隧道吊柱法兰角度测量工具制造技术

一种隧道吊柱法兰角度测量工具，包括角度测量尺和法兰模拟板；所述法兰模拟板为刚性平面板状，与所要测量的隧道端面吊柱法兰的板面形状和大小一致，所述角度测量尺设于法兰模拟板的中部，角度测量尺的固定臂的外侧边与法兰模拟板贴合固定，角度测量尺的固定臂与法兰模拟板的底边垂直。在测量时测量工具直接对齐贴合在吊柱法兰的表面，测量尺的测量臂垂直即可直接读数。本实用新型专利技术彻底打破传统施工工法对吊柱法兰偏角的确定仍处在个别技术人员测算的层面上，使法兰角度测量能够推广至广大施工人员这一层面上，力求测量过程简单、快速、方便且测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
隧道吊柱法兰角度测量工具
本技术涉及铁路隧道工程施工技术，具体说是一种隧道吊柱法兰角度测量工具。
技术介绍
铁路隧道施工地形复杂，所面临的不同具体情况超出了理论设定，例如兰渝铁路兰州至广元段途经甘、陕、川三省13个县(区)，正线长度501公里(其中桥梁126座/长74公里，长大隧道67座/长350公里)，隧道占比约70％。本线隧道断面主要有三大类：双线隧道断面、单线隧道椭洞断面、单线隧道TBM(全断面隧道掘进机)断面，在此基础上，又有细分，如西秦岭单线隧道断面就有28种之多。单线隧道接触网吊柱受净空及断面影响，不像双线隧道接触网吊柱布置在隧顶，吊柱法兰角度偏角较小，即使不合格调整工作量也较小；而单线隧道接触网吊柱则全部布置在隧道侧壁，致使法兰角度偏角较大，单线隧道断面如图5所示，下锚锚臂偏角亦是如此。另外，吊柱法兰底板在生产制作过程中为一次性焊接定型产品，不可改动，如果法兰角度测量不准确，将给施工安装及后续调整造成极大的困难和浪费。在传统施工过程中，对吊柱法兰底板的偏角确定主要采用下列方法：(1)激光测距仪测量法利用激光测距仪进行数据测量并三角函数换算，隧道吊柱法兰倾斜角度由垂直线路方向和顺线路方向的最外侧两个螺栓中心距离来确定的。假设单线隧道断面为椭圆形结构，因吊柱侧面限界及净空的规范要求，接触网吊柱只能安装在隧道侧壁，则吊柱法兰必定有一倾斜角度才能装在椭圆斜面上，即吊柱法兰靠近隧道侧壁侧的应略低，靠近腕臂侧的应略高。利用激光测距仪先测出上排某一螺栓至轨面的垂直距离，如测量距离为7452mm；再测出下排某一螺栓至轨面的垂直距离，如测量距离为7158mm。吊柱法兰安装在隧道侧壁两螺栓的距离为350mm，上下排螺栓之间的高差为7452-7158＝294mm。由此可算出，法兰倾斜的角度为：θ＝acrcos(294/350)≈32.8°。(2)标准断面图纸测量法与设计单位(或站前单位)沟通并获取隧道断面的标准二衬断面图，并根据接触网相关设计参数，如侧面限界、导线高度、结构高度等参数，利用CAD断面图进行尺寸标准，进而确定理论参数的吊柱法兰倾斜角度。例举的上述2种方法的相对测量误差都较大且适用性不高，第1种方法采用激光测距仪测量角度的适用性不高，需要专业技术人员去测绘计算，占用了技术人员大量的时间，效率低且数据采集误差率大，受钢轨调整限制极大；第2种方法采用标准断面图、理论参数等数据在CAD图上模拟测量出角度，因施工参数的随机性大，造成标准倾斜角度的误差率大且仅有技术人员知道算法，达不到全员参与施工的目的，法兰倾斜角度型号过多时，也无法快速复查，造成施工现场安装一片混乱，返工率极高。综上所述，传统方法中对于吊柱法兰倾斜角度的确定仅停留在统一型上，比如单线隧道椭圆洞断面吊柱法兰倾斜角度统一为33°，单线隧道TBM断面吊柱法兰倾斜角度统一为25°，双线隧道断面吊柱法兰倾斜角度统一为5°等。施工现场一旦出现断面变化或施工参数误差，原先的标准吊柱法兰倾斜角度就不再合适，要么采用垫片填塞，要么重新采购，费时费料费成本。为此，创新技术一种便于施工人员测量且推广适用性高的角度测量工具势在必行。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是解决上述问题，提供一种隧道吊柱法兰角度测量工具，彻底打破传统施工工法对吊柱法兰偏角的确定仍处在个别技术人员测算的层面上，使法兰角度测量能够推广至广大施工人员这一层面上，力求测量过程简单、快速、方便且测量精度高。所述隧道吊柱法兰角度测量工具，其特征在于：包括角度测量尺和法兰模拟板；所述法兰模拟板为刚性平面板状，与所要测量的隧道端面吊柱法兰的板面形状和大小一致，在对应的隧道端面吊柱法兰预埋锚栓位置设有法兰锚栓孔；所述角度测量尺设有由转轴连接的固定臂和测量臂，在测量臂设有用于显示固定臂和测量臂之间夹角的角度显示装置，以及水平度检测器和/或垂直度检测器；所述角度测量尺设于法兰模拟板的中部，角度测量尺的固定臂的外侧边与法兰模拟板贴合固定，角度测量尺的固定臂与法兰模拟板的底边垂直，所述法兰模拟板的底边对应隧道端面吊柱法兰高度较低的底边。进一步地，所述法兰模拟板根据隧道端面吊柱法兰的板面形状和大小设有对应的多种结构形状，在法兰模拟板的表面设有角度测量尺的固定标示线层，角度测量尺在法兰模拟板的固定标示线层所示出的位置与法兰模拟板可拆卸地贴合固定。