本发明属于刚构桥转体施工领域，具体涉及一种刚构桥转体施工激光多点对中控制方法及结构。
背景技术
现如今随着中国高速公路建设的飞速发展，跨既有铁路线的公路桥梁建造数量越来越多，现有铁路线对跨线桥梁施工要求严格，施工涉及部门较多审批流程非常复杂，由于既有铁路交通中断时间不能过长，所以给定的施工窗口非常短，不足以使整个跨线桥建设都可在既有铁路上方完成，因此就会采取桥梁转体施工方法，也就是预先在铁路线两边顺着既有线路方向施工跨线桥，然后将施工好的梁体转动一定角度后，在既有铁路上方进行对接。桥梁转体施工在既有铁路上空施工作业时间少，所需铁路线封闭时间窗口短，因此被普遍用于跨既有铁路桥梁施工。目前，普遍采用的桥梁转体对中施工精度控制的方法为：现场技术人员用水准仪和全站仪，测量计算已旋转梁体的位置，根据位置偏差告知现场技术人员再对梁体进行点动调整，但由于此种对中控制方法测量计算任务量大，占用时间较长，而且需要现场测量人员拿着测量工具进入既有铁路线，安全风险较大，存在梁体精确对中速度慢、精度控制差、施工速度慢和危险性大等缺点。
技术实现要素：
本发明的目的是设计一种刚构桥转体施工激光多点对中控制方法及结构，用此方法及结构在刚构桥转体施工中，具有梁体精确对中速度快、精度控制高、施工速度快、危险性低、操作简单和推广应用性强等优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种刚构桥转体施工激光多点对中控制方法，该方法利用激光发射器发出的水平可见激光束在刚构桥转体就位过程中实现转体箱梁的精确对中，具体实施步骤如下：
s1.转体前，在待转体的刚构桥两端顶板的纵轴线位置安装定位激光穿束孔面板，并在刚构桥箱梁的边跨现浇段梁体顶板纵轴线位置安装激光穿束孔面板和激光接收孔面板。
1)由箱梁施工图纸，在待旋转刚构桥的两端距端头1m处顶板纵轴线上测量定位出激光穿束孔面板竖轴线点a、b；
2)由箱梁施工图纸，在箱梁的一个支架现浇段梁体距端头1m处顶板纵轴线上测量定位出激光穿束孔面板竖轴线点c；
3)由箱梁施工图纸，在箱梁的另一个支架现浇段梁体距端头1m处顶板纵轴线上测量定位出激光接收孔面板竖轴线点d；
4)在a、b、c点安装三角固定架，在三角固定架上安装激光穿束孔面板a、激光穿束孔面板b、激光穿束孔面板c，激光穿束孔面板a、激光穿束孔面板b、激光穿束孔面板c中心线在a、b、c各点的竖轴线上；
5)在d点安装三角固定架，在三角固定架上安装激光接收孔面板d，激光接收孔面板d的中心线在d点的竖轴线上。
s2.激光发射器的安装。
1)由箱梁施工图纸，在安装有激光穿束孔面板的边跨现浇段梁体上，距边跨现浇段梁体端头3m处顶板纵轴线上测量定位出激光发射器安装竖轴线点；
2)激光发射器安装于定位点，先在定位点处安装三角固定架，然后将激光发射器固定于三角固定架上；
3)调整激光发射器的高程，使激光发射器发射的激光束与激光穿束孔面板中心、激光接收孔面板中心处于同一高程。
s3.设备的检查与校正。
检查与校正各设备的安装位置，使激光发射器发出的水平激光束能穿过激光穿束孔面板点并投射在激光接收孔面板上，检查与校正包含以下内容：
1)边跨现浇梁段作为设备安装与操作的主要平台，在边跨现浇段上测量并放样出边跨现浇段的设计纵轴线，并在纵轴线对应位置上标记出设备安装点；
2)在标记好的设备安装点处对应位置安装激光发射器、激光穿束孔面板和激光接收孔面板；
