基于测量机器人测量定位斜拉桥梁端索导管的施工方法

摘要

基于测量机器人测量定位斜拉桥梁端索导管的施工方法，属于斜拉桥梁端索导管测量定位技术领域，包括如下步骤：步骤一、索导管结构尺寸复核；步骤二、修正设计索导管三维坐标；步骤三、初步定位；步骤四、测量定位装置设计、制作；步骤五、索导管精确调整；步骤六、检查验收，本发明提出的基于测量机器人测量定位斜拉桥梁端索导管的施工方法，该施工方法基于的测量定位装置结构简单，通过下部支撑平台进行了初步定位，采用具有跟踪测量和自动照准功能的测量机器人并配以测量定位装置进行索导管的精调，验收后进行固定。提高了安装精度，降低了三维空间测量定位的难度，提高了施工效率，节约了大量的人力和物力，具有可推广价值。

说明书

技术领域

本发明涉及一种索导管定位的方法，属于斜拉桥梁端索导管测量定位技术领域。

背景技术

斜拉桥中主塔、主梁及斜拉索为主要受力构件，斜拉索是将主梁与主塔连接的纽带，斜拉索锚固在梁端将主梁梁体吊起，沿斜拉桥的主梁轴向和主塔轴向分解为轴向压力，形成斜拉桥的受力结构体系。斜拉索在塔端和梁端安装的精度要求高，对结构受力和桥面线型控制能起到关键的作用，斜拉桥上用于斜拉索锚固的索导管安装精度直接影响拉索的使用寿命及桥的安全。目前，索导管是采用常规的三维坐标直接定位，用传统的全站仪对中轴线进行现场实时定位，其需要反复测量操作，效率极低，精度不好控制。

发明内容

本发明的目的在于为了更好的对索导管的安装精度进行控制，提供了一种基于测量机器人测量定位斜拉桥梁端索导管的施工方法，在支撑平台上放样出索导管与锚垫板的整体外侧边缘线作为基准线，进行索导管初步定位，采用具有跟踪测量和自动照准功能的测量机器人并配以测量定位装置进行索导管的精调，验收后进行固定。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：基于测量机器人测量定位斜拉桥梁端索导管的施工方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、索导管结构尺寸复核

依据设计图纸对索导管结构尺寸复核，复核无误后，预先加工索导管，将索导管与锚垫板焊接成整体并运输至施工现场；

步骤二、修正设计索导管三维坐标

根据梁端定位点三维坐标、斜拉索角度和索导管长度，按照三角函数计算出索导管入口端中心点的三维坐标；梁体支架搭设完成后进行预压测量并计算出梁体支架的变形量，采用Midas软件模拟梁体在斜拉索张拉工况下轴向压缩量，根据梁体支架的变形量和梁体轴向压缩量对计算出的索导管入口端中心点的三维坐标进行修正，以此作为索导管的测量定位坐标；

步骤三、初步定位

首先应用三维建模软件建立索导管模型，并以索导管和锚垫板的整体外侧边缘线为基准线，根据步骤二修正后的索导管入口端中心点的三维坐标，依据三维坐标将索导管模型对应点与之重合，拾取基准线的位置和高程，读出三维坐标，按拾取读出的三维坐标搭设索导管临时支撑平台，之后将索导管模型导入测量机器人，并将索导管模型中指定的基准线放样到支撑平台上，并做好标记，最后吊放索导管至基准线位置，完成初步定位；

步骤四、测量定位装置设计、制作

测量定位装置用于配合测量机器人以测量索导管梁上入口端中心点的三维坐标，测量定位装置包括第一圆板、第二圆板及棱镜，第一圆板的直径与索导管的内径相同，第二圆板的直径大于索导管的外径2cm，以第二圆板的圆心为基准，根据棱镜外框切割出棱镜安置孔，将棱镜和棱镜觇板放置在第二圆板上，确保棱镜的中心与两个圆板的中心完全重合；

步骤五、索导管精确调整

在桥梁范围内建立独立的精密控制网，将测量定位装置放置于索导管梁上入口端处，采用测量机器人的自动照准和跟踪测量功能对索导管进行精确调整，直至满足索导管精确定位要求；

