一种悬索桥型钢锚固系统锚杆前端部空间定位方法技术方案

本发明专利技术公开了一种悬索桥型钢锚固系统锚杆前端部空间定位方法，提出了一种使用双磁吸式棱镜按照两点定位模式进行锚杆前端部空间定位，锚杆调整过程中无须人工司镜，降低司镜员高空作业风险，可利用全站仪自动照准功能，夜间测量时无须对棱镜照明；考虑了大温差长杆件的钢结构热胀冷缩效应，根据安装时锚杆表面实际温度与成桥设计温度之间的温差，对图纸锚杆设计长度施加温度修正得到理论长度，利用理论长度进行锚杆前端部特征点理论空间坐标计算；依据设计允许偏差要求，同时结合桥位现场锚杆安装实际工况，提出了锚杆前端部定位的安装允许偏差实用标准。装允许偏差实用标准。装允许偏差实用标准。

A spatial positioning method of anchor rod front end of suspension bridge steel anchoring system

【技术实现步骤摘要】
一种悬索桥型钢锚固系统锚杆前端部空间定位方法


[0001]本专利技术涉及悬索桥锚固系统
，尤其是涉及一种悬索桥型钢锚固系统锚杆前端部空间定位方法。

技术介绍

[0002]悬索桥型钢锚固系统由后锚梁与锚杆组成，后锚梁埋于锚体砼内，锚杆底端部采用栓接方式连接在后锚梁上，锚杆前端部与主缆索股直接锚固连接，精确定位锚杆前端部是型钢锚固系统安装定位的关键。锚杆前端部空间定位精度要求高，锚杆是一种钢结构杆件，对温度影响较为敏感，一般要求在夜间温度较为稳定时进行安装定位。
[0003]锚杆前端部空间定位的常规测量方式是人工司镜或粘贴反射片，锚杆前端部距最近的操作平台(或混凝土地面)有一定的距离，相邻锚杆前端部之间是悬空的。人工司镜时司镜员都要从操作平台(或混凝土地面)爬到锚杆前端部，在锚杆前端部狭窄的位置上站稳手扶安置棱镜，测完后再返回，在夜间定位时，司镜难度更大、安全作业风险更高、作业效率更低；粘贴反射片虽避免了司镜员高空作业，但与采用棱镜比较，测量精度有所降低，不能使用高精度全站仪自带的自动照准功能，需要人工照准测量，测量效率低，夜间测量对照明条件要求高，多根锚杆定位时测量频率高，全站仪主测人员作业强度高，需要测量员与计算员两人配合完成主测工作。
[0004]锚固系统设计图纸中给出的每一根锚杆设计长度是指在成桥设计温度下的设计制造长度，根据施工计划安排，全年中任何一个季节都可以在自然环境中对锚杆进行桥位现场安装。安装时锚杆表面温度与成桥设计温度是有差异的，钢结构线胀系数为0.012mm/℃/m，温度变化10℃时，长度20m的钢结构杆件长度变化2.4mm。锚杆前端部空间定位长度方向(X轴方向)允许偏差10mm，需要考虑大温差长杆件的钢结构热胀冷缩效应，依据安装时实测杆件表面温度对锚杆设计长度施加温度改正。在以往的锚杆前端部空间定位中未见对锚杆长度施加温度改正。
[0005]局部空间坐标系中，锚杆前端部设计允许偏差为：
‑
10mm≤ΔX≤10mm、
‑
5mm≤ΔY≤5mm、
‑
5mm≤ΔZ≤5mm。因锚固系统制造误差与安装误差的累积，桥位现场安装时，锚杆长度(X轴)方向不可调整，部分锚杆前端部X轴方向偏差ΔX存在稍大于10mm的情况，超出设计允许偏差不能满足要求；设计允许偏差没有对锚杆前端部左右两侧Y轴方向相对偏差作出明确要求。

