一种异形钢索塔高程的测量方法及测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种异形钢索塔高程的测量方法及测量装置，该方法包括：根据待测异形钢索塔周围的已知水准点，获取转点A的高程；所述转点A的高程为第一高度值；根据地面全站仪竖向高程传递，获取转点A与转点B的高差；所述转点B为设置在所述待测异形钢索塔外伸悬臂支架上的托盘，且在全站仪的测量范围内；所述转点A与转点B的高差为第二高度值；根据端口正负压力变送器高差测量步骤，获取转点B与所述异形钢索塔顶部待测点P的高程，所述高程为第三高度值；将第一、第二和第三高度值累加，测量出所述异形钢索塔的高程。该测量方法、实施简单、测量容易，可以准确测量异形索塔的高程，精度较高。

A Method and Device for Measuring Elevation of Special-shaped Steel Cable Tower

【技术实现步骤摘要】
一种异形钢索塔高程的测量方法及测量装置
本专利技术涉及土建工程
，特别涉及一种异形钢索塔高程的测量方法及测量装置。
技术介绍
目前，随着国内铁路、公路交通基础设施建设的高速发展，桥梁的架设也逐渐增多；在桥梁的建设过程中，伴随桥梁工程技术的发展，国内钢结构桥梁应用规模在逐步扩大，传统桥梁钢结构主要应用在桁架式、闭口箱式主梁上，南京长江三桥是国内首座采用钢索塔结构的特大桥梁，自该桥2005年开通以来，国内数座大桥或特大桥钢塔均采用了钢结构形式，索塔施工阶段一般采用分节吊装。施工过程中，桥塔高程精密测量是索塔几何形态的重要控制指标，桥塔高程精密测量主要有三角高程测量与竖向高程传递两种方法。三角高程测量方法是通过全站仪观测斜距、竖直角和仪镜高等参数，建立空间三维平差模型，并对地球曲率和大气折光影响进行改正求取待测点高程的方法，但大气折光系数对高程测量结果影响比较大，高程测量结果精度易受区域环境、气象变化等因素的影响，通常采取对向观测、结合气象条件动态修正折光系数方向提高测量精度，在索塔施工高度达到100m以上后,大气垂直折光对于高程精度的影响较为显著，一次测距三角高程测量低于±5mm，该方法施测效率低、精度稳定性差，一般适用在高度不超50m的高程测量场合。竖向高程传递方法主要包括悬挂钢尺(钢丝)高程传递、全站仪竖向测距高程传递、全站仪水平测距高程传等三种测量方法，其中悬挂钢尺(钢丝)高程传递因受风、温度等因素影响较大，一般适用在高度不超50m的高程测量场合，因具有受环境影响小、测量精度高等优点，基于全站仪的竖向高程传递法是大型桥塔高程精密测量常用的方法，该方法利用全站仪测定旁侧水准尺上的读数将高程传递到仪器中心，然后用全站仪测出位于其正上方桥塔端口某处靶标的距离，实现了将地面高程传递至桥塔端口，基本原理见图1。不难发现采用该种方法需要桥塔上端口具有良好的架立水准仪的条件，比如说端口水平、场地坚实等，这些条件在混凝土桥塔上均可以得到良好的满足，但对于异性钢索塔结构，节段端口倾斜，端口面最高点至最低点高差近数米，无法正常架设水准尺与水准仪，形态示意见图2，所以通过架设水准仪获取转点B点至待测点P高差方法在异性钢结构索塔高程测量中难以实施。至此，如何能更精确的测量异形索塔的高程，是同行从业人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，可以准确测量异形索塔的高程，精度较高；提出的一种异形钢索塔高程的测量方法，可解决现有技术条件下无法准确获取异形钢索塔的高程数据的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种异形钢索塔高程的测量方法，地面水准测量步骤：根据待测异形钢索塔周围的已知水准点，获取转点A