一種下穿既有線橋涵頂進(jìn)水平導(dǎo)向糾偏系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及下穿既有線橋涵頂進(jìn)施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種下穿既有線橋涵頂進(jìn)水平導(dǎo)向糾偏系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]既有線頂進(jìn)橋涵是穿越既有線路用頂進(jìn)方法施工的橋涵，多采用鋼筋混凝土箱形框架結(jié)構(gòu)，也叫框架式橋涵。頂進(jìn)法施工的具體施工工藝流程為:在既有鐵路線的一側(cè)開挖工作坑，現(xiàn)澆滑板，在滑板上澆筑鋼筋混凝土橋體，修筑后背，同時(shí)進(jìn)行線路加固，安裝頂進(jìn)設(shè)備；當(dāng)頂進(jìn)前方挖土完成一個(gè)頂程后，即開動(dòng)高壓油泵，使頂鎬產(chǎn)生頂力，通過傳力設(shè)備并借助于后背的反作用力將橋體向前推進(jìn)；待推進(jìn)一個(gè)頂程后，在空擋處放頂鐵，挖運(yùn)出一個(gè)頂程距離，以待下次開頂；如此循環(huán)進(jìn)行，直到整個(gè)橋體頂進(jìn)就位為止。頂進(jìn)法施工可減少對既有鐵路運(yùn)輸?shù)母蓴_，同時(shí)能保證路基完好和穩(wěn)定，方法簡便，安全可靠，施工時(shí)間短，質(zhì)量也能得到保證，因此被廣泛用于箱形橋、地道橋和涵洞工程中。
[0003]然而在實(shí)際施工過程中，由于啟動(dòng)趨勢、自重偏心、基礎(chǔ)土質(zhì)、頂進(jìn)工藝等因素的相互影響，時(shí)常出現(xiàn)偏離中線的水平偏移和抬頭、扎頭的高程偏差等問題，使橋體就位偏離設(shè)計(jì)軸線，不符合設(shè)計(jì)要求。規(guī)范規(guī)定，框架橋涵的頂進(jìn)允許偏差為:(1)中線控制:一端頂進(jìn)時(shí)±200mm，兩端頂進(jìn)時(shí)± 10mm ; (2)高程控制:頂程的1%，但不得超過+150mm、-200mm。若偏差波動(dòng)較大且控制不及時(shí)將造成永久缺陷。因此，為防止過大的方向及高程誤差，除應(yīng)加強(qiáng)觀測、認(rèn)真預(yù)防外，還必須及時(shí)糾偏。
[0004]傳統(tǒng)的水平偏差糾正措施主要有:(I)增減一側(cè)千斤頂?shù)捻斄?，可通過開或關(guān)一側(cè)千斤頂閥門及增加或減少千斤頂頂力數(shù)；(2)輪流開動(dòng)兩邊高壓油泵調(diào)整；(3)用后背頂鐵或頂柱調(diào)整；(4)前端左右兩側(cè)刃腳前，可在一側(cè)超挖，另一側(cè)少挖土或不挖來調(diào)整方向；(5)在箱身前端加橫向支撐來調(diào)整。
[0005]然而實(shí)踐表明，橋涵頂進(jìn)法施工中進(jìn)行方向和高程調(diào)整時(shí)，通過調(diào)整后端頂力或前端刃角阻力來調(diào)整橋體方向，常常使橋體產(chǎn)生裂紋或非正常變形，導(dǎo)向支墩內(nèi)側(cè)上部混凝土被壓碎，給糾偏帶來一定難度。且頂進(jìn)時(shí)需要對位移進(jìn)行連續(xù)觀測，這對觀測人員的素質(zhì)是個(gè)巨大的考驗(yàn)。而一旦位移超過限值需要立即停止施力以及時(shí)糾偏，但是靜態(tài)糾偏耗時(shí)較長，且對橋體造成的危害很大。
[0006]目前現(xiàn)有技術(shù)尚不能有效地解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種下穿既有線橋涵頂進(jìn)水平導(dǎo)向糾偏系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)橋涵頂進(jìn)過程中的方向監(jiān)控、導(dǎo)向糾偏，確保橋涵頂進(jìn)控制在設(shè)計(jì)軸線的偏差范圍之內(nèi)。
[0008]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
[0009]本發(fā)明提出了一種下穿既有線橋涵頂進(jìn)水平導(dǎo)向糾偏系統(tǒng)，包括滑板上的頂進(jìn)橋涵7，用于對頂進(jìn)橋涵7進(jìn)行測量定位的激光全站儀3，用于計(jì)算頂進(jìn)橋涵7的運(yùn)動(dòng)軸線與根據(jù)實(shí)際工況確定的頂進(jìn)理論軸線的相對偏差的主控計(jì)算機(jī)6，用于頂進(jìn)頂進(jìn)橋涵7及糾偏的液壓頂推系統(tǒng)5以及用于控制所述液壓頂進(jìn)系統(tǒng)5調(diào)整的同步控制器4 ;
在所述頂進(jìn)橋涵7尾端兩側(cè)壁中間各位置有一個(gè)激光標(biāo)靶單元2，在所述激光標(biāo)靶單元2上安裝目標(biāo)棱鏡；所述激光全站儀3架設(shè)在滑板兩側(cè)，自動(dòng)照準(zhǔn)跟蹤同側(cè)目標(biāo)棱鏡的中心；所述主控計(jì)算機(jī)6與所述激光全站儀3連接，用于接收所述激光全站儀3測量的數(shù)據(jù)；所述同步控制器4與所述主控計(jì)算機(jī)6連接。