技术实现思路

[0006]针对现有技术不足，本专利技术是提供一种悬索桥型钢锚固系统锚杆前端部空间定位方法，以达到锚杆前端部空间定位准确安全高效的目的。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：
[0008]该悬索桥型钢锚固系统锚杆前端部空间定位方法，包括以下步骤：
[0009]S1、编制锚杆前端部特征点空间位置偏差计算表格；
[0010]S2、布设锚杆测量专用控制点、安置全站仪建站：
[0011]在锚固系统锚杆前端部的前方一定距离稳定处埋设专用控制点，利用周边稳定可靠首级控制点同等级内插加密该专用控制点桥轴空间坐标；在该专用控制点上安置全站仪，后视远处第二个已知控制点进行设站定向，开始测量前需要检查附近的第三个已知控制点；
[0012]S3、在锚杆上表面前端部标记端头基准线：
[0013]锚杆吊装前，锚杆存放在施工现场水平台座上，在锚杆前端部上表面左侧端部向内移动一定距离处做一左侧标识点，在锚杆前端部上表面右侧端部向内移动相同距离处做一右侧标识点，使用直尺连接左右标识点，利用刀片或锯条沿直尺线在锚杆上表面刻划左右两侧端头基准线；
[0014]S4、测量锚杆表面温度：
[0015]测量锚杆前端部表面温度，记录到锚杆计算表格“锚杆表面温度”字段处；
[0016]S5、沿左右端头基准线安装双磁吸式棱镜并将反射棱镜对准全站仪视线方向：
[0017]锚杆吊装完成后，锚杆被倾斜放置于钢支架上，司镜员在做好安全措施的情况下到达锚杆前端部安装左右侧双磁吸式棱镜，每侧的磁吸式棱镜侧边缘与锚杆上表面对应侧面对齐，后边缘与锚杆上表面基准线对齐；按下磁吸式棱镜卡扣按钮，绕连接头转动卡扣棱镜，使得镜框对准全站仪所在方位，再绕卡扣棱镜旋转轴转动反射棱镜，使得反射棱镜对准全站仪视线方向；另外，将该待调锚杆的编号信息记录到锚杆计算表格对应字段处；
[0018]S6、利用平行定位夹尺使双磁吸式棱镜互相平行并读取读数：
[0019]移动平行定位夹尺的游标夹，使平行定位夹尺的开口宽度稍大于锚杆上表面的宽度，让主尺的固定夹板与锚杆上表面的一侧面紧密接触，固定夹板上的限位耳板沿开关磁铁表面支撑于锚杆上表面，固定夹板上的支撑耳板支撑于开关磁铁磁性开关所在表面；移动游标夹夹紧锚杆上表面，使得活动夹板与锚杆上表面另一侧面紧密接触，活动夹板上的限位耳板沿开关磁铁表面支撑于锚杆上表面，，活动夹板上的支撑耳板支撑于开关磁铁磁性开关所在表面；平行定位夹尺安置完成后，使得一侧开关磁铁外侧面与固定夹板密贴，另一侧开关磁铁外侧面与活动夹板密贴，这样就将左右两个磁吸式棱镜安置平行了，读取平行定位夹尺的读数，并将读数记录到锚杆计算表格“尺量左右间距”字段处；
[0020]S7、测量双磁吸式棱镜空间坐标、计算锚杆前端部空间位置偏差：
[0021]利用在专用控制点上已安置的全站仪依次测量右侧、左侧磁吸式棱镜桥轴空间坐标，并将坐标值输入到锚杆计算表格对应字段“实测桥轴空间坐标”中，双磁吸式棱镜空间坐标输入完成后，通过锚杆计算表格计算显示当前锚杆空间位置偏差；
[0022]S8、依据锚杆前端部空间位置偏差调整锚杆：
[0023]因锚固系统制造误差与安装误差的累积，桥位现场安装时，部分锚杆前端部在局部空间坐标系X轴方向偏差ΔX存在稍大于10mm的情况，又锚杆长度方向即X轴方向不可调整，为了使得锚杆中心线空间角度定位更加精确，采用特征点的实测X值计算其理论的Y、Z值，将特征点Y、Z实测值与理论值较差进行控制，对应计算表格“以实测X定理论YZ”中的“ΔY、ΔZ”；在前支架处指导作业人员增减锚杆底部的垫片调整锚杆前端部Y轴方向偏差；在前支架处指导作业人员横桥向调整锚杆前端部Z轴方向偏差；
[0024]S9、当前锚杆前端部调整完成后，重复S7步骤，若当前锚杆前端部空间位置偏差不
能同时满足本方法的安装允许偏差实用标准，重复S8步骤、S7步骤，直至同时满足本方法的安装允许偏差实用标准为止，进入下一根待调锚杆前端部的空间定位。
[0025]进一步的：
[0026]所述步骤S4中，考虑大温差长杆件的钢结构热胀冷缩效应，根据安装时锚杆表面实际温度与成桥设计温度之间的温差Δt，对图纸锚杆设计长度施加温度修正得到理论长度为L+1.2
×
10
‑5×
Δt
×
L，利用理论长度进行锚杆前端部特征点理论空间坐标计算。
