CN108677746A - 用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法及系统，本发明通过发送测量指令，根据全站仪传来的实测数据，解算梁体姿态偏差，将位移传感器数据与传感器处解算的理论位移值进行对比，用二者偏差的阈值作为动态控制置于下转盘承台前后左右四个方向千斤顶顶推或收缸动作的初次控制指标，当该传感器实测数据与理论解算位移值偏差满足阈值要求时，控制器向全站仪发送复测指令，全站仪传回复测数据，程序再次计算两处控制点的复测坐标与设计坐标之偏差，若满足要求则停止精调，若不满足则重新解算梁体姿态偏差，启动顶推千斤顶再次对姿态进行调整直至满足要求。本发明具有响应速度快、执行效率高、自动化程度高、便于施工的优点。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程的平转法转体连续梁施工技术，具体涉及一种用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法及系统。
背景技术
在平转法转体连续梁完成转体后，还需对梁体姿态进行精确调整，以确保梁体线型和合龙。目前，用于对梁体姿态进行精确调整的工序均采用人工操作完成，存在精度控制差、响应速度慢、工作效率低等不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种响应速度快、执行效率高、自动化程度高、便于施工的用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法及系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法，实施步骤包括：
1)确定用于作为姿态测定坐标系原点的球铰球心坐标O(x0，y0，z0)，所述姿态测定坐标系的原点为球铰球心，以纵、横桥向为轴线旋转；输入A、B、C、D四个姿态控制点在测量坐标系下的设计坐标A(xa0，za0)、B(xb0，zb0)、C(yc0，zc0)、D(yd0，zd0)，其中A为位于上转盘承台以及梁体纵轴线上的纵向姿态控制点，B为位于梁面以及梁体纵轴线的梁面纵向姿态控制点，C为位于梁面以及梁体横轴线的梁面横向姿态控制点，D为位于上转盘承台以及梁体横轴线上的横向姿态控制点；将A、B、C、D四个姿态控制点在测量坐标系下的设计坐标转换为姿态测定坐标系下的设计坐标A(x’a0，z’a0)、B(x’b0，z’b0)、C(y’c0，z’c0)、D(y’d0，z’d0)；
2)依次向位于B、C两个姿态控制点处的具备棱镜追踪功能的全站仪发出测量指令，将全站仪返回在测量坐标系下的实测坐标B(xb1，zb1)、C(yc1，zc1)转换为姿态测定坐标系下的实测坐标B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)；
3)根据姿态控制点B处姿态调整坐标系下的设计坐标B(x’b0，z’b0)、实测坐标B(x’b1，z’b1)计算B点高程偏差ΔhB，根据姿态控制点C处的姿态调整坐标系下的设计坐标C(y’c0，z’c0)、实测坐标C(y’c1，z’c1)计算C点高程偏差ΔhC；如果B点高程偏差ΔhB、C点高程偏差ΔhC两者中任意一者大于预设的复测误差阈值k2成立，则跳转执行步骤4)；否则如果B点高程偏差ΔhB、C点高程偏差ΔhC两者均小于或等于预设的复测误差阈值k2，则判定姿态满足要求，将顶升上转盘承台的千斤顶保持压力，调整结束并退出；
4)根据姿态控制点B、C处的姿态调整坐标系下的实测坐标值B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)计算纵向调整行程Δya、横向调整行程Δyd；
5)根据A点调整行程Δya控制顶升上转盘承台的千斤顶调整转体连续梁的纵向姿态、根据D点调整行程Δyd控制顶升上转盘承台的千斤顶调整转体连续梁的横向姿态；顶升过程中利用通过位移传感器检测转体连续梁的横向位移变化值ΔL14、纵向位移变化值ΔL15；
