基于APP系统和全站仪自动定位隧道锚锚固系统的施工方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于APP系统和全站仪自动定位隧道锚锚固系统的施工方法，它通过在定位支架上放样出的索股预埋管的中心位置安装索股预埋管精调装置，对索股预埋管进行初步定位，采用全站仪并配以手机APP系统，将索股预埋管轴心定位装置安装至管口，对索股预埋管进行精调，然后将再对索股预埋管进行线型检查，检查合格后进行固定。本发明专利技术提高了索股预埋管和前锚垫板、后锚垫板的安装精度，降低了三维空间坐标计算和测量定位的难度。通过本发明专利技术，大大减少了施工测量时间，提高了测量效率，通过手机蓝牙与全站仪蓝牙连接的方式自动化、智能化的进行现场定位测量工作，避免了手工输入实测数据和人工计算引起的错误，节约了大量的人力和物力。

Construction method of tunnel anchor system based on app system and total station automatic positioning

【技术实现步骤摘要】
基于APP系统和全站仪自动定位隧道锚锚固系统的施工方法
本专利技术涉及桥梁工程施工领域，尤其是涉及一种基于APP系统和全站仪自动定位隧道锚锚固系统的施工方法。
技术介绍
在现有的施工技术中，大型桥梁越来越多，特别是山区悬索桥锚碇设计基本采用隧道式锚碇，悬索桥主缆隧道式锚碇作为悬索桥主缆的主要受力结构，隧道锚的锚固系统定位是至关重要的。锚固系统安装精度要求较高，对结构受力起到至关重要的作用。目前，现场测量多采用全站仪、计算器、Excel表格的组合，因为锚固系统采用三维坐标直接定位，需要反复测量操作，用计算器和Excel表格存在输入错误的弊端，造成了测量不必要的错误；并且利用传统的定位方法锚固系统计算量巨大，会造成计算器卡顿现象，效率极低，精度不好控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于APP系统和全站仪自动定位隧道锚锚固系统的施工方法。本专利技术的目的是这样实现的：一种基于APP系统和全站仪自动定位隧道锚锚固系统的施工方法，特征是：具体步骤如下：A、索股预埋管间距复核及中心坐标计算：根据设计图纸对索股预埋管的间距进行复核，复核无误后，计算出个索道管任意长度处的中心坐标和各锚垫板的十字线坐标；B、建立三维模型，复核设计坐标：在CAD软件中画出隧道式锚碇1：1三维模型，将计算好的预埋管中心坐标和锚垫板十字线坐标展到CAD三维模型中，对设计坐标进行复核；复核无误后，将各特征断面索股预埋管间距的数据输入到手机APP系统中，APP系统根据各特征断面索股预埋管间距的数据自动计算出各索股预埋管任意长度的中心坐标；C、后锚垫板初步定位；通过蓝牙将手机APP系统和全站仪相连接，利用手机APP系统中的预埋管定位功能在调整好的后锚面模板上放样出索股预埋管的中心点，根据索股预埋管的中心位置利用墨斗弹出十字线，最后按照各槽口模板的设计尺寸初步安装槽口模板和后锚垫板；D、索股预埋管轴心定位装置的设计、制作：索股预埋管轴心定位装置用于配合全站仪测量前锚垫板、后锚垫板和索股预埋管中心点的三维坐标，索股预埋管轴心定位装置包括整体框架、徕卡小棱镜、高灵敏度水平调平结构，将索股预埋管轴心定位装置放到索股预埋管的管口，测量左右两边的徕卡小棱镜取平均值，即可测得索股预埋管的中心坐标；E、后锚垫板的精确定位：在控制点架设全站仪，通过极坐标法，精确放样出每个后锚垫板的十字线位置，定位完成后在后锚垫板的管口安装索股预埋管轴心定位装置检查后锚