CN118225059A - 一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法，具体包括以下步骤：选择索塔0号块钢壳上表面五个点作为监测点，获取该五个监测点的理论坐标；在索塔0号块钢壳安装位置的周围布置全站仪，根据工程测量基准点确定全站仪的测站点的坐标为(x0，y0)；根据五个监测点的理论坐标和全站仪的测站点的坐标计算得到五个监测点的理论方位角；采用全站仪测量钢壳的五个监测点对应的实际方位角，根据五个监测点对应的实际方位角与理论方位角的偏差，调整索塔0号块钢壳位置，本发明实现了对索塔0号块钢壳的位置的高精度定位，保障后续索塔节段拼接安装的准确性，本发明操作方便，精确度高，使用效果好，能在桥梁索塔施工方面广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及施工技术领域，具体为一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法。
背景技术
索塔由塔座、塔柱、横梁、塔冠组成，是悬索桥和斜拉桥的重要组成部分，起到支承主缆或斜拉索的作用。索塔结构类型众多，包括立式单柱型、立式双柱型、拱型等。索塔常用的施工工序为首先在机械厂房内进行钢索塔节段制作加工，再将钢索塔节段运至桥位现场吊装拼接，钢索塔节段拼接完毕后再进行混凝土浇筑。在索塔施工中，索塔节段的位置出现偏差将改变索塔的整体设计线型和形状，最终严重影响索塔的受力和桥梁的可靠性。其中，非常重要的一步是索塔0号块钢壳的定位，这是保证后续索塔节段拼接精度的重要前提。因此，要确保索塔的整体线型和形状，首先应当对索塔0号块钢壳进行定位。然而，目前关于索塔0号块钢壳的定位装置与方法鲜有报导。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种操作方便、精确度高、使用效果好的桥梁索塔0号块钢壳的定位方法。
本发明的技术方案是一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
选择索塔0号块钢壳上表面五个点作为监测点，根据工程测量基准点和设计图纸获取该五个监测点的理论坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)、(x4，y4)和(x5，y5)；
在索塔0号块钢壳上表面安装数显水平尺，在索塔0号块钢壳安装位置的周围布置全站仪，根据工程测量基准点确定全站仪的测站点的坐标为(x0，y0)；
根据五个监测点的理论坐标和全站仪的测站点的坐标计算得到五个监测点的理论方位角；
将索塔0号块钢壳吊装至其安装位置的上方，采用全站仪测量钢壳的五个监测点对应的实际方位角，根据五个监测点对应的实际方位角与理论方位角的偏差，调整索塔0号块钢壳位置，直至将索塔0号块钢壳的位置调整至其五个监测点的实际x轴坐标和y轴坐标与理论坐标的偏差均小于容许值；
在索塔0号块钢壳下方放置千斤顶，通过千斤顶调节索塔0号块钢壳的高程，直至索塔0号块钢壳的高程与理论设计高程的偏差小于容许值；并根据数显水平尺调整索塔0号块钢壳的水平状态，以使索塔0号块钢壳的水平状态满足要求；
确定钢壳位置后，给钢壳做好支撑。
进一步的方案是，所述步骤并根据数显水平尺调整索塔0号块钢壳的水平状态，以使索塔0号块钢壳的水平状态满足要求之后包括：
采用全站仪复核钢壳上五个监测点的三维坐标，判别实际坐标与理论设计坐标的偏差是否超过容许值；
若偏差超过容许值，则继续根据实际坐标和理论坐标的偏差对索塔0号块钢壳位置微调并保证钢壳的水平状态满足要求，直至索塔0号块钢壳五个监测点坐标的测量值与理论值的偏差满足精度要求。
进一步的方案是，所述根据五个监测点的理论坐标和全站仪的测站点的坐标计算得到五个监测点的理论方位角的计算公式为：
当xi-x0＞0，yi-y0＞0时，
当xi-x0＜0，yi-y0＞0时，
当xi-x0＜0，yi-y0＜0时，
当xi-x0＞0，yi-y0＜0时，
其中α为理论方位角。
进一步的方案是，所述数显水平尺的数量设置有四个，设置于索塔0号块钢壳上表面的四条边线上，所述数显水平尺是精度为0.05度的数显水平尺。
进一步的方案是，所述索塔0号块钢壳上表面包括三条直线和一条圆弧线，五个监测点包括索塔0号块钢壳四条线的四个端点以及圆弧形的中心点。
进一步的方案是，所述步骤在索塔0号块钢壳下方放置千斤顶，通过千斤顶调节索塔0号块钢壳的高程具体包括：