6)将横向位移变化值ΔL14除以横向调整行程Δyd得到横向比例偏差系数k14，将纵向位移变化值ΔL15除以纵向调整行程Δya得到纵向比例偏差系数k15；判断横向比例偏差系数k14、纵向比例偏差系数k15两者均在(k1,1]范围内是否成立，其中k1为预设的初次调整偏差比例系数，如果成立则跳转执行步骤2)；否则，将千斤顶保持压力，如果横向比例偏差系数k14大于1则控制调节转体连续梁的横向位移的一组千斤顶反向施力，如果纵向比例偏差系数k15大于1则控制调节转体连续梁的纵向位移的一组千斤顶反向施力，跳转执行步骤5)。
优选地，步骤1)中确定用于作为姿态测定坐标系原点的球铰球心坐标O(x0，y0，z0)的步骤包括：通过测量上球铰内侧球面上任意不共线的三点坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)，并根据式(1)求出球铰球心坐标O(x0,y0,z0)；
式(1)中，(x0,y0,z0)为转体连续梁的上球铰球心坐标O(x0，y0，z0)，(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)分别为上球铰内侧球面上任意不共线的三点坐标。
优选地，步骤1)中将A、B、C、D四个姿态控制点在测量坐标系下的设计坐标转换为姿态测定坐标系下的设计坐标A(x’a0，z’a0)、B(x’b0，z’b0)、C(y’c0，z’c0)、D(y’d0，z’d0)、以及步骤2)中将全站仪返回在测量坐标系下的实测坐标B(xb1，zb1)、C(yc1，zc1)转换为姿态测定坐标系下的实测坐标B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)时，所使用的坐标转换函数表达式如式(2)所示；
式(2)中，(x0,y0,z0)为转体连续梁的上球铰球心坐标O(x0，y0，z0)，(x,y,z)为转换前的坐标，(x′,y′,z′)为转换后得到的姿态调整坐标系下的设计坐标值，α表示梁纵轴线自左向右方向与测量坐标系x轴正向夹角。
优选地，步骤3)中计算B点高程偏差Δhb的函数表达式如式(3)所示，计算C点高程偏差Δhc的函数表达式如式(4)所示；
ΔhB＝|y'bi-y'b0| (3)
式(3)中,y'bi为B点处的姿态调整坐标系下的实测坐标值的y轴坐标值，y'b0为B点处的姿态调整坐标系下的设计坐标值的y轴坐标值；
ΔhC＝|y'ci-y'c0| (4)
式(4)中,y'ci为C点处的姿态调整坐标系下的实测坐标值的y轴坐标值，y'c0为C点处的姿态调整坐标系下的设计坐标值的y轴坐标值。
优选地，步骤4)中根据姿态控制点B、C处的姿态调整坐标系下的实测坐标值B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)计算纵向调整行程Δya、横向调整行程Δyd的函数表达式分别如式(5)和式(6)所示；
式(5)中，(x’a0，z’a0)为姿态控制点A在姿态测定坐标系下设计坐标，(x’b1，z’b1)为姿态控制点B在姿态测定坐标系下的实测坐标，(x’b0，z’b0)为姿态控制点B在姿态测定坐标系下的设计坐标；
式(6)中，(y’d0，z’d0)为姿态控制点D在姿态测定坐标系下设计坐标，(y’c1，z’c1)为姿态控制点C在姿态测定坐标系下的实测坐标，(y’c0，z’c0)为姿态控制点C在姿态测定坐标系下的设计坐标。
本发明还提供一种用于平转法施工的转体连续梁自动精调系统，包括计算机系统，该计算机系统被编程以执行本发明前述用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法的步骤。
