一种曲线连续梁施工线型监测方法及装置与流程

本发明涉及挂篮施工，具体涉及一种曲线连续梁施工线型监测方法及装置。

背景技术：

1、曲线连续梁施工过程中，从桥墩位置分不同的施工节段向合龙段进行浇筑，为使两侧桥梁能够在合龙段顺利合龙，避免发生错位，施工过程中，需要对施工节段的轴线与横向滚动进行控制。轴线监测和横滚监测分别用于控制曲线连续梁的轴线误差和横滚误差满足设计要求。当前技术下，技术人员通过建立测量基站，设置临时测量控制点，在理论坐标和预拱度的基础上，调整挂篮的立模位置，整个过程需要对测量点逐点进行测量并计算坐标，然后根据测量结果进行挂篮调节。现有的曲线连续梁施工过程存在的问题是：每个节段施工都需要技术人员多次点对点进行测量计算，然后调整挂篮位置，步骤较为繁琐，耗费时间较长，导致施工效率低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种曲线连续梁施工线型监测方法及装置，能够实时获取各点坐标并以精确的算法完成计算，自动控制挂篮位置调整，保证曲线连续梁符合设计要求。

2、本发明通过以下技术手段解决上述问题：

3、一种曲线连续梁施工线型监测方法，包括轴线监测与横滚监测，所述轴线监测包括以下步骤：

4、步骤a1、在两桥墩的梁面中心线处分别安装第一基点gps坐标仪和第二基点gps坐标仪，设第一基点gps坐标仪的坐标点为b1，设第二基点gps坐标仪的坐标点为b2，由b1和b2两点以及桥梁设计曲线方程建立参考线b1b2；

5、步骤a2、在第一挂篮上安装第一动点gps坐标仪，在第二挂篮上安装第二动点gps坐标仪，设第一动点gps坐标仪的坐标点为s1，设第二动点gps坐标仪的坐标点为s2，由s1和s2两点以及理想状态下挂篮移动路径的曲率半径建立圆弧施工控制线s10s20；

6、步骤a3、初始安装时，调整挂篮位置及角度并锚固，固定第一动点gps坐标仪的位置，调整第二动点gps坐标仪的位置，使圆弧施工控制线与参考线的圆心在xy平面上重合,其中xy平面为与待施工曲线连续梁的梁面平行的平面，固定第二动点gps坐标仪；

7、步骤a4、在第一挂篮、第二挂篮后续每次移动的过程中，通过控制系统计算第一动点gps坐标仪的实时坐标点s1′和第二动点gps坐标仪的实时坐标点s2′是否在圆弧施工控制线s10s20上，根据控制系统计算结果调整挂篮方向，确保曲线连续梁轴线误差符合设计要求。

8、进一步，所述横滚监测包括以下步骤：

9、步骤c1、在两桥墩的梁面中心线处分别安装第一基点gps坐标仪和第二基点gps坐标仪，设第一基点gps坐标仪的坐标点为b1，设第二基点gps坐标仪的坐标点为b2，由b1和b2两点以及桥梁设计曲线方程建立参考线建立参考线b1b2；

10、步骤c2、在第一挂篮上安装第一动点gps坐标仪，在第二挂篮上安装第二动点gps坐标仪，设第一动点gps坐标仪的坐标点为s1，设第二动点gps坐标仪的坐标点为s2，由s1和s2两点以及理想状态下挂篮移动路径的曲率半径建立圆弧施工控制线s10s20；

11、步骤c3、完成第一施工节段第一挂篮和第二挂篮的位置调整后，控制系统分别记录坐标点s1和坐标点s2的竖向坐标值sd1和sd2；

12、步骤c4、当第一挂篮和第二挂篮前移至下一个施工节段，在第一挂篮或第二挂篮锚固前，通过控制系统坐标值sd1和sd2为参考，分别计算坐标点s1和坐标点s2的竖向坐标值是否在误差允许范围内；

