CN112252975A - 一种桥梁勘测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥梁勘测方法,包括以下步骤:(1)获取三维地面、地质数据。(2)利用遥感、航测,卫星图像和机载激光雷达系统数据建立DEM、DOM。(3)利用钻探机及地质调查报告生成三维地质数据。(4)根据路线参数及桥梁模型参数生成三维桥梁实体模型。(5)形成桥梁全局三维实体曲面模型。(6)进行桥梁构造物实体力学分析。(7)进行危险性与稳定性预测。(8)由桥梁全局三维实体曲面模型生成桥梁构造物的三维钢筋图。其中,(3)中的钻探机包括搭载平台、操作平台、升降臂、钻探总成、钻探机构、标本收集装置、振动装置、支撑滑翼机构和气体驱动机构;支撑滑翼机构可利用浮力沉降节约了能源;标本收集装置4免重复升降。
Description
技术领域
本发明属于桥梁勘察技术领域,尤其是涉及一种桥梁勘测方法。
背景技术
现有的桥梁勘察方法,包括通过测量收集和分析桥梁线位区域内有关设计资料、在地形图上选出几个可能的线位方案、根据线位方案将桥梁不同桩号的纵横断面数据反映到二维视图上、结合地质钻孔柱状图或地质剖面图进行设计与实地勘测、反复比较确定经济、合理的平纵线形及桥梁方案。这种桥梁勘察方法费时费力,在很大程度上取决于选线人员的实际经验和技术水平,不适合用于工期相对较紧、要求较高的工程。尤其是采用这种二维方法选线选位,不能和实际地形、 路线景观相协调,也不能和地质状况等实际情况紧密结合,出图的准确度不高,效果不好;同时。桥梁勘测中使用的钻探机比较笨重,出入水面时要花费巨大的能量,并且广泛采用的是空心套管式,采集满之后,从水下拉起,将地质标本收集,然后重新下水钻探,深度较大时,往往要来回十几次,耗时耗力,而且标本体积大,给运输存放造成了困难。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足,提供一种可利用浮力沉降和免重复升降的桥梁勘测方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种桥梁勘测方法,包括以下步骤:
(1)获取三维地面、地质数据;
(2)利用遥感、航测,卫星图像和机载激光雷达系统数据建立立体数字高程模型(简称DEM)、数字正射影像图(简称DOM),由DEM、DOM数据生成三维地面实体曲面模型(DigitalGround Surface Or Solid Model,缩写为 DGSM);
(3)利用钻探机及地质调查报告生成 三维地质数据,对三维地质数据进行插值处理,在三维地面实体曲面模型中叠加三维地质 数据生成三维地质实体曲面模型(DigitalGeological Surface Or Solid Model,缩写为 DGESM);
(4)根据路线参数及桥梁模型参数生成三维桥梁实体模型(Digital Bridge SolidModel,缩写为 DBSM),三维桥梁实体模型包含桥梁各组件的实体 : 桥面、护栏、塔、索、主梁、 盖梁、桥墩、桥台、系梁、承台、桥梁基础,并且可以通过修改实体参数对实体模型进行编 辑 ;
(5)将三维桥梁实体模型 DBSM 与虚拟实际地形的三维地质实体曲面模型 DGESM 相结合形成桥梁全局三维实体曲面模型 ;
(6)利用桥梁全局三维实体曲面模型进行桥梁构造物实体力学分析,获得桥梁模型 力学参数,获取地质体力学参数,结合三维地质实体曲面模型进行路线线形方案和桥梁方 案选择,通过调整路线参数及桥梁模型参数修改生成三维桥梁实体模型 DBSM ;
(7)建立桥梁地质实体截面预测模型包括结合三维地质实体曲面模型 DGESM 建立桥梁地质实体截面预测模型进行危险性与稳定性预测,对施工过程可能碰到的不良地质进行预测与防治 ; 根据桥梁地质实体截面预测模型在三维环境下进行桥梁工程方案选址及桥 梁上部、桥梁下部方案比选、路线方案优化 ; 基于桥梁地质实体截面预测模型的截面和不良 地质的遥感量化勘察成果,确定桥梁工程方案与不良地质的相互关系,对受不良地质影响 或受坡级影响的工程方案按照具体规定进行基于不良地质的工程选址及方案比选; 通过调 整路线参数及桥梁三维模型参数修改生成三维桥梁实体模型 DBSM ;
