CN111691690A - 一种钢横梁搭建定位检测装置及定位检测方法 - Google Patents

一种钢横梁搭建定位检测装置及定位检测方法 Download PDF

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高立奖
史玉强
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Abstract

本发明公开了一种钢横梁搭建定位检测装置，包括：位置定位装置，包括位置标记点以及位置定位摄像头，位置标记点位于门式墩的两根墩柱的中心点连线的中点上，位置定位摄像头垂直固定于钢横梁的底部的中心，钢横梁的中心还安装有位置标识器；角度定位装置，包括角度定位板、角度定位摄像头以及角度标识器，角度定位板以及角度标识器分别设置于所述墩柱顶部以及所述钢横梁的天窗点中心，所述角度定位摄像头固定至所述天窗点中并朝向所述角度定位板布置；所述角度定位板上设置有角度标记条；显示装置，电连接至所述位置定位摄像头以及所述角度定位摄像头，所述显示装置用于实时显示所述位置定位摄像头以及所述角度定位摄像头所拍摄的画面。

Description

一种钢横梁搭建定位检测装置及定位检测方法
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，更具体地，涉及一种钢横梁搭建定位检测装置及定位检测方法。
背景技术
在高架桥搭建过程中，若需要在既有公路或铁路上横跨穿越时，需要搭设门式墩，即在即有公路或铁路的两侧分别浇筑墩柱，然后在墩柱上搭设钢横梁，然后在钢横梁上搭建钢桁梁进行施工。
钢横梁搭建过程中，通常采用大型吊车将钢横梁吊起，然后人工拉拽拖绳控制钢横梁的方位角度，调节过程中需要有人在墩柱顶部时时观察并调整钢横梁位置的准确性，使天窗点最终位于墩柱的中心位置，最后从天窗点中浇筑混凝土，使钢横梁与墩柱浇筑为一体。该种钢横梁的搭建方式危险性较高，位于墩柱顶部的施工人员属于高空作业，随时有被碰倒碰伤的危险，且人工观察时由于是通过天窗点底部侧面向内观察，准确性差，不能够观察天窗点中心的实际安装位置，为后续钢横梁的精确就位调整造成了很大的困扰，而且头部伸入钢横梁下方进行观察非常危险。
因此，需要一种钢横梁的搭建定位检测装置或搭建定位检测方法，能够解决钢横梁搭建过程中危险性高且不易观察的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种钢横梁搭建定位检测的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种钢横梁搭建定位检测装置，包括至少一对拉绳，一对所述拉绳的端部固定至钢横梁一端的两侧，还包括：
位置定位装置，所述位置定位装置包括位置标记点以及位置定位摄像头，所述位置标记点位于门式墩的两根墩柱的中心点连线的中点上，所述位置定位摄像头垂直固定于所述钢横梁的底部的中心，所述钢横梁的中心还安装有位置标识器；
角度定位装置，所述角度定位装置包括角度定位板、角度定位摄像头以及角度标识器，所述角度定位板以及所述角度标识器分别设置于所述墩柱顶部以及所述钢横梁的天窗点中心，所述角度定位摄像头固定至所述天窗点中并朝向所述角度定位板布置；所述角度定位板上设置有角度标记条；
显示装置，所述显示装置电连接至所述位置定位摄像头以及所述角度定位摄像头，所述显示装置用于实时显示所述位置定位摄像头以及所述角度定位摄像头所拍摄的画面。
通过本方案，利用位置定位装置以及角度定位装置进行钢横梁搭建过程中的定位，用摄像头的观测代替人工的现场观测，使施工人员远离起吊中的钢横梁，并且无需施工人员进行高空作业，提高了施工过程中的安全性。
优选地，所述位置标识器为标识罩，所述标识罩为透明罩体，所述标识罩的中心位置设置有标记点，所述标识罩罩设至所述位置定位摄像头的镜头上。
通过本方案，利用标识罩上的标记点与位置标记点相比对，来判断吊装过程中钢横梁中心的具体位置，从而便于起重机的下一步操作；采用标识罩而非激光标识器，能够避免在户外高强度光线的干扰下无法有效识别的问题。
