预制混凝土塔筒垂直度的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种预制混凝土塔筒垂直度的测量方法，包括步骤：1、在塔筒(2)外架设与塔筒底面中心的连线相互垂直的X向经纬仪(11)和Y向经纬仪(12)；2、测量两台经纬仪与塔筒等高处外壁的第一水平距离Sx和第二水平距离Sy；3、通过X向经纬仪测量塔筒顶面中心与底面中心的X向偏心夹角并计算X向水平偏心距离△x；4、通过Y向经纬仪测量塔筒顶面中心与底面中心的Y向偏心夹角并计算Y向水平偏心距离△y；5、计算塔筒顶面中心与底面中心的总偏心距离△h＝((△x)

【技术实现步骤摘要】
预制混凝土塔筒垂直度的测量方法
本专利技术涉及一种塔筒施工用质量检测方法，尤其涉及一种预制混凝土塔筒垂直度的测量方法。
技术介绍
风力发电作为一种清洁能源技术，在我国风资源较好地区得到了广泛的应用，随着风力发电机组的功率日益增大，使得风轮的直径越来越大，塔筒的高度也越来越高，传统的钢塔筒刚度较低，塔筒易于产生共振而损坏。目前，下部采用混凝土塔筒、上部采用钢塔筒的新型钢混塔筒结构体系得到了深入的研究和广泛的应用，可有效的提高塔筒的刚度，确保塔筒避免产生共振。由于混凝土塔筒一般采用分节、分片预制的方式，即沿着塔筒高度方向划分为若干筒节，沿着塔筒环向划分为若干筒片，在工厂预制好后运输至现场进行拼装和吊装作业，使其形成一个整体。由于筒片制作的误差、拼装的误差、吊装的误差等原因，随着筒节的数量增加，施工过程中塔筒的垂直度控制就越来越重要。现有技术中风力发电机组混凝土塔筒的垂直度控制方式一般有三种：第一种是吊铅锤方式，即塔筒施工过程中，施工人员从顶部吊铅锤至塔筒底部，测量塔筒顶部与塔筒底部中心的距离，进而计算其垂直度。第二种是用激光垂准仪测量法。即在塔筒底部以某一固定参考点为标准，用激光垂准仪垂直向上打激光点，在顶部接受到点位后，再计算出塔筒顶部与塔筒底部中心的距离，进而计算其垂直度。上述两种方法塔筒垂直度控制应用中存在如下缺点：1、混凝土塔筒在吊装之前，内部电气设备就必须已经就位，否则内部电气设备就无法吊入塔筒内部。这导致塔筒底部有很多设备，会把塔筒底部的圆心位置遮挡住，必须事先从圆心向边上无遮挡处引入一个点作为底部的标准点，加大了测量的误差。2、混凝土塔筒内部为空心结构，塔筒顶部的测量点只能定位在施工平台上。由于施工平台的构造原因，如存在升降、变径等功能，很难将施工平台上某个固定点作为塔筒顶部的圆心。3、每次测量时，仪器和施工人员都必须在施工平台上，由于人员的走动等原因会导致测量的误差增大。4、每次测量的时间较长，降低了施工效率。第三种是通过全站仪等设备测量塔筒圆周坐标，再经高程值计算、数值拟合等方法计算得到圆心坐标，该方法需要测量的数据多，且算法流程复杂，对测量人员的技能要求较高，费时费力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种预制混凝土塔筒垂直度的测量方法，能快速测量和计算得到塔筒的垂直度，有利于提高施工效率。本专利技术是这样实现的：一种预制混凝土塔筒垂直度的测量方法，包括以下步骤：步骤1：在塔筒外侧架设两台经纬仪，分别标记为X向经纬仪和Y向经纬仪，两台经纬仪与塔筒底面中心的连线相互垂直；步骤2：分别测量X向经纬仪与塔筒等高处外壁的第一水平距离Sx以及Y向经纬仪与塔筒等高处外壁的第二水平距离Sy；步骤3：通过X向经纬仪测量塔筒的顶面中心与底面中心的X向偏心夹角△θx，并计算X向水平偏心距离△x，计算公式为：△x＝tan(△θx)*(Sx+R)，其中，R为塔筒与X向经纬仪等高面处的外半径；步骤4通过Y向经纬仪测量塔筒的顶面中心与底面中心的Y向偏心夹角△θy，并计算Y向水平偏心距离△y，计算公式为：△y＝tan(△θy)*(Sy+R)，其中R为塔筒与Y向经纬仪等高面处的外半径；步骤5：计算塔筒的顶面中心与底面中心的总偏心距离△h，计算公式为△h＝((△x)2+(△x)2)1/2；步骤6：计算塔筒的垂直度，计算公式为Δh/H，其中，H为塔筒的高度。