CN116222524A - 斜拉桥钢锚梁快速定位测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁施工测量技术领域，公开了一种斜拉桥钢锚梁快速定位测量方法，其包括：将钢锚梁调整至理论姿态；记录钢锚梁两个锚固点和两个索道管出口中心点的理论姿态坐标，在钢锚梁上选择三个以上的点作为参考点，测量各个参考点的第一定位坐标，得出各个参考点与锚固点的相对几何关系、各个参考点与索道管出口中心点的相对几何关系；将钢锚梁放在锚固区，根据锚固点和索道管出口中心点的理论安装坐标，结合相对几何关系推算出各个参考点的理论定位坐标，测量各个参考点的第二定位坐标，根据各个参考点的第二定位坐标与其理论定位坐标的定位偏差值，调整钢锚梁至就位。本发明具有降低钢锚梁定位测量的难度、提高钢锚梁定位测量效率的效果。

Description

斜拉桥钢锚梁快速定位测量方法

技术领域

本申请涉及桥梁施工测量技术领域，具体涉及一种斜拉桥钢锚梁快速定位测量方法。

背景技术

钢锚梁是斜拉桥索塔的关键承力结构，其通常采用索道管、长方体钢梁固结体及牛腿的形式，一般位于索塔上塔柱，定位精度要求较高，具体来讲，钢锚梁锚固点、出口中心点平面允许偏差为5mm，锚固点至出口中心点轴线相对允许偏差仅为3mm。

传统钢锚梁定位测量中，一般使用测量工装来实体化锚固点和出口中心点的三维坐标，间接测量钢锚梁索道的轴线进行定位；施工人员进行测量操作时，先在锚固板和索道管出口处安装预先制作的实体测量工装，然后通过实体构件中心替代锚固点和索道管出口中心点，并在实体构件中心上安置棱镜，再分别测量锚固点和出口中心点的三维坐标。

但是，施工人员在安装测量工装时，工序较为复杂，需要多名测量人员在高空进行相互配合才能完成；除此之外，由于钢锚梁索道和测量工装均处于倾斜状态，在倾斜的测量工装上安装棱镜也较为困难；总体来讲，钢锚梁的定位测量较为困难，操作效率较低。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种斜拉桥钢锚梁快速定位测量方法，以降低钢锚梁定位测量的难度，提高钢锚梁定位测量的效率。

为达到以上目的，本申请采取的技术方案是：

本申请提供一种斜拉桥钢锚梁快速定位测量方法，包括：将待吊装钢锚梁调整至理论姿态，使其与在塔柱上架设就位的姿态一致；记录钢锚梁两个锚固点和两个索道管出口中心点的理论姿态坐标，在钢锚梁上选择三个以上的点作为参考点，测量各个参考点的第一定位坐标，得出各个参考点与锚固点的相对几何关系、以及各个参考点与索道管出口中心点的相对几何关系；将调整姿态后的钢锚梁放置在锚固区，根据钢锚梁的锚固点和索道管出口中心点的理论安装坐标，结合所述相对几何关系推算出各个参考点的理论定位坐标，然后测量各个参考点的第二定位坐标，根据各个参考点的第二定位坐标与其理论定位坐标的定位偏差值，调整钢锚梁至就位。

一种更为优选的改进中，所述在钢锚梁上选择三个以上的点作为参考点，测量各个参考点的第一定位坐标之后还包括：在钢锚梁上各个参考点之外的地方选择若干个校核点，测量各个校核点的第一校核坐标，得出各个校核点与锚固点的第一相对几何关系、各个校核点与索道管出口中心点的第一相对几何关系；所述根据各个参考点的第二定位坐标与其理论定位坐标的定位偏差值，调整钢锚梁至就位之后还包括：测量各个校核点的第二校核坐标，检查并校正钢锚梁的位置。

一种更为优选的改进中，所述测量各个参考点的第一定位坐标具体步骤包括：采用大桥独立坐标系，校准全站仪；使用所述全站仪对钢锚梁上的各个参考点进行测量，得出各个参考点的第一定位坐标。

一种更为优选的改进中，所述测量各个校核点的第一校核坐标具体步骤包括：采用大桥独立坐标系，校准全站仪；使用所述全站仪对钢锚梁上的各个校核点进行测量，得出各个校核点的第一校核坐标。

一种更为优选的改进中，所述调整钢锚梁至理论姿态的具体步骤包括：将钢锚梁放置在加工胎具上；使用所述全站仪测量调整装置上的两个锚固点和两个索道管出口中心点的实际姿态坐标，比较所述实际姿态坐标与理论姿态坐标的差值；在加工胎具上，根据所述差值调整钢锚梁至理论姿态。

