CN112066959A - 一种沉管隧道端钢壳安装测量方法 - Google Patents

一种沉管隧道端钢壳安装测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种沉管隧道端钢壳安装测量方法，涉及沉管隧道技术领域。该方法包括S1、设多个测量点；S2、在测量点处设测量桩；S3、在一个测量桩上安装全站仪，其余测量桩上安棱镜；S4、用全站仪对棱镜进行测量；S5、重复步骤S3、S4，对每一测量桩进行测量形成测量坐标网；S6、在测量坐标网内设定虚拟坐标系得到每一测量桩的坐标值；S7、依据测量桩坐标值，通过平差计算软件得出各测量桩实际坐标值；S8、在端钢壳表面贴反光片；S9、在测量桩上架设测量仪对端钢壳上反光点进行三维坐标数据采集；S10、将采集的三维坐标数据与理论数据对比，以调整整个端钢壳的安装位置。本发明提高了端钢壳安装测量精度。

Description

一种沉管隧道端钢壳安装测量方法
技术领域
本发明涉及沉管隧道技术领域，具体涉及一种沉管隧道端钢壳安装测量方法。
背景技术
一条完整的沉管隧道一般通过多个沉管管节拼接而成，相邻两个沉管管节间通过端钢壳连接固定。
组装时，端钢壳在沉管管节整体合拢阶段主要通过提前在组装区域地面或平台上进行基准线放样，以基准线为基准，使用卷尺、线锤、激光经纬仪、全站仪等测量工具测量端钢壳的位置关系，对其安装精度进行控制和测量。
由于组装区域地面或平台面积较大，考虑到测量设备的测量精度，基准线网格放样、勘画需分区域逐步完成，最终形成整体控制网格。在测量、基准线勘画过程中存在误差积累，影响了端钢壳的安装精度。
基于此，亟需一种沉管隧道端钢壳安装测量方法，用以解决如上提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种沉管隧道端钢壳安装测量方法，提高了端钢壳安装测量精度，避免了误差积累导致测量精度低的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种沉管隧道端钢壳安装测量方法，包括：
S1、在沉管隧道钢壳合拢区域，设置多个测量点；
S2、在每一所述测量点处设置一个测量桩；
S3、在其中一个所述测量桩上安装全站仪，在其余所述测量桩上均分别安装一个棱镜；
S4、用所述全站仪对准每个所述测量桩上的所述棱镜进行测量；
S5、重复所述步骤S3、S4，对每一所述测量桩进行测量，形成测量坐标网；
S6、在所述测量坐标网内设定虚拟坐标系，得到每一所述测量桩的坐标值；
S7、依据每一所述测量桩的坐标值，通过平差计算软件计算得出各所述测量桩的实际坐标值；
S8、在端钢壳表面贴设反光片；
S9、在所述测量桩上架设测量仪对所述端钢壳上的各反光点进行三维坐标数据采集；
S10、将采集的三维坐标数据与理论数据对比，以调整整个所述端钢壳的安装位置。
可选地，所述步骤S1具体包括：
S11、选择所述端钢壳顶部的点为拟定点，选择所述端钢壳底部所在面为拟定面，多个所述测量点均位于所述拟定面上；
S12、每一所述测量点与所述拟定点的连线与水平线的夹角不大于30°。
可选地，所述步骤S2之后还包括：S21、在每一所述测量桩上埋设固定安装座架。
可选地，所述步骤S2具体包括：在每一所述测量点处采用钢筋混泥土浇筑所述测量桩，同步在所述测量桩上浇筑埋设固定安装座架。
可选地，所述安装座架为强制归心测量仪器座架。
可选地，在所述步骤S6和所述步骤S7中：所述测量桩的坐标值为所述强制归心测量仪器座架中心在所述坐标系中的坐标值。
可选地，所述全站仪为0.5秒级精度全站仪。
可选地，所述步骤S8具体包括：在所述端钢壳表面等间距贴设多个所述反光片。
可选地，所述反光片长度和宽度均为1m。
