[發(fā)明專利]一種大跨度斜拉橋施工過程鋼桁梁斷面形狀監(jiān)測方法

有效

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• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN102967275A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設計）人: 周明星;王翔;鄧永鋒;張紅心;蘭其平
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵大橋局股份有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/00
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

技術領域

本發(fā)明涉及大跨度斜拉橋施工，具體說是一種大跨度斜拉橋施工過程鋼桁梁斷面形狀監(jiān)測方法。

背景技術

斜拉橋施工階段中，梁體橫截面（也稱之為斷面）形狀的一致性是合龍的重要保證。

大跨度斜拉橋的梁體一般分箱梁和鋼桁梁，箱梁是工廠化預制，分節(jié)段吊裝的，梁體斷面的形狀是事先標準化生產(chǎn)好的，跟現(xiàn)場施工無關；而鋼桁梁的梁體是由多根桿件在施工現(xiàn)場拼接而成，隨著梁體的延伸，桿件制造誤差和架設誤差都會導致梁體斷面的形狀慢慢變得不一致，而這種誤差也會跟著梁體跨度的延長慢慢積累，最后主跨在快要合龍的時候由于兩邊的梁體斷面形狀不一致而導致合龍困難；或者雖然合龍時兩邊的梁體斷面形狀有偏差，但強行對接，這樣的施工過程就給結(jié)構(gòu)強加了一定的應力，這與橋梁施工“無應力狀態(tài)控制法”的科學理論相悖，不符合橋梁施工質(zhì)量，給后期運營埋下安全隱患。

所以大跨度斜拉橋施工過程中鋼桁梁的斷面形狀監(jiān)測是其施工過程中一個十分重要和關鍵的工作，如監(jiān)測發(fā)現(xiàn)斷面形狀有偏差的時候就需及時調(diào)整，指導下一步施工。

目前，斜拉橋施工過程中鋼桁梁的斷面形狀監(jiān)測通常的手段是全站儀法。全站儀單獨測量一個點是可靠的，但監(jiān)測斷面的形狀需要同時得到截面每個角點的相對坐標位置才能確定其形狀。施工現(xiàn)場條件惡劣，加上以風為主的外界條件影響，梁體一直處于振動狀態(tài)，在每一個瞬間全站儀和每個測點的相對位置都會發(fā)生一定的變化，每個角點依次測量則會帶來誤差。施工人員現(xiàn)有的做法是選擇在天氣狀態(tài)好、風小的時候?qū)︿撹炝旱臄嗝嫘螤钸M行監(jiān)測，盡量保證在測量過程中梁體的位置隨時間沒有變化?，F(xiàn)有手段對天氣依賴大，這勢必影響工期，而且各個角點依次測量也不方便。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種大跨度斜拉橋施工過程鋼桁梁斷面形狀監(jiān)測方法，采用非接觸方式，非常方便，設備成本低，操作簡易，節(jié)省人力物力，可提高施工過程中對鋼桁梁斷面的監(jiān)測次數(shù)，更好的地指導施工過程。

為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術方案是：

一種大跨度斜拉橋施工過程鋼桁梁斷面形狀監(jiān)測方法，其特征在于：通過在鋼桁梁的斷面各個角點布置LED燈，或在鋼桁梁的斷面各個角點布置反光片并配合以強光投射在反光片上，然后用鏡頭和CCD結(jié)合對鋼桁梁的斷面表面一次成像，各LED燈在圖像中分別顯示為一個亮斑，通過重心定位識別算法，計算鋼桁梁斷面各個角點之間的相對坐標值，達到在施工階段對鋼桁梁斷面形狀監(jiān)測的目的，由此來確定鋼桁梁斷面形狀是否需要進一步調(diào)整。

在上述技術方案的基礎上，CCD1和鏡頭2安裝在支架3上，鏡頭和CCD結(jié)合對鋼桁梁7的斷面10進行遠距離一次成像，所獲得的圖像通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接嬎銠C4內(nèi)，對CCD傳輸過來的圖像進行記錄，同時計算分析。

在上述技術方案的基礎上，鏡頭的軸線和斷面表面法線的夾角保持在0°～10°之間。

在上述技術方案的基礎上，在鋼桁梁7的端面10的角點分別布置角點LED燈9，

在鋼桁梁7的端面10的上緣或者下緣處，布置兩個已知中心距離的標定LED燈8。

在上述技術方案的基礎上，所述重心定位識別算法具體步驟如下：

當通過重心定位識別算法計算圖象中光斑在計算機的接收屏上的位置值（X,Y）時，X為光斑在計算機的接收屏上的橫坐標位置值，Y為光斑在計算機的接收屏上的縱坐標位置值，

對于一個像素為M×N的CCD，M為CCD每行像素數(shù)，N為CCD每列像素數(shù)，對應圖象光斑在接收屏上的位置值（X,Y），由下列公式確定：