一种测量混凝土面高程及平整度的测量方法技术

一种测量混凝土面高程及平整度的测量方法，包括步骤：全站仪自由设站，得到设站点的三维坐标；对测量标架上的棱镜进行实时跟踪测量，获取测量标架上棱镜中心点的三维坐标；利用测量标架上安装的超声波测量元件，获取混凝土面任意位置的实际三维坐标包括待测混凝土面某位置的平面坐标和高程；通过蓝牙无线传输，将全站仪实时观测数据、超声波测量的数据实时发送至数据电脑中；实现了测量混凝土面设计平面坐标和高程批量计算。解决了水准测量方法在混凝土施工过程中不便于直接在混凝土表面上设立水准尺而造成高程测量困难、无法实时检测施工过程中混凝土顶面平整度是否满足验标要求的问题，具有快速、精准、智能、高效的特点,且保证了施工质量，提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，包括步骤：全站仪自由设站，得到设站点的三维坐标；对测量标架上的棱镜进行实时跟踪测量，获取测量标架上棱镜中心点的三维坐标；利用测量标架上安装的超声波测量元件，获取混凝土面任意位置的实际三维坐标包括待测混凝土面某位置的平面坐标和高程；通过蓝牙无线传输，将全站仪实时观测数据、超声波测量的数据实时发送至数据电脑中；实现了测量混凝土面设计平面坐标和高程批量计算。解决了水准测量方法在混凝土施工过程中不便于直接在混凝土表面上设立水准尺而造成高程测量困难、无法实时检测施工过程中混凝土顶面平整度是否满足验标要求的问题，具有快速、精准、智能、高效的特点,且保证了施工质量，提高了工作效率。【专利说明】
本专利技术涉及，特别是一种用于板式无 砟轨道底座板施工中测量混凝土面高程及平整度的测量方法。
技术介绍
目前，国内板式无砟轨道底座板施工测量控制中，都采用传统水准测量的方法来 控制其顶面高程，采用人工刮面找平来控制其顶面平整度。这种施工测量工艺存在以下几 方面的缺点： 1、一次只能测量一个单点，人工测量工作量大，很容易造成人为操作错误；。 2、现场计算数据量大，不能实现批量计算，容易出现人为计算错误； 3、混凝土施工过程中，混凝土面不便于立尺，不便于过程控制测量和实时检测，不 可靠、易返工； 4、现场测量人员工作强度大、且投入人力多，效率低、不经济。
技术实现思路
本专利技术其目的就在于提供，解决了水 准测量方法在混凝土施工过程中不便于直接在混凝土表面上设立水准尺而造成高程测量 困难、无法实时检测施工过程中混凝土顶面平整度是否满足验标要求的问题，具有快速、精 准、智能、高效的特点，且保证了施工质量，提高了工作效率。 实现上述目的而采取的技术方案， 1、包括步骤： 1)全站仪自由设站，通过测站周围的4?6对CP III点进行多方向后方交会，全站 仪即能实时计算得到设站点的三维坐标包括设站点的平面坐标和高程； 2)采用具有自动跟踪、自动照准功能的全站仪，对测量混凝土面施工过程中的任 意位置摆放的测量标架上的棱镜进行实时跟踪测量，即可实时获取测量标架上棱镜中心点 的三维坐标； 3)利用测量标架上安装的的超声波测量元件，实时测量混凝土面至超声波元件中 心位置的垂直距离，并根据测量标架上的倾角传感器计算混凝土面的倾角，以及标架上棱 镜中心与各测量元件之间的结构尺寸数据，即可实时获取混凝土面任意位置的实际三维坐 标包括待测混凝土面某位置的平面坐标和高程； 4)通过蓝牙无线传输，将全站仪实时观测数据、超声波测量的数据及倾斜传感器 测量的数据实时发送至数据电脑中； 5)通过电脑中的线形坐标正、反算程序，实现了测量混凝土面设计平面坐标和高 程批量计算，且能实时计算出待测点位所对应的线路里程，实时计算出待测点位的实测高 程与设计高程之差值，进行判别所施工的测量混凝土面顶面高程控制是否达到规范标准的 要求，对超出规范标准要求的部位实时进行处理。 与现有技术相比本专利技术具有以下优点。 1，测量效率高 对于测量同一个断面，采用传统水准测量方法，技术人员应首先要计算出所测量 断面上各点位的平面坐标，再用全站仪根据平面坐标在施工现场放样出该断面上各个点， 还要采用水准仪对该断面上的每个点进行人工观测，再计算出各点的实测高程与设计高程 之差值，从而判定该断面上各点的高程是否满足规范要求；而非接触智能化测量，打破了常 规的测量模式，实现了测量计算程序化、批量化，外业观测自动化，测量标架摆放在任意断 面位置，瞬时就能测量出断面上各点的高程，且及时显示出待测断面实测高程与设计理论 高程之差值，从而直观地判别该断面的平整度是否达到规范设计要求。 按一个断面上测量4个点计算，传统水准测量方法需要5分钟时间才能完成，而非 接触智能化测量，仅需10秒钟就能完成，测量效率是传统测量方法的30倍。 