CN112192741B - 一种关于节段预制桥梁测量精度分析的数控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种关于节段预制桥梁测量精度分析的数控方法，其通过对同一片预制节段梁三个不同测量阶段所测得梁顶板测点的数据，基于两两测点之间距离在三个不同测量阶段应该是相同的理论，对三个测量阶段的两两测点之间距离进行两两对比，以计算某测量阶段的两两测点之间与其他测量阶段的两两测点之间距离是否相差过大，即是否超过设定阈值，进而判断得出某个测量阶段的某个测点测量精度是否存在较大误差。本发明提供对测量精度进行分析判断的数控方法，实现了对节段预制过程测量的精度控制，减少了人为判断测量数据精度错误的可能性。

Description

一种关于节段预制桥梁测量精度分析的数控方法

技术领域

本发明涉及节段预制桥梁制造施工技术领域，特别涉及一种关于节段预制桥梁测量精度分析的数控方法。

背景技术

节段预制梁线性控制包括预制阶段的测量控制和架设阶段的线形控制，其中预制阶段的测量控制主要是浇筑预制段后的测量，待混凝土浇筑完成后，在预制梁段翼缘板顶面上6个点及端模板顶部3个点，进行高程复测，对比混凝土浇筑前后是否有变化，如有变化分析原因，如混凝土干缩、台座下沉、模板刚度不构等，以采取有针对性的措施加以整改。

目前预制场内预制节段精确测量精度主要通过测量人员自身把控，人为进行判断对测量数据准确性存在很大风险，对于需要进行多阶段测量的预制梁生产施工来说，一旦某个测量阶段结束，难以将测量环境重新恢复到第一次测量时的环境。同时随着预制节段数量增多，数据量增大，测量数据出错概率将随之增大。所以不及时发现并保证测量精度的话，将进而影响三维线形控制精度，甚至造成实际预制线形与设计线形不符的严重后果。

三维线形控制是短线法预制节段的核心技术，三维线形控制技术包括精确测量技术和线形纠偏技术。

当节段梁浇筑完成后，通过测量节段梁预埋测点，并将测量数据反馈至专业的线控团队，线控团队根据设计信息和测量数据进行分析得出线形偏差量并进行纠偏运算。如专利公布号CN109543216A公开的一种基于短线匹配法的节段预制梁预制线形控制方法，其采用解耦方法对预制梁施工中测量偏差角进行角度解耦，并以解耦的纯水平转角和纯竖向转角来计算预制梁块修正坐标，提高了计算精度；可区分不同空间位置的耦合角，得到真实的梁块轴线偏差角，进一步提高偏差角分析精度；可确保下一梁块轴线垂直于固定端模，提高施工控制精度。该专利方法主要是针对节段匹配偏差纠偏算法，其并未涉及如何发现测量是否出现误差的数控方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术难以发现测量精度误差的问题，提供对测量精度进行分析判断的数控方法，实现了对节段预制过程测量的精度控制，减少了人为判断测量数据精度错误的可能性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种关于节段预制桥梁测量精度分析的数控方法，包括以下步骤：

S1，确定预制节段梁两个以上预埋测点的位置；

S2，在模板上浇筑预制节段梁，根据步骤S1中预埋测点的位置埋设测量用测点；

S3，测量预制节段梁上浇筑完成后测点的位置，并记录为施工阶段a的初始测量数据；

S4，将完成脱模的预制节段梁推出至匹配位置，使其成为匹配梁；

S5，测量所述匹配梁完成定位后测点的位置，并记录为施工阶段b的匹配测量数据；

S6，在模板上浇筑下一节段预制节段梁；

S7，当所述下一节段预制节段梁浇筑完成后测量所述匹配梁上测点的位置，并记录为施工阶段c的复核测量数据；

S8，根据所述初始测量数据计算两两测点之间的距离，记录为La，根据所述匹配测量数据计算两两测点之间的距离，根据记录为Lb，所述复核测量数据计算两两测点之间的距离，记录为Lc；

S9，计算从施工阶段a到施工阶段b所产生的偏差为ΔLab＝La-Lb，计算从施工阶段b到施工阶段c所产生的偏差为ΔLbc＝Lb-Lc，计算从施工阶段a 到施工阶段c所产生的偏差为ΔLac＝ΔLab+ΔLbc＝La-Lc；设定误差判断阈值为ε，判断偏差ΔLab、ΔLbc和ΔLac是否超过阈值ε，如果是则认定为该测量阶段该测点的测量精度存在误差；

S10，根据步骤S9的结果，对相应测量阶段的测量数据进行重新测量或调整。

其中，步骤S1中所述预埋测点为6个，步骤S8中La、Lb和Lc分别有15个两两测点之间的距离值。步骤S9中阈值ε为±2mm。

优选的，所述初始测量数据、所述匹配测量数据和所述复核测量数据为测点的空间坐标信息。进一步的，还包括远程运算服务器，所述初始测量数据、所述匹配测量数据和所述复核测量数据通过网络传输至该远程运算服务器，由该远程运算服务器计算La、Lb、Lc、ΔLab、ΔLbc和ΔLac，以及由该远程运算服务器判断偏差ΔLab、ΔLbc和ΔLac是否超过阈值ε。