一种更为优选的改进中，所述校准全站仪具体步骤包括：在钢锚梁测量区域布设多个控制点，将全站仪放置在一个已知控制点上，后视另一已知控制点。

一种更为优选的改进中，所述测量各个参考点的第二定位坐标具体步骤包括：在塔柱锚固区的基准点上设置全站仪，并对全站仪进行校准；使用全站仪测量各个参考点，得出各个参考点的第二定位坐标。

一种更为优选的改进中，所述测量各个校核点的第二校核坐标具体步骤包括：在塔柱锚固区的基准点上设置全站仪，并对全站仪进行校准；使用全站仪测量各个校核点，得出各个校核点的第二校核坐标。

一种更为优选的改进中，所述检查并校正钢锚梁的位置具体步骤包括：根据钢锚梁的锚固点和索道管出口中心点的理论安装坐标，结合所述第一相对几何关系推算出各个校核点的理论校核坐标，根据各个校核点的第二校核坐标与其理论校核坐标的校核偏差值，校正钢锚梁的位置；检查各个参考点的第二定位坐标与其理论定位坐标的定位偏差值，根据定位偏差值校正钢锚梁的位置，直至各个定位偏差值和各个校核偏差值都满足要求。

一种更为优选的改进中，所述校核点有两个，两个校核点分别位于索道管出口的底端。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

在钢锚梁的安装过程中，施工人员先在加工胎具上将钢锚梁调整至理论状态，这时候，施工人员记录钢锚梁两个锚固点与两个索道管出口中心的理论姿态坐标；然后施工人员在钢锚梁上选择三个以上的点作为参考点并测量其第一定位坐标，得出参考点与锚固点、索道管出口中心点的坐标关系；最后将钢锚梁放在锚固区后，由于有锚固点和索道管出口中心点的理论安装坐标，因此，可以间接的得出各个参考点的理论定位坐标，此时调节参考点的第二定位坐标即可完成钢锚梁的安装；综上，在对钢锚梁进行安装的整个过程中，参考点的布置在地面上完成，降低了施工人员的操作难度；另外，由于参考点选择在钢锚梁的实体上，无需使用测量工装模拟，一方面减少了施工人员操作的步骤，另一方面，减少了测量过程中的累计误差；因此，该定位测量方法降低钢锚梁定位测量的难度，提高了钢锚梁定位的效率，同时提高了钢锚梁的定位精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例中斜拉桥钢锚梁快速定位测量方法的流程图；

图2为本申请实施例钢锚梁的结构示意图。

附图标记：

1、钢锚梁；2、参考点；3、校核点；4、锚固点；5、索道管出口中心点。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本申请提供一种斜拉桥钢锚梁快速定位测量方法的实施例，以降低钢锚梁定位测量的难度，提高钢锚梁定位测量的效率。

结合图1和图2，本申请提供一种斜拉桥钢锚梁1快速定位测量方法的实施例，其步骤包括：

S 1、将待吊装钢锚梁1调整至理论姿态，使其与在塔柱上架设就位的姿态一致。

S2、记录钢锚梁1两个锚固点4和两个索道管出口中心的理论姿态坐标，在钢锚梁1上选择三个以上的点作为参考点2，测量各个参考点2的第一定位坐标，得出各个参考点2与锚固点4的相对几何关系、以及各个参考点2与索道管出口中心点5的相对几何关系。

S3、将调整姿态后的钢锚梁1放置在锚固区，根据钢锚梁1的锚固点4和索道管出口中心点5的理论安装坐标，结合相对几何关系推算出各个参考点2的理论定位坐标，然后测量各个参考点2的第二定位坐标，根据各个参考点2的第二定位坐标与其理论定位坐标的定位偏差值，调整钢锚梁1至就位。

在进行步骤S1和S2时，钢锚梁1的测量均在钢锚梁1的加工车间进行，进行步骤S3时，钢锚梁1被吊装至索塔上塔柱的锚固区。

具体来讲，结合图1和图2，步骤S1中将待吊装钢锚梁1调整至理论姿态的具体实施步骤包括：

S11、将钢锚梁1放置在加工胎具上。

S12、采用大桥独立坐标系，在加工胎具区域校准全站仪。

S13、使用全站仪测量加工胎具上的两个锚固点4和两个索道管出口中心点5的实际姿态坐标，比较实际姿态坐标与理论姿态坐标的差值；在加工胎具上，根据差值调整钢锚梁1至理论姿态。

