机场目视遮蔽物安装的公差容差问题探讨

张之利

（北京京航安机场工程有限公司，北京 100176）

1 引言

对于多跑道的枢纽机场，绕滑系统的设置对于提升机场的运营效率、保障航班的准点率和降低跑道入侵事故的发生有着重要的价值和意义，为遮蔽绕滑道上滑行的飞机，避免对正常起飞跑道上的飞行员产生干扰造成误判，需要在起飞跑道末端与远端绕滑之间的合适位置设置目视遮蔽物，虹桥机场的目视遮蔽物是世界第三家，在我国属于首次安装。

目视遮蔽物安装的目的是依靠面板遮挡后面绕滑的飞机并利用红白颜色相间的花纹给飞行员提供警示，面板之间的花纹断差会影响整体视觉美观效果，设计要求花纹交错断差控制在5 mm 以内，实际安装中的公差包括立杆和面板的制造公差、立杆安装垂直度误差和立杆预埋件测量定位公差以及立杆基础不均匀沉降造成的误差等，遮蔽物产品制造公差能够控制在0.5 mm 以内，无须过度考虑，关键是其他方面公差累积过大很可能造成面板安装难度太大甚至无法安装的情况，本文主要介绍的是立杆间定位误差的控制措施分析以及容差预留问题，这是面板能否顺利安装的关键[1]。

2 目视遮蔽物的结构

目视遮蔽物主要由两部分组成：A 支柱和B 面板。

支柱：主支撑杆体采用Lattix-4430 型。

安装面板杆横截面为：160 mm×150 mm 斜向杆体，长5 m。顶部转轴连接，底部双柱丝杆固定。

面板：采用镂空20%硬质铝合金板面，保证满足抗风性、抗腐蚀性，面板长度为3.0 m，宽1.0 m，由5 块面板拼接平铺至斜向杆体上成形有效目视遮蔽物面，整体结构图如图1所示。

图1 目视遮蔽物整体结构图

3 传统测量定位存在的问题

3.1 上海虹桥机场的目视遮蔽物安装要求

主立杆间距3 m，跑道南北两端各82 个主立杆及基础，面板与面板连接共用立柱，对施工定位精度必然提出严格要求，面板连接视觉观感流畅无断差，设计要求断差控制在5 mm 以内。

3.2 传统测量容易出现的问题

1）效率低：使用全站仪测量每个遮蔽物基础的定位标高，需要专业人员反复核定每个位置坐标和高程数据，不能出现任何失误。

2）公差偏大：传统测量方式在实际施工中误差在0～20 mm，这个范围不能满足遮蔽物安装精度的要求，实际遮蔽物施工标准的要求是误差不能大于3 mm。

3）受施工工人的技术水平和现场环境影响大，实际操作无法保证立杆预埋件位置间距能够精密控制。

4）基础自身沉降和混凝土凝固过程可能造成公差进一步累积。

4 新型工艺技术

为解决传统测量方式的弊端，实际施工中创造性地提出使用预制模具型框来取代传统测量方法给遮蔽物基础预埋件定位的方式，有效解决了传统测量中存在的误差过大的情况，并大大提高了施工效率。

预埋模具采用角钢保证刚性强度，使用中不会变形，螺栓孔采用激光切割式，尺寸精度控制±0.1 mm，完全能够满足施工标准±3 mm 的要求。

具体工艺流程如下。

1）测量定位。利用极坐标放样方法直接在控制点上放出基础的中心点，定出大于基础尺寸的控制边桩，桩上标定距离以便施工。

主杆基础为正四边形，需任意支脚平行于跑道，螺杆间距为340 mm×340 mm，预埋需准确，左右、前后调节范围小于±3 mm。

2）基础预埋件安装，并用预制模具型框固定。把4 个预制板及角铁固定，每个尺寸请检查确保无误，同时保证所有连接件均无形变，每一个角铁配备12 条螺栓M10～20 mm。如图2所示。

