高精度轨道梁

高精度轨道梁（精选三篇）

高精度轨道梁 篇1

关键词：高精度轨道梁,测量,系统误差,偶然误差

0 引言

随着土木工程行业的不断发展,混凝土构件的制作精度要求越来越高。对于大型轨道梁精密制品,其所有的技术参数精度要求都是毫米级,这给大型构件的生产提出了新的挑战。此类高精度轨道梁在制作过程中需要各部门的通力配合,尤其是测量环节,直接影响轨道梁的外观尺寸和连接件定位等关键因素。在测量过程中由于各种原因会产生测量误差,能否准确地分析并减小测量误差,是决定测量结果是否可靠的重要依据。

1 测量系统误差分析

1.1 水准仪、测微平板及水准尺引起的系统误差

1)i角误差。在高精度轨道梁的高程测量中,由于被测的点相对距离很近,并且被测点之间的模板上无法设测站,i角误差是难以避免的。为了尽量减小i角误差,建议在高精度轨道梁制作中保持基准点测距和被测点测距基本相等,并且最大的测距为基准点的测距。此外,在测量之前尽量调整仪器的i角,使其减小到最小。

2)水准尺产生的系统误差。本次轨道梁生产测量用2 m,3 m的普通铟钢尺,其精度为5 mm。铟钢尺两端的固定拉力在实际的生产过程中也存在着一定的误差。

3)测微平板本身的刻度误差及其调节的隙动误差。

4)外界环境的影响。对要求较高的水准测量,水准仪应撑伞防晒。在风力大至影响仪器水准管的精平时,不应进行水准测量。

1.2 经纬仪引起的系统误差

1)度盘的刻画误差。

2)经纬仪照准部偏心差。照准部旋转中心应该与水平度盘中心重合。对于每一瞄准目标,在度盘对径方向上读取读数而取其平均值的方法可以消除照准部偏心差对水平度盘读数的影响;取同一目标的盘左、盘右读数的平均值,也相当于同一目标方向在度盘对径处的读数,因此也可以消除照准部偏心差的影响。

3)经纬仪轴系误差。

1.3 卷尺测量和光电测量产生的系统误差

钢尺量距的主要误差来源有以下几种:1)尺长误差。2)温度误差。3)尺子倾斜和垂直误差。4)定线误差。5)拉力误差。6)丈量误差。

激光测距仪的系统误差主要包括:1)调制频率误差。通过测距仪检定、测定乘常数R,对距离进行改正,主要就是为了消除或减小仪器的调制频率误差。2)气象参数误差。气象参数的测定并进行改正只有在参数与标准状态相差很大时才有必要。但在轨道梁的精密测量中将成为不容忽视的误差来源。

1.4 减小测量系统误差的方法

仪器产生的系统误差是必然的,但为了尽量减小误差,应该对仪器进行定时的鉴定。特别是精密仪器,如水准仪、经纬仪等要有鉴定报告和修正措施。另外,对于钢卷尺要经常到机加工恒温车间校核,找出每根钢卷尺的修正方程。

2 测量偶然误差分析

2.1 水准测量的偶然误差

1)仪器的置平误差。

在高精度轨道梁高程测量中,水准仪的整平非常重要。在本次高精度轨道梁生产中,水准仪的整平主要受以下几个偶然因素影响:a.测量人员的气泡对中。b.测量台的稳定性。c.温度对仪器的置平同样有一定的影响。

2)水准尺倾斜误差。

在测量高精度轨道梁高程中,水准尺的置平尤其重要。水准尺的倾斜误差是不可避免的,为了减小这种误差,现分析如下:在多数情况下,扶尺人员扶尺时水准尺都和绝对的竖轴有一个空间的方位角α,因此就产生了实际读数L′与理论读数L之间的误差ΔL(如图1所示)。

