機(jī)場目視遮蔽物安裝的公差容差問題探討

張之利

（北京京航安機(jī)場工程有限公司，北京 100176）

1 引言

對于多跑道的樞紐機(jī)場，繞滑系統(tǒng)的設(shè)置對于提升機(jī)場的運(yùn)營效率、保障航班的準(zhǔn)點(diǎn)率和降低跑道入侵事故的發(fā)生有著重要的價(jià)值和意義，為遮蔽繞滑道上滑行的飛機(jī)，避免對正常起飛跑道上的飛行員產(chǎn)生干擾造成誤判，需要在起飛跑道末端與遠(yuǎn)端繞滑之間的合適位置設(shè)置目視遮蔽物，虹橋機(jī)場的目視遮蔽物是世界第三家，在我國屬于首次安裝。

目視遮蔽物安裝的目的是依靠面板遮擋后面繞滑的飛機(jī)并利用紅白顏色相間的花紋給飛行員提供警示，面板之間的花紋斷差會影響整體視覺美觀效果，設(shè)計(jì)要求花紋交錯斷差控制在5 mm 以內(nèi)，實(shí)際安裝中的公差包括立桿和面板的制造公差、立桿安裝垂直度誤差和立桿預(yù)埋件測量定位公差以及立桿基礎(chǔ)不均勻沉降造成的誤差等，遮蔽物產(chǎn)品制造公差能夠控制在0.5 mm 以內(nèi)，無須過度考慮，關(guān)鍵是其他方面公差累積過大很可能造成面板安裝難度太大甚至無法安裝的情況，本文主要介紹的是立桿間定位誤差的控制措施分析以及容差預(yù)留問題，這是面板能否順利安裝的關(guān)鍵[1]。

2 目視遮蔽物的結(jié)構(gòu)

目視遮蔽物主要由兩部分組成：A 支柱和B 面板。

支柱：主支撐桿體采用Lattix-4430 型。

安裝面板桿橫截面為：160 mm×150 mm 斜向桿體，長5 m。頂部轉(zhuǎn)軸連接，底部雙柱絲桿固定。

面板：采用鏤空20%硬質(zhì)鋁合金板面，保證滿足抗風(fēng)性、抗腐蝕性，面板長度為3.0 m，寬1.0 m，由5 塊面板拼接平鋪至斜向桿體上成形有效目視遮蔽物面，整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 目視遮蔽物整體結(jié)構(gòu)圖

3 傳統(tǒng)測量定位存在的問題

3.1 上海虹橋機(jī)場的目視遮蔽物安裝要求

主立桿間距3 m，跑道南北兩端各82 個主立桿及基礎(chǔ)，面板與面板連接共用立柱，對施工定位精度必然提出嚴(yán)格要求，面板連接視覺觀感流暢無斷差，設(shè)計(jì)要求斷差控制在5 mm 以內(nèi)。

3.2 傳統(tǒng)測量容易出現(xiàn)的問題

1）效率低：使用全站儀測量每個遮蔽物基礎(chǔ)的定位標(biāo)高，需要專業(yè)人員反復(fù)核定每個位置坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)，不能出現(xiàn)任何失誤。

2）公差偏大：傳統(tǒng)測量方式在實(shí)際施工中誤差在0～20 mm，這個范圍不能滿足遮蔽物安裝精度的要求，實(shí)際遮蔽物施工標(biāo)準(zhǔn)的要求是誤差不能大于3 mm。

3）受施工工人的技術(shù)水平和現(xiàn)場環(huán)境影響大，實(shí)際操作無法保證立桿預(yù)埋件位置間距能夠精密控制。

4）基礎(chǔ)自身沉降和混凝土凝固過程可能造成公差進(jìn)一步累積。

4 新型工藝技術(shù)

為解決傳統(tǒng)測量方式的弊端，實(shí)際施工中創(chuàng)造性地提出使用預(yù)制模具型框來取代傳統(tǒng)測量方法給遮蔽物基礎(chǔ)預(yù)埋件定位的方式，有效解決了傳統(tǒng)測量中存在的誤差過大的情況，并大大提高了施工效率。

預(yù)埋模具采用角鋼保證剛性強(qiáng)度，使用中不會變形，螺栓孔采用激光切割式，尺寸精度控制±0.1 mm，完全能夠滿足施工標(biāo)準(zhǔn)±3 mm 的要求。

具體工藝流程如下。

1）測量定位。利用極坐標(biāo)放樣方法直接在控制點(diǎn)上放出基礎(chǔ)的中心點(diǎn)，定出大于基礎(chǔ)尺寸的控制邊樁，樁上標(biāo)定距離以便施工。

主桿基礎(chǔ)為正四邊形，需任意支腳平行于跑道，螺桿間距為340 mm×340 mm，預(yù)埋需準(zhǔn)確，左右、前后調(diào)節(jié)范圍小于±3 mm。

2）基礎(chǔ)預(yù)埋件安裝，并用預(yù)制模具型框固定。把4 個預(yù)制板及角鐵固定，每個尺寸請檢查確保無誤，同時保證所有連接件均無形變，每一個角鐵配備12 條螺栓M10～20 mm。如圖2所示。