图2 基础型框定位装置尺寸图

按照图纸要求，对主立杆基础进行开挖，复核基础尺寸，达到图纸要求。采用模板支模，模板尺寸符合图纸要求，这与传统施工并无二致，最后使用预制模具型框来把预埋件M24螺杆定位置到混凝土基础模板里。

3）进行混凝土浇筑。混凝土分层浇筑、振捣，每一个振点的延续时长应做到表层浮浆和不再沉降。

4）凝土浇筑完成后待基础具有一定强度且初步沉降完成后将型框及混凝基础模板拆除。

5）周围土方回填，分层压实。

6）经过实际测量，现场所有主立杆预埋件之间距离误差均控制在0.5 mm 之内，间距控制相当精准，完全符合施工标准要求，保证了后续遮蔽物立杆面板安装顺利进行

5 实践中面板安装出现的问题及建议

5.1 面板安装连接方式

面板安装连接方式如图3 所示。

图3 面板安装连接方式

插接：面板一侧顺斜向支撑杆体插入，顶丝紧固，顶丝与面板之间增加大劲度系数弹簧，保证其振动不松动，此处为尺寸容差自由度调节位置。

栓接：面板另一侧使用不锈钢螺栓固定，螺栓贯穿面板，锁紧形式为自锁螺母锁紧。

尺寸：本次项目所需单元长度为3.0 m，斜向支撑结构的与面板共有尺寸为50 mm，实际应用中面板单独一侧可调节容差仅±5 mm。

此种连接方式较为理想，一方面是栓接有利于控制面板固定强度，并精确定位面板花纹相对位置，另外一方面是插槽连接预留安装容差，便于实际施工。

5.2 实践中面板安装出现的问题分析

如前所述，面板制造工艺公差本身极小无须多虑，施工安装主立杆位置调节实际我们已经控制在了0.5 mm 以内，这个在正常施工中已经是足够精准；但是主立杆垂直度造成的间距误差问题依然无法很好地解决。

实践中，我们将杆体基础底板调成水平，杆体安装垂直于水平面，杆体垂直误差能够做到±0.2°，这远远小于施工标准要求的±2°。但在实践中±0.2°的误差也无法满足面板安装施工的需要，这个±0.2°垂直度公差会造成6 m 高的遮蔽物立杆间距为：6 000 mm×tan0.2°≈20 mm。

这个公差实在太大，因为设计的面板与主立杆宽度容差仅仅在±5 mm，这给实际施工带来了非常大的挑战，只能靠进一步的反复精细调整主立杆垂直度来满足安装距离的要求，虽然最终也完成安装，但是却在一定程度上增加了施工难度降低了施工效率。

5.3 增加面板插槽容差的建议

作者据此提出的建议是：插接一侧应给面板插槽容差由原来的5 mm 提升到20 mm，这样两侧均给施工留有足够的冗余量，会大大减轻施工的难度，有利于提升安装质量和施工进度，特别是对于施工进度和质量有极高要求的不停航施工，更是非常重要。

6 结语

目视遮蔽物在我国属于新生事物，在不停航施工中安装遮蔽物遇到了不少困难和挑战，为了能保证遮蔽物顺利安装，作者创造性地提出并使用预制模具型框来对遮蔽物主立杆来精确定位，间距误差极小，有效解决了传统测量所无法避免的误差过大的问题，也较好地避免了基础不均匀沉降和混凝土凝固带来的形变造成的误差，并大大提升了施工效率，实际施工中达到了预期使用效果。同时发现主立杆的垂直度的微小公差在实际面板安装施工中造成了很大的问题，提出面板安装插槽一侧的自由端应该有更多的容差量才能满足实际施工需要，作者经过实践分析认为，面板插槽端容差由原来的5 mm 调整为20 mm 还是比较切实可行的，同时也避免了因为预留容差过大会对连续花纹的整体视觉效果产生影响。本文作者经过理论数据分析结合现场实际提出了自己的建议，希望对后来的机场目视遮蔽物参建者有所帮助。