(8)由桥梁全局三维实体曲面模型生成桥梁构造物的三维钢筋图,结合三维地质实 体曲面模型由三维桥梁实体模型生成复杂构造物的三维配钢筋,结合地质情况进行三维桥梁实体模型的三维配置钢筋 ;
(9)生成桥梁上部、桥梁下部结构的构造图,对三维桥梁实体模型进行截面操作生 成桥梁平面构造图包括桥梁平、纵、横及局部的平面图纸 ;
(10)由三维地质实体曲面模型与三维桥梁实体模型布尔运算生成分施工阶段的桥 梁下部、上部构造物实体,指导桥梁设计与施工 ;
(11)桥梁施工完毕或投入使用后,建立建成后的三维桥梁实体模型、三维地质实体 曲面模型,与建成前的实体曲面模型做比较,得到桥梁及地面地质的参数,指导桥梁检测、 加固、维护工作。
其中,(3)中的钻探机包括搭载平台、固定安装于所述搭载平台的操作平台、固定连接于所述搭载平台的升降臂、滑动连接于所述升降臂的钻探总成、设于所述钻探总成内的钻探机构、设于所述钻探总成内的标本收集装置、设于所述钻探总成内的振动装置、滑动连接于所述钻探总成的若干支撑滑翼机构和设于所述钻探总成的气体驱动机构;操作平台工作,气体驱动机构工作,钻探总成沿着升降臂下降,支撑滑翼打开,将整个机构固定在河床,钻探机构开始工作;整个钻探机没有庞大的支撑系统,可装载在各种工业船只之上,兼容性更强,移动性更好;升降臂可为钻探总成提供较为精确的导向作用,无需工作人员下水参与辅助定位,误差更小,可为勘察工作提供精准的勘测数据;将标本收集装置集成在钻探总成的水下,可一次性收集钻探地层的所有土壤标本,无须将钻探总成反复升降以卸取标本。
所述钻探机构包括设于所述钻探总成的导流孔、穿设于所述导流孔的合金钻杆、设于所述合金钻杆上的一级导流槽、固定连接于所述导流孔的导正螺杆、设于所述钻探总成的卸料斜槽、设于所述导流孔的卸料孔和固定连接于所述导流孔的加固套;所述卸料孔的宽度大于所述一级导流槽宽度;合金钻杆沿着导正螺杆旋转下移,土壤沿着一级导流槽上升,被导正螺杆端部刮下,由导流孔和卸料孔落下;采用实心钻杆,相比空心钻杆,钻探效率更高,能够更快的到达额定的地质深度;同时钻杆的可连接长度更加长,能够到达更深的地质层;设置了一级导流槽,将钻探出的地质物质引导从卸料孔流出,落在钻探总成周围,对钻探总成起到了一定的加固作用,防止发生位移或者由于钻探引起的地质塌陷;导正螺杆一方面控制着钻杆的下降速度,使钻杆的推进速度趋于稳定,在穿越不同地质层的时候,不会出现钻头碰撞和空闪现象的发生;另一方面,导正螺杆末端会将一级导流槽中的所有土质悉数刮下,进入卸料孔;同时,导正螺杆使卸料孔和一级导流槽时刻保持对齐状态;加固套可以将钻孔周围的地质结构进行一定程度的加固,防止出现塌陷。
所述标本收集装置包括设于所述钻探总成的若干安装孔、设于所述安装孔内的导正槽、固定连接于所述安装孔底部的支撑弹簧、固定连连接于所述支撑弹簧的支撑垫片、固定连接于所述安装孔的固定板、设于所述固定板的固定套、设于所述固定板的一级固定面、设于所述固定板的二级固定面、设于所述固定板的下压孔、固定连接于所述合金钻杆上的二级导流槽、固定连接于所述导流孔的导出螺杆、设于所述钻探总成的收集槽、可拆卸安装于所述安装孔的一级收集筒与二级收集筒、可拆卸连接于所述收集筒的端盖、固定连接于所述端盖的方形柄、设于所述收集筒底部的辅助槽、固定连接于所述辅助槽内吊装环、设于所述收集筒壁的进料孔、设于所述收集筒壁的滑动槽、设于所述收集筒壁的锁定槽、滑动连接于所述滑动槽内的滑动门、滑动连接于所述滑动门的门栓、固定连接于所述门栓的复位弹簧和可转动连接于所述收集槽内的分流板;所述分流板内设有扭簧;所述收集筒为透明材质;所述收集筒外壁上刻有刻度;合金钻杆旋转下移,地质土层随着二级导流槽上升,碰到导出螺杆时被刮出,进入收集槽,收集筒下移,方形柄带动支撑垫片下移,门栓沿着导正槽下移,收集筒旋转,带动方形柄旋转,方形柄沿着固定套由一级固定面滑上二级固定面,同时,门栓从锁定槽退出,滑动门沿着滑动槽滑动,收集槽与收集筒连通,地质土壤进入一级收集筒;当一级收集筒收集满时,分流板被带动旋转,地质土壤进入二级收集筒;设置了二级导流槽,专门用来收集土壤标本,大部分土质被一级导流槽导出,少部分被收集,收集量较小,但不会出现断层,导出螺杆可将土质刮下,可以在水下长时间收集地质标本而不用回到地面,;设置了两个收集筒,接替使用可进一步提升容量;收集筒为可倒装式拆卸结构,可轻易安装固定,并在安装固定后自动打开滑动门门栓,进行收集,拆卸后,门栓与锁定槽扣合,实现锁定,不会撒漏;倒装式安装可以在收集完成拆卸后,正放可还原地下土层的上下剖面结构,地质结果更加直观;方形柄既可以作为固定装置,又可以作为提手方便搬运移动;支撑垫片和支撑弹簧可为安装提供一定的支撑和反馈,使安装更加容易;收集筒底部设置了辅助槽和吊装环。