垫板的中心位置，并用坡度尺检查后锚垫板的上边的角度是否满足要求；通过手机APP软件中的锚垫板定位功能进行后锚垫板平面检查，检查后锚垫板的平面是否与之对应的索股预埋管的轴线相垂直；如果后锚垫板的平面与索股预埋管的轴线相垂直则进行下一步工作，如果不垂直则要重新调整后锚垫板，直至后锚垫板的平面与索股预埋管的轴线相垂直为止；F、定位支架放样：在隧道锚初支的底板上放出定位支架支脚的中心点，通过手机APP软件中的定位支架放样功能在隧道锚初支上放样出定位支架所在断面到IP点（散索鞍中主缆中心线的交点）的距离；在定位支架时通过隧道锚初支上的点来架设定位支架，用坡度尺辅助，保证定位支架十字线所在的平面垂直于主缆中心线，防止定位支架与索股预埋管的位置冲突；定位支架的主体桁架主要用来支撑和初步定位隧道锚碇的索股预埋管，在定位支架上放样索股预埋管的中心线前先检查定位支架的实际位置和垂直度，然后根据定位支架的实际位置放样出索股预埋管中心的竖向中心线：左、中、右三条和横向中心线：上、中、下三条，现场根据索股预埋管的设计间距，将其余索股预埋管的中心线按照内插的方式标记到定位支架上，并按照已经标记好的索股预埋管的中心线安装索股预埋管精调装置；G、定位支架变形观测，修正索股预埋管的三维坐标：在索股预埋管管口处的定位支架的顶端及索股预埋管管尾处的定位支架的顶端布置变形观测点，每个面共布设18个变形观测点，变形观测点的结果主要作为索股预埋管的变形修正依据；对所有变形观测点进行各时段的连续观测，测得初始状态的观测值，计算变形观测点的位移量，对后锚垫板上任一点的坐标及索股预埋管的中心坐标进行修正，保证索股预埋管安装至正确位置；H、索股预埋管的初步定位：根据索股预埋管间的设计距离采用索股预埋管精调装置对索股预埋管进行初步定位，在同一个定位支架上用卷尺量距作检核；I、直预埋管精确定位：由于隧道锚索股预埋管的线型为空间曲线，由空间直线和空间圆曲线组成，分为直预埋管和分丝管；索股预埋管精确定位时先定位直预埋管，待所有直预埋管的定位完成后再精确定位分丝管；将索股预埋管轴心定位装置安装于直预埋管的管口处，通过蓝牙将全站仪和手机APP系统相连接，利用手机APP系统中的预埋管定位功能和全站仪的自动照准、跟踪测量功能对直预埋管进行精确调整，直至直预埋管的中心坐标满足设计要求；J、线型检查：对精确定位完成的直预埋管进行线型检查，将索股预埋管轴心定位装置安装于直预埋管的1/5、2/5、3/5、4/5处，将索股预埋管轴心定位装置上的水平管调平，通过蓝牙将全站仪和手机APP系统相连接，利用全站仪测出索股预埋管轴心定位装置横杆上的徕卡小棱镜的坐标，将实测坐标输入手机APP系统的预埋管定位功能中检查索股预埋管的线型是否满足要求，如果精度不满足要求，重新进行测量调整，直至精度满足要求；检查内容包括：①角度是否与索股预埋管的中心角度一致；②实测点到索股预埋管中心线的距离是否等于索股预埋管半径；K、分丝管精调：将索股预埋管轴心定位装置安装至分丝管管口，将管口调整至设计坐标后进行简单固定；再将索股预埋管轴心定位装置移至分丝管的中间位置对分丝管线性进行调整，由于分丝管是由空间曲线和空间直线组成，一定要保证分丝管线性调整至设计位置，分丝管线性调整完成后再对分丝管管口的中心坐标重新进行调整，调整完成后检查分丝管管口的十字线位置，是否满足要求，如果满足要求即可固定，如不满足还需重新调整，直至满足要求为止；L、前锚垫板精确定位：将前锚垫板与定位好的分丝管相连接好后，用坡度尺将前锚垫板上口调整至设计角度，然后将手机APP系统和全站仪相连接，利用全站仪实测前锚垫板的十字线坐标，通过手机APP系统的锚垫板精调功能检查前锚垫