CN105588512B - 类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置与方法，所述装置包括：于水平放置的隧道管片的内侧壁与其上端面沿口设置的第一检测工装，设有第一靶标；于隧道管片的外侧壁与其上端面沿口设置的第二检测工装，设有第二靶标，与第一检测工装位于隧道管片的同一径向方向并与第一检测工装通过第一紧固件连接；于隧道管片的内侧壁与其下端面沿口设置的第三检测工装，设有第三靶标；于隧道管片的外侧壁与其下端面沿口设置的第四检测工装，与第三检测工装位于隧道管片的同一径向方向并与第三检测工装通过第二紧固件连接；设置于隧道管片中央的激光跟踪仪，具有用于测量第一靶标、第二靶标以及第三靶标的位置的探测头。

Description

类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置与方法
技术领域
本发明涉及盾构施工技术领域，尤其是指一种类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置与方法。
背景技术
目前隧道施工多采用盾构法，即采用预制钢筋混凝土管片作为衬砌结构。在大力提倡的精艺工程中，隧道管片的尺寸和几何误差有着严格的设计标准，需要控制的参数有：型面的尺寸，即内径、外径、弧长；形状位置公差，即内、外径的轮廓度、同轴度等。随着山洞、地铁、越江等隧道的大力发展，隧道的长度和隧道的直径都日益增加，制造和配合精度要求也日益苛刻，因此对隧道管片几何量测量的准确度要求更高，急需一种高效的类矩形隧道管片空间几何信息的精密测量系统，为用户提供更快捷、方便的测量技术支撑。
现有类矩形隧道管片的测量方法有摄影测量法、经纬仪测量系统、三坐标测量机和测量臂等，其主要不足表现为以下几个方面：
1)测量效率不高
经纬仪测量系统需要两台以上的经纬仪精确互瞄，测点较多时，测量效率低下。摄影测量法需要粘贴大量编码标志，并采用图像拼接方法实现整体测量。测量臂量程较小，需要多次移站或者安装导轨。
2)适用性低
类矩形隧道管片的测量系统多用于流水线在线测量，现场环境恶劣，而温度是影响三坐标测量机精度的最大因素。
3)数据处理复杂
由于分段测量需要控制的几何参数较多，后续数据处理要求复杂，一般的数据处理与空间几何量算法软件还不能满足要求。
发明内容
有鉴于上述问题，本发明提供了一种类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置，包括：
于水平放置的隧道管片的内侧壁与所述隧道管片的上端面沿口设置的第一检测工装，所述第一检测工装上设有与所述隧道管片的上端面位于同一水平面内的第一靶标；
于所述隧道管片的外侧壁与所述隧道管片的上端面沿口设置的第二检测工装，所述第二检测工装上设有与所述隧道管片的外侧壁位于同一竖直面内的第二靶标，所述第二检测工装与所述第一检测工装位于所述隧道管片的同一径向方向并与所述第一检测工装通过第一紧固件连接；
于所述隧道管片的内侧壁与所述隧道管片的下端面沿口设置的第三检测工装，所述第三检测工装上设有与所述隧道管片的下端面位于同一水平面内的第三靶标；
于所述隧道管片的外侧壁与所述隧道管片的下端面沿口设置的第四检测工装，所述第四检测工装与所述第三检测工装位于所述隧道管片的同一径向方向并与所述第三检测工装通过第二紧固件连接；
设置于所述隧道管片中央的激光跟踪仪，所述激光跟踪仪具有用于测量所述第一靶标、所述第二靶标以及所述第三靶标的位置的探测头。
本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置，通过调节第一紧固件与第二紧固件对第一检测工装、第二检测工装、第三检测工装以及第四检测工装进行调节，可以满足不同构件尺寸隧道管片的几何量的测量，可准确测量小分段角、大半径的构件几何形状和尺寸信息，解决了大半径，小曲率的管片形状的工件几何信息评定方法，降低了人工劳动强度，提高了检测效率，为保障隧道质量奠定基础。并充分利用激光跟踪仪优越的大尺寸测量能力和自主开发的数据处理软件，对于船舶、飞机等制造业分段制造的精度控制也具有参考价值。
本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置的进一步改进在于：
所述第一检测工装为L型结构，包括与所述隧道管片的上端面沿口设置的第一水平检测块以及与所述隧道管片的内侧壁沿口设置的第一竖直检测块，所述第一靶标设置于所述第一竖直检测块上靠近所述激光跟踪仪的侧壁上；
所述第二检测工装为T型结构，包括与所述隧道管片的上端面沿口设置的第二水平检测块以及与所述隧道管片的外侧壁沿口设置的第二竖直检测块，所述第二竖直检测块具有相对于所述第二水平检测块向上延伸的延伸段，所述第二靶标设置于所述延伸段上靠近所述激光跟踪仪的侧壁上。
