Az állatkerti nagyszikla geodéziai felmérése
Dr. Tokody András
Dr. Tokody András
A budapesti Állat - és Növénykert Nagysziklájának geodéziai felmérése
1995 év vége felé - az Állatkert teljes felújításának részeként – megérett az idő a Nagyszikla felújítására is. Az 1909-ben épült építményt már kellően megrágta az idő vasfoga, a vékony héjazat repedésein az esővíz befolyt, a belső vasbeton gerendák itt-ott mállási jeleket mutattak. A tervezéshez szükségessé vált a szerkezet precíz felmérése. Több jelentkező közül végül – a MAE alvállalkozójaként kaptuk meg a geodéziai felmérésre a megbízást.
Már a felkérés pillanatában a legnagyobb gondnak a felmérendő gerendák térbeliségének megjelenítése látszott. A 90-es években a geodéziában még elsősorban a 2D-s megoldások (alaprajz, metszet) voltak divatban, itt azonban - a kusza gerenda-erdőt látva – ez nem vezetett volna eredményre. Hosszas vizsgálódás, gondolkodás után az AUTOCAD 12-ben történő 3D-s megjelenítés mellett döntöttünk. A geodéziai felméréssel az egyes gerendák csomópontjai térbeli koordinátáinak meghatározását céloztuk meg. A gerendákat a későbbi állagvizsgálathoz két csomópont közötti szakasszal kívántuk definiálni. A felmérést megelőző időszakban Kovács György munkatársunk C nyelvű segédprogram írásához kezdett az AutoCAD-ben történő térbeli építkezés megkönnyítése érdekében. Ezzel egyidejűleg azt a követelményt is figyelembe vette, hogy célszerű egy olyan térinformatikai rendszert kialakítani, melyben az egyes gerendához szöveges kiegészítő adatokat (keresztmetszeti jellemzők, állag, stb.) lehet hozzárendelni.
Az alappontok hálózatának kialakítása
A gerendák csomópontjainak koordinátáit térbeli poláris meghatározási módszerrel kívántuk meghatározni, ehhez olyan sűrűségű alaphálózatot volt célszerű kialakítani, melynek pontjairól várhatóan az összes csomópont látszik. Ez az elképzelésünk már a kialakítás pillanatában megdőlt, a szikla magasabb régióiban lévő csomópontok esetében láthatósági problémák álltak elő, ezek felmérésére másfajta meghatározási módszer kidolgozása vált szükségessé. Az egyes alappontokat HILTI szöggel és piros festéssel jelöltük meg. Meghatározásukhoz a Nagysziklán kívül és belül vezetett-sokszögvonalakat alkalmaztunk.Az alappontok X és Y koordinátáját önálló hálózatban adtuk meg, magasság-meghatározásukat szintezéssel végeztük. Vertikális értelemben az alappontok igen széles skálán mozogtak: bár a pontok zöme a földszinti beton térburkolatba került, néhány közülük igen nagy magasságban helyezkedett el a korábban említett láthatóság érdekében. Egy ilyen magasba telepített alappontot mutat az 1. ábra.
A kialakított alaphálózatot a 2. ábra mutatja.
Az észlelés
A csomópontok nagyobb részét az egyes alappontokról totális mérőállomással észleltünk olymódon, hogy egy prizmával az irányzott pontot - ipari alpinista tevékenységben való jártasságát felhasználva - munkatársunk, Urbán Tibor prizmával megközelítette és a regisztrálás idejéig azt néha igen kényelmetlen pozitúrában tartotta. Ezt a tevékenységet mutatja a 3. ábra.
A 25. és 26. sz. pontokat a medvesor tetejére, a 27.sz. pontot az oroszlánbarlang tetejére telepítettük, előbbi és utóbbi környezetének felmérését lehetővé téve. Külön figyelmet érdemel a 7. sz. pont, amelyet a szikla felső régiójában elhelyezkedő víztározó környékének felméréséhez telepítettünk. Kalandként említem, hogy a 25.sz. pontnál a födém már itt-ott hiányos volt, és fenn állt annak a veszélye, hogy a medvék közül valamelyik átnyúl a lyukakon, és megragadja az észlelőt.
A prizma elhelyezésének legbonyolultabb helyszíne az un. Centrális tér víztározóját tartó födém alsó síkjának és az azt tartó koszorúnak a metszésvonala volt. Ezt a környezetet mutatja a 4. ábra.