板的十字线位置是否满足设计要求，如果满足设计要求，即可固定，如果不满足，则需重新调整直至满足设计要求；在前锚垫板固定前进行前锚垫板平面的检查，检查前锚垫板所在的平面是否与所对应的索股预埋管的轴线垂直，若不垂直必须重新调整；M、竣工验收：隧道锚填充混凝土施工完成后，在洞口控制点架设全站仪，将手机APP系统和全站仪通过蓝牙相连接，通过全站仪的跟踪测量和自动照准功能实测前锚垫板的中心坐标和前锚垫板的所在平面，利用手机APP系统中的锚垫板精调功能对精确定位完成的前锚垫板进行验收，并通过尺量的方式复核前锚垫板的间距。步骤A所述的索股预埋管间距复核及中心坐标计算的过程如下：先由前锚面、后锚面的索股预埋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于APP系统和全站仪自动定位隧道锚锚固系统的施工方法，其特征在于：具体步骤如下：/nA、索股预埋管间距复核及中心坐标计算：/n根据设计图纸对索股预埋管的间距进行复核，复核无误后，计算出个索道管任意长度处的中心坐标和各锚垫板的十字线坐标；/nB、建立三维模型，复核设计坐标：/n在CAD软件中画出隧道式锚碇1：1三维模型，将计算好的预埋管中心坐标和锚垫板十字线坐标展到CAD三维模型中，对设计坐标进行复核；复核无误后，将各特征断面索股预埋管间距的数据输入到手机APP系统中，APP系统根据各特征断面索股预埋管间距的数据自动计算出各索股预埋管任意长度的中心坐标；/nC、后锚垫板初步定位；/n通过蓝牙将手机APP系统和全站仪相连接，利用手机APP系统中的预埋管定位功能在调整好的后锚面模板上放样出索股预埋管的中心点，根据索股预埋管的中心位置利用墨斗弹出十字线，最后按照各槽口模板的设计尺寸初步安装槽口模板和后锚垫板；/nD、索股预埋管轴心定位装置的设计、制作：/n索股预埋管轴心定位装置用于配合全站仪测量前锚垫板、后锚垫板和索股预埋管中心点的三维坐标，索股预埋管轴心定位装置包括整体框架、徕卡小棱镜、高灵敏度水平调平结构，将索股预埋管轴心定位装置放到索股预埋管的管口，测量左右两边的徕卡小棱镜取平均值，即可测得索股预埋管的中心坐标；/nE、后锚垫板的精确定位：/n在控制点架设全站仪，通过极坐标法，精确放样出每个后锚垫板的十字线位置，定位完成后在后锚垫板的管口安装索股预埋管轴心定位装置检查后锚垫板的中心位置，并用坡度尺检查后锚垫板的上边的角度是否满足要求；通过手机APP软件中的锚垫板定位功能进行后锚垫板平面检查，检查后锚垫板的平面是否与之对应的索股预埋管的轴线相垂直；如果后锚垫板的平面与索股预埋管的轴线相垂直则进行下一步工作，如果不垂直则要重新调整后锚垫板，直至后锚垫板的平面与索股预埋管的轴线相垂直为止；/nF、定位支架放样：/n在隧道锚初支的底板上放出定位支架支脚的中心点，通过手机APP软件中的定位支架放样功能在隧道锚初支上放样出定位支架所在断面到IP点（散索鞍中主缆中心线的交点）的距离；在定位支架时通过隧道锚初支上的点来架设定位支架，用坡度尺辅助，保证定位支架十字线所在的平面垂直于主缆中心线，防止定位支架与索股预埋管的位置冲突；定位支架的主体桁架主要用来支撑和初步定位隧道锚碇的索股预埋管，在定位支架上放样索股预埋管的中心线前先检查定位支架的实际位置和垂直度，然后根据定位支架的实际位置放样出索股预埋管中心的竖向中心线：左、中、右三条和横向中心线：上、中、下三条，现场根据索股预埋管的设计间距，将其余索股预埋管的中心线按照内插的方式标记到定位支架上，并按照已经标记好的索股预埋管的中心线安装索股预埋管精调装置；/nG、定位支架变形观测，修正索股预埋管的三维坐标：/n在索