的高程；所述转点A的高程为第一高度值HA；地面全站仪竖向高程传递步骤：根据地面全站仪竖向高程传递法，获取转点A与转点B的高差；所述高差由两部分组成，全站仪观测点O点与转点A高差，用c表示，以及O点至转点B高差，用DOB表示；所述转点B为设置在所述待测异形钢索塔外伸悬臂支架上的托盘，且在全站仪的测量范围内；所述转点A与转点B的高差为第二高度值；所述第二高度值为c+DOB；端口正负压力变送器高差测量步骤：根据压力变送器换算出转点B与所述异形钢索塔顶部待测点P的高程，所述高程为第三高度值DBP；将所述第一高度值HA、第二高度值c+DOB和第三高度值DBP累加，HP＝HA+c+DOB+DBP公式(1)测量出所述异形钢索塔的高程。在一个实施例中，所述地面水准测量步骤，包括：采用水准仪的高差法，测量转点A的高程。在一个实施例中，所述地面全站仪竖向高程传递步骤，包括：在所述待测异形钢索塔上设置外伸悬臂支架；所述外伸悬臂支架上托盘为转点B；在所述外伸悬臂支架托盘上安装激光发射器，根据激光发射器向下发射激光产生的投影点，定位全站仪架设位置；全站仪架设完毕后，将激光发射器更换为硬质基底的反射片，当全站仪天顶距置0°时，可测得仪器观测点O至转点B高差，所测高差用DOB表示；当所述全站仪天顶距置为90°时，照准旁侧的A点上的水准尺，获取读数c；通过所述全站仪测量转点A与转点B之间的高度差为c+DOB。在一个实施例中，所述端口正负压力变送器高差测量步骤，包括：在地面选择两个有高度差的水准点，在两水准点上分别设置压力变送器，获取两水准点之间的压力差P1；并根据水准仪测量出所述两水准点之间的高度h1；根据公式(2)：P＝ρgh计算出ρg；式中：P表示压力变送器中压力值；ρ表示压力变送器内的液体密度；h表示两水准点之间的高差；g表示重力加速度，为常数；在转点B和所述异形钢索塔的待测点P分别设置一个带有电子屏示值的高精度压力变送器；测得压力差P2；将P2和所述计算出的ρg，再代入公式(2)中，计算出转点B和所述异形钢索塔的待测点P之间的高差DBP。第二方面，本专利技术实施例还提供一种异形钢索塔高程的测量装置，用于地面全站仪竖向高程传递步骤和端口正负压力变送器高差测量步骤，包括：依次连接的夹具工装，悬臂架和托盘；其中，所述夹具工装夹持在所述待测量索塔的结构壁板上；所述悬臂架的一端与所述夹持工装活动连接，另一端与所述托盘活动连接；所述托盘上设有测量孔、与所述测量孔相通的通液管滑入槽以及水平气泡。在一个实施例中，所述夹具工装呈U形，顶部设有带内螺纹的通孔，通孔内具有带外螺纹的可调螺栓；在所述夹具工装的侧部设有固定件，用于连接所述悬臂架。在一个实施例中，所述悬臂架与所述夹持工装连接的一端设有第一螺栓和第一C型槽；所述固定件设有第二螺栓和第二C型槽；所述第一螺栓与第二C型槽活动连接，所述第二螺栓与第一C型槽活动连接。在一个实施例中，所述托盘底部设有调节块和两个调节螺栓；所述悬臂架与所述托盘连接的一端具有U型开口；所述调节块位于所述U型开口内，并通过所述两个调节螺栓紧固在悬臂架上。本专利技术的优点在于，本专利技术的一种异形钢索塔高程的测量方法，该方法采用地面水准测量、地面全站仪竖向高程传递以及压力变送器换算高程方式，将测量的三段数值累加后，可以准确测量异形索塔的高程，精度较高，可消除现有技术中单独使用全站仪或GPS测量带来的误差。另外，该方法实施简单、测量过程相对容易。