一种外海精确定位沉桩作业方法
【专利摘要】一种外海精确定位沉桩作业方法，通过GPS定位打入第一根基础桩；在第一根基础桩桩顶的中心位置处安装360°旋转的云台座，云台座上安装三台位于同一平面且相互平行的激光测距传感器，激光测距传感器所发出的激光在同一平面且平行；通过第一根基础桩上的三台激光测距传感器找出第二根桩的实际位置，打入第二根沉桩；通过第一根桩和第二根桩上六台激光测距传感器找到第三根桩实际位置打入第三根桩；这样交替完成整个工程区域内沉桩的精确测量。本方法能对沉桩的位置进行实时并且精确的定位，使得现场操作人员能够及时准确的控制沉桩的位置。
【专利说明】一种外海精确定位沉粧作业方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种沉桩定位工艺，特别是一种外海精确定位沉桩作业方法。
【背景技术】
[0002]目前，远离岸线的外海沉桩测量定位均建立在GPS定位技术基础上，由于外海基准站的精确设立不容易实现，而利用陆域基准站由于距离远，船舶上的流动站接收到的信号误差较大。因此，在远离岸线的外海沉桩相对桩距的测量定位一般均采用现场拉线控制、定位架控制等辅助定位的办法实现。其缺陷在于测量方法较原始，工艺复杂，且在相对桩距较大时不易实现。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于在外海沉桩作业过程中对沉桩的位置进行实时并且精确的定位，同时通过电脑直观的反映给现场操作人员，使得他们能够及时准确的控制沉桩的位置的外海精确定位沉桩作业方法。
[0004]本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种外海精确定位沉桩作业方法，其特点是:其工作流程如下:
(1)通过GPS定位打入第一根基础桩；
(2)在第一根基础桩桩顶设置液压内胀式底座，通过液压内胀式底座上的三套完全同步的桩内胀紧式液压油缸的动作，自动找正第一根基础桩的中心位置，并通过电子水平仪调整液压内胀式底座至水平状态；然后在第一根基础桩的中心位置处安装360°旋转的云台座，云台座上安装三台位于同一平面且相互平行的激光测距传感器，激光测距传感器所发出的激光在同一平面且平行；
(3)通过第一根基础桩上的三台激光测距传感器对第二根桩上三个不同点距离的测量从而计算出第二根桩的实际位置，然后与电脑虚拟出的设计桩位同时显示出来，操作人员根据图像找准位置打入第二根沉桩；然后在第二根桩上同样架设一套与第一根基础桩上相同的系统，即三个安装在同一云台座上、所发出的激光在同一平面且平行的激光测距传感器；转动第一根基础桩和第二根桩上的云台座，使得所有六台激光测距传感器都能测量出第三根桩的数据；
(4)六台激光测距传感器捕捉到的第三根桩实际位置反映在电脑屏幕上，现场操作人员根据屏幕上显示的虚拟出的设计桩位与实际桩位的位置偏差，调整打桩船舶至设计桩位,打入第三根桩；
(5)按上述六台激光测距传感器定位一根桩的测量工艺，交替完成整个工程区域内沉桩的精确测量。
[0005]本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的液压内胀式底座在同一平面上均匀设有三个支腿，每个支腿与桩顶壁相接处设有调节液压内胀式底座水平的水平调节螺栓，每个支腿的下表面上设有与桩顶内壁相配合的桩内胀紧式液压油缸。
[0006]沉桩作业方法主要是跟据不在同一直线上的三点可以确定一个圆的数学定理，来分别测量出第二根沉桩和第三根沉桩的位置，并与电脑中虚拟的正确的沉桩位置进行比对来确定第二根和第三根沉桩是否已经到位，其圆心位置与正确的圆心位置偏移值是多少，是否在允许的误差范围之内。
[0007]与现有技术相比，本发明存在以下优点:
(I)采样频率高
该套系统所使用的激光测距传感器为AR1000传感器，其采样频率可达50Hz。
[0008](2)操作界面直观
本套系统直接使用三台(或六台)激光测距传感器实时监测桩体的位置，并在电脑上虚拟出桩体的位置，同时将实际桩位数据预先录入电脑并在屏幕上显示。现场操作人员可以根据实测桩位与理论桩位的偏差，非常方便的进行调整。
[0009](3)判断准确
该套系统在测量部分采用的激光测距传感器，其本身测量精度可达到3_。同时该套系统因采用三台(或六台)激光测距传感器直接在桩体上取三个点进行测量，减少了因云台转动角度误差所带来的系统整体误差，精确度更高。
[0010](4)操作简单
该套系统的测量部分完全是自动的，操作人员只需要在桩体有很大变动时通过指令略微调整云台座的角度，以保证传感器所发出的激光都能照射到需要被测量的桩体上即可。
