CN112525170B - 一种基于app***的悬索桥散索鞍精确定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于APP***的散索鞍精确定位方法，包括以下步骤：利用坐标正算法及散索鞍底板空间位置关系，计算出散索鞍底板设计十字线的坐标；绘制散索鞍1:1三维图，进行坐标复核；编制一款APP***，该***可通过蓝牙将全站仪和APP***相连接，将全站仪实测数据实时传输至APP***中，自动计算出散索鞍底板及鞍体调整参数；通过空间点到线的位置关系来计算散索鞍底板的调整参数，利用个部位的千斤顶对散索鞍底板进行调整；通过散索鞍鞍体实测平面和设计平面间的二面角来反映实测鞍体轴线的角度，通过散索鞍门架上的吊具对鞍体轴线角度进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及测量领域，尤其是涉及一种基于APP***的悬索桥散索鞍精确定位方法，尤其是适用于空间结构设计复杂的悬索桥散索鞍的精确定位。
背景技术
进入21世纪以来，我国桥梁建设事业飞速发展，悬索桥因具有比较灵活、美观、适合大风和地震区等优点，成为大跨径桥梁的主要形式。悬索桥的散索鞍对主缆起到了支撑和固定作用，其设计、建造质量、定位精度控制至关重要。近年来诸多人员对散索鞍定位技术进行了研究，但是由于散索鞍结构的设计多为空间线性，角度控制较困难，现有的定位技术存在一定的弊端，且工作效率极低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于APP***的悬索桥散索鞍精确定位方法。
本发明的第一个目的是这样实现的：
一种基于APP***的悬索桥散索鞍精确定位方法，特征是：具体步骤如下：
A、散索鞍底板设计十字线的坐标计算：
根据坐标正算公式及散索鞍底板的空间位置关系对散索鞍底板设计十字线的坐标进行计算；利用CAD建立散索鞍1：1模型，将计算后的坐标通过展点的方式展到CAD图中，对散索鞍底板设计十字线的坐标进行复核；
B、散索鞍底板定位方法确定：
在现场实测散索鞍底板设计十字线的坐标，由于散索鞍中主缆中心线的交点位置和散索鞍底板中心的连线与散索鞍底板的平面必然垂直，以散索鞍中主缆中心线的交点位置和设计散索鞍底板的中心建立直线，通过实测十字线点计算出实测十字线点在散索鞍中主缆中心线的交点位置和设计散索鞍底板中心的连线上的垂足到散索鞍中主缆中心线的交点的距离，再计算出实测的十字线点到对应的散索鞍底板设计纵轴线、横轴线的距离，通过实测的十字线点到对应的散索鞍底板设计纵轴线、横轴线的距离来调整散索鞍底板位置；
C、散索鞍鞍体轴线角度的调整方法确定：
利用散索鞍设计散索鞍中主缆中心线的交点及销轴两端的坐标建立设计平面，再利用实测的散索鞍中主缆中心线的交点及销轴两端的坐标建立实测平面，分别求出设计平面及实测平面的法向量，通过计算两个法向量的夹角就可得出实测平面与设计平面之间的夹角，通过实测平面与设计平面之间的夹角就能对散索鞍鞍体进行调整；
D、APP***编制及调试：
利用步骤A、B、C确定的计算方式，编制一款能通过蓝牙连接全站仪，并自动计算散索鞍底板及散索鞍鞍体轴线角度调整要素的APP***，APP***编制完成后，利用CAD三维图在CAD三维图中点出任一点的坐标，对APP***进行调试；
E、散索鞍底板精确定位：
首先在散索鞍底板的四个角点下面分别布置一个千斤顶，在散索鞍底板的下部及左、右侧十字线点下面各布置一个千斤顶，通过蓝牙将APP***与全站仪相连接，打开全站仪的自动照准功能，在散索鞍底板的各十字线点立设有徕卡小棱镜，利用全站仪测得徕卡小棱镜的坐标，通过蓝牙将全站仪测得的实测坐标实时传输至APP***中，APP***自动计算出实测点位的调整参数，现场人员根据调整参数，通过散索鞍底板下面布置的千斤顶对散索鞍底板的十字线位置进行调整；