在索塔0号块钢壳下方放置马凳，马凳内设置有千斤顶，运用塔吊或吊车将索塔0号块钢壳下放于马凳上，千斤顶伸缩端抵住索塔0号块钢壳下表面后，通过千斤顶对索塔0号块钢壳的高程进行调整。
进一步的方案是，所述容许值为1mm。
进一步的方案是，所述千斤顶的数量设置有五个，五个所述千斤顶分别设置于所述监测点的下方。
进一步的方案是，在全站仪的同一高程处安装五个激光发射器，通过旋转全站仪，使得全站仪发出五个监测点对应的理论方位角的指示红外线，并通过指示红外线来调整五个激光发射器的位置，使得五个激光发射器发出的光线与全站仪之间的方位角分别等于五个监测点对应的理论方位角；
将五个激光发射器发出的光线作为基准线，调整索塔0号块钢壳上五个监测点的位置，以使五个监测点对应的实际方位角与理论方位角相一致。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明先通过索塔0号块钢壳上五个监测点的设计坐标计算得到五个监测点的理论方位角，然后通过全站仪测量得到钢壳上五个监测点的实际方位角，根据理论方位角和实际方位角的偏差来调整索塔0号块钢壳位置，直至将索塔0号块钢壳的位置调整至其五个监测点的实际x轴坐标和y轴坐标与理论坐标的偏差均小于容许值；本发明基于方位角该单一参数来调整索塔0号块钢壳的位置，相比通过监测点的x轴坐标和y轴坐标两个参数来调整钢壳的位置，操作上更加方便；本发明实现了对索塔0号块钢壳的位置的高精度定位，保障后续索塔节段拼接安装的准确性。本发明操作方便、精确度高、使用效果好，能在桥梁索塔的定位测设施工方面广泛应用；
(2)本发明通过在全站仪的同一高程处安装五个激光发射器，并调整五个激光发射器发出的光线与全站仪之间的方位角分别等于五个监测点对应的理论方位角；通过激光发射器发出的光线作为基准线来调整索塔0号块钢壳上五个监测点的位置，进一步提高了操作上的便捷性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为本发明的装置布置结构示意图；
图2为本发明的定位测试示意图；
图3为马凳和千斤顶的示意图；
附图标记：1马凳、2千斤顶、3全站仪、4数显水平尺、5激光发射器。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1-图3，本发明提供一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法，具体包括以下步骤：
步骤S1、选择索塔0号块钢壳上表面五个点作为监测点，根据工程测量基准点和设计图纸获取该五个监测点的理论坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)、(x4，y4)和(x5，y5)；
需要说明的是，工程测量基准点指的是在建设工程中用于确定地物位置、高程、方向等特征的基础点位，通常由国家测绘局或地方测绘局在地图上指定并进行精确的测量，用于提供建设工程的绝对位置、高程和坐标等基本信息，该工程测量基准点会标记在施工现场地面上。基于工程测量基准点并获取到索塔设计图纸后，就能计算得到索塔0号块钢壳任意点位的设计坐标，即理论坐标。其中，索塔0号块钢壳表面包括有三条直线和一条圆弧线。在本实施例中，选择索塔0号块钢壳上表面五个点作为监测点，该五个监测点具体包括索塔0号块钢壳上表面三条直边线的四个端点以及圆弧边形的中心点，见图2中A、B、C、D和E。如前文所述，通过工程测量基准点和设计图纸就能够获取该五个监测点的理论坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)、(x4，y4)和(x5，y5)。
步骤S2、在索塔0号块钢壳上表面安装数显水平尺，在索塔0号块钢壳安装位置的周围布置全站仪，根据工程测量基准点确定全站仪的测站点的坐标为(x0，y0)；
具体的，在待安装的索塔0号块钢壳上表面安装数显水平尺，数显水平尺的数量设置有四个，设置于索塔0号块钢壳上表面的四条边线上，所述数显水平尺是精度为0.05度的数显水平尺。
此外，在索塔0号块钢壳安装位置的周围布置全站仪，全站仪，即全站型电子测距仪(Electronic Total Station)，是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，能够测量目标点的方位角和坐标值。