[0027]所述步骤S7中，若“左右棱镜中心间距校核”不大于1mm，则说明双磁吸式棱镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种悬索桥型钢锚固系统锚杆前端部空间定位方法，其特征在于：所述空间定位方法包括以下步骤：S1、编制锚杆前端部特征点空间位置偏差计算表格；S2、布设锚杆测量专用控制点、安置全站仪建站：在锚固系统锚杆前端部的前方一定距离稳定处埋设专用控制点，利用周边稳定可靠首级控制点同等级内插加密该专用控制点桥轴空间坐标；在该专用控制点上安置全站仪，后视远处第二个已知控制点进行设站定向，开始测量前需要检查附近的第三个已知控制点；S3、在锚杆上表面前端部标记端头基准线：锚杆吊装前，锚杆存放在施工现场水平台座上，在锚杆前端部上表面左侧端部向内移动一定距离处做一左侧标识点，在锚杆前端部上表面右侧端部向内移动相同距离处做一右侧标识点，使用直尺连接左右标识点，利用刀片或锯条沿直尺线在锚杆上表面刻划左右两侧端头基准线；S4、测量锚杆表面温度：测量锚杆前端部表面温度，记录到锚杆计算表格“锚杆表面温度”字段处；S5、沿左右端头基准线安装双磁吸式棱镜并将反射棱镜对准全站仪视线方向：锚杆吊装完成后，锚杆被倾斜放置于钢支架上，司镜员在做好安全措施的情况下到达锚杆前端部安装左右侧双磁吸式棱镜，每侧的磁吸式棱镜侧边缘与锚杆上表面对应侧面对齐，后边缘与锚杆上表面基准线对齐；按下磁吸式棱镜卡扣按钮，绕连接头转动卡扣棱镜，使得镜框对准全站仪所在方位，再绕卡扣棱镜旋转轴转动反射棱镜，使得反射棱镜对准全站仪视线方向；另外，将该待调锚杆的编号信息记录到锚杆计算表格对应字段处；S6、利用平行定位夹尺使双磁吸式棱镜互相平行并读取读数：移动平行定位夹尺的游标夹，使平行定位夹尺的开口宽度稍大于锚杆上表面的宽度，让主尺的固定夹板与锚杆上表面的一侧面紧密接触，固定夹板上的限位耳板沿开关磁铁表面支撑于锚杆上表面，固定夹板上的支撑耳板支撑于开关磁铁磁性开关所在表面；移动游标夹夹紧锚杆上表面，使得活动夹板与锚杆上表面另一侧面紧密接触，活动夹板上的限位耳板沿开关磁铁表面支撑于锚杆上表面，，活动夹板上的支撑耳板支撑于开关磁铁磁性开关所在表面；平行定位夹尺安置完成后，使得一侧开关磁铁外侧面与固定夹板密贴，另一侧开关磁铁外侧面与活动夹板密贴，这样就将左右两个磁吸式棱镜安置平行了，读取平行定位夹尺的读数，并将读数记录到锚杆计算表格“尺量左右间距”字段处；S7、测量双磁吸式棱镜空间坐标、计算锚杆前端部空间位置偏差：利用在专用控制点上已安置的全站仪依次测量右侧、左侧磁吸式棱镜桥轴空间坐标，并将坐标值输入到锚杆计算表格对应字段“实测桥轴空间坐标”中，双磁吸式棱镜空间坐标输入完成后，通过锚杆计算表格计算显示当前锚杆空间位置偏差；S8、依据锚杆前端部空间位置偏差调整锚杆：因锚固系统制造误差与安装误差的累积，桥位现场安装时，部分锚杆前端部在局部空间坐标系X轴方向偏差ΔX存在稍大于10mm的情况，又锚杆长度方向即X轴方向不可调整，为了使得锚杆中心线空间角度定位更加精确，采用特征点的实测X值计算其理论的Y、Z值，将特征点Y、Z实测值与理论值较差进行控制，对应计算表格“以实测X定理论YZ”中的“ΔY、ΔZ”；在前支架处指导作业人员增减锚杆底部的垫片调整锚杆前端部Y轴方向偏差；在前支架
处指导作业人员横桥向调整锚杆前端部Z轴方向偏差；S9、当前锚杆前端部调整完成后，重复S7步骤，若当前锚杆前端部空间位置偏差不能同时满足本方法的安装允许偏差实用标准，重复S8步骤、S7步骤，直至同时满足本方法的安装允许偏差实用标准为止，进入下一根待调锚杆前端部的空间定位。2.如权利要求1所述悬索桥型钢锚固系统锚杆前端部空间定位方法，其特征在于：所述步骤S4中，考虑大温差长杆件的钢结构热胀冷缩效应，根据安装时锚杆表面实际温度与成桥设计温度之间的温差Δt，对图纸锚杆设计长度L施加温度修正得到理论长度为L+1.2
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【专利技术属性】
技术研发人员：周海生，马亮亮，赵鹏飞，张国浩，郭佳嘉，解光路，许雄飞，蔡少云，王冬松，周亚军，
申请(专利权)人：芜湖科航工程检测有限公司，
类型：发明
国别省市：