由图1可知,L′cosα=L,ΔL=(1/cosα-1)L。因此,如果水准尺前后倾斜,在水平仪望远镜的视场中不会觉察,但是由此使水准尺读数总是偏大。

3)测量中的读数误差。

在测量轨道梁的过程中,对各个连接件的高程测量读数一定存在着误差,特别是估读部分的读数。为此尽量让同一个人测量一个台座的连接件,并且要求他们调整好自己的状态。

4)外界环境的影响。

为了尽量减小周围环境对测量产生的误差,我们测量时尽可能避开某些影响大的生产过程。

2.2 经纬仪在测量过程中的偶然误差

1)仪器的置平误差。

经纬仪在高精度轨道梁的生产中,对中心线的定位起了很重要的作用。

2)仪器的对中误差(如图2所示)。

其中,B为测站点;B′为观测时仪器安置中心;BB′=e为仪器的偏心距;θ为观测的起始方向与偏心方向的夹角,称为偏心角。观测角值β′与正确值β之间的关系式为β=β′+(δ1+δ2)。在ΔABB′和ΔCBB′中,δ1,δ2为小角度,其正弦值可用其弧度代替,因此仪器对中误差对水平角的影响为:

3)目标偏心误差。目标偏心误差的影响是由于照准点上所竖立的目标与地面点的标志中心不在同一铅垂线上所引起的测角误差(如图3所示)。

由此可以看出,垂直于瞄准方向的目标偏心影响最大,并且与目标偏心距e1成正比,与边长D成反比。为了减小目标偏心对水平角观测的影响,作为照准目标的标杆应竖直,并尽量照准标杆的底部。对于短边,照准目标最好采用垂球线或测钎。边长愈短,愈应注意目标的偏心误差。

4)外界环境的影响。为了尽量减小周围环境对测量产生的误差,我们测量时尽可能避开某些影响大的生产过程。

2.3距离测量中卷尺测量和光电测量产生的偶然误差

1)卷尺和测力计在测量中的偶然误差。为了减小这种误差,我们首先固定测力计的一端,使钢卷尺受力一定,再用C形夹对钢卷尺进行固定,从而省去人工施力,达到减小误差的效果。

2)激光测距仪的偶然误差。由于激光测距仪是用肉眼观测目标和手动调整光标方向,所以测量过程中人为的因素影响也很大,这会产生偶然误差。我们在测量过程中应尽量采用多次测量的方法来解决此种偶然误差。

3结语

高精度轨道梁的制作要求高,测量难度大。结合近年来我们承担的高精度轨道梁生产任务,本文对高精度轨道梁的测量误差进行了较为详细的分析,并提出了减小测量误差的建议。上述分析将为提高高精度轨道梁的制作质量提供良好的参考。

参考文献

[1]顾孝烈,鲍峰,程效军.测量学[M].上海:同济大学出版社,2006.

高精度轨道梁 篇2

1. 材料用量

节段拼装梁是由预制构件拼装而成, 节段之间存在胶接缝, 梁部宜按全预应力构件设计, 端头3个节段顶底板较厚, 混凝土用量较支架现浇和整孔架设梁大, 同时考虑其抗弯、抗剪强度须进行折减, 预应力使用量较支架现浇多。整孔架设采用梁上运梁, 运梁荷载将控制箱体设计, 其跨中弯矩值较大, 需使用更多的预应力, 混凝土用量与支架现浇梁相当。3种工法结构计算比较如表1所示。

计算结果表明:支架现浇材料用量最低, 节段预制梁混凝土与钢筋用量较整孔架设梁略高, 但2者材料用量差别不大。

注:节段预制梁抗弯强度折减系数取:0.95, 抗剪强度折减系数取:0.85。

2. 施工场地需求

满布支架现浇利用桥下空间搭设支架, 考虑支架、围挡安装空间及施工机械设备通行需求, 围蔽范围一般一侧按结构线外扩2m, 另一侧按结构线外扩8m, 占用道路总宽度在20m左右, 在一般市政道路上对地面交通影响还是比较明显, 因此施工方案的比选需综合考虑地面交通疏解及因交通疏解引起的征地拆迁费用对工程投资的影响。