和现有技术相比，本发明具有下述有益效果：本发明用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法通过向全站仪发送测量指令，全站仪搜索两处控制点棱镜进行测量并返回测量数据，根据全站仪传来的实测数据，解算梁体姿态偏差，将位移传感器数据与传感器处解算的理论位移值进行对比，用二者偏差的阈值作为动态控制置于下转盘承台前后左右四个方向千斤顶顶推或收缸动作的初次控制指标，当该传感器实测数据与理论解算位移值偏差满足阈值要求时，控制器向全站仪发送复测指令，全站仪传回复测数据，程序再次计算两处控制点的复测坐标与设计坐标之偏差，若满足要求则停止精调，若不满足则重新解算梁体姿态偏差，启动顶推千斤顶再次对姿态进行调整，直至满足要求，和现有技术相比，本发明具有响应速度快，执行效率高，自动化程度高，便于施工的优点。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。
图2为本发明实施例中确定球铰球心坐标的原理示意图。
图3为本发明实施例中转体连续梁上侧装置的安装示意图。
图4为本发明实施例中上转盘承台下侧装置的安装示意图。
图5为本发明实施例中千斤顶的平面布局示意图。
图6为本发明实施例中上转盘承台底部纵、横向姿态控制点布置图。
图7为本发明实施例中梁面纵、横向姿态控制点布置横向示意图。
图8为本发明实施例中梁面纵、横向姿态控制点布置纵向示意图。
图9为本发明实施例中测量坐标系与姿态测定坐标系的转换原理示意图。
图10为本发明实施例中测量坐标系与姿态测定坐标系的转换原理横向示意图。
图11为本发明实施例中测量坐标系与姿态测定坐标系的转换原理纵向示意图。
图12为本发明实施例中程序的执行过程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法的实施步骤包括：
1)确定用于作为姿态测定坐标系原点的球铰球心坐标O(x0，y0，z0)，所述姿态测定坐标系的原点为球铰球心，以纵、横桥向为轴线旋转；输入A、B、C、D四个姿态控制点在测量坐标系下的设计坐标A(xa0，za0)、B(xb0，zb0)、C(yc0，zc0)、D(yd0，zd0)，其中A为位于上转盘承台以及梁体纵轴线上的纵向姿态控制点，B为位于梁面以及梁体纵轴线的梁面纵向姿态控制点，C为位于梁面以及梁体横轴线的梁面横向姿态控制点，D为位于上转盘承台以及梁体横轴线上的横向姿态控制点；将A、B、C、D四个姿态控制点在测量坐标系下的设计坐标转换为姿态测定坐标系下的设计坐标A(x’a0，z’a0)、B(x’b0，z’b0)、C(y’c0，z’c0)、D(y’d0，z’d0)；
2)依次向位于B、C两个姿态控制点处的具备棱镜追踪功能的全站仪发出测量指令，将全站仪返回在测量坐标系下的实测坐标B(xb1，zb1)、C(yc1，zc1)转换为姿态测定坐标系下的实测坐标B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)；
3)根据姿态控制点B处姿态调整坐标系下的设计坐标B(x’b0，z’b0)、实测坐标B(x’b1，z’b1)计算B点高程偏差ΔhB，根据姿态控制点C处的姿态调整坐标系下的设计坐标C(y’c0，z’c0)、实测坐标C(y’c1，z’c1)计算C点高程偏差ΔhC；如果B点高程偏差ΔhB、C点高程偏差ΔhC两者中任意一者大于预设的复测误差阈值k2成立，则跳转执行步骤4)；否则如果B点高程偏差ΔhB、C点高程偏差ΔhC两者均小于或等于预设的复测误差阈值k2，则判定姿态满足要求，将顶升上转盘承台的千斤顶保持压力，调整结束并退出；
4)根据姿态控制点B、C处的姿态调整坐标系下的实测坐标值B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)计算纵向调整行程Δya、横向调整行程Δyd；
5)根据A点调整行程Δya控制顶升上转盘承台的千斤顶调整转体连续梁的纵向姿态、根据D点调整行程Δyd控制顶升上转盘承台的千斤顶调整转体连续梁的横向姿态；顶升过程中利用通过位移传感器检测转体连续梁的横向位移变化值ΔL14、纵向位移变化值ΔL15；
