CRTSⅡ型軌道板制板中張拉橫梁和油缸的定位調(diào)整測量系統(tǒng)

蔣中興，黃 軍

(中鐵十二局集團有限公司 第三工程公司，太原 030024)

張拉橫梁和油缸安裝是板場建廠過程中的首個難點，《京滬高速鐵路CRTSⅡ型軌道板制造工序質(zhì)量控制手冊》要求，張拉過程同端千斤頂位移差<2 mm，兩端千斤頂位移差<4 mm。一對張拉橫梁形成長67.2 m、寬8.6 m的大矩形，此矩形不能發(fā)生扭曲，油缸的前進方向必須與張拉橫梁完全垂直，步進一致。據(jù)此，研發(fā)了張拉橫梁和油缸定位調(diào)整測量系統(tǒng)。

1 張拉橫梁和油缸定位調(diào)整測量系統(tǒng)

1.1 測量坐標(biāo)系的確定

因張拉橫梁必須與預(yù)制池的中軸線垂直，而一對張拉橫梁與油缸的軸線構(gòu)成矩形關(guān)系。為此將儀器和后視棱鏡分別精確架設(shè)在中軸線的兩頭，將儀器瞄準(zhǔn)后視棱鏡后，儀器水平角設(shè)為0°00′00″，從而建立以中軸線為X坐標(biāo)軸的測量坐標(biāo)系統(tǒng)，采用以線控點的方法進行張拉橫梁和油缸的精密定位。

1.2 張拉橫梁的精密定位

張拉橫梁的幾何尺寸相對龐大，一對張拉橫梁形成長67.2 m、寬8.6 m的大矩形。在制板時，兩端張拉橫梁拉緊的預(yù)應(yīng)力筋要保持在一個水平面上，以防預(yù)應(yīng)力筋放張時引起軌道板的彎曲變形。

高度調(diào)整:首先在一個張拉橫梁選定中間和兩端掛預(yù)應(yīng)力筋的扣槽，其次選取另外一個張拉橫梁中間和兩端的預(yù)應(yīng)力筋的三個扣槽，而后采用0.3 mm/km的高精度電子水準(zhǔn)儀對六個扣槽進行高程測量，其中的最高點作為基準(zhǔn)高程，其它五個點的高程通過在張拉橫梁下墊鋼板調(diào)整至基準(zhǔn)高程即可。

平面調(diào)整:在一個張拉橫梁上，采用 KUS1配合TK1/TK2工裝分別放置在距張拉橫梁中心3 m處的兩側(cè)，通過手薄控制全站儀雙盤位觀測TK1/TK2的圓弧與豎線的交叉點的三維坐標(biāo)，采用手薄中自主開發(fā)的調(diào)整軟件對X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)進行比較，X坐標(biāo)差和Y坐標(biāo)差即為調(diào)整量，調(diào)整張拉橫梁使調(diào)整量 <0.5 mm即為合格。采用同樣的辦法將另一個張拉橫梁調(diào)整至合格。然后再通過全站儀對邊測量的功能，測量一對張拉橫梁測量點位形成的交線是否一致(矩形的對角線)，檢核一對張拉橫梁構(gòu)成的矩形偏差。

1.3 油缸的精密定位

事先請油缸制造單位在每個油缸圓柱體的表面標(biāo)出軸線方向。定位時在每個油缸表面軸線的兩頭各放置TK2半反射片工裝，使半反射片中心豎線與標(biāo)志線重合，半反射片中心豎線與標(biāo)志線緊貼部為測量點位。通過手薄控制全站儀雙盤位觀測這兩個測量點位的三維坐標(biāo)，采用手薄中自主開發(fā)的調(diào)整軟件對Y坐標(biāo)和Z坐標(biāo)進行比較，Y坐標(biāo)差和Z坐標(biāo)差即為調(diào)整量，調(diào)整油缸使調(diào)整量<0.5 mm即為合格。其他三個油缸調(diào)整方法相同。

2 系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 測量基準(zhǔn)

如圖1所示，張拉橫梁為直線框架結(jié)構(gòu)，利用圖中所示的TK1半反射片合作目標(biāo)，比較容易準(zhǔn)確確定測量位置。而圖2所示的油缸為圓柱體結(jié)構(gòu)，沒有直接表示軸線方向的特征點。

