Автоматические системы контроля за геометрическим очертанием земляного полотна

Различают системы автоматического контроля продольного уклона — лучевую и копировальную. Первая из них основана на физико-геометрическом методе, при котором используют прибор управления лучом (ПУЛ-3) или прибор с лазерным лучом. ПУЛ-3 обеспечивает дистанционное управление рабочим органом землеройной машины с помощью прямолинейного инфракрасного луча и состоит из двух станций: направляющей и приемной. В первую станцию входят проектор, формирующий луч, штатив, преобразователь напряжения и аккумулятор с напряжением 6 В. Направляющую станцию помещают в начале участка работ. С ее помощью формируется узконаправленный луч, разделенный горизонтально расположенной равносигнальной зоной (РСЗ) на две симметричные части. Луч проектора направляют в соответствии с проектным уклоном сооружаемого полотна.

Приемная станция состоит из фотоприемника, связанного с рабочим органом землеройной машины, усилителя и командного прибора. Станция принимает информацию, передаваемую направляющей станцией, и вырабатывает команду для гидравлической системы управления вертикальным перемещением рабочего органа землеройной машины, чтобы удержать установленный на нем фотоприемник в плоскости луча направляющей станции. В этом случае рабочий орган землеройной машины при движении будет копировать уклоны, задаваемые световым лучом (рис. 13.10).

Рис. 13.10. Блок-схема ПУЛ-3 для контроля продольного уклона при сооружении бульдозером земляного полотна I — направляющая станция; II — приемная станция; 1—прожектор; 2 — преобразователь; 3 — источник питания; 4 — фотоприемник; 5 — усилитель; 6 — пульт управления; 7 — генератор базовой машины; 8 — аккумулятор; 9 — электромагнит; 10 — гидронасос; 11 — гидроцилиндр подвески рабочего органа; 12 — отвал бульдозера

Технология применения ПУЛ-3 заключается б следующем. Проектором задается проектный уклон. Следящая система приемной части удерживает фотоприемник на РСЗ луча. Фотоприемник, связанный с рабочим органом землеройной машины, автоматически повторяет заданный уклон при ее движении. Эту систему можно применять лишь при наличии землеройных машин с гидравлическим управлением. Если разрабатывают выемку или устраивают корыто, проектор устанавливают на высоту 1 —1,5 м от проектной отметки в точке стояния прибора и задают требуемый уклон. Лишний грунт срезают бульдозером до проектного уклона. Для последующей разработки выемки требуется перенос проектора на новое место.

Планировку земляного полотна автогрейдером также производят с помощью ПУЛ-3, устанавливая проектор по оси его движения. Отвалу автогрейдера придают заданный наклон и производят работы в обе стороны от направляющей станции. Для планировки пологих откосов земляного полотна проектор устанавливают в соответствии с расстоянием от границы излома ножа до оси фотоприемника. Планировку выполняют за один проход автогрейдера. Дополнительная отделка не требуется. Данная система применяется и при сооружении земляного полотна на участках вертикальных кривых. Требуется лишь активно воздействовать РСЗ луча на приемную станцию с таким расчетом, чтобы рабочий орган машины описывал проектную кривизну поверхности. Технология применения лазера при сооружении земляного полотна и рытье траншей аналогична технологии применения ПУЛ-3.

Упомянутые системы управления рабочим органом землеройных машин трудно применить к земляному полотну со значительно изменяющимися рабочими отметками, с различной шириной выемок или подошвы насыпи. При работе таких систем требуется значительное количество повторных проходов землеройных машин и нивелировок.

Более оправданным является применение копирной системы управления рабочим органом землеройных машин. Эта система следит за проектным профилем земляного полотна, который предварительно прокладывают вдоль трассы с помощью копира (рис. 13.11). Датчик, закрепленный на рабочем органе машины, измеряет отклонения от проектной отметки — оси копира и преобразует их в сигнал, поступающий в регулятор для включения механизма привода рабочего органа на подъем или опускание. Превышение между копиром и продольным профилем является постоянным по всей длине копира. Заглубление ножа землеройной машины ограничивается этим значением, и исполнительный профиль полностью соответствует проектному.

Рис. 13.11. Схема автоматизации управления рабочим органом (ножом) землеройных машин 1 — датчик; 2 — регулятор; 3 — привод управления; 4 — ось копира; 5 — рабочий режущий орган землеройных машин

Трудности монтажа и регулировки копира вызвали появление новых систем копирных устройств, в которых параллельность задаваемого и фактического уклонов принята за основу, а правильность выполняемого профиля контролируется физико-геометрическим методом. К таким системам относится и рассмотренный метод светового, в том числе и лазерного луча.

В настоящее время в подавляющем большинстве стран контроль за соблюдением вертикальной планировки, укладкой трубчатых дрен, геометрических элементов земляного полотна осуществляют в основном при помощи лазерных приборов типа ПШ-1 (см. рис. 4.9). Такие приборы все чаще применяют не только в процессе производства работ, но и при приемке законченного земляного полотна.

Применение различных автоматизированных систем должно гарантировать строгое соблюдение проектных размеров в соответствии с действующими СНиП, а также обобщенными рекомендациями [20] (табл. 13.7).

Приборы и измерительная аппаратура должны в установленные Госстандартом СССР сроки подвергаться ревизии органами государственной метрологической службы. Иначе служба вправе приостановить дорожно-строительные работы и опечатать измерительные приборы.