CN113392464A - 一种提篮拱合龙段的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提篮拱合龙段的加工方法，涉及桥梁技术领域，所述加工方法包括：步骤S10，在桥梁待合龙两侧的每个拱肋上选取一个测量截面，并在该测量截面的拱肋顶板和底板上且沿对应的拱肋中心线两侧对称设置测点。具体地，桥梁待合龙两侧通常有四个拱肋；步骤S20，以理论拱顶截面为基准截面，根据该测量截面的测点的三维坐标、该测量截面与对应的拱肋端口截面间隔的距离，计算拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度；步骤S30，根据拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度切割预制的合龙段结构得到最终的合龙段结构。本发明的加工方法操作简单，得到最终的合龙段结构，加工精度高。

Description

一种提篮拱合龙段的加工方法

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，特别涉及一种提篮拱合龙段的加工方法。

背景技术

目前，拱桥合龙时，一般采取单拱吊装合龙，吊装前要对合龙口进行监测，然后再根据监测结果对合龙段的长度进行计算，常规拱桥合龙段长度为2-4m，长度较小，且合龙段大致处于直线上，其长度可简单计算得出，根据计算结果基本可以准确切割预制的合龙段得到最终吊装施工的合龙段。

但是，对于提篮拱桥相对于一般拱桥而言，合龙段是一个空间结构，如果合龙段的上、下游采取整体吊装施工，当合龙段长度越大时，其所在的曲线曲率就大，线形效应就越明显，监测的坐标如果通过简单的加减计算确定长度，会导致计算结果偏差较大，进而导致最后预制的合龙段切割后，加工精度较差，不满足施工需求。

发明内容

本发明实施例提供一种提篮拱合龙段的加工方法，以解决相关技术中合龙段结构加工精度不足的技术问题。

本发明实施例提供了一种提篮拱合龙段的加工方法，包括：

在桥梁待合龙两侧的每个拱肋上选取一个测量截面，并在该测量截面的拱肋顶板和底板上且沿对应的拱肋中心线两侧对称设置测点；

以理论拱顶截面为基准截面，根据该测量截面的测点的三维坐标、该测量截面与对应的拱肋端口截面间隔的距离，计算拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度；

根据拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度切割预制的合龙段结构得到最终的合龙段结构。

一些实施例中，所述以理论拱顶截面为基准截面，根据该测量截面的测点的三维坐标、该测量截面与对应的拱肋端口截面间隔的距离，计算拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度的步骤，包括：

分别测量测点1、2、3和4的三维坐标；其中，测点1、2、3和4分别为测量截面的顶板和底板上且沿对应的拱肋中心线两侧对称设置的4个测点，测点1、3到拱肋中心线的距离相等且位于拱肋中心线一侧，测点2、4位于拱肋中心线另一侧；

根据测点1、2、3和4的三维坐标，分别计算测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度；

根据测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度，计算得到拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度。

一些实施例中，所述根据测点1、2、3和4的三维坐标，分别计算测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度的步骤，包括：

根据公式L₁＝X₀-X₁-d₁cosα₁计算拱肋端口截面的顶板对应于测点1到基准截面的水平长度L₁；

根据公式L₃＝X₀-X₃-d₁cosα₁计算拱肋端口截面的顶板对应于测点3到基准截面的水平长度L₃；

其中，X₀为理论拱顶截面与X轴交点的坐标；Y₀为拱肋A所在拱轴线的拱脚Y坐标；d₁为测量截面与对应的拱肋端口截面间隔的距离；测点1、3的三维坐标为(X₁,Y₁,Z₁)、(X₃,Y₃,Z₃)；α₁为测点1、3所在拱肋轮廓线与水平面夹角，且：

β为拱肋内倾角。

一些实施例中，所述根据测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度，计算得到拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度的步骤，包括：

在CAD中建立测量截面的拱肋顶板和底板的轮廓线、理论拱顶截面的辅助线；

将理论拱顶截面的辅助线偏移L₁和L₃，分别与该拱肋顶板和底板的轮廓线相交于两点；

使用CAD中的LIST命令计算两个相交点到理论拱顶截面的辅助线的曲线长度

得到该测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度D₁和D₃。

一些实施例中，所述根据测点1、2、3和4的三维坐标，分别计算测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度的步骤，还包括：