在装满标本时,可进行吊装拆卸,同时保持底部平整,便于安放;收集筒结构透明,外侧设有两种刻度分别是体积刻度和时间刻度,时间刻度为根据钻探速度计算得出的时间点,分别为钻探进行1分钟所能收集的土壤体积处刻1M,以此类推;根据从操作平台获得的钻探深度数据和时间刻度,结合体积刻度,可换算出每种土层的厚度数据;因此,可以同时较为精准地获得土层成分、分布剖面和土层厚度三项地质数据,事半功倍。
所述支撑滑翼机构包括固定连接于所述钻探总成侧壁的轨道板、设于所述轨道板上的竖轨道段、设于所述轨道板的斜轨道段、设于所述轨道两端的堵头、滑动连接于所述轨道板的T形滑轨、与所述T形滑轨固定连接的支撑滑翼、设于所述支撑滑翼内的置放槽、设于所述支撑滑翼上部的升降仓、设于所述升降仓下部的平衡仓和设于所述升降仓底部的排水组件;排水组件打开,水逐渐进入升降仓,升降仓中的空气通过气体驱动机构排除,支撑滑翼的重量变大,先是沿着竖轨道下滑,随着水进入越来越多,之后沿着斜轨道下滑,并逐渐成放射状打开,支撑滑翼转入斜轨道段下滑至堵头,带动整个钻探总成沿着支撑臂下滑至钻探点,支撑滑翼为整个机构提供支撑稳定作用;设置了平衡仓,平衡仓始终保持空气充满状态,在支撑滑翼进水下降的过程中,可对支撑滑翼进行重心平衡,使支撑滑翼的重心变高,这样支撑滑翼就会有将重心放低的趋势,更容易向四周打开;同时,平衡仓并提供一定的向上浮力,使支撑滑翼的打开状态处于稳定,不会受力就上移;进一步,钻探工作完成要回收钻探总成时,气体升降仓将充气,将水排出,支撑滑翼沿着斜轨道上升至竖轨道顶部,带动钻探总成返回载体平台,巧妙地利用了浮力,极大地节省了升降时的动力,同时,在移动时可以为船只提供一定的浮力,降低了对载体船只的要求;液体进入是一个缓慢的过程,从而使钻探总成的下降速度变慢,且有序可控。
所述气体驱动机构包括设于所述钻探总成的气压仓、固定连接于所述气压仓的进气道、固定连接与所述进气道的进气管、滑动连接与所述气压仓的封盖、设于所述封盖上的堵板、固定连接与所述钻探总成的环形仓、连通所述环形仓与所述气压仓的第一连通管和连通所述环形仓与所述升降仓的第二连通管;所述封盖为轻质浮板;气体进入气压仓,封盖下降,气体通过第一连通管进入环形仓又通过第二连通管进入升降仓;液体从升降仓通过第二连通管、环形仓、第一连通管进入气压仓,封盖浮起与进气道扣合;设置了封盖,在水流充满气压仓时自动将进气道关闭,可防止下降时水从环形仓充满气压仓,进而进入送气管道,从而,排水时需要提供更大的气压;减少了气体做功,节省了能源。
所述排水组件包括可拆卸连接于所述支撑滑翼的排水筒、设于所述排水筒端部的过滤孔、设于所述排水筒的通孔、设于所述通孔末端的空气阀;所述空气阀为轻质材料制成;过滤孔可防止杂质进入升降仓;空气阀在水中呈现漂浮状态,可在进水时保持打开,充满气体时保持关闭,避免气体大量泄露,控制简单,拆卸易更换。
所述振动装置包括设于所述气压仓下部的机动仓、固定连接与所述机动仓内的辅助电机、设于所述电机的凸轮、固定连接与所述凸轮的凸块、设于所述安装孔外侧的振动孔、固定连接于所述振动孔的中心块、滑动连接与所述振动孔的若干打击块、连接所述打击块与所述中心块的振动弹簧、设于所述打击块的开口槽、设于所述钻探总成的滑腔、设于所述滑腔的引导块、滑动连接与所述引导块的撞针、设于所述撞针头部的挤压块、设于所述撞针后部的尾块、连接所述尾块与所述引导块的引导弹簧;辅助电机转动;带动凸轮转动,凸块挤压尾块,引导弹簧压缩,撞针前移,挤压块压进开口槽中,打击块打开,凸块与尾块错位,撞针后退,在弹簧作用下,打击块复位,发生碰撞;打击块有规律的撞击产生振动,可将收集桶内的标本整平;环形振动且不直接接触收集筒,不会对收集筒产生破坏。
