CN102680942A - 一种基于全站仪的高炉框架测量定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于全站仪的高炉框架测量定位方法，首先建立平面控制网；然后计算高炉框架柱上待测点的理论坐标以及理论高程；将测量待测点的实际坐标并与与理论坐标进行对比，进行水平校正；将测量待测点的实际高程并与事先计算好的理论高程进行对比，进行高程校正。本发明打破了传统的高炉框架测量方法，将全站仪运用到高炉安装过程中，利用全站仪的空间三维测量和无仪高高程测量技术对高炉框架进行定位测量，很好地解决了传统测量存在的部分缺陷，提高了测量精度和施工效率，减少了工人的劳动量，提高了施工积极性；降低了操作难度，提高了安全系数；开启了高炉本体定位安装的新纪元，易于普及与推广。

Description

一种基于全站仪的高炉框架测量定位方法

技术领域

本发明涉及高炉设备的安装方法，具体的说，是涉及一种高炉框架的测量定位方法。 

背景技术

近年来随着我国冶金行业的蓬勃发展，高炉炼铁的规模不断增大，相应地对高炉设备安装也提出了更高的要求。在高炉框架的安装工程施工中，由于高炉区域的作业面狭小，加上各种设备及构件的堆放，还有吊车等因素的影响，使视线受阻，无法用普通的测量仪器准确、快速的进行测量工作，给施工进度、质量以及安全都带来了非常大的难度。 

按我国现有传统施工工艺，在高炉框架安装过程中，主要采用经纬仪、水准仪以及钢卷尺相结合的测量方法，测量过程较为繁琐，精确度不高，实际操作较困难，浪费大量人工，安全性较差。 

发明内容

本发明要解决的传统高炉框架安装过程中测量定位较为繁琐，精度不高，操作困难等技术问题，提供一种基于全站仪的高炉框架测量定位方法，操作便捷，能节省施工成本，提高施工速度。 

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现： 

一种基于全站仪的高炉框架测量定位方法，该测量定位方法按照如下步骤进行： 

a．根据测量总控制网放样出四个矩形平面控制点，用全站仪对四个控制点进行闭合导线测量，建立平面控制网； 

b．根据设计提供的坐标系为基准，在各框架柱中线上设定待测点，计算待测点在该坐标系下的理论坐标以及理论高程； 

c．在准备安装的框架柱表面画出一条竖直的中线，在中线的待测点位置贴上反射贴，反射贴的位置需保证与所架设的全站仪通视； 

d．在反射贴安装完毕之后，将全站仪架设在平面控制网的任意一个控制点上，以其 他三个控制点中的一个控制点为后视定向，对准已吊装起来的框架柱上的反射贴进行测量，得到反射贴所在待测点的实际坐标数据； 

e．用实际坐标数据与事先计算好的理论坐标数据进行对比，对误差超限的框架柱进行水平校正； 

f．对每节正在调整空间水平位置的框架柱进行反复测量和校正，直至其坐标误差在允许范围之内，结束框架柱水平位置的调整； 

g．采用全站仪对框架柱上的反射贴进行高程测量，得到反射贴所在待测点的实际高程数据； 

h．用该待测点的实际高程数据与事先计算好的理论高程数据进行对比，对误差超限的框架柱进行高程校正； 

i．对每节正在调整高程的框架柱进行反复测量和校正，直至其高程误差在允许范围之内，结束框架柱高程的调整。 

本发明的有益效果是： 

本发明主要是利用全站仪的空间三维测量和无仪高高程测量的技术对高炉框架进行定位测量，可以对高炉框架的空间位置、标高、垂直度、变形观测以及沉降观测进行测量控制，主要分为测量控制网的建立、高炉框架柱平面位置的确定以及高炉框架柱标高的测量三个过程。 

基于全站仪的高炉框架测量定位方法打破了传统的高炉框架测量方法，替代了国内外传统的测量定位模式，将全站仪运用到高炉安装过程中，利用全站仪的空间测量技术以及无仪高高程测量的方法，很好地解决了传统测量存在的部分缺陷，提高了测量精度和施工效率，减少了工人的劳动量，提高了施工积极性；降低了操作难度，提高了安全系数；开启了高炉本体定位安装的新纪元，易于普及与推广。 

附图说明

图1是高炉框架柱立面图； 

图2是高炉框架柱空间定位示意图； 

图3是本发明所提供的高炉框架空间坐标的测量示意图； 

图4是本发明所提供的高炉框架钢柱标高的测量示意图。 

图中：1，全站仪；2，框架柱；3，反射贴。 

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，下面详细说明本发明的基于全站仪的高炉框架测量定位方法： 

平面控制网应先从整体考虑，遵循先整体、后局部，高精度控制低精度的原则；布设平面控制网要根据设计总平面图及现场施工平面布置图。根据测量总控制网的成果资料，使用电子全站仪1采用直角坐标法和极坐标法来测设高炉框架的轴线，并放样出四个矩形平面控制点，这四个控制点的位置必须视野开阔、稳定不易被破坏。然后用全站仪按一级导线技术要求，对控制点进行闭合导线测量，建立平面控制网，作为高炉框架的平面控制。 