对于步骤S11，加工胎具为加工钢锚梁1所使用的加工工装，方便后期调整钢锚梁1的姿态。加工胎具在加工坐标系(加工钢锚梁1时所使用的坐标系)中具有确定的位置，因此，钢锚梁1在加工胎具上调整至理论姿态时，两个锚固点4和两个索道管出口中心点5在加工坐标系中均具有确定的理论加工坐标。

在其他实施方式中，钢锚梁1还可以放在其他能够调整钢锚梁1姿态的装置上进行，但由于在加工胎具上对钢锚梁1进行定位以及调整较为方便，因此，本申请中优选在加工胎具上对钢锚梁1的姿态进行调整。

为了方便工作人员进行测量工作，在步骤S12中，使用大桥独立坐标系，根据加工坐标系和大桥独立坐标系之间的关系，经过坐标转换后，两个锚固点4和两个索道管出口中心点5在加工坐标系中的理论加工坐标被转换为在大桥独立坐标系中的理论姿态坐标。

具体来讲，在步骤S12中，在加工胎具区域校准全站仪的具体步骤为：

S121、在钢锚梁1测量区域布设多个控制点，将全站仪放置在其中一个已知控制点上，后视另一已知控制点。

完成步骤S121之后，全站仪得到了校准，此时，在进行步骤S13时，由于锚固点4和索道管出口中心点5都为虚拟点，因此，工作人员对锚固点4和索道管出口中心点5的实际姿态坐标进行测量时，需要在两个锚固点4和两个索道管出口中心点5的位置处安装测量工装，使用测量工装模拟出虚拟点，然后在测量工装上安装棱镜，再使用全站仪测量两个锚固点4和两个索道管出口中心点5的实际姿态坐标，比较实际姿态坐标与理论姿态坐标的差值。接下来，在加工胎具上，根据差值将钢锚梁1调整至理论姿态。

在接下来的步骤S2中，参照图2，本实施例中在钢锚梁1上选择了四个参考点2，在其他实施方式中，还可以在钢锚梁1上选择3个、5个、6个等其他数量的点，只要大于等于3个即可。为了方便对四个参考点2的第一定位坐标进行测量，四个参考点2分别位于钢锚梁1顶面的四个角上，这样的话，工作人员在顶面的四个角上分别使用冲钉进行冲点后，能够较为方便的在冲点的位置处安装棱镜，棱镜安装完成后，使用调整钢锚梁1理论姿态时所使用的全站仪完成四个参考点2的第一定位坐标的测量。

由于在步骤S12中已经得到了两个锚固点4和两个索道管出口中心点5的理论姿态坐标，此时，将四个参考点2的第一定位坐标和两个锚固点4理论姿态坐标进行对比，将四个参考点2的第一定位坐标和两个索道管出口中心点5的理论姿态坐标进行对比，即可得到各个参考点2与锚固点4的相对几何关系、以及各个参考点2与索道管出口中心点5的相对几何关系。

完成了上述步骤后，即可进行后续的S3步骤，由于设计人员在设计桥梁时，各个锚固区上两个锚固点4和两个索道管出口中心点5均具有理论安装坐标，在步骤S2中，得到了各个参考点2与锚固点4的相对几何关系、以及各个参考点2与索道管出口中心点5的相对几何关系，因此，可以根据两个锚固点4和两个索道管出口中心点5的理论安装坐标，然后结合各个相对几何关系反推出四个参考点2的理论定位坐标。当工作人员使用吊装设备将钢锚梁1吊装至锚固区后，对各个参考点2的第二定位坐标进行测量，然后计算各个参考点2的第二定位坐标和其理论坐标的定位偏差值，根据定位偏差值调整钢锚梁1至就位。

其中，对各个参考点2的第二定位坐标进行测量具体步骤包括：

S31、在塔柱锚固区的基准点上设置全站仪，并对全站仪进行校准，然后使用全站仪测量各个参考点2，得出各个参考点2的第二定位坐标。

在S31步骤中，校准全站仪的步骤S311为：在塔柱锚固区设置多个控制点，然后选取其中一个控制点做为基准点，将全站仪设置在基准点上，然后使用全站仪后视另一控制点，完成全站仪的校准。