6)将横向位移变化值ΔL14除以横向调整行程Δyd得到横向比例偏差系数k14，将纵向位移变化值ΔL15除以纵向调整行程Δya得到纵向比例偏差系数k15；判断横向比例偏差系数k14、纵向比例偏差系数k15两者均在(k1,1]范围内是否成立，其中k1为预设的初次调整偏差比例系数，如果成立则跳转执行步骤2)；否则，将千斤顶保持压力，如果横向比例偏差系数k14大于1则控制调节转体连续梁的横向位移的一组千斤顶反向施力，如果纵向比例偏差系数k15大于1则控制调节转体连续梁的纵向位移的一组千斤顶反向施力，跳转执行步骤5)。
本实施例中，步骤1)中确定用于作为姿态测定坐标系原点的球铰球心坐标O(x0，y0，z0)的步骤包括：如图2所示，通过测量上球铰内侧球面上任意不共线的三点坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)，并根据式(1)求出球铰球心坐标O(x0,y0,z0)；
式(1)中，(x0,y0,z0)为转体连续梁的上球铰球心坐标O(x0，y0，z0)，(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)分别为上球铰内侧球面上任意不共线的三点坐标。
本实施例中，步骤1)中将A、B、C、D四个姿态控制点在测量坐标系下的设计坐标转换为姿态测定坐标系下的设计坐标A(x’a0，z’a0)、B(x’b0，z’b0)、C(y’c0，z’c0)、D(y’d0，z’d0)、以及步骤2)中将全站仪返回在测量坐标系下的实测坐标B(xb1，zb1)、C(yc1，zc1)转换为姿态测定坐标系下的实测坐标B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)时，所使用的坐标转换函数表达式如式(2)所示；
式(2)中，(x0,y0,z0)为转体连续梁的上球铰球心坐标O(x0，y0，z0)，(x,y,z)为转换前的坐标，(x′,y′,z′)为转换后得到的姿态调整坐标系下的设计坐标值，α表示梁纵轴线自左向右方向与测量坐标系x轴正向夹角。
本实施例中，步骤3)中计算B点高程偏差Δhb的函数表达式如式(3)所示，计算C点高程偏差Δhc的函数表达式如式(4)所示；
ΔhB＝|y'bi-y'b0| (3)
式(3)中,y'bi为B点处的姿态调整坐标系下的实测坐标值的y轴坐标值，y'b0为B点处的姿态调整坐标系下的设计坐标值的y轴坐标值；
ΔhC＝|y'ci-y'c0| (4)
式(4)中,y'ci为C点处的姿态调整坐标系下的实测坐标值的y轴坐标值，y'c0为C点处的姿态调整坐标系下的设计坐标值的y轴坐标值。
本实施例中，步骤4)中根据姿态控制点B、C处的姿态调整坐标系下的实测坐标值B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)计算纵向调整行程Δya、横向调整行程Δyd的函数表达式分别如式(5)和式(6)所示；
式(5)中，(x’a0，z’a0)为姿态控制点A在姿态测定坐标系下设计坐标，(x’b1，z’b1)为姿态控制点B在姿态测定坐标系下的实测坐标，(x’b0，z’b0)为姿态控制点B在姿态测定坐标系下的设计坐标；
式(6)中，(y’d0，z’d0)为姿态控制点D在姿态测定坐标系下设计坐标，(y’c1，z’c1)为姿态控制点C在姿态测定坐标系下的实测坐标，(y’c0，z’c0)为姿态控制点C在姿态测定坐标系下的设计坐标。