Az 5. ábra a szikla belsejében lévő vasbeton gerendák jellegzetes fagerenda-szerű kialakítását mutatja.
A későbbi feldolgozás valamint a helyszíni mérések sebességének szempontjából is rendkívüli fontossággal bírt a csomópontok pontszámának helyes megválasztása Megfelelően megválasztott négyjegyű számok három helyiértékű részét a vasbeton gerendákra fel is festettük. A gondos és körültekintő pontszámozás ellenére is előfordultak számozási hibák, ismétlések, amelyek a számítógépes feldolgozás során komoly zavarokat okoztak. Ezek kiszűrése komoly időráfordítást igényelt.
A festést és az észlelést megpróbáltuk egyidőben végezni. A ferdelábú térbeli keretszerkezet egy részletének manuáléját mutatja az 6. ábra, annak valódi méreteit szemlélteti a 7. ábra.
Az alappontok hálózatának kialakításánál már említettem, hogy a térbeli polárissal történő meghatározás nem volt elvégezhető számos csomópontnál. Ilyen esetben a térbeli ívmetszés módszeréhez folyamodtunk. Ez azt jelenti, hogy csupán a gerendák hosszát kellett megmérni. A hosszak alapján a számítógép ívmetszéssel határozza meg az aktuális csomópont térbeli koordinátáit. A korábban poláris módszerrel meghatározott csomópontokra csak hosszméréssel történő "építkezés" nehéz feladatát oldotta meg Kamarás Norbert és Szabó Zoltán, akik ehhez a munkához barlangkutatói tevékenységük során szerzett tudásukat használták fel.
A felmérést igen nagy mértékben megnehezítették a speciális körülmények: a szokatlanul hideg tél (olykor minusz 20 fok), a sötétség, az oroszlán és medve barlangból áradó szinte elviselhetetlen bűz és az alpinista tevékenységből adódó veszélyek.
Feldolgozás
A meghatározott csomópontok rajzi összekötését összekötési útmutató alapján Kovács Györggyel végeztük el. A medvebarlang épületének összekötési útmutatóját szemlélteti a 8.ábra.
Kezdetben az egyes gerendákat csak tengelyükkel jelenítettük meg, de mivel az így kialakult " spagetti váz " nem adott kellő térbeli képet a " vázszerkezetről, ezért a program továbbírására volt szükség. Ennek során az egyes tengelyekhez négyszöghasábokat rendeltünk, amelyek már alkalmasak voltak a kusza térbeli konstrukció vizuális megjelenítésére.
A felmérésünk - a megbízás célja szerint - alapját képezte kicsinyített modellek megépítésének, építési minőségellenőrzési vizsgálatoknak, statikai vizsgálatoknak, valamint építészeti tervezésnek. A felmérés január végéig tartó első ütemének termése a Nagyszikla ún. Centrális terének, az ún. Hosszanti térben a parabola-ívű főtartóknak, valamint a szikla belsejében lévő három épület felmérése. Ennek számítógépes változatát mutatja a 9. ábra.
Ezen az ábrán jól látható a Centrális tér fölötti víztározó, amely építése idején az állatkert vízellátását volt hivatott ellátni, de mire megépült, már a városi vízvezeték elérte a területet.
A felmérés második ütemében (egészen áprilisig) már az összes további gerenda (több száz) felmérése volt a cél, amely mérés képezte minden további vizsgálat, terv, modell-építés alapját. Örömmel vettük észre, hogy a Magyar Építőipar 1966. 5-6 számában Andorka Tibor „ A budapesti Állatkert vasbeton szerkezetű mesterséges sziklái” c. cikkében már adatszolgáltatásunkra hivatkozik, sőt ábrát is közöl róla. A 3D-s állományból ízelítőként bemutatunk néhány kiragadott nézetet (10. – 15. ábrák):
A fizikailag is megerőltető sikeres felmérés megünnepléseként az Ybl Miklós Műszaki Főiskolán kiállítást szerveztünk annak anyagából. A kiállítás meghívóját mutatja a 16. ábra
A Nagyszikla eddig kihasználatlan tereinek felhasználásáról (az Állatkert fejlesztési terveivel összhangban) Dr. Persányi Miklós igazgató tollából olvashatunk további információkat.