[0011](5)适用范围较广
本系统采用激光进行测距，外海通视条件较好，如不考虑外界大雾等天气影响因素，在100米范围内可保证测量数据不会失真。对于外海独立建筑物的桩基测量有较好的应用前景。如外海风电场建设时，风机多桩基础的测量定位、外海测风塔桩基础的测量定位、外海作业平台桩基施工等。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明液压内胀式底座和激光测距传感器的安装结构示意图。
[0013]图2为液压内胀式底座的局部结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]一种外海精确定位沉桩作业方法，其工作流程如下:
(1)通过GPS定位打入第一根基础桩；
(2)在第一根基础桩2桩顶设置液压内胀式底座3，通过液压内胀式底座3上的三套完全同步的桩内胀紧式液压油缸5的动作，自动找正第一根基础桩的中心位置，并通过电子水平仪调整液压内胀式底座至水平状态；然后在第一根基础桩的中心位置处安装360°旋转的云台座1，云台座I上安装三台位于同一平面且相互平行的激光测距传感器4，激光测距传感器4所发出的激光在同一平面且平行，参照附图1，；
液压内胀式底座的工作原理是:以桩的内壁为基准圆，三个安装在底座角点的液压油缸完全同步顶紧桩顶内壁，从而自动找正中心。此前通过水平调节螺栓调整底座至水平状态。
[0015](3)通过第一根基础桩上的三台激光测距传感器对第二根桩上三个不同点距离的测量从而计算出第二根桩的实际位置，然后与电脑虚拟出的设计桩位同时显示出来，操作人员根据图像找准位置打入第二根沉桩；然后在第二根桩上同样架设一套与第一根基础桩上相同的系统，即三个安装在同一云台座上、所发出的激光在同一平面且平行的激光测距传感器；转动第一根基础桩和第二根桩上的云台座，使得所有六台激光测距传感器都能测量出第三根桩的数据；
(4)六台激光测距传感器捕捉到的第三根桩实际位置反映在电脑屏幕上，现场操作人员根据屏幕上显示的虚拟出的设计桩位与实际桩位的位置偏差，调整打桩船舶至设计桩位,打入第三根桩；
(5)按上述六台激光测距传感器定位一根桩的测量工艺，交替完成整个工程区域内沉桩的精确测量。
[0016]参照附图2，所述的液压内胀式底座3在同一平面上均匀设有三个支腿6，两两支腿6之间的夹角为120°，每个支腿6与桩顶壁2相接处设有调节液压内胀式底座水平的水平调节螺栓7，可以调节液压内胀式底座3的水平度，每个支腿6的下表面上设有与桩顶内壁相配合的桩内胀紧式液压油缸5，用于自动找正桩2的中心位置。
【权利要求】
1.一种外海精确定位沉桩作业方法，其特征在于，其工作流程如下:(I)通过GPS定位打入第一根基础桩； (2)在第一根基础桩桩顶设置液压内胀式底座，通过液压内胀式底座上的三套完全同步的桩内胀紧式液压油缸的动作，自动找正第一根基础桩的中心位置，并通过电子水平仪调整液压内胀式底座至水平状态；然后在第一根基础桩的中心位置处安装360°旋转的云台座，云台座上安装三台位于同一平面且相互平行的激光测距传感器，激光测距传感器所发出的激光在同一平面且平行； (3)通过第一根基础桩上的三台激光测距传感器对第二根桩上三个不同点距离的测量从而计算出第二根桩的实际位置，然后与电脑虚拟出的设计桩位同时显示出来，操作人员根据图像找准位置打入第二根沉桩；然后在第二根桩上同样架设一套与第一根基础桩上相同的系统，即三个安装在同一云台座上、所发出的激光在同一平面且平行的激光测距传感器；转动第一根基础桩和第二根桩上的云台座，使得所有六台激光测距传感器都能测量出第三根桩的数据； (4)六台激光测距传感器捕捉到的第三根桩实际位置反映在电脑屏幕上，现场操作人员根据屏幕上显示的虚拟出的设计桩位与实际桩位的位置偏差，调整打桩船舶至设计桩位,打入第三根桩； (5)按上述六台激光测距传感器定位一根桩的测量工艺，交替完成整个工程区域内沉桩的精确测量。
2.根据权利要求1所述的外海精确定位沉桩作业方法，其特征在于:所述的液压内胀式底座在同一平面上均匀设有三个支腿，每个支腿与桩顶壁相接处设有调节液压内胀式底座水平的水平调节螺栓，每个支腿的下表面上设有与桩顶内壁相配合的桩内胀紧式液压油缸。
【文档编号】E02D13/06GK103590400SQ201310599213
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】练学标, 李宝军, 项建强, 李德合, 王凤洋 申请人:中交第三航务工程局有限公司江苏分公司