本实施例中平转法施工系统包括测量系统、数据通讯系统、控制系统以及顶升系统。参见图3和图4，标号为1的转体连续梁支承在标号为2的墩身上，墩身下侧通过标号为3的上转盘承台支承在底座上，上转盘承台的下侧设有球铰。测量系统由全站仪12、棱镜13、位移传感器14-15组成。全站仪12具备自动搜索棱镜功能，主要实现自动化离散采集数据的功能，可在一定范围内搜索棱镜并按系统指令自动测量棱镜所处点位空间坐标。棱镜13需在B、C点各布置1处。全站仪12包括全站仪机身和全站仪三脚架，全站仪机身上设有全站仪无线通讯模块和激光发射模块，激光发射模块可以向棱镜13发射激光，棱镜13包括棱镜支架和设于棱镜支架上的棱镜头，棱镜头可以收到全站仪12的激光发射模块发射的激光。位移传感器14-15主要在精调过程中自动化连续采集梁体位移数据。数据通讯系统由控制器无线通讯模块10、全站仪12的无线通讯模块构成，可实现无线双向数据通讯，实现测量数据和控制指令的实时流通。控制系统的主要组成构件为控制器4，主要实现数据计算分析、控制指令下达等过程。如图5所示，顶升系统主要由液压泵站5、上转盘承台右侧顶升千斤顶6、上转盘承台左侧顶升千斤顶7、上转盘承台前侧顶升千斤顶8、上转盘承台后侧顶升千斤顶9组成。
本实施例中油路采用成对反向控制方式进行连接。参见图5，上转盘承台右侧顶升千斤顶6、上转盘承台左侧顶升千斤顶7连接于一对反向顶升油路：上转盘承台右侧顶升千斤顶6的顶升油阀与上转盘承台左侧顶升千斤顶7回落油阀连接，通过T接连接于电子换向阀52的C阀口；上转盘承台右侧顶升千斤顶6的回落油阀与上转盘承台左侧顶升千斤顶7顶升油阀连接，通过T接连接于电子换向阀52的D阀口。上转盘承台前侧顶升千斤顶8、上转盘承台后侧顶升千斤9顶连接于一对反向顶升油路：上转盘承台前侧顶升千斤顶8的顶升油阀与上转盘承台后侧顶升千斤顶9回落油阀连接，通过T接连接于电子换向阀52的A阀口；上转盘承台前侧顶升千斤顶8的回落油阀与上转盘承台后侧顶升千斤顶9顶升油阀连接，通过T接连接于电子换向阀52的B阀口。电子换向阀52连接于控制器4，通过程序控制ABCD四个阀口启闭状态以控制各个千斤顶升降、持压状态。电子油压计51用以监测泵站工作过程中千斤顶压力状态。电子伺服阀53用以精调过程结束后，控制各千斤顶平稳卸压。
在转体连续梁的上球铰安装完成后，其首先通过测量上球铰内侧球面上任意不共线三点坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)，在球面半径R已知的情况下，该三点可以唯一确定球面(如图2所示)，并求出球心坐标O(x0,y0,z0)。
上转盘承台底面作为精调时千斤顶的支撑面，同时作为间接监测梁体姿态变化的观测点。上转盘承台施工时，应控制好承台底面标高，在梁体纵轴线及梁体横轴线上分别布设两处姿态控制点A、D，如图6所示，控制点位置及标高应按转体前上转盘承台底部设计位置进行放样，以确保转体后其设计坐标为已知，姿态控制点A、D的顶面齐平上转盘承台底部。此外，本实施例中需要在转体连续梁的梁面需布置两处姿态控制点B和C，作为直接监测梁体姿态的观测点。如图7和图8所示，在梁体施工时，在梁体纵轴线及梁体横轴线上分别布设两处姿态控制点B和C，控制点B和C位置及标高按转体前前设计位置及标高放样埋设，以确保转体后其设计坐标为已知。该两处点位应按转体点位略高于梁面，便于后期架设棱镜。
梁体进行姿态精调时，唯独球铰球心位置不会变化，整体结构只能绕球铰球心转动。以球铰球心为原点建立姿态测定坐标系。转体结构在进行姿态精调时，A、B、C、D四个姿态控制点相对位置保持固定，姿态调整前后各控制点位变化可视为以球心原点为中心的坐标系旋转变换，而A、B、C、D四个姿态控制点旋转后设计坐标已知，故可通过其中2个实测坐标值，利用坐标变换解算另外2个坐标变换后的坐标实测值，该两点的设计坐标进行比对，求出该两点的调整值。如图9所示，由于姿态测定坐标系的原点为球铰球心，并且以纵、横桥向为轴线旋转，故在实际测量坐标基础上需把坐标中心平移至球铰球心，同时把坐标系方向绕z坐标轴旋转至于梁轴线一致，设梁纵轴线自左向右方向与测量坐标系x轴正向夹角为α。因此对于任意点实测坐标(x，y，z)将其转换至以球铰球心且与梁轴线方向一致的姿态测定坐标系后的坐标如式(2)所示。