圖1 張拉橫梁與測量合作目標(biāo)

為了確定油缸圓柱體軸線方向，先請油缸制造單位在圓柱體表面標(biāo)出軸線方向，然后在圖2所示的TK2半反射片中心與標(biāo)志線重合，標(biāo)定油缸測量位置。

2.2 測量與調(diào)整步驟

圖2 油缸與測量合作目標(biāo)

在圖3中，點 A1，A2，A3，B1，B2，B3 為張拉橫梁的高程測量點;點 Z1-1，Z1-2，Z1-3，Z2-1，Z2-2，Z2-3 為張拉橫梁的平面測量點;而油缸的平面與高程的測量點顯示在油缸上。

圖3 張拉橫梁、油缸測量方法與測量點位示意

1)張拉橫梁的高度調(diào)整

采用0.3 mm/km的高精度電子水準(zhǔn)儀首先對A1，A2，A3，B1，B2，B3 進行高程測量，選取其中的最高點作為基準(zhǔn)高程，其它五點的高程通過在張拉橫梁下墊鋼板調(diào)整高程至基準(zhǔn)高程。

2)張拉橫梁的平面調(diào)整

將NET05全站儀架設(shè)在中軸線上，嚴(yán)格進行對中整平，后視中軸線另一端的棱鏡，把水平角設(shè)為0°00′00″，確定測量坐標(biāo)系;

將專用的精密反射片工裝TK1或TK2分別設(shè)在Z1-1，Z1-2，Z1-3，Z2-1，Z2-2，Z2-3 點上;

通過儀器測量 Z1-2，Z2-2點，將其位置調(diào)整至與中軸線重合;

通過手薄控制全站儀雙盤位測量Z1-1，Z1-3兩個點，手薄軟件通過比較X坐標(biāo)差和Y坐標(biāo)的絕對值差可以自動計算調(diào)整量(如圖4)，調(diào)整張拉橫梁使調(diào)整量<0.5 mm;

同理，測量Z2-1，Z2-3兩個點，將測量數(shù)據(jù)輸入張拉橫梁調(diào)整軟件中，計算出調(diào)整量，調(diào)整張拉橫梁使之調(diào)整量<0.5 mm;

通過對邊測量，測量出 Z1-1，Z2-3的距離，Z1-3，Z2-1的距離，兩個距離之差<1 mm。

圖4 橫梁調(diào)整量提示

3)油缸測量調(diào)整

從每個油缸中線上選取兩個端點，將精密反射片工裝TK2設(shè)在兩個點上。通過手薄控制全站儀高精度測量反射片，手薄軟件可自動計算出油缸的調(diào)整量。因為油缸張拉的時候要求在2 mm以內(nèi)，所以油缸的調(diào)整量要求在1 mm以內(nèi)為合格。

油缸的設(shè)計步長范圍為20 cm。張拉時油缸處于0位，測量其張拉橫梁的位置，要求中心不能超過1 mm;油缸張拉橫梁至10 cm，測其張拉橫梁的位置，要求中心在1 mm之內(nèi);再次調(diào)整油缸張拉橫梁至20 cm處，測量張拉橫梁的位置，要求限差在1 mm以內(nèi)。如果上述都符合要求，張拉橫梁調(diào)整完畢，可以焊接緊固。

3 結(jié)語

半反射片TK1/TK2獨特工裝主要是應(yīng)用于無法在測量物上架設(shè)棱鏡的情況。采用TK1/TK2半反射片獨特工裝應(yīng)用于廠房的張拉橫梁和油缸定位，這與其他板場采用強制對中桿架設(shè)在張拉橫梁或油缸上具有選擇測量點位方便、準(zhǔn)確、全站儀測量精度高、省時、省力等優(yōu)點。

編制專用的調(diào)整量計算軟件，可以根據(jù)全站儀三維坐標(biāo)測量結(jié)果實時計算和顯示張拉橫梁、油缸的調(diào)整量，指導(dǎo)張拉橫梁、油缸迅速調(diào)整到位。

快速調(diào)整張拉橫梁定位、油缸定位的調(diào)測系統(tǒng)，可以提高功效，節(jié)省施工時間。這為以后類似工程提供了一定的經(jīng)驗，不依賴國外技術(shù)，在國內(nèi)有自己的一套安裝理論和經(jīng)驗。

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