综上所述,本发明具有以下优点:通过支撑滑翼机构和气体驱动机构,可实现钻探总成利用浮力进行上升和下降,节省了能源;标本收集装置优化了采样逻辑,实现长时间水下作业和土壤标本收集,无须频繁升降,并且可以测量地质层厚度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的上视图。
图3为图2中A处的放大图。
图4为图2中沿A-A得剖视立体图。
图5为图4中B处的放大图。
图6为图4中C处的放大图。
图7为图2沿B-B的剖视图。
图8为图7中D处的放大图。
图9为本发明的正视图。
图10为图9沿C-C的剖视图。
图11为图10中E处的放大图。
图12为图9沿D-D的剖视图。
图13为图12中F处的放大图。
图14为本发明中固定板的结构示意图。
图15为本发明中一级收集筒的结构示意图。
图16为图15中G处的放大图。
具体实施方式
实施例1
如图1-16所示,一种桥梁勘测方法,包括以下步骤:
(1)获取三维地面、地质数据;
(2)利用遥感、航测,卫星图像和机载激光雷达系统数据建立立体数字高程模型(简称DEM)、数字正射影像图(简称DOM),由DEM、DOM数据生成三维地面实体曲面模型(DigitalGround Surface Or Solid Model,缩写为 DGSM);
(3)利用钻探机及地质调查报告生成 三维地质数据,对三维地质数据进行插值处理,在三维地面实体曲面模型中叠加三维地质 数据生成三维地质实体曲面模型(DigitalGeological Surface Or Solid Model,缩写为 DGESM);
(4)根据路线参数及桥梁模型参数生成三维桥梁实体模型(Digital Bridge SolidModel,缩写为 DBSM),三维桥梁实体模型包含桥梁各组件的实体 : 桥面、护栏、塔、索、主梁、 盖梁、桥墩、桥台、系梁、承台、桥梁基础,并且可以通过修改实体参数对实体模型进行编 辑 ;
(5)将三维桥梁实体模型 DBSM 与虚拟实际地形的三维地质实体曲面模型 DGESM 相结合形成桥梁全局三维实体曲面模型 ;
(6)利用桥梁全局三维实体曲面模型进行桥梁构造物实体力学分析,获得桥梁模型 力学参数,获取地质体力学参数,结合三维地质实体曲面模型进行路线线形方案和桥梁方 案选择,通过调整路线参数及桥梁模型参数修改生成三维桥梁实体模型 DBSM ;
(7)建立桥梁地质实体截面预测模型包括结合三维地质实体曲面模型 DGESM 建立桥梁地质实体截面预测模型进行危险性与稳定性预测,对施工过程可能碰到的不良地质进行预测与防治 ; 根据桥梁地质实体截面预测模型在三维环境下进行桥梁工程方案选址及桥 梁上部、桥梁下部方案比选、路线方案优化 ; 基于桥梁地质实体截面预测模型的截面和不良 地质的遥感量化勘察成果,确定桥梁工程方案与不良地质的相互关系,对受不良地质影响 或受坡级影响的工程方案按照具体规定进行基于不良地质的工程选址及方案比选; 通过调 整路线参数及桥梁三维模型参数修改生成三维桥梁实体模型 DBSM ;
(8)由桥梁全局三维实体曲面模型生成桥梁构造物的三维钢筋图,结合三维地质实 体曲面模型由三维桥梁实体模型生成复杂构造物的三维配钢筋,结合地质情况进行三维桥梁实体模型的三维配置钢筋 ;
(9)生成桥梁上部、桥梁下部结构的构造图,对三维桥梁实体模型进行截面操作生 成桥梁平面构造图包括桥梁平、纵、横及局部的平面图纸 ;
(10)由三维地质实体曲面模型与三维桥梁实体模型布尔运算生成分施工阶段的桥 梁下部、上部构造物实体,指导桥梁设计与施工 ;
(11)桥梁施工完毕或投入使用后,建立建成后的三维桥梁实体模型、三维地质实体 曲面模型,与建成前的实体曲面模型做比较,得到桥梁及地面地质的参数,指导桥梁检测、 加固、维护工作。
其中,(3)中的钻探机包括搭载平台1、操作平台11、升降臂12、钻探总成2、钻探机构3、标本收集装置4、振动装置5、支撑滑翼6、气体驱动机构7;所述操作平台11固定安装于所述搭载平台1;所述升降臂12固定连接于所述搭载平台1;所述钻探总成2滑动连接于所述升降臂12;所述钻探机构3设于所述钻探总成2内;所述标本收集装置4设于所述钻探总成2内;所述振动装置5设于所述钻探总成2内;所述支撑滑翼6共四组滑动连接于所述钻探总成2;所述气体驱动机构7设于所述钻探总成2内部。