如图10和图11所示，设A、B、C、D四个姿态控制点在测量坐标系下的设计坐标为A(xa0，za0)、B(xb0，zb0)、C(yc0，zc0)、D(yd0，zd0)；球心坐标为O(x0，y0，z0)；仪器第i次对梁面姿态控制控制点B、C测量的坐标为B(xbi，zbi)、C(yci，zci)。利用式(2)进行坐标转换，则A、B、C、D四点的设计坐标由测量坐标系转换至姿态控制坐标系后为：
式(7)～(10)为式(2)针对A、B、C、D四个姿态控制点在测量坐标系下的设计坐标为A(xa0，za0)、B(xb0，zb0)、C(yc0，zc0)、D(yd0，zd0)进行坐标变换的坐标代入具体实例。
姿态控制点B、C的实测坐标由测量坐标系转换至姿态控制坐标系后为：
式(11)～(12)为式(2)针对仪器第i次对梁面姿态控制控制点B、C测量的坐标为B(xbi，zbi)、C(yci，zci)进行坐标变换的坐标代入具体实例。
A、D四个姿态控制点应进行调整的竖向位移值为：
式(13)为式(5)针对仪器第i次对梁面姿态控制控制点B测量的坐标为B(xbi，zbi)、C(yci，zci)进行坐标变换的坐标代入具体实例；式(14)为式(6)针对仪器第i次对梁面姿态控制控制点C测量的坐标为B(xbi，zbi)、C(yci，zci)进行坐标变换的坐标代入具体实例。Δya、Δyd值即为控制顶升位移的目标值，可由上转盘承台前侧位移传感器14、上转盘承台右侧位移传感器15监视来获得在顶升过程中实际顶升位移与理论顶升位移的差别。
由于全站仪测量的不连续性，无法在整个精调过程中对梁体姿态实现动态测量，故本发明分两阶段完成姿态精调过程：位移传感器监视控制初次调整、全站仪复测控制最终调整。如图12所示，执行本实施例前述用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法的步骤的具体程序的步骤包括：
S1：程序参数初始化：
输入前期施工获得的球铰球心坐标O(x0，y0，z0)；输入A、B、C、D四个姿态控制点的转体完成后设计坐标A(xa0，za0)、B(xb0，zb0)、C(yc0，zc0)、D(yd0，zd0)；程序初始化时根据测量坐标系参数将A、B、C、D四个姿态控制点的转体完成后设计坐标的坐标系转换为姿态调整坐标系下坐标值A(x’a0，z’a0)、B(x’b0，z’b0)、C(y’c0，z’c0)、D(y’d0，z’d0)；设定初调误差比例系数k1及复测误差阈值k2。
S2：全站仪测量：
姿态精调系统启动后，控制器通4过其无线通讯模块10向全站仪12发送首次测量指令。全站仪12通过其无线通讯模块123接收指令，执行测量动作。全站仪具备自动搜索棱镜13功能，先后自动对设站于梁面的姿态纵、横向控制点B、C点坐标B(xb1，zb1)、C(yc1，zc1)进行测量，并通过其无线通讯模块123将数据传回控制器4。程序根据测量坐标系参数将B、C点实测坐标转换为为姿态调整坐标系下坐标值B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)
S3：高程偏差分析：
计算姿态控制点B、C点测量值的高程偏差Δhb、Δhc。若偏差值小于复测误差阈值k2，则该姿态位置满足要求，系统停止调整；若偏差值大于复测误差阈值k2，则程序跳转至S4。
S4：梁体姿态解算：
根据S2过程计算的姿态控制点B、C点在姿态控制坐标系下的实测坐标B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)计算调整行程Δya、Δyd值，调整行程值为正时，调整方向为向上抬升；调整行程值为负时，调整方向为向下降低。
S5：千斤顶调整姿态：
根据Δya、Δyd值的正负组合情况，程序自动分配电子换向阀52中ABCD四个阀口的启闭组合：
以上阀口状态数值表示：1表示该阀口向外泵油；0表示该阀口向内回油。
液压泵站5启动，千斤顶开始顶升。
