专利名称：一种桁架梁精确就位检测方法
技术领域：
本发明涉及一种桥梁检测方法，特别涉及一种桁架梁精确就位检测方法。
背景技术：
目前桁架梁的检测方法，由于精度的要求，一般分别采用全站仪对其平面位置进行检测和采用水准仪对其高程进行检测，具体检测的方法包括直角坐标法、距离交会法、角度交会法、平面极坐标法等。当桁架桥梁在山区时，采用水准仪，则需要已知水准点和待测点的高差不太大，但是山区环境复杂，桥梁线型结构多样，很难满足水准仪的使用条件；另外直角坐标法虽然采用的检测设备为全站仪，但缺点是不能对卵形曲线等复杂线型进行检测、数据计算量大、效率低；距离交会法和角度交会法需要的检测人员多、效率低、检测精 度低、受地形条件限制明显、操作难度大；采用平面极坐标法也很难测出线型结构多样的桁架梁高程。即现有的检测技术不能满足曲线半径小、线型结构多样、架梁方式特殊(如顶推法架梁)的大桥桁架梁架设的高精度就位对接要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有方法不能有效的、精确的对弯曲半径小、线型结构多样的桁架梁的进行就位检测的不足，提供一种效率较高、精度较高、结果可靠的一种桁架梁精确就位检测方法，尤其适用于弯曲半径小、线型结构多样的桁架梁的就位检测。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案
一种桁架梁精确就位检测方法，包括以下步骤
步骤一、建立满足桁架梁设计和测量规范要求的控制网；桁架梁平面控制网选用精密导线网，控制点的选择沿桥梁纵向，将整座桥纳入控制网中；
计算所述桁架梁检测点的点位误差，选择能够满足桁架梁检测精度的测量仪器——全站仪；
建立空间极坐标系，以置镜点为坐标原点，在水平面上建立坐标轴E、N (其中E指向东方，N指向北方)，Z轴方向垂直于坐标轴E、N并指向天顶；设检测点与置镜点之间连线在水平面的投影与北方N的夹角为方位角a，检测点与置镜点之间连线和天顶Z方向的夹角为竖直角卢，检测点与置镜点的距离在水平面的投影长度为7 (简称水平距离乃；
步骤二、计算桁架梁检测点的方位角C1、竖直角和水平距离A，在可编程计算器里预先编好程序，所述的程序应能计算出桁架梁检测点的设计坐标和设计高程，通过所述计算所得桁架梁检测点的设计坐标和设计高程能反算出桁架梁检测点与置镜点之间的方位角、竖直角A1和水平距离A ；
步骤三、桁架梁通过应就位墩柱顶后，使桁架梁检测点初次对准墩顶支座中心；初次对准是是相对于全站仪测量出来的准确位置来说，通过把桁架梁直接拖拉或顶推至支座中心上方的大致位置；
步骤四、经过所述步骤三的桁架梁检测点初次对准支座中心后，将所述的全站仪置镜能通视的控制点，完成后视设置，测出支座中心对应桁架梁下弦管顶面之间的两两高差值，然后调整桁架梁到设计高差值；
步骤五、在全站仪中输入就位前桁架梁检测点的任一方位角和水平距离，放样出桁架梁检测点的点位，通过全站仪检测放样出的桁架梁检测点实际方位角a 2和桁架梁检测点的设计方位角a x偏差值，以及桁架梁检测点实际水平距离I2和桁架梁检测点设计水平距离A的偏差值，来判断桁架梁是否准确水平就位；若没有准确水平就位，则逐一调整桁架梁检测点实际方位角、水平距离72，直至设计位置；
步骤六、桁架梁高程回落就位，所述的步骤五中桁架梁水平位置调整完成后，一边调节桁架梁回落一边应用全站仪检测桁架梁检测点的竖直角，直至桁架梁回落至设计高程；同时判断桁架梁在回落过程中是否发生横向位移，若有横向位移则进行调整，最后将调整至设计位置的桁架梁和墩顶支座之间进行固结，从而实现精确就位。本发明选用全站仪，原因在于全站仪功能强大，精度高，适应能力强，因此使得桁架梁的检测更为方便，尤其是在高山，丛林地带，对检测曲线半径较小的桁架梁架设，具有 明显优势。全站仪不仅能实现桁架梁待检测点平面位置检测，还能实现高程检测，通过空间极坐标法推算出桁架梁待检测点与置镜点的高差，进而分别用全站仪和千斤顶进行检测和调整，从而弥补了水准仪不能再这种环境下有效进行测量桁架梁高程的缺陷。