CN113186838A - 一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法及应用 - Google Patents

一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法及其应用，包括如下步骤：步骤1：在节段梁砼浇筑完成之后，初凝状态之前，在其顶面指定位置埋入套筒，套筒为空心圆柱体，一端封闭、另一端开口，其埋入后，开口端朝上，且略高于砼面；步骤2：调直套筒使其基本铅垂；步骤3：在调整好的套筒中安装带棱镜的定点工装，调整棱镜，使其方向正对全站仪，棱镜中心点即为虚拟节段梁线性控制点；步骤4：用全站仪测量棱镜中心，采集虚拟节段梁预制线形控制点数据。该方法在节段梁预制测量时，能够最大化发挥自动化测量的效率，降低测量人员劳动强度，测量精度达到亚毫米级；其应用在桥梁安装测量时，利用虚点恢复工装恢复线性控制点，进行常规测量。

Description

一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法及应用
技术领域
本发明涉及桥梁工程节段梁预制与安装施工测量技术领域，具体涉及一种节段梁虚拟线形控制点埋设使用方法。
背景技术
在现代桥梁建设过程中，节段预制技术以其经济、高效、环保等众多优势得到了越来越多的应用和推广，在节段梁预制的过程中，存在一个极其重要的工序，即在节段梁上预埋线形控制点。线形控制点是节段梁拼装时，重要的位置参照物。然而，常规的节段梁线形控制点布置通常使用十字测钉或在U形钢筋上冲点，是附着在节段梁梁顶面上的实点，而在节段梁工厂预制测量时，需要人工对中整平安置对中杆，一次完整匹配线形数据采集需要测量多达15个线形控制点的坐标。在采用全站仪自动化测量方案后，使用常规的节段梁线形控制点布置方法，测量时需要对所有线形控制点逐个安置对中杆，不能充分发挥自动化测量的效率最大化，测量人员劳动强度也较大，并且线形控制点的测量精度直接受对中杆的安置精度影响。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种节段梁虚拟线形控制点埋设使用方法，在节段梁预制测量时，能够最大化发挥自动化测量的效率，且测点无需人工安置对中杆，降低了测量人员劳动强度，同时工装的高加工精度使得测量精度达到亚毫米级；在节段梁桥位安装测量时，利用虚点恢复杆可恢复线形控制点，进行常规测量即可。
本发明采用的技术方案如下：
一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法，具体包括如下步骤：
步骤1：预埋套筒：在节段梁砼浇筑完成之后，砼达到初凝状态之前，在节段梁顶面指定位置埋入套筒，所述套筒为空心圆柱体，所述套筒一端封闭、另一端开口，在述套筒埋入节段梁顶面时，所述套筒开口端朝上，且略高于砼面；
步骤2：调直套筒，使套筒基本铅垂；
步骤3：在调整好的套筒中安装带棱镜的定点工装，调整定点工装上的棱镜，使得棱镜方向正对全站仪，而棱镜中心点位置即为虚拟节段梁线性控制点；
步骤4：使用全站仪测量棱镜中心，采集虚拟节段梁预制线形控制点数据。
优选的，所述步骤2中调整套筒采用的是铅垂指示标杆，所述铅垂指示标杆包括标杆套筒杆，所述标杆套筒杆的直径与所述套筒的内径相匹配，所述标杆套筒杆一端连接有气泡杆，所述气泡杆内安装有水准气泡。
优选的，所述标杆套筒杆的直径与所述套筒的内径的匹配公差在0.3mm以内。
优选的，采用所述铅垂指示标杆调直套筒的方式为：将所述铅垂指示标杆的标杆套筒杆插入套筒内，随后调整套筒，调平铅垂指示标杆中水准气泡，即可调直套筒，使套筒基本铅垂。
优选的，所述步骤3中带棱镜的定点工装包括工装套筒杆，所述工装套筒杆的直径与所述套筒的内径相匹配，所述工装套筒杆一端设置有U型镜框，所述U型镜框对称的侧壁上设置有棱镜旋转轴，所述棱镜旋转轴上转动设置有棱镜。
优选的，所述工装套筒杆的直径与所述套筒的内径的匹配公差在0.3mm以内。
优选的，还包括步骤5：在采集虚拟节段梁预制线形控制点数据后，取下定点工装，然后在套筒开口端可拆卸安装有封堵装置。
优选的，所述封堵装置为防尘帽，包括塑料盖，所述塑料盖下部直径与套筒内径相匹配，顶部直径大于套筒外径。
