一种基于全站仪的节段梁端部预应力管道的三维定位方法与流程

本发明涉及节段梁悬臂拼装施工工法的桥梁工程技术领域，具体涉及一种基于全站仪的节段梁端部预应力管道的三维定位方法。

背景技术：

使用节段梁悬臂拼装施工工法时，其0#块通常设计为现浇施工，除湿接缝为其他阶段通常设计为工厂化预制加工。0#块和1#块之间通常设置有湿接缝，由于纵向预应力需穿过整个桥梁所有节段和湿接缝，因此，保证现场浇筑时预应力波纹管端部定位是决定1#块吊装完成后纵向预应力管道是否能顺利传入预应力钢绞线的关键因素，也是保证桥梁耐久性的关键。否则会造成大量修补和返工，并且会影响预应力管道设计线型和摩阻系数，从而影响张拉数据的真实有效性。传统方法是利用从道路中心线量尺后吊线测量的方法，如果进行严格控制，综合精度能达到±5mm，此方法具有以下缺点：a、如果横向距离较长的情况下，不能确保量尺时工具横向坡度完全水平或按照设计顶面坡度，从而距离测量存在误差；b、吊线测量时，存在线坠晃动或人眼视线误差，从而导致测量存在误差。

根据相关规范和设计要求，预应力管道位置允许偏差为±5mm，因此，研究出一种高效、易操作的预应力管道三维定位方法对施工进度及成本具有重要作用。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷和问题，本发明提供一种基于全站仪的节段梁端部预应力管道的三维定位方法。用此方法进行定位的预应力管道位置具有精准度高、速度快的优点，此方法从操作层面杜绝了人为定位不准的问题。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种基于全站仪的节段梁端部预应力管道的三维定位方法，包括以下步骤：

步骤1：根据设计图纸明确节段梁0#块端部断面里程及预应力波纹管位置，并根据设计道路中心线位置及高程确定预应力管道里程k实、高程h实及偏量n实；

步骤2：用全站仪照准节段梁断面模板的任一位置，全站仪得到实测位置坐标，利用坐标反算软件得到实测点里程k1、高程h1和偏量n1，并将实测点里程k1、高程h1和偏量n1与步骤1得到的理论里程k实、高程h实及偏量n实进行对比，得到差值；里程差值计算方法为：k0＝k1-k实，高程ho差值计算方法为：h0＝h1-h实，偏量n0差值计算方法为：n0＝n1-n实；

步骤3：调整全站仪照准方向及角度，如果h0为正值，则下一步调整时应将点位下移，距离为h0；如果n0为正值，则下一步调整时应将点位向靠近道路中心线方向移动，距离为n0；反之则向相反方向移动；再次重复以上步骤得到实测点里程k2、高程h2和偏量n2，直至实测数据接近或等于理论数据，完成预应力管道位置的精确三维定位。

进一步的，所述全站仪为高精度全站仪，高精度全站仪其精度要求达到0.1mm。

进一步的，所述全站仪在高精度测量时使用无棱镜模式。

进一步的，所述坐标反算软件为工地通路测或者测量员。

本发明的有益效果：本发明的一种基于全站仪的节段梁端部预应力管道的三维定位方法，用此方法进行定位的预应力管道位置具有精准度高、速度快的优点，此方法从操作层面杜绝了人为定位不准的问题。

采用传统的利用从道路中心线量尺后吊线测量的方法，由于施工中模板加固、临边防护等影响，进行尺量和吊线测量时，往往存在遮挡情况，从而影响测量效率，同时，还需多人配合。用本发明的三维定位方法进行测量，可将计算高程ho差值、偏量差值n0集成于坐标反算软件中，从而减少人工计算工作量，提高计算准确度和效率。以某节段梁0#块端面预应力管道为56束为例，采用传统方法预应力管道定位方法大约需要2天时间，采用本发明所述方法大约需时0.5天。

