Gotthard-Tunnel: Vermessung Gelpke

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Vortrag in Göschenen am 10.08.2007
"Die Absteckung des Gotthardtunnels"

92 Minuten, WindowsMedia
hohe Qualität (800 MByte)
niedrige Qualität (104 MByte)

 

Triangulation durch Otto Gelpke 1869 - 1871

 

Otto Gelpke
Quelle: [514]

 

1840 - 1895

Ingenieur beim eidgenössischen Stabsbureau wurde bereits mit 29 Jahren mit dieser Aufgabe betreut.

Mehr über Gelpke in [514]

Beginn der Arbeiten


Quelle [101]

 

Visitenkarte des "Berg-Ingenieurs" Otto Gelpke und handschriftlichen Neujahrs-Glückwünschen auf der Rückseite

Netzanlage und Winkelmessung
Quelle: [511]

Das Netzt besteht aus möglichst gleichseitigen Dreiecken und umfasst die beiden Achssignale Göschenen und Airolo, deren Anschlußsignale und die hochgelegenen Triangulationspunkte auf den umliegenden Gipfeln

Eine genaue Winkelmessung wurde durch eine hohe Anzahl von Repetitionen (meistens 24, siehe Theodolit) ermöglicht.

Die Signale Flengeren und Wannelen dienten zum Anschluss der Basisstrecke an das Netz.

 

Basismessung
Quelle: [512]

Zur Bestimmung der Tunnellänge wurde 1869 eine provisorische Basismessung mittels Metallband durchgeführt, die eine Basislänge von 1430,168 m ergab. 1872 ergab eine Nachmessung mittels geeichter Holzlatten eine Länge von 1430,44 m (alle Längenangaben sind aus das Niveau von Göschenen bezogen).

Nach Fertigstellung des Tunnels zeigte sich, dass dessen Länge um 7,1 m zu groß bestimmt war. Nachmessungen im 20. Jhd. ergaben eine Basislänge von 1430,17 m, was die Differenz zum Teil erklärt. Den Längenmessungen ist daher ein großer systematischer Fehler zuzuordnen, wahrscheinlich wegen der besonderen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen.

 

Berechung der Achsrichtung
Quelle: [511]

Die Achsrichtung wurde sehr pragmatisch bestimmt. Gelpke berücksichtigte weder Lotabweichungen, die sphärische Gestalt der Erde, noch glich er das Netz vollständig aus. In den Dreiecken musste die Winkelsumme 180 Grad ergeben und die Korrekturen wurden gleichmäßig auf alle Winkel verteilt. Dies musste auch für alle angrenzenden Dreiecke erfolgen, sodass Sudoku-Liebhaber sicherlich ihre Freude daran gehabt hätten.

Die meisten Dreiecksschlüsse hatten nur geringe Fehler, jedoch zeigten sich besonders bei den steilen Visuren der Anschlusssignale zu den Achspunkten größere Abweichungen, sodass diese Vorgehensweise heutzutage etwas gewagt erscheint.

Koppe holte die Ausgleichung nach und gelangte zu einem mittleren Richtungsfehler von +/- 2,7 Sekunden.

 

Nivellement
Quelle: [511]

Gleichzeitig mit den Winkelmessungen wurden die Vertikalwinkel der umliegenden Signale gemessen, um eine trigonometrische Höhenbestimmung vornehmen zu können.

Gleichzeitig wurden Arbeiten eines Landes-Nivellements für das Gebiet vorgezogen, um eine Vergleichsbasis zu haben.

Es zeigte sich eine gute Übereinstimmung beider Messverfahren und es konnten wertvolle Rückschlüsse auf die wirksamen Refraktionskoeffizienten gezogen werden.

 

Oberirdische Absteckung
Quelle: [506]

Die Topologie des Gotthard-Massivs lässt eine oberirdische Absteckung kaum möglich erscheinen. So wird in den offiziellen Publikationen nur davon gesprochen, dass Gelpke die Absteckung nur von Göschenen bis Andermatt durchführen konnte (dort sollte unter Umständen ein zusätzlicher Schacht angelegt werden. In  [506] weist Gelpke jedoch darauf hin, dass ihm trotzdem eine Absteckung gelungen sein, die eine Differenz der Tunnelachsen von ca. 19 cm erbrachte.

 

Originalliteratur zum Downloaden Bestimmung der Achsrichtung [511]
Basismessung [512]
Richtungsverifikation und Durchschlag [506]

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