可选地，所述反光片上绘有测量中心。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种沉管隧道端钢壳安装测量方法，通过在钢壳合拢区域设多个测量点，每个测量点安装测量桩，在其中一个测量桩上安装全站仪，在其余测量桩上均分别安装一个棱镜，用全站仪对准每个测量桩上的棱镜进行测量，重复上述过程，对每一测量桩进行测量，形成测量坐标网，相较于现有采用基准线网格进行控制测量，本发明用测量坐标网替代了放样基准网，避免了在放样基准网测量、基准线勘画过程中产生的误差积累，导致测量精度低的问题。
进一步地，在测量坐标网内设定虚拟坐标系，得到每一测量桩的坐标值，依据每一测量桩的坐标值，通过平差计算软件计算得出各测量桩的实际坐标值，在端钢壳表面贴设反光片，在测量桩上架设测量仪对端钢壳上各反光点进行三维坐标数据采集，将采集的三维坐标数据与理论数据对比，以调整整个端钢壳的安装位置，本发明在控制测量坐标系建立过程中使用了平差计算软件，提高了坐标系建立基准精度，为提高端钢壳空间位置安装精度起到了基础作用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的沉管隧道端钢壳安装测量方法的主要步骤流程图；
图2是本发明实施例提供的沉管隧道端钢壳安装测量方法的详细步骤流程图；
图3是本发明实施例提供的测量点选取示意图；
图4是本发明实施例提供的多个测量点的分布示意图；
图5是本发明实施例提供的反光片在端钢壳上的分布示意图。
图中：
1、沉管节段；2、端钢壳；3、拟定点；4、测量点；5、反光片。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明实施例提供了一种沉管隧道端钢壳安装测量方法。如图1-图5所示，该方法具体包括：
S1、在沉管隧道钢壳合拢区域，设置多个测量点4；
S2、在每一测量点4处设置一个测量桩；
S3、在其中一个测量桩上安装全站仪，在其余测量桩上均分别安装一个棱镜；
S4、用全站仪对准每个测量桩上的棱镜进行测量；
S5、重复步骤S3、S4，对每一测量桩进行测量，形成测量坐标网；
S6、在测量坐标网内设定虚拟坐标系，得到每一测量桩的坐标值；
S7、依据每一测量桩的坐标值，通过平差计算软件计算得出各测量桩的实际坐标值；
S8、在端钢壳2表面贴设反光片5；
S9、在测量桩上架设测量仪对端钢壳2上的各反光点进行三维坐标数据采集；
S10、将采集的三维坐标数据与理论数据对比，以调整整个端钢壳2的安装位置。
具体地，通过在钢壳合拢区域设多个测量点4，每个测量点4处安装测量桩，在其中一个测量桩上安装全站仪，在其余测量桩上均分别安装一个棱镜，用全站仪对准每个测量桩上的棱镜进行测量，重复上述过程，对每一测量桩进行测量，形成测量坐标网，相较于现有采用基准线网格进行控制测量，本发明用测量坐标网替代了放样基准网，避免了在放样基准网测量、基准线勘画过程中产生的误差积累，导致测量精度低的问题。
进一步地，在测量坐标网内设定虚拟坐标系，得到每一测量桩的坐标值，依据每一测量桩的坐标值，通过平差计算软件计算得出各测量桩的实际坐标值，在端钢壳2表面贴设反光片5，在测量桩上架设测量仪对端钢壳2上各反光点进行三维坐标数据采集，将采集的三维坐标数据与理论数据对比，以调整整个端钢壳2的安装位置，本发明在控制测量坐标系建立过程中使用了平差计算软件，提高了坐标系建立基准精度，为提高端钢壳2空间位置安装精度起到了基础作用。
优选地，如图2所示，图2本发明实施例提供的沉管隧道端钢壳安装测量方法的详细步骤流程图，下面详细介绍该安装测量方法，具体包括以下步骤：
S1、在沉管隧道钢壳合拢区域，设置多个测量点4。
如图3-图5所示，本实施例中，当钢壳块体在车间制作完成后，运输至外场进行沉管节段1的拼装，在拼装沉管节段1端部和尾部的过程中对端钢壳2进行安装(端钢壳2安装于端部和尾部的沉管节段1上)，多个测量点4则围绕端钢壳2安装区域设置，以能对端钢壳2安装起到全方位观测的视角为优选。
优体地，步骤S1具体包括：
