CN109778607B - 连续刚构pc轨道梁精确测量定位装置及架设定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置，包括左竖向杆、右竖向杆和横向杆，三者围成“门”型定位框架，第一、第二连接杆上下间隔地水平固定安装在左竖向杆的左外侧，第三连接杆竖直旋进安装在横向杆的正上方，每根连接杆的外侧端均安装有棱镜，右竖向杆的右外侧上下间隔地水平旋进安装有调节螺丝，左竖向杆下端的左外侧安装有水准管，水准管的轴线与左竖向杆的轴线垂直。同时，本发明还公开了一种利用上述的连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置进行连续刚构PC轨道梁架设的精确测量定位方法。提高了精调测量定位精度与作业效率，降低了放样人员安全风险，能高效反馈梁体精调结果，指导梁体精确定位。

Description

连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置及架设定位方法

技术领域

本发明涉及城市轨道建设技术领域，具体涉及一种连续刚构PC轨道梁架设过程中使用的精确测量定位装置，以及利用该定位装置进行连续刚构PC轨道梁架设的精确测量定位方法。

背景技术

随着芜湖轨道2号线的开建，国内首片连续刚构PC轨道梁正式应用于城市轨道建设。连续刚构PC轨道梁在跨座式单轨交通系统中，不仅作为承重的结构物，同时也是车辆运行的轨道。该类连续刚构PC轨道梁，通过梁架设之后与相邻梁之间采用现浇方式构成一体，形成连续刚构，区别于普通简支轨道梁，后期运营结构稳定，具有平顺性好、舒适度高、运行速度快等优点。

连续刚构PC轨道梁制作、安装的质量与精度要求较高，架设后的预制梁在浇筑前需进行轨道梁线形精调，特别是梁的垂直度、中线偏移、高程偏移等，一旦浇筑后便不可再调，这为连续刚构PC轨道梁的架设精度提出了更高的要求。

现目前，没有专门的测量定位装置，用于对连续刚构PC轨道梁架设时的位置是否满足设计要求进行测量定位，其架设时的线性调节参照简支轨道梁的传统测量放样方法，存在定位精度差、效率低、放样人员反复上下桥墩、放样人员安全风险高等缺点。

发明内容

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置，用于对连续刚构PC轨道梁架设时进行精确测量定位，提高精调测量定位精度与作业效率，降低放样人员安全风险，能高效反馈梁体精调结果，指导梁体精确定位。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置，包括左竖向杆、右竖向杆和横向杆，三者围成“门”型定位框架，还包括第一连接杆、第二连接杆和第三连接杆，所述第一连接杆、第二连接杆上下间隔地水平固定安装在左竖向杆的左外侧，所述第三连接杆竖直旋进安装在横向杆的正上方，第一连接杆的外侧端安装有第一棱镜，第二连接杆的外侧端安装有第二棱镜，第三连接杆的外侧端安装有第三棱镜，所述右竖向杆的右外侧上下间隔地水平旋进安装有调节螺丝，所述左竖向杆下端的左外侧安装有水准管，且水准管的轴线与左竖向杆的轴线垂直，所述左竖向杆与右竖向杆的间距比连续刚构PC轨道梁宽，所述第三连接杆的旋进中心线与左竖向杆右侧的距离为连续刚构PC轨道梁宽度的一半。

作为上述方案的优选，所述横向杆的左端向外延伸并结合加强斜条，与左竖向杆围成直角三角形，且直角三角形的下端与左竖向杆的中下部相连；以增加“门”型定位框架整体的稳固性，防止使用过程中发生变形。

进一步优选为，所述第一连接杆位于直角三角形区域内，第二连接杆位于直角三角形区域外。

进一步优选为，所述左竖向杆采用铝合金圆管制成，右竖向杆、横向杆采用铝合金方管制成。采用铝合金材质重量轻，方便安装及操作使用；左竖向杆采用铝合金圆管制成，特别适用于带曲率半径的曲线段的连续刚构PC轨道梁，确保左竖向杆与轨道梁的侧面可靠贴合。

同时，本发明还公开一种利用上述的连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置进行连续刚构PC轨道梁架设的精确测量定位方法，包括以下步骤：