通过上述步骤之后，钢锚梁1得以完成定位和安装，和现有技术相比，在对钢锚梁1进行安装的整个过程中，对锚固点4和索道管出口中心点5的定位转化为钢锚梁1实体上参考点2的定位，参考点2的选取在地面上完成，降低了施工人员的操作难度；另外，由于参考点2选择在钢锚梁1的实体上，无需使用测量工装模拟，可以直接在参考点2处架设棱镜，一方面减少了施工人员操作的步骤，另一方面，减少了测量过程中的累计误差；因此，该定位测量方法降低了钢锚梁1定位测量的难度，提高了钢锚梁1定位的效率，同时提高了钢锚梁1的定位精度。

在实际的施工过程中，为了确保钢锚梁1安装位置的准确性，工作人员还需要对安装后的钢锚梁1进行进一步的验收和校核，为此，参照图2，在钢锚梁1上选择三个以上的点作为参考点2，测量各个参考点2的第一定位坐标之后还包括步骤S21：在钢锚梁1上各个参考点2之外的地方选择若干个校核点3，测量各个校核点3的第一校核坐标，得出各个校核点3与锚固点4的第一相对几何关系、各个校核点3与索道管出口中心点5的第一相对几何关系。对应的，根据各个参考点2的第二定位坐标与其理论定位坐标的定位偏差值，调整钢锚梁1至就位之后还包括步骤S 32：测量各个校核点3的第二校核坐标，检查并校正钢锚梁1的位置。

具体的，在步骤S21中，可以选取1个、2个、3个或者更多的校核点3，本实施例中选取了两个校核点3，且两个校核点3分别位于索道管出口的底端；通过这样的设置，两个校核点3位于钢锚梁1上间距最长的两个位置，符合长边校正短边的误差传播定律，确保了校核的精度。在对各个校核点3的第一校核坐标进行测量时，在索道管出口的底端易于安装棱镜的位置处，使用冲钉进行冲点，然后在两个冲点的位置处安装棱镜。对两个校核点3的测量同样采用全站仪，且全站仪和调整钢锚梁1理论姿态时所使用的全站仪为同一个全站仪。

在步骤S32中，测量各个校核点3的第二校核坐标时采用全站仪，且全站仪和测量各个参考点2的第二定位坐标所使用的全站仪为同一个全站仪。

具体的，在步骤S32中，检查并校正钢锚梁1的位置的具体步骤为：

S321、根据钢锚梁1的锚固点4和索道管出口中心点5的理论安装坐标，结合第一相对几何关系推算出各个校核点3的理论校核坐标，根据各个校核点3的第二校核坐标与其理论校核坐标的校核偏差值，校正钢锚梁1的位置；

S322、检查各个参考点2的第二定位坐标与其理论定位坐标的定位偏差值，根据定位偏差值校正钢锚梁1的位置，直至各个定位偏差值和各个校核偏差值都满足要求。

工作人员使用参考点2对钢锚梁1进行安装后，然后使用校核点3对钢锚梁1的位置进行进一步校核，并结合参考点2和校核点3，对钢锚梁1的姿态进行调整，使得钢锚梁1的位置更加精确，进一步的提高了钢锚梁1的定位测量精度。

本申请实施例的工作原理为：当施工人员对钢锚梁1进行安装时，先将钢锚梁1放置于加工胎具上，然后在钢锚梁1的测量区域校准全站仪，将钢锚梁1调整至理论姿态。然后在钢锚梁1的顶面上选择四个参考点2，在两个索道管出口的底端分别选择一个校核点3，使用全站仪测量出四个参考点2的第一定位坐标，测量出两个校核点3的第一校核坐标，得出四个参考点2与锚固点4的相对几何关系、四个参考点2与索道管出口中心点5的相对几何关系、两个校核点3与锚固点4的第一相对几何关系、两个校核点3与索道管出口中心点5的第一相对几何关系。接下来，将钢锚梁1吊装至锚固区，对四个参考点2的第二定位坐标进行测量，根据各个参考点2的第二定位坐标和其理论坐标的定位偏差值将钢锚梁1调整至就位。最后，使用两个校核点3对钢锚梁1的位置进行校核，将四个参考点2和两个校核点3结合，校正钢锚梁1的位置。

本申请不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。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申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，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。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种斜拉桥钢锚梁(1)快速定位测量方法，其特征在于，包括：

将待吊装钢锚梁(1)调整至理论姿态，使其与在塔柱上架设就位的姿态一致；

记录钢锚梁(1)两个锚固点(4)和两个索道管出口中心点(5)的理论姿态坐标，在钢锚梁(1)上选择三个以上的点作为参考点(2)，测量各个参考点(2)的第一定位坐标，得出各个参考点(2)与锚固点(4)的相对几何关系、以及各个参考点(2)与索道管出口中心点(5)的相对几何关系；

