专利名称：大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法
技术领域：
本发明属于交通技术领域，特别是涉及一种大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法。
背景技术：
随着国民经济的飞速发展，现有的交通设施需要逐渐进行改造。当位于既有铁路下的旧框架桥已无法满足交通的要求，或需要在既有铁路下修建一条与其相交的公路时， 就需要将新框架桥设置在铁路和公路交汇处的铁轨下方。框架桥主要由大型箱体及底板、 翼板等附属设施构成。目前在既有铁路下设置大型箱体的方法主要是采用顶进法，主要包括一维和二维顶进两种方法，其中一维顶进方法是由操作人员在待顶进的大型箱体后侧设置多台千斤顶，然后在大型箱体的后端面和千斤顶之间放置多根顶铁，同时在大型箱体的前面挖除一段地基土，之后利用千斤顶的顶力将大型箱体沿顶进方向前移，然后再在大型箱体的前面挖除一段地基土，同时将顶铁的长度加长，如此反复，直至将大型箱体移至待铺设处的铁轨下方。但是，这种已有技术的大型箱体一维顶进方法存在下列问题由于大型箱体的体积和重量均非常大，而在顶进过程中大型箱体前端的刃角吃土程度受多种因素的影响会有所不同，因此需要随时观测其整体状态，当发现偏移时应及时调整，以保证施工精度和质量。目前检测大型箱体状态的方法多采用测量箱体纵向轴线的偏差和箱体顶面四角的水平偏差等措施。具体方法是在千斤顶顶进一镐后由工作人员采用立塔尺和吊垂球的方式对作为观测点的箱体纵向轴线偏差和箱体顶面四角的水平偏差进行测量，但是，由于这种测量方法需要占用较多的人力，而且花费的时间长，这样无疑将会影响施工速度，从而增大施工成本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够在保证施工精度的前提下提高施工速度的大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法。为了达到上述目的，本发明提供的大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法包括按顺序进行的下列步骤1)在待顶进的大型箱体顶面纵向中线的前后端部分别设置一个中线观测尺，调整中线观测尺的位置，使得尺面垂直于纵向中线并面向既有铁路；同时在大型箱体顶面的四个角上分别放置一个角点观测尺；2)在位于既有铁路另一侧的纵向中线A的延长线上设点，架设一台全站仪或经纬仪，并使全站仪或经纬仪镜头内十字线的竖线对准纵向中线，然后观测两个中线观测尺，并且微调中线观测尺，使得两个中线观测尺上的读数为0 ；3)在全站仪或经纬仪的一侧设置一台水准仪，然后将水准仪调平，之后调整四个角点观测尺，使得水准仪上四个角点观测尺的读数为0 ；4)在大型箱体顶进过程中，利用全站仪或经纬仪直接读取中线观测尺的读数，以随时观测大型箱体纵向中线前后的偏差，并及时将观测数据通知顶镐操作人员和挖土作业人员；5)每顶进一镐，利用更换顶铁的时间，用水准仪读取四个角点观测尺的读数，并及时将观测数据通知挖土作业人员，以便及时调整挖土的程度，直至大型箱体达到设定位置。所述的中线观测尺包括重力底座、立杆、刻度尺和垂球；其中重力底座放置在大型箱体的顶面纵向中线A两端；立杆的下端固定在重力底座的中部；刻度尺以可上下移动的方式水平安装在立杆上；垂球由悬挂线和铅球组成，其中悬挂线的上端固定在刻度尺中间部位的0点上，铅球则系在悬挂线的下端。所述的角点观测尺包括底座、竖杆和刻度尺；其中底座放置在大型箱体的顶面四角处；竖杆的下端固定在底座的中部；刻度尺则以可上下移动的方式垂直安装在竖杆上。本发明提供的大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法是利用全站仪或经纬仪以及水准仪和中线观测尺、角点观测尺的配合来及时、直接读出大型箱体顶进过程中纵向中线及四个角点的状态数据，无需计算，这样不仅便于操作人员及时调整大型箱体的顶进方向和水平，而且施工精度高，观测速度快，同时还可减少观测人员的数量和劳动强度及时间，并且对施工进程的干扰少。