根据公式L₂＝X₀-X₂-d₁cosα₂计算拱肋端口截面的顶板对应于测点2到基准截面的水平长度；

根据公式L₄＝X₀-X₄-d₁cosα₄计算拱肋端口截面的顶板对应于测点4到基准截面的水平长度；

其中，测点2、4的三维坐标为(X₂,Y₂,Z₂)、(X₄,Y₄,Z₄)，α₂为测点2、4所在拱肋轮廓线与水平面夹角，且：

一些实施例中，所述分别测量测点1、2、3和4的三维坐标的步骤，包括：

以桥纵向为X轴，桥横向为Y轴，高程为Z轴，拱肋脚连线与桥面中心线交点为坐标原点，建立空间直角坐标系；

在测点1、2、3和4上均设置标准杆和棱镜，通过全站仪测量测点1、2、3和4的三维坐标。

一些实施例中，所述根据测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度，计算得到拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度的步骤之后，包括：

根据施工合龙段结构时的温度和测量测点1、2、3和4的三维坐标时的温度，对拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度进行修正。

一些实施例中，所述在桥梁待合龙两侧的每个拱肋上选取一个测量截面，并在该测量截面的拱肋顶板和底板上且沿对应的拱肋中心线两侧对称设置测点的步骤，包括：

使测点1、2、3和4到拱肋中心线的距离均为700～800mm。

一些实施例中，所述在桥梁待合龙两侧的每个拱肋上选取一个测量截面，并在该测量截面的拱肋顶板和底板上且沿对应的拱肋中心线两侧对称设置测点的步骤，包括：

使选取的测量截面与对应的拱肋端口截面间隔的距离为50-100mm。

一些实施例中，所述根据拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度切割预制的合龙段结构得到最终的合龙段结构的步骤之前，包括：

根据拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度，使用标定的卷尺与拉力计在预制的合龙段结构上进行切割标记。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种提篮拱合龙段的加工方法，通过在待安装合龙段结构的拱肋上设置测点，并测量测点的三维坐标，以理论拱顶截面为基准截面，计算预制的合龙段结构在基准截面两侧的曲线长度，根据曲线长度切除预制的合龙段结构多余的部分，得到最终的合龙段结构，操作简单，加工精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种提篮拱合龙段的加工方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的步骤S20的一个实施流程图；

图3为本发明实施例提供的测点设置的立面图；

图4为本发明实施例提供的测点设置的截面图；

图5为本发明实施例提供的拱肋A处合龙段结构曲线长度的计算示意图；

图6为本发明实施例提供的步骤S203的一个实施流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种提篮拱合龙段的加工方法，其能解决现有合龙段结构加工精度不足的技术问题。

参见图1所示，一种提篮拱合龙段的加工方法，包括：

步骤S10，在桥梁待合龙两侧的每个拱肋上选取一个测量截面，并在该测量截面的拱肋顶板和底板上且沿对应的拱肋中心线两侧对称设置测点。具体地，桥梁待合龙两侧通常有四个拱肋。

步骤S20，以理论拱顶截面为基准截面，根据该测量截面的测点的三维坐标、该测量截面与对应的拱肋端口截面间隔的距离，计算拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度。

步骤S30，根据拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度切割预制的合龙段结构得到最终的合龙段结构。

本发明实施例中的提篮拱合龙段的加工方法，通过在待安装合龙段结构的拱肋上设置测点，并测量测点的三维坐标，以理论拱顶截面为基准截面，计算预制的合龙段结构在基准截面两侧的曲线长度，根据曲线长度切除预制的合龙段结构多余的部分，得到最终的合龙段结构，操作简单，加工精度高。

作为可选的实施方式，参见图2所示，所述以理论拱顶截面为基准截面，根据该测量截面的测点的三维坐标、该测量截面与对应的拱肋端口截面间隔的距离，计算拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度的步骤，包括：

步骤S201，分别测量测点1、2、3和4的三维坐标。其中，测点1、2、3和4分别为测量截面的顶板和底板上且沿对应的拱肋中心线两侧对称设置的4个测点，测点1、3到拱肋中心线的距离相等且位于拱肋中心线一侧，测点2、4位于拱肋中心线另一侧。

参见图3和图4所示，在待安装合龙段结构的拱肋A和拱肋B上均设置有测点1、2、3和4。优选地，设置测点时，可使测点1、2、3和4到拱肋中心线的距离d₂均为700～800mm，可使选取的测量截面与对应的拱肋端口截面间隔的距离d₁为50～100mm。