所述钻探机构3包括导流孔31、合金钻杆32、一级导流槽33、导正螺杆34、卸料斜槽35、卸料孔36、加固套37;所述导流孔31设于所述钻探总成2内;所述合金钻杆32穿设于所述导流孔31;所述一级导流槽33设于所述合金钻杆32上;所述导正螺杆34固定连接于所述导流孔31;所述卸料斜槽35设于所述钻探总成2内;卸料孔36设于所述导流孔31的侧边;所述加固套37固定连接于所述导流孔31;所述卸料孔36的宽度大于所述一级导流槽33宽度;合金钻杆32沿着导正螺杆34旋转下移。
所述标本收集装置4包括两个安装孔41、导正槽42、支撑弹簧421、支撑垫片422、固定板423、固定套424、一级固定面425、二级固定面426、二下压孔427、二级导流槽428、导出螺杆429、收集槽43、一级收集筒431、二级收集筒432、端盖433、方形柄434、辅助槽435、吊装环436、进料孔437、滑动槽438、锁定槽439、滑动门44、门栓441、复位弹簧442、分流板443;所述安装孔41共两个设于所述钻探总成2上部;所述导正槽42设于所述安装孔41内;所述支撑弹簧421固定连接于所述安装孔41底部;所述支撑垫片422固定连连接于所述支撑弹簧421上;所述固定板423固定连接于所述安装孔41;所述固定套424设于所述固定板423;所述一级固定面425设于所述固定板423;所述二级固定面426设于所述固定板423;所述二下压孔427设于所述固定板423的中心;所述二级导流槽428固定连接于所述合金钻杆32上;所述导出螺杆429固定连接于所述导流孔31;所述收集槽43设于所述钻探总成2内;所述一级收集筒431与二级收集筒432可拆卸安装于所述安装孔41;所述端盖433可拆卸连接于所述收集筒;所述方形柄434固定连接于所述端盖433;所述辅助槽435设于所述收集筒底部;所述吊装环436固定连接于所述辅助槽435内;所述进料孔437设于所述收集筒壁;所述滑动槽438设于所述收集筒壁内;所述锁定槽439设于所述收集筒壁内;所述滑动门44滑动连接于所述滑动槽438;所述门栓441滑动连接于所述滑动门44;所述复位弹簧442固定连接于所述门栓441;所述分流板443可转动连接于所述收集槽43内;所述分流板443内设有扭簧;所述收集筒为透明材质;所述收集筒外壁上刻有刻度;
所述支撑滑翼6包括轨道板61、书轨道段、斜轨道段63、堵头64、T形滑轨65、支撑滑翼66、置放槽67、升降仓68、平衡仓69、排水组件691;所述轨道板61固定连接于所述钻探总成2侧壁;所述竖轨道段62设于所述轨道板61上;所述斜轨道段63设于所述轨道板61上;所述堵头64设于所述轨道两端;所述T形滑轨65滑动连接于所述轨道板61;所述支撑滑翼66与所述T形滑轨65固定连接;所述置放槽67设于所述支撑滑翼66内;所述升降仓68设于所述支撑滑翼66上部;所述平衡仓69设于所述升降仓68下部;所述排水组件691设于所述升降仓68底部;
所述气体驱动机构7包括气压仓71、进气道72、进气管73、封盖74、堵板75、环形仓76、第一连通管77、第二连通管78;所述气压仓71设于所述钻探总成2;所述进气道72固定连接于所述气压仓71;所述进气管73固定连接与所述进气道72;所述封盖74滑动连接与所述气压仓71;所述堵板75设于所述封盖74上;所述环形仓76固定连接与所述钻探总成2;所述第一连通管77连通所述环形仓76与所述气压仓71的;所述第二连通管78连通所述环形仓76与所述升降仓68;
所述排水组件691包括排水筒610、过滤孔611、通孔612、空气阀613;所述排水筒610可拆卸连接于所述支撑滑翼66;所述过滤孔611设于所述排水筒610端部;所述通孔612设于所述排水筒610的中心;所述空气阀613设于所述通孔612末端;所述空气阀613为轻质材料制成;