图1为采用本发明提供的大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法时测量现场示意图。图2为本发明提供的大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法中所采用的中线观测尺正向结构示意图。图3本发明提供的大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法中所采用的中线观测尺侧向结构示意图。图4为本发明提供的大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法中所采用的角点观测尺正向结构示意图。图5本发明提供的大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法中所采用的角点观测尺侧向结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实例对本发明提供的大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法进行详细说明。如图1-图5所示，本发明提供的大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法包括按顺序进行的下列步骤1)在待顶进的大型箱体1顶面纵向中线A的前后端部分别设置一个中线观测尺 2，调整中线观测尺2的位置，使得尺面垂直于纵向中线A并面向既有铁路4;同时在大型箱体1顶面的四个角上分别放置一个角点观测尺3 ；2)在位于既有铁路4另一侧的纵向中线A的延长线上设点，架设一台全站仪或经纬仪5，并使全站仪或经纬仪5镜头内十字线的竖线对准纵向中线A，然后观测两个中线观测尺2，并且微调中线观测尺2，使得水准仪6上四个角点观测尺3的读数为0 ；
3)在全站仪或经纬仪5的一侧设置一台水准仪6，然后将水准仪6调平，之后调整四个角点观测尺3，使得四个角点观测尺3上的读数为0 ；4)在大型箱体1顶进过程中，利用全站仪或经纬仪5直接读取中线观测尺2的读数，以随时观测大型箱体1纵向中线A前后的偏差，并及时将观测数据通知顶镐操作人员和挖土作业人员，使其能够及时调整开镐数量和刃角吃土的程度，以达到调整箱体方向的目的；5)每顶进一镐，利用更换顶铁的时间，用水准仪6读取四个角点观测尺3的读数， 若读数为正数，则表明大型箱体1上放置该角点观测尺3的位置比原标高要低，反之则表明该位置比原标高要高，并及时将观测数据通知挖土作业人员，以便及时调整挖土的程度，从而达到调整箱体水平的目的，直至大型箱体1达到设定位置。如图2、图3所示，所述的中线观测尺2包括重力底座7、立杆8、刻度尺9和垂球 10 ；其中重力底座7放置在大型箱体1的顶面纵向中线A两端；立杆8的下端固定在重力底座7的中部；刻度尺9以可上下移动的方式水平安装在立杆8上；垂球10由悬挂线11和铅球12组成，其中悬挂线11的上端固定在刻度尺9中间部位的0点上，铅球12则系在悬挂线11的下端。如图4、图5所示，所述的角点观测尺3包括底座13、竖杆14和刻度尺15 ；其中底座13放置在大型箱体1的顶面四角处；竖杆14的下端固定在底座13的中部；刻度尺15则可以上下移动的方式垂直安装在竖杆14上。在步骤1)中，设置中线观测尺2时应首先调整重力底座7，以使其上垂球10对准观测点，同时调整刻度尺9的0刻度线与悬挂线11垂直对齐。在步骤2、中，应该首先调整两个中线观测尺2上刻度尺9的高度，使得位于后面的中线观测尺2上的刻度尺9高于位于前面的中线观测尺2上的刻度尺9，以防止全站仪或经纬仪5无法看到后面的刻度尺9。调整好后，固定全站仪或经纬仪5，旋紧制动螺旋。在步骤幻中，应该首先将水准仪6调平，然后调整四个角点观测尺3上刻度尺15 的高度，使得水准仪6的水平视线对准位于四个角点观测尺3上刻度尺15的0刻度。