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極坐標法施測在設備安裝工程中的應用

0185建筑材料2021-07-18 12:02:47

　在大型工業(yè)建筑、安裝工程中，多年來一般都采用矩形控制網作為施工測量控制網，并依此進行廠房定位、廠房柱子行列線、設備基礎的細部放樣。并用該控制網來敷設若干相應的基礎施工用的高架中心線板。有時也根據設計施工圖的工藝生產中心線來測設一條主軸線，在主軸線上加設若干條主要設備的中心線作“十”字垂線，形成主軸線控制系統(tǒng)。

　　在濟鋼（馬）鋼板有限公司設備安裝工程的施工測量中，設備基礎已大部分竣工，原有的施工控制網點已不存在，部分設備已經基本就位，如再施測矩形控制網也已不可能。為了使設備安裝達到規(guī)范的要求，在對已竣工的設備基礎進行了詳細的調查實測之后，根據對現有設備基礎中心線和關鍵設備（如三輥軋機、三輥軋機連接機、三輥軋機主電機，四輥軋機，四輥軋機的上、下位主電機等）的預埋大型地腳螺栓中心線點的實測數據，依據生產工藝設計總平面圖紙的設計要求，在滿足生產工藝要求和設備安裝規(guī)范要求的條件下，對設備基礎土建施工中的誤差進行了合理的配賦，決定設計和測設主軸線系統(tǒng)作為設備安裝工程施工測量的控制系統(tǒng)（見圖1）。

　　1—下位電機中心線；2—上位電機中心線；3—三輥主電機中心線；4—減速機中心線；5—連接機中心線；

　　6—三輥軋機列中心線；7—四輥軋機列中心線

圖1 主軸線系統(tǒng)示意

　　由于設備已基本就位，在中心線上無法或很難牢靠地架設儀器，設備安裝就位精度的檢測難度更大。若以主軸線上之中心線點靠懸掛垂球線加千分尺或鋼板尺來檢測時，則會產生諸多誤差，如架線板投點、標注、架線板震動、掛線偏差、垂點偏差、量計誤差等等，要想達到高精度的安裝標準難度很大。經研究分析后，決定采用極坐標法施測。

　　極坐標法施測與矩形控制網施測和主軸線施測的不同之處在于，不必完全在中心線點上設站（架設儀器）進行施工放樣和設備就位后的檢查復測。此方法可以在任意一個可觀測到測點的位置對測點直接進行實測，利用極徑和極角（距離、坐標方位角）計算出測點的坐標值，以實測值和設計值進行對照，即可計算出偏差值進行改正或確認。

1 極坐標法施測的主要步驟

　?。?）依據設計施工圖，根據實際需要設計矩形控制網圖或主軸線控制系統(tǒng)圖，并標注控制點位。

　　（2）將上述設計的控制網點全部代入一個坐標系中，并將坐標值予以標注。坐標系可按施工圖坐標也可用假定坐標系統(tǒng)代替，以計算和標注方便為原則。坐標系的主軸線以生產工藝線的主要設備中心線、點為坐標軸和坐標原點。

　?。?）根據坐標軸、坐標原點和設計圖紙上工藝設計要求的諸項尺寸即可推算出各相關主要設備或設備基礎中心線上的縱、橫坐標值（X、Y）。也可依據生產設備的主要工藝線設計一套假定坐標系統(tǒng)，以主要工藝線上的設備中心線為“十”字坐標軸的“原點和基線”，根據設計工藝尺寸計算出其余諸設備及有關尺寸的坐標值。并分別代入相應的X、Y值。

　?。?）盡量避開施工區(qū)域、施工的基礎和生產工藝線，選定若干點，使選定的點距大致相等并連線后成一嚴密的閉合導線。所選點埋樁設點必須穩(wěn)固和不易碰動。

　?。?）對選點線進行施測、計算、平差。其平差后的成果應高于《冶金建筑工程施工測量規(guī)范》（YBJ212—88）第二章第三節(jié)和第三章第四節(jié)的有關規(guī)定。用全站儀施測并不困難。

　?。?）與矩形控制網或主軸線進行嚴格校核后，將選點成果整理成冊，歸檔備用。

　　（7）為防止在選點時縱、橫坐標記錄和使用時混淆，同時也為了方便今后使用和記錄，可將縱、橫坐標的數值用不同的數字位數加以區(qū)分。如X值在小數點前設4位數，Y值在小數點前設5位數（此處可根據施工測量控制范圍大小予以確定），小數點后的位數（取值）可根據實際需要予以設計。2 極坐標法施測實例

　　以濟鋼（馬）鋼板有限公司四輥軋機、四輥軋機橫移拉出換輥裝置、四輥軋機主電機上位電機，下位電機的安裝檢測為例（見圖2）

　　設站B點，X=850.0000，Y=1362.0000后視A點αBA=180°00′00″校核四輥軋機中心X=843.2500，Y=1344.0000測站B點至四輥軋機中心α=249°26′38.2″檢查校核標定方向無誤后，即可分別對設備中心線的各點位如圖2所示的橫向中心線上的d1、d3、d5、d7和縱向中心線上的d2、d4、d6、d8諸點進行實測。也可以直接對設備本體上的中心點進行實測。

　　實測d1時Xd1=XB+DBd1.cosαBd1，Yd1=YB+DBd1.sinαΒBd1（注：Xd1為d1點的縱坐標，Yd1為d1點的橫坐標，DBd1為測站B點至d1點的距離，αBd1為測站B點至d1點的坐標方位角）。如所測得實測坐標值與原設計坐標值不符，則根據坐標差ΔY值的正負予以調整（改點）即可，ΔY=Y實-Y設。d3、d5、d7橫向中心線的調整同上，以此類推。d2、d4、d6、d8縱向中心線的調整則根據上法測得的坐標差ΔX值的正負予以調整即可，ΔX=X實-X設。

　　以圖2之四輥軋機上位主電機找正為例：根據軋制中心線和四輥軋機機列中心線數據計算，上位主電機中心坐標值為X=866.7450，Y=1343.9940；經對上位主電機d1點與d3點橫向中心線兩點和d2點與d4點縱向中心線兩點分別進行實測后，其改正（調整設備就位）值如表1所示。

表1 坐標數據分析表

　　如表1及圖2所示，d1點至d3點的中心線點只需改正ΔY值即可，X坐標值可以不予考慮；d2點至d4點的中心線點只需改正ΔX值即可，Y坐標值同樣可以不予考慮。此處也可以依圖2所示用d1點至d3點兩點和d2點至d4點兩點分別掛線后予以調整設備。

　　若使用全站儀施測，上述公式的坐標計算又可省去，全站儀的顯示屏可根據內置程序直接顯示出坐標值，此時只須對照ΔX、ΔY的不符值予以調整（找正）設備即可。其他需實測的點位，與上述方法相同。

　　此種方法與直線投點相比，直線投點偏差方向直觀，但是測點差值須投點后用尺實量，還受測站和視線限制，極坐標法施測測點后差值不用現場再量，只須對照坐標值之差，就可以得出偏差值，且不受上述限制，布設測站靈活。

　　此種方法可用于設備基礎施工前的放樣和設備基礎開挖后的檢查復測，也可用于大型連續(xù)生產設備檢修改造的施工測量。在濟鋼總公司一煉鋼廠小方坯連鑄機改造工程中，由于有的設備需改造更換，有的設備需保留，施測時通視條件極差，本人也采用此方法進行設備中心線的施測及設備安裝的施工測量，同樣取得了滿意的效果。

中心線軋機設備