根据工程的特点和平面图的具体情况，以设计单位提供的坐标系为基准，计算各框架柱2中线上待测点在该坐标系下的理论坐标以及理论高程，运用极坐标原理对各框架柱2进行测量。 

如图1所示，在准备安装的框架柱2表面画出一条竖直的中线，在中线的待测点位置贴上反射贴3，记下框架柱2柱顶到该反射贴3中心的距离L，以便计算该点的坐标。而反射贴3的位置需要根据现场实际情况选取，尽量保证反射贴3与所架设的全站仪1通视。 

在反射贴3安装完毕之后，如图2所示，首先将全站仪1架设在平面控制网的任意一个控制点上，以其他三个控制点中的一个控制点为后视定向，然后对准已吊装起来的框架柱2上的反射贴3进行测量，从而得出该反射贴3所在位置待测点的实际坐标数据，用该实际坐标数据与事先计算好的理论坐标数据进行对比，对误差超限的框架柱2进行校正。对每节正在调整水平空间位置的框架柱2进行反复观测和校正，直至其误差在允许范围之内，从而达到调整框架柱2空间水平位置的目的。 

空间坐标的测量计算原理如附图3所示，O为测站点，P为待测点,O点坐标为（X0，Y0），全站仪安置在O点，在P点安置有反射贴3。仪器测定P点相对测站点的斜距为S、天顶距为V以及水平方向值为α，则放样点P点相对测站点O点的坐标为：△X=S.sinV.cosα；△Y=S.sinV.sinα；因此P点坐标X=X0+△X；Y=Y0+△Y。 

在一般情况下，在所选的矩形控制点上能直接观测到目标并测量坐标，个别情况下因现场构件及其他设备等影响通视时，可在局部范围内进行偏距测量等方法解决各点的通视 问题，待该节框架柱2测量完毕后，继续下一框架柱2的安装直至到达高炉框架的顶点。 

采用无仪高全站仪1进行三角高程测量，测量原理如图4所示，全站仪1所架设的测站点的高程HA为已知高程，实地测量全站仪1所架设的高度为i，棱镜高为t，斜距S、天顶距V，反射贴3所在的待测点实际高程为HB，则HB=HA+i+S.cosV-t。由于在该工程中所使用的反射物为反射贴3，则棱镜高t相当于0。所以在定向过程中，向全站仪输入测站点高程HA、仪器高i以及定向时的棱镜高t=0即可，以上计算过程在全站仪1内部自动生成，测量时可直接得到待测点HB的高程数值，大大节省了测量时间，提高了施工精度。用该待测点的实际高程与事先计算好的理论高程数据进行对比，对误差超限的框架柱2进行校正。对每节正在调整高程的框架柱2进行反复观测和校正，直至其误差在允许范围之内，从而达到调整框架柱2高程的目的。 

经过以上三个施工过程，从而确定了高炉框架的空间位置，可以精确、便捷和安全的进行安装。 

根据实际使用情况的不同，本发明所提供的方法应用于高炉规模越大越能体现其优越性。除了应用于高炉框架施工以外，还可以用于其他形式的竖向的施工工艺，其基本原理是一样的，都可以运用全站仪1的空间三维技术和无仪高高程测量的方法来解决。 

尽管上面结合附图和优选实施例对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。 

Claims (1)

1.一种基于全站仪的高炉框架测量定位方法，其特征在于，该测量定位方法按照如下步骤进行：

a．根据测量总控制网放样出四个矩形平面控制点，用全站仪对四个控制点进行闭合导线测量，建立平面控制网；

b．根据设计提供的坐标系为基准，在各框架柱中线上设定待测点，计算待测点在该坐标系下的理论坐标以及理论高程；

c．在准备安装的框架柱表面画出一条竖直的中线，在中线的待测点位置贴上反射贴，反射贴的位置需保证与所架设的全站仪通视；

d．在反射贴安装完毕之后，将全站仪架设在平面控制网的任意一个控制点上，以其他三个控制点中的一个控制点为后视定向，对准已吊装起来的框架柱上的反射贴进行测量，得到反射贴所在待测点的实际坐标数据；

e．用实际坐标数据与事先计算好的理论坐标数据进行对比，对误差超限的框架柱进行水平校正；

f．对每节正在调整空间水平位置的框架柱进行反复测量和校正，直至其坐标误差在允许范围之内，结束框架柱水平位置的调整；

g．采用全站仪对框架柱上的反射贴进行高程测量，得到反射贴所在待测点的实际高程数据；

h．用该待测点的实际高程数据与事先计算好的理论高程数据进行对比，对误差超限的框架柱进行高程校正；

i．对每节正在调整高程的框架柱进行反复测量和校正，直至其高程误差在允许范围之内，结束框架柱高程的调整。

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