一种节段梁虚拟线形控制点的应用，具体包括如下步骤：
步骤1：设置虚点恢复工装，所述虚点恢复工装顶部设置有中心标志，节段梁在运至桥位现场后，在安装测量之前，取下封堵装置，在套筒开口端安装虚点恢复工装，所述虚点恢复工装顶部的中心标志到节段梁的套筒顶面距离等于定点工装的棱镜中心点到套筒顶面距离，所述中心标志即为节段梁线形控制点；
步骤2：在桥梁安装时，在节段梁线形控制点上架设对中杆，使用全站仪测量线形控制点坐标，对节段梁进行空间姿态调整；
步骤3：节段梁安装定位完成后，取下虚点恢复工装，在节段梁上安装封堵装置，同时，将虚点恢复工装循环应用于下一节段梁的安装。
优选的，所述虚点恢复工装包括恢复套筒杆，所述恢复套筒杆一端连接有等高杆，所述等高杆顶部设置有中心标志，所述恢复套筒杆的直径与套筒内径相匹配，所述等高杆的直径与套筒外径相等，所述等高杆的高度与定点工装中棱镜中心到套筒顶面的高度相等。
优选的，所述中心标志为微小凹坑。
优选的，所述恢复套筒杆的直径与所述套筒的内径的匹配公差在0.3mm以内。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所提出的节段梁虚拟线形控制点埋设方法，在没有测量任务时，仅有盖上防尘帽的套筒埋设于节段梁顶面砼内，线形控制点是位于套筒中心母线上高出其顶口一定高度处的虚拟点位。套筒生根于梁顶面砼内，是线形控制点平面位置恢复的唯一约束；本发明制备的定点工装中的棱镜是节段梁工厂预制测量时恢复线形控制点的专用测量目标，虚点恢复工装是节段梁桥位安装测量时恢复线形控制点的专用装置，两个装置的中心点至套筒顶口的高度是相同的，保证了线形控制点在铅垂方向位置的唯一性；这些特征使得本方法所提出的虚拟线形控制点布置具有唯一性、可量测性。本发明所使用的所有套筒杆与套筒的匹配直径公差均可加工到0.3mm以内，套筒杆(套筒)的顶口与其母线的垂直性也可以加工至很高精度，这样就保证了虚拟线形控制点亚毫米级的安置精度。采用本发明方法布置节段梁线形控制点，在节段梁预制测量时，对所有待测虚拟线形控制点全部安置U型棱镜，采用自动化测量方案后，全站仪将不间断逐点测量，达到整体速测的效果，最大化地发挥了自动化测量的效率，测点无需人工安置降低了测量人员劳动强度，工装的高加工精度使得测量精度达到亚毫米级；在节段梁桥位安装测量时，利用虚点恢复工装可恢复线形控制点，进行常规测量即可。
附图说明
图1是套筒结构示意图；
图2是铅垂指示标杆结构示意图；
图3是定点工装结构示意图；
图4是防尘帽结构示意图；
图5是虚点恢复工装结构示意图；
图6是预埋套筒结构示意图；
图7是调直套筒结构示意图；
图8是定点工装安装示意图；
图9是采集虚拟节段梁预制线形控制点数据结构示意图；
图10安装防尘帽结构示意图；
图11是安装虚点恢复工装结构示意图；
图12桥梁安装时测量线形控制点坐标结构示意图；
图13现有技术中一次完整匹配线形数据采集的线形控制点的分布。
其中，附图标记对应的名称为：
1-套筒，2-定点工装，21-棱镜，22-棱镜旋转轴，23-U型镜框，24-工装套筒杆，3-铅垂指示标杆，31-水准气泡，32-气泡杆，33-标杆套筒杆，4-防尘帽，5-虚点恢复工装，51-中心标志，52-等高杆，53-恢复套筒杆，6-节段梁，7-全站仪，8-对中杆。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
常规的节段梁线形控制点布置通常使用十字测钉或在U形钢筋上冲点，是附着在节段梁梁顶面上的实点，在节段梁工厂预制测量时，需要人工对中整平安置对中杆，而节段梁在一次完整匹配线形数据采集时需要测量多达15个线形控制点的坐标，如图13所示，即在节段梁预制时，需要将现浇节段梁一端与匹配节段梁接触，另一端与固定端模接触，随后每片节段梁在中线与两侧边线上布置6个线性控制点，固定端模上中点及两侧设置有三个基准点，上述设置为常规设置，在这里不再进行详细的阐述；因此，在采用全站仪自动化测量方案后，如果还是使用常规的节段梁线形控制点布置方法，测量时需要对所有线形控制点逐个安置对中杆，将不能充分发挥自动化测量的效率最大化，测量人员劳动强度也较大，且线形控制点的测量精度直接受对中杆的安置精度影响，受对中杆圆水准气泡精度、人工操作因素的影响，现有技术中对中杆人工安置误差经验值为1mm。因此，针对上述问题，本申请设置了一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法，具体包括如下步骤，如图6-9所示：