整孔预制架设箱梁在梁场预制, 将箱梁运输到桥下, 通过龙门吊起, 吊至已架设箱梁上, 然后通道运梁小车给架桥机喂梁, 除箱梁起吊位置需占用部分道路外, 其余区段不占用地面道路, 对地面交通影响较小, 但预制梁场的选择是本工法能否实施的关键。考虑到整孔架设梁场箱梁体量大, 运输不便, 场地宜选择在桥址附近, 同时为保证后期架设供梁需求, 采用1台架桥机架设梁场一般不宜小于4.5万m2, 在桥址附近寻找合适的场地困难较大。

节段预制拼装将一孔梁分割为12块左右 (节段长度一般2～3m, 节段重量控制在50t以内为宜) , 运输条件较整孔架设要简易很多, 其梁场位置可根据已有梁场灵活选择, 梁场规模亦可化整为零, 梁场选择较为简单。架桥机喂梁亦可根据桥下道路的情况及架桥机形式灵活选择梁上运梁或地面运梁, 对地面交通影响较小。

从施工场地需求来看, 对于地面道路较宽、施工围蔽对地面交通影响不大的区域, 满布支架现浇可作为比选方案;反之, 一般推荐采用整孔预制或节段拼装法施工。整孔预制与节段拼装工法的选择需根据桥址附近的用地情况进行比选, 桥址附近用地条件较好, 2种工法选择需根据其他影响综合考虑, 条件受限一般推荐采用节段拼装法施工。

3. 机械设备投入

满布支架现浇在国内市政、公路项目中广泛施工, 不需要太多的机械设备, 对设备的要求也低, 一般承包商均能施工, 其所需的支架、模板单体费用较低。整孔预制架设至少需要2条250t龙门吊 (提梁机) , 1台500t或以上的运架一体式架桥机, 梁片移位、运输、安装设备较庞大, 单件设备造价高。目前国内企业配备较国外落后, 能满足此条件的企业相对较少。节段预制拼装运梁及吊梁设备较整孔架设简单, 架桥机规模与整孔架设相当。

从机械设投入来看, 满布支架现浇设备简单, 技术要求也低, 整孔预制架设与节段预制拼装设备投入相当。虽然目前国内企业配备较少, 但机械化生产是桥梁建设的趋势, 虽然先期投入较大, 但长期摊销并不比满布支架现浇大多少。

4. 质量

满布支架现浇施工质量受现场环境、工人混凝土浇筑水平影响较大, 施工质量控制和外观不如预制。整孔预制架设整孔箱梁均在梁场预制和梁体工厂制造, 工人技术水平高、养护条件好, 梁体质量容易保证, 在国内高铁、客运专线项目中普遍采用, 积累了丰富的架设经验, 施工质量较好。节段预制拼装在工厂预制, 节段质量较容易保证, 但根据目前国内已建成工程反馈的经验来看, 节段之间胶拼缝、吊装孔防水如施工质量控制不严容易出现质量问题, 影响主梁耐久性。其次, 其施工线形控制要求较高, 桥面标高控制相对困难, 后期需调整轨道高度来满足轨道线形要求, 增加了二恒, 对结构受力不利。

从目前国内施工队伍的技术水平上讲, 施工质量上3种工法中整孔预制架设要好于其他2种, 节段预制拼装对施工质量控制的技术要求较高, 施工中需严格把控工艺流程。

5. 工期

满布支架现浇基础施工完后才能施工上部箱梁, 灵活性较差, 但可以多点开工, 不会因某一地段无法施工而影响其余地段施工, 可通过增加设备、人力和投入全面铺开, 平行作业, 缩短工期。整孔预制架设制梁与下部结构同步施工, 工期快, 但如遇某段桥墩或节点桥未建好, 架桥机无法通行时, 则架桥机将无法跳过该地段继续架梁。架桥机通过车站时, 由于架桥机侧向和竖向净空的要求, 只能待全桥主梁架完后才能施工侵占架桥机和运梁台车净空的车站站台和顶棚的相应部位, 可能会影响车站工期。节段预制拼装主梁预制和桥墩基础施工可同步进行、平行作业, 如遇某段桥墩或节点桥未建好无法通过时, 则架桥机可解体后重新组装, 跳过无法通过的地段继续架梁, 较整孔预制架设灵活。