13、步骤c5、根据步骤c4的判断结果，调整第一挂篮和第二挂篮位置至误差允许范围内，锚固第一挂篮和第二挂篮，确保曲线连续梁横滚误差符合设计要求。

14、进一步，在所述步骤a4中，判断坐标点s1、s2是否在圆弧施工控制线s10s20上的计算方法为：

15、设：坐标点s1为(xs1,ys1,zs1)，坐标点s2为(xs2,ys2,zs2)；

16、坐标点b1为(xb1,yb1,zb1)，坐标点b2为(xb2,yb2,zb2)；

17、曲线连续梁轴线b1b2的曲率半径为rz；

18、圆弧施工控制线s10s20的曲率半径为rd＝rz+a，其中a为参考线与施工监测线的曲率半径差；

19、则：圆弧施工控制线的圆心o的坐标为(x0，y0，z0)，其中，

20、

21、坐标点s1到圆心o的距离

22、坐标点s2到圆心o的距离

23、当满足os1＝os2＝rd＝rz+a时，坐标点s1、s2落在圆弧施工控制线s10s20上。

24、进一步，在所述步骤a2和/或步骤c2中,所述第一挂篮上设置有多个第一动点gps坐标仪,所述第二挂篮上设置有与第一挂篮上数量对应的第二gps坐标仪,各第一动点gps坐标仪和各第二动点gps坐标仪之间对应建立多条同心的圆弧施工控制线。

25、进一步，根据桥梁设计曲线方程,若在两桥墩之间的待施工的曲线连续梁具有多段不同坡度,则位于两桥墩之间的待施工的曲线连续梁的轴线在xz平面内可视为一条连续的折线，折线的转折点为桥梁的变坡点；当两桥墩之间的待施工的曲线连续梁存在n个变坡点时，以各变坡点为界，将两桥墩之间的待施工的曲线连续梁在xz平面内分隔为n+1段坡度不同的曲线连续梁，各段曲线连续梁分别建立一条参考线，共建立n+1条参考线，对应各参考线建立n+1条圆弧施工控制线。

26、进一步，在所述步骤c4中，坐标点s1和坐标点s2的竖向坐标值的计算方法为：

27、设：坐标点s1为(xs1,ys1,zs1)，坐标点s2为(xs2,ys2,zs2)，坐标点sd1为(xsd1,ysd1,zsd1)，坐标点sd2为(xsd2,ysd2,zsd2)；

28、则：坐标点s1的竖向坐标

29、坐标点s2的竖向坐标其中，

30、

31、

32、

33、一种曲线连续梁施工线型监测装置，包括控制系统、第一基点gps坐标仪、第二基点gps坐标仪、第一动点gps坐标仪、第二动点gps坐标仪、第一挂篮和第二挂篮，所述第一挂篮和第二挂篮分别安装在两侧桥墩处，所述第一基点gps坐标仪、第二基点gps坐标仪、第一动点gps坐标仪和第二动点gps坐标仪均与控制系统电连接，所述第一基点gps坐标仪和第二基点gps坐标仪分别安装在两侧桥墩的梁面中心位置，所述第一动点gps坐标仪和第二动点gps坐标仪分别安装在第一挂篮和第二挂篮的同侧相对位置。

34、本发明至少具备以下有益效果：

35、本发明的曲线连续梁施工线型监测控制方法，通过各坐标点的测量和计算，并与以桥梁设计曲线方程为基准建立的参考线进行比对，使第一挂篮和第二挂篮始终沿理想状态下挂篮移动路径前移，确保曲线连续梁线型符合设计要求。在挂篮行走过程中即可完成曲线连续梁线型控制调整，挂篮走行到位后进行姿态调整。调整结束后，由技术人员复核后即可达到线型控制的目标，减少了以往挂篮前移结束后繁琐的测量和调整过程，提高了挂篮施工的效率。

36、本发明的曲线连续梁施工线型监测控制装置，通过第一基点gps坐标仪、第二基点gps坐标仪、第一动点gps坐标仪、第二动点gps坐标仪对各点坐标实时监测，通过控制系统进行计算，实时控制第一挂篮和第二挂篮位置调整，避免人工测量的繁琐步骤，使用方便并能有效提高施工效率。