预制混凝土的尺寸测量
到目前为止，人们使用大尺寸游标卡尺和卷尺来测量RC管片、护墙等预制混凝土的尺寸，在施工后用经纬仪测量。但是，这些测量器具难以在确保尺寸精度的同时，满足构造物大型化、施工时间缩短等要求。
下面将围绕预制混凝土行业，关注近年来质量要求的变化、对质量有重大影响的尺寸测量的高效化。 以RC管片和预制产品为例，说明尺寸测量的必要性和测量要点，介绍提升效率的案例。
- 什么是预制混凝土
- RC管片尺寸测量的必要性
- RC管片尺寸误差的影响
- RC管片的尺寸测量
- RC管片尺寸测量的难题和解决方法
- 预制混凝土产品和模具的测量
- 统计分析和检测结果报告书的发行
- 预制混凝土尺寸测量的高效化
什么是预制混凝土
作为混凝土二次产品的预制混凝土产品在工厂里以产品状态制造，然后运至现场使用。产品有护墙、箱涵等，隧道施工的盾构施工法使用的RC管片也是预制混凝土。
其中，RC管片是将混凝土作为主材料的管片，是盾构机在隧道中掘进后将RC管片组装至壁面上并制作衬砌的盾构工程中必不可少的预制混凝土产品。
RC管片尺寸测量的必要性
RC管片有加入钢筋进行加固的钢筋混凝土（RC）产品和预应力混凝土（PC）产品。
预应力混凝土（PC）是在钢筋混凝土（RC）的基础上增加了拉力强度的混凝土产品。与RC相比，不易产生裂纹，可制造水密性优秀的管片。
RC管片要求具有高强度，保护隧道不会受到沙土和地下水等巨大压力的影响，除完成形状外，接头和密封槽等也要求具有严格的尺寸精度。
RC管片尺寸误差的影响
衬砌的制作方法为：以数m的间隔将隧道沿长度方向切成圆环状，为了便于搬运和组装还将其沿半径方向分割，将如此制成的RC管片连接成圆环，再连接成隧道长度。构成1个圆环的管片数量与隧道直径成正比，整条隧道的管片数量非常庞大，所以哪怕一个微小的尺寸误差，也可能会在施工后造成巨大的偏移。
施工期间发生误差时，需要大量工时去补正，而且误差造成的接头接合不良也会导致强度和防水性下降。所以RC管片的尺寸测量十分重要，需要进行严格管理。
RC管片的尺寸测量
相对于现场浇灌的施工法，作为预制混凝土的RC管片在制造各工序内会发生变形，在施工时也可能因重量而变形。通过测量这些变形是否在公差范围内，可提升施工整体质量。
尺寸测量要点
- A
- 管片接头
- B
- 止水密封槽
- C
- 圆环接头
在RC管片中，除宽度、长度、R径、翘曲、起伏、扭转、弧长等完成形状之外，管片接头、圆环接头、止水密封槽的尺寸形状等都是重要的测量项目。即使圆环直径超过15 m，容许误差也不能大于4 mm，所以必须进行严格的精度检查，以便在施工现场顺利组装。
RC管片的形状有平板形、箱形等多种类型，接头和密封槽也各式各样，此处将以较具代表性的平板形RC管片为例进行说明。
完成形状
管片的宽度越来越大，目的是提升隧道的止水性，节约接头金属件和密封材料，缩短隧道单位长度的组装时间。另一方面，当管片宽度增大时，单个管片的重量以及单个圆环承受的土压力增加，因此圆环接头受到的剪切力会增大。这会降低对于压缩应力的耐久性，管片上容易出现裂纹、缺损、应变。因此，除组装前的管片完成形状之外，施工后的圆环形状也是必要的测量要素。
管片接头
连接两个管片的管片接头有螺栓/螺母/垫片连接型、插入螺栓型、楔形五金件型等。其中，RC管片中使用较多的是螺栓/螺母/垫片连接型中使用直螺栓的类型。该类型将螺栓安装在接头板上，螺栓的外螺纹和内螺纹的位置和角度是重要的测量要点。
