CN111307129A - 管涵预制构件安装状态测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管涵预制构件安装状态测量装置及测量方法，属于装配式管涵类工程建设技术领域，待安装预制构件后方安装全站仪，全站仪的后方安装后视棱镜；在待安装预制构件上安装多个前视棱镜，并安装倾角仪；全站仪、倾角仪均与控制器通信连接；全站仪测量前视棱镜的位置信息，并发送给控制器；倾角仪测量待安装预制构件的倾斜角度信息，并发送给控制器；控制器根据前视棱镜的位置信息，并结合后视棱镜的标定位置信息计算待安装预制构件的实际位置信息。本发明结构精巧，安装方便，测量方法简便，可实现预制管涵、箱涵构件在空间中的姿态及位置的精确测量，提高了测量效率、测量精度以及数据测量的可靠性，同时降低了人工成本和生产成本。

Description

管涵预制构件安装状态测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及技术领域，具体涉及一种提高了管涵预制件状态数据测量效率、精确度的管涵预制构件安装状态测量装置及测量方法。

背景技术

预制混凝土管涵是一种预制钢筋混凝土构筑物，具有工厂预制加工，现场组装的特点。相比于现浇施工方法，具有提高效率、减少工人、缩短工期、绿色环保等优势。

预制管涵类构件可以广泛的适用于城市综合管廊、电缆隧道、储水槽、地下通道以及排水设施等地下工程。通常情况下，在箱涵的两端预埋有橡胶止水带，两节箱涵对接后将止水带挤紧，再将两节箱涵采用一定的方式固定，即可防止节间漏水。

为了保证预制管涵拼装的构筑物满足结构安全和使用功能的要求，必须保证预制构件拼装精度。即保证预制构件拼装完成后，其位置、姿态符合设计文件要求。因此，每一节预制构件拼装完毕后，都要对其进行测量，检查其位置、姿态偏差是否符合要求。

目前，在预制管涵构件装配施工过程中，测量工作主要是依靠人工使用测量仪器手工操作进行预制构件位置及姿态的测量。手工测量存在问题如下：首先，手工测量过程较为繁琐，人工安置设备、整平、照准读数等流程，占用施工工序的时间长，降低了施工效率；其次，手工测量只能在构件拼装完毕后进行，在拼装过程中，不能进行测量，因此，只能反复吊装调整构件位置，反复测量，进一步降低了施工效率。再次，手工测量依靠人工扶尺或棱镜测量，操作误差较大，使拼装精度受限。最后，手工测量需要单独设置测量班组负责测量工作，增加人员成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高了管涵预制件状态数据测量效率和精确度、保证了测量可靠性并降低了人工成本的管涵预制构件安装状态测量装置及测量方法，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一方面，本发明提供一种管涵预制构件安装状态测量装置，包括：

在待安装预制构件后方安装的全站仪，所述全站仪的后方安装有后视棱镜；在所述待安装预制构件上安装的多个不在同一条直线上的前视棱镜，在所述待安装预制构件上还安装有倾角仪；

所述全站仪、所述倾角仪均与一控制器通信连接；

所述全站仪，用于测量所述前视棱镜的位置信息，并发送给控制器；

所述倾角仪，用于测量所述待安装预制构件的倾斜角度信息，并发送给所述控制器；

所述控制器，用于根据所述前视棱镜的位置信息和所述倾角仪的倾斜角度信息，并结合所述后视棱镜的标定位置信息计算出所述待安装预制构件的实际位置信息。

优选的，所述全站仪通过全站仪安装架安装在所述待安装预制构件后方的已安装预制构件的顶部。

优选的，所述后视棱镜通过棱镜安装架安装在所述全站仪后方的已安装预制构件的顶部。

优选的，所述前视棱镜的数量为3个。

优选的，在所述待安装预制构件的上表面、左侧面以及右侧面上均安装一所述前视棱镜。

优选的，所述在所述待安装预制构件的上表面、左侧面以及右侧面上均设有预埋螺纹管，所述前视棱镜上设有螺杆，所述螺杆上设有限位卡；所述前视棱镜通过螺杆和螺纹管的配合可拆卸的连接在所述待安装预制构件上。

优选的，所述倾角仪设于所述待安装预制构件的下表面。

优选的，所述控制器为智能触控显示屏。

优选的，所述全站仪、所述倾角仪均与所述智能触控显示屏无线通信连接。

另一方面，本发明提供一种利用如上所述的装置进行管涵预制构件安装状态测量的方法，包括：

待安装预制构件吊入基坑，进行拼装对位；

待安装预制构件静止状态下，利用全站仪测量前视棱镜的坐标，并发送给控制器；

对倾角仪完成初始校正，实时测量待安装预制构件的倾斜角度，并发送给所述控制器；

控制器根据三个前视棱镜的坐标，结合后视棱镜给定的标定位置坐标，计算出所述待安装预制构件的实际位置信息；或者，

控制器根据两个前视棱镜的坐标和倾角仪的倾斜角度信息，结合后视棱镜给定的标定位置坐标，计算出所述待安装预制构件的实际位置信息。

本发明有益效果：装置结构简单，安装方便，测量方法简单，提高了测量效率，提高了测量精度，提高了数据测量的可靠性，同时降低了人工成本，降低了生产成本。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的管涵预制构件安装状态测量装置安装使用状态示意图。

