CN110080110B - 一种超长杆件多点空间定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超长杆件多点空间定位方法，包括后锚梁定位测量和锚杆定位测量，所述后锚梁定位安装在后支架上，所述锚杆定位安装在所述后锚梁，中支架和前支架上；所述后锚梁沿轴线方向上设置有若干个锚杆牛腿，所述锚杆牛腿上设置有按阵列排列的若干个高栓孔，沿后锚梁轴向方向上选取两端部和中部的锚杆牛腿上最外侧的任一对高栓孔作为后锚梁的高栓孔测量点，测量高栓孔测量点的空间坐标从而定位后锚梁的空间位置。该定位方法对杆件复杂空间位置进行直接测量定位，控制安装质量，减少定位工序，防止安装误差影响工程质量，提高定位效率。

Description

一种超长杆件多点空间定位方法

技术领域

本发明涉及悬索桥锚固系统施工技术领域，具体是一种超长杆件多点空间定位方法。

背景技术

在桥梁施工过程中，锚固体系安装定位是悬索桥施工控制的关键，现有锚固系统采用后锚梁、锚杆的新型联结形式，在锚固系统的安装过程中需要对后锚梁和锚杆进行定位，而现有技术对于锚固系统后锚梁和锚杆的杆件定位通常采用杆件两端各一个测量点，定位空间位置。然而锚固系统中所使用的钢杆件重量大，采用现有的定位技术无法保证空间位置定位的精度，且定位难度大，同时偏转角及杆件扭曲无法直接测量，从而容易造成安装误差，影响工程质量。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种超长杆件多点空间定位方法，对杆件复杂空间位置进行直接测量定位，控制安装质量，减少定位工序，防止安装误差影响工程质量，提高定位效率。

本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种超长杆件多点空间定位方法，包括后锚梁定位测量和锚杆定位测量，所述后锚梁定位安装在后支架上，所述锚杆定位安装在所述后锚梁，中支架和前支架上；所述后锚梁沿轴线方向上设置有若干个锚杆牛腿，所述锚杆牛腿上设置有按阵列排列的若干个高栓孔，沿后锚梁轴向方向上选取两端部和中部的锚杆牛腿上最外侧的任一对高栓孔作为后锚梁的高栓孔测量点，测量高栓孔测量点的空间坐标定位后锚梁的空间位置。

本发明主要是针对桥梁的锚固系统中的后锚梁和锚杆的定位测量，采用空间坐标定位方法，相比于角度定位，空间坐标定位对后锚梁和锚杆的空间位置偏差直接量化为局部空间坐标X，Y和Z三个数值，便于指导后锚梁和锚杆的精调；本发明在后锚梁的定位测量中，选用后锚梁上的锚杆牛腿上的高栓孔作为高栓孔测量点，防止由于后锚梁与锚杆牛腿之间的加工误差的存在，导致调整好空间位置后的后锚梁上的锚杆牛腿的空间位置可能超出限差要求，需要进行二次精调，因此，采用本发明在锚杆牛腿上设置的高栓孔测量点，只需要对锚梁进行一次精调就可以了，不仅能够减少定位工序，提高定位效率，而且能够提高后锚梁调节的精度，防止安装误差影响工程质量。此外，本发明选用沿后锚梁轴向方向上的两端端部和中部的锚杆牛腿上最外侧的任一对高栓孔作为后锚梁的高栓孔测量点，其中，两端部的锚杆牛腿上的两对高栓孔测量点可以定位后锚梁的绝对空间位置，中部锚杆牛腿上的一对高栓孔测量点可以调整后锚梁中部的挠度。

优选的，所述锚杆沿轴线方向的上表面上设置有上，中，下三个截面，每个截面上设置有测量点，所述下截面位于与后锚梁上的锚杆牛腿连接点上，中截面位于锚杆杆件的中部，上截面位于锚杆杆件的未连接锚杆牛腿的端部；所述下截面对称设置有一对下截面测量点，所述中截面对称设置有一对中截面测量点，所述上截面对称设置有一对上截面测量点，同时在上截面上的锚杆轴线上还设置有上截面中测点，所述上截面对称设置的一对上截面测量点和上截面中测点在同一直线上且与锚杆轴线垂直，根据锚杆沿轴向方向的上表面的上截面测量点和上截面中测点，中截面测量点，下截面测量点的空间位置定位锚杆的空间姿态。