步骤A、准备工作；

A.1、控制网布设：利用高等级GPS控制点加密布设区间CPIII控制网，以两站一区间为布设区间，兼顾轨道梁整体线路精度及区间内线路平顺性；

A.2、桥墩及临时支撑检测：利用高精度全站仪以区间CPIII控制网为基准建站，检测桥墩及临时支撑位置是否符合设计要求及架设条件；

A.3、梁体尺寸检测：利用钢尺检测PC轨道梁梁体几何结构尺寸，利用三维激光扫描仪扫描梁体，检测梁体扭曲度，判断梁体是否符合设计要求及架设条件；

A.4、理论成果计算：依据梁体尺寸、线路、超高的设计参数，结合连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置的结构参数A、B、C，计算出第三棱镜的理论高程值与中线偏移值，第一棱镜、第二棱镜的横向偏移与竖向倾角理论值，形成理论成果；其中，结构参数A为第一棱镜的中心至左竖向杆右侧的垂直距离，结构参数B为第二棱镜的中心至左竖向杆右侧的垂直距离，结构参数C为第三棱镜的中心至第三连接杆底面的垂直距离；

步骤B、首片梁精调测量定位；

安装连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置于PC轨道梁两端，利用高精度全站仪以区间CPIII控制网为基准后方交会多棱镜建站，并观测第一棱镜、第二棱镜，检查第一棱镜、第二棱镜是否位于同一里程上，如有偏差进行调节；调节完成后在梁上标注安装位置用于后期复测，并精确测量第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜的三维坐标，反算其线路偏移值、高程值，并与理论成果进行对比，指导现场精调，直至观测值与理论成果值偏差满足设计要求，记录定位观测成果；

步骤C、邻接梁精调测量定位；

与步骤B的首片梁精确测量定位区别在于增加了上一片浇筑梁的复测，并结合复测成果兼顾梁体邻接平顺性要求指导本片梁的精确定位。

本发明的有益效果：

1)采用连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置安装于固定于PC轨道梁两端，该装置安装有固定棱镜和水准管，用于精确反馈梁体位置参数，避免了以往定位放样过程中人工定位棱镜不稳定、观测位置不固定、反复上下桥墩等缺点，进而提高了定位精度、降低了放样人员安全风险、提高了作业效率。

2)邻接梁精调测量定位过程中，安装“连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置”于上一片梁浇筑前的定位位置，复测上片浇筑梁定位成果，形成本片梁体相对定位修正参数，在定位本片梁体精确绝对位置上加以修正，消弱了两次观测过程中因建站误差引起的绝对位置偏移，保障了邻接梁的相对精度，提高了邻接梁连接的平顺性。

3)区间施工控制网采用CPIII控制网，利用该控制网高精度全站仪建站，精确观测固定棱镜位置来指导轨道梁的安装与精调，精度能达到亚毫米级，保障了梁体定位测量的高精确度。

附图说明

图1为连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置的结构示意图。

图2为连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置在直线段PC轨道梁端头上的安装断面图。

图3为连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置在曲线段PC轨道梁端头上的安装断面图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置，主要由左竖向杆1、右竖向杆2、横向杆3、第一连接杆4、第二连接杆5、第三连接杆6、第一棱镜7、调节螺丝8、水准管9、加强斜条10、第二棱镜11、第三棱镜12组成。

左竖向杆1最好采用铝合金圆管制成，右竖向杆2、横向杆3最好采用铝合金方管制成。三者围成的“门”型定位框架为铝合金框架。

第一连接杆4、第二连接杆5上下间隔地水平固定安装在左竖向杆1的左外侧。第一连接杆4的外侧端安装有第一棱镜7，第二连接杆5的外侧端安装有第二棱镜11。第三连接杆6竖直旋进安装在横向杆3的正上方，横向杆3上开有供第三连接杆6穿过的螺纹孔。第三连接杆6的外侧端安装有第三棱镜12。

右竖向杆2的右外侧上下间隔地水平旋进安装有调节螺丝8，右竖向杆2上开有供调节螺丝8穿过的螺纹孔。

左竖向杆1下端的左外侧安装有水准管9，且水准管9的轴线与左竖向杆1的轴线垂直，左竖向杆1与右竖向杆2的间距比连续刚构PC轨道梁略宽。第三连接杆6的旋进中心线与左竖向杆1右侧的距离为连续刚构PC轨道梁宽度的一半。

最好是，横向杆3的左端向外延伸并结合加强斜条10，与左竖向杆1围成直角三角形，且直角三角形的下端与左竖向杆1的中下部相连。

另外，第一连接杆4位于直角三角形区域内，第二连接杆5位于直角三角形区域外，以尽量增加第一棱镜7与第二棱镜1的距离。

结合图1—图3所示，连续刚构PC轨道梁根据线形段分曲线段和直线段，该类轨道梁具有梁身较高梁面较窄的结构特性。轨道梁连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置可以安装在直线段的PC轨道梁的端头上，也可以安装在曲线段的PC轨道梁的端头上。