S11、选择端钢壳2顶部的点为拟定点3，选择端钢壳2底部所在面为拟定面，多个测量点4均位于拟定面上；
S12、每一测量点4与拟定点3的连线与水平线的夹角不大于30°。
可选地，如图3所示，拟定点3即为端钢壳2的最高点，拟定面即为端钢壳2的最低点所在面，通过拟定面(最低面)上设多个测量点4，且每一测量点4与拟定点3(最高点)连线与水平线夹角不大于30°，以便于更好地对端钢壳2整体进行观测，避免观测角度过大造成的测量误差，通过对每一测量点4选取位置的限定确保了端钢壳2的安装测量精度，且使得每一测量点4的测量数据更具有可对比性。进一步地，如图4所示，图4为本实施例中选取的测量点4的分布图，主要围绕沉管节段1两端部的端钢壳2安装区域设置。在其他实施例中，测量点4的数量及分布可根据需要设置，不以本实施例为限。
S2、在每一测量点4处设置一个测量桩。
可选地，采用钢筋混泥土浇筑测量桩。在步骤S2之后还包括：S21、在每一测量桩上埋设固定安装座架。当然，在其他实施例中，可在每一测量点4处采用钢筋混泥土浇筑测量桩时，同步在测量桩上浇筑埋设固定安装座架。优选地，安装座架为强制归心测量仪器座架，当测量仪器(例如：全站仪)每次安装在强制归心测量仪器座架上时都会自动归心，减少了测量仪器(例如：全站仪)多次摆设位置不同产生的误差，提高了端钢壳2安装测量起始基准点的精度。
S3、在其中一个测量桩上安装全站仪，在其余测量桩上均分别安装一个棱镜。
可选地，全站仪为0.5秒级精度全站仪以提高测量精度。棱镜用以反射光源，便于全站仪捕捉观测点，确保观测位置的准确性。
S4、用全站仪对准每个测量桩上的棱镜进行测量。
可选地，通过全站仪测量得到多组测量数据，为测量坐标网的建立打下基础。
S5、重复步骤S3、S4，对每一测量桩进行测量，形成测量坐标网。
可选地，通过全站仪对每个测量桩进行来回观测得到多组测量数据，多组测量数据形成测量坐标网。
S6、在测量坐标网内设定虚拟坐标系，得到每一测量桩的坐标值。
本实施例中，以GK01-K1为坐标原点，以GK01-K1到GK01-K0的方向为X轴，分别以垂直于该X轴的方向建立Y轴和Z轴，形成虚拟坐标系。通过软件自动生成每一测量桩以该虚拟坐标系的坐标原点为基准的的坐标值。在其他实施例中，虚拟坐标系还可在测量坐标网内的其他位置根据需要选取，不以本实施例为限。
S7、依据每一测量桩的坐标值，通过平差计算软件计算得出各测量桩的实际坐标值。
优选地，测量桩的坐标值为强制归心测量仪器座架中心在坐标系中的坐标值。
可选地，依据上述得到的每一测量桩的坐标值，用平差计算软件计算每一测量桩的误差，通过平差后得到实际坐标系的位置，以重新确立的坐标原点计算得到各测量桩的实际坐标值。由于平差计算软件计算原理及过程为现有技术，此处不再赘述。通过平差计算软件提高了整个测量坐标网的建立基准精度，为提高端钢壳2空间位置安装精度起到了基础作用。
S8、在端钢壳2表面贴设反光片5。
如图5所示，反光片5设有多个，多个反光片5在端钢壳2表面等间距贴设，以便于通过观测不同的反光点，对端钢壳2安装精度进行控制，且通过规整贴设多个反光片5，对观测点的形式和位置进行规范，使各阶段端钢壳2的观测值具有较强的可对比性。本实施例中，反光片5长度和宽度均为1m，其上绘有测量中心，以便于观测点校准。在其他实施例中，反光片5的数量和尺寸可根据需要选取，不以本实施例为限。
S9、在测量桩上架设测量仪对端钢壳2上的各反光点进行三维坐标数据采集。
通过测量仪器分别对反光片5的测量中心进行测量，得出各反光片5的测量中心在实际坐标中的三维坐标值并记录。
S10、将采集的三维坐标数据与理论数据对比，以调整整个端钢壳2的安装位置。
将记录的每个反光片5的测量中心的三维坐标值与理论坐标值(预先设定值)进行对比，根据比对结果，适当调整端钢壳2的安装位置，使其实际安装位置与理论安装位置统一，从而提高了端钢壳2在三维空间内的安装精度，实现了精密制造安装。