优选地，所述的桁架梁采用千斤顶进行位置调整。优选地，所述的步骤三中有两或两个以上的桁架梁检测点分别同时对准每个桁架梁检测点所对应的墩顶支座中心。当桁架梁为左副主梁、右幅主梁时，可以同时使左幅桁架主梁一个及以上检测点和右幅桁架主梁一个及以上检测点分别同时对准相应的墩顶支座中心，这样能使整个桁架梁整体更容易精确就位，精确就位检测也更为容易。优选地，所述的桁架梁检测点采用吊锤球的方法来初次对准墩顶支座中心。优选地，所述桁架梁在高程回落就位前，用千斤顶将每个桁架梁与所对应的支座中心的高差值调整到设计高差值，再同时将桁架梁平行下降相同高度至设计高程。调整支座对应桁架梁桁架梁检测点高差至设计高差，使之在落梁过程中平行下降，减少水平位移量，避免在落梁过程中，桁架梁还需旋转才能到达设计位置，这样也减少了重复检测桁架梁位置的次数，能够较快、较准就位，而且快捷方便，结果更准确可靠。优选地，所述的千斤顶在调整桁架梁时，通过多次的边检测、边调整，直至桁架梁精确就位。优选地，所述的步骤五中桁架梁是否准确水平就位是通过钢尺测量放样出的桁架梁检测点实际值和桁架梁检测点设计值的横向偏差值、纵向偏差值，来判断桁架梁是否准确水平就位。与现有技术相比，本发明的有益效果
本发明所述的一种桁架梁精确就位检测方法，针对弯曲半径小、线型结构多样的桁架梁，通过建立空间极坐标法，只需使用全站仪就可以实现检测桁架梁待检测点的平面位置检测和高程检测，从而检测桁架梁的精确就位。检测使用全站仪先进行拨角度，然后再一个固定方位上测距离，找出设计位置的方法进行检测；这样就较之“距离交会法”、“角度交会法”在两个方向上找点速度提高了一倍。本检测方法检测桁架梁的测设元素(方位角O■、竖直角后和距离乃，对于在同一个测站上所测设的各点，除定向误差(即控制点本身的误差、仪器安置误差、后视瞄准误差等综合影响的反映)外，各测点拨角和量距误差都是独立的，应此同一个测站所测设各点误差不积累、不传递，即点与点之间的误差是独立的，因此有较高的精度。另外在进行桁架梁高程回落就位前，先用千斤顶将桁架梁与支座中心的高差调整到设计高差，再同时将桁架梁平行下降相同高度至设计高程，避免在落梁过程中，桁架梁还需旋转才能到达设计位置。这样便减少了重复检测平面位置次数，快捷方便，结果更准确可靠。
图I为本发明的空间极坐标法示意 其中，
方位角a、检测点与置镜点之间的连线在水平面的投影与北方N的夹角；
竖直角3、检测点与置镜点之间的连线和天顶Z方向的夹角；
水平距离八检测点与置镜点之间的距离在水平面的投影长度。图2为本发明的桁架梁结构轴线图。图3为本发明所述的一种桁架梁精确就位检测方法步骤流程图。图中标记
I、桁架梁，2、桁架梁检测点。
具体实施例方式下面结合试验例及具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。如图1-3所示，一种桁架梁精确就位检测方法，包括以下步骤
步骤一、建立满足桁架梁I设计和测量规范要求的控制网；
a.平面控制网的建立桁架梁I控制网可布设成三角网、边角网、三边网、精密导线网、GPS网等。高山地区选点困难，GPS卫星星号不太好，选用精密导线网较为节省人力、物力；等级较高的导线网有二等、三等、四等导线，通过控制网优化设计选择满足设计精度的导线网，控制点的选择沿桥梁纵向，将整座桥纳入控制网中；
b.高程控制网的建立全桥应建立统一的高程控制网，常用方法是水准测量和三角高程测量。高程控制网应满足设计等级要求，施工高程高程控制点精度低于三等时，可采用三角高程网；
计算所述桁架梁检测点2的点位误差，选择能够满足桁架梁I检测精度的测量仪器一全站仪；
建立空间极坐标系，以置镜点为坐标原点，在水平面上建立坐标轴E、N (其中E指向东方，N指向北方)，Z轴方向垂直于坐标轴E、N并指向天顶；设检测点与置镜点之间连线在水平面的投影与北方N的夹角为方位角a，检测点与置镜点之间连线和天顶Z方向的夹角为竖直角卢，检测点与置镜点的距离在水平面的投影长度为7 (简称水平距离乃；
