高速铁路预制简支箱梁智能激光整平机技术

高速铁路预制简支箱梁智能激光整平机技术

王晓

中铁三局集团有限公司   山西省太原市   030001

摘 要：研究目的：在短短士几年内，我国已经从“无高铁时代”,经过“引进，消化吸收，在创新”，作出了新的突破与创新，我国在2012年底已超过德国、日本等早先掌握高铁技术的国家，成为世界上高铁运营里程最长的国家。这是一项巨大的成就，高铁在速度，舒适，安全，节能等方面大大超出传统的交通方式，逐渐改变了人们的出行方式推动了社会经济的发展，给广大人民群众带来了巨大的便利。高铁桥梁大部分是采用预制架设形式，保证高铁速度的一个又要条件就是要保证梁面平整度。依托渝昆高铁站前五标项目部进行预制梁梁面质量控制研究，通过智能工装设备，提高简支箱梁梁面质量控制。

研究结论：通过理论及实践研究，得出以下结论：梁面智能激光整平机在箱梁生产过程中可有效提高高速铁路预制简支箱梁梁面质量控制。本研究结果可应用于高速铁路预制简支箱梁梁面质量控制。

关键词：高速铁路预制简支箱梁；智能激光整平；平整度。

0前言

近年来，无砟轨道已经是高速铁路轨道形式的常见形式。无砟轨道桥梁底座板要求梁面平整度高，必须确保箱梁预制过程梁面平整度，然而传统整平机无法达到该精度要求。所以迫切的需要研究高速铁路预制简支箱梁智能激光整平机技术，给高铁箱梁桥面提供质量保障。

本文主要通过梁面智能激光整平机来提高高速铁路预制简支箱梁梁面质量控制。

1工程背景

中铁三局集团渝昆高铁川渝段站前五标宜宾东制梁场位于四川省宜宾市南溪区沙坪街道黄金村，主要分箱梁制梁区、存梁区、钢筋加工及绑扎区等,主要承担511孔高速铁路预制简支箱梁预制。

2简支箱梁智能激光整平机技术简介

2.1解决的主要问题

解决了梁面平整度精度低、梁面整平施工效率低的问题。

2.2技术优点

2.2.1精度高

通过使用梁面智能激光整平机，可以有效提高梁面平整度，将精度控制在±3mm。

2.2.2智能化

采用激光进行测距，自动行走调整整平机工作位置，根据所处位置自动调整整平轮高度。

2.2.3提高工效，降低成本

粗整平及精整平一次成型完成，提高了梁面整平工效，工人劳动强度降低，亦可节约劳动力的投入，施工成本低。

2.3适用范围

梁体是桥梁施工中的一个主要项目，类型多种多样，该工装可以适用于各种梁体类型，只需根据不同的梁体类型设计相匹配的梁面智能激光整平机即可。

3技术原理

3.1工装原理

激光整平机的工作原理主要为利用激光的特性，将激光传感系统、自动升降系统集成于整平机上，将设置反拱的参数输入到整平机控制系统中，整平机可自动根据所处位置自动升降压辊，形成梁面的反拱。

3.2工装简介

工装主要部位：激光扫平仪、激光接收位移传感器、激光测距仪、整平架、行走架。

图1  梁面激光整平机正面

3.2.1激光扫平仪

如图1所示，编号17为激光扫平仪，主要作用是工作时通过激光扫出一个激光平面。

3.2.2激光接收位移传感器

如图1所示，编号19为激光接收位移传感器，两个传感器分别固定在左右两侧液压缸的顶端，接收扫平仪发出的激光，判断液压缸的位置。

3.2.3激光测距仪

如图1所示，编号20为激光测距仪，主要作用是工作时通过激光检测整平机在梁面上长度方面的位置。

图2  梁面激光整平机背面

3.2.4整平架

如图3所示，整平架前端有整平轮（编号8、编号9）实现粗整平；后端有整平板（编号32）实现精整平；整平板旁边有提浆板（编号33）通过震动电机（见图2，编号36）实现抹平和提浆功能；

图3  梁面激光整平机整平架

3.2.5行走架

如图4所示，行走架两侧各安装有一台伺服电机（编号25），通过两台伺服电机带动行走轮（编号27）前后行走。

图4  梁面激光整平机行走架

3.3工作过程

3.2.1待混凝土布料机补完混凝土料后，将梁面智能激光整平机放置于制梁台座端头的行走轨道上，同时架设激光扫平仪；

3.2.2调整整平架确保整平架的基准位置为对应梁面的梁面设计高程位置；调整激光接收位移传感器与扫平仪的位置，使两者对中；

3.2.3开始整平施工作业，整平机在走轨道上向前行走，通过激光测距仪检测整平机所处的位置，然后反馈给计算机，计算机通过计算给出整平架与基准面的相对高度，通过液压缸调整整平架高度；

3.2.4随着整平机向前行走，整平轮转动进行粗整平，后端整平板进行精整平，精整平后提浆板通过震动电机进行抹平和提浆，从而实现桥面的曲线整平。

4效益情况

梁面激光智能整平机,使得梁面整平施工过程更加简单化，标准化。与传统整平机相比：

4.1提高了施工效率

传统整平机使用时需要通过人工进行高程测量，测量完成后进行整平轮调整，从而开始整平作业，粗整平后需要人工进行提浆收面，耗时较长。通过使用梁面激光智能整平机，一榀梁整平时间较传统工艺节省1小时左右。

4.2减少施工投入

使用传统整平机作业需要5人进行高程测量及提浆收面，通过使用梁面激光智能整平机，一榀梁整平作业只需要1人进行整体操作，相比减少了4人作业，按照200元/人的人工费，一榀梁减少人工费800元，进行500榀梁整平作业整个项目预计减少人工费40万元。

5结论

通过理论及实践研究，得出以下结论：智能激光整平机在箱梁生产过程中可有效提高高速铁路预制简支箱梁梁面质量控制。本研究结果可应用于高速铁路预制简支箱梁梁面质量控制。

参考文献

1廖保幸.高速铁路简支箱梁梁场预制施工技术研究.建筑设计及理论,2017-12.

2施旭康.高速铁路简支箱梁梁场预制施工分析.文化科学,2018-12.

3祝克强.浅谈大面积地坪激光整平机施工技术.建筑技术科学,2021-08.