游乐设备基础预埋件质量控制方法

王晓亮 崔明亮 陈卫卫 张 云

（1.中国特种设备检测研究院 北京 100029)

（2.苏州高新旅游产业集团有限公司 苏州 215000)

随着科学技术的进步，游乐设施正朝着高度更高、速度更快、运动形式更复杂的趋势发展[1]，其钢结构越来越复杂，对基础精度的要求也越来越高。图1所示的过山车的最大轨道高度已至82.8 m，最快速度可达136 km／h。基础预埋件作为游乐设备基础施工的关键工序，其安装精度直接关系立柱和轨道的安装质量，出现的微小误差，都可能给整个游乐设备埋下安全隐患。同时，基础预埋件作为隐蔽工程，施工完毕之后缺乏相应的检验检测技术[2]，因此，在进行预埋件埋放的时候，要注重每个微小细节以保证其质量，同时加强对施工质量的管控[3]。本文从质量管理和质量控制角度出发，对基础预埋件的设计和施工环节进行分析，并提出具体的方法及建议，在游乐设备可靠性研究方面具有一定的指导意义。

图1 过山车轨道钢结构

1 基础预埋件质量控制方法介绍

对游乐设备钢结构的基础预埋件进行质量控制的环节主要包括设计和施工2个方面，每一个环节均需要考虑多种因素的影响。如图2所示，本文将影响基础预埋件质量的因素归纳为人、机、料、法、环5个方面。具体的内容阐述如下：

图2 预埋件质量控制方法

1）人：基础预埋件的设计及施工人员应具有相应的资质和丰富的经验，这同时属于设计和施工环节的范畴，是保证游乐设备安装和运行质量的首要要求；

2）机：施工过程中涉及的仪器设备应当经过校准和检定，这属于施工环节的范畴，是保证游乐设备安装和运行质量的必要条件；

3）料：基础预埋件的制造和安装材料，如螺栓、钢板、混凝土、外加剂等应具有合格证书及检验报告，这属于施工环节的范畴，是保证游乐设备安装和运行质量的前提条件；

4）法：对施工过程进行控制，主要包括制定施工方案、设立测量控制网并采用3次测量法以保证安装精度，这属于施工环节的范畴，是保证游乐设备安装和运行质量的关键步骤；

5）环：对基础预埋件的安装地点进行实地勘测，结合当地气候条件对基础进行设计，施工过程中考虑施工温度的影响，这同时属于设计和施工环节的范畴，是保证游乐设备安装和运行质量的内在需求。

2 设计环节质量控制

在设计环节，游乐设备设计单位应根据设备的重量、运动特点等设计出基础条件图。基础条件图应包括基础地面布置、设备安装基座、地沟与预埋管、避雷针与接地体、基础载荷图、安全系数、辅助设施布置、对应设备参数、外形尺寸及设备运行安全包络线、重点预埋件载荷等说明及有关要求。在此基础上，土建设计单位依据当地的实际气候条件、地质勘探报告、基础条件图等要求进行详细设计并出具基础预埋件的施工图。设计环节是关系基础预埋件质量优劣的第一步，是所有工作的基础，可通过加强工程设计的标准化工作、严把设计方案的选择与审核关、搞好设计接口控制、建立设计成果校审制度和设计文件的会审会签制度等措施进行质量控制。

3 施工环节质量控制

3.1 制定施工方案

首先，施工单位需要比对设计图纸及大型游乐设施安全规范的要求，选定其中更严格的要求作为控制依据，以此统一质量标准。随后，根据游乐设备设计单位提供的设备基础提资图，结合土建设计单位的施工工艺图，确定基础预埋件的相对位置，以及所设计的螺栓尺寸、数量。由于大型项目点位数量以及螺栓规格尺寸较多，故需要制定一个精确及合理的方案，以减小施工误差[4]。统一检验及验收的质量标准，精细合理的施工方案是基础预埋件施工质量控制的重要保障。

3.2 设立测量控制网

在对基础预埋件进行施工之前，需要通过测量确定其位置坐标和高程，此项工作是之后安装工作的基础，因此设立统一的测量控制网具有重要的意义。其具体过程可以简述为：技术人员在熟悉图纸的前提下，确定图纸中对于测量定位的要求，并进行二次深化计算，以此为基础进行位置坐标与高程的定位工作，设立统一的测量控制网。为保证控制点精度，测量工程师需要复测土建单位提供的基准点，根据位置坐标及高程数据，对预埋件的安装位置进行放样，并做出永久点、标出定位以及供放线，最终形成测量技术文件。此外，要求对控制点做好围护固定工作，以避免出现因意外因素导致的控制点移动现象。值得注意的是，确保测量放线施工过程及质量检查所使用的仪器、量具等经过计量检定，这是达到量值准确、量值统一的必须要求。

