CRTSⅡ型轨道板制板中张拉横梁和油缸的定位调整测量系统

2010-07-30蒋中兴

铁道建筑 2010年11期

蒋中兴，黄军

(中铁十二局集团有限公司第三工程公司，太原 030024)

张拉横梁和油缸安装是板场建厂过程中的首个难点，《京沪高速铁路CRTSⅡ型轨道板制造工序质量控制手册》要求，张拉过程同端千斤顶位移差<2 mm，两端千斤顶位移差<4 mm。一对张拉横梁形成长67.2 m、宽8.6 m的大矩形，此矩形不能发生扭曲，油缸的前进方向必须与张拉横梁完全垂直，步进一致。据此，研发了张拉横梁和油缸定位调整测量系统。

1 张拉横梁和油缸定位调整测量系统

1.1 测量坐标系的确定

因张拉横梁必须与预制池的中轴线垂直，而一对张拉横梁与油缸的轴线构成矩形关系。为此将仪器和后视棱镜分别精确架设在中轴线的两头，将仪器瞄准后视棱镜后，仪器水平角设为0°00′00″，从而建立以中轴线为X坐标轴的测量坐标系统，采用以线控点的方法进行张拉横梁和油缸的精密定位。

1.2 张拉横梁的精密定位

张拉横梁的几何尺寸相对庞大，一对张拉横梁形成长67.2 m、宽8.6 m的大矩形。在制板时，两端张拉横梁拉紧的预应力筋要保持在一个水平面上，以防预应力筋放张时引起轨道板的弯曲变形。

高度调整:首先在一个张拉横梁选定中间和两端挂预应力筋的扣槽，其次选取另外一个张拉横梁中间和两端的预应力筋的三个扣槽，而后采用0.3 mm/km的高精度电子水准仪对六个扣槽进行高程测量，其中的最高点作为基准高程，其它五个点的高程通过在张拉横梁下垫钢板调整至基准高程即可。

平面调整:在一个张拉横梁上，采用 KUS1配合TK1/TK2工装分别放置在距张拉横梁中心3 m处的两侧，通过手薄控制全站仪双盘位观测TK1/TK2的圆弧与竖线的交叉点的三维坐标，采用手薄中自主开发的调整软件对X坐标和Y坐标进行比较，X坐标差和Y坐标差即为调整量，调整张拉横梁使调整量 <0.5 mm即为合格。采用同样的办法将另一个张拉横梁调整至合格。然后再通过全站仪对边测量的功能，测量一对张拉横梁测量点位形成的交线是否一致(矩形的对角线)，检核一对张拉横梁构成的矩形偏差。

1.3 油缸的精密定位

事先请油缸制造单位在每个油缸圆柱体的表面标出轴线方向。定位时在每个油缸表面轴线的两头各放置TK2半反射片工装，使半反射片中心竖线与标志线重合，半反射片中心竖线与标志线紧贴部为测量点位。通过手薄控制全站仪双盘位观测这两个测量点位的三维坐标，采用手薄中自主开发的调整软件对Y坐标和Z坐标进行比较，Y坐标差和Z坐标差即为调整量，调整油缸使调整量<0.5 mm即为合格。其他三个油缸调整方法相同。

2 系统应用

2.1 测量基准

如图1所示，张拉横梁为直线框架结构，利用图中所示的TK1半反射片合作目标，比较容易准确确定测量位置。而图2所示的油缸为圆柱体结构，没有直接表示轴线方向的特征点。

图1 张拉横梁与测量合作目标

为了确定油缸圆柱体轴线方向，先请油缸制造单位在圆柱体表面标出轴线方向，然后在图2所示的TK2半反射片中心与标志线重合，标定油缸测量位置。

2.2 测量与调整步骤

图2 油缸与测量合作目标

在图3中，点 A1，A2，A3，B1，B2，B3 为张拉横梁的高程测量点;点 Z1-1，Z1-2，Z1-3，Z2-1，Z2-2，Z2-3 为张拉横梁的平面测量点;而油缸的平面与高程的测量点显示在油缸上。

图3 张拉横梁、油缸测量方法与测量点位示意

1)张拉横梁的高度调整

采用0.3 mm/km的高精度电子水准仪首先对A1，A2，A3，B1，B2，B3 进行高程测量，选取其中的最高点作为基准高程，其它五点的高程通过在张拉横梁下垫钢板调整高程至基准高程。

2)张拉横梁的平面调整

将NET05全站仪架设在中轴线上，严格进行对中整平，后视中轴线另一端的棱镜，把水平角设为0°00′00″，确定测量坐标系;

将专用的精密反射片工装TK1或TK2分别设在Z1-1，Z1-2，Z1-3，Z2-1，Z2-2，Z2-3 点上;

通过仪器测量 Z1-2，Z2-2点，将其位置调整至与中轴线重合;

通过手薄控制全站仪双盘位测量Z1-1，Z1-3两个点，手薄软件通过比较X坐标差和Y坐标的绝对值差可以自动计算调整量(如图4)，调整张拉横梁使调整量<0.5 mm;

同理，测量Z2-1，Z2-3两个点，将测量数据输入张拉横梁调整软件中，计算出调整量，调整张拉横梁使之调整量<0.5 mm;

通过对边测量，测量出 Z1-1，Z2-3的距离，Z1-3，Z2-1的距离，两个距离之差<1 mm。

图4 横梁调整量提示

3)油缸测量调整

从每个油缸中线上选取两个端点，将精密反射片工装TK2设在两个点上。通过手薄控制全站仪高精度测量反射片，手薄软件可自动计算出油缸的调整量。因为油缸张拉的时候要求在2 mm以内，所以油缸的调整量要求在1 mm以内为合格。

油缸的设计步长范围为20 cm。张拉时油缸处于0位，测量其张拉横梁的位置，要求中心不能超过1 mm;油缸张拉横梁至10 cm，测其张拉横梁的位置，要求中心在1 mm之内;再次调整油缸张拉横梁至20 cm处，测量张拉横梁的位置，要求限差在1 mm以内。如果上述都符合要求，张拉横梁调整完毕，可以焊接紧固。