进一步地，所述角度显示装置为内设微处理器的数显装置，角度测量尺内设有数据通信接口、表面还设有包括确定按钮在内的功能按钮组，确定按钮用于触发将当前时间和角度数值记录存储，功能按钮组还用于将数据显示和通过数据通信接口发送。更进一步地，角度测量尺内设有无线通信模块，用于将所记录存储的测量数据通过无线通信模块发送到配对设备上。优选地，对应吊柱法兰预埋锚栓设有相应数量的多个法兰锚栓孔，其中设置一个或两个法兰锚栓孔比对应位置的预埋锚栓直径大1～8mm，其余法兰锚栓孔设为腰圆孔，且腰圆孔的长度方向中线与法兰模拟板的底边垂直设置。本技术适用于铁路隧道内任一种断面的安装接触网吊柱、下锚锚臂等需确定吊柱、锚臂法兰偏角的所有类型。与现有技术相比，本技术所公开的方法打破了传统固有的角度测量思维模式，简单直观，但是有效快捷，易于推广，可全员参与。而现有的角度测量方法繁琐、效率低且误差大。本技术具有以下优点：①栓预埋完毕后，施工人员就可以依靠本技术工具进行现场的吊柱法兰角度一一测量；使用上简单易懂，实用性高，测量快速准确，当时就可以出数据结果，达到了全员参与的目的。②施工测量效率高，大大降低了占用技术人员的时间，数据汇总及成片化统一采购、分配具有可操作性。③施工交叉干扰小，也可以直接做到对上一锚栓预埋流程进行验证，使得返工率降低。④吊柱法兰倾斜角度依据技术人员提供的数据，生产厂家一次成型焊接在吊柱柱体上，之后便不可再修改。角度数据采集的准确性大大减少了安装后的二次调整量，节约了大量的人力、物力，安全度高。⑤新型工具结构简单、轻便，易于二次加工，节约了制造和使用成本，保护了环境。附图说明图1是法兰角度测量工具结构示意图，图2是图1的左视图，图3是图1的俯视图，图4是测量臂张开状态示意图，图5是单线隧道断面接触网安装结构示意图。图中：1—法兰锚栓孔，2—法兰模拟板，3—角度测量尺，4—法兰角度测量工具，5—水平度检测器，6—垂直度检测器，7—转轴，8—固定臂，9—测量臂，10—确定按钮，11—功能按钮组，12—数据通信接口，13—隧道断面，14—衬砌面，15—腕臂，16—吊柱法兰，17—吊柱，18—角度显示装置，19—固定标示线层。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明：所述隧道吊柱法兰角度测量工具，包括角度测量尺3和法兰模拟板2，其中，法兰模拟板2与所要测量角度的法兰形状尺寸一致或制作一致，角度测量尺可以使用通用的数显角度尺。具体的，如图1～4所示，所述法兰模拟板2为刚性平面板状，优选为轻质而易于加工的铝合金板制作，与所要测量的隧道端面吊柱法兰16的板面形状和大小一致，由于隧道侧壁为弧形，安装在不同的位置、法兰的形状和大小不同都会使实际安装的法兰角度不同，由于现有技术中的测量技术在现场会面临许多实际问题，导致测量结果偏差很大，通过本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道吊柱法兰角度测量工具，其特征在于：包括角度测量尺(3)和法兰模拟板(2)；所述法兰模拟板(2)为刚性平面板状，与所要测量的隧道端面吊柱法兰(16)的板面形状和大小一致，在对应的隧道端面吊柱法兰(16)预埋锚栓位置设有法兰锚栓孔(1)；所述角度测量尺(3)设有由转轴(7)连接的固定臂(8)和测量臂(9)，在测量臂设有用于显示固定臂(8)和测量臂(9)之间夹角的角度显示装置(18)，以及水平度检测器(5)和/或垂直度检测器(6)；所述角度测量尺(3)设于法兰模拟板(2)的中部，角度测量尺(3)的固定臂(8)的外侧边与法兰模拟板(2)贴合固定，角度测量尺(3)的固定臂(8)与法兰模拟板(2)的底边垂直，所述法兰模拟板(2)的底边对应隧道端面吊柱法兰(16)高度较低的底边。

【技术特征摘要】
1.一种隧道吊柱法兰角度测量工具，其特征在于：包括角度测量尺(3)和法兰模拟板(2)；所述法兰模拟板(2)为刚性平面板状，与所要测量的隧道端面吊柱法兰(16)的板面形状和大小一致，在对应的隧道端面吊柱法兰(16)预埋锚栓位置设有法兰锚栓孔(1)；所述角度测量尺(3)设有由转轴(7)连接的固定臂(8)和测量臂(9)，在测量臂设有用于显示固定臂(8)和测量臂(9)之间夹角的角度显示装置(18)，以及水平度检测器(5)和/或垂直度检测器(6)；所述角度测量尺(3)设于法兰模拟板(2)的中部，角度测量尺(3)的固定臂(8)的外侧边与法兰模拟板(2)贴合固定，角度测量尺(3)的固定臂(8)与法兰模拟板(2)的底边垂直，所述法兰模拟板(2)的底边对应隧道端面吊柱法兰(16)高度较低的底边。2.根据权利要求1所述的测量工具，其特征在于：所述法兰模拟板(2)根据隧道端面吊柱法兰(16)的板面形状和大小设有对应的多种结构形状，在法兰模拟板(2)的表面设有角度测量尺(...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴磊，羊毅，谢家勇，丁润，刘玖林，杨清太，
申请(专利权)人：中铁建电气化局集团南方工程有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42