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天文观测台望远镜地基加固用路基箱技术方案概述

一、 核心需求与挑战

天文观测台，特别是大型光学/红外望远镜的安装场地，对地基的稳定性、平整度及抗变形能力有着极为苛刻的要求。主要挑战包括：

1. 极致稳定性：望远镜在跟踪天体时需进行极其平滑、缓慢的移动，任何微小的地基变形或振动都会导致成像质量下降，造成星像拖尾或抖动。

2. 均匀承重：望远镜及其圆顶结构重量巨大，可能达数百甚至上千吨。必须确保荷载均匀分布，避免不均匀沉降。

3. 动态刚度：需抵抗风荷载、设备运转产生的微小振动，以及地脉动等环境干扰。

4. 长期耐久性：观测台通常建于偏远、环境条件恶劣（如高海拔、大风、温差大）的地区，要求加固材料具备长寿命和耐候性。

传统的混凝土浇筑虽然常用，但在某些需要快速部署、临时加固或作为永久性基础补充层的场景下，重型钢结构路基箱成为一种非常高效且可靠的解决方案。

二、 路基箱作为加固方案的优势

路基箱本质上是大型、超厚的钢板构件，通常带有增强刚度的筋板结构。将其应用于望远镜地基加固，具备以下技术特点：

• 极高的荷载强度：采用高强度钢材制造，单块路基箱可分散承受数百吨的压力，有效防止局部压强过大导致的地基土体破坏。

• 优异的刚度与抗弯性能：内部的立体筋板结构使其能够像“空心梁”一样工作，在巨大荷载下弯曲变形极小，为望远镜提供坚如磐石的支撑平面。

• 快速部署与灵活性：相比漫长的混凝土养护周期，路基箱可以快速吊装、铺设在平整压实的基层上，立即形成作业平台。对于分期建设或未来可能调整的场地，此方案具备可拆卸、可重复利用的优势。

• 平整度保障：路基箱本身具有很高的制造平整度，并通过专业的铺设工艺，可以形成一个大面积、高精度的基准平面，作为望远镜基座的安装面。

• 环境适应性：钢材性能稳定，耐高低温性能好，表面可进行防腐处理（如热浸镀锌、重防腐涂料），以适应恶劣的气候环境。

三、 典型应用场景

1. 临时施工平台与通道：在观测台建设初期，用于重型设备（如吊车、混凝土泵车）的进场和作业，保护原始地基不被压坏，确保施工安全。

2. 永久性基础的补充层：在浇筑永久混凝土基础之前，先铺设一层路基箱，可以极佳地分散荷载，作为应力扩散层，与混凝土基础共同构成复合地基系统。

3. 设备安装与调试平台：为望远镜主体、圆顶轨道等关键设备提供一个稳定、水平的临时安装基座，便于精确对中和调试。

4. 维护与升级时的临时支撑：在未来进行设备维护或升级时，可在需要区域临时铺设路基箱，为千斤顶、液压平台等工具提供稳固的着力点。

四、 关键技术与实施要点

为确保路基箱方案达到天文观测级别的标准，需重点关注以下环节：

• 精细化地质勘察：首先必须对场地地基土进行详细勘察，确定其承载力、压缩模量等参数，必要时需对原地基进行换填、碾压或桩基加固。

• 科学的基层处理：路基箱下方必须铺设一层级配良好、压实度超过95%的砂砾石垫层。该垫层起到找平、排水和二次应力扩散的作用。

• 高精度铺设与调平：使用精密测量仪器（如水准仪、全站仪）指导路基箱的铺设。箱体之间采用高强度连接件紧固，形成一个整体。最终表面的平整度需达到毫米级精度。

• 防腐蚀处理：根据台址环境（湿度、盐分、酸雨等）选择长效防腐方案。热浸镀锌是常用且效果优异的方法，可提供数十年的有效保护。

• 与主体结构的集成设计：路基箱系统需与上部的混凝土基础或望远镜基座进行一体化设计，确保荷载的有效传递和系统的整体性。

五、 结论

综上所述，在严格的设计、选材和施工规范下，采用重型钢结构路基箱对天文观测台望远镜安装场地进行加固，是一种技术上成熟可靠、经济上合理、实施上高效灵活的解决方案。它能有效应对望远镜对地基稳定性、平整度和动态刚度的极端要求，为获取高质量的天文观测数据奠定坚实的地基基础。该方案的成功实施，依赖于地质工程、结构工程和精密测量等多专业的协同合作。