3)调整激光发射器、激光穿束孔面板中心和激光接收孔面板中心高程，处在同一水平高程；
4)打开激光发射器，调整激光束方向使产生的可见水平激光束穿过激光穿束孔面板，检查激光接收孔面板上是否接收到激光信号；
5)若激光接收孔面板上没有接收到激光信号，复查激光穿束孔面板、激光接收孔面板安装位置是否有误。若安装位置有误，调整位置重新测试；若安装位置无误，在三角固定架上微调激光发射器位置，直到激光束通过激光穿束孔面板并在激光接收孔面板上接收到激光信号。
s4.刚构桥旋转时的对中过程控制。
1)转体时，在刚构桥两个边跨现浇段上搭设平台，并对转体的刚构桥进行实时观察；
2)当转体的刚构桥即将就位时，激光束会首先落到激光穿束孔面板上，通过穿束孔面板上的刻度尺，观测激光束距激光穿束孔面板上预留激光孔的距离，然后向现场总指挥汇报，通过点控旋转就位，直至激光束穿过激光穿束孔面板重新落到激光接收孔面板上，转体完成；
3)通过观测激光穿束孔面板上垂直标距，直接得到转体后刚构桥的梁端高程与设计值间的差值，通过千斤顶调整至设计高程；
4)完成刚构桥的转体施工，拆除激光发射器及其他设备。
所述的激光发射器与激光穿束孔面板中心、激光接收孔面板中心处于同一高程，激光发射器距边跨现浇段梁端垂线距离为2～4m，激光穿束孔面板、激光接收孔面板距梁端的垂线距离为1～2m。激光发射器距边跨现浇段梁端垂线距离优选为3m，激光穿束孔面板、激光接收孔面板距梁端的垂线距离优选为1m。
一种刚构桥转体施工激光多点对中控制方法的结构，包括：
激光发射器，激光穿束孔面板，激光接收孔面板，三脚固定架，转体刚构桥，边跨现浇段及支架和过渡墩。三脚固定架通过螺栓固定在刚构桥和边跨现浇段上，激光穿束孔面板、激光接收孔面板和激光发射器通过可调节螺栓固定在三脚固定架上，边跨现浇段在支架和过渡墩上提前浇筑完成。
激光发射器，用于在刚构桥转体施工中完成对转体的刚构桥精确对中控制，激光发射器安装于转体的刚构桥的边跨现浇段上，在边跨现浇段顶板上测量标记出桥梁纵轴线，在距梁端3m处纵轴线上安装激光发射器，激光发射器发射出的水平激光束与激光穿束孔面板中心、激光接收孔面板中心处于同一高程。
转体的刚构桥，现场测量在待转体的刚构桥顶板上测量标记出桥梁纵轴线，在距梁端横断面1m处纵轴线上安装激光穿束孔面板。
边跨现浇段，边跨现浇段位于现浇段支架上，用于在刚构桥转体施工中完成对转体的刚构桥对中控制施工，现浇段顶板作为平台面。在安装有激光发射器的现浇段上，距梁端横断面1m处箱梁纵轴线上安装激光穿束孔面板；在另一侧边跨现浇段顶板上测量标记出桥梁纵轴线，距梁端横断面1m处桥梁纵轴线上安装激光接收孔面板。
所述的激光发射器与激光穿束孔面板中心、激光接收孔面板中心处于同一高程，激光发射器距边跨现浇段梁端垂线距离为2～4m，激光穿束孔面板、激光接收孔面板距梁端的垂线距离为1～2m。激光发射器距边跨现浇段梁端垂线距离优选为3m，激光穿束孔面板、激光接收孔面板距梁端的垂线距离优选为1m。
上述方法和结构达到了本发明的目的。
本发明的方法及结构在刚构桥转体施工中，具有转体桥梁精确对中速度快、精度控制高、施工速度快、危险性低、操作简单和推广应用性强等优点。用本发明的方法和结构可使刚构桥对中测量效率相比于其他传统方法有明显的提高；施工成本降低较明显；缩短了转体施工时间，安全隐患较少；由于缩短了刚构桥转体施工时间，因此对既有铁路线运输影响较小。