采用上述优选方案，锚杆沿轴线方向的上表面设置有上，中，下三个截面，每个截面上设置测量点，能够起到精确调整锚杆空间位置的作用，其中下截面最外侧设置一对下截面测量点，位于所述锚杆牛腿前端，在后锚梁安装完成定位时，下截面测量点不需要再次定位，锚杆底部与后锚梁锚杆牛腿之间通过高强度螺栓连接即可；中截面最外侧设置的一对中截面测量点用于调整锚杆自身挠度，控制超长锚杆中部线性，上截面的对称的一对上截面测量点用于控制锚杆自身的偏转角度，上截面中测量点用于控制中心线空间角度。

优选的，所述后锚梁定位测量，包括如下步骤：

1)在后支架上设置与后锚梁尺寸大小相对应的空间位置

2)将后锚梁吊装在所述后支架的空间位置上，将所述后锚梁进行初步固定；

3)使用全站仪对每个后锚梁的高栓孔测量点进行测量，测量每个高栓孔测量点的局部空间坐标X，Y和Z；

4)根据全站仪对每个高栓孔测量点的测量数据和高栓孔测量点设计的理论数据的偏差对后锚梁空间位置及线性进行调整。

采用上述优选方案，进行后锚梁定位测量，将后锚梁进行初步固定后，再根据后锚梁上锚杆牛腿上设置的高栓孔测量点对后锚梁的空间位置及线性进行调整，从而能够控制后锚梁的安装质量，减少定位工序。

优选的，所述锚杆定位测量，所述锚杆与后锚梁上的锚杆牛腿安装连接，通过前支架和中支架上的支撑横梁与前支架和中支架安装连接，锚杆定位测量，包括如下步骤：

1)利用全站仪测量锚杆杆件在支撑横梁上的X坐标，然后根据实测的X坐标放样出锚杆杆件中心线的理论Y坐标与理论Z坐标，然后确定每个锚杆杆件在支撑横梁上的中心位置，再按照锚杆杆件的横向宽度，以中心位置量出锚杆杆件横向左右边线位置后进行标记作为锚杆杆件安装的依据；

2)根据锚杆杆件的安装依据，将锚杆杆件吊装安装在所述后锚梁，前支架和中支架上，完成锚杆的初步固定；

3)测量锚杆沿轴线方向的上表面上设置有上，中，下三个截面设置上的测量点；下截面测量点为一固定端；中截面测量点通过在下截面测量点和上截面测量点之间拉钢丝检查其挠度；采用全站仪测量上截面中测点的局部空间坐标X，Y和Z，根据实测X坐标，计算出每根锚杆的上截面中测量点的理论Y坐标和Z坐标，根据实测的Y坐标和Z坐标与理论Y坐标和Z坐标的偏差，调整锚杆的中心线空间角度，通过上截面测量点的相对高差控制锚杆自身的偏转角度。

采用上述优选方案，进行锚杆定位测量，首先，在前支架的支撑横梁上利用三维坐标空间法标识出锚杆杆件横向左右线位置作为锚杆杆件安装依据，随后安装锚杆，根据锚杆上表面上设置的上、中、下三个截面的测量点，对每根锚杆的空间位置及空间线性进行调整，从而控制每根锚杆的安装精度，保证锚杆的安装质量。

优选的，所述后锚梁的高栓孔测量点的测量数据和后锚梁的高栓孔测量点的设计的理论数据的偏差范围，其中，X坐标的偏差小于等于10mm，Y坐标的偏差小于等于5mm，Z坐标的偏差小于等于5mm。

采用上述优选方案，当X坐标偏差小于等于10mm，Y坐标的偏差小于等于5mm，Z坐标的偏差小于等于5mm时，能够控制后锚梁的安装精度。

附图说明

图1是后锚梁结构示意图；

图2是锚杆牛腿上高栓孔的分布图；

图3是后锚梁安装结构示意图；

图4是后锚梁上高栓孔测量点分布图；

图5是锚杆安装结构示意图；

图6是锚杆上测量点分布图；

图7局部空间坐标系。

图中，1-后锚梁，2-锚杆牛腿，3-高栓孔，31-高栓孔测量点，4-后支架，5-锚杆，51-下截面测量点，52-中截面测量点，53-上截面测量点，531-上截面中测点