图2为图1中A-A向横断面示意图。

图3为本发明实施例所述的前视棱镜的安装结构图。

其中：1-待安装预制构件；2-全站仪；3-后视棱镜；4-前视棱镜；5-倾角仪；6-全站仪安装架；7-已安装预制构件；8-棱镜安装架；9-螺纹管；10-螺杆；11-限位卡；12-控制器。

具体实施方式

下面详细叙述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本专利的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

为便于理解本发明，下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本发明所必须的。

实施例

如图1至图3所示，本发明实施例1提供的一种管涵预制构件安装状态测量装置，包括：

在待安装预制构件1后方安装的全站仪2，所述全站仪2的后方安装有后视棱镜3；在所述待安装预制构件1上安装的多个不在同一条直线上的前视棱镜4。在本实施例中，在所述待安装预制构件1的上表面、左侧面以及右侧面上均安装一所述前视棱镜4，共有三个前视棱镜。

所述全站仪2、所述倾角仪5均与一控制器12通信连接；所述控制器为智能触控显示屏，控制器也可使用平板电脑。

所述全站仪2，用于测量所述前视棱镜4的位置信息，并发送给控制器；

所述控制器，用于根据三个所述前视棱镜4的位置信息，并结合所述后视棱镜3的标定位置信息计算出所述待安装预制构件1的实际位置信息。

所述全站仪2通过全站仪安装架6安装在所述待安装预制构件1后方的已安装预制构件7的顶部。

所述后视棱镜3通过棱镜安装架8安装在所述全站仪2后方的已安装预制构件7的顶部。

所述在所述待安装预制构件1的上表面、左侧面以及右侧面上均设有预埋螺纹管9，所述前视棱镜4上设有螺杆10，所述螺杆10上设有限位卡11；所述前视棱镜4通过螺杆10和螺纹管9的配合可拆卸的连接在所述待安装预制构件1上。而在实际应用中，也可在预制构件上预埋钢板，在棱镜底座设吸铁石，把棱镜吸在钢板上，同样可以测定预制构件的位置。

在实际应用中，也可通过两个前视棱镜加装倾角仪的方式测量待安装预制构件的实际位置。所述倾角仪5，用于测量所述待安装预制构件1的倾斜角度信息，并发送给所述控制器，控制器根据两个前视棱镜的坐标信息、结合后视棱镜标定信息和倾角仪的信息计算待安装预制构件的实际位置；所述倾角仪5设于所述待安装预制构件1的下表面。所述全站仪2、所述倾角仪5均与所述智能触控显示屏无线通信连接。

利用本发明实施例1所述的所述的装置进行管涵预制构件安装状态测量时，包括：

首先将，待安装预制构件吊入基坑，进行拼装对位；

待安装预制构件静止状态下，利用全站仪测量前视棱镜的坐标，并发送给控制器；

对倾角仪完成初始校正，实时测量待安装预制构件的倾斜角度，并发送给所述控制器，控制器根据两个前视棱镜的坐标和倾斜角度，结合后视棱镜给定的标定位置坐标，计算出所述待安装预制构件的实际位置信息。

或者，控制器根据三个前视棱镜的坐标，结合后视棱镜给定的标定位置坐标，计算出所述待安装预制构件的实际位置信息。

在本发明实施例1中，要计算出所述待安装预制构件的实际位置信息，可以是直接测量三个棱镜的坐标，发送给控制器计算出实际位置。也可以是通过测量两个前视棱镜的坐标，再结合读取倾斜仪信息，发送给控制器计算出实际位置。前者测量一个循环需要30s左右，后者只需要10s左右。因此，加装倾角仪实际上可提高测量的工作效率。

实施例2

如图1所示，本发明实施例2提供一种待安装预制构件状态自动测量系统包括全站仪、后视棱镜、三个前视棱镜、倾角仪以及控制器。

在已拼装的预制管段内侧设置全站仪及后视棱镜。全站仪及后视棱镜设置好以后，原则上不再移动，除非全站仪与前视棱镜的测量工作距离超过200m。后视棱镜坐标为已知值。全站仪及后视棱镜可通过架子固定于预制构件的内壁上。

在待拼装的预制构件内壁上安装前视棱镜以及倾角仪。为了保证测量精度和效率，需要保证每一节带拼装的预制构件上的前视棱镜和倾角仪的位置一致。前视棱镜不能在同一条直线上。