优选地，所述角度标识器为一字激光器，所述角度标识器安装至墩柱顶部的中心位置并垂直向上照射，所述角度定位板固定至所述天窗点中心位置。
通过本方案，由于钢横梁在吊放过程中，放置于墩柱顶部的过程中，角度定位板处的光线会由亮转暗，因此为方便观测，将角度定位板放置于相对较暗的天窗点中；在安装角度定位板后，天窗点中的光线较弱，采用一字激光器方便观测。
优选地，所述角度标记条包括至少三根并排排列的反光条，至少中间位置的反光条的视觉特征区别于另外的反光条。
通过本方案，若仅有中间一根反光条反光，则证明角度准确；若两侧的反光条有反光，则证明角度不准确，需要继续调整；该设置进一步方便观测角度的准确性。
优选地，所述角度定位摄像头通过固定架固定至所述板体上，所述角度定位摄像头的镜头垂直于所述角度标记条，所述角度定位摄像头布置于所述角度标记条中心点的正下方。
通过本方案，方便角度定位板的安装与定位，角度定位摄像头垂直朝向角度标记条的中心位置，能够提高观测的准确性，避免因观测角度问题造成观测误差。
根据本发明的第二方面，提供了一种采用上述钢横梁搭建定位检测装置的钢横梁搭建定位检测方法，其包括如下步骤：
步骤一：在待安装钢横梁的一对墩柱的中间设置位置标记点，所述位置标记点位于所述一对墩柱的中心点连线的中心位置；在钢横梁底部的中心垂直于钢横梁底面安装位置定位摄像头以及位置标识器；在钢横梁的一个天窗点安装角度定位摄像头以及角度定位板，在与该天窗点相配合的墩柱顶部安装角度标识器；将位置定位摄像头以及角度定位摄像头连通至显示装置；
步骤二：利用起重设备起吊钢横梁，控制起重设备使显示装置中位置标识器所标记的位置与位置标记点重合，完成钢横梁中心位置的就位；
步骤三：钢横梁中心位置就位完成后，仅靠拖拽拉绳调整钢横梁的角度，使显示装置中角度标识器所发出的标记与角度标记条重合，完成钢横梁角度的就位；
步骤四：钢横梁角度就位完成后，控制起重机下放钢横梁，人工控制钢横梁使钢横梁中心位置与钢横梁角度均处于就位的状态，直至落梁完成。
优选地，在步骤一中，安装角度标识器时，调整角度标识器使角度标识器所发出的光束垂直向上发射并与所述一对墩柱的轴线位于同一平面上；在安装角度定位板时，调整角度定位板使角度定位板上的角度标记条位于所述钢横梁的中轴线上。
优选地，在步骤三中，角度标识器所标记的角度与角度标记条重合具体为：角度标记条中有且仅有中间的反光条反射一字激光器所发出的激光。
根据本公开的一个实施例，使用本钢横梁搭建定位检测装置或搭建定位方法，用摄像头的观测代替人工的现场直接观测，提高了安全性；采用位置标识器与位置定位板的配合以及角度标识器与角度定位板的配合，提高了定位监测的准确性；角度定位板位于天窗点中，能够直接观测天窗点的安装位置，进一步提高了定位的准确性。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例一的钢横梁搭建定位检测装置的位置结构示意图。
图2是图1中的钢横梁搭建定位检测装置中位置定位板的安装位置示意图。
图3是图1中的钢横梁搭建定位检测装置中角度定位板的安装位置示意图。
图4是图3中的角度定位板的仰视结构示意图。
图5是图4中A-A向的剖视结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
实施例一
如图1至图5所示，本实施例中的钢横梁搭建定位检测装置，包括至少一对拉绳1300，一对所述拉绳1300的端部固定至钢横梁2100一端的两侧，还包括：
位置定位装置，所述位置定位装置包括位置标记点1121以及位置定位摄像头1110，所述位置标记点1121位于门式墩的两根墩柱2200的中心点连线的中点上，所述位置定位摄像头1110固定于所述钢横梁2100的底部的中心(该位置可以根据需要进行调节更换，例如根据钢横梁2100安装后的实际偏差距离进行调整)，所述位置定位摄像头1110的镜头垂直向下布置，所述钢横梁2100的中心还安装有位置标识器1130；
