CN109282954A - 一种悬索桥索股的测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬索桥索股的测量装置及测量方法，涉及悬索桥索股安装测量领域。该装置包括主尺、活动尺和校验尺，所述主尺包括尺身和与所述尺身垂直相连的第一水平尺，所述活动尺滑设于所述尺身上，所述活动尺包括滑动设于所述尺身上的活动杆和与所述活动杆相连且与所述第一水平尺平行的第二水平尺，所述校验尺设于所述第一水平尺上，用于测量所述第一水平尺和第二水平尺远离所述尺身端的端部间的沿重力方向的竖直距离。本发明提供的测量装置及方法，解决了传统测量装置测量精度不准的问题，提高了测量的精度，结构合理，实用性强。

Description

一种悬索桥索股的测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及悬索桥索股安装测量领域，具体涉及一种悬索桥索股的测量装置及测量方法。

背景技术

主缆是悬索桥的核心结构之一，主缆由若干索股构成，包括基准索股和一般索股，其中基准索股安装测量采用绝对垂度测量方法，一般索股安装测量采用相对垂度测量方法。一般索股的安装测量即一般索股的垂度测量是悬索桥主缆安装的关键技术。主缆一般索股安装量大，安装测量均为高空作业，测量难度大，测量作业繁重，一般索股安装测量的精度和测量的速度是如今制约主缆架设质量和效率的主要因素。随着目前超大跨度悬索桥的发展，对索股安装测量的精度和测量速度要求进一步提高。

超大跨度悬索桥的主缆直径大，一般索股数量多，为提高索股安装的效率，需要分组调整一般索股的相对垂度，从而快速测量一般索股的相对垂度。另外，除了精密设置基准索股外，还需分层设置多个相对基准索股，分别作为分层调整一般索股垂度的基准。相对基准索股的安装精度要求高，其垂度相对于主缆基准索股垂度的安装误差要求不大于5mm，而现有技术中的水平尺配合直角尺的一般索股垂度测量方法和根据水平尺改进的一般索股垂度测量法，不能满足相对基准索股的安装精度的要求。

目前，现有的一般索股垂度测量装置，体型较大，操作困难，不适合单人测量作业，需要多人合作操作才能完成测试，精度不准且工效低，需要额外的测量工具来辅助完成测量，不能满足超大直径主缆需高效安装测量的要求；另外，为提高测量精度，一般索股的安装大多选择夜间气象稳定时间来测量，传统的索股测量装置不自带照明设备，需借助其他照明设备才能进行测量工作，操作程序复杂，急需改进。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种悬索桥索股的测量装置及测量方法，解决了传统测量装置测量精度不准的问题，提高了测量的精度。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

主尺，其包括尺身和与所述尺身垂直相连的第一水平尺；

滑设于所述尺身上的活动尺，所述活动尺包括滑动设于所述尺身上的活动杆和与所述活动杆相连且与所述第一水平尺平行的第二水平尺；

设于所述第一水平尺上的校验尺，所述校验尺用于测量所述第一水平尺和第二水平尺远离所述尺身端的端部间的沿重力方向的竖直距离。

在上述技术方案的基础上，所述校验尺包括：

固定段，其滑设于所述第一水平尺的内部；

转动连接于所述固定段一端的校验段，所述校验段与固定段相对运动时具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，所述固定段与校验段位于同一水平线上，所述校验尺部分穿设于所述第一水平尺内，处于第二状态时，所述校验段位于所述第一水平尺外且与固定段垂直。