本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置的进一步改进在于，所述第一水平检测块上开设有第一螺孔，所述第二水平检测块与所述第二竖直检测块上开设有相连通且与所述第一螺孔相对应的第二螺孔，所述第一紧固件为穿设于所述第二螺孔以及所述第一螺孔的螺栓。
本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置的进一步改进在于：
所述第三检测工装为L型结构，包括与所述隧道管片的下端面沿口设置的第三水平检测块以及与所述隧道管片的内侧壁沿口设置的第三竖直检测块，所述第三靶标设置于所述第三竖直检测块上靠近所述激光跟踪仪的侧壁上。
所述第四检测工装为L型结构，包括与所述隧道管片的下端面沿口设置的第四水平检测块以及与所述隧道管片的外侧壁沿口设置的第四竖直检测块。
本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置的进一步改进在于，所述第三水平检测块上开设有第三螺孔，所述第四水平检测块与所述第四竖直检测块上开设有相连通且与所述第三螺孔相对应的第四螺孔，所述第二紧固件为穿设于所述第四螺孔以及所述第三螺孔的螺栓。
本发明还提供了一种类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法，包括：
于水平放置的隧道管片的内侧壁设置与所述隧道管片的上端面沿口接触的第一检测工装，在所述第一检测工装上设置与所述隧道管片的上端面位于同一水平面内的第一靶标；
于所述隧道管片的外侧壁设置与所述隧道管片的上端面沿口接触的第二检测工装，将所述第二检测工装设置为与所述第一检测工装位于所述隧道管片的同一径向方向并与所述第一检测工装通过第一紧固件连接，在所述第二检测工装上设置与所述隧道管片的外侧壁位于同一竖直面内的第二靶标；
于所述隧道管片的内侧壁设置与所述隧道管片的下端面沿口接触的第三检测工装，在所述第三检测工装上设置与所述隧道管片的下端面位于同一水平面内的第三靶标；
于所述隧道管片的外侧壁设置与所述隧道管片的下端面沿口接触的第四检测工装，将所述第四检测工装设置为与所述第三检测工装位于所述隧道管片的同一径向方向并与所述第三检测工装通过第二紧固件连接；
于所述隧道管片的中央设置激光跟踪仪，所述激光跟踪仪具有用于测量所述第一靶标、所述第二靶标以及所述第三靶标的位置的探测头；
以所述激光跟踪仪为中心建立三维坐标系，通过所述探测头测量得到所述第一靶标、所述第二靶标以及所述第三靶标在所述三维坐标系中的坐标值，分别记作A(x1,y1,z1)、B(x2,y2,z2)以及C(x3,y3,z3)；
将所述隧道管片的内侧壁上与所述第一靶标位于同一径向方向的端点的坐标值记作D(x,y,z)，测量所述端点与所述第一靶标之间的距离并记作m，将A点、B点以及D点在水平面内的投影的连线与X轴的夹角记作θ；
利用如下公式以及计算得 到x,y,z的数值；
根据得到的A(x1,y1,z1)、B(x2,y2,z2)、C(x3,y3,z3)以及D(x,y,z)的坐标值，计算得到所述隧道管片的构件尺寸。
本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法，通过调节第一紧固件与第二紧固件对第一检测工装、第二检测工装、第三检测工装以及第四检测工装进行调节，可以满足不同构件尺寸隧道管片的几何量的测量，可准确测量小分段角、大半径的构件几何形状和尺寸信息，解决了大半径，小曲率的管片形状的工件几何信息评定方法，降低了人工劳动强度，提高了检测效率，为保障隧道质量奠定基础。并充分利用激光跟踪仪优越的大尺寸测量能力和自主开发的数据处理软件，对于船舶、飞机等制造业分段制造的精度控制也具有参考价值。
本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法的进一步改进在于，所述构件尺寸包括所述隧道管片的内径r，利用公式r＝x计算得到所述内径r。
本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法的进一步改进在于，所述构件尺寸包括所述隧道管片的外径R，利用公式R＝x2计算得到所述外径R。
本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法的进一步改进在于，所述构件尺寸包括所述隧道管片的高度L，利用公式L＝y1-y3计算得到所述高度L。
本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法的进一步改进在于，所述构件尺寸包括所述隧道管片的厚度w，利用公式w＝x2-x计算得到所述厚度w。
附图说明
图1是本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置的结构示意图。