散索鞍底板的十字线位置调整完成后，利用全站仪的免棱镜功能实测散索鞍底板的各角点的坐标，同样利用蓝牙将全站仪和APP***相连接，APP***自动计算出各角点位置的上顶参数，现场根据各角点的上顶参数利用散索鞍底板角点下面布置的千斤顶对各角点进行调整，直至各角点调整至设计要求范围内；各角点调整完成后检查十字线位置是否满足设计要求，如不满足重复步骤E，若满足要求即可对散索鞍底板进行加固，加固完成后取出各点位的千斤顶；
散索鞍底板定位完成后将地脚螺栓预埋至散索鞍支墩内；
F、散索鞍底座安装：
现场利用散索鞍门架上安装的吊具，将散索鞍底座吊装到位，然后根据散索鞍支墩中预埋的地脚螺栓和散索鞍底座上的螺栓孔对散索鞍底座进行安装，散索鞍底座安装完成后，解除吊具；
G、散索鞍鞍体轴线调整；
现场利用散索鞍门架上安装的吊具，将散索鞍鞍体吊装到位，并与散索鞍鞍座通过销轴连接，在散索鞍鞍体两侧的IP点位置贴上反射片，通过蓝牙将APP***与全站仪相连接，实测一侧IP点位置的反射片，通过蓝牙将全站仪测得的实测坐标实时传输至APP***中，APP***自动计算出实测平面与设计平面之间的夹角，通过吊具对散索鞍鞍体进行调整，直至散索鞍鞍体调整到设计位置，然后焊接散索鞍临时支撑；散索鞍临时支撑焊接完成后，将全站仪搬至散索鞍鞍体的另一侧，实测散索鞍鞍体另一侧IP点位置的反射片，对实测平面与设计平面之间的夹角进行复核，如果实测平面与设计平面之间的夹角满足设计要求，则散索鞍定位完成，若不满足，则需重新调整。
步骤E和G中所述的全站仪的测角精度不低于0.5″，测距精度不低于1mm+1.5×10- 6D。
步骤E中所述的千斤顶起重量为5t，起重高度为130mm，结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。
本发明的散索鞍底板十字线坐标计算、底板十字线调整参数、鞍体轴线调整参数全都由手机APP***自动求得，精调过程全都通过蓝牙连接的方式将手机APP***和全站仪相连接，利用全站仪自动照准功能自动化、智能化完成。
本发明的有益效果是：
基于的手机APP***操作简单，调整散索鞍底板时以散索鞍底板设计的纵轴线、横轴线及散索鞍底板的中点与散索鞍中主缆中心线的交点的连线作为参考线，结合各部位千斤顶，能精确调整散索鞍底板的位置，摆脱了设计坐标的束缚；散索鞍鞍体轴线通过散索鞍设计中心平面与实测中心平面间的二面角，配合散索鞍门架上的吊具能轻松调整至设计位置。
本发明提高了散索鞍安装精度，降低了三维空间坐标计算和测量定位的难度，大大减少了施工测量时间，提高了测量效率；通过手机蓝牙与全站仪蓝牙连接的方式自动化、智能化的进行现场定位测量工作，避免了手工输入实测数据和人工计算引起的错误，节约了大量的人力和物力。
附图说明
图1为本发明实施例中基于APP***的散索鞍精确定位的流程图；
图2为本发明实施例中散索鞍底板定位的示意图；
图3为本发明实施例中散索鞍底板千斤顶布置平面图；
图4为本发明实施例中散索鞍底座定位的示意图；
图5为本发明实施例中散索鞍鞍体轴线角度调整的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
请参阅图1，本发明提供的一种基于APP***的悬索桥散索鞍精确定位方法，具体步骤如下：
A、散索鞍底板设计十字线的坐标计算：
根据坐标正算公式及散索鞍底板1的空间位置关系对散索鞍底板1设计十字线的坐标进行计算；利用CAD建立散索鞍1：1模型，将计算后的坐标通过展点的方式展到CAD图中，对散索鞍底板1设计十字线的坐标进行复核；
B、散索鞍底板定位方法确定：
在现场实测散索鞍底板1设计十字线的坐标，由于散索鞍中主缆中心线的交点位置和散索鞍底板1中心的连线与散索鞍底板的平面必然垂直，以散索鞍中主缆中心线的交点位置和设计散索鞍底板1的中心建立直线，通过实测十字线点计算出实测十字线点在散索鞍中主缆中心线的交点位置和设计散索鞍底板中心的连线上的垂足到散索鞍中主缆中心线的交点的距离，再计算出实测的十字线点到对应的散索鞍底板1设计的纵轴线、横轴线的距离，通过实测的十字线点到对应的散索鞍底板1设计的纵轴线、横轴线的距离来调整散索鞍底板位置；