角度定位装置，所述角度定位装置包括角度定位板1220、角度定位摄像头1210以及角度标识器1230，所述角度定位板1220以及所述角度标识器1230分别设置于所述墩柱2200顶部以及所述钢横梁2100的天窗点2110中心，所述角度定位摄像头1210固定至所述天窗点2110中并朝向所述角度定位板1220布置；所述角度定位板1220上设置有角度标记条1221；
显示装置，所述显示装置(图中未示出)电连接至所述位置定位摄像头1110以及所述角度定位摄像头1210，所述显示装置用于实时显示所述位置定位摄像头1110以及所述角度定位摄像头1210所拍摄的画面。
通过本实施例该方案，利用位置定位装置以及角度定位装置进行钢横梁2100搭建过程中的定位，用摄像头的观测代替人工的现场观测，使施工人员远离起吊中的钢横梁，并且无需施工人员进行高空作业，提高了施工过程中的安全性。
在该实施例中，位置标记点1121可以是直接在地面上涂画或刻画而成，也可以是涂画或刻画至位置标记板1120上，通过铺设位置标记板1120来实现位置标记点1121的布置，位置标记板1120的设置还能够方便进行位置的微调，且位置标记板1120铺设后不会妨碍汽车的通行。
本装置在使用时，首先利用起重设备和钢丝绳3000起吊钢横梁2100，通过观察显示装置中的图像，控制起重设备使位置标识器1130所标记的位置与位置标记点1121重合，即完成钢横梁2100中心位置的就位；该位置标识器1130例如是激光器，能够向下垂直发射激光标记点/线，通过对讲机控制起重设备，使该激光标记点/线与位置标记点1121重合；该位置标识器1130还可以是在位置定位摄像头1110的镜头上刻画或涂抹或粘贴的标记线/点。
在钢横梁2100中心位置就位完成后，指挥现场施工人员拖拽拉绳1300调整钢横梁2100的角度，使天窗点2110转动至大致位于墩柱2200正上方时，通过观察显示装置中的图像，使角度标识器1230所标记的角度与角度标记条1221重合，完成钢横梁2100角度的就位；该角度标识器1230例如是一字激光器，能够垂直发射一字型激光线，而角度标记条1221也为条状，直至一字型激光线与角度标记条1221相互重合或达到一定的角度，即实现钢横梁2100的角度处于预定位置。
显示装置例如是显示器，该显示器可以是手持式的便携式显示器，也可以是微型计算机的台式显示器，用于观测钢横梁2100在吊装过程中的实际位置与角度，从而对现场的起重机和施工人员进行指挥。
该实施例中的位置定位摄像头1110以及角度定位摄像头1210均通过有线或无线的方式连接至无线通讯模块，该无线通讯模块再将图像转化为无线信号传递至显示装置进行显示。
在该实施例或其他实施例中，所述位置标识器1130为标识罩，所述标识罩为透明罩体，所述标识罩的中心位置设置有标记点(图中未示出)，所述标识罩1130罩设至所述位置定位摄像头1110的镜头上。利用标识罩上的标记点与位置标记点相比对，来判断吊装过程中钢横梁中心的具体位置，从而便于起重机的下一步操作；采用标识罩而非激光标识器，能够避免在户外高强度光线的干扰下无法有效识别的问题。
该实施例中的标记点可以是单个的点，也可以是若干同心圆组成的图案，位置标记点1121同样为若干同心圆组成的图案，在调整过程中，同心圆的图案更加容易分辨位置的偏差，为方便观测，位置标记点1221的颜色与标记点的颜色不同，以进行区分。
在该实施例或其他实施例中，所述位置标记板1120为平整的金属板，所述位置标记点1121粘贴或涂画至所述金属板上。在上跨繁忙运行公路时，使用金属板不会妨碍车辆通行，从而能够在不封锁道路的前提下进行施工。
在该实施例或其他实施例中，所述角度标识器1230为一字激光器，所述角度标识器1230安装至墩柱2200顶部的中心位置并垂直向上照射，所述角度定位板1220固定至所述天窗点2110中心位置。由于钢横梁2100在吊放至墩柱2200顶部的过程中，角度定位板1220处的光线会由亮转暗，因此为方便观测，将角度定位板1220放置于始终相对较暗的天窗点2110中；并且安装角度定位板1220后，天窗点2110中的光线较弱，采用一字激光器发射出较亮的激光，更加方便观测；若角度定位板1220放置于墩柱2200顶部，则会因为光线较为强烈使一字激光器的激光无法看清；若使用透明罩体作为角度标识器，则会因为钢横梁2100过于靠近墩柱2200而使光线变暗，无法有效看清位置。
