大型设备安装基准点高精度放样技术

大型设备安装基准点高精度放样技术

上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

摘要:大型设备需要以高精度的安装基准点作为安装和调试的依据,对精密工程测量提出较高的要求。结合某大型技改设备安装基准点高精度放样项目,对放样精度进行了分析。

关键词:精密工程测量;安装基准点;精度分析;放样

一、概况

某厂污泥干化焚烧工程是环保重点监管项目,其主要设备均是引进国外的精密设备,其中,焚烧炉是引进意大利ENEA的技术。根据外方提供的条件图,对基础埋件及设备安装提出了较高的技术要求。基础预埋件为预埋螺栓套管,预埋件平面位置和垂直度误差要求均不大于3mm,顶面标高误差要求在0-8mm以内。轧机设备安装要求水平度误差不大于0.2mm,平面定位误差小于1mm,平行度误差不大于0.2mm。

二、基础施工放样

1、施工布置。基础施工在厂房主体施工完成后进行。基础施工采用一次浇铸,预埋螺栓套管采用独立固定架固定。根据基础布置和现场条件,在原厂房控制基础上布设基础施工专用独立控制网,并设基准点组。独立固定架须稳定、牢固,保证施工过程中不发生位移,在固定架上精确定线、刻点,放样预埋件的位置。基础施工完成后,对结构各部位及预埋件进行竣工校核,确认位移偏差在规定范围内。

2、平面控制网和高程基准点组的建立。基础专用的独立控制网采用轴线网形式,依据厂房控制网采用方向交会法和直角坐标法建立初始网。

图1控制网建立

如图1所示,首先确定主轴线炉I-炉Ⅱ位置,根据现场条件,在车间两端刻设并标定了方向点。利用方向交会法确定过渡点2的初始位置,并在点2上精密测设直角,设立垂直方向的主轴线B-B′。从点2沿主轴线方向精密丈量距离,定出过渡点1和点3位置,在该两点上精密测设直角,确定中心线A-A′、C-C′的方向并设立固定标志。各个方向点标定后,在过渡点1、2、3上分别测量各直角,并且沿平行方向丈量AB、BC、A′B′、B′C′以及AA′、BB′、C′C′的距离,以此校核该轴线网的测设质量。经验证,采用WildT2及经纬仪测设直角的精度可达±1″,两端距离比较误差在±1mm以内。在基础周围30m范围内设立固定的高程基准点,三个点为一组,选点时保证一测站可以同时观测到所有观测点。在施工期间定期检测基准点组,保证施工过程中基准点不下沉或及时能控制下沉。

3、预埋件精密放样定位

(1)设立固定架。在施工基础垫层时,根据施工方案设计在底层预埋铁件,用以固定架的固定。垫层完成后,在其上投测中心线,放样模板线及固定架位置,固定架用以固定螺栓套管并作线板用,立柱采用7.5槽钢,上下水平支撑采用∠5角钢,为增加固定架稳定性,在立柱之间增加斜撑。水平支撑作为线板,其高度比基础模板高出5~6cm,测设标高的总体高度误差应控制在±1cm以内,水平度误差应同埋件要求一致。固定架依螺栓高低分部分组设立,每组固定架均设立成箱柜式互联框架,根据不同埋件加设各种斜撑,并在四周加设斜顶支撑。

(2)中心线投测及螺栓放样。实测前绘制埋件布置图,为施工放样方便和检查校核只注明各埋件到控制线的累计尺寸,并将同类埋件分区分组编号。在图上绘制螺栓标高表,注明螺栓号码、数量、标高及砼面标高。根据主轴线测设各主要中心线,在钢固定架上刻点标定,依据设定的中心线根据埋件图尺寸测设各埋件的中心线,在线板上刻点标定。预埋件安装和固定均依据放样控制线施工。

(3)安装检测。预埋件安装就位后,首先初步固定,然后对所有埋件进行安装检测,要求所有埋件均满足竣工要求的安装精度,不符合的予以调整,至到满足要求。根据检测结果,出据检测报告。

4、竣工测量。基础浇铸后及时进行竣工校核,实测各组埋件的中心线和标高,填写详细的竣工报告,与容许误差进行比较应在允许范围内。如有超限须立即反映,以便及时采取补救措施。经实测,该焚烧炉预埋螺栓套管的位移偏差均在±3mm以内,砼顶面标高控制在-10~15mm,预埋螺栓套管顶面标高控制在+10~20mm,满足设计和规范要求。下表中列出了基础竣工测量的部分竣工成果。

三、设备安装测量

1、施工程序。根据土建提供的竣工资料,设备安装前必须对基础各个部分包括所有埋件、结构构筑进行严格的校核验收。设备安装需布设高精度的专用的安装控制网,为此,需对原基础施工控制网进行改造,使之满足安装的要求。根据测设的安装控制网,采用高精度的经纬仪直接投测和校定机组中心线,同时由水准仪直接测定机座底板的平整读,以此调节设备就位。

2、安装控制网的建立。为保证各机组中心线之间严格的平行和垂直关系,控制网采用轴线网归方的形式,在基础周围埋设固定点,设立固定线板。由于设备安装对中心线有特殊要求,为了保证各竣工埋件与中心线之间有较好的符合性,根据竣工成果和检核资料,在竣工要求的误差范围内,根据最小二乘法的原理,调节主轴线的位置,使各个埋件偏移中心线的偏差值的平方和为最小,以达到较好的图形条件,安装控制网分两级布设,首先测设主轴线轧I-轧Ⅱ及四个角点J1、J2、J3、J4点,进行精密量距和角度测量,形成方格网,采用条件平差的方法进行归方改正,得到严密的满足要求的控制网。然后,沿控制线方向精密量距,对方格网进行加密,得到A~K、A′~K′各点。

3、设备安装测量

(1)螺栓组固定。设备进厂后,根据设备供方提供的图纸,核对设备的安装尺寸与图纸是否一致。根据校对结果进行螺栓组的安装施工,预埋螺栓套管的尺寸设计比较宽松,螺栓位置调节和固定都比较方便。在放样螺栓位置时,应根据安装控制网统一放线,严格限制螺栓的位置偏差。

(2)放样安装中心线。螺栓稳固后进行竣工检查,同时放样安装中心线。安装中心线用以控制设备的整体就位和初步调准,一般采用设备的主轴线,当通视条件受限制时,根据施工条件布设为主轴线的平行线。

(3)设备就位与调校。根据安装中心线调节设备初就位,在安装中心线上架设经纬仪,指导设备精密就位,同时用高等级的水准仪(DS1级)控制设备的水平度。该项工作需反复进行,直到测量检校的结果接近仪器的标称精度,并且数据稳定可靠。设备的进一步精密调校,超出测量仪器的精度范围,常常采用辅助工具进行。用千分尺和游标尺配合测量仪器测量,精度可以满足安装要求。

(4)安装竣工检测。设备经精密调校,各项精度指标满足要求后,进行最终的竣工检测,填写竣工报告。经试运行,再次进行检测,填写检测报告。

结束语:设备基础施工放样和安装测量因设备的不同其测量方法有所不同,测量工作的关键是要了解设备运行的基本流程和主要工艺要求,在精度上尽可能利用测量仪器可能达到的精度,前期工序尽可能给后期工序留出一定的精度空间,在精度极限范围,选择辅助工具以提高精度等级。

参考文献:

[1]冯文灏,李建松.用于工业部件放样与检测的特高精度工业测量控制网的建立[J].测绘学报,2014(4)8.

[2]李巍,赵亮,张占伟.常用全站仪放样方法及精度分析[J].测绘通报,2012(5):.

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