步骤1：预埋套筒：在节段梁砼浇筑完成之后，砼达到初凝状态之前，在节段梁顶面指定位置埋入套筒，所述套筒1如图1所示，为空心圆柱体，所述套筒一端封闭、另一端开口，在述套筒埋入节段梁顶面时，所述套筒开口端朝上，且略高于砼面；
步骤2：调直套筒1，使套筒1基本铅垂；
步骤3：在调整好的套筒1中安装带棱镜的定点工装2，调整定点工装2上的棱镜21，使得棱镜21方向正对全站仪7，而棱镜21中心点位置即为虚拟节段梁线形控制点；
步骤4：使用全站仪7测量棱镜21中心，采集虚拟节段梁预制线形控制点数据。
在上述过程中，所述步骤2中调整套筒采用的是铅垂指示标杆图2所示，所述铅垂指示标杆3包括标杆套筒杆33，所述标杆套筒杆33的直径与所述套筒1的内径相匹配，所述标杆套筒杆33一端连接有气泡杆32，所述气泡杆32内安装有水准气泡31，进一步地，为提高精度，所述标杆套筒杆33的直径与所述套筒1的内径的匹配公差在0.3mm以内。
调直套筒1采用的铅垂指示标杆3使用方法为：将所述铅垂指示标杆3的标杆套筒杆33插入套筒1内，随后调整套筒1，调平铅垂指示标杆3中水准气泡31，即可调直套筒1，使套筒1基本铅垂。
在上述过程中，步骤3中带棱镜的定点工装2具体结构，如图3所示：包括工装套筒杆24，所述工装套筒杆24的直径与所述套筒1的内径相匹配，所述工装套筒杆24一端设置有U型镜框23，所述U型镜框23对称的侧壁上设置有棱镜旋转轴22，所述棱镜旋转轴22上转动设置有棱镜21。进一步地，为了提高精准度，所述工装套筒杆24的直径与所述套筒1的内径的匹配公差在0.3mm以内。
在工厂预制节段梁6后，需要将节段梁6运输至桥位现场进行安装，为了防止套筒1内部进入灰尘等杂物，因此，还设置有步骤5：如图10所示，在采集虚拟节段梁预制线形控制点数据后，取下定点工装2，然后在套筒1开口端可拆卸安装有封堵装置。
上述步骤5中所述封堵装置为防尘帽4，所述防尘帽4位塑料盖，所述塑料盖下部直径与套筒1内径相匹配，顶部直径大于套筒1外径。
上述节段梁虚拟线形控制点的布置，利用定点工装2中的棱镜21中心作为节段梁线形控制点，不需要在定点工装2上安装水准气泡进行调平，且定点工装2上的棱镜21无需人工对点，同时在工装套筒杆24与套筒1内腔直径公差可加工到0.3mm以内，使得定点工装2安置精度达到亚毫米级，与此同时，上述预埋方法适用于节段梁工厂预制自动化测量方案，由前述图13可知，一般单片节段梁6顶面需要布置6个线形控制点，本申请可同时使用多个定点工装2，无需逐个人工架设棱镜，全站仪可一次同时采集所有线形控制点数据，整体速测，安置方便、效率高，且可以循环使用。
上述节段梁虚拟线形控制点在桥位现场的应用，具体包括如下步骤，如图10-12所示：
步骤1：设置虚点恢复工装5，所述虚点恢复工装5顶部设置有中心标志51，节段梁6在运至桥位现场后，在安装测量之前，取下封堵装置，在套筒1开口端安装虚点恢复工装5，所述虚点恢复工装5顶部的中心标志51到节段梁6上的套筒1顶面距离等于定点工装2的棱镜21中心点到套筒1顶面距离，所述中心标志51即为节段梁线形控制点；
步骤2：在桥梁安装时，在节段梁线形控制点上架设对中杆8，使用全站仪7测量线性控制点坐标，对节段梁进行空间姿态调整；
步骤3：节段梁安装定位完成后，取下虚点恢复工装5，在节段梁上安装封堵装置，同时，将虚点恢复工装5循环应用于下一节段梁6的安装。
上述应用过程中，所述虚点恢复工装5具体结构包括恢复套筒杆53，所述恢复套筒杆53一端连接有等高杆52，所述等高杆52顶部设置有中心标志51，所述恢复套筒杆53的直径与套筒1内径相匹配，所述等高杆52的直径与套筒1外径相等，所述等高杆52的高度与定点工装2中的棱镜21中心到套筒1顶面的高度相等。
在上述应用过程中，所述中心标志51为微小凹坑。
为了保证精度，在上述应用过程中，所述恢复套筒杆53的直径与所述套筒1的内径的匹配公差在0.3mm以内。
本发明虚拟线形控制点在节段梁桥位安装测量时，可利用虚点恢复工装恢复线形控制点，进行常规测量即可，且虚拟恢复工装5还可以重复使用。