在该实施例或其他实施例中，所述一字激光器所发出的光束与两个所述墩柱2200的轴线位于同一平面上，所述角度标记条1221位于所述钢横梁2100的中轴线上。能够更加直观的观测钢横梁2100的角度是否与墩柱2200之间的连线位于同一垂直面上，仅需一字激光器所发出的激光与角度标记条1221相重合即可。
在该实施例或其他实施例中，所述角度标记条1221为三根并排排列的反光条，至少中间位置的反光条的视觉特征区别于另外的反光条，该视觉特征例如是反光条的颜色，在角度调整过程中，一字激光器的激光照射至角度标记条1221上，若仅有中间一根反光条反光，则证明角度准确；若角度有偏差，一字激光器的激光会因为与反光条的交叉使两侧的反光条有反光点，需要继续调整，三根反光条的颜色例如是中间为绿色，两侧为红色；该设置进一步方便观测角度的准确性。
在该实施例或其他实施例中，所述角度定位板1220包括板体1222与至少两块定位块1223，所述板体1222的长度和/或宽度大于所述天窗点2110的边长，使板体1222能够卡在天窗点2110的顶部外侧，所述定位块1223固定至所述板体1222底部的近两端，定位块1223之间相背的一侧面之间的距离与天窗点的边长一致，从而使所述定位块1223能够用做角度定位板1220的定位；所述角度标记条1221固定至所述板体1222的底部，该固定例如是粘贴或涂抹或螺接。
在其他实施例中，为使板体1222的固定更加牢固，还可以在板体1222或定位块1223上设置永磁铁或磁力吊或卡勾，使之能够与天窗点2110处进行固定。
在该实施例或其他实施例中，所述角度定位摄像头1210通过固定架1211固定至所述板体1222上，所述角度定位摄像头1210的镜头垂直于所述角度标记条1221中心点布置。角度定位摄像头1210垂直朝向角度标记条1221的中心位置，能够提高观测的准确性，避免因观测角度问题造成观测误差。
使用本钢横梁搭建定位检测装置或搭建定位方法，用摄像头的观测代替人工的现场直接观测，提高了安全性；采用位置标识器与位置定位板的配合以及角度标识器与角度定位板的配合，提高了定位监测的准确性；角度定位板位于天窗点中，能够直接观测天窗点的安装位置，进一步提高了定位的准确性。
实施例二
采用上述钢横梁搭建定位检测装置的钢横梁搭建定位检测方法，其主要包括如下步骤：
步骤一：安装位置定位装置与角度定位装置，将位置定位摄像头以及角度定位摄像头连通至显示装置；
在该步骤中，在待安装钢横梁的一对墩柱的中间设置位置标记点，所述位置标记点位于所述一对墩柱的中心点连线的中心位置，该位置标记点可以绘制在位置定位板上，将位置定位板放置于两根墩柱之间，使位置标记点位于墩柱之间连线的中心位置，位置准确后，必要情况下可以对位置定位板进行固定，例如采用销钉等；位置定位摄像头通过胶接、螺栓连接或采用磁力方式吸合至钢横梁底部，在拼装钢横梁时底部预留一定高度缝隙，便于安装位置定位摄像头，或者在起吊后再进行安装；角度定位板与角度定位摄像头之间安装连接后直接放置于天窗点上；角度标识器通过捆绑或胶接等方式固定至墩柱顶部；所有部件的安装在必要时均可以采用水准仪、激光器、GPS等设备进行测量，以确保精度。
步骤二：利用起重设备起吊钢横梁，通过观察显示装置中的图像，控制起重设备使显示装置中所显示的位置标识器所标记的位置与位置标记点重合，完成钢横梁中心位置的就位；
在该步骤中，施工人员拖拽钢丝绳仅用于稳定钢横梁，仅调整起重设备的吊钩位置来实现位置标识器与位置标记点的重合，位于显示装置前观测的人员通过步话机等方式发出调整指令。
步骤三：钢横梁中心位置就位完成后，仅靠拖拽拉绳调整钢横梁的角度，通过观察显示装置中的图像，使显示装置中显示的角度标识器所发出的标记与角度标记条重合，完成钢横梁角度的就位；
在该步骤中，将起重设备的位置进行锁定，依靠施工人员拉拽拉绳缓慢调整钢横梁的角度，使天窗点位于墩柱上方后，观察显示装置中一字激光器所投射在角度标记条上的位置，若与反光条交叉，则根据偏转角度进行拖拉调整，直至一字激光器的激光完全与中间的反光条重合，及两侧的反光条不反射亮光，完成钢横梁的角度定位。