C、散索鞍鞍体轴线角度的调整方法确定：
利用散索鞍设计散索鞍中主缆中心线的交点及销轴两端的坐标建立设计平面，再利用实测的散索鞍中主缆中心线的交点及销轴两端的坐标建立实测平面，分别求出设计平面及实测平面的法向量，通过计算两个法向量的夹角就可得出实测平面与设计平面之间的夹角，通过实测平面与设计平面之间的夹角就能对散索鞍鞍体9进行调整；
D、APP***编制及调试：
利用步骤A、B、C确定的计算方式，编制一款能通过蓝牙连接全站仪，并自动计算散索鞍底板1及散索鞍鞍体9轴线角度调整要素的APP***，APP***编制完成后，利用CAD三维图在CAD三维图中点出任一点的坐标，对APP***进行调试；
E、散索鞍底板精确定位：
首先在散索鞍底板1的四个角点下面布置四个千斤顶34、35、36、37，在散索鞍底板1的下部及左、右侧十字线点处分别布置千斤顶31、32、33，通过蓝牙将APP***与全站仪4相连接，打开全站仪4的自动照准功能，在散索鞍底板1的各十字线点立设有徕卡小棱镜5，利用全站仪4测得徕卡小棱镜5的坐标，通过蓝牙将全站仪4测得的实测坐标实时传输至APP***中，APP***自动计算出实测点位的调整参数，现场人员根据调整参数利用散索鞍底板1十字线处布置的千斤顶31、32、33对散索鞍底板1的十字线位置进行调整；
散索鞍底板1的十字线位置调整完成后，利用全站仪4的免棱镜功能实测散索鞍底板1的各角点的坐标，同样利用蓝牙将全站仪4和APP***相连接，APP***自动计算出各角点位置的上顶参数，现场人员根据各角点的上顶参数利用散索鞍底板1的四个角点处布置的千斤顶34、35、36、37对各角点进行调整，直至四个角点调整至设计要求范围内；各角点调整完成后检查十字线位置是否满足设计要求，如不满足重复步骤E，若满足要求即可对散索鞍底板1进行加固，加固完成后取出各部位布置的千斤顶；
散索鞍底板1定位完成后将地脚螺栓2预埋至散索鞍支墩14内；
F、散索鞍底座安装：
现场利用散索鞍门架7上安装的吊具8，将散索鞍底座6吊装到位，然后根据散索鞍支墩中预埋的地脚螺栓2和散索鞍底座6上的螺栓孔对散索鞍底座6进行安装，散索鞍底座6安装完成后，解除吊具8；
G、散索鞍鞍体轴线调整；
现场利用散索鞍门架7上安装的吊具8，将散索鞍鞍体9吊装到位，并与散索鞍鞍座6通过销轴连接，在散索鞍鞍体9两侧的IP点位置贴上反射片10，通过蓝牙将APP***与全站仪4相连接，实测一侧IP点位置的反射片10，通过蓝牙将全站仪4测得的实测坐标实时传输至APP***中，APP***自动计算出实测平面11与设计平面12之间的夹角，通过吊具8对散索鞍鞍体9进行调整，直至散索鞍鞍体9调整到设计位置，然后焊接散索鞍临时支撑13；散索鞍临时支撑13焊接完成后，将全站仪4搬至散索鞍鞍体9的另一侧，实测散索鞍鞍体9另一侧IP点位置的反射片10，对实测平面11与设计平面12之间的夹角进行复核，如果实测平面11与设计平面12之间的夹角满足设计要求，则散索鞍定位完成，若不满足，则需重新调整。
步骤E和G中所述的全站仪4的测角精度不低于0.5″，测距精度不低于1mm+1.5×10-6D。
步骤E中所述的千斤顶31、32、33、34、35、36、37的起重量为5t，起重高度为130mm，千斤顶31、32、33、34、35、36、37的结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。
Claims (3)
1.一种基于APP***的散索鞍精确定位方法，其特征在于：具体步骤如下：
A、散索鞍底板设计十字线的坐标计算：
根据坐标正算公式及散索鞍底板的空间位置关系对散索鞍底板设计十字线的坐标进行计算；利用CAD建立散索鞍1：1模型，将计算后的坐标通过展点的方式展到CAD图中，对散索鞍底板设计十字线的坐标进行复核；