另外，P&PC管片可以在管片间和圆环间导入预应力，所以基本上没有螺栓等向管片赋予拉伸强度的接头。
圆环接头
KL（Key Lock Type Segment）管片作为RC管片的一种，连接两个圆环的缓冲键的精度尤为重要。缓冲键是分布在圆环接头全周的曲率不同的圆弧状凹凸，具有将应力呈放射状分散的效果。如果缓冲键的尺寸精度较低，对剪切力的耐力会不足，从而使集中应力作用于接头附近，产生裂纹。特别是应力的集中度在圆环接头部附近较大，在管片宽度的中央部会变小，所以圆环接头部的尺寸测量被视为极为重要的作业。
止水密封槽
止水密封槽的尺寸精度较低时，密封材料的接触面应力会导致端部缺损和裂纹。特别当采用水膨胀性密封材料时，管片组装后的膨胀压力影响等可能会对管片端部造成损伤。因此，止水密封槽需考虑密封材料的形状和类型，必须测量其位置、尺寸、形状。
保护层厚度
从混凝土表面到内部埋设钢筋表面的厚度，即保护层厚度对钢筋的耐腐蚀性有巨大影响。若保护层厚度不足，混凝土中性化和裂纹等会令水分侵入内部，造成钢筋生锈，无法获得设计上的强度。建筑基准法、日本建筑学会的钢筋混凝土工程标准规格书等都有保护层厚度的规定，根据构造物的部位指定了必要的厚度。
RC管片尺寸测量的难题和解决方法
RC管片等预制混凝土构件，不仅要测量成品的尺寸，测量施工期间的安装角度等也十分重要。实施这些测量时以往采用卷尺和经纬仪，施工时的误差则通过放入垫片来调节。但是，这样便存在测量和调节耗费时间、工期延长的难题。而且卷尺和大尺寸游标卡尺等手动工具无法直接测量三维形状。所以，此处还存在一个根本性问题，如只能根据可测量位置的值进行运算，间接地得出三维形状尺寸。
为了解决这些问题，越来越多的人开始采用新款三坐标测量仪。888集团电子游戏官方网站的大范围三坐标测量仪WM系列能通过无线探头，以高精度测量RC管片等大型工件。在测量范围内，可自由接近工件的深处部位，单人也只需探头接触的简单操作即可测量。而且与大尺寸游标卡尺、卷尺、经纬仪等测量器具相比，测量结果无偏差，可进行定量测量。
大型工件尺寸测量高效化、现场施工精度保证
大型RC管片通常使用卷尺和大尺寸游标卡尺进行测量，需要2人。测量位置多，需要花费非常多的工时来测量。
但是，如果采用“WM系列”，单人即可轻松测量长达数米的大型制作物的尺寸。此外，无线探头可自由接近工件深处部分进行测量。除完成形状之外，管片接头的螺栓间距、止水密封槽的形状也可测量。不仅如此，由于该产品是便携式，可随身携带，可以对加工机上的加工精度进行三坐标测量。
大半径和弧长的测量、翘曲、起伏的管理
大半径和弧长很难用卷尺或大尺寸游标卡尺测量。此外，翘曲和起伏只能根据多个位置的测量值进行运算并得出，无法准确测量。
如果采用“WM系列”，就能轻松测量此类工件。在长达15 m的尺寸区域内，只需将手持探头接触想要测量的位置，单人也能简单测量半径、弧长、切割角度等三维测量项目。此外，还可用彩色图显示翘曲和起伏的高低差，面的状态一目了然。如此，便可事先评估实际试施工前难以发现的接合不良以及组装时的危险性。
预制混凝土产品和模具的测量
对于预制混凝土产品，必须以高精度连接各管片以及其它构件。而且，制造预制混凝土的模具对尺寸精度也影响巨大，必须确认其劣化情况。因此，为提升预制混凝土产品的质量，并降低施工后的不良率，除测量完成产品的尺寸外，还希望能切实管理模具本身的尺寸。