3.3 预埋件组装

工程中，预埋件需要的螺栓、预埋铁件数量多、规格型号复杂，而且安装精度要求高，所以从铁件的选材、制作应严格按照设计要求及施工验收规范进行，保证几何尺寸及焊缝质量[5]。

首先，根据设计图纸中螺栓尺寸及数量，在限位钢板上画出螺栓孔的位置，螺栓孔直径比设计确定的螺栓直径大2 mm最为合适。对于比较大的限位钢板，需要在中间开设直径为80 mm的孔洞，便于在混凝土浇筑振捣的时候及时排除气泡。然后，将地脚螺栓和限位钢板进行连接，组成一个螺栓组。对于比较复杂的基础，需要根据预埋件的尺寸、标高和间距定制定型钢架，将多个螺栓组进行拼装，固定在钢架上，见图3。

图3 预埋件的组装

基础预埋件的组装质量与精度直接相关。在组装过程中，需要高度重视每组预埋件的制作加工、检查验收、运输保管等各个环节，要求专项专人负责，确保螺栓与螺栓中心误差不大于±2 mm。当基础预埋件的组装和拼装工作完成后，测量员需对预埋件进行复核、调校，其目的是确保预埋件的公差满足标准及图纸要求，同时将测量结果记录在案。组装完成后，需要在预埋件的螺纹、螺栓涂抹一层黄油，随后用塑料薄膜包裹，并套上套管进行保护。

3.4 预埋件安装

●3.4.1 安装前准备工作

见图4，在安装基础预埋件之前，需要对预埋螺栓、螺母及限位钢板等的表面进行除锈，并将桩基里的杂物清理干净。然后，复核土建预留的基础位置，以确保其标高、位置坐标满足预埋件安装要求，并将预埋件轴线、标高标记在基础模板上。最后，根据基础标高确定施工顺序，将与图纸编号相对应的预埋件放入相应基础或钢筋笼内。

图4 基础预埋件安装前准备工作

●3.4.2 安装过程中的测量控制

安装过程中，要尤其注重基础预埋件的坐标位置和高程。为了确保预埋件的轴线定位控制点及标高控制点数据准确无误，采用3次复测定位的方法来保证其符合图纸及标准要求。

1）预埋件的焊接加固。首先，将基础预埋件放置在对应的基础钢筋笼上，随后粗调其位置和高程。然后，用提前布好的仪器进行精确测量并调整其轴线和高程。在预埋件调整到位后，临时用绑扎丝将其固定在钢筋笼上，确保牢固不发生位移。接着，复测（第一次）预埋件的轴线及高程，发现误差需及时更正。复测修正之后将预埋件用焊接的方式固定在钢筋笼上。所有预埋件安装完成后，检查预埋件在基础中的数量及固定情况，并进行第二次复测，确保安装质量满足设计要求，见图5。复测时应逐一记录预埋件当前的数据信息，经现场监理核查合格后，才可执行下一道工序。

图5 预埋件第二次复测

2）浇筑。在混凝土浇筑过程中，由于预埋件量大、施工中人力和设备不足、设备基础构造复杂、检查校验时间比较长，因此，应制定详尽的浇筑计划。合理地分层、分块浇筑，这可以有效地保证混凝土的浇筑质量及预埋件位置质量。

在浇筑之前，再次将钢板上部的螺纹、螺栓涂抹一层黄油并用塑料薄膜包裹以及套上套管进行保护。混凝土浇筑过程中的冲击、振捣作用可能会使预埋件产生位移或者沉降，因此混凝土下料应均匀，避免搅动棒接触到钢板、地脚螺栓、固定架。根据施工环境的温度，可以适当掺入缓凝减水剂、抗裂剂等外加剂，以便有足够的时间对预埋件进行后期调整，所有外加剂必须有合格证及检验报告。在混凝土终凝之前，需对预埋件的安装情况进行第三次复测，见图6。如果发现偏差，可通过二次振捣进行调节，并将数据进行记录。

图6 预埋件第三次复测

3）成品保护。当混凝土凝固后，应及时清理留存在预埋件基础、螺栓、螺帽表面的混凝土残渣，并进行防锈处理，如涂抹润滑油等，达到成品保护的目的，见图7。

图7 成品保护

4 结束语

基础预埋件作为游乐设备基础施工的关键工序，其安装质量关系游乐设备的安全运行。同时，作为隐蔽工程，在后期的维护、定检过程中，缺少相应的检验检测技术，因此需要在设计及施工环节进行质量控制。本文基于人、机、料、法、环5个方面的影响因素分别阐述了基础预埋件在设计和施工环节中需要注意的事项，并提出了有效措施。依据所介绍的建议和方法，能够有效提高基础预埋件的安装精度，这不仅可以保证其质量满足设计要求，为接下来钢结构的安装奠定基础，同时还在一定程度上确保了游乐设备安全、可靠的运行。