在上述技术方案的基础上，所述校验尺包括：

设于所述第一水平尺远离所述尺身一端的外壳，所述外壳包括与所述第一水平尺相连的后侧和与后侧相对的前侧，所述前侧上设有出尺口；

卷轴，所述卷轴安装于所述外壳内；

卷尺，所述卷尺卷绕在所述卷轴上，所述卷尺可以从所述出尺口往外延伸。

在上述技术方案的基础上，所述活动杆为空心杆，且套设于所述尺身上，所述活动杆与尺身通过锁紧螺丝固定。

在上述技术方案的基础上，所述活动杆与第二水平尺相连的一端端部往远离所述第二水平尺的一侧延伸形成水平杆，所述水平杆上设有圆水准气泡和电源。

在上述技术方案的基础上，所述第一水平尺与尺身转动连接，所述第二水平尺与活动杆转动连接，每一所述连接处均设有一固定销和两个活动销。

本发明还提供一种悬索桥索股的测量方法，其用于测算基准索股和相对基准索股之间的距离：

提供一测量装置，所述测量装置包括：

主尺，其包括尺身和与所述尺身垂直相连的第一水平尺；

滑设于所述尺身上的活动尺，所述活动尺包括滑动设于所述尺身上的活动杆和与所述活动杆相连且与所述第一水平尺平行的第二水平尺；

所述测量方法包括：

将第一水平尺的下部贴于相对基准索股的顶部，将第二水平尺的上部贴于基准索股的底部；

读取所述第一水平尺上与相对基准索股顶部相贴处的刻度L₁，测量所述第一水平尺与第二水平尺靠近所述尺身一端的端部间的沿重力方向的竖直距离H₁，测量所述第一水平尺与第二水平尺远离所述尺身一端的端部间的沿重力方向的竖直距离H₂；

根据测得的所述L₁、H₁和H₂，计算所述基准索股的底部与相对基准索股的顶部间的沿重力方向的竖直距离△H。

在上述技术方案的基础上，所述△H的计算公式为 其中H₃为所述基准索股的底部与相对基准索股的顶部间测量所得的沿重力方向的竖直距离，所述H₃的取值与第一水平尺与第二水平尺靠近所述尺身一端的端部间的竖直距离H₁的取值一致，L为所述第二水平尺的总长度。

在上述技术方案的基础上，所述ΔH_尺口的计算公式为ΔH_尺口＝H₂-H₁，所述ΔH_尺口为所述第一水平尺与第二水平尺的两端对应端部间的沿重力方向的竖直距离H₁和H₂的差值。

在上述技术方案的基础上，所述测量装置包括设于所述第一水平尺上的校验尺，通过所述校验尺测量所述第一水平尺与第二水平尺远离所述尺身一端的端部间的沿重力方向的竖直距离H₂。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明提供了一种悬索桥索股的测量装置及测量方法，在测量装置上设有校验尺，相比于传统的测量装置，不需要再额外的去用钢尺测量两平行尺远端端部间的沿重力方向的竖直距离，保证测量的精度和效率，由于测量是在高空进行，减少操作步骤也保障了操作人员的操作安全。

(2)本发明提供了一种悬索桥索股的测量装置及测量方法，在测量完基准索股和相对基准索股的相关的长度和高度后，通过公式计算对基准索股和相对基准索股之间的沿重力方向的竖直距离进行修正，得到修正后的更为准确的距离值，根据测算后的距离值，调整相对基准索股，完成相对基准索股测量。通过测算后的值更为准确，能保证相对基准索股的安装精度。

(3)本发明提供了一种悬索桥索股的测量装置及测量方法，在测量装置上设有电子读数器，能较方便准确的自动读取测量装置上的参数，避免人工读取的误差；另外，在测量装置上还设有探灯，避免夜间测量时再另设其他探照装置，给测量带来便利，增加测量效率。

附图说明

图1为本发明实施例中悬索桥索股的测量装置的校验尺为固定段和校验段时的结构示意图；

图2为本发明实施例中悬索桥索股的测量装置的校验尺为卷尺时的结构示意图；

图3为本发明实施例中悬索桥索股的测量装置的第二水平尺与尺身相连处的放大示意图；

图4为本发明实施例中悬索桥索股的测量装置的活动尺的俯视图；

图5为本发明实施例中悬索桥索股的测量装置测量相对基准索股时的示意图。

图中：1-主尺，10-尺身，11-第一水平尺，12-固定销，13-活动销，2-活动尺，20-活动杆，21-第二水平尺，22-锁紧螺丝，3-校验尺，30-固定段，31-校验段，32-外壳，33-卷轴，34-卷尺，4-电子读数器，5-探灯，6-圆水准气泡，7-电源，8-基准索股，9-相对基准索股。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