步骤S202，根据测点1、2、3和4的三维坐标，分别计算测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度。

进一步地，参见图5所示，以拱肋A为例，所述根据测点1、2、3和4的三维坐标，分别计算测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度的步骤，包括：

根据公式L₁＝X₀-X₁-d₁cosα₁计算拱肋端口截面的顶板对应于测点1到基准截面的水平长度L₁。

根据公式L₃＝X₀-X₃-d₁cosα₁计算拱肋端口截面的顶板对应于测点3到基准截面的水平长度L₃。

其中，X₀为理论拱顶截面与X轴交点的坐标；Y₀为拱肋A所在拱轴线的拱脚Y坐标；d₁为测量截面与对应的拱肋端口截面间隔的距离；测点1、3的三维坐标为(X₁,Y₁,Z₁)、(X₃,Y₃,Z₃)；α₁为测点1、3所在拱肋轮廓线与水平面夹角，且：

β为拱肋内倾角。

需要说明的是，参见图5所示，测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度，更具体地是指拱肋端口截面的顶板和底板上对应于测点1、2、3和4到基准截面的水平长度。

同理，根据公式L₂＝X₀-X₂-d₁cosα₂计算拱肋端口截面的顶板对应于测点2到基准截面的水平长度。

根据公式L₄＝X₀-X₄-d₁cosα₄计算拱肋端口截面的顶板对应于测点4到基准截面的水平长度。

其中，测点2、4的三维坐标为(X₂,Y₂,Z₂)、(X₄,Y₄,Z₄)，α₂为测点2、4所在拱肋轮廓线与水平面夹角，且：

步骤S203，根据测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度计算得到测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度。

进一步地，参见图5和图6所示，所述根据测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度，计算得到拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度的步骤，包括：

步骤S2031，在CAD中建立测量截面的拱肋顶板和底板的轮廓线、理论拱顶截面的辅助线。

步骤S2032，将理论拱顶截面的辅助线偏移L₁和L₃，分别与该拱肋顶板和底板的轮廓线相交于两点。

步骤S2033，使用CAD中的LIST命令计算两个相交点到理论拱顶截面的辅助线的曲线长度。

步骤S2034，得到该测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度D₁和D₃。

同理，可以得到拱肋A测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度D₂和D₄。

更进一步地，同理可以得到拱肋B以及桥梁另一侧拱肋A’、B’的测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度D₁、D₂、D₃和D₄。

利用成熟的CAD软件，计算拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度的方法，简单快捷。

作为可选的实施方式，所述分别测量测点1、2、3和4的三维坐标的步骤，包括：

以桥纵向为X轴，桥横向为Y轴，高程为Z轴，拱肋脚连线与桥面中心线交点为坐标原点，建立空间直角坐标系。

在测点1、2、3和4上均设置标准杆和棱镜，通过全站仪测量测点1、2、3和4的三维坐标。

作为可选的实施方式，所述根据测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度，计算得到拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度的步骤之后，包括：

根据施工合龙段结构时的温度和测量测点1、2、3和4的三维坐标时的温度，对拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度进行修正。

具体地，可对所有测点连续监测多天，钢结构桥梁受温度影响较大，监测时记录对应的三维坐标和温度，通过监测结果找出测点的三维坐标随温度变化规律，方便修正计算结果。

作为可选的实施方式，所述根据拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度切割预制的合龙段结构得到最终的合龙段结构的步骤之前，包括：

根据拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度，使用标定的卷尺与拉力计在预制的合龙段结构上进行切割标记。

具体地，预制合龙段结构时，在板单元加工完成后，在合龙段结构顶、底、腹板上分别标出理论拱顶截面所在位置，然后再将板单元拼装成整体预制合龙段结构。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种提篮拱合龙段的加工方法，其特征在于，包括：

在桥梁待合龙两侧的每个拱肋上选取一个测量截面，并在该测量截面的拱肋顶板和底板上且沿对应的拱肋中心线两侧对称设置测点；

以理论拱顶截面为基准截面，根据该测量截面的测点的三维坐标、该测量截面与对应的拱肋端口截面间隔的距离，计算拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度；

根据拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度切割预制的合龙段结构得到最终的合龙段结构。

2.如权利要求1所述的一种提篮拱合龙段的加工方法，其特征在于，所述以理论拱顶截面为基准截面，根据该测量截面的测点的三维坐标、该测量截面与对应的拱肋端口截面间隔的距离，计算拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度的步骤，包括：