所述振动装置5包括机动仓51、辅助电机52、凸轮53、凸块531、振动孔54、中心块541、打击块542、振动弹簧543、开口槽544、滑腔545、引导块546、撞针547、挤压块548、尾块549、引导弹簧55;所述机动仓51设于所述气压仓71下部;所述辅助电机52固定连接与所述机动仓51内;所述凸轮53设于所述电机边缘;所述凸块531固定连接于所述凸轮53;所述振动孔54设于所述安装孔41外侧;所述中心块541固定连接于所述振动孔54;所述打击块542共两块滑动连接与所述振动孔54;所述振动弹簧543连接所述打击块542与所述中心块541;所述开口槽544设于所述打击块542端部;所述滑腔545设于所述钻探总成2内;所述引导块546设于所述滑腔545两侧;所述撞针547滑动连接于所述引导块546;所述挤压块548设于所述撞针547头部;所述尾块549设于所述撞针547后部;所述引导弹簧55连接所述尾块549与所述引导块546。
具体工作过程如下:
气体驱动机构7抽气,排水组件691打开,水进入升降仓68,支撑滑翼66下降打开,钻探总成2下降至水底,开始工作,标本通过二级导流槽428进入收集筒。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种桥梁勘测方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)获取三维地面、地质数据;
(2)利用遥感、航测,卫星图像和机载激光雷达系统数据建立立体数字高程模型(简称DEM)、数字正射影像图(简称DOM),由DEM、DOM数据生成三维地面实体曲面模型(DigitalGround Surface Or Solid Model,缩写为 DGSM);
(3)利用钻探机及地质调查报告生成 三维地质数据,对三维地质数据进行插值处理,在三维地面实体曲面模型中叠加三维地质 数据生成三维地质实体曲面模型(DigitalGeological Surface Or Solid Model,缩写为 DGESM);
(4)根据路线参数及桥梁模型参数生成三维桥梁实体模型(Digital Bridge SolidModel,缩写为 DBSM),三维桥梁实体模型包含桥梁各组件的实体 : 桥面、护栏、塔、索、主梁、 盖梁、桥墩、桥台、系梁、承台、桥梁基础,并且可以通过修改实体参数对实体模型进行编 辑 ;
(5)将三维桥梁实体模型 DBSM 与虚拟实际地形的三维地质实体曲面模型 DGESM 相结合形成桥梁全局三维实体曲面模型 ;
(6)利用桥梁全局三维实体曲面模型进行桥梁构造物实体力学分析,获得桥梁模型 力学参数,获取地质体力学参数,结合三维地质实体曲面模型进行路线线形方案和桥梁方 案选择,通过调整路线参数及桥梁模型参数修改生成三维桥梁实体模型 DBSM ;
(7)建立桥梁地质实体截面预测模型包括结合三维地质实体曲面模型 DGESM 建立桥梁地质实体截面预测模型进行危险性与稳定性预测,对施工过程可能碰到的不良地质进行预测与防治 ; 根据桥梁地质实体截面预测模型在三维环境下进行桥梁工程方案选址及桥 梁上部、桥梁下部方案比选、路线方案优化 ; 基于桥梁地质实体截面预测模型的截面和不良 地质的遥感量化勘察成果,确定桥梁工程方案与不良地质的相互关系,对受不良地质影响 或受坡级影响的工程方案按照具体规定进行基于不良地质的工程选址及方案比选; 通过调 整路线参数及桥梁三维模型参数修改生成三维桥梁实体模型 DBSM ;
(8)由桥梁全局三维实体曲面模型生成桥梁构造物的三维钢筋图,结合三维地质实 体曲面模型由三维桥梁实体模型生成复杂构造物的三维配钢筋,结合地质情况进行三维桥梁实体模型的三维配置钢筋 ;
(9)生成桥梁上部、桥梁下部结构的构造图,对三维桥梁实体模型进行截面操作生 成桥梁平面构造图包括桥梁平、纵、横及局部的平面图纸 ;
(10)由三维地质实体曲面模型与三维桥梁实体模型布尔运算生成分施工阶段的桥 梁下部、上部构造物实体,指导桥梁设计与施工 ;
(11)桥梁施工完毕或投入使用后,建立建成后的三维桥梁实体模型、三维地质实体 曲面模型,与建成前的实体曲面模型做比较,得到桥梁及地面地质的参数,指导桥梁检测、 加固、维护工作;
其中,(3)中的钻探机包括搭载平台(1)、固定安装于所述搭载平台(1)的操作平台(11)、固定连接于所述搭载平台(1)的升降臂(12)、滑动连接于所述升降臂(12)的钻探总成(2)、设于所述钻探总成(2)内的钻探机构(3)、设于所述钻探总成(2)内的标本收集装置(4)、设于所述钻探总成(2)内的振动装置(5)、滑动连接于所述钻探总成(2)的若干支撑滑翼机构(6)和设于所述钻探总成(2)的气体驱动机构(7);操作平台(11)工作,气体驱动机构(7)工作,钻探总成(2)沿着升降臂(12)下降,支撑滑翼机构(6)打开,钻探机构(3)开始工作。