将所述的塔筒与两台经纬仪等高面处的中心作为圆心，在该等高面内设置二维X-Y直角坐标系，X向经纬仪位于Y轴上，Y向经纬仪位于X轴上。所述的步骤3还包括：步骤3.1：通过X向经纬仪读出塔筒底部两个边缘测量点处的第一角度值θx1和第二角度值θx2，并计算塔筒底面中心的X向角度值，计算公式为：(θx1+θx2)/2；步骤3.2：通过X向经纬仪读出塔筒顶部两个边缘测量点处的第三角度值θx3和第四角度值θx4，并计算塔筒顶面中心的X向角度值，计算公式为：(θx3+θx4)/2；步骤3.3：计算塔筒的顶面中心与底面中心在X向上的偏心夹角△θx，计算公式为：△θx＝(θx1+θx2)/2-(θx3+θx4)/2。在所述的步骤3.1中，X向经纬仪读取的塔筒底部的两个边缘测量点为X向经纬仪测量方向所在的直线与塔筒底面的切点。在所述的步骤3.2中，X向经纬仪读取的塔筒顶部的两个边缘测量点为X向经纬仪测量方向所在的直线与塔筒顶面的切点。所述的步骤4还包括：步骤4.1：通过Y向经纬仪读出塔筒底部两个边缘测量点处的第五角度值θy1和第六角度值θy2，并计算塔筒底面中心的Y向角度值，计算公式为：(θy1+θy2)/2；步骤4.2：通过Y向经纬仪读出塔筒顶部两个边缘测量点处的第七角度值θy3和第八角度值θy4，并计算塔筒顶面中心的Y向角度值，计算公式为：(θy3+θy4)/2；步骤4.3：计算塔筒的顶面中心与底面中心在Y向上的偏心夹角△θy，计算公式为：△θy＝(θy1+θy2)/2-(θy3+θy4)/2。在所述的步骤4.1中，Y向经纬仪读取的塔筒底部的两个边缘测量点为Y向经纬仪测量方向所在的直线与塔筒底面的切点。在所述的步骤4.2中，Y向经纬仪读取的塔筒顶部的两个边缘测量点为Y向经纬仪测量方向所在的直线与塔筒顶面的切点。所述的第一水平距离Sx为X向经纬仪与塔筒等高面处中心的距离减去塔筒等高面处的外半径，第二水平距离Sy为Y向经纬仪与塔筒等高面处中心的距离减去塔筒等高面处的外半径。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：1、本专利技术只需采用两台经纬仪快速测量角度数据，采用一把卷尺快速测量距离数据，经过简单的求和、平均等计算即可得到塔筒的垂直度，测量便捷，计算简单，无需专业的算法或软件，对测量人员也无特殊的技能要求。2、本专利技术采集的数据仅为8个角度值和2个距离值，大大提高了测量作业的效率，降低了测量作业的难度，测量一次垂直度只需几分钟即可完成，有利于提高整体的施工效率。3、本专利技术采用的测量仪器均位于塔筒外部，避免了内部电气设备与测量仪器之间的干扰，对测量仪器的具体安装位置也没有要求，操作更方便，不对塔筒内部施工造成影响，能在塔筒吊装和内部施工的同时进行垂直度的监测，确保安全施工。本专利技术能通过两台经纬仪和一把卷尺快速测量和计算得到塔筒的垂直度，操作简单、快捷，对测量人员技能的要求低，有利于提高塔筒吊装的施工效率。附图说明图1是本专利技术预制混凝土塔筒垂直度的测量方法的示意图；图2是本专利技术预制混凝土塔筒垂直度的测量方法的俯视示意图。图中，11X向经纬仪，12Y向经纬仪，2塔筒。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。