一种圆形立柱垂直度检测方法与流程

本发明属于桥梁施工领域，具体地指一种圆形立柱垂直度检测方法。

背景技术：

桥梁立柱施工后或者后期的桥梁结构检测监测中需要进行垂直度检测，然而对于圆形立柱怎么确定立柱的偏向是个费时费力的过程，偏离方向的确定直接影响的测量结果的准确性，由于传统测量方法无法准确的确定偏离方向，容易测得的偏距较真实小，容易掩盖垂直度超限的问题；垂直度超限将严重影响立柱的受力状态，由轴心受压变为偏心受压甚至发展为大偏心受压，严重将危害桥梁的安全。快捷准确的测出圆形立柱的垂直度及偏离方向，将大大有利于提高工程质量控制的和桥梁结构安全监测的效率。

技术实现要素：

本发明就是针对现有技术的不足，提供了一种施工操作方便、工作效率高且施工成本低的双曲面鱼腹式连续箱梁变截面钢模板的制作方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的圆形立柱垂直度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)现场踏勘，根据立柱的位置确定全站仪合适的架设距离和方位，避开其他构筑物的遮挡，避免逆光测量；

2)确定全站仪的架设点与后视点的坐标；

3)架设免棱镜全站仪，输入后视点与测站点的坐标；

4)测量：免棱镜全站仪对准圆形立柱底端的一个截面，在可视范围内测取三个点的坐标a:(x1,y1,z1)；b:(x2,y2,z2)；c:(x3,y3,z3)，所述abc三点的z坐标相同，再测取圆形立柱顶端一个截面三点的坐标d:(x4,y4,z4)；e:(x5,y5,z5)；f:(x6,y6,z6)，所述def三点的z坐标相同；

5)计算圆形坐标：根据abc和def对应的三角形外接圆的圆心坐标o1、o2；

6)比较圆心坐标o1和o2，即可得出圆形立柱偏离矢量。

进一步地，所述步骤2)中确定全站仪的架设点与后视点的坐标采用相对坐标。

进一步地，所述步骤2)中确定全站仪的架设点与后视点的坐标采用绝对坐标。相对坐标的好处是，当现场无法获得绝对坐标点时，可自行设置相对坐标系。绝对坐标系和相对坐标系是可以转换的。前提是要知道获得测点的绝对坐标和相对坐标。

进一步地，所述测量过程中，在同一截面所测取的三点为均匀布置的三点。均匀测取，是指在可视范围内大致取三等分点，获得的三角形在相同测量误差时，减小cad作图外接圆的误差。

本发明的优点在于：

1)本方法采用免棱镜全站仪，可不用人工攀爬至立柱顶端，不仅可以避免人员的高空作业的危险，而且只需架设一个测站，即可测得所有数据，节约了检测所需时间和成本。

2)本方法通过全站仪测得数据计算得到圆形立柱的中心坐标，从而算得立柱的偏距矢量，一次测量即可得到偏距和偏向两个参数。

3)相比传统检测方法，无需多次测量以找到偏离的方向，从而测得偏距，大大节约时间。

4)本发明的方法还可测试圆形变截面柱的垂直度。

5)本发明的结构简单，测得数据可输入cad或者其他计算机辅助软件，直接模拟出立柱的偏离状态，进而进行有限元受力分析，获取后续的数据，有助于桥梁的信息化施工和质量控制，适合广泛推广使用。

附图说明

图1是本发明的圆形立柱垂直度检测过程示意图。

图中：立柱1，全站仪2。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

1)现场踏勘，根据立柱1的位置确定全站仪2合适的架设距离和方位，避开其他构筑物的遮挡，避免逆光测量，合适的架设距离一般指50m以内。

2)确定全站仪2的架设点与后视点的坐标，关于坐标的建立分两种；a、采用相对坐标：自行建立相对坐标系，可将测站点坐标设置为(0,0)，该测站点坐标可由全站仪测得，建立相对坐标系，并确定全站仪的坐标与后视点的坐标。b、采用绝对坐标：全站仪架设点与后视点确定后根据附近已知的绝对坐标点测得全站仪架设点与后视点坐标。设置两种坐标坐标系的建立方法，可适应不同现场测量的需求。

3)架设免棱镜全站仪2，输入后视点与测站点的坐标。

4)开始测量，用免棱镜全站仪对准圆形立柱底端的一个水平截面，在可视范围内均匀测取三个点的坐标a:(x1,y1,z1)；b:(x2,y2,z2)；c:(x3,y3,z3)，要求abc三点的z坐标相同，以保证三点在同一水平面上，可调整全站仪瞄准测点，获得z坐标相同的三个点。均匀测取，是指在可视范围内大致取三等分点，获得的三角形在相同测量误差时，减小cad作图外接圆的误差。同理，测取圆形立柱顶端一个截面三点的坐标d:(x4,y4,z4)；e:(x5,y5,z5)；f:(x6,y6,z6)，def三点的z坐标相同。本方案中取的两个截面可以是两端端面，也可以是靠近端面的截面，或者根据需要选取的截面。

5)根据测得的abc三点坐标，构成的平面三角形，根据几何关系，计算该三角形对应外接圆的圆心坐标o1，即为底端圆形立柱的圆心，同理根据测得def三点坐标，计算得到顶端截面的圆心坐标o2。

6)将o1，o2三维坐标中的z值相减，差值即为两个截面的高度，x,y坐标相减生成的矢量即为偏离矢量，包含偏距和偏向。

本发明的优点在于：

采用免棱镜全站仪，可不用人工攀爬至立柱顶端，不仅可以避免人员的高空作业的危险，而且只需架设一个测站，即可测得所有数据，节约了检测所需时间和成本。

通过全站仪测得数据计算得到圆形立柱的中心坐标，从而算得立柱的偏距矢量，一次测量即可得到偏距和偏向两个参数。

相比传统检测方法，无需多次测量以找到偏离的方向，从而测得偏距，大大节约时间。

本发明的方法还可测试圆形变截面柱的垂直度。

该方法测量过程简单方便，测得数据可输入cad或者其他计算机辅助软件，直接模拟出立柱的偏离状态，进而进行有限元受力分析，获取后续的数据，有助于桥梁的信息化施工和质量控制，适合广泛推广使用。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明所涉及的圆形立柱垂直度检测方法，利用全站仪在桥梁立柱上测量两个界面的三点，并由三点分别计算该界面的圆心坐标，对比两截面的圆心左边，得出圆形立柱的最大偏距和垂直度，本发明的方法将有效解决圆形立柱垂直度检测过程中操作复杂的问题且无需高空作业，能准确测得圆形立柱的垂直度和偏离方向，从而节约了人工资源，提高了数据的准确性。本方法原理简单，操作方便快捷，结果准确数据直观，具有较强的实用性和广泛的推广性。

技术研发人员：李明明;陈志达;杨建新;王庆钢;鹿存良
受保护的技术使用者：中国一冶集团有限公司
技术研发日：2018.12.20
技术公布日：2019.03.01