图2是采用本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置进行构件尺寸测量的隧道管片的立体示意图。
图3是本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置与隧道管片的连接示意图。
图4是本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法中步骤S107中用到的示意图。
图5是本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法中步骤S109中用到的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
配合参看图1～图3所示，图1是本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置的结构示意图。图2是采用本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置进行构件尺寸测量的隧道管片的立体示意图。图3是本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置与隧道管片的连接示意图。本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置，包括：
于水平放置的隧道管片90的内侧壁910与隧道管片90的上端面沿口设置的第一检测工装10，第一检测工装10上设有与隧道管片90的上端面位于同一水平面内的第一靶标810。
于隧道管片90的外侧壁920与隧道管片90的上端面沿口设置的第二检测工装20，第二检测工装20上设有与隧道管片90的外侧壁920位于同一竖直面内的第二靶标820，第二检测工装20与第一检测工装10位于隧道管片90的同一径向方向并与第一检测工装10通过第一紧固件710连接。
于隧道管片90的内侧壁910与隧道管片90的下端面沿口设置的第三检测工装30，第三检测工装30上设有与隧道管片90的下端面位于同一水平面内的第三靶标830。
于隧道管片90的外侧壁920与隧道管片90的下端面沿口设置的第四检测工装40，第四检测工装40与第三检测工装30位于隧道管片90的同一径向方向并与第三检测工装30通过第二紧固件720连接。
设置于隧道管片90中央的激光跟踪仪50，激光跟踪仪50具有用于测量第一靶标810、第二靶标820以及第三靶标830的位置的探测头510，测量前，激光跟踪仪50需要调节水平基准。优选地，为保证探测头510不被隧道管片90遮挡而能顺利采集到第二靶标820的位置信息，探测头510的位置必须位于第二靶标820与第一检测工装10的上端面上与第一靶标810位于同一竖直方向的端点(在图1中所示为E点)的连线与隧道管片90的轴线的交点(在图1中所示为F点)的上方。
具体地，在本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置中：
第一检测工装10为L型结构，包括与隧道管片90的上端面沿口设置的第一水平检测块110以及与隧道管片90的内侧壁910沿口设置的第一竖直检测块120，第一靶标810设置于第一竖直检测块120上靠近激光跟踪仪50的侧壁上。
第二检测工装20为T型结构，包括与隧道管片90的上端面沿口设置的第二水平检测块210以及与隧道管片90的外侧壁沿口设置的第二竖直检测块220，第二竖直检测块220具有相对于第二水平检测块210向上延伸的延伸段221，第二靶标820设置于该延伸段221上靠近激光跟踪仪50的侧壁上。
第一水平检测块110上开设有第一螺孔，第二水平检测块210与第二竖直检测块220上开设有相连通且与第一水平检测块110的所述第一螺孔相对应的第二螺孔，第一紧固件710为穿设于所述第二螺孔以及所述第一螺孔的螺栓。通过调节第一紧固件710，可以调节第一检测工装10与第二检测工装20之间的距离，以适配不同尺寸的隧道管片的测量。
第三检测工装30为L型结构，包括与隧道管片90的下端面沿口设置的第三水平检测块310以及与隧道管片90的内侧壁沿口设置的第三竖直检测块320，第三靶标830设置于第三竖直检测块320上靠近激光跟踪仪50的侧壁上。
第四检测工装40为L型结构，包括与隧道管片90的下端面沿口设置的第四水平检测块410以及与隧道管片90的外侧壁沿口设置的第四竖直检测块420。
第三水平检测块310上开设有第三螺孔，第四水平检测块410与第四竖直检测块420上开设有相连通且与第三水平检测块310的所述第三螺孔相对应的第四螺孔，第二紧固件720为穿设于所述第四螺孔以及所述第三螺孔的螺栓。通过调节第二紧固件720，可以调节第三检测工装30与第四检测工装40之间的距离，以适配不同尺寸的隧道管片的测量。