进一步的，所述远程运算服务器将计算或判断结果通过网络发送至预制节段梁施工的测量现场。

与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明通过对同一片预制节段梁三个不同测量阶段所测得梁顶板测点的数据，基于两两测点之间距离在三个不同测量阶段应该是相同的理论，对三个测量阶段的两两测点之间距离进行两两对比，以计算某测量阶段的两两测点之间与其他测量阶段的两两测点之间距离是否相差过大，即是否超过设定阈值，进而判断得出某个测量阶段的某个测点测量精度是否存在较大误差。与现有技术相比，通过本数控方法对测量结果进行自动分析，判断出某次测量过程中所存在的测量误差，对于测量精度控制要求高的节段预制桥梁来说，该方法可以有效提高测量结果的准确度。通过本数控方法还可以批量自动校核测量数据，大大减少人工核对测量数据精度的工作。此外通过本数控方法，还可以有效把控测量精度，从而提高整个节段预制桥梁三维线形控制的精度，提高了预制线形与设计线形的吻合度。

附图说明

图1是本发明的初始测量数据的测量示意图。

图2是本发明的匹配测量数据的测量示意图。

图3是本发明的复核测量数据的测量示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1-3所示，本实施例以某预制厂实际运用本数控方法为例进行说明。首先确定预制节段梁6个预埋测点的位置，分别位于节段梁顶板中线及两侧腹板上方，在节段梁浇筑后并达到一定强度时在节段梁预埋测点位置埋入测钉，待预制节段梁上浇筑完成后，测量人员利用徕卡全站仪等仪器对所述测点的位置进行测量，并记录为施工阶段a的初始测量数据，该初始测量数据为6个测点的空间坐标信息(x，y，z)，其记录如下：

测钉1(2.3512，-2.5014，0.0107)

测钉2(2.3487，0.0005，0.0067)

测钉3(2.3471，2.5049，0.0018)

测钉4(0.1021，-2.5055，0.0035)

测钉5(0.0999，-0.0053，0.0002)

测钉6(0.1009，2.4936，0.0067)

这些坐标信息通过蓝牙传输到手机App上，App接受到信息后通过网络将数据传输至测量控制中心后台的远程运算服务器中。当节段梁被推出至匹配位置时，现场测量人员再次运用徕卡全站仪等测量仪器，对该匹配梁相应的测钉位置进行测量，并记录为施工阶段b的匹配测量数据，该匹配测量数据为6个测点的空间坐标信息(x，y，z)，其记录如下：

测钉1(4.8512，-2.5014，0.0145)

测钉2(4.8487，0.0005，0.0105)

测钉3(4.8471，2.5049，0.0056)

测钉4(2.6021，-2.5055，0.0037)

测钉5(2.5999，-0.0053，0.0004)

测钉6(2.6009，2.4936，0.0069)

再将上述坐标信息通过蓝牙传输到手机App上，App接受到信息后通过网络将数据传输至测量控制中心后台的远程运算服务器中。当浇筑完下一节段梁后，现场测量人员再次运用徕卡全站仪等测量仪器，对该新的节段梁相应的测钉位置进行测量，并记录为施工阶段c的复核测量数据，该复核测量数据为6个测点的空间坐标信息(x，y，z)，其记录如下：

测钉1(4.8657，-2.4991，0.0136)

测钉2(4.8501，0.0021，0.0098)

测钉3(4.8448，2.5061，0.0052)

测钉4(2.6072，-2.5062，0.0035)

测钉5(2.6014，-0.0065，0.0005)

测钉6(2.5996，2.4922，0.0076)

将上述坐标信息通过蓝牙传输到手机App上，App接受到信息后通过网络将数据传输至测量控制中心后台的远程运算服务器中。当最后一组测量数据传输至远程运算服务器后，由远程运算服务器开始对所测的数据进行处理。

根据所述初始测量数据计算两两测点之间的距离，记录为La，根据所述匹配测量数据计算两两测点之间的距离，记录为Lb，根据所述复核测量数据计算两两测点之间的距离，记录为Lc。进一步计算从施工阶段a到施工阶段 b所产生的偏差为ΔLab＝La-Lb，计算从施工阶段b到施工阶段c所产生的偏差为ΔLbc＝Lb-Lc，计算从施工阶段a到施工阶段c所产生的偏差为ΔLac＝Δ Lab+ΔLbc＝La-Lc；设定误差判断阈值为ε，判断偏差ΔLab、ΔLbc和ΔLac 是否超过阈值ε，如果是则认定为该测量阶段该测点的测量精度存在误差。

如图1-3所示，La1-La15代表节段梁刚完成混凝土浇筑后所测量的两两测点之间的距离数据。Lb1-Lb15代表节段梁被推出至匹配梁位置后所测量的两两测点之间的距离数据。Lc1-Lc15代表节段梁作为匹配梁工作完成后所测量的两两测点之间的距离数据。