实施例1

参见图1和图3所示，本发明实施例提供悬索桥索股的测量装置，包括主尺1，其包括尺身10和与尺身10一端垂直相连的第一水平尺11，测量装置还包括滑设于尺身10上的活动尺2，活动尺2包括滑动设于尺身10上的活动杆20和与活动杆20相连且与第一水平尺11平行的第二水平尺21，第二水平尺21与第一水平尺11等长，第二水平尺21在活动杆20的带动下在尺身10长度方向上沿靠近或者远离第一水平尺11移动。活动杆20可以为任一一种合适的结构滑设于尺身10上，从测量装置的测量精度的角度出发，这里活动杆20优选为为空心杆，具有一定的长度且套设于尺身10上，活动杆20的内径与尺身10的外径契合，使活动杆20能带动第二水平尺21上下稳定移动，活动杆20的上端通过锁紧螺丝22与尺身10固定。

参见图1和图3所示，在尺身10、第一水平尺11和第二水平尺21上均设有相同规格的刻度线，由于尺子的每个部件都较细长，在不测量时不好放置，容易损坏破坏其测试性能或影响其测试时的精度，因此这里将第一水平尺11与尺身10设置为转动连接，第二水平尺21与活动杆20也设置为转动连接，第一水平尺11和第二水平尺21靠近所述尺身10的一端均设有U形曲面接头，且每一连接处均设有一固定销12和两个活动销13，固定销12和两个活动销13呈等边三角形分布于U形曲面接头连接处上，当固定销12和两个活动销13均设置时，第一水平尺11和第二水平尺21被水平固定，当两个活动销13取下时，第一水平尺11和第二水平尺21可转动至与尺身10平行，方便搬运或者储存时的放置。

参见图2所示，活动杆20与第二水平尺21相连的一端端部往远离第二水平尺21的一侧延伸形成水平杆，水平杆与第二水平尺21位于同一条直线上，水平杆上设有圆水准气泡6、LED探灯5、电子读数器4和电源7，圆水准气泡6主要用于测量装置在测量时的竖直调平，保证测量精度和准确率，LED探灯5用于为测量装置在夜间测量时提供光照，方便测量的顺利进行，电子读数器4则用于在测量时尺身10刻度的读取，在一定程度上，避免了人工读取的误差，保证了测量的精度和准确性，电源7则用于为LED探灯5和电子读数器4供电，不用再另外外接电源，方便测量。

参见图1所示，测量装置还包括校验尺3，校验尺3设于第一水平尺11上，校验尺3用于测量第一水平尺11和第二水平尺21远离尺身10一端的端部间的沿重力方向的竖直距离。校验尺3包括固定段30和转动连接于固定段30一端的校验段31，固定段30滑设于第一水平尺11的内部，这里第一水平尺11为空心圆杆。校验段31与固定段30相对运动时具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，固定段30与校验段31位于同一水平线上，校验尺3部分穿设于第一水平尺11内，当固定段30位于第一水平尺11靠近尺身10的端部时，始终有一小部分的校验尺3位于第一水平尺11的另一端部外；处于第二状态时，校验段31全部位于第一水平尺11外且与固定段30垂直，此时校验段31的一端与第一水平尺11接触，另一端与第二水平尺21接触，测量第一水平尺11和第二水平尺21远离尺身10一端的端部间的沿重力方向的竖直距离。