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为现有技术中测量高程示意图；图2为某一异形索塔形状示意图；图3为本专利技术实施例提供的地面全站仪竖向高程传递原理示意图；图4为本专利技术实施例提供的压力变送器换算高程原理示意图；图5为本专利技术实施例提供的异形钢索塔高程的测量过程示意图；图6为本专利技术实施例提供的异形钢索塔高程的测量装置的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的另一角度异形钢索塔高程的测量装置的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的托盘结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的托盘上放置激光发射器的示意图；图10为本专利技术实施例提供的转点B高程测量的示意图；图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异形钢索塔高程的测量方法，其特征在于，包括：地面水准测量步骤：根据待测异形钢索塔周围的已知水准点，获取转点A的高程；所述转点A的高程为第一高度值HA；地面全站仪竖向高程传递步骤：根据地面全站仪竖向高程传递法，获取转点A与转点B的高差；所述高差由两部分组成，全站仪观测点O点与转点A高差，用c表示，以及O点至转点B高差，用DOB表示；所述转点B为设置在所述待测异形钢索塔外伸悬臂支架上的托盘，且在全站仪的测量范围内；所述转点A与转点B的高差为第二高度值；所述第二高度值为c+DOB；端口正负压力变送器高差测量步骤：根据压力变送器换算出转点B与所述异形钢索塔顶部待测点P的高程，所述高程为第三高度值DBP；将所述第一高度值HA、第二高度值c+DOB和第三高度值DBP累加，HP＝HA+c+DOB+DBP                   公式(1)测量出所述异形钢索塔的高程。

【技术特征摘要】
1.一种异形钢索塔高程的测量方法，其特征在于，包括：地面水准测量步骤：根据待测异形钢索塔周围的已知水准点，获取转点A的高程；所述转点A的高程为第一高度值HA；地面全站仪竖向高程传递步骤：根据地面全站仪竖向高程传递法，获取转点A与转点B的高差；所述高差由两部分组成，全站仪观测点O点与转点A高差，用c表示，以及O点至转点B高差，用DOB表示；所述转点B为设置在所述待测异形钢索塔外伸悬臂支架上的托盘，且在全站仪的测量范围内；所述转点A与转点B的高差为第二高度值；所述第二高度值为c+DOB；端口正负压力变送器高差测量步骤：根据压力变送器换算出转点B与所述异形钢索塔顶部待测点P的高程，所述高程为第三高度值DBP；将所述第一高度值HA、第二高度值c+DOB和第三高度值DBP累加，HP＝HA+c+DOB+DBP公式(1)测量出所述异形钢索塔的高程。2.如权利要求1所述的一种异形钢索塔高程的测量方法，其特征在于，所述地面水准测量步骤，包括：采用水准仪的高差法，测量转点A的高程。3.如权利要求1所述的一种异形钢索塔高程的测量方法，其特征在于，所述地面全站仪竖向高程传递步骤，包括：在所述待测异形钢索塔上设置外伸悬臂支架；所述外伸悬臂支架上托盘为转点B；在所述外伸悬臂支架托盘上安装激光发射器，根据激光发射器向下发射激光产生的投影点，定位全站仪架设位置；全站仪架设完毕后，将激光发射器更换为硬质基底的反射片，当全站仪天顶距置0°时，可测得仪器观测点O至转点B高差，所测高差用DOB表示；当所述全站仪天顶距置为90°时，照准旁侧的A点上的水准尺，获取读数c；通过所述全站仪测量转点A与转点B之间的高度差为c+DOB。4.如权利要求1所述的一种异形钢索塔高程的测量方法，其特征在于，所述端口正负压力变...

【专利技术属性】
技术研发人员：王石磊，巴力，胡强，张勇，刘伯奇，苏力，刘建磊，冯海龙，冯乾宽，宋楠，王凯，严国兵，李林杰，吴笑雷，王石磊，刘海涛，
申请(专利权)人：北京铁科工程检测有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11