2.根据权利要求1所述的桥梁勘测方法,其特征在于:所述钻探机构(3)包括设于所述钻探总成(2)的导流孔(31)、穿设于所述导流孔(31)的合金钻杆(32)、设于所述合金钻杆(32)上的一级导流槽(33)、固定连接于所述导流孔(31)的导正螺杆(34)、设于所述钻探总成(2)的卸料斜槽(35)、设于所述导流孔(31)的卸料孔(36);固定连接于所述导流孔(31)的加固套(37);所述卸料孔(36)的宽度大于所述一级导流槽(33)宽度;合金钻杆(32)沿着导正螺杆(34)旋转下移。
3.根据权利要求2所述的桥梁勘测方法,其特征在于: 所述标本收集装置(4)包括设于所述钻探总成(2)的若干安装孔(41)、设于所述安装孔(41)内的导正槽(42)、固定连接于所述安装孔(41)底部的支撑弹簧(421)、固定连连接于所述支撑弹簧(421)的支撑垫片(422)、固定连接于所述安装孔(41)的固定板(423)、设于所述固定板(423)的固定套(424)、设于所述固定板(423)的一级固定面(425)、设于所述固定板(423)的二级固定面(426)、设于所述固定板(423)的下压孔(427)、固定连接于所述合金钻杆(32)上的二级导流槽(428)、固定连接于所述导流孔(31)的导出螺杆(429)、设于所述钻探总成(2)的收集槽(43)、可拆卸安装于所述安装孔(41)的一级收集筒(431)与二级收集筒(432)、可拆卸连接于所述收集筒的端盖(433)、固定连接于所述端盖(433)的方形柄(434)、设于所述收集筒底部的辅助槽(435)、固定连接于所述辅助槽(435)内吊装环(436)、设于所述收集筒壁的进料孔(437)、设于所述收集筒壁的滑动槽(438)、设于所述收集筒壁的锁定槽(439)、滑动连接于所述滑动槽(438)内的滑动门(44)、滑动连接于所述滑动门(44)的门栓(441)、固定连接于所述门栓(441)的复位弹簧(442)和可转动连接于所述收集槽(43)内的分流板(443);所述分流板(443)内设有扭簧;所述收集筒为透明材质;所述收集筒外壁上刻有刻度;合金钻杆(32)旋转下移,收集筒下移,方形柄(434)带动支撑垫片(422)下移,门栓(441)沿着导正槽(42)下移,收集筒旋转,带动方形柄(434)旋转,方形柄(434)沿着固定套(424)由一级固定面(425)滑上二级固定面(426),同时,门栓(441)从锁定槽(439)退出,滑动门(44)沿着滑动槽(438)滑动,收集槽(43)与收集筒连通。
4.根据权利要求3所述的桥梁勘测方法,其特征在于:所述支撑滑翼机构(6)包括固定连接于所述钻探总成(2)侧壁的轨道板(61)、设于所述轨道板(61)上的竖轨道段(62)、设于所述轨道板(61)的斜轨道段(63)、设于所述轨道两端的堵头(64)、滑动连接于所述轨道板(61)的T形滑轨(65)、与所述T形滑轨(65)固定连接的支撑滑翼(66)、设于所述支撑滑翼(66)内的置放槽(67)、设于所述支撑滑翼(66)上部的升降仓(68)、设于所述升降仓(68)下部的平衡仓(69)和设于所述升降仓(68)底部的排水组件(691);排水组件(691)打开,支撑滑翼(66)沿着竖轨道段(62)下滑,支撑滑翼(66)转入斜轨道段(63)下滑至堵头(64)。
5.根据权利要求4所述的桥梁勘测方法,其特征在于:所述气体驱动机构(7)包括设于所述钻探总成(2)的气压仓(71)、固定连接于所述气压仓(71)的进气道(72)、固定连接与所述进气道(72)的进气管(73)、滑动连接与所述气压仓(71)的封盖(74)、设于所述封盖(74)上的堵板(75)、固定连接与所述钻探总成(2)的环形仓(76)、连通所述环形仓(76)与所述气压仓(71)的第一连通管(77)和连通所述环形仓(76)与所述升降仓(68)的第二连通管(78);所述封盖(74)为轻质浮板;气体进入气压仓(71),封盖(74)下降,气体通过第一连通管(77)进入环形仓(76)又通过第二连通管(78)进入升降仓(68);液体从升降仓(68)通过第二连通管(78)、环形仓(76)、第一连通管(77)进入气压仓(71),封盖(74)浮起与进气道(72)扣合。