S6：初调姿态误差控制分析：顶升过程中利用位移传感器14、15动态监视上转盘承台底部位移变化值ΔL14、ΔL15，以解算的理论位移值Δya、Δyd作为控制目标，采用比例控制方法，根据初次调整偏差比例系数k1，动态计算精调过程中比例偏差系数：k14＝|ΔL14/Δyd|、k15＝|ΔL15/Δya|，以k1<k14<＝1且k1<k15<＝1作为判定初次调整是否完成的条件。
若千斤顶顶升至梁体姿态满足k1<k14<＝1且k1<k15<＝1的条件时，电子换向阀52相应阀口会锁止持压，程序跳转至S2过程，同时对测量计次变量i进行自加i＝i+1。若千斤顶顶升至梁体姿态不满足k1<k14<＝1且k1<k15<＝1的条件时，如果k14大于1则表示横向顶升过度，此时需要将电子换向阀52的A、B口液压油反向，使得后续横向顶升反向调节；如果k15大于1则表示纵向顶升过度，此时需要将电子换向阀52的C、D口液压油反向，使得后续纵向顶升反向调节；最终，将电子换向阀52的A、B、C、D口锁止持压，程序跳转至S5。
本实施例还提供一种用于平转法施工的转体连续梁自动精调系统，包括计算机系统，该计算机系统被编程以执行本实施例前述用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法，其特征在于实施步骤包括：
1)确定用于作为姿态测定坐标系原点的球铰球心坐标O(x0，y0，z0)，所述姿态测定坐标系的原点为球铰球心，以纵、横桥向为轴线旋转；输入A、B、C、D四个姿态控制点在测量坐标系下的设计坐标A(xa0，za0)、B(xb0，zb0)、C(yc0，zc0)、D(yd0，zd0)，其中A为位于上转盘承台以及梁体纵轴线上的纵向姿态控制点，B为位于梁面以及梁体纵轴线的梁面纵向姿态控制点，C为位于梁面以及梁体横轴线的梁面横向姿态控制点，D为位于上转盘承台以及梁体横轴线上的横向姿态控制点；将A、B、C、D四个姿态控制点在测量坐标系下的设计坐标转换为姿态测定坐标系下的设计坐标A(x’a0，z’a0)、B(x’b0，z’b0)、C(y’c0，z’c0)、D(y’d0，z’d0)；
2)依次向位于B、C两个姿态控制点处的具备棱镜追踪功能的全站仪发出测量指令，将全站仪返回在测量坐标系下的实测坐标B(xb1，zb1)、C(yc1，zc1)转换为姿态测定坐标系下的实测坐标B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)；
3)根据姿态控制点B处姿态调整坐标系下的设计坐标B(x’b0，z’b0)、实测坐标B(x’b1，z’b1)计算B点高程偏差ΔhB，根据姿态控制点C处的姿态调整坐标系下的设计坐标C(y’c0，z’c0)、实测坐标C(y’c1，z’c1)计算C点高程偏差ΔhC；如果B点高程偏差ΔhB、C点高程偏差ΔhC两者中任意一者大于预设的复测误差阈值k2成立，则跳转执行步骤4)；否则如果B点高程偏差ΔhB、C点高程偏差ΔhC两者均小于或等于预设的复测误差阈值k2，则判定姿态满足要求，将顶升上转盘承台的千斤顶保持压力，调整结束并退出；
4)根据姿态控制点B、C处的姿态调整坐标系下的实测坐标值B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)计算纵向调整行程Δya、横向调整行程Δyd；
5)根据A点调整行程Δya控制顶升上转盘承台的千斤顶调整转体连续梁的纵向姿态、根据D点调整行程Δyd控制顶升上转盘承台的千斤顶调整转体连续梁的横向姿态；顶升过程中利用通过位移传感器检测转体连续梁的横向位移变化值ΔL14、纵向位移变化值ΔL15；
6)将横向位移变化值ΔL14除以横向调整行程Δyd得到横向比例偏差系数k14，将纵向位移变化值ΔL15除以纵向调整行程Δya得到纵向比例偏差系数k15；判断横向比例偏差系数k14、纵向比例偏差系数k15两者均在(k1,1]范围内是否成立，其中k1为预设的初次调整偏差比例系数，如果成立则跳转执行步骤2)；否则，将千斤顶保持压力，如果横向比例偏差系数k14大于1则控制调节转体连续梁的横向位移的一组千斤顶反向施力，如果纵向比例偏差系数k15大于1则控制调节转体连续梁的纵向位移的一组千斤顶反向施力，跳转执行步骤5)。