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，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种超长杆件多点空间定位方法，包括后锚梁定位测量和锚杆定位测量，如图3，图5所示，所述后锚梁1定位安装在后支架4上，所述锚杆5定位安装在所述后锚梁1，中支架6和前支架7上；如图1，图2，图4所示，所述后锚梁1沿轴线方向上设置有若干个锚杆牛腿2，所述锚杆牛腿2上设置有按阵列排列的若干个高栓孔3，沿后锚梁1轴向方向上选取两端部和中部的锚杆牛腿2上最外侧的任一对高栓孔3作为后锚梁的高栓孔测量点31，测量高栓孔测量点31的空间坐标定位后锚梁1的空间位置。在本实施例中，是锚固系统中后锚梁和锚杆的定位测量，其中，后锚梁1和锚杆5的连接关系为，所述后锚梁1定位安装在后支架4上，所述锚杆5定位安装在所述后锚梁1，中支架6和前支架7上，其中定位安装方式为本领域技术人员的常规手段，在本实施例中再进行详细的赘述；其中，本实施例中的后锚梁1上设置有若干个锚杆牛腿2，任一个所述锚杆牛腿2上设置有按阵列排列的若干个高栓孔3，采用锚杆牛腿2上的高栓孔3与锚杆5螺栓连接，从而实现后锚梁1与锚杆5的连接；此外，本实施例的高栓孔3不仅作为连接工具，而且还可以作为后锚梁1调整空间位置的测量点；沿后锚梁1轴线方向上选取两端部和中部的锚杆牛腿2最外侧的任一对高栓孔3作为后锚梁1的高栓孔测量点31，总共有六个后锚梁高栓孔测量点31，两端部的锚杆牛腿2上的一对高栓孔测量点31可以定位后锚梁1的绝对空间位置，而中部锚杆牛腿2上的一对高栓孔测量点31可以调整后锚梁1中部的挠度，本实施例中，将后锚梁1的测量点设置在锚杆牛腿2表面的高栓孔3上，与现有技术将测量点直接布置在后锚梁上相比，能够预防因为后锚梁1与锚杆牛腿2之间加工误差的存在而需要进行二次精调，这是因为如果将测量点直接设置在后锚梁1上，即使后锚梁1空间位置调整合格了，锚杆牛腿2的空间位置仍然可能超出限位要求，进而需要二次调整，而将测量点直接布置在锚杆牛腿2上只需要一次精调就可以了，因此，本实施例不仅能够减少定位工序，提高定位效率，而且能够提高后锚梁1调节的精度。此外，本实施例中，测定的是高栓孔测量点31的空间坐标，因此，本实施例采用的是空间坐标定位，相比于角度定位，空间坐标定位对后锚梁1和锚杆5的空间位置偏差直接量化为局部空间坐标X，Y和Z三个数值，便于指导后锚梁1和锚杆5的精调。

实施例2

基于上述实施例1，如图5，图6所示，所述锚杆5沿轴线方向的上表面上设置有上，中，下三个截面，每个截面上设置有测量点，所述下截面位于与后锚梁上的锚杆牛腿2连接点上，中截面位于锚杆杆件的中部，上截面位于锚杆杆件的未连接锚杆牛腿的端部；所述下截面对称设置有一对下截面测量点51，所述中截面对称设置有一对中截面测量点52，所述上截面对称设置有一对上截面测量点53，同时在上截面上的锚杆5轴线上还设置有上截面中测点531，所述上截面对称设置的一对上截面测量点53和上截面中测点531在同一直线上且与锚杆5轴线垂直，根据锚杆5沿轴向方向的上表面上的上截面测量点53和上截面中测点531，中截面测量点52，下截面测量点51的空间坐标定位锚杆5的空间位置。在本实施例中，如图6所示，锚杆5沿轴向方向的上表面设置的上，中，下三个截面的测量点，用于调整放置已经吊装安装在后锚梁1，前支架7和中支架6上的锚杆5，其中，所述下截面位于锚杆牛腿2上，中截面位于锚杆杆件的中部，上截面位于锚杆杆件的未连接锚杆牛腿2的端部；下截面对称设置的一对下截面测量点51，因为在本发明中后锚梁1与锚杆牛腿2在工厂里加工为一整体，因此，在后锚梁1定位安装完成后检查下截面测量点51的空间位置已经确认，因此，在调整锚杆5时，下截面称测量点51为一固定端；中截面测量点52用于调整锚杆5的自身挠度，控制超长锚杆5的中部线性，通过在位于任一侧的上截面测量点53与下截面测量点51之间拉钢丝线从而检查中截面测量点52的挠度，当挠度值不大于5mm时，挠度符合标准；上截面测量点53用于控制锚杆5自身的偏转角度，上截面中测点531用于控制锚杆5中心线空间角度。本实施例中，锚杆测量点的设置能够对锚杆的空间位置进行精确的调整，且能够直接定位偏转角度及质量问题不可控等缺点。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，此处不再赘述。