其中，现场测量人员通过全站仪、水准仪等测量仪器测得施工阶段a，测点1的空间坐标为：(x_1a,y_1a,z_1a)，测点2的空间坐标为：(x_2a,y_2a,z_2a)，则测点 1和测点2的空间距离可由下式计算得到：

同理，现场测量人员通过全站仪、水准仪等测量仪器测得施工阶段b，测点1的空间坐标为：(x_1b,y_1b,z_1b)，测点2的空间坐标为：(x_2b,y_2b,z_2b)。

测点1和测点2的空间距离可由下式计算得到：

得出La1和Lb1的数据后可计算它们之间的差值得出节段梁从施工阶段a 到施工阶段b过程中所产生的偏差。具体计算公式如下：

同理，对于从施工阶段b到施工阶段c所产生的偏差计算公式为：

从施工阶段a到施工阶段c所产生的偏差计算公式为：

通过计算三个测量阶段的测点与测点之间距离并进行差值对比，筛选出某个测点明显与其余两个测量阶段不同的数据，认定为该测量阶段该点测量精度存在误差。根据《公路工程质量检测评定标准》(JTGF80/1-2017)以及相关工程经验设定判断阈值一般为±2mm，阈值也可根据实际工程需要进行适当调整。当所算得的误差在阈值范围外，测量控制中心服务器会通过短信、邮件等方式提醒现场测量人员，让现场人员配合进行相关调整。

如图1所示，计算得出La的15个两两测点之间距离的值，分别如下：

如图2所示，计算得出Lb的15个两两测点之间距离的值，分别如下：

如图3所示，计算得出Lc的15个两两测点之间距离的值，分别如下：

计算得出15个ΔLab，分别为：

计算15个ΔLbc，分别为：

计算得出15个ΔLac，分别为：

从所述计算结果可以看出，该节段梁在初始测量到匹配测量之间的误差较小，均在±2mm范围内。而匹配测量到复测以及初测到复测之间的AB、BE、 BC误差较大，都在±2mm以外，其中均包括超过阈值的测量值均包括复测计算数据，且均与测点B点相关，因此可以判断所述节段梁的复测存在问题，出问题的测点为B点。测量控制中心服务器最终通过网络将警告信息以及数据处理结果发送至现场测量员手机上，并让现场人员进行相应的调整。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (6)

1.一种关于节段预制桥梁测量精度分析的数控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，确定预制节段梁两个以上预埋测点的位置；

S2，在模板上浇筑预制节段梁，根据步骤S1中预埋测点的位置埋设测量用测点；

S3，测量预制节段梁上浇筑完成后测点的位置，并记录为施工阶段a的初始测量数据；

S4，将完成脱模的预制节段梁推出至匹配位置，使其成为匹配梁；

S5，测量所述匹配梁完成定位后测点的位置，并记录为施工阶段b的匹配测量数据；

S6，在模板上浇筑下一节段预制节段梁；

S7，当所述下一节段预制节段梁浇筑完成后，测量所述匹配梁上测点的位置，并记录为施工阶段c的复核测量数据；

S8，根据所述初始测量数据计算两两测点之间的距离，记录为La，根据所述匹配测量数据计算两两测点之间的距离，记录为Lb，根据所述复核测量数据计算两两测点之间的距离，记录为Lc；

S9，计算从施工阶段a到施工阶段b所产生的偏差为ΔLab＝La-Lb，计算从施工阶段b到施工阶段c所产生的偏差为ΔLbc＝Lb-Lc，计算从施工阶段a到施工阶段c所产生的偏差为ΔLac＝ΔLab+ΔLbc＝La-Lc；设定误差判断阈值为ε，判断偏差ΔLab、ΔLbc和ΔLac是否超过阈值ε，如果是则认定为该测量阶段该测点的测量精度存在误差；

S10，根据步骤S9的结果，对相应测量阶段的测量数据进行重新测量或调整。

2.根据权利要求1所述的一种关于节段预制桥梁测量精度分析的数控方法，其特征在于，步骤S1中所述预埋测点为6个，步骤S8中La、Lb和Lc分别有15个两两测点之间的距离值。

3.根据权利要求1所述的一种关于节段预制桥梁测量精度分析的数控方法，其特征在于，步骤S9中阈值ε为±2mm。

4.根据权利要求1所述的一种关于节段预制桥梁测量精度分析的数控方法，其特征在于，所述初始测量数据、所述匹配测量数据和所述复核测量数据为测点的空间坐标信息。

5.根据权利要求4所述的一种关于节段预制桥梁测量精度分析的数控方法，其特征在于，还包括远程运算服务器，所述初始测量数据、所述匹配测量数据和所述复核测量数据通过网络传输至该远程运算服务器，由该远程运算服务器计算La、Lb、Lc、ΔLab、ΔLbc和ΔLac，以及由该远程运算服务器判断偏差ΔLab、ΔLbc和ΔLac是否超过阈值ε。

6.根据权利要求5所述的一种关于节段预制桥梁测量精度分析的数控方法，其特征在于，所述远程运算服务器将计算或判断结果通过网络发送至预制节段梁施工的测量现场。

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