圖2 基礎(chǔ)型框定位裝置尺寸圖

按照圖紙要求，對主立桿基礎(chǔ)進(jìn)行開挖，復(fù)核基礎(chǔ)尺寸，達(dá)到圖紙要求。采用模板支模，模板尺寸符合圖紙要求，這與傳統(tǒng)施工并無二致，最后使用預(yù)制模具型框來把預(yù)埋件M24螺桿定位置到混凝土基礎(chǔ)模板里。

3）進(jìn)行混凝土澆筑。混凝土分層澆筑、振搗，每一個振點(diǎn)的延續(xù)時長應(yīng)做到表層浮漿和不再沉降。

4）凝土澆筑完成后待基礎(chǔ)具有一定強(qiáng)度且初步沉降完成后將型框及混凝基礎(chǔ)模板拆除。

5）周圍土方回填，分層壓實(shí)。

6）經(jīng)過實(shí)際測量，現(xiàn)場所有主立桿預(yù)埋件之間距離誤差均控制在0.5 mm 之內(nèi)，間距控制相當(dāng)精準(zhǔn)，完全符合施工標(biāo)準(zhǔn)要求，保證了后續(xù)遮蔽物立桿面板安裝順利進(jìn)行

5 實(shí)踐中面板安裝出現(xiàn)的問題及建議

5.1 面板安裝連接方式

面板安裝連接方式如圖3 所示。

圖3 面板安裝連接方式

插接：面板一側(cè)順斜向支撐桿體插入，頂絲緊固，頂絲與面板之間增加大勁度系數(shù)彈簧，保證其振動不松動，此處為尺寸容差自由度調(diào)節(jié)位置。

栓接：面板另一側(cè)使用不銹鋼螺栓固定，螺栓貫穿面板，鎖緊形式為自鎖螺母鎖緊。

尺寸：本次項(xiàng)目所需單元長度為3.0 m，斜向支撐結(jié)構(gòu)的與面板共有尺寸為50 mm，實(shí)際應(yīng)用中面板單獨(dú)一側(cè)可調(diào)節(jié)容差僅±5 mm。

此種連接方式較為理想，一方面是栓接有利于控制面板固定強(qiáng)度，并精確定位面板花紋相對位置，另外一方面是插槽連接預(yù)留安裝容差，便于實(shí)際施工。

5.2 實(shí)踐中面板安裝出現(xiàn)的問題分析

如前所述，面板制造工藝公差本身極小無須多慮，施工安裝主立桿位置調(diào)節(jié)實(shí)際我們已經(jīng)控制在了0.5 mm 以內(nèi)，這個在正常施工中已經(jīng)是足夠精準(zhǔn)；但是主立桿垂直度造成的間距誤差問題依然無法很好地解決。

實(shí)踐中，我們將桿體基礎(chǔ)底板調(diào)成水平，桿體安裝垂直于水平面，桿體垂直誤差能夠做到±0.2°，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于施工標(biāo)準(zhǔn)要求的±2°。但在實(shí)踐中±0.2°的誤差也無法滿足面板安裝施工的需要，這個±0.2°垂直度公差會造成6 m 高的遮蔽物立桿間距為：6 000 mm×tan0.2°≈20 mm。

這個公差實(shí)在太大，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的面板與主立桿寬度容差僅僅在±5 mm，這給實(shí)際施工帶來了非常大的挑戰(zhàn)，只能靠進(jìn)一步的反復(fù)精細(xì)調(diào)整主立桿垂直度來滿足安裝距離的要求，雖然最終也完成安裝，但是卻在一定程度上增加了施工難度降低了施工效率。

5.3 增加面板插槽容差的建議

作者據(jù)此提出的建議是：插接一側(cè)應(yīng)給面板插槽容差由原來的5 mm 提升到20 mm，這樣兩側(cè)均給施工留有足夠的冗余量，會大大減輕施工的難度，有利于提升安裝質(zhì)量和施工進(jìn)度，特別是對于施工進(jìn)度和質(zhì)量有極高要求的不停航施工，更是非常重要。

6 結(jié)語

目視遮蔽物在我國屬于新生事物，在不停航施工中安裝遮蔽物遇到了不少困難和挑戰(zhàn)，為了能保證遮蔽物順利安裝，作者創(chuàng)造性地提出并使用預(yù)制模具型框來對遮蔽物主立桿來精確定位，間距誤差極小，有效解決了傳統(tǒng)測量所無法避免的誤差過大的問題，也較好地避免了基礎(chǔ)不均勻沉降和混凝土凝固帶來的形變造成的誤差，并大大提升了施工效率，實(shí)際施工中達(dá)到了預(yù)期使用效果。同時發(fā)現(xiàn)主立桿的垂直度的微小公差在實(shí)際面板安裝施工中造成了很大的問題，提出面板安裝插槽一側(cè)的自由端應(yīng)該有更多的容差量才能滿足實(shí)際施工需要，作者經(jīng)過實(shí)踐分析認(rèn)為，面板插槽端容差由原來的5 mm 調(diào)整為20 mm 還是比較切實(shí)可行的，同時也避免了因?yàn)轭A(yù)留容差過大會對連續(xù)花紋的整體視覺效果產(chǎn)生影響。本文作者經(jīng)過理論數(shù)據(jù)分析結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際提出了自己的建議，希望對后來的機(jī)場目視遮蔽物參建者有所幫助。