分别测量测点1、2、3和4的三维坐标；其中，测点1、2、3和4分别为测量截面的顶板和底板上且沿对应的拱肋中心线两侧对称设置的4个测点，测点1、3到拱肋中心线的距离相等且位于拱肋中心线一侧，测点2、4位于拱肋中心线另一侧；

根据测点1、2、3和4的三维坐标，分别计算测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度；

根据测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度，计算得到拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度。

3.如权利要求2所述的提篮拱合龙段的加工方法，其特征在于，所述根据测点1、2、3和4的三维坐标，分别计算测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度的步骤，包括：

根据公式L₁＝X₀-X₁-d₁cosα₁计算拱肋端口截面的顶板对应于测点1到基准截面的水平长度L₁；

根据公式L₃＝X₀-X₃-d₁cosα₁计算拱肋端口截面的顶板对应于测点3到基准截面的水平长度L₃；

其中，X₀为理论拱顶截面与X轴交点的X坐标值；Y₀为拱肋A所在拱轴线的拱脚Y坐标；d₁为测量截面与对应的拱肋端口截面间隔的距离；测点1、3的三维坐标为(X₁,Y₁,Z₁)、(X₃,Y₃,Z₃)；α₁为测点1、3所在拱肋轮廓线与水平面夹角，且：

β为拱肋内倾角。

4.如权利要求3所述的提篮拱合龙段的加工方法，其特征在于，所述根据测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度，计算得到拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度的步骤，包括：

在CAD中建立测量截面的拱肋顶板和底板的轮廓线、理论拱顶截面的辅助线；

将理论拱顶截面的辅助线偏移L₁和L₃，分别与该拱肋顶板和底板的轮廓线相交于两点；

使用CAD中的LIST命令计算两个相交点到理论拱顶截面的辅助线的曲线长度

得到该测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度D₁和D₃。

5.如权利要求2所述的提篮拱合龙段的加工方法，其特征在于，所述根据测点1、2、3和4的三维坐标，分别计算测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度的步骤，还包括：

根据公式L₂＝X₀-X₂-d₁cosα₂计算拱肋端口截面的顶板对应于测点2到基准截面的水平长度；

根据公式L₄＝X₀-X₄-d₁cosα₄计算拱肋端口截面的顶板对应于测点4到基准截面的水平长度；

其中，测点2、4的三维坐标为(X₂,Y₂,Z₂)、(X₄,Y₄,Z₄)，α₂为测点2、4所在拱肋轮廓线与水平面夹角，且：

6.如权利要求2所述的一种提篮拱合龙段的加工方法，其特征在于，所述分别测量测点1、2、3和4的三维坐标的步骤，包括：

以桥纵向为X轴，桥横向为Y轴，高程为Z轴，拱肋脚连线与桥面中心线交点为坐标原点，建立空间直角坐标系；

在测点1、2、3和4上均设置标准杆和棱镜，通过全站仪测量测点1、2、3和4的三维坐标。

7.如权利要求2所述的一种提篮拱合龙段的加工方法，其特征在于，所述根据测量截面对应的拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的水平长度，计算得到拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度的步骤之后，包括：

根据施工合龙段结构时的温度和测量测点1、2、3和4的三维坐标时的温度，对拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度进行修正。

8.如权利要求2所述的一种提篮拱合龙段的加工方法，其特征在于，所述在桥梁待合龙两侧的每个拱肋上选取一个测量截面，并在该测量截面的拱肋顶板和底板上且沿对应的拱肋中心线两侧对称设置测点的步骤，包括：

使测点1、2、3和4到拱肋中心线的距离均为700～800mm。

9.如权利要求1所述的一种提篮拱合龙段的加工方法，其特征在于，所述在桥梁待合龙两侧的每个拱肋上选取一个测量截面，并在该测量截面的拱肋顶板和底板上且沿对应的拱肋中心线两侧对称设置测点的步骤，包括：

使选取的测量截面与对应的拱肋端口截面间隔的距离为50-100mm。

10.如权利要求1所述的一种提篮拱合龙段的加工方法，其特征在于，所述根据拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度切割预制的合龙段结构得到最终的合龙段结构的步骤之前，包括：

根据拱肋端口截面的顶板和底板到基准截面的曲线长度，使用标定的卷尺与拉力计在预制的合龙段结构上进行切割标记。

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