连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置，在结构设计时应满足以下条件：

1)横向杆3底面应垂直于左竖向杆1中心轴线。

2)第一连接杆4、第二连接杆5应固定于左竖向杆1上，固定位置应尽量靠近左竖向杆1两端，分别安装第一棱镜7、第二棱镜11后，量测出第一棱镜7的中心至左竖向杆1右侧的垂直距离作为结构参数A，第二棱镜11的中心至左竖向杆1右侧的垂直距离作为结构参数B。

3)调节螺丝8应有旋紧能力，用于调节及固定连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置于PC轨道梁上，使得左竖向杆1能紧贴于梁侧面。

4)左竖向杆1下端的左外侧安装有水准管9，且水准管9的轴线与左竖向杆1的轴线垂直，使得当水准管9的水准气泡水平时，左竖向杆1中心轴能位于某一铅锤面内。

5)第三连接杆6旋进方向应垂直于横向杆3底面，且旋进轴中心线距左竖向杆1右侧为二分之一梁宽，使得旋进轴中心线位于梁中心线上，第三连接杆6安装第三棱镜12后，量测出第三棱镜12的中心至第三连接杆6底面的垂直距离作为结构参数C。

6)左竖向杆1与右竖向杆2的间距比连续刚构PC轨道梁略宽，便于固定安装。

一种利用上述的连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置进行连续刚构PC轨道梁架设的精确测量定位方法，包括以下步骤：

步骤A、准备工作；

A.1、控制网布设：利用高等级GPS控制点加密布设区间CPIII控制网，以两站一区间为布设区间，兼顾轨道梁整体线路精度及区间内线路平顺性；

表1、投入使用的主要测量设备工具一览表

其中GPS接收机用于复测加密高等级GPS控制网，高精度全站仪用于区间CPIII控制网施测及架梁精确定位观测，连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置用于架梁过程中精确反馈梁体位置参数。

A.2、桥墩及临时支撑检测：利用高精度全站仪以区间CPIII控制网为基准建站，检测桥墩及临时支撑位置是否符合设计要求及架设条件；

A.3、梁体尺寸检测：利用钢尺检测PC轨道梁梁体几何结构尺寸，利用三维激光扫描仪扫描梁体，检测梁体扭曲度，判断梁体是否符合设计要求及架设条件；

A.4、理论成果计算：依据梁体尺寸、线路、超高的设计参数，结合连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置的结构参数A、B、C，计算出第三棱镜12的理论高程值与中线偏移值，第一棱镜7、第二棱镜11的横向偏移与竖向倾角理论值，形成理论成果；其中，结构参数A为第一棱镜7的中心至左竖向杆1右侧的垂直距离，结构参数B为第二棱镜11的中心至左竖向杆1右侧的垂直距离，结构参数C为第三棱镜12的中心至第三连接杆6底面的垂直距离；

步骤B、首片梁精调测量定位；

安装连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置于PC轨道梁两端，利用高精度全站仪以区间CPIII控制网为基准后方交会多棱镜建站，并观测第一棱镜7、第二棱镜11，检查第一棱镜7、第二棱镜11是否位于同一里程上，如有偏差进行调节；调节完成后在梁上标注安装位置用于后期复测，并精确测量第一棱镜7、第二棱镜11、第三棱镜12的三维坐标，反算其线路偏移值、高程值，并与理论成果进行对比，指导现场精调，直至观测值与理论成果值偏差满足设计要求，记录定位观测成果；

步骤C、邻接梁精调测量定位；

与步骤B的首片梁精确测量定位区别在于增加了上一片浇筑梁的复测，并结合复测成果兼顾梁体邻接平顺性要求指导本片梁的精确定位。

具体方法如下：安装连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置于浇筑前定位位置，利用高精度全站仪以区间CPIII控制网为基准后方交会多棱镜建站，并精确测量第一棱镜7、第二棱镜11、第三棱镜12，与定位观测成果进行检核对比，形成本片梁体定位修正参数，在定位本片梁体精确绝对位置上加以修正，使得邻接梁连接平顺、保障其相对精度。简言之，邻接梁在架设时，还要考虑通过增加上一片浇筑梁的复测，结合本片梁对上一片梁安装后的实际误差进行修正，从而确保梁体邻接的平顺性。