附图说明

图1为某工程其中一节段梁预应力波纹管位置断面图；

图2为图1的局部放大图；

图3为现场实施布置图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：一种基于全站仪的节段梁端部预应力管道的三维定位方法，包括以下步骤：

步骤1：根据设计图纸明确节段梁0#块端部断面里程及预应力波纹管位置，并根据设计道路中心线位置及高程确定预应力管道里程、高程及偏量里程k实、高程h实及偏量n实。

步骤2：用全站仪照准节段梁断面模板的任一位置，全站仪得到实测位置坐标，利用坐标反算软件，如工地通路测(版本号：8.3.40)、测量员(版本号：version8.9.10)等得到实测点里程k1、高程h1和偏量n1，并将实测点里程、高程和偏量与步骤1得到的理论里程k实、高程h实及偏量n实进行对比，得到差值。高程ho差值计算方法为：h0＝h1-h实，偏量n0计算方法为：n0＝n1-n实。(在此需要说明的是，由于实测点位基本位于测量断面内，因此实测里程k1与理论里程k实差值非常小，从而对其由坐标反算软件计算出来的高程h1和偏量n1的影响可以忽略不计，可不进行里程差值计算。)如果h0为正值，则下一步调整时应将点位下移，距离为h0；如果n0为正值，则下一步调整时应将点位向靠近道路中心线方向移动，距离为n0；反之则向相反方向移动。调整全站仪照准方向及角度，再次重复以上步骤进行实测点里程、高程、偏量测设，直至实测数据接近或等于理论数据，完成预应力管道位置的精确三维定位。

具体三维定位操作如下：

1、进行施测前计算准备，主要确定某预应力管道断面里程、偏量及理论高程。如图2所示，以断面上某h2预应力管道为例：

其中，道路设计中心线至h2管道中心线水平距离为m，管道距离道路设计标高点水平距离为a，距离其正上方桥面距离为n，桥面横坡为i％且坡向h2管道方向，此断面道路设计标高为h，则h2管道中心位置其三维定位计算如下：

2、如图3所示，架设全站仪，并完成后视照准及校核。

3、用全站仪免棱镜模式照准节段梁断面模板任一位置。

4、得到坐标(x1、y1、z1)。

5、用坐标反算软件得到实测点里程k1＝kx+ya，高程h1＝za，偏量n1＝ma。

6、将实测里程、高程及偏量与某管道理论三维定位进行对比，得到差值。

7、调整全站仪照准方向及角度，进行实测点里程、高程、偏量测设。

8、再次对比实测数据与理论数据差值，再次调整全站仪照准方向及角度。

9、重复以上步骤，直至实测数据接近或等于理论数据，此时，完成管道位置定位。

用此方法进行定位的预应力管道位置具有精准度高、速度快的优点，此方法从操作层面杜绝了人为定位不准的问题。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于全站仪的节段梁端部预应力管道的三维定位方法，明确节段梁0#块端部断面里程及预应力波纹管位置，并根据设计道路中心线位置及高程确定预应力管道里程、高程及偏量；用全站仪照准节段梁断面模板的任一位置，全站仪得到实测位置坐标，利用坐标反算软件得到实测点里程、高程和偏量，并将实测点里程、高程和偏量与步骤1得到的理论里程、高程及偏量进行对比，得到差值，调整全站仪照准方向及角度，再次重复以上步骤进行实测点里程、高程、偏量测设，直至实测数据接近或等于理论数据，完成预应力管道位置的精确三维定位，用此方法进行定位的预应力管道位置具有精准度高、速度快的优点。

技术研发人员：汪红卫;徐小杰;赵少阳;牛治飞;张松鹤;梁江飞;李一恒;胡亚南;马亚峰;李广利;曹宁;周龙鹏
受保护的技术使用者：郑州市第一建筑工程集团有限公司
技术研发日：2018.12.27
技术公布日：2019.04.12