股预埋管管口处的定位支架的顶端及索股预埋管管尾处的定位支架的顶端布置变形观测点，每个面共布设18个变形观测点，变形观测点的结果主要作为索股预埋管的变形修正依据；对所有变形观测点进行各时段的连续观测，测得初始状态的观测值，计算变形观测点的位移量，对后锚垫板上任一点的坐标及索股预埋管的中心坐标进行修正，保证索股预埋管安装至正确位置；/nH、索股预埋管的初步定位：/n根据索股预埋管间的设计距离采用索股预埋管精调装置对索股预埋管进行初步定位，在同一个定位支架上用卷尺量距作检核；/nI、直预埋管精确定位：/n由于隧道锚索股预埋管的线型为空间曲线，由空间直线和空间圆曲线组成，分为直预埋管和分丝管；索股预埋管精确定位时先定位直预埋管，待所有直预埋管的定位完成后再精确定位分丝管；将索股预埋管轴心定位装置安装于直预埋管的管口处，通过蓝牙将全站仪和手机APP系统相连接，利用手机APP系统中的预埋管定位功能和全站仪的自动照准、跟踪测量功能对直预埋管进行精确调整，直至直预埋管的中心坐标满足设计要求；/nJ、线型检查：/n对精确定位完成的直预埋管进行线型检查，将索股预埋管轴心定位装置安装于直预埋管的1/5、2/5、3/5、4/5处，将索股预埋管轴心定位装置上的水平管调平，通过蓝牙将全站仪和手机APP系统相连接，利用全站仪测出索股预埋管轴心定位装置横杆上的徕卡小棱镜的坐标，将实测坐标输入手机APP系统的预埋管定位功能中检查索股预埋管的线型是否满足要求，如果精度不满足要求，重新进行测量调整，直至精度满足要求；检查内容包括：①角度是否与索股预埋管的中心角度一致；②实测点到索股预埋管中心线的距离是否等于索股预埋管半径；/nK、分丝管精调：/n将索股预埋管轴心定位装置安装至分丝管管口，将管口调整至设计坐标后进行简单固定；再将索股预埋管轴心定位装置移至分丝管的中间位置对分丝管线性进行调整，由于分丝管是由空间曲线和空间...

【技术特征摘要】
1.一种基于APP系统和全站仪自动定位隧道锚锚固系统的施工方法，其特征在于：具体步骤如下：
A、索股预埋管间距复核及中心坐标计算：
根据设计图纸对索股预埋管的间距进行复核，复核无误后，计算出个索道管任意长度处的中心坐标和各锚垫板的十字线坐标；
B、建立三维模型，复核设计坐标：
在CAD软件中画出隧道式锚碇1：1三维模型，将计算好的预埋管中心坐标和锚垫板十字线坐标展到CAD三维模型中，对设计坐标进行复核；复核无误后，将各特征断面索股预埋管间距的数据输入到手机APP系统中，APP系统根据各特征断面索股预埋管间距的数据自动计算出各索股预埋管任意长度的中心坐标；
C、后锚垫板初步定位；
通过蓝牙将手机APP系统和全站仪相连接，利用手机APP系统中的预埋管定位功能在调整好的后锚面模板上放样出索股预埋管的中心点，根据索股预埋管的中心位置利用墨斗弹出十字线，最后按照各槽口模板的设计尺寸初步安装槽口模板和后锚垫板；
D、索股预埋管轴心定位装置的设计、制作：
索股预埋管轴心定位装置用于配合全站仪测量前锚垫板、后锚垫板和索股预埋管中心点的三维坐标，索股预埋管轴心定位装置包括整体框架、徕卡小棱镜、高灵敏度水平调平结构，将索股预埋管轴心定位装置放到索股预埋管的管口，测量左右两边的徕卡小棱镜取平均值，即可测得索股预埋管的中心坐标；
E、后锚垫板的精确定位：
在控制点架设全站仪，通过极坐标法，精确放样出每个后锚垫板的十字线位置，定位完成后在后锚垫板的管口安装索股预埋管轴心定位装置检查后锚垫板的中心位置，并用坡度尺检查后锚垫板的上边的角度是否满足要求；通过手机APP软件中的锚垫板定位功能进行后锚垫板平面检查，检查后锚垫板的平面是否与之对应的索股预埋管的轴线相垂直；如果后锚垫板的平面与索股预埋管的轴线相垂直则进行下一步工作，如果不垂直则要重新调整后锚垫板，直至后锚垫板的平面与索股预埋管的轴线相垂直为止；