B、散索鞍底板定位方法确定：
在现场实测散索鞍底板设计十字线的坐标，由于散索鞍中主缆中心线的交点位置和散索鞍底板中心的连线与散索鞍底板的平面必然垂直，以散索鞍中主缆中心线的交点位置和设计散索鞍底板的中心建立直线，通过实测十字线点计算出实测十字线点在散索鞍中主缆中心线的交点位置和设计散索鞍底板中心的连线上的垂足到散索鞍中主缆中心线的交点的距离，再计算出实测的十字线点到对应的散索鞍底板设计纵轴线、横轴线的距离，通过实测的十字线点到对应的散索鞍底板设计纵轴线、横轴线的距离来调整散索鞍底板位置；
C、散索鞍鞍体轴线角度的调整方法确定：
利用散索鞍设计散索鞍中主缆中心线的交点及销轴两端的坐标建立设计平面，再利用实测的散索鞍中主缆中心线的交点及销轴两端的坐标建立实测平面，分别求出设计平面及实测平面的法向量，通过计算两个法向量的夹角就可得出实测平面与设计平面之间的夹角，通过实测平面与设计平面之间的夹角就能对散索鞍鞍体进行调整；
D、APP***编制及调试：
利用步骤A、B、C确定的计算方式，编制一款能通过蓝牙连接全站仪，并自动计算散索鞍底板及散索鞍鞍体轴线角度调整要素的APP***，APP***编制完成后，利用CAD三维图在CAD三维图中点出任一点的坐标，对APP***进行调试；
E、散索鞍底板精确定位：
首先在散索鞍底板的四个角点下面分别布置一个千斤顶，在散索鞍底板的下部及左、右侧十字线点下面各布置一个千斤顶，通过蓝牙将APP***与全站仪相连接，打开全站仪的自动照准功能，在散索鞍底板的各十字线点立设有徕卡小棱镜，利用全站仪测得徕卡小棱镜的坐标，通过蓝牙将全站仪测得的实测坐标实时传输至APP***中，APP***自动计算出实测点位的调整参数，现场人员根据调整参数通过散索鞍底板下面布置的千斤顶对散索鞍底板的十字线位置进行调整；散索鞍底板的十字线位置调整完成后，利用全站仪的免棱镜功能实测散索鞍底板的各角点的坐标，同样利用蓝牙将全站仪和APP***相连接，APP***自动计算出各角点位置的上顶参数，现场根据各角点的上顶参数利用散索鞍底板四个角点下面布置的千斤顶对各角点进行调整，直至四个角点的调整直设计要求范围内；各角点调整完成后检查十字线位置是否满足设计要求，如不满足重复步骤E，若满足要求即可对散索鞍底板进行加固，加固完成后取出各点位的千斤顶；
散索鞍底板定位完成后将地脚螺栓预埋至散索鞍支墩内；
F、散索鞍底座安装：
现场利用散索鞍门架上安装的吊具，将散索鞍底座吊装到位，然后根据散索鞍支墩中预埋的地脚螺栓和散索鞍底座上的螺栓孔对散索鞍底座进行安装，散索鞍底座安装完成后，解除吊具；
G、散索鞍鞍体轴线调整；
现场利用散索鞍门架上安装的吊具，将散索鞍鞍体吊装到位，并与散索鞍鞍座通过销轴连接，在散索鞍鞍体两侧的IP点位置贴上反射片，通过蓝牙将APP***与全站仪相连接，实测一侧IP点位置的反射片，通过蓝牙将全站仪测得的实测坐标实时传输至APP***中，APP***自动计算出实测平面与设计平面之间的夹角，通过吊具对散索鞍鞍体进行调整，直至散索鞍鞍体调整到设计位置，然后焊接散索鞍临时支撑；散索鞍临时支撑焊接完成后，将全站仪搬至散索鞍鞍体的另一侧，实测散索鞍鞍体另一侧IP点位置的反射片，对实测平面与设计平面之间的夹角进行复核，如果实测平面与设计平面之间的夹角满足设计要求，则散索鞍定位完成，若不满足，则需重新调整。
2.根据权利要求1所述的基于APP***的散索鞍精确定位方法，其特征在于：步骤E和G中所述的全站仪的测角精度不低于0.5″，测距精度不低于1mm+1.5×10-6D。
3.根据权利要求1所述的基于APP***的散索鞍精确定位方法，其特征在于：步骤E中所述的千斤顶起重量为5t，起重高度为130mm。
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