实施例3

基于上述实施例1，如图1-4所示，所述后锚梁定位测量，包括如下步骤：

1)在后支架4上设置与后锚梁尺寸大小相对应的空间位置

2)将后锚梁1吊装在所述后支架4的空间位置上，将所述后锚梁1进行初步固定；

3)使用全站仪对每个后锚梁1的高栓孔测量点31进行测量，测量每个高栓孔测量点31的局部空间坐标X，Y和Z，局部空间坐标系如图7所示；

4)根据全站仪对每个高栓了测量点31的测量数据和高栓孔测量点31设计的理论数据的偏差对后锚梁1空间位置及线性进行调整。

本实施例中，后锚梁定位测量，将后锚梁1初步固定在后支架4上，然后根据后锚梁1上锚杆牛腿2上设置的高栓孔测量点31对后锚梁1的空间位置及线性进行调整，根据后锚梁1的高栓孔测量点31采用全站仪测量的实际数据和后锚梁高栓孔测量点31设计的理论数据的偏差进行调整，后锚梁高栓孔测量点31的数据包括局部空间坐标X，Y和Z，如图7所示，当X坐标偏差超过一定范围时，采用支撑钢板进行调节；当Z坐标偏差超过一定范围时，通过一定高度的限位钢板进行调节；当Y坐标超过一定范围时，通过后锚梁1底部与钢支座之间的一定高度的支撑牙板进行调节；调节实际局部空间坐标X，Y和Z的数值，使实际X，Y和Z数值与理论X，Y和Z数值的偏差在合适的范围，即完成了后锚梁1的空间位置及线性的调整。此外，本实施例中，放置全站仪的基准点位于后锚梁与中支架之间的桥轴线上。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，此处不再赘述。

实施例4

基于上述实施例2，如图5-6所示，所述锚杆定位测量，所述锚杆5与后锚梁1上的锚杆牛腿2安装连接，通过前支架7和中支架6上的支撑横梁8与前支架7和中支架6安装连接，锚杆定位测量，包括如下步骤：

1)利用全站仪测量锚杆杆件在支撑横梁8上的X坐标，然后根据实测的X坐标放样出锚杆杆件中心线的理论Y坐标与理论Z坐标，然后确定每个锚杆杆件在支撑横梁上的中心位置，再按照锚杆杆件的横向宽度，以中心位置量出锚杆杆件横向左右边线位置后进行标记作为锚杆杆件安装的依据；

2)根据锚杆杆件的安装依据，将锚杆杆件吊装安装在所述后锚梁1，前支架7和中支架6上，完成锚杆5的初步固定；

3)采用全站仪测量锚杆5沿轴线方向的上表面上设置有上，中，下三个截面上的测量点；下截面测量点51为一固定端；中截面测量点52通过在下截面测量点51和上截面测量点53之间拉钢丝检查其挠度；测量上截面中点531的局部空间坐标X，Y和Z，根据实测X坐标，计算出每根锚杆的上截面中测量点531的理论Y坐标和理论Z坐标，根据实测的Y坐标和Z坐标与理论的Y坐标和Z坐标之间的偏差，调整锚杆5的中心线空间角度，通过上截面测量点53的相对高差控制锚杆自身的偏转角度。

本实施例中，锚杆定位测量，首先，在前支架7的支撑横梁8上标识出锚杆杆件横向左右线作为锚杆安装依据，随后吊装安装锚杆杆件在后锚梁1，前支架7和中支架6上，再根据锚杆设置的测量点，对每根锚杆的空间位置及空间线性进行调整，从而完成每根锚杆的定位安装。本实施例中，利用三维坐标法根据实测的X坐标放样出锚杆杆件的中心线理论Y坐标和理论Z坐标，然后确定每根锚杆杆件在支撑横梁8的中心位置，并用钢尺丈量复核相邻锚杆之间的间距，确认无误后，根据锚杆杆件的横向宽度，在支撑横梁8上用记号笔标出每根锚杆杆件两侧边线作为锚杆安装的依据，同时通过调整支撑横梁8上放置垫片的高度调整锚杆杆件的高程；待调整完成后，进行锚杆吊装，完成锚杆5的初步固定，随后进行锚杆位置的精确调整，根据沿锚杆5轴向方向上设置的上，中，下三个截面上的7个测量点对锚杆的空间位置及空间线性进行调整，下截面测量点51位于锚杆牛腿2上，锚杆杆件底部通过高强螺栓与锚杆牛腿2连接，从而将锚杆5安装在后锚梁1上，因而，后锚梁1固定安装定位过后，下截面测量点51即完成安装定位，因此，下截面测量点51为固定端；中截面测量点52用于锚杆5的中部调整线性，即调整锚杆5自身挠度；上截面测量点53用于控制锚杆5自身的旋转角度，锚杆5自身可绕自身中心线旋转，通过上截面测量点53的相对高差控制锚杆自身的旋转角度，上截面中测点531根据实际X坐标计算中上截面中测点531的理论Y坐标和理论Z坐标，将上截面中测点531的实际Y坐标调整调至理论Y坐标，实际Z坐标调整至理论Z坐标即可控制锚杆中心线空间角度。本实施例中的锚杆定位测量克服了锚杆定位过程中不能直接定位偏转角及质量问题不可控等缺点，且能够实现锚杆5的精确的定位。此外，本实施例中，放置全站仪的基准点位于锚杆与鞍部之间的测量平台上。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，此处不再赘述。

