一种刚性接触网隧道吊柱底板角度无轨测量方法

技术领域

本发明属于城市轨道交通刚性接触网施工的技术领域，具体公开了一种刚性接触网隧道吊柱底板角度无轨测量方法。

背景技术

刚性接触网是城市轨道交通的重要组成部分，是为地铁客车提供电能的重要保障。刚性接触网往往在土建专业完工后的无轨状态下开始施工，支持悬挂装置安装作为常规的施工工艺流程，必须提前进行吊柱的相关数据测量及预制，以此来保证施工物资供应，其中吊柱底板角度无轨测量是非常关键的一个环节。

目前地铁无轨施工过程中，各专业交叉施工的问题显著。以往的隧道吊柱底板角度无轨测量方法使用全站仪，仪器成本高，操作过程较繁琐，为确保测量精度需要频繁移动仪器，受交叉施工干扰影响大，为避让其他专业施工，往往出现反复架设及调整全站仪的情况，导致测量效率低，很难满足工期节点的要求。

发明内容

本发明为了改善现有地铁刚性接触网施工测量过程中交叉施工干扰多、全站仪移动频繁、工作效率低的问题，提供一种刚性接触网隧道吊柱底板角度无轨测量方法。

为实现上述目的，本发明提供一种刚性接触网隧道吊柱底板角度无轨测量方法，无轨测量后在隧道上部侧壁标记的相邻定位点为A、B和C，若定位点B满足吊柱孔位的设计规范要求，包括下述步骤：

步骤S1、准备测量工具

制作钢板尺H，钢板尺H的厚度与吊柱底板厚度尺寸一致，长度与吊柱底板垂直线路方向的尺寸一致，中心设置有中心标记；

步骤S2、定位点投影

A、使用可升降三脚架将五线水平仪架设在定位点B对应的隧道下部侧壁；

B、调整五线水平仪的顺线路投射线与垂直线路投射线的交叉点，使隧道上部侧壁的交叉点与定位点B重合，调节五线水平仪，直至五线水平仪上的水平气泡位于交叉点的中心位置；

C、调整使五线水平仪水平且交叉点对准定位点B；

D、将顺线路投射线与垂直线路投射线在隧道下部侧壁的交叉点记为标记点B’，标记点B’为定位点B的投影点；

E、通过五线水平仪上的水平可调旋钮，调整顺线路投射线，使定位点B以及与定位点B相邻的定位点A和定位点C均位于顺线路投射线上；

步骤S3、定位点吊柱底板角度测量

A、保持五线水平仪的位置不变，将钢板尺H放置于可升降三脚架侧面的顺线路投射线上，钢板尺H的长边与顺线路投射线垂直，调整钢板尺H的中心标记与隧道下部侧壁的顺线路投射线重合；

B、将手持测距仪的侧面紧贴钢板尺H，点击手持测距仪上的测量按键，屏幕上显示钢板尺H的角度数值，该数值为定位点B的隧道吊柱底板角度；

若定位点B不满足吊柱孔位的设计规范要求，在符合跨距设计比例的前提下，对定位点B进行顺线路方向偏移调整，调整后为定位点D，若定位点D满足吊柱孔位的设计规范要求，则按照步骤S1- S3对定位点D处吊柱底板角度进行测量；

若顺线路方向偏移调整仍不能满足设计规范要求，在设计允许范围内对定位点B进行垂直线路方向的向下偏移调整，调整后为定位点E，定位点E处吊柱底板角度无轨测量方法包括下述步骤：

步骤T1、准备测量工具

制作钢板尺H和钢板尺N，钢板尺N的厚度与吊柱底板厚度尺寸一致，中心设置有中心标记，长度计算方法如下：

其中，L为钢板尺N的制作长度、h1为定位点B的净空高度、h为定位点E的净空高度、△CX为定位点B垂直线路方向偏移调整为定位点E的限界增大值；

步骤T2、定位点投影

A、使用可升降三脚架将五线水平仪架设在定位点B对应的隧道下部侧壁；

B、调整五线水平仪的顺线路投射线与垂直线路投射线的交叉点，使隧道上部侧壁的交叉点与定位点B完全重合，调节五线水平仪，直至五线水平仪上的水平气泡位于交叉点的中心位置；

C、调整使五线水平仪水平且交叉点对准定位点B；

D、将顺线路投射线与垂直线路投射线在隧道下部侧壁的交叉点记为标记点B’，标记点B’即为定位点B的投影点；

E、通过五线水平仪上的水平可调旋钮，调整顺线路投射线，使定位点B以及与定位点B相邻的定位点A和定位点C均位于顺线路投射线上；

步骤T3、定位点吊柱底板角度测量

A、保持五线水平仪的位置不变，将钢板尺N放置于可升降三脚架侧面的顺线路投射线上，钢板尺N的长边与顺线路投射线垂直，调整钢板尺N的底端与隧道下部侧壁的顺线路投射线水平对齐，沿钢板尺N的顶端边缘绘制一条直线，在该直线中心做好标记，记为定位点E”，定位点E”与定位点E的垂直投影点E’在同一条水平线上；