为了方便全站仪测量待安装的索塔0号块钢壳上表面五个监测点的方位角，优选将全站仪测站点的安装位置高于钢壳上表面，然后根据工程测量基准点确定全站仪的测站点的坐标为(x0，y0)，并在全站仪的输入界面将坐标(x0，y0)设定为测站点的坐标。
步骤S3、根据五个监测点的理论坐标和全站仪的测站点的坐标，计算得到五个监测点的理论方位角；
具体的，根据五个监测点的理论坐标和全站仪的测站点的坐标，计算得到五个监测点的理论方位角的计算公式为：
当xi-x0＞0，yi-y0＞0时，
当xi-x0＜0，yi-y0＞0时，
当xi-x0＜0，yi-y0＜0时，
当xi-x0＞0，yi-y0＜0时，
其中α为理论方位角。
步骤S4、将索塔0号块钢壳吊装至其安装位置的上方，采用全站仪测量钢壳的五个监测点对应的实际方位角，根据五个监测点对应的实际方位角与理论方位角的偏差，调整索塔0号块钢壳位置，直至将索塔0号块钢壳的位置调整至其五个监测点的实际x轴坐标和y轴坐标与理论坐标的偏差均小于容许值；
需要说明的是，本发明基于方位角该单一参数来不断修正调整索塔0号块钢壳的位置，相比通过监测点的x轴坐标和y轴坐标两个参数来调整钢壳的位置，操作上更加方便；当通过方位角调整索塔0号块钢壳位置到达理论位置后，即各个监测点的实际方位角与理论方位角相一致，此时将索塔0号块钢壳的五个监测点的实际x轴坐标和y轴坐标与理论坐标进行比较，判断五个监测点的x轴坐标和y轴坐标偏差是否均小于容许值，若是，则表明调整到位。在本实施例中，所述容许值设置为1mm。
步骤S5、在索塔0号块钢壳下方放置千斤顶，通过千斤顶调节索塔0号块钢壳的高程，直至索塔0号块钢壳的高程与理论设计高程的偏差小于容许值；并根据数显水平尺调整索塔0号块钢壳的水平状态，以使索塔0号块钢壳的水平状态满足要求；
具体的，在索塔0号块钢壳下方放置马凳，马凳内设置有千斤顶，运用塔吊或吊车将索塔0号块钢壳下放于马凳上，接着千斤顶伸缩端抵住索塔0号块钢壳下表面后，通过千斤顶对索塔0号块钢壳的高程进行调整，直至索塔0号块钢壳的高程与理论设计高程的偏差小于容许值。在高程调整过程中，根据数显水平尺调整索塔0号块钢壳的水平状态，以使索塔0号块钢壳的水平状态满足要求。
需要说明的是，将索塔0号块钢壳下放于马凳上，此时索塔0号块钢壳的高程会比设计高程低一些，因此，千斤顶调整索塔0号块钢壳的高程是将索塔0号块钢壳向上顶起，不用将马凳拆除。
在本实施例中，所述千斤顶的数量设置有五个，五个所述千斤顶分别设置于所述监测点的下方。
步骤S6、采用全站仪复核钢壳上五个监测点的三维坐标与理论设计坐标的偏差是否超过容许值；若偏差超过容许值，则继续根据实际坐标和理论坐标的偏差对索塔0号块钢壳位置微调并保证钢壳的水平状态满足要求，直至索塔0号块钢壳位置五个监测点坐标的测量值与理论值的偏差满足精度要求。
步骤S7、确定钢壳位置后，给钢壳做好支撑。
可选的，所述步骤根据五个监测点对应的实际方位角与理论方位角的偏差，调整索塔0号块钢壳位置具体包括：
在全站仪的同一高程处安装五个激光发射器，通过旋转全站仪，使得全站仪发出五个监测点对应的理论方位角的指示红外线，通过指示红外线来调整五个激光发射器的位置，使得五个激光发射器发出的光线与全站仪之间的方位角分别等于五个监测点对应的理论方位角；
将五个激光发射器发出的光线作为基准线，调整索塔0号块钢壳上五个监测点的位置，以使五个监测点对应的实际方位角与理论方位角相一致。
综上，本发明基于方位角该单一参数来调整索塔0号块钢壳的位置，相比通过监测点的x轴坐标和y轴坐标两个参数来调整钢壳的位置，操作上更加方便；此外，本发明通过在全站仪的同一高程处安装五个激光发射器，并调整五个激光发射器发出的光线与全站仪之间的方位角分别等于五个监测点对应的理论方位角；通过激光发射器发出的光线作为基准线来调整索塔0号块钢壳上五个监测点的位置，进一步提高了操作上的便捷性。本发明实现了对索塔0号块钢壳的位置的高精度定位，保障后续索塔节段拼接安装的准确性。本发明操作方便、精确度高、使用效果好，能在桥梁索塔的定位测设施工方面广泛应用；
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，因此不能理解为对发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性可以包含在本实施例申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或是备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