步骤二、计算桁架梁检测点2的设计值方位角a P竖直角3 x和水平距离A，在可编程计算器(如Casio-5800)里预先编好程序，所述的程序应能计算出桁架梁检测点2的设计坐标和设计高程，通过所述计算所得桁架梁检测点2的设计坐标和设计高程能反算出桁架梁检测点2与置镜点之间的方位角a p竖直角3 x和水平距离I1 ；
步骤三、桁架梁I通过应就位墩柱顶后，使桁架梁检测点2初次对准支座中心；初次对准是直接通过桁架梁拖拉或顶推至支座中心上方的大致位置，是相对于全站仪测量出来的准确位置而言的；桁架梁检测点2初次对准墩顶支座中心时采用了吊锤球的方法；
步骤四、经过所述步骤三的桁架梁检测点2初次对准支座中心后，将所述的全站仪置镜能通视的控制点，完成后视设置，测出支座中心对应桁架梁I下弦管顶面之间的两两高差值，然后调整桁架梁到设计高差值；
步骤五、在全站仪中输入就位前桁架梁检测点2的任一方位角和水平距离，放样出桁架梁检测点2的点位，通过全站仪检测放样出的桁架梁检测点2实际方位角a 2和桁架梁检测点2的设计方位角a x偏差值，以及桁架梁检测点2实际水平距离I2和桁架梁检测点2理论水平距离A的偏差值，来判断桁架梁I是否准确水平就位；若没有准确水平就位，则逐一调整桁架梁检测点2的实际方位角a 2、水平距离及，直至设计位置；桁架梁I是否准确水平就位通过钢尺测量放样出的桁架梁检测点2实际值和桁架梁检测点2设计值的横向偏差值、纵向偏差值，来判断祐1架梁I是否准确水平就位；
步骤六、桁架梁I高程回落就位，所述的步骤五中桁架梁I水平位置调整完成后，一边调节桁架梁I回落一边应用全站仪检测桁架梁检测点2的竖直角卢2，直至桁架梁I回落至设计高程；同时判断桁架梁I在回落过程中是否发生横向位移，若有横向位移则进行调整，最后将调整至设计位置的桁架梁I和支座之间进行固结，从而实现精确就位。本发明选用全站仪，原因在于全站仪功能强大，精度高，适应能力强，因此使得桁架梁I的检测更为方便，尤其是在高山，丛林地带，尤其对检测曲线半径较小的桁架梁I架设，具有明显优势。比如一台全站仪的标称精度测角1"，测距精度2mm+lppm，能满足对弯曲半径小、线型结构多样的桁架梁的检测精度要求。当桁架梁I为左副主梁、右幅主梁时，在进行第一次对准时，可以同时使左幅桁架主梁两个检测点和右幅桁架主梁两个检测点分别同时对准相应的四个墩顶支座中心；第二次对准时，则同时选择行左幅桁架主梁、右幅桁架主梁分别对准两个支座中心，这样能使整个桁架梁I整体更易精确就位，精确就位检测也更为容易。在进行桁架梁I平面位置检测前，先用千斤顶将桁架梁I内部高差调整到设计高差，落梁时，比如桁架梁I的四个支点平行下降相同高度至设计高程即可，避免在落梁过程中，桁架梁I还需旋转才能到达设计位置。这样便减少了重复检测平面位置次数，快捷方便，结果更准确可靠。千斤顶在调整桁架梁I时，可以通过多次的边调整边测量，直至主梁精确就位。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种桁架梁精确就位检测方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤一、建立满足桁架梁设计和測量规范要求的控制网；桁架梁(I)平面控制网选用精密导线网，控制点的选择沿桥梁纵向，将整座桥纳入控制网中； 计算所述桁架梁检测点(2)的点位误差，选择能够满足桁架梁(I)检测精度的测量仪器——全站仪； 建立空间极坐标系，以置镜点为坐标原点，在水平面上建立坐标轴E、N (其中E指向东方，N指向北方)，Z轴方向垂直于坐标轴E、N并指向天顶；设检测点与置镜点之间连线在水平面的投影与北方N的夹角为方位角a，检测点与置镜点之间连线和天顶Z方向的夹角为竖直角ガ，检测点与置镜点的距离在水平面的投影长度为7 (简称水平距离7)； 步骤ニ、计算桁架梁检测点(2)的设计值方位角Q1、竖直角/^和水平距离ム’在可编程计算器里预先编好程序，所述的程序应能计算出桁架梁检测点(2)的设计坐标和设计高程，通过所述计算所得桁架梁检测点(2)的设计坐标和设计高程能反算出桁架梁检测点(2)与置镜点之间的方位角a p竖直角ガェ和水平距离I1 ； 步骤三、桁架梁(I)通过应就位墩柱顶后，使桁架梁检测点(2)初次对准墩顶支座中心； 步骤四、经过所述步骤三的桁架梁检测点(2)初次对准所述支座中心后，将所述的全站仪置镜能通视的控制点，完成后视设置，测出墩顶支座中心对应桁架梁(I)下弦管顶面之间的两两高差值，然后调整桁架梁(I)到设计高差值； 步骤五、在全站仪中输入就位前桁架梁检测点(2)的任一方位角和水平距离，放样出桁架梁检测点(2)的点位，通过全站仪检测放样出的桁架梁检测点(2)实际方位角和桁架梁检测点(2)的设计方位角Q1偏差值，以及桁架梁检测点(2)实际水平距离ム和桁架梁检测点(2)设计水平距离A的偏差值，来判断桁架梁(I)是否准确水平就位；若没有准确水平就位，则逐一调整桁架梁检测点(2)实际方位角ひ2、水平距离ム，直至设计位置； 步骤六、桁架梁(I)高程回落就位，所述的步骤五中桁架梁(I)水平位置调整完成后，一边调节桁架梁(I)回落一边应用全站仪检测桁架梁检测点(2)的竖直角，直至桁架梁(I)回落至设计高程；同时判断桁架梁(I)在回落过程中是否发生横向位移，若有横向位移则进行调整，最后将调整至设计位置的桁架梁(I)和支座之间进行固结就位。
2.如权利要求I所述的ー种桁架梁精确就位检测方法，其特征在于所述的桁架梁(I)采用千斤顶进行位置调整。
3.如权利要求I所述的ー种桁架梁精确就位检测方法，其特征在于所述的步骤三中有两或两个以上的桁架梁检测点(2)分别同时对准每个桁架梁检测点(2)所对应的墩顶支座中心。
4.如权利要求I所述的ー种桁架梁精确就位检测方法，其特征在于所述的桁架梁检测点(2)采用吊锤球的方法来初次对准墩顶支座中心。
5.如权利要求2所述的ー种桁架梁精确就位检测方法，其特征在干所述桁架梁(I)在高程回落就位前，用千斤顶将每个桁架梁(I)与所对应的墩顶支座中心的高差值调整到设计高差值，再同时将桁架梁(I)平行下降相同高度至设计高程。
6.如权利要求5所述的ー种桁架梁精确就位检测方法，其特征在于所述的千斤顶在调整桁架梁(I)时，通过多次检测、调整，直至桁架梁(I)精确就位。
7.如权利要求I所述的ー种桁架梁精确就位检测方法，其特征在于所述的步骤五中桁架梁(I)是否准确水平就位是通过钢尺测量放样出的桁架梁检测点(2)实际值和桁架梁检测点(2)设计值的横向偏差值、纵向偏差值，来判断桁架梁(I)是否准确水平就位。
全文摘要
本发明涉及一种桁架梁精确就位检测方法，具体步骤包括建立满足桁架梁设计和测量规范要求的控制网；选择测量仪器为全站仪；建立空间极坐标系；计算桁架梁检测点设计值方位角α1、竖直角β1和水平距离l1；桁架梁检测点初次对准支座中心；测出支座中心对应下弦管顶面之间的两两高差，并将其调整到设计高差值；通过架梁检测点放样点的方位角的设计值和实际值、水平距离的设计值和实际值偏差来判断桁架梁是否准确水平就位，并调整桁架梁检测点直至设计位置；调节千斤顶，使桁架梁回落至设计高程并就位。本发明所述的一种桁架梁精确就位检测方法检测效率较高、精度较高、结果可靠，尤其适用于弯曲半径小、线型结构多样的桁架梁的就位检测。
文档编号G01C5/00GK102778893SQ20121027827
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者冉军, 刘延龙, 周川岭, 唐勇, 巨建基, 彭继安, 徐仁华, 李丽, 李治强, 杨毅, 杨肃钟, 樊建国, 王岑, 申瑞烂, 董凤杰, 陈幼林 申请人:中铁二十三局集团有限公司, 中铁二十三局集团第三工程有限公司