6. 根据权利要求4所述的桥梁勘测方法,其特征在于: 所述排水组件(691)包括可拆卸连接于所述支撑滑翼(66)的排水筒(610)、设于所述排水筒(610)端部的过滤孔(611)、设于所述排水筒(610)的通孔(612)、设于所述通孔(612)末端的空气阀(613);所述空气阀(613)为轻质材料制成。
7.根据权利要求6所述的桥梁勘测方法,其特征在于:所述振动装置(5)包括设于所述气压仓(71)下部的机动仓(51)、固定连接与所述机动仓(51)内的辅助电机(52)、设于所述电机的凸轮(53)、固定连接与所述凸轮(53)的凸块(531)、设于所述安装孔(41)外侧的振动孔(54)、固定连接于所述振动孔(54)的中心块(541)、滑动连接与所述振动孔(54)的若干打击块(542)、连接所述打击块(542)与所述中心块(541)的振动弹簧(543)、设于所述打击块(542)的开口槽(544)、设于所述钻探总成(2)的滑腔(545)、设于所述滑腔(545)的引导块(546)、滑动连接与所述引导块(546)的撞针(547)、设于所述撞针(547)头部的挤压块(548)、设于所述撞针(547)后部的尾块(549)、连接所述尾块(549)与所述引导块(546)的引导弹簧(55);辅助电机(52)转动;带动凸轮(53)转动,凸块(531)挤压尾块(549),引导弹簧(55)压缩,撞针(547)前移,挤压块(548)压进开口槽(544)中,打击块(542)打开,凸块(531)与尾块(549)错位,撞针(547)后退,在弹簧作用下,打击块(542)复位,发生碰撞。
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---|---|---|---|
CN202011111796.XA CN112252975A (zh) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | 一种桥梁勘测方法 |
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CN202011111796.XA CN112252975A (zh) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | 一种桥梁勘测方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114482855A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-05-13 | 陇东学院 | 一种地质勘探用土层钻进采集装置 |
CN115199265A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-10-18 | 山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) | 一种用于地质勘察的智能钻探系统 |
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2020
- 2020-10-16 CN CN202011111796.XA patent/CN112252975A/zh not_active Withdrawn
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CN115199265A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-10-18 | 山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) | 一种用于地质勘察的智能钻探系统 |
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