本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置，通过调节第一紧固件与第二紧固件对第一检测工装、第二检测工装、第三检测工装以及第四检测工装进行调节，可以满足不同构件尺寸隧道管片的几何量的测量，可准确测量小分段角、大半径的构件几何形状和尺寸信息，解决了大半径，小曲率的管片形状的工件几何信息评定方法，降低了人工劳动强度，提高了检测效率，为保障隧道质量奠定基础。并充分利用激光跟踪仪优越的大尺寸测量能力和自主开发的数据处理软件，对于船舶、飞机等制造业分段制造的精度控制也具有参考价值。
以下介绍本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法，以配合本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置的使用，结合图1所示，所述方法包括：
步骤S101：于水平放置的隧道管片90的内侧壁910上设置与隧道管片90的上端面沿口接触的第一检测工装10，在第一检测工装10上设置与隧道管片90的上端面位于同一水平面内的第一靶标810。
步骤S102：于隧道管片90的外侧壁920上设置与隧道管片90的上端面沿口接触的第二检测工装20，将第二检测工装20设置为与第一检测工装10位于隧道管片90的同一径向方向并与第一检测工装90通过第一紧固件710连接，在第二检测工装20上设置与隧道管片90的外侧壁920位于同一竖直面内的第二靶标820。
步骤S103：于隧道管片90的内侧壁910上设置与隧道管片90的下端面沿口接触的第三检测工装30，在第三检测工装30上设置与隧道管片90的下端面位于同一水平面内的第三靶标830。
优选地，第一靶标810、第二靶标820以及第三靶标830均为球面反射标靶。
步骤S104：于隧道管片90的外侧壁920上设置与隧道管片90的下端面沿口接触的第四检测工装40，将第四检测工装40设置为与第三检测工装30位于隧道管片90的同一径向方向并与第三检测工装30通过第二紧固件720连接。
第一检测工装10、第二检测工装20、第三检测工装30以及第四检测工装40都安装完毕之后，需要对本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置系统参数标定，消除各部件安装精度对系统测量精度的影响，方可将原始数据转化为笛卡尔坐标，进行实际测量。
步骤S105：于隧道管片90的中央设置激光跟踪仪50，激光跟踪仪50具有用于测量第一靶标810、第二靶标820以及第三靶标830的位置的探测头510。
步骤S106：以激光跟踪仪50为中心建立三维坐标系，通过探测头510测量得到第一靶标810、第二靶标820以及第三靶标830在所述三维坐标系中的坐标值，分别记作A(x1,y1,z1)、B(x2,y2,z2)以及C(x3,y3,z3)。
步骤S107：结合图4所示，图4是本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法中步骤S107中用到的示意图。将隧道管片90的内侧壁910上与第一靶标810位于同一径向方向的端点(在图1中所示为D点)的坐标值记作D(x,y,z)，测量端点D与第一靶标810之间的距离并记作m，将A点、B点以及D点在水平面内的投影A’点、B’点以及D’点(A’点、B’点以及D’点)的连线与X轴的夹角记作θ。
步骤S108：利用如下公式以及 计算得到x,y,z的数值。
步骤S109：根据得到的A(x1,y1,z1)、B(x2,y2,z2)、C(x3,y3,z3)以及D(x,y,z)的坐标值，计算得到所述隧道管片的构件尺寸。优选地，测量并计算多组A(x1,y1,z1)、B(x2,y2,z2)、C(x3,y3,z3)以及D(x,y,z)的坐标值，通过提取的被测要素特征点(即A点、B点、C点以及D点)，用最小二乘法拟合出被测要素的特征，剔除由于人为原因而造成的粗大误差。拟合完成以后开始对类矩形隧道管片进行尺寸误差的评定，包括类矩形隧道管片的内径r、外径R、高度L以及厚度w，形位误差的评定，即同轴度、轮廓度等，对比理想CAD模型的参数，评定所测内容是否符合生产精度。
具体地，结合图5所示，图5是本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法中步骤S109中用到的示意图。所述构件尺寸包括所述隧道管片的内径r，利用公式r＝x计算得到所述内径r。所述构件尺寸包括所述隧道管片的外径R，利用公式R＝x2计算得到所述外径R。所述构件尺寸包括所述隧道管片的高度L，利用公式L＝y1-y3计算得到所述高度L。所述构件尺寸包括所述隧道管片的厚度w，利用公式w＝x2-x计算得到所述厚度w。