整孔预制架设在工筹安排恰当时, 架设速度平均可达到1～1.5孔/天, 最高可5孔/天, 节段预制拼装架梁平均速度在1孔/3天, 整孔预制架设在工期上占优势。

6. 综合比较分析

高精度轨道梁 篇3

1 轨道梁制作测量工作内容

跨座式单轨交通轨道梁主要为一般预制混凝土梁。除此之外, 特殊地段还有现浇混凝土梁、预制钢梁 (含道岔钢梁) 、多跨连续梁等。各种轨道梁项目和内容大致相同, 下面就对一般预制混凝土梁的测量项目作一介绍:

轨道梁制作包括模板台车放线、轨道梁脱模、轨道梁张拉、轨道梁出厂等四个阶段。轨道梁制作测量工作贯穿于轨道梁制作的各个阶段。脱模后各阶段的测量对象都是轨道梁, 所以测量内容基本一致, 只是中间张拉阶段由张拉引起变化 (可忽略不计的测量项目) 可以略去。

1.1 模板台车放线测量

模板台车放线是轨道梁制作的基础, 本阶段主要测量内容包括在台车上放出梁体中心线, 梁体底面边线、梁体端面边线、支座中心位置和预埋件的位置等。模板台车放线是轨道梁制作的基础, 放线的精度对成品轨道梁的质量影响是致命的, 因此, 必须严格操作, 保证测量精度。

1.2 轨道梁的检查与验收测量

轨道梁检查与验收主要的测量项目包括以下十一项:梁宽、梁长、跨度、走行面垂直度、端面倾斜度、梁高、两端面中心线夹角、顶面线形、侧面线形、指形板座与梁体表面高差和支座位置。轨道梁脱模后, 须对轨道梁的各个测量项目进行检查, 检查出有不合格项目的轨道梁, 应进行处理, 满足要求后方能进行下一步张拉维护工作。轨道梁一般进行两次张拉, 每次张拉后, 要对引起变化较大的项目重新测量, 并与该阶段的设计值比较, 以检查张拉效果。轨道梁出厂前, 须对全部项目进行验收测量, 检查出有不合格项目的轨道梁, 应进行处理, 满足要求后方能进行出厂架设工作。

2 成品轨道梁线形精度要求

成品轨道梁线形精度要求见表1。

3 成品轨道梁检查与验收测量方法

3.1 成品轨道梁测量器具及要求

钢尺:统一使用同一品牌的钢尺, 统一在具有平铺、悬空检测资质能力的国家法定检测机构检定。并应按照国家和地方有关规定, 定期到有资质的钢尺检测场所进行比长、检定。

管式测力器:0~300N。

U形尺:自制, 内径900mm, 要求具有足够的刚度、不变形。

钢直尺:500mm、1000mm。

等高块:自制, 尺寸为40mm×40mm×40mm的立方体。

测量仪器:经纬仪、水准仪及水准尺。

水平尺。

塞尺:0.02~1.00mm。

直角尺。

3.2 成品轨道梁测量方法

3.2.1 梁长、跨度、梁高测量

梁长、跨度、梁高三个项目测量用钢尺配合直角尺和管式测力器即可完成。梁长需测梁体两侧的上下部四个长度值;跨度是指梁体下部两支座间距, 需测内外侧两个值;梁高测量数据较多, 在梁体两侧的跨中、模板每个加力器对应截面及支座中心截面部位都应进行测量。曲线梁外侧梁长、跨度可测量弧长, 内侧梁长、跨度可测量弦长;由于可能存在组合曲线, 梁内外侧梁高可能不同。梁长、跨度和梁高测量示意图见图1~2。图中L为梁的横断面间距。