步骤六、检查验收

对精确定位完成的索导管进行验收，如果精度不满足要求，重新进行测量调整，直至精度满足要求后，填写隐蔽工程验收记录，施工完成。

所述步骤一中索导管结构尺寸复核过程如下：先由梁端定位点坐标和斜拉索角度计算埋入梁内部分的索导管长度，再加上索导管外露桥面高度，得到索导管总长度，并与设计图纸对比。

所述第一圆板和第二圆板均选用透明的亚克力板。

所述测量定位装置还包括连接螺栓，连接螺栓用于将第一圆板、第二圆板与棱镜固定在一起。

所述测量机器人采用徕卡MS60测量机器人。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明提出的基于测量机器人测量定位斜拉桥梁端索导管的施工方法，该施工方法基于的测量定位装置结构简单，通过下部支撑平台进行了初步定位，采用具有跟踪测量和自动照准功能的测量机器人并配以测量定位装置进行索导管的精调，验收后进行固定。提高了安装精度，降低了三维空间测量定位的难度，提高了施工效率，节约了大量的人力和物力，具有可推广价值。

附图说明

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例中索导管与测量定位装置的装配图；

图2为本发明基于测量机器人测量定位斜拉桥梁端索导管的施工方法的流程图。

图中：1-锚垫板，2-索导管，3-第一圆板，4-第二圆板，5-棱镜觇板，6-连接螺栓，7-棱镜。

具体实施方式

本发明中使用的“第一”及“第二”并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。

本发明中测量机器人采用徕卡MS60测量机器人，测量定位装置采用的第一圆板3及第二圆板4与棱镜7进行固定，集对中、照准功能为一体。

请参阅图1及图2，本发明提供的基于测量机器人测量定位斜拉桥梁端索导管的施工方法，具体包括如下步骤：

步骤一、索导管2结构尺寸复核

根据斜拉索角度、梁端定位点及索导管2外露桥面高度要求进行索导管2的长度复核，先由梁端定位点坐标和斜拉索角度计算出埋入梁内部分的索导管2长度，再加上索导管2外露桥面高度，与设计图纸进行对比；复核无误后，在工厂内将索导管2加工完成，并将锚垫板1和索导管2焊接成整体,运输至施工现场进行安装；

步骤二、修正设计索导管2三维坐标

索导管2的定位由位于梁端中心点和位于索导管2入口端中心点组成，根据梁端定位点三维坐标、斜拉索角度和索导管2长度，按照三角函数计算出索导管2入口端中心点的三维坐标；梁体支架搭设完成后进行预压测量并计算出梁体支架的变形量，采用Midas软件模拟梁体在斜拉索张拉工况下轴向压缩量，根据梁体支架的变形量和梁体轴向压缩量对计算出的索导管2入口端中心点的三维坐标进行修正，以此作为索导管2的测量定位坐标；

步骤三、初步定位

首先应用三维建模软件建立索导管模型，并以索导管2和锚垫板1的整体外侧边缘线为基准线，根据步骤二修正后的索导管2入口端中心点的三维坐标，依据三维坐标将索导管模型对应点与之重合，拾取基准线的位置和高程，读出三维坐标，按拾取读出的三维坐标搭设索导管2临时支撑平台，之后将索导管模型导入测量机器人，直接将索导管模型中指定的基准点放样到支撑平台上，并做好标记，最后吊放索导管2至基准线位置，完成初步定位；

步骤四、测量定位装置设计、制作

测量定位装置用于配合测量机器人以测量索导管2梁上入口端中心点的三维坐标，测量定位装置由两个圆板、棱镜7、四根连接螺栓6组成，两个圆板分别为第一圆板3、第二圆板4，第一圆板3和第二圆板4均选用透明的亚克力板，第一圆板3的直径与索导管2的内径相同，第二圆板4的直径大于索导管2的外径2cm；以第二圆板4的圆心为基准，根据棱镜7外框切割出棱镜安置孔，将棱镜7和棱镜觇板5放置第二圆板4上，确保棱镜7的中心与两个圆板的中心完全重合，使用工具将棱镜7与两个圆板用连接螺栓6固定；

步骤五、索导管2精确调整

在桥梁范围内建立独立的精密控制网，将测量定位装置放置于索导管2梁上入口端处，采用测量机器人的自动照准和跟踪测量功能对索导管2进行精确调整，直至满足相关要求；

步骤六、检查验收

对精确定位完成的索导管2进行验收，如果精度不满足要求，必须重新进行测量调整，精度满足要求后，填写隐蔽工程验收记录，施工完成。