本发明类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法，通过调节第一紧固件与第二紧固件对第一检测工装、第二检测工装、第三检测工装以及第四检测工装进行调节，可以满足不同构件尺寸隧道管片的几何量的测量，可准确测量小分段角、大半径的构件几何形状和尺寸信息，解决了大半径，小曲率的管片形状的工件几何信息评定方法，降低了人工劳动强度，提高了检测效率，为保障隧道质量奠定基础。并充分利用激光跟踪仪优越的大尺寸测量能力和自主开发的数据处理软件，对于船舶、飞机等制造业分段制造的精度控制也具有参考价值。
本发明公开了一种类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置与方法的有益效果：
1、充分利用激光跟踪仪优越的大尺寸测量能力和自主开发的数据处理软件，解决了大半径，小曲率的管片形状的工件几何信息评定方法。降低了人工劳动强度，提高了检测效率。
2、可准确测量小分段角、大半径的构件几何形状和尺寸信息。实现了测量数据的后续数据处理算法，配合测量装置和测量方法，可以快速自动得到结果。
3、适用于类矩形性工件，利用已有的测量设备，不仅可以用在筒状工件的几何要素的测量，而且根据测量工件的不同，可在不同的位置设置多套检测工装，通过改变所述检测工装的造型，测量装置还可以用于其他大型非回转类工件的测量。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置，其特征在于，包括：
于水平放置的隧道管片的内侧壁与所述隧道管片的上端面沿口设置的第一检测工装，所述第一检测工装上设有与所述隧道管片的上端面位于同一水平面内的第一靶标；
于所述隧道管片的外侧壁与所述隧道管片的上端面沿口设置的第二检测工装，所述第二检测工装上设有与所述隧道管片的外侧壁位于同一竖直面内的第二靶标，所述第二检测工装与所述第一检测工装位于所述隧道管片的同一径向方向并与所述第一检测工装通过第一紧固件连接；
于所述隧道管片的内侧壁与所述隧道管片的下端面沿口设置的第三检测工装，所述第三检测工装上设有与所述隧道管片的下端面位于同一水平面内的第三靶标；
于所述隧道管片的外侧壁与所述隧道管片的下端面沿口设置的第四检测工装，所述第四检测工装与所述第三检测工装位于所述隧道管片的同一径向方向并与所述第三检测工装通过第二紧固件连接；
设置于所述隧道管片一侧的轴线的激光跟踪仪，所述激光跟踪仪具有用于测量所述第一靶标、所述第二靶标以及所述第三靶标的位置的探测头。
2.如权利要求1所述的类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置，其特征在于：
所述第一检测工装为L型结构，包括与所述隧道管片的上端面沿口设置的第一水平检测块以及与所述隧道管片的内侧壁沿口设置的第一竖直检测块，所述第一靶标设置于所述第一竖直检测块上靠近所述激光跟踪仪的侧壁上；
所述第二检测工装为T型结构，包括与所述隧道管片的上端面沿口设置的第二水平检测块以及与所述隧道管片的外侧壁沿口设置的第二竖直检测块，所述第二竖直检测块具有相对于所述第二水平检测块向上延伸的延伸段，所述第二靶标设置于所述延伸段上靠近所述激光跟踪仪的侧壁上。
3.如权利要求2所述的类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置，其特征在于，所述第一水平检测块上开设有第一螺孔，所述第二水平检测块与所述第二竖直检测块上开设有相连通且与所述第一螺孔相对应的第二螺孔，所述第一紧固件为穿设于所述第二螺孔以及所述第一螺孔的螺栓。
4.如权利要求1所述的类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置，其特征在于：
所述第三检测工装为L型结构，包括与所述隧道管片的下端面沿口设置的第三水平检测块以及与所述隧道管片的内侧壁沿口设置的第三竖直检测块，所述第三靶标设置于所述第三竖直检测块上靠近所述激光跟踪仪的侧壁上；
所述第四检测工装为L型结构，包括与所述隧道管片的下端面沿口设置的第四水平检测块以及与所述隧道管片的外侧壁沿口设置的第四竖直检测块。
5.如权利要求4所述的类矩形隧道管片构件尺寸的测量装置，其特征在于，所述第三水平检测块上开设有第三螺孔，所述第四水平检测块与所述第四竖直检测块上开设有相连通且与所述第三螺孔相对应的第四螺孔，所述第二紧固件为穿设于所述第四螺孔以及所述第三螺孔的螺栓。
6.一种类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法，其特征在于，包括：
于水平放置的隧道管片的内侧壁设置与所述隧道管片的上端面沿口接触的第一检测工装，在所述第一检测工装上设置与所述隧道管片的上端面位于同一水平面内的第一靶标；
