一种钢管拱桥拱肋立拼线形检测方法技术

本发明专利技术公开了一种钢管拱桥拱肋立拼线形检测方法，该钢管拱桥拱肋立拼线形检测方法，通过设置纵向轨道，并在纵向轨道上设置移动门架，同时在移动门架上设置跑车，并分别设置激光测距仪一、激光测距仪二和激光测距仪三，通过移动激光测距仪二和激光测距仪三来获取钢管拱肋每个位置的三维坐标，从而精准的对钢管拱肋进行测量，达到了提升测量精度的效果。且通过设置纵向轨道和横向轨道，并分别通过伺服电机控制移动门架和跑车的移动，从而能够通过移动门架和跑车的同步移动来获得钢管拱肋的三维坐标，避免需要人工进行移动的麻烦，并进一步的提升了测量的准确性，达到了操作简单的效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种钢管拱桥拱肋立拼线形检测方法


[0001]本专利技术涉及钢管拱桥检测
，更具体地说是涉及一种钢管拱桥拱肋立拼线形检测方法。

技术介绍

[0002]钢管拱桥是一种发展十分迅速的钢结构桥梁，在山区大跨径桥梁中修建较多。该种结构是在工厂内预制拱肋节段，现场逐节段吊装组成整体结构。
[0003]在工厂预制节段时，为了使节段拼装线形与设计线形一致，需要对预拼装检查，预拼装通常采用竖立放置，即立拼。
[0004]由于拱肋节段尺寸较大，节段高度高达十余米，长达数十米，且拱肋弦杆是圆形钢管，拱轴线为弧形，人工测量困难、测量精度不足，传统测量方法是采用全站仪对拱肋上测点进行观测，测点上需要人工在拱肋顶部放置棱镜，即，反光标记，但是这种方法测点较少，精度较差。
[0005]因此，如何提供一种能够对钢管拱肋进行精准检测，高效提高测量精度，并且无需人工进行移动检测装置进一步提高测量的精准性，操作简单的钢管拱桥拱肋立拼线形检测方法是本领域亟需解决的技术问题之一。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种钢管拱桥拱肋立拼线形检测方法。目的就是为了解决上述之不足而提供。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采取了如下技术方案：
[0008]一种钢管拱桥拱肋立拼线形检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0009]S1、将纵向轨道放置于地面，采用全站仪观测轨道的直线度和不平整度，并对支架进行调整，然后在所述纵向轨道与地面之间灌注混凝土，待混凝土硬化后，所述纵向轨道具备竖向支撑能力，且此时所述纵向轨道平直；
[0010]S2、在移动门架顶端下方设置行走轮，且所述行走轮在所述纵向轨道上自由行走，所述移动门架上设置反射标靶一，且反射面位于所述移动门架的中心线上，用于反射放置于地面的激光测距仪一的激光；
[0011]S3、建立测量坐标系，沿所述纵向轨道方向设置为X轴，沿所述移动门架横梁方向设置为Y轴，沿所述移动门架的竖向向上方向设置为Z轴；
[0012]S4、所述激光测距仪一放置于所述纵向轨道的一端部，其激光发射方向沿所述纵向轨道方向设置，并且对准所述移动门架上设置的所述反射标靶一，所述激光测距仪一所测量的距离定义为x坐标；
[0013]S5、在所述移动门架的上横梁端部上表面放置激光测距仪二，在所述移动门架的上横梁上表面的钢管拱区域设置横向轨道，所述激光测距仪二的激光发射方向与坐标系Y轴方向平行；
[0014]S6、在所述横向轨道上悬挂一个跑车，所述跑车上设置反射标靶二，用于反射所述激光测距仪二发射的激光，所述激光测距仪二所测量的是距离定义为y坐标；
[0015]S7、所述跑车下方安装激光测距仪三，所述激光测距仪三的激光发射方向竖直向下，且所述激光测距仪三跟随所述跑车横向移动，所述激光测距仪三用于测量钢管拱肋的顶部高程，定义所测量的距离为z坐标；
[0016]S8、所述移动门架在所述纵向轨道上移动配合所述跑车在所述横向轨道上移动，实现所述钢管拱肋顶面任意位置的扫描式测量，获得所述钢管拱肋顶面的点云数据；
[0017]S9、所述移动门架移动到x
j
位置，重复前述步骤，获得每根所述钢管拱肋在x
j
处的三维坐标x
j
，y
kj
，z
kj
；
[0018]S10、通过获得的多个点云数据和每根所述钢管拱肋在x
j
处的三维坐标x
j
，y
kj
，z
kj
进行对比，获得完整的检测数据。
[0019]上述技术方案的有益效果是：通过设置所述纵向轨道，并在所述纵向轨道上设置所述移动门架，同时在所述移动门架上设置所述跑车，并分别设置所述激光测距仪一、所述激光测距仪二和所述激光测距仪三，通过所述移动激光测距仪二和所述激光测距仪三来获取所述钢管拱肋每个位置的三维坐标，从而精准的对所述钢管拱肋进行测量，达到了提升测量精度的效果；且设置所述纵向轨道和所述横向轨道，并分别通过伺服电机控制所述移动门架和所述跑车的移动，从而能够通过所述移动门架和所述跑车的同步移动来获得所述钢管拱肋的三维坐标，避免需要人工进行移动的麻烦，并进一步的提升了测量的准确性，达到了操作简单的效果；
