Möglichkeit,
die starre Halterung am oberen Teil eines Bauwerkes senkrecht über dem
Nivellierpunkt anzubringen und die Grundplatte mit dem angelenkten
Kornplementärelement
zur vertikalen Ausrichtung der Nivellierlattenlängsachse am Boden oder unteren
Teil des Bauwerkes zu befestigen. Die beschriebenen Zwangszentrierelemente
und Halterungen sind für eine
Verdrehung der Nivellierlatte um die Längsachse gedacht für Messungen
von mindestens zwei Standorten, ohne eine erneute Justierung vornehmen
zu müssen.
Sind nur wiederholende Messungen von einem bestimmten Standort gefordert,
so können ggf.
die Zwangszentrierelemente entfallen, bzw. die Halterungen so als
Zwangszentrierelemente umfunktioniert werden, dass die Nivellierlatte
schubfachartig in eine einjustierte Halterung eingeführt wird.
Die Halterungen sowie die Zwangszentrierelemente bestehen aus nichtrostendem
und witterungsbeständigem Material,
vorzugsweise aus Edelstahl.
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Wie bereits oben ausgeführt, können die Zwangszentrierelemente
von der Nivellierlatte reversibel entfernt oder auf jede normgerechte
Nivellierlatte befestigt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Zwangszentriervorrichtung
ergeben sich u. a. folgende Vorteile
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- – genauere
Messergebnisse durch Eliminierung der bei jeder Messung durch manuelle
Justierung der Nivellierlatte entstehende subjektive Fehler,
- – ein
Fehler bei der Ersteinrichtung durch ungenaue Justierung ist bei
jeder Messung wiederkehrend gleich groß, so dass durch diesen Fehler eine
Höhenveränderung
des Bauwerkes objektiv feststellbar ist,
- – Arbeitserleichterung
generell, insbesondere bei Anpeilung des Nivellierpunktes von verschiedenen
Standorten, da nur die Nivellierlatte ohne Neujustierung zu verdrehen
ist,
- – Zerteinsparung
durch Wegfall der Justierzeit pro Messung,
- – Personaleinsparung
durch Wegfall einer zweiten Person zur Justierung der Nivellierlatte.
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Die Erfindung soll an einem Beispiel
und an Hand der Darstellung in 1 mit
den Bezugzeichen
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- 1
- Halterung
unten, entspricht Nivellierpunkt, Komplementär zu 2.2
- 2.0
- Nivellierlatte,
- 2.0.1
- Nivellierlattenfuß,
- 2.1
- oberes
Zwangszentrierelement der Nivellierlatte 2.0,
- 2.1.1
- Zylinderbolzen,
- 2.1.2
- Befestigung
von 2.1,
- 2.2
- unteres
Zwangszentrierelement der Nivellierlatte 2.0,
- 2.2.1
- Bohrung,
- 2.2.2
- Befestigungsvorrichtung
von 2.2 an 2.0,
- 3
- Halterung
Wand oben, Komplementär
zu 2.1,
- 3.1
- Führungselement,
- 3.1.1
- Federarretierung,
- 3.2
- Grundplatte,
- 4
- Bauwerk
oben,
- 5
- Bauwerk
unten, bzw. Boden des Bauwerkes
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näher
erläutert
werden.
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An einer genormten Nivellierlatte 2.0 werden die
Zwangsaentrierelemente 2.1 und 2.2 befestigt.
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Das Zwangszentrierelement 2.1 ist
eine 10 mm starke Platte mit einem zylindrischen Bolzen 2.1.1 der
Länge 50
mm und einem Durchmesser von 15 mm, dessen Längsachse identisch mit der
der Nivellierlatte 2.0 ist. Die Platte wird mittels zweier Schrauben 2.1.2,
die an jeder genormten Nivellierlatte standardmäßig vorgesehen sind, aufgeschraubt. Das
Zwangszentrierelement 2.2 ist nach dem Einschubprinzip
gestahet und wird auf die an jeder normgerechten Nivellierlatte
befindliche Fußplatte2.0.1 geschoben
sowie nach Anschlag an die Endbegrenzung durch die beiden Klemmvorrichtungen 2.2.2 fixiert.
Das Zwangszentrierelement 2.2 weist eine senkrechte Bohrung 2.2.1 mit
10,05 mm Durchmesser auf, deren Mittelachse mit der Längsachse
der Nivellierlatte 2.0 und der Mittelachse des Bolzen 2.1.1 übereinstimmt.
Die Halterung 1 ist das Komplementärelement zum Zwangszentrierelement 2.2,
befindet sich im Nivellierpunkt am Boden 5 des Bauwerkes
und hat die Form eines Kugelstabes mit dem Durchmesser 10 mm und
der Länge
von 12 mm, so dass der Kugelstab 1 durch den Boden des Zwangszentrierelementes 2.2 ragt
und die Nivellierlatte punktgenau in ihrer Längsachse kontaktiert. Somit
ist eine genaue Fixierung des Nivellierlattenfußes in horizontaler Richtung
gewährleistet.
Die Halterung 3 als Komplementär zum Zwangszernrierelement 2.1 besteht
aus der Grundplatte 3.2, die an der Wand 4 des
Bauwerkes fest verankert ist, und dem über ein Zwischenglied angelenktes
Führungselement 3.1. Wie
in 1 deutlich erkennbar,
kann die Halterung 3 bei gelockerter Verschraubung zur
senkrechten Ausrichtung der Längsachse
der Nivellierlatte verändert
werden.
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Nach der Justierung werden die Schrauben festgezogen
und somit die Stellung der Halterung 3 fixiert. Das Führungselement 3.1 ist
gabelförmig
ausgearbeitet zur Aufnahme des Bolzens 2.1.1.
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Nach Anschlag des Bolzens 2.1.1 an
der Gabelkrümmung
des Führungselementes 3.1 wird
er durch eine Feder 3.1.1 in dieser Stellung arretiert. Nach
erfolgter Justierung bilden die Mittelachse des Bolzens 2.1.1,
die Längsachse
der Nivellierlatte 2.0, die Mittelachse der Bohrung 2.2.1 sowie
die Mittelachse der Halterung 1 (Kugelstab) eine Gerade.
Zur Messung von einem zweiten Standort aus ist die Nivellierlatte
ohne erneute Ausrichtung nur entsprechend um ihre Längsachse
zu verdrehen. Nach der Messung ist die Nivellierlatte 2.0 aus
der Halterung 3 + 1 zu entnehmen und kann für andere
Messungen nach Entfernen der Zwangszentrierelemente 2.1 + 2.2 verwendet
werden. Für
eine periodisch wiederkehrende Messung ist die Nivellierlatte 2.0 mit
den Zwangszentrierelementen 2.1 + 2.2 zu bestücken und
in die Halterung 3 +1 einzusetzen. Ohne eine weitere
Justierung kann die Messung nur durch eine Person erfolgen. Somit
sind die subjektiven Fehler, die ohne die erfindungsgemäBe Vorrichtung
bei jeder Messung entstehen können,
weitestgehend ausgeschlossen.