B、将钢板尺H放置于沿钢板尺N顶端边缘绘制的直线上，钢板尺H的长边与直线垂直，调整钢板尺H的中心标记线与直线完全重合；

C、将手持测距仪的侧面紧贴钢板尺H，点击手持测距仪上的测量按键，屏幕上会显示钢板尺H的角度数值，该数值为定位点E的隧道吊柱底板角度。

进一步地，步骤S3之后还包括，

步骤S4、编制刚性接触网吊柱施工表

测量完毕后进行汇总，并编制刚性接触网吊柱施工表，内容包括左右线标识、锚段编号、定位点编号、无轨测量的定位点净空高度、定位点偏移调整后的跨距值、吊柱底板角度、无轨计算的吊柱长度、超高情况、限界增大备注。

进一步地，步骤T3之后还包括，

步骤T4、编制刚性接触网吊柱施工表

测量完毕后进行汇总，并编制刚性接触网吊柱施工表，内容包括左右线标识、锚段编号、定位点编号、无轨测量的定位点净空高度、定位点偏移调整后的跨距值、吊柱底板角度、无轨计算的吊柱长度、超高情况、限界增大备注。

进一步地，钢板尺自然放置于隧道下部侧壁时不会弯曲。

进一步地，钢板尺的宽度至少为3cm。

本发明具有如下的有益效果：

1、地铁施工过程中采用上述刚性接触网隧道吊柱底板角度无轨测量方法，在无轨测量标记定位点的前提下，本测量方法通俗易懂，原理简单易学，只需一人即可完成整个测量过程，高效准确；

2、测量工具简单、轻便，测量成本低，测量工具移动方便、快捷，具有很高的实用价值；

3、测量标记明显，方式简单，能够很容易地避让其他专业施工，受无轨状态下的交叉施工影响小，测量效率高，缩短工期。

附图说明

图1为定位点B满足吊柱孔位的设计规范要求时，刚性接触网隧道吊柱底板角度无轨测量方法的纵剖示意图；

图2为图1的横断面示意图；

图3为定位点B垂直线路方向偏移时，刚性接触网隧道吊柱底板角度无轨测量方法的纵剖示意图；

图4为图3的横断面示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-五线水平仪；2-竖直可调支撑；3-水平可调旋钮；4-可升降三脚架；5-旋转固定螺栓；6-顺线路投射线；7-垂直线路投射线；8-定位点A；9-定位点B；10-定位点C；11-定位点D；12-定位点E；13-标记点B’；14-投影点E’；15-钢板尺H；16-钢板尺N；17-手持测距仪。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供一种刚性接触网隧道吊柱底板角度无轨测量方法，无轨测量后在隧道上部侧壁标记的相邻定位点为定位点A8、定位点B9和定位点C10。隧道直线条件下A、B、C底板角度相等，隧道曲线条件下A、B、C底板角度稍有不同，差异很小。本实施例以B点举例讲述测量步骤。

若定位点B9满足吊柱孔位的设计规范要求，利用五线水平仪1将对定位点进行投影，然后通过对与投影点临近的点进行角度测量，从而间接获取定位点位置的吊柱底板角度，包括下述步骤：

步骤S1、准备测量工具

测量前根据吊柱底板尺寸制作钢板尺H15，钢板尺H15自然放置于隧道下部侧壁时不会弯曲，表面刻度清晰，中心位置有明显标记，钢板尺H15的厚度与吊柱底板厚度尺寸一致，宽度达到3cm即可，长度与吊柱底板垂直线路方向的尺寸一致；

步骤S2、定位点投影

A、观察无轨测量后在隧道上部侧壁标记的定位点B9的位置，使用可升降三脚架4将五线水平仪1架设在定位点B9对应的隧道下部侧壁，可升降三脚架4上的旋转固定螺栓5先不锁紧；

B、打开五线水平仪1的开关，调整五线水平仪1的顺线路投射线6与垂直线路投射线7的交叉点，使隧道上部侧壁的交叉点与定位点B9完全重合，观察五线水平仪1上的水平气泡，通过可升降三脚架4粗调整平五线水平仪1并锁紧旋转固定螺栓5，通过五线水平仪1的竖直可调支撑2精调平五线水平仪1，直至五线水平仪1上的水平气泡位于交叉点的中心位置；