附图说明
图1为本发明的总体结构侧面布置示意图；
图2为本发明的总体结构平面布置示意图；
图3为本发明的刚构桥旋转过程状态示意图；
图4为本发明的刚构桥对中过程示意图；
图5.1为本发明的穿束孔面板a的钢板结构示意图；
图5.2为本发明的穿束孔面板a的螺栓孔结构示意图1；
图5.3为本发明的穿束孔面板a的螺栓孔结构示意图2；
图6.1为本发明的穿束孔面板b、c的钢板结构示意图；
图6.2为本发明的穿束孔面板b、c的螺栓孔结构示意图1；
图6.3为本发明的穿束孔面板b、c的螺栓孔结构示意图2；
图7.1为本发明的接收孔面板d的钢板结构示意图。
图7.2为本发明的接收孔面板d的螺栓孔结构示意图1。
图7.3为本发明的接收孔面板d的螺栓孔结构示意图2。
图中：
a—激光穿束孔面板；b—激光穿束孔面板；c—激光穿束孔面板；
d—激光接收孔面板；e—激光发射器；1—刚构桥；
2—边跨现浇段；3—边跨现浇段；4—支架；
5—过渡墩；6—纵轴线；7—激光束；
具体实施方式
如图1至图7.3所示，一种刚构桥转体施工激光多点对中控制方法，本发明利用激光发射器发出的水平可见激光束在刚构桥转体施工中完成对旋转桥梁的精确对中，包括步骤如下：
s1.转体前，在待转体的刚构桥1两端顶板的纵轴线位置安装定位激光穿束孔面板a、激光穿束孔面板b，并在刚构桥箱梁的边跨现浇段2、边跨现浇段3顶板纵轴线位置安装激光穿束孔面板c和激光接收孔面板d。
1)由箱梁施工图纸，在待旋转刚构桥1的两端距端头1m处顶板纵轴线6上测量定位出激光穿束孔面板竖轴线点a、b；
2)由箱梁施工图纸，在箱梁的边跨现浇段2距端头1m处顶板纵轴线6上测量定位出激光穿束孔面板竖轴线点c；
3)由箱梁施工图纸，在箱梁的边跨现浇段3距端头1m处顶板纵轴线6上测量定位出激光接收孔面板竖轴线点d；
4)在a、b、c点安装三角固定架，在三角固定架上安装激光穿束孔面板a、激光穿束孔面板b、激光穿束孔面板c，激光穿束孔面板a、激光穿束孔面板b、激光穿束孔面板c中心线在a、b、c点的竖轴线上；
5)在d点安装三角固定架，在三角固定架上安装激光接收孔面板d，激光接收孔面板d中心线在d点的竖轴线上。
s2.激光发射器的安装。
1)由箱梁施工图纸，在安装有激光穿束孔面板c的支架现浇段2上，距现浇段梁体端头3m处顶板纵轴线6上测量定位出激光发射器e安装竖轴线点e；
2)激光发射器安装于e点，先在e点处安装三角固定架，然后将激光发射器e固定于三角固定架上；
3)调整高程使激光穿束孔面板a、激光穿束孔面板b、激光穿束孔面板c、激光接收孔面板d中心以及激光束7位于同一高程。
s3.设备的检查与校正。
检查与校正各设备的安装位置，使激光发射器e发出的水平激光束7能穿过激光穿束孔面板c并投射在激光接收孔面板d上，检查与校正包含以下内容：
1)边跨现浇梁段2、边跨现浇梁段3作为设备安装与操作的主要平台，在边跨现浇段测量并放样出连续梁的设计纵轴线6，并在纵轴线对应位置上标记出设备安装点c、d、e；
2)在标记好的设备安装点处对应位置安装激光发射器e、激光穿束孔面板c和激光接收孔面板d；
3)调整激光发射器e、激光穿束孔面板a、激光穿束孔面板b、激光穿束孔面板c和激光接收孔面板d中心高程，处在同一水平高程；
4)打开激光发射器e，调整激光束7方向使产生的可见水平激光束穿过激光穿束孔面板c，检查激光接收孔面板d上是否接收到激光信号；