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披露的技术范围内，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。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1：预埋套筒：在节段梁砼浇筑完成之后，砼达到初凝状态之前，在节段梁顶面指定位置埋入套筒，所述套筒为空心圆柱体，所述套筒一端封闭、另一端开口，在述套筒埋入节段梁顶面时，所述套筒开口端朝上，且略高于砼面；
步骤2：调直套筒，使套筒基本铅垂；
步骤3：在调整好的套筒中安装带棱镜的定点工装，调整定点工装上的棱镜，使得棱镜方向正对全站仪，而棱镜中心点位置即为虚拟节段梁线性控制点；
步骤4：使用全站仪测量棱镜中心，采集虚拟节段梁预制线形控制点数据。
2.根据权利要求1所述的一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法，其特征在于，所述步骤2中调整套筒采用的是铅垂指示标杆，所述铅垂指示标杆包括标杆套筒杆，所述标杆套筒杆的直径与所述套筒的内径相匹配，所述标杆套筒杆一端连接有气泡杆，所述气泡杆内安装有水准气泡。
3.根据权利要求2所述的一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法，其特征在于，所述标杆套筒杆的直径与所述套筒的内径的匹配公差在0.3mm以内。
4.根据权利要求2所述的一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法，其特征在于，采用所述铅垂指示标杆调直套筒的方式为：将所述铅垂指示标杆的标杆套筒杆插入套筒内，随后调整套筒，调平铅垂指示标杆中水准气泡，即可调直套筒，使套筒基本铅垂。
5.根据权利要求1所述的一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法，其特征在于，所述步骤3中带棱镜的定点工装包括工装套筒杆，所述工装套筒杆的直径与所述套筒的内径相匹配，所述工装套筒杆一端设置有U型镜框，所述U型镜框对称的侧壁上设置有棱镜旋转轴，所述棱镜旋转轴上转动设置有棱镜。
6.根据权利要求5所述的一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法，其特征在于，所述工装套筒杆的直径与所述套筒的内径的匹配公差在0.3mm以内。
7.根据权利要求1所述的一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法，其特征在于，还包括步骤5：在采集虚拟节段梁预制线形控制点数据后，取下定点工装，然后在套筒开口端可拆卸安装有封堵装置。
8.根据权利要求7所述的一种节段梁虚拟线形控制点埋设方法，其特征在于，所述封堵装置为防尘帽，包括塑料盖，所述塑料盖下部直径与套筒内径相匹配，顶部直径大于套筒外径。
9.权利要求1-8任一项所述的一种节段梁虚拟线形控制点的应用，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1：设置虚点恢复工装，所述虚点恢复工装顶部设置有中心标志，节段梁在运至桥位现场后，在安装测量之前，取下封堵装置，在套筒开口端安装虚点恢复工装，所述虚点恢复工装顶部的中心标志到节段梁的套筒顶面距离等于定点工装的棱镜中心点到套筒顶面距离，所述中心标志即为节段梁线形控制点；
步骤2：在桥梁安装时，在节段梁线形控制点上架设对中杆，使用全站仪测量线形控制点坐标，对节段梁进行空间姿态调整；
步骤3：节段梁安装定位完成后，取下虚点恢复工装，在节段梁上安装封堵装置，同时，将虚点恢复工装循环应用于下一节段梁的安装。
10.根据权利要求9所述的一种节段梁虚拟线形控制点的应用，其特征在于，所述虚点恢复工装包括恢复套筒杆，所述恢复套筒杆一端连接有等高杆，所述等高杆顶部设置有中心标志，所述恢复套筒杆的直径与套筒内径相匹配，所述等高杆的直径与套筒外径相等，所述等高杆的高度与定点工装中棱镜中心到套筒顶面的高度相等。
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