一种预制梁体形变的快速测量系统及测量方法与流程

本发明涉及桥梁施工测量，具体涉及一种预制梁体形变的快速测量系统及测量方法。

背景技术：

1、目前，徐变是在持续荷载作用下，混凝土的变形随时间的增长而增加的现象。对于预制箱梁来说，混凝土的收缩徐变的直接结果是导致预制梁体上拱，而预制梁体上拱的影响主要有两方面：一方面，预制梁体上拼会影响桥面的平整性，另一方面，预制梁体的徐变上拱会使梁体预应力受到损失，从而影响到整个桥梁结构体系，所以预制梁体徐变观测必须以长期、系统的观测工作为基础，才能从中掌握梁体徐变的规律，从而对预制梁施工及桥面平顺性进行一定控制。

2、预制梁体形变测量除梁体拱度外，还包括梁体旁弯观测等繁琐测量项目，梁体形变测量需要连续观测数月甚至1-2年，观测频次多，工作量大，且精度要求高。高铁工程、高速公路改扩建中新旧桥梁匹配工程、跨坐式轨道预制梁以及大跨径复杂预制梁等工程和结构对梁体形变提出了高精度、高频次及长时间连续观测要求，大大增加了测量工作量。

3、相关技术中，传统梁体形变测量一般采用全站仪加上水准测量法、或者三维激光扫描测量法。采用全站仪加上水准测量法，测量繁琐，测量人员多，工效低。采用三维激光扫描测量法，受存放场地限制，在存放场地梁体密集，梁体之间空间狭小的影响，扫描测量难以进行。

4、因此，本领域技术人员亟待设计新的梁体测量方法，改善传统预制梁体形变测量方法的效率低或难以测量的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种预制梁体形变的快速测量系统及测量方法，解决传统预制梁体形变测量效率低或难以测量的技术问题。

2、本技术实施例提供一种预制梁体形变的快速测量系统，包含：

3、可移动的龙门吊，其大梁垂直跨设于预制梁体上方；

4、两个测量摄影装置，分别安装在垂直跨设于预制梁体上方的龙门吊大梁两端；每个测量摄影装置包含同轴设置的全站仪和摄影仪；

5、控制中心，用于控制全站仪测量预制梁体的四个竖面控制网点的竖面坐标，用于控制摄影仪以四个竖面控制网点为像控点摄影获取预制梁体的立体图像，还用于根据四个竖面控制网点的竖面坐标和预制梁体的立体图像绘制预制梁体三维图像并记录三维图像的尺寸；所述四个竖面控制网点分别为预制梁体顺桥向侧端面的两个顶侧中心点和两个底侧中心点。

6、在上述技术方案的基础上，所述快速测量系统还包含用于安置测量摄影装置的u型仪器框座和用于调平测量摄影装置的自动调平基座，所述u型仪器框座挂设固定在大梁两端；所述自动调平基座设置于测量摄影装置和u型仪器框座底板之间。

7、在上述技术方案的基础上，所述测量摄影装置还包含连接轴，所述连接轴用于将摄影仪固定连接全站仪，所述自动调平基座调平后，全站仪和摄影仪同轴。

8、本技术还公开了一种基于上述快速测量系统的测量方法，包含以下步骤：

9、s1:以预制梁体两端的底侧中心点z1、z2为基准，通过全站仪观测预制梁体两端的顶侧中心点d1、d2，并平差得到预制梁体的四个竖面控制点z1、d1、d2、z2的竖面坐标；

10、s2：在四个竖面控制网点z1、d1、d2、z2处粘贴摄影标志，用摄影仪分别对预制梁体的多个面进行摄影，获取两组立体像对；

11、s3:以四个竖面控制网点z1、z2、d1、d2为像控点，对两组立体像对进行匹配，构建预制梁体的三维模型；

12、s4：量测预制梁体的三维模型，得到预制梁体各特征点的形变数据，作为梁体形变量初始值；

13、s5：每间隔设定时间重复s2至s4步骤，得到预制梁体各特征点各期形变数据，与梁体形变量初始值比较，获取梁体形变规律。

14、在上述技术方案的基础上，步骤s1包含：

15、s10:将预制梁体两端的支座中心点外引至梁体的两端头，成为预制梁体两端的支座中心引出点z1、z2，并精密量测两个支座中心引出点之间的距离z1z2；

16、s11:以两个支座中心引出点的z1点作为原点，以两个支座中心引出点z1z2的连线为x轴，垂直于x轴的竖直轴为y轴，建立梁体竖面坐标系；

17、s13：根据z1z2得到z2的坐标，以z1、z2作为基准起算点，丈量z1、z2分别到各自梁体顶侧中心点的高度；然后两台全站仪同步观测预制梁体的梁体顶侧中心点到各自基准起算点的距离；用丈量高度和实测坐标计算高度经过交会平差后，得到梁体竖面控制网的z1、d1、d2、z2的竖面坐标。

18、在上述技术方案的基础上，步骤s2中包含：

19、s20：在四个竖面控制网点z1、d1、d2、z2处粘贴摄影标志；

20、s21:用两台摄影仪分别对预制梁体的多面进行摄影，获取两组包括四个摄影标志的立体像对。

21、在上述技术方案的基础上，步骤s3中包含：

22、以控制网点z1、z2、d1、d2为像控点，以四个竖面控制网点z1、d1、d2、z2的竖面坐标为像控点的物方坐标，与四个摄影标志3的影像进行匹配，对两组立体像对匹配构建成梁体三维模型。

23、在上述技术方案的基础上，步骤s4包含：

24、s40:对梁体三维模型的梁体形变各特征点分别进行量测，得到各梁体特征点首期形变数据；

25、s41:以梁体各特征点首期形变数据作为梁体形变测量初始值，为后期各梁体特征点形变数据提供基础依据。

26、在上述技术方案的基础上，步骤s5包含：

27、s50：在梁体形变测量理论观测期内，每间隔设定时间重复s2至s4步骤，分别得到梁体各特征点各期形变数据；

28、s51：比较梁体特征点第二期形变数据与首期形变数据，获取梁体第一形变值、第二形变值至第n形变值，汇总分析梁体各期形变值，得到梁体形变规律。

29、在上述技术方案的基础上，所述快速测量系统还包含用于安置测量摄影装置的u型仪器框座和用于调平测量摄影装置的自动调平基座，所述u型仪器框座挂设固定在大梁两端；所述自动调平基座设置于测量摄影装置和u型仪器框座底板之间；在步骤s1之前，通过自动调平基座调平测量摄影装置。

30、本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

31、1.本技术的快速测量系统，借助梁场龙门架搭载全站仪和摄影仪，无需搭设测量平台且通视性好，同时灵活便捷实现快速测量；全站仪摄影仪同轴自动化观测，摄影仪(22)以四个竖面控制网点为像控点，使得两者相结合，实现了自动化绝对摄影测量，以预制梁体竖面控制网点为像控点获取三维图像，进而获取预制梁体形变数据，大大提高了测量精度和效率。同时，本技术的快速测量系统，获取三维模型测量，方便快速覆盖预制梁体整体和细部结构测量，所以也有助于提升全面测量覆盖范围。

32、2.本技术的测量方法，先得到四个竖面控制点z1、d1、d2、z2的竖面坐标，然后在四个竖面控制网点z1、d1、d2、z2处粘贴摄影标志进行摄像，之后以四个竖面控制网点z1、z2、d1、d2为像控点，对两组立体像对进行匹配，构建预制梁体100的三维模型，实现了自动化绝对摄影测量，能够方便快捷地获取预制梁体形变数据，大大提高了测量精度和效率。