【技术实现步骤摘要】
本申请涉及基础工程，具体涉及一种沉井水下取土深度测量方法及测量系统。
技术介绍
1、目前，在大型桥梁沉井基础下沉过程中，井孔内的水下取土深度是影响沉井姿态与下沉效率的关键因素，但沉井实际的水下取土过程往往是隐蔽不可见的，因此，工程人员难以准确获取这一指标，与此相关的取土方量、刃脚埋深等参数也就难以估算。
2、针对这一问题，相关技术中常用的测试方法主要有吊重法、测绳法、声呐法等，传统测绳法与吊重法的基本原理相同，都是通过重物触底时，绳子或吸泥管的卸荷来确定取土深度，但是这两种方法精度低、实时性差，非常依赖人工的经验或传感器的数据变化，易受测试环境的影响，对沉井下沉过程风险管控极为不利。而声呐或水下摄像等方式在井孔浑浊的水质中成像效果一般，虽然能够反映出井孔底面轮廓的大致情况，但测试的设备成本与时间成本非常高昂，不能作为大型沉井水下取土深度的普适性测试手段。
3、因此，有必要设计一种新的沉井水下取土深度测量方法及测量系统，以克服上述问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种沉井水下取土深度测量方法及测量系统，可以解决相关技术中测绳法与吊重法的测量精度低、实时性差，声呐法测试的设备成本与时间成本高的技术问题。
2、第一方面，本申请实施例提供一种沉井水下取土深度测量方法，其包括以下步骤：
3、基于沉井上安装的坐标测算系统构建局部坐标系；
4、利用布设于沉井上的测距仪测量并计算沉井上安装的吊钩在局部坐标系下的水平面坐标；
6、基于吊钩的初始高程以及取土后吊钩的高程计算取土深度，或者基于初始泥面高程以及取土后的泥面高程计算取土深度。
7、结合第一方面，在一种实施方式中，所述利用布设于沉井上的测距仪测量并计算沉井上安装的吊钩在局部坐标系下的水平面坐标，包括：
8、在沉井的行走轨道上布设门吊，并在门吊底部的行车上布设测距仪，在行走轨道的一端布设测距反射装置，其中，门吊上安装有小车，小车布置有电葫芦，电葫芦通过钢绳连接所述吊钩；
9、利用测距仪测量沿y轴方向相邻门吊之间的距离、沿y轴排列的第一个门吊与行车轨道的端点间的距离d0；
10、根据行走轨道的长度w、相邻门吊之间的距离、沿y轴排列的第一个门吊与行车轨道的端点间的距离d0以及行车的长度b，计算吊钩在局部坐标系下沿y轴的坐标；
11、利用测距仪测量并计算吊钩在局部坐标系下沿x轴的坐标，得到吊钩的水平面坐标p(l1，l2)，其中，l1为x轴的坐标，l2为y轴的坐标。
12、结合第一方面，在一种实施方式中，所述利用测距仪测量并计算吊钩在局部坐标系下沿x轴的坐标，包括：
13、利用小车上布设的测距仪测量小车与行走轨道之间的距离a；
14、根据门吊所属井孔的坐标范围中x坐标的最小值s和小车与行走轨道之间的距离a计算吊钩在局部坐标系下沿x轴的坐标。
15、结合第一方面，在一种实施方式中，在所述利用布设于沉井上的测距仪测量并计算沉井上安装的吊钩在局部坐标系下的水平面坐标之后，还包括：
16、基于吊钩在局部坐标系下的水平面坐标判断吊钩所在的井孔。
17、结合第一方面，在一种实施方式中，在所述基于吊钩在局部坐标系下的水平面坐标判断吊钩所在的井孔之前，还包括：
18、基于沉井上各井孔在局部坐标系中的位置，对各井孔按照预设规则进行编号并计算各井孔相应的平面坐标区间。
19、结合第一方面，在一种实施方式中，吊钩安装于沉井的门吊上，所述利用坐标测算系统计算沉井顶面的倾斜角度，并结合吊钩的水平面坐标以及连接吊钩的钢绳的释放长度，计算吊钩的高程和/或取土后的泥面高程，包括：
20、在沉井取土后，吊钩的高程zp的计算方式为：
21、zp＝z′0+l1cosθ1+l2cosθ2+h-e，
22、其中，z′0为沉井取土后局部坐标系的原点的z轴坐标；l1为吊钩在局部坐标系下的x轴坐标；l2为吊钩在局部坐标系下的y轴坐标；θ1为沉井顶面在x轴方向上的转角；θ2为沉井顶面在y轴方向上的转角；h为门吊的高度；e为取土后钢绳的释放长度。
23、结合第一方面，在一种实施方式中，吊钩安装于沉井的门吊上，所述利用坐标测算系统计算沉井顶面的倾斜角度，并结合吊钩的水平面坐标以及连接吊钩的钢绳的释放长度，计算吊钩的高程和/或取土后的泥面高程，包括：
24、在沉井取土后，取土后的泥面高程zn的计算方式为：
25、zn＝z′0+l1cosθ1+l2cosθ2+h-g-e，
26、其中，z′0为沉井取土后局部坐标系的原点的z轴坐标；l1为吊钩在局部坐标系下的x轴坐标；l2为吊钩在局部坐标系下的y轴坐标；θ1为沉井顶面在x轴方向上的转角；θ2为沉井顶面在y轴方向上的转角；h为门吊的高度；e为取土后钢绳的释放长度；g为吸泥机的长度。