将调整姿态后的钢锚梁(1)放置在锚固区，根据钢锚梁(1)的锚固点(4)和索道管出口中心点(5)的理论安装坐标，结合所述相对几何关系推算出各个参考点(2)的理论定位坐标，然后测量各个参考点(2)的第二定位坐标，根据各个参考点(2)的第二定位坐标与其理论定位坐标的定位偏差值，调整钢锚梁(1)至就位。

2.根据权利要求1所述的一种斜拉桥钢锚梁(1)快速定位测量方法，其特征在于：所述在钢锚梁(1)上选择三个以上的点作为参考点(2)，测量各个参考点(2)的第一定位坐标之后还包括：在钢锚梁(1)上各个参考点(2)之外的地方选择若干个校核点(3)，测量各个校核点(3)的第一校核坐标，得出各个校核点(3)与锚固点(4)的第一相对几何关系、各个校核点(3)与索道管出口中心点(5)的第一相对几何关系；

所述根据各个参考点(2)的第二定位坐标与其理论定位坐标的定位偏差值，调整钢锚梁(1)至就位之后还包括：测量各个校核点(3)的第二校核坐标，检查并校正钢锚梁(1)的位置。

3.根据权利要求1所述的一种斜拉桥钢锚梁(1)快速定位测量方法，其特征在于：所述测量各个参考点(2)的第一定位坐标具体步骤包括：

采用大桥独立坐标系，校准全站仪；

使用所述全站仪对钢锚梁(1)上的各个参考点(2)进行测量，得出各个参考点(2)的第一定位坐标。

4.根据权利要求2所述的一种斜拉桥钢锚梁(1)快速定位测量方法，其特征在于：所述测量各个校核点(3)的第一校核坐标具体步骤包括：

采用大桥独立坐标系，校准全站仪；

使用所述全站仪对钢锚梁(1)上的各个校核点(3)进行测量，得出各个校核点(3)的第一校核坐标。

5.根据权利要求3或4中任意一项所述的一种斜拉桥钢锚梁(1)快速定位测量方法，其特征在于：所述调整钢锚梁(1)至理论姿态的具体步骤包括：

将钢锚梁(1)放置在加工胎具上；

使用所述全站仪测量调整装置上的两个锚固点(4)和两个索道管出口中心点(5)的实际姿态坐标，比较所述实际姿态坐标与理论姿态坐标的差值；

在加工胎具上，根据所述差值调整钢锚梁(1)至理论姿态。

6.根据权利要求3或4中任意一项所述的一种斜拉桥钢锚梁(1)快速定位测量方法，其特征在于：所述校准全站仪具体步骤包括：

在钢锚梁(1)测量区域布设多个控制点，将全站仪放置在一个已知控制点上，后视另一已知控制点。

7.根据权利要求1所述的一种斜拉桥钢锚梁(1)快速定位测量方法，其特征在于，所述测量各个参考点(2)的第二定位坐标具体步骤包括：

在塔柱锚固区的基准点上设置全站仪，并对全站仪进行校准；

使用全站仪测量各个参考点(2)，得出各个参考点(2)的第二定位坐标。

8.根据权利要求2所述的一种斜拉桥钢锚梁(1)快速定位测量方法，其特征在于，所述测量各个校核点(3)的第二校核坐标具体步骤包括：

在塔柱锚固区的基准点上设置全站仪，并对全站仪进行校准；

使用全站仪测量各个校核点(3)，得出各个校核点(3)的第二校核坐标。

9.根据权利要求8所述的一种斜拉桥钢锚梁(1)快速定位测量方法，其特征在于，所述检查并校正钢锚梁(1)的位置具体步骤包括：

根据钢锚梁(1)的锚固点(4)和索道管出口中心点(5)的理论安装坐标，结合所述第一相对几何关系推算出各个校核点(3)的理论校核坐标，根据各个校核点(3)的第二校核坐标与其理论校核坐标的校核偏差值，校正钢锚梁(1)的位置；

检查各个参考点(2)的第二定位坐标与其理论定位坐标的定位偏差值，根据定位偏差值校正钢锚梁(1)的位置，直至各个定位偏差值和各个校核偏差值都满足要求。

10.根据权利要求2所述的一种斜拉桥钢锚梁(1)快速定位测量方法，其特征在于：所述校核点(3)有两个，两个校核点(3)分别位于索道管出口的底端。

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