因此，本发明提供的一种沉管隧道端钢壳安装测量方法，通过在钢壳合拢区域设多个测量点4，每个测量点4安装测量桩，在其中一个测量桩上安装全站仪，在其余测量桩上均分别安装一个棱镜，用全站仪对准每个测量桩上的棱镜进行测量，重复上述过程，对每一测量桩进行测量，形成测量坐标网，相较于现有采用基准线网格进行控制测量，本发明用测量坐标网替代了放样基准网，避免了在放样基准网测量、基准线勘画过程中产生的误差积累，导致测量精度低的问题。
进一步地，在测量坐标网内设定虚拟坐标系，得到每一测量桩的坐标值，依据每一测量桩的坐标值，通过平差计算软件计算得出各测量桩的实际坐标值，在端钢壳2表面贴设反光片5，在测量桩上架设测量仪对端钢壳2上各反光点进行三维坐标数据采集，将采集的三维坐标数据与理论数据对比，以调整整个端钢壳2的安装位置，本发明在控制测量坐标系建立过程中使用了平差计算软件，提高了坐标系建立基准精度，为提高端钢壳2空间位置安装精度起到了基础作用。
当然，以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种沉管隧道端钢壳安装测量方法，其特征在于，包括：
S1、在沉管隧道钢壳合拢区域，设置多个测量点(4)；
S2、在每一所述测量点(4)处设置一个测量桩；
S3、在其中一个所述测量桩上安装全站仪，在其余所述测量桩上均分别安装一个棱镜；
S4、用所述全站仪对准每个所述测量桩上的所述棱镜进行测量；
S5、重复所述步骤S3、S4，对每一所述测量桩进行测量，形成测量坐标网；
S6、在所述测量坐标网内设定虚拟坐标系，得到每一所述测量桩的坐标值；
S7、依据每一所述测量桩的坐标值，通过平差计算软件计算得出各所述测量桩的实际坐标值；
S8、在端钢壳(2)表面贴设反光片(5)；
S9、在所述测量桩上架设测量仪对所述端钢壳(2)上的各反光点进行三维坐标数据采集；
S10、将采集的三维坐标数据与理论数据对比，以调整整个所述端钢壳(2)的安装位置。
2.根据权利要求1所述的沉管隧道端钢壳安装测量方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
S11、选择所述端钢壳(2)顶部的点为拟定点(3)，选择所述端钢壳(2)底部所在面为拟定面，多个所述测量点(4)均位于所述拟定面上；
S12、每一所述测量点(4)与所述拟定点(3)的连线与水平线的夹角不大于30°。
3.根据权利要求1所述的沉管隧道端钢壳安装测量方法，其特征在于，所述步骤S2之后还包括：S21、在每一所述测量桩上埋设固定安装座架。
4.根据权利要求1所述的沉管隧道端钢壳安装测量方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：在每一所述测量点(4)处采用钢筋混泥土浇筑所述测量桩时，同步在所述测量桩上浇筑埋设固定安装座架。
5.根据权利要求3或4所述的沉管隧道端钢壳安装测量方法，其特征在于，所述安装座架为强制归心测量仪器座架。
6.根据权利要求5所述的沉管隧道端钢壳安装测量方法，其特征在于，在所述步骤S6和所述步骤S7中：所述测量桩的坐标值为所述强制归心测量仪器座架中心在所述坐标系中的坐标值。
7.根据权利要求1-4任一项所述的沉管隧道端钢壳安装测量方法，其特征在于，所述全站仪为0.5秒级精度全站仪。
8.根据权利要求1-4任一项所述的沉管隧道端钢壳安装测量方法，其特征在于，所述步骤S8具体包括：在所述端钢壳(2)表面等间距贴设多个所述反光片(5)。
9.根据权利要求8所述的沉管隧道端钢壳安装测量方法，其特征在于，所述反光片(5)长度和宽度均为1m。
10.根据权利要求9所述的沉管隧道端钢壳安装测量方法，其特征在于，所述反光片(5)上绘有测量中心。
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