一种单管桩轴线垂直度实时监测的系统及方法技术方案

本申请的一个目的是提供了一种单管桩轴线垂直度实时监测的系统及方法，通过根据建立的船体坐标系、所述船体的当地工程坐标信息及倾角信息确定坐标转换关系，根据所述坐标转换关系将激光扫描模块的安装位置在所述船体坐标系下的坐标信息转换为所述激光扫描模块的安装位置的当地工程坐标信息；利用所述激光扫描模块多次获取多个水平面上的单管桩轮廓对应的多个测点位置，根据所述多个水平面上对应的单管桩轮廓的多个测点位置及所述激光扫描模块的当地工程坐标信息确定多个单管桩桩芯的当地工程坐标信息，以确定所述单管桩的桩管轴线垂直度。从而保证了数据准确性并节约了监测成本。

【技术实现步骤摘要】
一种单管桩轴线垂直度实时监测的系统及方法
本申请涉及海上桩管测量领域，尤其涉及一种单管桩轴线垂直度实时监测的系统及方法。
技术介绍
全球海上风电场超过76％使用了单桩形式基础，位于不同地理位置的海洋具有不同的特点，其中单桩结构对于表层淤泥较薄地区的水深和地理条件是较为合理的基础结构形式，针对单桩基础垂直度控制方案将单桩基础分为有过渡段单桩基础和无过渡段单桩基础，使用有过渡段的单桩基础的成本占比非常高，阻碍了海上风电的进一步发展，因此研究设计了有过渡段单桩基础的替代方案无过段单桩基础，该方案的技术核心难题是对施工过程中单管桩垂直度的控制，而单管桩垂直度是保证施工质量和风机运营期安全的一个重要参数，根据风机基础施工技术要求，钢管桩沉桩允许偏差：位置允许偏差≤50cm，高程允许偏差≤5cm，基础顶法兰水平度(桩轴线垂直度)偏差≤2.75‰，因此对无过渡单桩基础的垂直度控制提出了非常高的要求，施工过程中，为了保证单桩基础垂直度始终在要求的范围之内，需要实时监测桩基垂直度，目前一些常规的监测手段虽然能够满足垂直度监测需要，但是存在诸多弊端，现阶段常用单管桩垂直度测量方法如下：1.角度传感器直接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单管桩轴线垂直度实时监测的系统，其中，所述系统包括：船体、双轴倾角计、激光扫描模块、定位模块、数据采集处理模块，其中，所述船体包括甲板和支撑部，所述支撑部垂直设置于所述甲板上；所述定位模块设置于所述甲板上，用于测量所述激光扫描模块的位置坐标；所述激光扫描模块位于所述支撑部上，用于获取单管桩的多个水平面轮廓的多个测点位置信息；所述双轴倾角计位于所述甲板上，用于测量所述船体的纵向倾角和横向倾角；所述数据采集处理模块，用于采集所述激光扫描模块、定位模块以及所述双轴倾角计获取到的数据信息，并对采集到的数据信息进行处理。

【技术特征摘要】
1.一种单管桩轴线垂直度实时监测的系统，其中，所述系统包括：船体、双轴倾角计、激光扫描模块、定位模块、数据采集处理模块，其中，所述船体包括甲板和支撑部，所述支撑部垂直设置于所述甲板上；所述定位模块设置于所述甲板上，用于测量所述激光扫描模块的位置坐标；所述激光扫描模块位于所述支撑部上，用于获取单管桩的多个水平面轮廓的多个测点位置信息；所述双轴倾角计位于所述甲板上，用于测量所述船体的纵向倾角和横向倾角；所述数据采集处理模块，用于采集所述激光扫描模块、定位模块以及所述双轴倾角计获取到的数据信息，并对采集到的数据信息进行处理。2.根据权利要求1所述的系统，所述定位模块包括第一定位模块、第二定位模块和第三定位模块，其中，所述第一定位模块和所述第三定位模块设置在所述船体的长边处并与所述船体的横向中心轴平行。3.根据权利要求1所述的系统，所述激光扫描模块包括第一激光扫描模块和第二激光扫描模块，所述支撑部包括第一位置和第二位置，其中，所述第一激光扫描模块安装于所述第一位置，所述第二激光扫描模块安装于所述第二位置。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一位置和所述第二位置距离所述甲板所在水平面的高度不相同。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据采集处理模块包括：多串口卡、嵌入式工控机、集线器，所述嵌入式工控机与所述多串口卡连接，所述多串口卡分别与所述定位模块以及所述双轴倾角计连接；所述嵌入式工控机与所述集线器连接，所述集线器用于接收所述激光扫描模块采集的数据。6.一种使用如权利要求1至5中任一项所述的单管桩轴线垂直度实时监测的系统的方法，其中，所述方法包括：基于所述船体建立船体坐标系，确定所述激光扫描模块的安装位置在所述船体坐标系下的坐标信息；利用所述定位模块获取所述船体的当地工程坐标信息，以及利用所述双轴倾角计获取所述船体的倾角信息；根据所述船体坐标系、所述船体的当地工程坐标信息以及所述船体的倾角信息确定所述船体坐标系与所述当地工程坐标系下的坐标转换关系，根据所述坐标转换关系将所述激光扫描模块的安装位置在所述船体坐标系下的坐标信息转换为所述激光扫描模块的安装位置的当地工程坐标信息；利用所述激光扫描模块多次获取多个水平面上的单管桩轮廓对应的多个测点位置，根据所述多个水平面上对应的单管桩轮廓的多个测点位置及所述激光扫描模块的安装位置的当地工程坐标信息确定多个单管桩桩芯的当地工程坐标信息；根据所述多个单管桩桩芯的当地工程坐标信息确定所述单管桩的桩管轴线垂直度。7.根据权利要求6所述的方法，其中，根据所述多个水平面上对应的单管桩轮廓的多个测点位置及所述激光扫描模块的安装位置的当地工程坐标信息确定多个单管桩桩芯的当地工程坐标信息，包括：根据所述多个水平面上对应的单管桩轮廓的多个测点位置确定所述多个单管桩桩芯在所述船体坐标下的坐标位置信息；根据所述坐标变换关系、所述激光扫描模块的安装位置的当地工程坐标信息将所述多个单管桩桩芯在所述船体坐标下的坐标位置信息转换为所述多个单管桩桩芯的当地工程坐标信息。8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法包括：基于船体的纵向中轴线为第一坐标轴，利用右手定则建立坐标系。9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨三元，陈韬，夏显文，马振江，龚权华，杨安韬，徐天洋，程伟，陈曦，
申请(专利权)人：中交上海三航科学研究院有限公司，中交上海港湾工程设计研究院有限公司，中交第三航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31