C、在顺线路投射线6与垂直线路投射线7交叉点和定位点B9完全重合后调整五线水平仪1的竖直可调支撑2，会导致交叉点与定位点B9出现偏离，因此必须反复调整顺线路投射线6与垂直线路投射线7的交叉点位置以及五线水平仪1上的竖直可调支撑2，最终使五线水平仪1完全水平且交叉点精确对准定位点B9；

D、确定顺线路投射线6与垂直线路投射线7在隧道下部侧壁的交叉点，并使用记号笔进行十字标记，避免隧道交叉施工过程中必须移动五线水平仪1后进行二次投影，此标记点B’13即为定位点B9的投影点；

E、旋转五线水平仪1上的水平可调旋钮3，精准调整顺线路投射线6与定位点A8、定位点B9、定位点C10重合，使定位点B9与相邻定位点都在顺线路投射线6上；

步骤S3、定位点吊柱底板角度测量

A、保持五线水平仪1的位置不变，将钢板尺H15放置于可升降三脚架4侧面的顺线路投射线6上，优选与可升降三脚架4距离30~50cm的位置，（在现场测量过程中，五线水平仪1安装在可升降三脚架4上，可升降三脚架4位置遮挡住投射线，无法放置钢板尺进行角度测量，所以选择临近可升降三脚架4的位置，此位置距离可升降三脚架4很近，一般为30~50cm，此位置至可升降三脚架4的外侧方向均有投射线，可以进行测量，但是此位置是最准确的测量点，因此优选将钢板尺H15放置在此位置），钢板尺H15的长边与顺线路投射线6垂直，调整钢板尺H15的中心标记与隧道下部侧壁的顺线路投射线6完全重合，钢板尺H15与顺线路投射线6的垂直相交点记为B”（即钢板尺H15的中心标记）；

B、将手持测距仪17放置于钢板尺H15上，且手持测距仪17的侧面紧贴钢板尺H15，点击手持测距仪17上的测量按键，此时屏幕上会显示钢板尺H15的角度数值，该数值为标记点B”位置的吊柱底板角度，标记点B”与标记点B’13位置的吊柱底板角度一致，即为定位点B9的隧道吊柱底板角度；

C、测量完毕，按规定记录格式及时做好测量记录，要求有具体的锚段编号、定位点编号、吊柱底板角度等内容；

步骤S4、编制刚性接触网吊柱施工表

测量完毕后进行汇总，并编制刚性接触网吊柱施工表，内容包括左右线标识、锚段编号、定位点编号、无轨测量的定位点净空高度、定位点偏移调整后的跨距值、吊柱底板角度、无轨计算的吊柱长度、超高情况、限界增大备注等，作为日后的施工依据。

若隧道内定位点B9临近隧道伸缩缝、连接缝、盾构管片接缝等部位，导致定位点B9不满足吊柱孔位的设计规范要求，在符合跨距设计比例的前提下，对定位点B9进行顺线路方向偏移调整，调整后为定位点D11，若定位点D11满足吊柱孔位的设计规范要求，则按照步骤S1- S3对定位点D11处吊柱底板角度进行测量，，在定位点D11处打孔安装，定位点B9作废。

若顺线路方向偏移调整仍不能满足设计规范要求，在设计允许范围内对定位点B9进行垂直线路方向的向下偏移调整（向下偏移定位点限界增大，不影响客车运行；向上偏移面临着侵入设备限界的危险，不符合设计要求），调整后为定位点E12，通过对原始定位点进行投影，与投影点临近的点作与隧道上部侧壁相同的限界增大，限界增大后再进行角度测量来间接获取定位点位置的吊柱底板角度，在定位点E12处打孔安装，定位点B9作废，定位点E12处吊柱底板角度无轨测量方法包括下述步骤：

步骤T1、准备测量工具

制作钢板尺H和钢板尺N，钢板尺N的厚度与吊柱底板厚度尺寸一致，中心设置有中心标记，长度计算方法如下：

其中，L为钢板尺N的制作长度、h1为定位点B的净空高度、h为定位点E的净空高度、△CX为定位点B垂直线路方向偏移调整为定位点E的限界增大值；

步骤T2、定位点投影

A、观察无轨测量后在隧道上部侧壁标记的定位点B9的位置，使用可升降三脚架4将五线水平仪1架设在定位点B9对应的隧道下部侧壁，可升降三脚架4上的旋转固定螺栓5先不锁紧；

B、打开五线水平仪1的开关，调整五线水平仪1的顺线路投射线6与垂直线路投射线7的交叉点，使隧道上部侧壁的交叉点与定位点B9完全重合，观察五线水平仪1上的水平气泡，通过可升降三脚架4粗调整平五线水平仪1并锁紧旋转固定螺栓5，通过五线水平仪1的竖直可调支撑2精调平五线水平仪1，直至五线水平仪1上的水平气泡位于交叉点的中心位置；