本发明实施例还提供一种悬索桥索股的测量方法，采用上述的测量装置对悬索桥索股进行测算，索股包括基准索股8和相对基准索股9，测量装置主要用于测算基准索股8和相对基准索股9之间的沿重力方向的竖直距离。参见图5所示，测算方法主要包括：首先通过活动销13将第一水平尺11与尺身10垂直固定，将第二水平尺21与活动杆20垂直固定；打开电源7开关，给LED探灯5和电子读数器4供电；手持装置将第一水平尺11的下部悬挂贴于相对基准索股9的顶部，将第二水平尺21的上部逐步趋近基准索股8并贴于基准索股8的底部，保证此时圆水准气泡6位于居中的位置；锁紧锁紧螺丝22，读取第一水平尺11上与相对基准索股9顶部相贴处的刻度L₁，通过电子读数器4读取第一水平尺11与第二水平尺21靠近尺身10一端的端部间的沿重力方向的竖直距离H₁，采用校验尺3的校验段31测量第一水平尺11与第二水平尺21远离尺身10一端的端部间的沿重力方向的竖直距离H₂。

完成基本的测量工作后，根据测得的L₁、H₁和H₂，计算基准索股8的底部与相对基准索股9的顶部间的沿重力方向的竖直距离△H。△H的计算公式为其中H₃为基准索股8的底部与相对基准索股9的顶部间测量所得的沿重力方向的竖直距离，H₃的取值与第一水平尺11与第二水平尺21靠近尺身10一端的端部间的竖直距离H₁的取值一致，L为第二水平尺21的总长度。ΔH_尺口的计算公式为ΔH_尺口＝H₂-H₁，ΔH_尺口为第一水平尺11与第二水平尺21的两端对应端部间的沿重力方向的竖直距离H₁和H₂的差值。因为活动杆20套设于尺身10上，由于工具制作时存在的原本的缝隙或者使用次数变久后，加上第二水平尺21本身的重力作用，导致第二水平尺21下垂，因此导致第一水平尺11和第二水平尺21不水平，从而导致测量的基准索股8与相对基准索股9的沿重力方向的竖直距离值H₃不准确，于是通过上述公式对竖直距离进行测算修正。最后将测算后的准确值△H与H₃进行对比，根据偏差调整相对基准索股9的位置，完成测量。

进一步的，索股还包括一般索股，由于索股数量较多，因此先设置相对基准索股9，相对基准索股9可以作为分组安装一般索股的基准，提高了安装的效率。

实施例2

参见图4所示，本发明实施例提供一种悬索桥索股的测量装置，本实施例与上述实施例1的不同点在于测量装置还包括校验尺3，校验尺3包括设于第一水平尺11远离尺身10一端的外壳32、卷轴33和卷尺34，卷轴33安装于外壳32内，卷尺34卷绕在卷轴33上，外壳32包括与第一水平尺11相连的后侧和与后侧相对的前侧，前侧上设有出尺口，出尺口与第一水平尺11的底部齐平，卷尺34可以从出尺口往外延伸，测量第一水平尺11和第二水平尺21远离尺身10一端的端部间的沿重力方向的竖直距离。需要测量时，将卷尺34下拉，测量测试后，卷尺34自动收回至卷轴33上，给测量带来便利，不需要增加额外的测量工具。

本发明实施例还提供一种悬索桥索股的测量方法，本实施例的方法与上述实施例1的不同点在于直接采用卷尺34去测量第一水平尺11与第二水平尺21远离尺身10一端的端部间的沿重力方向的竖直距离H₂，方便快捷，给高空操作节省操作步骤，带来便利。

本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (10)

1.一种悬索桥索股的测量装置，其特征在于，其包括：

主尺(1)，其包括尺身(10)和与所述尺身(10)垂直相连的第一水平尺(11)；

滑设于所述尺身(10)上的活动尺(2)，所述活动尺(2)包括滑动设于所述尺身(10)上的活动杆(20)和与所述活动杆(20)相连且与所述第一水平尺(11)平行的第二水平尺(21)；

设于所述第一水平尺(11)上的校验尺(3)，所述校验尺(3)用于测量所述第一水平尺(11)和第二水平尺(21)远离所述尺身(10)一端的端部间的沿重力方向的竖直距离。