[0010]兩個(gè)所述激光全站儀3分別架設(shè)在距離所述滑板兩側(cè)5米處。
[0011]所述激光標(biāo)靶單元2在所述頂進(jìn)橋涵7尾端上處于同一水平線上。
[0012]確定所述頂進(jìn)橋涵7的初始姿態(tài)時(shí)，在所述頂進(jìn)橋涵7上選定若干個(gè)不共面的固定參考點(diǎn)，所述激光全站儀3在免棱鏡模式下通過對這些參考點(diǎn)進(jìn)行測定。
[0013]所述激光全站儀3測得的數(shù)據(jù)信息上傳至網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行網(wǎng)上監(jiān)控。
[0014]所述液壓頂推系統(tǒng)5的調(diào)整如下:當(dāng)相對偏差達(dá)到預(yù)警值時(shí)，適當(dāng)加大偏移方向側(cè)千斤頂?shù)倪M(jìn)油量以增加其頂力和頂速，或適當(dāng)減少另一側(cè)千斤頂?shù)倪M(jìn)油量。
[0015]所述預(yù)警值為20mm。
[0016]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果。
[0017](I)激光全站儀具有自動(dòng)照準(zhǔn)功能，避免了人工照準(zhǔn)誤差，提高了觀測精度；能夠?qū)斶M(jìn)過程中的棱鏡自動(dòng)跟蹤、移動(dòng)觀測，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位和三維坐標(biāo)測量。
[0018](2)采用無線通訊技術(shù)將全站儀的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)焦I(yè)電腦上，克服了有線傳輸電纜笨重、容易損壞、檢查不便等不足，更加便捷穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了對頂進(jìn)施工現(xiàn)場的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0019](3)通過系統(tǒng)軟件進(jìn)行分析計(jì)算，避免了復(fù)雜繁瑣的人工測量計(jì)算，方便準(zhǔn)確。分析得到的即時(shí)信息可以上傳至網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場施工人員對頂進(jìn)過程中橋涵姿態(tài)的實(shí)時(shí)掌控。
[0020](4)所有的硬件組件堅(jiān)固耐用，能夠適應(yīng)頂進(jìn)施工的惡劣環(huán)境，測量精度高，穩(wěn)定性和可靠性好。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1為本發(fā)明下穿既有線橋涵頂進(jìn)水平導(dǎo)向糾偏系統(tǒng)的整體布置圖；
圖2為本發(fā)明橋涵頂進(jìn)施工立面示意圖；
圖3為本發(fā)明激光全站儀測量原理圖。
[0022]圖1一圖3中，1:后視棱鏡、2:激光標(biāo)靶單元、3:激光全站儀、4:同步控制器、5:液壓頂推系統(tǒng)、6:主控計(jì)算機(jī)、7:頂進(jìn)橋涵。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明提出的一種下穿既有線橋涵頂進(jìn)水平導(dǎo)向糾偏系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要說明的是，附圖均采用非常簡化的形式和非精確的比例，僅用以方便、清晰地輔助說明本發(fā)明的目的。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明提出了一種下穿既有線橋涵頂進(jìn)水平導(dǎo)向糾偏系統(tǒng)，所述導(dǎo)向糾偏系統(tǒng)包括后視棱鏡1、激光標(biāo)靶單元2、激光全站儀3、同步控制器4、液壓頂推系統(tǒng)5和主控計(jì)算機(jī)6。
[0025]本發(fā)明中，在頂進(jìn)后方1m處設(shè)置后視點(diǎn)，安裝后視棱鏡1，后視點(diǎn)距后背一定距離以免后背變形影響觀測結(jié)果。在頂進(jìn)橋涵7尾端兩側(cè)壁中間位置各安裝一個(gè)激光標(biāo)靶單元2，激光標(biāo)靶單元2為一個(gè)高精度的電子激光標(biāo)靶，上面安裝目標(biāo)棱鏡。在本發(fā)明中，激光標(biāo)靶單元2在頂進(jìn)橋涵7尾端上處于同一水平線上。激光標(biāo)靶單元2作為頂進(jìn)過程中頂進(jìn)橋涵7姿態(tài)主要的基準(zhǔn)，其外殼設(shè)計(jì)防塵、防水，安裝固定可靠，為獲取穩(wěn)定準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息提供保證。在滑板兩側(cè)工作坑邊上各設(shè)置一個(gè)測站點(diǎn)，架設(shè)激光全站儀3。在本發(fā)明中，測站點(diǎn)設(shè)置在距離滑板兩側(cè)5米處。激光全站儀3采用可見激光束，激