F、定位支架放样：
在隧道锚初支的底板上放出定位支架支脚的中心点，通过手机APP软件中的定位支架放样功能在隧道锚初支上放样出定位支架所在断面到IP点（散索鞍中主缆中心线的交点）的距离；在定位支架时通过隧道锚初支上的点来架设定位支架，用坡度尺辅助，保证定位支架十字线所在的平面垂直于主缆中心线，防止定位支架与索股预埋管的位置冲突；定位支架的主体桁架主要用来支撑和初步定位隧道锚碇的索股预埋管，在定位支架上放样索股预埋管的中心线前先检查定位支架的实际位置和垂直度，然后根据定位支架的实际位置放样出索股预埋管中心的竖向中心线：左、中、右三条和横向中心线：上、中、下三条，现场根据索股预埋管的设计间距，将其余索股预埋管的中心线按照内插的方式标记到定位支架上，并按照已经标记好的索股预埋管的中心线安装索股预埋管精调装置；
G、定位支架变形观测，修正索股预埋管的三维坐标：
在索股预埋管管口处的定位支架的顶端及索股预埋管管尾处的定位支架的顶端布置变形观测点，每个面共布设18个变形观测点，变形观测点的结果主要作为索股预埋管的变形修正依据；对所有变形观测点进行各时段的连续观测，测得初始状态的观测值，计算变形观测点的位移量，对后锚垫板上任一点的坐标及索股预埋管的中心坐标进行修正，保证索股预埋管安装至正确位置；
H、索股预埋管的初步定位：
根据索股预埋管间的设计距离采用索股预埋管精调装置对索股预埋管进行初步定位，在同一个定位支架上用卷尺量距作检核；
I、直预埋管精确定位：
由于隧道锚索股预埋管的线型为空间曲线，由空间直线和空间圆曲线组成，分为直预埋管和分丝管；索股预埋管精确定位时先定位直预埋管，待所有直预埋管的定位完成后再精确定位分丝管；将索股预埋管轴心定位装置安装于直预埋管的管口处，通过蓝牙将全站仪和手机APP系统相连接，利用手机APP系统中的预埋管定位功能和全站仪的自动照准、跟踪测量功能对直预埋管进行精确调整，直至直预埋管的中心坐标满足设计要求；
J、线型检查：
对精确定位完成的直预埋管进行线型检查，将索股预埋管轴心定位装置安装于直预埋管的1/5、2/5、3/5、4/5处，将索股预埋管轴心定位装置上的水平管调平，通过蓝牙将全站仪和手机APP系统相连接，利用全站仪测出索股预埋管轴心定位装置横杆上的徕卡小棱镜的坐标，将实测坐标输入手机APP系统的预埋管定位功能中检查索股预埋管的线型是否满足要求，如果精度不满足要求，重新进行测量调整，直至精度满足要求；检查内容包括：①角度是否与索股预埋管的中心角度一致；②实测点到索股预埋管中心线的距离是否等于索股预埋管半径；
K、分丝管精调：
将索股预埋管轴心定位装置安装至分丝管管口，将管口调整至设计坐标后进行简单固定；再将索股预埋管轴心定位装置移至分丝管的中间位置对分丝管线性进行调整，由于分丝管是由空间曲线和空间直线组成，一定要保证分丝管线性调整至设计位置，分丝管线性调整完成后再对分丝管管口的中心坐标重新进行调整，调整完成后检查分丝管管口的十字线位置，是否满足要求，如果满足要求即可固定，如不满足还需重新调整，直至满足要求为止；

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，肖根旺，王佳，张露，兰其平，赵家仁，曾斓，陈健，李华，陈杰然，石沈阳，岳如意，沈查，张燕昆，叶绍其，
申请(专利权)人：中铁大桥局集团第五工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36