步骤四：钢横梁角度就位完成后，控制起重机下放钢横梁，直至落梁完成。
在该步骤中，施工人员保持位置的固定，起重机缓慢下放钢横梁，在下放过程中，全程通过显示装置监控钢横梁的中心位置与角度是否准确，并及时根据观测结果进行调整，直至落梁完成。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种钢横梁搭建定位检测装置，包括至少一对拉绳，一对所述拉绳的端部固定至钢横梁一端的两侧，其特征在于，还包括：
位置定位装置，所述位置定位装置包括位置标记点以及位置定位摄像头，所述位置标记点位于门式墩的两根墩柱的中心点连线的中点上，所述位置定位摄像头垂直固定于所述钢横梁的底部的中心，所述钢横梁的中心还安装有位置标识器；
角度定位装置，所述角度定位装置包括角度定位板、角度定位摄像头以及角度标识器，所述角度定位板以及所述角度标识器分别设置于所述墩柱顶部以及所述钢横梁的天窗点中心，所述角度定位摄像头固定至所述天窗点中并朝向所述角度定位板布置；所述角度定位板上设置有角度标记条；
显示装置，所述显示装置电连接至所述位置定位摄像头以及所述角度定位摄像头，所述显示装置用于实时显示所述位置定位摄像头以及所述角度定位摄像头所拍摄的画面。
2.根据权利要求1所述的钢横梁搭建定位检测装置，其特征在于，所述位置标识器为标识罩，所述标识罩为透明罩体，所述标识罩的中心位置设置有标记点，所述标识罩罩设至所述位置定位摄像头的镜头上。
3.根据权利要求1所述的钢横梁搭建定位检测装置，其特征在于，所述角度标识器为一字激光器，所述角度标识器安装至墩柱顶部的中心位置并垂直向上照射，所述角度定位板固定至所述天窗点中心位置。
4.根据权利要求3所述的钢横梁搭建定位检测装置，其特征在于，所述角度标记条包括至少三根并排排列的反光条，至少中间位置的反光条的视觉特征区别于另外的反光条。
5.根据权利要求4所述的钢横梁搭建定位检测装置，其特征在于，所述角度定位板包括板体与至少两块定位块，所述定位块固定至所述板体底部的近两端，所述定位块用于所述角度定位板的定位；所述角度标记条固定至所述板体的底面。
6.根据权利要求5所述的钢横梁搭建定位检测装置，其特征在于，所述角度定位摄像头通过固定架固定至所述板体上，所述角度定位摄像头的镜头垂直于所述角度标记条，所述角度定位摄像头布置于所述角度标记条中心点的正下方。
7.一种采用上述权利要求1至6所述的钢横梁搭建定位检测装置的钢横梁搭建定位检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：在待安装钢横梁的一对墩柱的中间设置位置标记点，所述位置标记点位于所述一对墩柱的中心点连线的中心位置；在钢横梁底部的中心垂直于钢横梁底面安装位置定位摄像头以及位置标识器；在钢横梁的一个天窗点安装角度定位摄像头以及角度定位板，在与该天窗点相配合的墩柱顶部安装角度标识器；将位置定位摄像头以及角度定位摄像头连通至显示装置；
步骤二：利用起重设备起吊钢横梁，控制起重设备使显示装置中位置标识器所标记的位置与位置标记点重合，完成钢横梁中心位置的就位；
步骤三：钢横梁中心位置就位完成后，仅靠拖拽拉绳调整钢横梁的角度，使显示装置中角度标识器所发出的标记与角度标记条重合，完成钢横梁角度的就位；
步骤四：钢横梁角度就位完成后，控制起重机下放钢横梁，人工控制钢横梁使钢横梁中心位置与钢横梁角度均处于就位的状态，直至落梁完成。
8.根据权利要求7所述的钢横梁搭建定位检测方法，其特征在于，在步骤一中，安装角度标识器时，调整角度标识器使角度标识器所发出的光束垂直向上发射并与所述一对墩柱的轴线位于同一平面上；在安装角度定位板时，调整角度定位板使角度定位板上的角度标记条，使角度标记条的中心线位于所述钢横梁的中轴线上。
9.根据权利要求8所述的钢横梁搭建定位检测方法，其特征在于，在步骤三中，角度标识器所标记的角度与角度标记条重合具体为：角度标记条中有且仅有中间的反光条反射一字激光器所发出的激光。
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