轨道梁架设调整时利用精密测量仪器进行精调指导，依靠预埋在梁体和墩顶的线形调整装置中的丝杆调整梁体的倾角，用墩顶顶推系统调整梁体纵、横向位置和高程，调整到位后进行锁定，2小时后再复测，满足线形精度后方可浇筑。连续钢构PC轨道梁在架设精调完成后与相邻梁之间采用现浇方式构成一体，形成连续刚构。

Claims (4)

1.一种连续刚构PC轨道梁架设的精确测量定位方法，其特征在于，采用连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置进行测量定位，所述连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置包括左竖向杆（1）、右竖向杆（2）和横向杆（3），三者围成“门”型定位框架，还包括第一连接杆（4）、第二连接杆（5）和第三连接杆（6），所述第一连接杆（4）、第二连接杆（5）上下间隔地水平固定安装在左竖向杆（1）的左外侧，所述第三连接杆（6）竖直旋进安装在横向杆（3）的正上方，第一连接杆（4）的外侧端安装有第一棱镜（7），第二连接杆（5）的外侧端安装有第二棱镜（11），第三连接杆（6）的外侧端安装有第三棱镜（12），所述右竖向杆（2）的右外侧上下间隔地水平旋进安装有调节螺丝（8），所述左竖向杆（1）下端的左外侧安装有水准管（9），且水准管（9）的轴线与左竖向杆（1）的轴线垂直，所述左竖向杆（1）与右竖向杆（2）的间距比连续刚构PC轨道梁宽，所述第三连接杆（6）的旋进中心线与左竖向杆（1）右侧的距离为连续刚构PC轨道梁宽度的一半；

所述连续刚构PC轨道梁架设的精确测量定位方法包括以下步骤：

步骤A、准备工作；

A.1、控制网布设：利用高等级GPS控制点加密布设区间CPIII控制网，以两站一区间为布设区间，兼顾轨道梁整体线路精度及区间内线路平顺性；

A.2、桥墩及临时支撑检测：利用高精度全站仪以区间CPIII控制网为基准建站，检测桥墩及临时支撑位置是否符合设计要求及架设条件；

A.3、梁体尺寸检测：利用钢尺检测PC轨道梁梁体几何结构尺寸，利用三维激光扫描仪扫描梁体，检测梁体扭曲度，判断梁体是否符合设计要求及架设条件；

A.4、理论成果计算：依据梁体尺寸、线路、超高的设计参数，结合连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置的结构参数A、B、C，计算出第三棱镜（12）的理论高程值与中线偏移值，第一棱镜（7）、第二棱镜（11）的横向偏移与竖向倾角理论值，形成理论成果；其中，结构参数A为第一棱镜（7）的中心至左竖向杆（1）右侧的垂直距离，结构参数B为第二棱镜（11）的中心至左竖向杆（1）右侧的垂直距离，结构参数C为第三棱镜（12）的中心至第三连接杆（6）底面的垂直距离；

步骤B、首片梁精调测量定位；

安装连续刚构PC轨道梁精确测量定位装置于PC轨道梁两端，利用高精度全站仪以区间CPIII控制网为基准后方交会多棱镜建站，并观测第一棱镜（7）、第二棱镜（11），检查第一棱镜（7）、第二棱镜（11）是否位于同一里程上，如有偏差进行调节；调节完成后在梁上标注安装位置用于后期复测，并精确测量第一棱镜（7）、第二棱镜（11）、第三棱镜（12）的三维坐标，反算其线路偏移值、高程值，并与理论成果进行对比，指导现场精调，直至观测值与理论成果值偏差满足设计要求，记录定位观测成果；

步骤C、邻接梁精调测量定位；

与步骤B的首片梁精确测量定位区别在于增加了上一片浇筑梁的复测，并结合复测成果兼顾梁体邻接平顺性要求指导本片梁的精确定位。

2.按照权利要求1所述的连续刚构PC轨道梁架设的精确测量定位方法，其特征在于：所述横向杆（3）的左端向外延伸并结合加强斜条（10），与左竖向杆（1）围成直角三角形，且直角三角形的下端与左竖向杆（1）的中下部相连。

3.按照权利要求2所述的连续刚构PC轨道梁架设的精确测量定位方法，其特征在于：所述第一连接杆（4）位于直角三角形区域内，第二连接杆（5）位于直角三角形区域外。

4.按照权利要求1所述的连续刚构PC轨道梁架设的精确测量定位方法，其特征在于：所述左竖向杆（1）采用铝合金圆管制成，右竖向杆（2）、横向杆（3）采用铝合金方管制成。