2,测量过程操作简单、易懂 非接触智能化测量方法，易学、易懂，操作起来十分的简单快捷，全站仪自由设站 完毕后，人工只需在测量标架的电脑上进行操作，点击测量按键即可完成断面上各点高程 测量。 3,测量步骤简化、减少现场测量人员及工作量 传统水准测量方法，完成一个断面的高程测量工作，需要配置2组测量人员，一组 人员先进行现场放样，放样前需先放样里程点位的平面坐标，再在施工现场放样出该待测 断面的位置（里程），另一组人员则对该断面进行高程测量，而高程测量就需要1人实时观 测仪器、1人实时记录数据，1人立尺，并且还需要在现场及时对观测数据的可靠性进行判 另IJ，合格后还需要对观测数据进行计算平差，每组测量人员最少需要3人，测量过程繁杂、 现场人工计算量大、而且还容易出现人为计算和人为操作错误，引起测量质量事故。而采用 非接触智能化测量方法仅需2个人便可以完成整套测量工作，不需要人工计算测量标架位 置对应的里程，测量标架任意摆放，即可实时测量出该位置的三维坐标，反算出该位置对应 的里程以及该位置的高差值，大大减化了测量步骤，减少了现场测量人员。 4,测量以"面"代"点" 该方法测量过程是一次扫描一个"断面"的数据，既有断面的各点的高程值，又能 反映断面的平整度情况，真正实现了测量"面"的功能，解决了传统水准测量方法一次只能 测量一个"点"。 5,相对测量与绝对测量结合 绝对测量：①全站仪通过CP III进行后方交会，确定全站仪设站点的绝对坐标；② 全站仪对测量标架上的棱镜进行测量，确定测量标架位置的绝对坐标。相对测量：①测量标 架上棱镜与各测量元件之间结构尺寸是相对的；②测量元件（声波传感器、倾斜传感器）与 接触面之间的测量是相对的。 将相对测量方法与绝对测量方法结合在一起，形成一套测量工装，解决了传统测 量方法中既要用全站仪进行放样，又要用水准仪进行测量等多套测量工序。实现了在任意 位置测量，就能即时反映出该位置的绝对位置（里程）、实际高程与设计高程之差值，以及 待测断面的平整度情况。 6,非接触测量技术 超声波测量是声波传感器以脉冲的形式发射声束，根据反射波的时间计算传感器 与被测对象之间的距离，测量精度可达到±〇. 2mm。将超声波测量技术引入到无砟轨道底座 板高精度施工测量上来，解决了底座板施工过程中，由于混凝土未凝固，还处于流体状态， 不便于在上面立尺进行传统的水准测量。非接触测量技术就成功地解决了底座板施工中实 时对混凝土表面进行测量控制，提高了测量精度，施工质量得到了有效的保障。 7,应用范围广 该测量方法，还可以用于高速铁路大型箱梁梁面的高程测量，能够准确快速的测 量出梁面的平整度；对公路施工过程中的路面高程、平整度控制、对施工完的路基顶面进行 高程平整度检测以及机场跑道平整度测量控制等众多领域，应用范围广泛。 【专利附图】【附图说明】 下面结合附图对本专利技术作进一步详述。 图1为本测量方法中全站仪自由设站法示意图； 图2为本测量方法的测量原理示意图； 图3为本测量方法中的超声波测量原理示意图； 图4为本测量方法测量某断面理论高程与实际高程差值计算示意图。 【具体实施方式】 包括步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量混凝土面高程及平整度的测量方法，其特征在于，包括步骤：   1）全站仪自由设站，通过测站周围的4~6对CPⅢ点进行多方向后方交会，全站仪即能实时计算得到设站点的三维坐标包括设站点的平面坐标和高程；   2）采用具有自动跟踪、自动照准功能的全站仪，对测量混凝土面施工过程中的任意位置摆放的测量标架上的棱镜进行实时跟踪测量，即可实时获取测量标架上棱镜中心点的三维坐标；   3）利用测量标架上安装的的超声波测量元件，实时测量混凝土面至超声波元件中心位置的垂直距离，并根据测量标架上的倾角传感器计算混凝土面的倾角，以及标架上棱镜中心与各测量元件之间的结构尺寸数据，即可实时获取混凝土面任意位置的实际三维坐标包括待测混凝土面某位置的平面坐标和高程；4）通过蓝牙无线传输，将全站仪实时观测数据、超声波测量的数据及倾斜传感器测量的数据实时发送至数据电脑中；5）通过电脑中的线形坐标正、反算程序，实现了测量混凝土面设计平面坐标和高程批量计算，且能实时计算出待测点位所对应的线路里程，实时计算出待测点位的实测高程与设计高程之差值，进行判别所施工的测量混凝土面顶面高程控制是否达到规范标准的要求，对超出规范标准要求的部位实时进行处理。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨铭，李强，程贤红，周振刚，黄敏，
申请(专利权)人：中铁四局集团第五工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36