27、第二方面，本申请实施例提供了一种沉井水下取土深度测量系统，其包括：门吊，所述门吊上安装有吊钩，且所述门吊上安装有测距仪；坐标测算系统，所述坐标测算系统用于构建局部坐标系，且用于在沉井取土后计算沉井顶面的倾斜角度；数据库，所述数据库与所述坐标测算系统信号连接，且与所述测距仪信号连接，所述数据库用于基于所述测距仪测量的数据计算吊钩在局部坐标系下的水平面坐标，利用坐标测算系统计算沉井顶面的倾斜角度利用坐标测算系统计算沉井顶面的倾斜角度，并结合吊钩的水平面坐标以及连接吊钩的钢绳的释放长度，计算吊钩的高程和/或取土后的泥面高程；所述数据库还用于基于吊钩的初始高程以及取土后吊钩的高程计算取土深度，或者基于初始泥面高程以及取土后的泥面高程计算取土深度。
28、结合第二方面，在一种实施方式中，所述沉井水下取土深度测量系统还包括行走轨道，所述行走轨道的一端设置有测距反射装置；所述门吊安装有行车，且所述行车安装于所述行走轨道，所述行车布设有所述测距仪，所述测距仪与所述测距反射装置沿所述行走轨道的延伸方向间隔布置。
29、结合第二方面，在一种实施方式中，所述门吊上安装有小车，所述小车布置有电葫芦，所述电葫芦通过钢绳连接所述吊钩，所述电葫芦配有编码器，所述编码器与所述数据库信号连接，所述小车的一侧布设有测距仪。
30、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
31、通过坐标测算系统可以在沉井上构建局部坐标系，并利用测量仪可以测量计算出吊钩的水平面坐标，在取土后，利用坐标测算系统可以计算出沉井顶面的倾斜角度、并结合吊钩的水平面坐标以及钢绳的释放长度可以计算出吊钩的高程以及取土后的泥面高程，进而计算出取土深度，利用坐标计算的取土深度相对于测绳法与吊重法的测量精度更高，可以实时采集坐标实时测量，并且不本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种沉井水下取土深度测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的沉井水下取土深度测量方法，其特征在于，所述利用布设于沉井(1)上的测距仪(6)测量并计算沉井(1)上安装的吊钩(5)在局部坐标系下的水平面坐标，包括：
3.如权利要求2所述的沉井水下取土深度测量方法，其特征在于，所述利用测距仪(6)测量并计算吊钩(5)在局部坐标系下沿X轴的坐标，包括：
4.如权利要求1所述的沉井水下取土深度测量方法，其特征在于，在所述利用布设于沉井(1)上的测距仪(6)测量并计算沉井(1)上安装的吊钩(5)在局部坐标系下的水平面坐标之后，还包括：
5.如权利要求4所述的沉井水下取土深度测量方法，其特征在于，在所述基于吊钩(5)在局部坐标系下的水平面坐标判断吊钩(5)所在的井孔之前，还包括：
6.如权利要求1所述的沉井水下取土深度测量方法，其特征在于，吊钩(5)安装于沉井(1)的门吊(2)上，所述利用坐标测算系统计算沉井(1)顶面的倾斜角度，并结合吊钩(5)的水平面坐标以及连接吊钩(5)的钢绳的释放长度，计算吊钩(5)的
7.如权利要求1所述的沉井水下取土深度测量方法，其特征在于，吊钩(5)安装于沉井(1)的门吊(2)上，所述利用坐标测算系统计算沉井(1)顶面的倾斜角度，并结合吊钩(5)的水平面坐标以及连接吊钩(5)的钢绳的释放长度，计算吊钩(5)的高程和/或取土后的泥面高程，包括：
8.一种沉井水下取土深度测量系统，其特征在于，其包括：
9.如权利要求8所述的沉井水下取土深度测量系统，其特征在于，
10.如权利要求8所述的沉井水下取土深度测量系统，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种沉井水下取土深度测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的沉井水下取土深度测量方法，其特征在于，所述利用布设于沉井(1)上的测距仪(6)测量并计算沉井(1)上安装的吊钩(5)在局部坐标系下的水平面坐标，包括：
3.如权利要求2所述的沉井水下取土深度测量方法，其特征在于，所述利用测距仪(6)测量并计算吊钩(5)在局部坐标系下沿x轴的坐标，包括：
4.如权利要求1所述的沉井水下取土深度测量方法，其特征在于，在所述利用布设于沉井(1)上的测距仪(6)测量并计算沉井(1)上安装的吊钩(5)在局部坐标系下的水平面坐标之后，还包括：
5.如权利要求4所述的沉井水下取土深度测量方法，其特征在于，在所述基于吊钩(5)在局部坐标系下的水平面坐标判断吊钩(5)所在的井孔之前，还包括：
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：马远刚，黄锐，颜天成，毛伟琦，闫文铠，程志曜，赵萌，高国辉，马啸，
申请(专利权)人：中铁大桥局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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