2.根据权利要求1所述的用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法，其特征在于，步骤1)中确定用于作为姿态测定坐标系原点的球铰球心坐标O(x0，y0，z0)的步骤包括：通过测量上球铰内侧球面上任意不共线的三点坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)，并根据式(1)求出球铰球心坐标O(x0,y0,z0)；
式(1)中，(x0,y0,z0)为转体连续梁的上球铰球心坐标O(x0，y0，z0)，(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)分别为上球铰内侧球面上任意不共线的三点坐标。
3.根据权利要求1所述的用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法，其特征在于，步骤1)中将A、B、C、D四个姿态控制点在测量坐标系下的设计坐标转换为姿态测定坐标系下的设计坐标A(x’a0，z’a0)、B(x’b0，z’b0)、C(y’c0，z’c0)、D(y’d0，z’d0)、以及步骤2)中将全站仪返回在测量坐标系下的实测坐标B(xb1，zb1)、C(yc1，zc1)转换为姿态测定坐标系下的实测坐标B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)时，所使用的坐标转换函数表达式如式(2)所示；
式(2)中，(x0,y0,z0)为转体连续梁的上球铰球心坐标O(x0，y0，z0)，(x,y,z)为转换前的坐标，(x′,y′,z′)为转换后得到的姿态调整坐标系下的设计坐标值，α表示梁纵轴线自左向右方向与测量坐标系x轴正向夹角。
4.根据权利要求1所述的用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法，其特征在于，步骤3)中计算B点高程偏差Δhb的函数表达式如式(3)所示，计算C点高程偏差Δhc的函数表达式如式(4)所示；
ΔhB＝|y'bi-y'b0| (3)
式(3)中,y'bi为B点处的姿态调整坐标系下的实测坐标值的y轴坐标值，y'b0为B点处的姿态调整坐标系下的设计坐标值的y轴坐标值；
ΔhC＝|y'ci-y'c0| (4)
式(4)中,y'ci为C点处的姿态调整坐标系下的实测坐标值的y轴坐标值，y'c0为C点处的姿态调整坐标系下的设计坐标值的y轴坐标值。
5.根据权利要求1所述的用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法，其特征在于，步骤4)中根据姿态控制点B、C处的姿态调整坐标系下的实测坐标值B(x’b1，z’b1)、C(y’c1，z’c1)计算纵向调整行程Δya、横向调整行程Δyd的函数表达式分别如式(5)和式(6)所示；
式(5)中，(x’a0，z’a0)为姿态控制点A在姿态测定坐标系下设计坐标，(x’b1，z’b1)为姿态控制点B在姿态测定坐标系下的实测坐标，(x’b0，z’b0)为姿态控制点B在姿态测定坐标系下的设计坐标；
式(6)中，(y’d0，z’d0)为姿态控制点D在姿态测定坐标系下设计坐标，(y’c1，z’c1)为姿态控制点C在姿态测定坐标系下的实测坐标，(y’c0，z’c0)为姿态控制点C在姿态测定坐标系下的设计坐标。
6.一种用于平转法施工的转体连续梁自动精调系统，包括计算机系统，其特征在于：所述计算机系统被编程以执行权利要求1～5中任意一项所述用于平转法施工的转体连续梁自动精调方法的步骤。
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