[0020]该方案通过三个激光测距仪来实现空间三个方向的定位，通过一个类似龙门吊的所述移动门架，开来实现测头的自由移动，所述移动门架可直接使用现场已有的龙门吊代替。
[0021]优选地，所述纵向轨道通过支架悬空于地面，且所述纵向轨道直线度和不平整度均小于1mm。
[0022]上述技术方案的有益效果是：通过设置所述纵向轨道的直线度和不平整度，从而提升所述移动门架移动的平稳性，进而使得所述移动门架上的测量设备移动的时候也能准确的对所述钢管拱肋进行测量。
[0023]优选地，所述行走轮采用伺服电机驱动，由控制系统自动控制向前，所述移动门架由行走轮机构、立柱和上横梁组成，所述反射标靶一设置在所述行走轮机构上。
[0024]上述技术方案的有益效果是：使用伺服电机驱动所述行走轮，从而使行走轮上的移动门架移动能够规律进行，并通过控制系统的设置，能够精准的控制移动门架的位置。
[0025]优选地，所述横向轨道需要精确调整直线度，所述横向轨道与所述纵向轨道垂直设置。
[0026]上述技术方案的有益效果是：通过精确设置所述横向轨道的直线度和垂直度，从而在测量的时候能减少误差，避免出现越移动越偏斜的问题。
[0027]优选地，所述跑车由伺服电机驱动，并通过控制系统控制在所述横向轨道上横向自由行走。
[0028]上述技术方案的有益效果是：使用所述伺服电机驱动所述跑车的移动，从而使所述跑车在移动的时候能够更加精准同步，且所提到的控制系统为现有的伺服控制器，进行
控制伺服电机。
[0029]优选地，所述钢管拱肋顶面的所述点云数据是由多个测点组成的集合。
[0030]上述技术方案的有益效果是：使用多个测点组成一个点云数据，从而减少测量的误差，提升测量的精准度。
[0031]优选地，所述移动门架首先停留在一个位置，所述激光测距仪一采集读数为xi，所述跑车由所述移动门架的上横梁一端匀速移动至另一端，设置所述激光测距仪二和所述激光测距仪三的采集频率，两者的采集频率和测量数据时间相同，确保同一时刻获得横向坐标y
i
和高程坐标z
i
。
[0032]上述技术方案的有益效果是：通过设置三个方向的采集频率，并同时进行数据采集，从而能够同步的获得一个三维空间坐标，以进行定点。
[0033]优选地，所述激光测距仪二和所述激光测距仪三相邻的两个采集点的横向坐标间距小于1cm，对第k根钢管点云进行圆曲线拟合，获得被测钢管圆心坐标x
j
，y
kj
，z
kj
。
[0034]上述技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢管拱桥拱肋立拼线形检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将纵向轨道(1)放置于地面，采用全站仪观测纵向轨道(1)的直线度和不平整度，并对支架进行调整，然后在所述纵向轨道(1)与地面之间灌注混凝土，待混凝土硬化后，所述纵向轨道(1)具备竖向支撑能力，且此时所述纵向轨道(1)平直；S2、在移动门架(2)顶端下方设置行走轮(3)，且所述行走轮(3)在所述纵向轨道(1)上自由行走，所述移动门架(2)上设置反射标靶一(5)，且所述反射标靶一(5)的反射面位于所述移动门架(2)的中心线上，用于反射放置于地面的激光测距仪一(4)的激光；S3、建立测量坐标系，沿所述纵向轨道(1)方向设置为X轴，沿所述移动门架(2)横梁方向设置为Y轴，沿所述移动门架(2)的竖向向上方向设置为Z轴；S4、所述激光测距仪一(4)放置于所述纵向轨道(1)的一端部，其激光发射方向沿所述纵向轨道(1)方向设置，并且对准所述移动门架(2)上设置的所述反射标靶一(5)，所述激光测距仪一(4)所测量的距离定义为x坐标；S5、在所述移动门架(2)的上横梁端部上表面放置激光测距仪二(6)，在所述移动门架(2)的上横梁上表面的钢管拱区域设置横向轨道(9)，所述激光测距仪二(6)的激光发射方向与坐标系Y轴方向平行；S6、在所述横向轨道(9)上悬挂一个跑车(7)，所述跑车(7)上设置反射标靶二(8)，用于反射所述激光测距仪二(6)发射的激光，所述激光测距仪二(6)所测量的是距离定义为y坐标；S7、所述跑车(7)下方安装激光测距仪三(10)，所述激光测距仪三(10)的激光发射方向竖直向下，且所述激光测距仪三(10)跟随所述跑车(7)横向移动，所述激光测距仪三(10)用于测量钢管拱肋(11)的顶部高程，定义所测量的距离为z坐标；S8、所述移动门架(2)在所述纵向轨道(1)上移动配合所述跑车(7)在所述横向轨道(9)上移动，实现所述钢管拱肋(11)顶面任意位置的扫描式测量，获得所述钢管拱肋(11)顶面的点云数据；S9、所述移动门架(2)移动到x
j
位置，重复前述步骤，获得每根所述钢管拱肋(11)在x
j
处的三维坐标x
j
，y
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙镇国，魏海龙，杨勇，陈海明，赵晨光，
申请(专利权)人：中交二公局第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：