C、在顺线路投射线6与垂直线路投射线7交叉点和定位点B9完全重合后调整五线水平仪1的竖直可调支撑2，会导致交叉点与定位点B9出现偏离，因此必须反复调整顺线路投射线6与垂直线路投射线7的交叉点位置以及五线水平仪1上的竖直可调支撑2，最终使五线水平仪1完全水平且交叉点精确对准定位点B9；

D、确定顺线路投射线6与垂直线路投射线7在隧道下部侧壁的交叉点，并使用记号笔进行十字标记，避免隧道交叉施工过程中必须移动五线水平仪1后进行二次投影，此标记点B’13即为定位点B9的投影点；

E、旋转五线水平仪1上的水平可调旋钮3，精准调整顺线路投射线6与定位点A8、定位点B9、定位点C10重合，使定位点B9与相邻定位点都在顺线路投射线6上；

步骤T3、定位点吊柱底板角度测量

A、保持五线水平仪1的位置不变，将钢板尺N16放置于可升降三脚架4侧面顺线路投射线6上，优选与可升降三脚架4距离30~50cm的位置，（在现场测量过程中，五线水平仪1安装在可升降三脚架4上，可升降三脚架4位置遮挡住投射线，无法放置钢板尺进行角度测量，所以选择临近可升降三脚架4的位置，此位置距离可升降三脚架4很近，一般为30~50cm，此位置至可升降三脚架4的外侧方向均有投射线，可以进行测量，但是此位置是最准确的测量点，因此优选将钢板尺N16放置在此位置），钢板尺N16的长边与顺线路投射线6垂直，调整钢板尺N16的底端与隧道下部侧壁的顺线路投射线6水平对齐，沿钢板尺N16的顶端边缘绘制一条直线，在该直线中心做好标记，记为定位点E”，此时定位点E”与定位点E12的垂直投影点E’14在同一条水平线上；

B、将钢板尺H15垂直放置于沿钢板尺N16顶端边缘绘制的直线上，调整钢板尺H15的中心标记线与该直线完全重合，重合点与E”在同一条水平线上且临近E”；

C、将手持测距仪17放置于钢板尺H15上，且手持测距仪17的侧面紧贴钢板尺H15，点击手持测距仪17上的测量按键，此时屏幕上会显示钢板尺H15的角度数值，该数值与标记点E”位置的吊柱底板角度相同，标记点E”与投影点E’14位置的吊柱底板角度一致，即为定位点E12的隧道吊柱底板角度；

D、测量完毕，按规定记录格式及时做好测量记录，要求有具体的锚段编号、定位点编号、吊柱底板角度等内容；

步骤T4、编制刚性接触网吊柱施工表

测量完毕后进行汇总，并编制刚性接触网吊柱施工表，内容包括左右线标识、锚段编号、定位点编号、无轨测量的定位点净空高度、定位点偏移调整后的跨距值、吊柱底板角度、无轨计算的吊柱长度、超高情况、限界增大备注等，作为日后的施工依据。

工程实例：北京轨道交通新机场线一期工程南起新机场航站楼，终点为草桥站，全线共设三座车站，由南向北分别为大兴机场站、大兴新城站、草桥站，线路设计时速为160km，速度的提升对弓网受流质量提出了更高的要求，国内无相关施工经验可借鉴，最大的挑战是解决接触线平顺度的问题，因此将定位点的跨距值严格控制在八米内，避免汇流排因自身弛度而影响接触线的平顺度，确保客车在高速行驶过程中弓网动态性能良好。

本实施例从设计要求的定位点跨距值出发，针对盾构隧道贯通后各专业在无轨状态下进行紧张交叉施工的问题，结合北京轨道交通新机场线一期工程供电系统及综合监控系统设备安装项目部160km刚性接触网施工经验，在定位点满足吊柱孔位的设计规范要求的条件下以及定位点不满足吊柱孔位的设计规范要求的条件下，分别提供测量方法，设计合理，简单易学，能够有效提高施工效率，节省测量仪器投资，降低劳务成本，经济环保，实用性强，为城市轨道交通刚性接触网建设打开了新空间。

北京轨道交通新机场线一期工程供电系统及综合监控系统设备安装项目顺利通过刚性接触网限界检测、冷滑试验、热滑试验及竣工验收，在开通试运营阶段客车运行正常，无接触网事故发生，验证了刚性接触网隧道吊柱底板角度无轨测量的准确性和可靠性，可为国内刚性接触网隧道吊柱底板角度无轨测量提供技术支持。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。