选择索塔0号块钢壳上表面五个点作为监测点，根据工程测量基准点和设计图纸获取该五个监测点的理论坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)、(x4，y4)和(x5，y5)；
在索塔0号块钢壳上表面安装数显水平尺，在索塔0号块钢壳安装位置的周围布置全站仪，根据工程测量基准点确定全站仪的测站点的坐标为(x0，y0)；
根据五个监测点的理论坐标和全站仪的测站点的坐标计算得到五个监测点的理论方位角；
将索塔0号块钢壳吊装至其安装位置的上方，采用全站仪测量钢壳的五个监测点对应的实际方位角，根据五个监测点对应的实际方位角与理论方位角的偏差，调整索塔0号块钢壳位置，直至将索塔0号块钢壳的位置调整至其五个监测点的实际x轴坐标和y轴坐标与理论坐标的偏差均小于容许值；
在索塔0号块钢壳下方放置千斤顶，通过千斤顶调节索塔0号块钢壳的高程，直至索塔0号块钢壳的高程与理论设计高程的偏差小于容许值；根据数显水平尺调整索塔0号块钢壳的水平状态，以使索塔0号块钢壳的水平状态满足要求；
确定钢壳位置后，给钢壳做好支撑。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法，其特征在于，所述步骤根据数显水平尺调整索塔0号块钢壳的水平状态，以使索塔0号块钢壳的水平状态满足要求之后包括：
采用全站仪复核钢壳上五个监测点的三维坐标，判别实际坐标与理论设计坐标的偏差是否超过容许值；
若偏差超过容许值，则继续根据实际坐标和理论坐标的偏差对索塔0号块钢壳位置微调并保证钢壳的水平状态满足要求，直至索塔0号块钢壳五个监测点坐标的测量值与理论值的偏差满足精度要求。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法，其特征在于，所述根据五个监测点的理论坐标和全站仪的测站点的坐标计算得到五个监测点的理论方位角的计算公式为：
当xi-x0＞0，yi-y0＞0时，
当xi-x0＜0，yi-y0＞0时，
当xi-x0＜0，yi-y0＜0时，
当xi-x0＞0，yi-y0＜0时，
其中α为理论方位角。
4.根据权利要求1所述的一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法，其特征在于：所述数显水平尺的数量设置有四个，设置于索塔0号块钢壳上表面的四条边线上，所述数显水平尺是精度为0.05度。
5.根据权利要求1所述的一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法，其特征在于：所述索塔0号块钢壳上表面包括三条直线和一条圆弧线，五个监测点包括索塔0号块钢壳四条线的四个端点和圆弧形的中心点。
6.根据权利要求1所述的一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法，其特征在于：所述步骤在索塔0号块钢壳下方放置千斤顶，通过千斤顶调节索塔0号块钢壳的高程具体包括：
在索塔0号块钢壳下方放置马凳，马凳内设置有千斤顶，运用塔吊或吊车将索塔0号块钢壳下放于马凳上，千斤顶伸缩端抵住索塔0号块钢壳下表面后，通过千斤顶对索塔0号块钢壳的高程进行调整。
7.根据权利要求1所述的一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法，其特征在于：所述容许值为1mm。
8.根据权利要求5所述的一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法，其特征在于：所述千斤顶的数量设置有五个，五个所述千斤顶分别设置于所述监测点的下方。
9.根据权利要求1所述的一种桥梁索塔0号块钢壳的定位方法，其特征在于，所述步骤根据五个监测点对应的实际方位角与理论方位角的偏差，调整索塔0号块钢壳位置具体包括：
在全站仪的同一高程处安装五个激光发射器，通过旋转全站仪，使得全站仪发出五个监测点对应的理论方位角的指示红外线，通过指示红外线来调整五个激光发射器的位置，使得五个激光发射器发出的光线与全站仪之间的方位角分别等于五个监测点对应的理论方位角；
将五个激光发射器发出的光线作为基准线，调整索塔0号块钢壳上五个监测点的位置，以使五个监测点对应的实际方位角与理论方位角相一致。
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