3.2.2 梁宽、走行面垂直度测量

梁宽、走行面垂直度测量精度要求较高, 要使用精确的U形尺、钢直尺、等高块等器具进行测量。各测点应布置在各加力器截面上。测量时, 首先在梁体表面标定出各测点位置, 然后将等高块置于梁顶各测点截面处, 再将U形尺置于等高块上, 用钢直尺量出梁表面至U形尺内侧距离。用U形尺内侧间距减去尺读数, 即得出梁宽值。走行面垂直度是指梁顶面 (走行面) 与侧面的垂直程度, 两侧走行面垂直度分别为arctan (d2-d1) /1085, arctan (d4-d3) /1085, 梁宽、走行面垂直度测量见图3。

3.2.3 端面倾斜度、两端面中心线夹角测量

端面倾斜度是指在轨道梁水平状态下, 梁端面的铅垂度, 一般用锤球或经纬仪配钢直尺即可完成。

两端面中心线夹角测量方法如下:作出梁端面中心线, 用钢直尺测出经纬仪竖轴视线与中心线上、下部距离d1、d2, 该端面中心线与铅垂线夹角为arctan (d1-d2) /h, 按此方法测验出另一端面夹角, 两个值比较即得两端面中心线夹角。

3.2.4 梁体工作面线形测量

梁体工作面线形测量, 按测量位置划分, 可分为顶面线形和侧面线形;按整体与局部关系划分, 可分为整体线形和局部线形。整体线形反映轨道梁的弯曲程度, 局部线形反映轨道梁的平滑程度。

顶面线形和侧面线形的测点位置与梁宽测量一致。测量时, 采用水准仪或经纬仪在梁顶面或侧面定出一条直线, 然后用水准尺或直钢尺垂直于梁顶面或侧面的每一个测点上测出该测点到本直线的距离读数。各测点整体线形可由该测点相对于两端点连线的矢距得出, 各测点局部线形可由该测点相对于相邻前后两点连线的矢距得出。显然, 两端测点的整体线形直为零且无局部线形值。

在进行梁体工作面线形测量时, 由于水准仪或经纬仪在梁顶面或侧面定出的直线与梁体走向不平行, 因此矢距读数必须要考虑不平行的影响和改正。

3.2.5 指形板座与梁体表面高差测量

指形板安装在每榀轨道梁的两端, 是连接相邻两轨道梁的纽带。指形板与梁体表面应当齐平, 否则会形成台阶, 影响乘车舒适度。指形板一般在工厂按统一型号预制, 轨道梁架设时才进行安装, 因此, 出厂前的轨道梁要保证指形板座与梁体表面有一定高差, 且不应太大或太小。测量方法:将直角尺置于梁体表面, 用钢直尺测出直角尺的直角边与指形板座的高差即可。

3.2.6 支座位置检查测量

支座位置在模板台车放线时已经放出, 为检查轨道梁制作过程中有无偏差, 是否满足要求, 轨道梁脱模后或出厂前应对支座相对于同侧梁端头的距离进行检查测量。由于支座位于梁体下部, 一般可用经纬仪先将支座位置投影到梁顶面再进行测量。

4 结束语

作者参考国内外大量的跨座式单轨交通工程测量方面的资料和规范文件, 结合十几年来跨座式单轨交通工程测量工作的经验, 全面阐述了轨道梁生产和验收测量的全部项目和测量方法。不仅可以用于一般预制混凝土梁, 也适用于特殊地段的现浇混凝土梁、预制钢梁 (含道岔钢梁) 、多跨连续梁在生产制作和验收。

摘要：跨座式单轨交通系统, 采用混凝土轨道梁, 线路平顺, 全部高架立交。它有有效利用城市空间、运行安全、适应地形能力强、环境效应优越、速度快、运量适中、施工简便, 工程造价低等诸多优点。在功能上具备城市骨干交通工具的特征, 在一定的使用条件下能满足城市公共交通的需要, 是一种现代化的公共交通工具。本文通过作者多年工作经验对轨道梁的生产和验收测量进行了一个简单的分析。

关键词：跨座式单轨交通,轨道梁,验收测量

参考文献

[1]《城市轨道交通工程测量规范》 (GB/T503082008) [S].