请参见附图1和附图2，一种预制混凝土塔筒垂直度的测量方法，包括以下步骤：步骤1：在塔筒2外侧架设两台经纬仪，两台经纬仪与塔筒底面中心的连线相互垂直，分别标记为X向经纬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预制混凝土塔筒垂直度的测量方法，其特征是：包括以下步骤：/n步骤1：在塔筒(2)外侧架设两台经纬仪，分别标记为X向经纬仪(11)和Y向经纬仪(12)，两台经纬仪与塔筒底面中心的连线相互垂直；/n步骤2：分别测量X向经纬仪(11)与塔筒(2)等高处外壁的第一水平距离Sx以及Y向经纬仪(12)与塔筒(2)等高处外壁的第二水平距离Sy；/n步骤3：通过X向经纬仪(11)测量塔筒(2)的顶面中心与底面中心的X向偏心夹角△θx，并计算X向水平偏心距离△x，计算公式为：△x＝tan(△θx)*(Sx+R)，其中，R为塔筒(2)与X向经纬仪(11)等高面处的外半径；/n步骤4通过Y向经纬仪(12)测量塔筒(2)的顶面中心与底面中心的Y向偏心夹角△θy，并计算Y向水平偏心距离△y，计算公式为：△y＝tan(△θy)*(Sy+R)，其中R为塔筒(2)与Y向经纬仪(12)等高面处的外半径；/n步骤5：计算塔筒(2)的顶面中心与底面中心的总偏心距离△h，计算公式为△h＝((△x)

【技术特征摘要】
1.一种预制混凝土塔筒垂直度的测量方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1：在塔筒(2)外侧架设两台经纬仪，分别标记为X向经纬仪(11)和Y向经纬仪(12)，两台经纬仪与塔筒底面中心的连线相互垂直；
步骤2：分别测量X向经纬仪(11)与塔筒(2)等高处外壁的第一水平距离Sx以及Y向经纬仪(12)与塔筒(2)等高处外壁的第二水平距离Sy；
步骤3：通过X向经纬仪(11)测量塔筒(2)的顶面中心与底面中心的X向偏心夹角△θx，并计算X向水平偏心距离△x，计算公式为：△x＝tan(△θx)*(Sx+R)，其中，R为塔筒(2)与X向经纬仪(11)等高面处的外半径；
步骤4通过Y向经纬仪(12)测量塔筒(2)的顶面中心与底面中心的Y向偏心夹角△θy，并计算Y向水平偏心距离△y，计算公式为：△y＝tan(△θy)*(Sy+R)，其中R为塔筒(2)与Y向经纬仪(12)等高面处的外半径；
步骤5：计算塔筒(2)的顶面中心与底面中心的总偏心距离△h，计算公式为△h＝((△x)2+(△x)2)1/2；
步骤6：计算塔筒(2)的垂直度，计算公式为Δh/H，其中，H为塔筒(2)的高度。


2.根据权利要求1所述的预制混凝土塔筒垂直度的测量方法，其特征是：将所述的塔筒(2)与两台经纬仪等高面处的中心作为圆心，在该等高面内设置二维X-Y直角坐标系，X向经纬仪(11)位于Y轴上，Y向经纬仪(12)位于X轴上。


3.根据权利要求1所述的预制混凝土塔筒垂直度的测量方法，其特征是：所述的步骤3还包括：
步骤3.1：通过X向经纬仪(11)读出塔筒(2)底部两个边缘测量点处的第一角度值θx1和第二角度值θx2，并计算塔筒(2)底面中心的X向角度值，计算公式为：(θx1+θx2)/2；
步骤3.2：通过X向经纬仪(11)读出塔筒(2)顶部两个边缘测量点处的第三角度值θx3和第四角度值θx4，并计算塔筒(2)顶面中心的X向角度值，计算公式为：(θx3+θx4)/2；
步骤3.3：计算塔筒(2)的顶面中心与底面中心在X向上的偏心夹角△θx，计算公式为：△θx＝(θx1+θx2)/2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：周瑞权，陈钢，赵雅丽，
申请(专利权)人：上海市机电设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31