2.如权利要求1所述的一种悬索桥索股的测量装置，其特征在于，所述校验尺(3)包括：

固定段(30)，其滑设于所述第一水平尺(11)的内部；

转动连接于所述固定段(30)一端的校验段(31)，所述校验段(31)与固定段(30)相对运动时具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，所述固定段(30)与校验段(31)位于同一水平线上，所述校验尺(3)部分穿设于所述第一水平尺(11)内，处于第二状态时，所述校验段(31)位于所述第一水平尺(11)外且与固定段(30)垂直。

3.如权利要求1所述的一种悬索桥索股的测量装置，其特征在于，所述校验尺(3)包括：

设于所述第一水平尺(11)远离所述尺身(10)一端的外壳(32)，所述外壳(32)包括与所述第一水平尺(11)相连的后侧和与后侧相对的前侧，所述前侧上设有出尺口；

卷轴(33)，所述卷轴(33)安装于所述外壳(32)内；

卷尺(34)，所述卷尺(34)卷绕在所述卷轴(33)上，所述卷尺(34)可以从所述出尺口往外延伸。

4.如权利要求1所述的一种悬索桥索股的测量装置，其特征在于：所述活动杆(20)为空心杆，且套设于所述尺身(10)上，所述活动杆(20)与尺身(10)通过锁紧螺丝(22)固定。

5.如权利要求5所述的一种悬索桥索股的测量装置，其特征在于：所述活动杆(20)与第二水平尺(21)相连的一端端部往远离所述第二水平尺(21)的一侧延伸形成水平杆，所述水平杆上设有圆水准气泡(6)和电源(7)。

6.如权利要求1所述的一种悬索桥索股的测量装置，其特征在于：所述第一水平尺(11)与尺身(10)转动连接，所述第二水平尺(21)与活动杆(20)转动连接，每一所述连接处均设有一固定销(12)和两个活动销(13)。

7.一种悬索桥索股的测量方法，其用于测算基准索股和相对基准索股之间的距离：

提供一测量装置，所述测量装置包括：

主尺(1)，其包括尺身(10)和与所述尺身(10)垂直相连的第一水平尺(11)；

滑设于所述尺身(10)上的活动尺(2)，所述活动尺(2)包括滑动设于所述尺身(10)上的活动杆(20)和与所述活动杆(20)相连且与所述第一水平尺(11)平行的第二水平尺(21)；

所述测量方法包括：

将第一水平尺(11)的下部贴于相对基准索股(9)的顶部，将第二水平尺(21)的上部贴于基准索股(8)的底部；

读取所述第一水平尺(11)上与相对基准索股(9)顶部相贴处的刻度L₁，测量所述第一水平尺(11)与第二水平尺(21)靠近所述尺身(10)一端的端部间的沿重力方向的竖直距离H₁，测量所述第一水平尺(11)与第二水平尺(21)远离所述尺身(10)一端的端部间的沿重力方向的竖直距离H₂；

根据测得的所述L₁、H₁和H₂，计算所述基准索股(8)的底部与相对基准索股(9)的顶部间的沿重力方向的竖直距离△H。

8.如权利要求7所述的一种悬索桥索股的测量方法，其特征在于：所述△H的计算公式为其中H₃为所述基准索股(8)的底部与相对基准索股(9)的顶部间测量所得的沿重力方向的竖直距离，所述H₃的取值与第一水平尺(11)与第二水平尺(21)靠近所述尺身(10)一端的端部间的竖直距离H₁的取值一致，L为所述第二水平尺(21)的总长度。

9.如权利要求8所述的一种悬索桥索股的测量方法，其特征在于：所述ΔH_尺口的计算公式为ΔH_尺口＝H₂-H₁，所述ΔH_尺口为所述第一水平尺(11)与第二水平尺(21)的两端对应端部间的沿重力方向的竖直距离H₁和H₂的差值。

10.如权利要求7所述的一种悬索桥索股的测量方法，其特征在于：所述测量装置包括设于所述第一水平尺(11)上的校验尺(3)，通过所述校验尺(3)测量所述第一水平尺(11)与第二水平尺(21)远离所述尺身(10)一端的端部间的沿重力方向的竖直距离H₂。