另外，目前绝大多数顶进施工前均需采用3-5-3扣轨的施工工艺对施工段的既有铁路4进行加固，以保证大型箱体1顶进施工过程中既有铁路4的稳定和铁路行车的安全， 但当大型箱体1前端进入既有铁路4加固区域内时，前端的一个中线观测尺2和两个角点观测尺3将无法放置，这时仍需要人工进行配合，但后端的中线观测尺2和两个角点观测尺 3则会一直不受影响，一旦大型箱体1的前端通过既有铁路4的加固区域，又可重新使用前端观测尺。可见本方法具有很强的实用性，能够切实解决大型箱体1顶进施工过程中的观测问题，经济效益明显。此外，中线观测尺2和角点观测尺3上的重力底座7和底座12必须稳定，立杆8 和竖杆14必须具有一定的刚度，目的是能够抵御一定的风力影响。
权利要求
1.一种大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法，其特征在于所述的箱体状态测量方法包括按顺序进行的下列步骤1)在待顶进的大型箱体(1)顶面纵向中线(A)的前后端部分别设置一个中线观测尺 O)，调整中线观测尺O)的位置，使得尺面垂直于纵向中线(A)并面向既有铁路；同时在大型箱体(1)顶面的四个角上分别放置一个角点观测尺(3)；2)在位于既有铁路(4)另一侧的纵向中线(A)的延长线上设点，架设一台全站仪或经纬仪(5)，并使全站仪或经纬仪(5)镜头内十字线的竖线对准纵向中线(A)，然后观测两个中线观测尺O)，并且微调中线观测尺O)，使得两个中线观测尺(2)上的读数为0 ；3)在全站仪或经纬仪( 的一侧设置一台水准仪(6)，然后将水准仪(6)调平，之后调整四个角点观测尺(3)，使得水准仪(6)上四个角点观测尺(3)的读数为0 ；4)在大型箱体(1)顶进过程中，利用全站仪或经纬仪(5)直接读取中线观测尺O)的读数，以随时观测大型箱体(1)纵向中线(A)前后的偏差，并及时将观测数据通知顶镐操作人员和挖土作业人员；5)每顶进一镐，利用更换顶铁的时间，用水准仪(6)读取四个角点观测尺(3)的读数， 并及时将观测数据通知挖土作业人员，以便及时调整挖土的程度，直至大型箱体(1)达到设定位置。
2.根据权利要求1所述的大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法，其特征在于所述的中线观测尺⑵包括重力底座(7)、立杆(8)、刻度尺(9)和垂球(10)；其中重力底座(7)放置在大型箱体(1)的顶面纵向中线(A)两端；立杆(8)的下端固定在重力底座 (7)的中部；刻度尺(9)以可上下移动的方式水平安装在立杆(8)上；垂球(10)由悬挂线(11)和铅球(12)组成，其中悬挂线(11)的上端固定在刻度尺(9)中间部位的0点上，铅球(12)则系在悬挂线(11)的下端。
3.根据权利要求1所述的大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法，其特征在于所述的角点观测尺⑶包括底座(13)、竖杆(14)和刻度尺(15)；其中底座(13)放置在大型箱体(1)的顶面四角处；竖杆(14)的下端固定在底座(13)的中部；刻度尺(15)则以可上下移动的方式垂直安装在竖杆(14)上。
全文摘要
本发明公开了一种大型箱体一维顶进施工过程中箱体状态测量方法。其是在大型箱体顶面纵向中线的前后端部分别设置一个中线观测尺，同时在大型箱体顶面的四个角上分别放置一个角点观测尺，利用架设在既有铁路另一侧的全站仪或经纬仪以及水准仪和中线观测尺、角点观测尺的配合来及时、直接读出大型箱体顶进过程中纵向中线及四个角点的状态数据，无需计算，这样不仅便于操作人员及时调整大型箱体的顶进方向和水平，而且施工精度高，观测速度快，同时还可减少观测人员的数量和劳动强度及时间，并且对施工进程的干扰少。
文档编号G01B5/00GK102494579SQ20111035602
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者佟建武, 刘春旺, 曹瑜, 李强, 王计良 申请人:中铁六局集团天津铁路建设有限公司, 中铁六局集团有限公司