为了保证各预制构件上的前视棱镜位置的准确，可采取在预制构件上提前精确预埋固定件的方法。该固定件可为螺纹套筒形式，也可以采用其他能够保证精度的方法。

螺纹套筒安装方法如图3所示：前视棱镜4底部设置螺纹杆(螺杆10)，螺纹杆顶部设置限位卡11，在预制构件内部预埋螺纹套筒(螺纹管9)，将前视棱镜拧入套筒内，使限位卡顶紧，完成安装。

综上所述，本发明实施例所述的管涵预制构件安装状态测量装置，待安装预制构件后方安装全站仪，全站仪的后方安装后视棱镜；在待安装预制构件上安装多个前视棱镜，底部安装倾角仪；全站仪、倾角仪均与控制器通信连接；全站仪测量前视棱镜的位置信息，并发送给控制器；控制器根据三个前视棱镜的坐标信息和后视棱镜给定的标定信息计算待安装预制构件的实际位置信息。

或者，倾角仪测量待安装预制构件的倾斜角度信息，并发送给控制器；控制器根据两个前视棱镜的坐标，并结合后视棱镜的标定位置信息和倾斜角度信息，计算待安装预制构件的实际位置信息。

上述安装状态测量装置结构精巧，安装方便，测量方法简便，可实现预制管涵、箱涵构件在空间中的姿态及位置的精确测量，提高了测量效率、测量精度以及数据测量的可靠性，同时降低了人工成本和生产成本。

本领域普通技术人员可以理解：本发明实施例中的装置中的部件可以按照实施例的描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种管涵预制构件安装状态测量装置，其特征在于，包括：

在待安装预制构件(1)后方安装的全站仪(2)，所述全站仪(2)的后方安装有后视棱镜(3)；在所述待安装预制构件(1)上安装的多个不在同一条直线上的前视棱镜(4)，在所述待安装预制构件(1)上还安装有倾角仪(5)；

所述全站仪(2)、所述倾角仪(5)均与一控制器(12)通信连接；

所述全站仪(2)，用于测量所述前视棱镜(4)的位置信息，并发送给控制器；

所述倾角仪(5)，用于测量所述待安装预制构件(1)的倾斜角度信息，并发送给所述控制器；

所述控制器，用于根据所述前视棱镜(4)的位置信息和所述倾角仪(5)的倾斜角度信息，并结合所述后视棱镜(3)的标定位置信息计算出所述待安装预制构件(1)的实际位置信息。

2.根据权利要求1所述的管涵预制构件安装状态测量装置，其特征在于，所述全站仪(2)通过全站仪安装架(6)安装在所述待安装预制构件(1)后方的已安装预制构件(7)的顶部。

3.根据权利要求1所述的管涵预制构件安装状态测量装置，其特征在于，所述后视棱镜(3)通过棱镜安装架(8)安装在所述全站仪(2)后方的已安装预制构件(7)的顶部。

4.根据权利要求1所述的管涵预制构件安装状态测量装置，其特征在于，所述前视棱镜(4)的数量为3个。

5.根据权利要求4所述的管涵预制构件安装状态测量装置，其特征在于，在所述待安装预制构件(1)的上表面、左侧面以及右侧面上均安装一所述前视棱镜(4)。

6.根据权利要求5所述的管涵预制构件安装状态测量装置，其特征在于，所述在所述待安装预制构件(1)的上表面、左侧面以及右侧面上均设有预埋螺纹管(9)，所述前视棱镜(4)上设有螺杆(10)，所述螺杆(10)上设有限位卡(11)；所述前视棱镜(4)通过螺杆(10)和螺纹管(9)的配合可拆卸的连接在所述待安装预制构件(1)上。

7.根据权利要求1所述的管涵预制构件安装状态测量装置，其特征在于，所述倾角仪(5)设于所述待安装预制构件(1)的下表面。

8.根据权利要求1-7任一项所述的管涵预制构件安装状态测量装置，其特征在于，所述控制器为智能触控显示屏。

9.根据权利要求8所述的管涵预制构件安装状态测量装置，其特征在于，所述全站仪(2)、所述倾角仪(5)均与所述智能触控显示屏无线通信连接。

10.一种利用如权利要求1-9任一项所述的装置进行管涵预制构件安装状态测量的方法，其特征在于，包括：

待安装预制构件吊入基坑，进行拼装对位；

待安装预制构件静止状态下，利用全站仪测量前视棱镜的坐标，并发送给控制器；

对倾角仪完成初始校正，实时测量待安装预制构件的倾斜角度，并发送给所述控制器；

控制器根据三个前视棱镜的坐标，结合后视棱镜给定的标定位置坐标，计算出所述待安装预制构件的实际位置信息；或者，

控制器根据两个前视棱镜的坐标和倾角仪的倾斜角度信息，结合后视棱镜给定的标定位置坐标，计算出所述待安装预制构件的实际位置信息。

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