5)若接激光收孔面板d上没有接收到激光信号，复查激光穿束孔面板c、激光接收孔面板d安装位置是否有误。若安装位置有误，调整位置重新测试；若安装位置无误，在三角固定架上微调激光发射器e位置，直到激光束通过激光穿束孔面板c并在激光接收孔面板d上收到激光信号。
s4.刚构桥旋转时的对中过程控制。
1)转体时，在刚构桥两个边跨现浇段(边跨现浇段2、边跨现浇段3)上搭设平台，并对转体的刚构桥进行实时观察；
2)当转体的刚构桥1(图3所示虚线结构)即将就位时，激光束7会首先落到激光穿束孔面板a(图5.1-5.3所示结构)上，通过激光穿束孔面板a上的刻度尺，观测激光束距激光穿束孔面板a上预留激光孔的距离，然后向现场总指挥汇报，通过点控旋转就位，直至激光束穿过激光穿束孔面板a和激光穿束孔面板b重新落到接激光收孔面板d上，转体完成；
3)通过观测激光穿束孔面板a上垂直标距，直接得到转体后刚构桥1的梁端高程与设计值间的差值，通过千斤顶调整至设计高程；
4)完成刚构桥的转体施工，拆除激光发射器及其他设备。
所述的激光发射器与激光穿束孔面板中心、激光接收孔面板中心处于同一高程，激光发射器距边跨现浇段梁端垂线距离为2～4m，激光穿束孔面板、激光接收孔面板距梁端的垂线距离为1～2m。激光发射器距边跨现浇段梁端垂线距离优选为3m，激光穿束孔面板、激光接收孔面板距梁端的垂线距离优选为1m。
如图1至图7.3所示，一种刚构桥转体施工激光多点对中控制方法的结构，包括：
激光发射器e，激光穿束孔面板a、激光穿束孔面板b、激光穿束孔面板c，激光接收孔面板d，三脚固定架，转体刚构桥1，边跨现浇段2、边跨现浇段3及支架4，过渡墩5。三脚固定架通过螺栓固定在刚构桥和边跨现浇段上，激光穿束孔面板、激光接收孔面板和激光发射器通过可调节螺栓固定在三脚固定架上，边跨现浇段在支架和过渡墩上提前浇筑完成。
激光发射器e，用于在刚构桥转体施工中完成对转体的刚构桥精确对中控制，激光发射器安装于转体的刚构桥的边跨现浇段2上，在边跨现浇段顶板上测量标记出桥梁纵轴线6，在距梁端3m处纵轴线上安装激光发射器，激光发射器发射出的水平激光束7与激光穿束孔面板a、激光穿束孔面板b、激光穿束孔面板c、激光接收孔面板d中心处于同一高程。
转体的刚构桥1，现场测量在待转体的刚构桥1顶板上测量标记出桥梁纵轴线6，在距梁端横断面1m处纵轴线上安装激光穿束孔面板a、激光穿束孔面板b。
边跨现浇段2、边跨现浇段3，边跨现浇段位于现浇段支架4上，用于在刚构桥转体施工中完成对转体的刚构桥对中控制施工，现浇段顶板作为平台面。在安装有激光发射器e的边跨现浇段2上，距梁端横断面1m处箱梁纵轴线上安装激光穿束孔面板c；在另一侧边跨现浇段3顶板上测量标记出桥梁纵轴线6，距梁端横断面1m处桥梁纵轴线上安装激光接收孔面板d。
所述的激光发射器与激光穿束孔面板中心、激光接收孔面板中心处于同一高程，激光发射器距边跨现浇段梁端垂线距离为2～4m，激光穿束孔面板、激光接收孔面板距梁端的垂线距离为1～2m。激光发射器距边跨现浇段梁端垂线距离优选为3m，激光穿束孔面板、激光接收孔面板距梁端的垂线距离优选为1m。
所述的激光发射器与激光穿束孔中心、激光接收孔中心处于同一高程。
总之，本发明的方法及其结构在桥梁体转体施中，具有梁体精确对中速度快、精度控制高、施工速度快、危险性低、操作简单和推广应用性强等优点。