于所述隧道管片的外侧壁设置与所述隧道管片的上端面沿口接触的第二检测工装，将所述第二检测工装设置为与所述第一检测工装位于所述隧道管片的同一径向方向并与所述第一检测工装通过第一紧固件连接，在所述第二检测工装上设置与所述隧道管片的外侧壁位于同一竖直面内的第二靶标；
于所述隧道管片的内侧壁设置与所述隧道管片的下端面沿口接触的第三检测工装，在所述第三检测工装上设置与所述隧道管片的下端面位于同一水平面内的第三靶标；
于所述隧道管片的外侧壁设置与所述隧道管片的下端面沿口接触的第四检测工装，将所述第四检测工装设置为与所述第三检测工装位于所述隧道管片的同一径向方向并与所述第三检测工装通过第二紧固件连接；
于所述隧道管片一侧的轴线设置激光跟踪仪，所述激光跟踪仪具有用于测量所述第一靶标、所述第二靶标以及所述第三靶标的位置的探测头；
以所述激光跟踪仪为中心建立三维坐标系，通过所述探测头测量得到所述第一靶标、所述第二靶标以及所述第三靶标在所述三维坐标系中的坐标值，分别记作A(x1,y1,z1)、B(x2,y2,z2)以及C(x3,y3,z3)；
将所述隧道管片的内侧壁上与所述第一靶标位于同一径向方向的端点的坐标值记作D(x,y,z)，测量所述端点与所述第一靶标之间的距离并记作m，将A点、B点以及D点在水平面内的投影的连线与X轴的夹角记作θ；
利用如下公式以及z＝z1，计算得到x,y,z的数值；
根据得到的A(x1,y1,z1)、B(x2,y2,z2)、C(x3,y3,z3)以及D(x,y,z)的坐标值，计算得到所述隧道管片的构件尺寸。
7.如权利要求6所述的类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法，其特征在于，所述构件尺寸包括所述隧道管片的内径r，利用公式计算得到所述内径r。
8.如权利要求6所述的类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法，其特征在于，所述构件尺寸包括所述隧道管片的外径R，利用公式计算得到所述外径R。
9.如权利要求6所述的类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法，其特征在于，所述构件尺寸包括所述隧道管片的高度L，利用公式L＝y1-y3计算得到所述高度L。
10.如权利要求6所述的类矩形隧道管片构件尺寸的测量方法，其特征在于，所述构件尺寸包括所述隧道管片的厚度w，利用公式w＝x2-x计算得到所述厚度w。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107489430B (zh) * 2017-09-22 2019-11-22 中国铁建重工集团股份有限公司 一种管片自动识别定位装置及方法
CN108106572A (zh) * 2017-12-11 2018-06-01 上海电气电站设备有限公司 汽轮机汽缸中分面平面度的检测方法
CN112082522A (zh) * 2020-09-01 2020-12-15 广船国际有限公司 一种沉管隧道钢壳外形尺寸测量方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102435156A (zh) * 2011-09-21 2012-05-02 上海大学 一种大型筒柱状工件尺寸和几何误差测量方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2244414T3 (es) * 1999-04-19 2005-12-16 Leica Geosystems Ag Determinacion de posicion indirecta por medio de un dispositivo seguidor.
CN101387494B (zh) * 2008-10-06 2010-08-25 天津大学 大型隧道管片构件几何量测量装置和方法
JP2012237661A (ja) * 2011-05-12 2012-12-06 Ntn Corp 測定補助器具およびそれを用いた直径測定方法
CN203687895U (zh) * 2013-12-20 2014-07-02 华南理工大学 一种单侧膨胀定心的垂直度激光检测系统
CN104406523A (zh) * 2014-09-29 2015-03-11 樊晓莉 一种盾构隧道的管片移位检测方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102435156A (zh) * 2011-09-21 2012-05-02 上海大学 一种大型筒柱状工件尺寸和几何误差测量方法

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