磁悬浮工程轨道梁高精度测量定位技术

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1、第5卷第2集V01．5，No．2兰Q鲤生!Q旦煎窒皇盔型王垂型量堇鲞婴过銮煎金迨塞塞坐!：兰墅磁悬浮工程轨道梁高精度测量定位技术贺文涛王暖堂中铁十六局集团计量测试中心北京100018摘要：以我国首例磁悬浮——上海磁悬浮工程为例，详细论述了磁悬浮工程中轨道梁的精调定位，为今后磁悬浮的施工提供了一定的参考。关键词：磁悬浮；精调；定位销；放样一-●‘-·-1刖旨磁悬浮是不同于传统铁路、公路、航空的一项崭新的交通运输方式。目前，国外只有试验线，还没有商业运营线。它充分利用磁体的磁浮特性，具有无污染、速度快等优点。上海磁悬浮工程采用的是德国的常导磁悬浮技术，它对轨道梁的空间位置精度要求相当高，因

2、此磁悬浮工程轨道梁的高精度定位是一大难点。2工程概况上海磁悬浮工程从地铁龙阳路车站到浦东国际机场全长30km，整段线路主线全部采用高架桥，其结构由基础、墩身、盖梁、支座、轨道梁构成，设计最高时速达430km，一般轨道梁长24m左右，重达180吨以上，轨道梁三维方向的定位误差都要求控制在4-1mm范围之内，在保证轨道梁绝对位置的同时，还要兼顾考虑相邻轨道梁纵、横向的误差不超过4-1mm，竖向不超过±0．6mm。如此高的精度要求，用普通的机械吊装就位法根本无法直接实现，必须根据轨道梁定位点的设计大地坐标与线路坐标的几何关系，用精密的测量仪器和高精度的三向组合调位千斤顶的配合才能实现。3主要

3、测量仪器和机械设备表l主要测量仪器和机械设备列表序号名称规格型号生产厂家精度备注测角标称精度4-0．5，秒测配徕卡圆棱镜、气压表、l全站仪TI：2003瑞士徕卡距标准差±(1mm+1ppm温度湿度计宰D)序号名称规格型号生产厂家精度备注2电子水准仪DINll2德国蔡司中误差0．3mm／Km配条码铟钢尺3千斤顶ENERPAC美国实用0．2ram用于轨道梁的三向移位动力4游标卡尺150—200him0．02ramX向间隙测量5塞尺350mmY、Z向错位测量6刀尺300mm0．3／100007温度计JM424M天津立文O．1℃测量环境温度4轨道梁精调的方法轨道梁精调的总原则是：在尽可能保证每

4、根梁绝对位置的同时，并保证相邻梁之间的相对关系。为了提高精调速度，遵循该原则，根据测量控制点的位置，把轨道梁划分为基准梁和中间梁(一般情况下，相邻的两根梁如一根定为基准梁，则另一根为中间梁)，分别用不同的方法精调。基准梁采用TC2003全站仪与DINll2电子水准仪精确测量轨道梁实际的三维空间位置，通过与设计理论值比较得出各方向的位移差值，再通过调位千斤顶的配合从而精密定位。中间梁，顾名思义位于两根基准梁之间，它由轨道梁的相对位置精度要求进行控制，通过游标卡尺、塞尺、刀尺等工具量测两相邻梁的相对位置数据，再通过调位千斤顶的配合从而精密定位。5轨道梁精调的要点5．1测量控制点磁悬浮控制网

5、点由上海测绘院施测，上海岩土工程勘察设计院复核。上海磁悬浮主线全为高架，地面控制点只能保证对桥墩基础、墩身等下部结构的控制以及轨道梁的粗定位，轨道梁的精密定位须在梁上布设控制点，相邻控制点间距在100—150m之间，并与地面控制点联测平差，形成统一的体系。精调平面控制点采用在轨道梁吊装孔上设置强制归心点(如图1)，可直接在其上架设全站仪和棱镜，高程控制点设在轨道梁连接件的螺栓上，通过三角高程方法从地面引测到梁上，梁上各点问形成水准路线，并施测平差。图15．2定位测量点轨道梁精密调位的目的是为了控制定子铁芯的空间位置，但定子铁芯位于轨道梁的下部且外表涂抹了树脂漆，不便于直接观测。轨道梁上

6、功能件的滑行面与侧向导向轨面都不是精加工件，没有精密的控制点位。但轨道梁连接件定位销孑L的外侧中心点是通过数控机床在轨道梁上定位加工的，加工精度±0．02mm。控制好了这个点位就等于控制了定子铁芯的位置。由于这个位置无法安置棱镜实测，需加工定位销孔引出件(如图2、3)，通过定位销孔外侧中心点的设计坐标与定位销孑L引出件的空间几何关系可计算出引出件观测点的理论坐标。I⋯UA图2直线梁定位销引出件图3：曲线梁定位销引出件(注：AB=o．058m，BC=o．156m．AD=0．1m)以上针对的是轨道梁端的一个定位销孔，对每一根轨道梁来讲，有四个定位销孔，其端部下面相应有四个支座。如图4。图4

7、轨道梁支座布置示意图：!!鱼：蕉蜜皇盘型王垂型量垫莶婴过塞煎金迨塞塞筮墨鲞注：其中1为固定支座，该端必须以设计理论位置为准对X、Y、Z三个方向进行控制；2为单向活动支座，控制Y、Z方向；3、4为双向活动支座，控制Z方向。5．3坐标测量方法5．3．1传统的坐标测量方法一般情况下，测量未知点的坐标我们采用的都是极坐标法，这样每次测量及计算的时间都长，对于需要快速得到测量数据，反复调位、反复测量，从而最终精确定位轨道梁来说，显然是不合适的。5．3．2