接合面的平坦度和线距的测量
管片间和圆环间等的接合面精度通过测量平面度来确认。管片与其它构件接合的线距精度，对接合部分的强度有很大影响，需要正确的尺寸管理。
使用卷尺和大尺寸游标卡尺时，可通过测量多个位置来确认平面度。但是，采用该方法时，如果未实施测量的位置有尺寸不良，可能会错过不良，不能说是正确无误的检查。而且，需要2人花费较长时间，效率不高。
采用“WM系列”，只需将无线探头接触要测量的面，就能简单地得出平面度，高低差可通过彩色图像显示功能，从视觉上确认。此外，除单纯的直线距离外，还可测量对角尺寸、面的角度等立体尺寸。
预制混凝土产品测量画面示意图
模具的测量
预制混凝土产品是将混凝土流入模具并振动，使混凝土颗粒紧实坚硬，从而成型。
模具将大量产品成型期间，会因为紧实作业产生的振动、压力以及与混凝土的摩擦等而发生变形。模具变形后，产品尺寸也会变化，造成尺寸不良。因此，只要在组装模具时测量其尺寸，就能事先防止不良品流出。但是模具尺寸大，测量位置多，使用卷尺等工具测量时至少需要2人进行长时间作业。
“WM系列”操作简单，大型模具也只需将无线探头接触想要测量的各点即可。当然单人就可进行测量，作业时间也会显著缩短。
统计分析和检测结果报告书的发行
对于产品质量管理来说，尺寸制度的管理与工序能力十分重要。要求具有以数字数据的形式取得测量结果，并按照规定的规则保管的体制，以及拍摄测量位置照片，并将其与测量结果关联管理的机制。
统计值的确认和质量管理
混凝土管片产品的质量管理需要OK数、NG数、最大值、最小值、平均、σ、3σ、6σ、Cpk等主要统计值。同时，表示这些值变化的图表（趋势图）以及表示偏差的直方图是产品先兆管理中使用的重要图表，是掌握模具消耗状态、以稳定质量生产混凝土管片时不可或缺的信息。
检测结果报告书的发行
在检测结果报告书中附上测量值和测量位置的照片，测量情况一目了然。为简化交付和验收时的确认工作做出了巨大贡献。
采用“WM系列”，可将测量结果自动保存到硬盘驱动器中。可从已保存的数据中自动提取出质量管理所需的数据，轻松查看各种统计值。此外，可将测量结果自动转换为检测结果报告书。检测结果报告书附有照片，简明易懂，格式为富文本，可自由编辑。
预制混凝土尺寸测量的高效化
采用“WM系列”，通过只需无线探头接触的简单操作，单人也能准确测量RC管片的形状。而且，还拥有以下诸多优点。
- 可以高精度测量大范围
- 以高精度测量大范围区域，最大测量范围长达15 m。搭载“测量指南”模式，可存储测量步骤，测量相同位置，因此不会产生人为的测量数据偏差。
- 便携设计，可放置在现场
- 可把主机放入台车自由携带的便携规格。可携带至现场，当场立即测量施工状态。
- 可与3D CAD数据进行比对
- 可将测量目标物的形状与从3D CAD文件中读取的形状进行比较测量。与3D CAD数据之间的差异还可以显示在彩色图中，支持自由曲面和轮廓度测量。
- 可以3D模型输出测量结果
- 已测量的要素可导出为STEP/IGES文件。即使是没有图纸的产品，也能根据实物测量结果，制作3D CAD数据。
“WM系列”不仅能完成RC管片各部位的形状测量以及施工后的圆环形状测量，还能强力支持数据分析及检测报告制作。从RC管片的制造，到盾构工程中的必要工作，飞跃性地提升效率。
