【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢管混凝土拱桥，具体涉及一种钢管混凝土拱桥大节段整体提升的高速追踪光学测量方法。
技术介绍
1、钢管混凝土拱桥属于钢—混凝土组合结构，其钢管内填充混凝土，并由于钢管的径向约束限制受压混凝土的膨胀，使混凝土处于三向受压状态，从而显著提高混凝土的抗压强度。近年来，钢管混凝土拱桥和以钢管混凝土为骨架的混凝土拱桥获得较大发展，跨径增大很快，在桥梁发展史上罕见；同时，未来将大力建设西部山区交通基础设施，特别是对于西部地区的特殊地貌如喀斯特地貌等，钢管混凝土拱桥具有优良的受力性能和超高的工程耐久性、较好的工程经济性以及广阔的应用前景，在西部地区的公路、铁路建设中拥有独特的优势。钢管混凝土拱桥的施工方法主要有斜拉扣挂悬臂拼装法、转体法和整体提升法等，使用较多的施工方法为斜拉扣挂悬臂拼装法，但若受到拱桥施工环境等相关因素的影响和限制，部分钢管混凝土拱桥可采用整体提升的施工方法。钢管混凝土拱桥的整体提升法是指先在地面或者低位支架上对大节段拱肋进行拼装，而拱肋节段是在加工厂制作完毕后运至拼装现场，提高了施工效率；当大节段拱肋低位拼装完毕后，利用提升千斤顶与吊索对整个拼装为一体的拱肋进行整体提升，并在较短的时间内完成拱肋提升与整体合龙。
2、同时，在钢管混凝土拱桥的拱肋整体提升过程中，吊索连接拱肋的各个吊点空间状态变化是否一致，是关系到拱肋能否顺利提升的关键因素。为了确保钢管混凝土拱桥在拱肋整体提升过程的平稳与顺利提升，需要对一直处于提升状态的拱肋各个吊点的空间坐标进行精准、动态地跟踪测量，并根据测量结果指导提升千斤顶的调节
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术基于徕卡ts60全站仪提出了一种钢管混凝土拱桥大节段整体提升的高速追踪光学测量方法，目的在于解决现有钢管混凝土拱桥在大节段拱肋整体提升时，传统的人工测量方法无法实现高精度、高频率、自动化跟踪测量拱肋吊点的空间坐标，对提升千斤顶的精确控制产生较大影响，进而影响钢管混凝土拱桥整体提升过程精确与安全施工的问题；从而实现高精度、高频率、自动化跟踪测量拱桥整体提升施工过程拱肋吊点的空间坐标，确保提升千斤顶的有效精确控制，最终实现钢管混凝土拱桥的精确与安全施工。
2、为了实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：
3、钢管混凝土拱桥大节段整体提升的高速追踪光学测量方法，包括如下步骤：
4、s1、根据钢管混凝土拱桥大节段拱肋整体提升的施工方案与施工现场的实际情况，确定提升吊索在拱肋节段上的吊点位置，在所述吊点上设置测量点gi，i＝1,2,3…n，每个测量点gi上均布设有360°棱镜，并在拱桥整体提升施工现场确定每个测量点gi的测站位置；
5、s2、在每个测站位置上分别架设全站仪并测量每个测量点gi的三维空间状态，确定在钢管混凝土拱桥大节段拱肋整体提升前每个测量点gi的初始三维坐标；
6、s3、将全站仪的测量模式设为点位自动跟踪测量模式，确定每个全站仪自动测量的频率，并自动跟踪测量处于大节段拱肋整体提升过程中的测量点gi，记录每个测量点gi变化后的三维空间坐标；
7、s4、计算大节段拱肋整体提升过程中相邻吊点处测量点在前后测量周期下坐标变化量差值δxf、δyf、δzf，通过设定相邻吊点处测量点在x、y、z方向上的坐标变化量的差值阈值εx、εy、εz与相邻吊点处测量点在前后测量周期下坐标变化量差值δxf、δyf、δzf进行比较，判断大节段拱肋整体提升过程中拱肋提升变形情况，其判断公式为：
8、
9、当满足上式中任一种或多种情况时，表明大节段拱肋整体提升过程中拱肋在某一方向或多个方向上出现提升变形不均匀，拱肋节段出现偏移，监控设备发出预警，警示现场工作人员并指导提升千斤顶的调节，确保大节段拱肋整体提升。
10、进一步地，步骤s2所述每个测量点gi的初始三维坐标采用极坐标法测量，其计算公式如下：
11、
12、式中，i＝1,2,3…n表示各测量点gi的坐标；d表示全站仪测量到点gi与原点o的距离；θ表示坐标方位角；表示点gi与原点o连线的竖直角。
13、进一步地，步骤s4所述相邻吊点处测量点在前后测量周期下坐标变化量差值δxf、δyf、δzf的计算公式如下：
14、
15、式中，δxf、δyf、δzf分别表示相邻吊点处测量点gi在前后测量周期下x、y、z方向上的坐标变化量的差值；δxu、δyu、δzu分别表示测量点gu在设定频率下前后两个测量周期内的x、y、z方向上的坐标变化值；δxq、δyq、δzq分别表示测量点gq在设定频率下前后两个测量周期内的x、y、z方向上的坐标变化值。
16、本专利技术的优点
17、(1)本专利技术针对在钢管混凝土拱桥整体提升过程，传统的人工光学测量方法无法实现高频率测量吊点处测量点坐标的问题，基于徕卡ts60全站仪实现了快速、高频率监测吊点处测量点的三维空间坐标，解决了传统人工光学测量方法在钢管混凝土拱桥大节段拱肋整体提升过程中存在的时效性问题。
18、(2)本专利技术通过徕卡ts60全站仪的自动化跟踪测量，实现在设定测量频率下对大节段拱肋的吊点处测量点进行高精度的三维空间坐标测量，确保了监测数据的准确性，为后续提升过程的施工预警奠定了坚实的数据基础，解决了对于处在运动状态的钢管混凝土拱桥大节段拱肋的吊点处测量点，运用传统人工光学测量方法进行坐标测量时，容易由于人工操作的局限性而较难保证测量点三维空间坐标的精度的问题。
19、(3)本专利技术通过对徕卡ts60全站仪的自动化跟踪测量获取的测量数据进行快速及自动计算，并结合大节段拱肋整体提升过程中实际情况设定吊点处测量点的坐标偏差阈值，设定当测量的计算结果超过偏差阈值时，监控设备可自动报警，并迅速向提升千斤顶发出调节指令，确保大节段拱肋整体提升过程的顺利与安全。
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1.钢管混凝土拱桥大节段整体提升的高速追踪光学测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的钢管混凝土拱桥大节段整体提升的高速追踪光学测量方法，其特征在于，步骤S2所述每个测量点Gi的初始三维坐标采用极坐标法测量，其计算公式如下：
3.根据权利要求1所述的钢管混凝土拱桥大节段整体提升的高速追踪光学测量方法，其特征在于，步骤S4所述相邻吊点处测量点在前后测量周期下坐标变化量差值ΔXf、ΔYf、ΔZf的计算公式如下：
【技术特征摘要】
1.钢管混凝土拱桥大节段整体提升的高速追踪光学测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的钢管混凝土拱桥大节段整体提升的高速追踪光学测量方法，其特征在于，步骤s2所述每个测量点gi的初始三维坐标采用...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢开仲，王权国，宁杰才，黄云，石拓，陈家海，胡立楷，覃悦，李雪松，姚宏欣，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：
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