实施例5

基于上述实施例2，所述后锚梁1的高栓孔测量点31的测量数据和后锚梁的高栓孔测量点31的设计的理论数据的偏差范围，其中，X坐标的偏差小于等于10mm，Y坐标的偏差小于等于5mm，Z坐标的偏差小于等于5mm。当X坐标偏差小于等于10mm，Y坐标的偏差小于等于5mm，Z坐标的偏差小于等于5mm时，能够控制后锚梁1的安装精度，保证后锚梁1的安装质量。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种超长杆件多点空间定位方法，包括后锚梁定位测量和锚杆定位测量，所述后锚梁定位安装在后支架上，所述锚杆定位安装在所述后锚梁，中支架和前支架上；其特征在于，所述后锚梁沿轴线方向上设置有若干个锚杆牛腿，所述锚杆牛腿上设置有按阵列排列的若干个高栓孔，沿后锚梁轴向方向上选取两端部和中部的锚杆牛腿上最外侧的任一对高栓孔作为后锚梁的高栓孔测量点，根据高栓孔测量点的空间坐标定位后锚梁的空间位置。

2.根据权利要求1所述的一种超长杆件多点空间定位方法，其特征在于，所述锚杆沿轴线方向的上表面上设置有上，中，下三个截面，每个截面上设置有测量点，所述下截面位于与后锚梁上的锚杆牛腿连接点上，中截面位于锚杆杆件的中部，上截面位于锚杆杆件的未连接锚杆牛腿的端部；所述下截面对称设置有一对下截面测量点，所述中截面对称设置有一对中截面测量点，所述上截面对称设置有一对上截面测量点，同时在上截面上的锚杆轴线上还设置有上截面中测点，所述上截面对称设置的一对上截面测量点和上截面中测点在同一直线上且与锚杆轴线垂直，根据锚杆沿轴向方向的上表面上的上截面测量点和上截面中测点，中截面测量点，下截面测量点的空间坐标定位锚杆的空间位置。

3.根据权利要求1所述的一种超长杆件多点空间定位方法，其特征在于，所述后锚梁定位测量，包括如下步骤：

1)在后支架上设置与后锚梁尺寸大小相对应的空间位置；

2)将后锚梁吊装在所述后支架的空间位置上，将所述后锚梁进行初步固定；

3)使用全站仪对每个后锚梁的高栓孔测量点进行测量，测量每个高栓孔测量点的局部空间坐标X，Y和Z；

4)根据全站仪对每个高栓孔测量点的测量数据和高栓孔测量点设计的理论数据的偏差对后锚梁空间位置及线性进行调整。

4.根据权利要求2所述的一种超长杆件多点空间定位方法，其特征在于，所述锚杆定位测量，所述锚杆与后锚梁上的锚杆牛腿安装连接，通过前支架和中支架上的支撑横梁与前支架和中支架安装连接，锚杆定位测量，包括如下步骤：

1)利用全站仪测量锚杆杆件在支撑横梁上的X坐标，然后根据实测的X坐标放样出锚杆杆件中心线的理论Y坐标与理论Z坐标，然后确定每个锚杆杆件在支撑横梁上的中心位置，再按照锚杆杆件的横向宽度，以中心位置量出锚杆杆件横向左右边线位置后进行标记作为锚杆杆件安装的依据；

2)根据锚杆杆件的安装依据，将锚杆杆件吊装安装在所述后锚梁，前支架和中支架上，完成锚杆的初步固定；

3)测量锚杆沿轴线方向的上表面上设置有上，中，下三个截面上的测量点；下截面测量点为一固定端；中截面测量点通过在下截面测量点和上截面测量点之间拉钢丝检查其挠度；采用全站仪测量上截面中测点的局部空间坐标X，Y和Z，根据实测X坐标，计算出每根锚杆上截面中测量点的理论Y坐标和Z坐标，根据实测的Y坐标和Z坐标与理论Y坐标和Z坐标的偏差，调整锚杆的中心线空间角度，通过上截面测量点的相对高差控制锚杆自身的偏转角度。

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