[發(fā)明專利]一種不穩(wěn)定錨碇基礎(chǔ)的懸索橋錨固系統(tǒng)空間姿態(tài)測定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011001035.9
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112161612B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周海生;許雄飛;蔡少云;王冬松;方龍;朱斌典;王會(huì)洲;詹益;岑超;倪志;周亞軍;解光路;周超;程華山;劉世超
• 申請（專利權(quán)）人: 中交二航局第四工程有限公司;蕪湖科航工程檢測有限公司
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00;G01B21/32;G01B21/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 呂玲

1.一種不穩(wěn)定錨碇基礎(chǔ)的懸索橋錨固系統(tǒng)空間姿態(tài)測定方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：在錨碇基礎(chǔ)頂面均勻分布至少4個(gè)變形監(jiān)測點(diǎn)，一幅錨固系統(tǒng)在其內(nèi)部設(shè)置至少1個(gè)驗(yàn)證測量點(diǎn)；

步驟二：在變形監(jiān)測的起始時(shí)間點(diǎn)采集變形監(jiān)測點(diǎn)初始橋軸空間坐標(biāo)xyH數(shù)據(jù)值；在第一根后錨梁安裝定位完成后采集驗(yàn)證測量點(diǎn)初始橋軸空間坐標(biāo)xyH數(shù)據(jù)值；

步驟三：通過步驟二采集的數(shù)據(jù)和錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì)空間姿態(tài)參數(shù)構(gòu)建變形監(jiān)測點(diǎn)/驗(yàn)證測量點(diǎn)局部空間坐標(biāo)、變形監(jiān)測點(diǎn)/驗(yàn)證測量點(diǎn)初始橋軸空間坐標(biāo)xyH以及錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì)空間姿態(tài)參數(shù)的數(shù)學(xué)模型一計(jì)算出變形監(jiān)測點(diǎn)/驗(yàn)證測量點(diǎn)的局部空間坐標(biāo)XYZ值；所述變形監(jiān)測點(diǎn)/驗(yàn)證測量點(diǎn)局部空間坐標(biāo)、變形監(jiān)測點(diǎn)/驗(yàn)證測量點(diǎn)初始橋軸空間坐標(biāo)xyH以及錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì)空間姿態(tài)參數(shù)的數(shù)學(xué)模型一為：

其中，XYZ為變形監(jiān)測點(diǎn)/驗(yàn)證測量點(diǎn)局部空間坐標(biāo)；xyH為變形監(jiān)測點(diǎn)/驗(yàn)證測量點(diǎn)初始橋軸空間坐標(biāo)；(m₀，n₀，p₀)為理論主纜散索中心點(diǎn)IP在橋軸空間坐標(biāo)系xyH中的設(shè)計(jì)坐標(biāo)，θ₀為理論主纜散索中心線設(shè)計(jì)傾角；

步驟四：在第n層砼澆筑前再次采集變形監(jiān)測點(diǎn)與驗(yàn)證測量點(diǎn)橋軸空間坐標(biāo)xyH數(shù)據(jù)值；

步驟五：根據(jù)步驟四采集的變形監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)逐點(diǎn)進(jìn)行協(xié)因數(shù)陣計(jì)算，構(gòu)建誤差方程組協(xié)因數(shù)陣；所述誤差方程組協(xié)因數(shù)陣為：

式中，S₀、v₀、γ₀分別表示利用全站儀測量的從測站點(diǎn)到監(jiān)測點(diǎn)的斜距、天頂距、方位角的觀測數(shù)據(jù)，b為全站儀的儀器高，j為棱鏡高，其中t為變形監(jiān)測點(diǎn)個(gè)數(shù)；

步驟六：構(gòu)建錨固系統(tǒng)局部空間直角坐標(biāo)系XYZ向橋軸空間直角坐標(biāo)系xyH轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型二，根據(jù)步驟四采集的變形監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)獲得誤差方程組；所述步驟六中的錨固系統(tǒng)局部空間直角坐標(biāo)系XYZ向橋軸空間直角坐標(biāo)系xyH轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型二為：

其中，xyH為變形監(jiān)測點(diǎn)/驗(yàn)證測量點(diǎn)橋軸空間坐標(biāo)xyH數(shù)據(jù)值；XYZ為變形監(jiān)測點(diǎn)/驗(yàn)證測量點(diǎn)局部空間坐標(biāo)；θ為理論主纜散索中心線傾角；k為尺度因子；α為錨固系統(tǒng)在橫向豎直面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角，向線路右側(cè)傾斜為正，向線路左側(cè)傾斜為負(fù)；(m，n，p)為理論主纜散索點(diǎn)IP在xyH坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；

步驟七：利用步驟五的誤差方程組協(xié)因數(shù)陣，通過解步驟六的誤差方程組獲得錨固系統(tǒng)空間姿態(tài)各參數(shù)平差值及中誤差；

步驟八：利用步驟三的驗(yàn)證測量點(diǎn)局部空間坐標(biāo)XYZ與步驟七的錨固系統(tǒng)空間姿態(tài)各參數(shù)平差值，帶入數(shù)學(xué)模型二反推計(jì)算驗(yàn)證測量點(diǎn)橋軸空間坐標(biāo)xyH，并與步驟四實(shí)測的驗(yàn)證測量點(diǎn)橋軸空間坐標(biāo)值對比，驗(yàn)證錨固系統(tǒng)空間姿態(tài)各參數(shù)平差值測定的可靠性；

其中n為大于等于2的整數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不穩(wěn)定錨碇基礎(chǔ)的懸索橋錨固系統(tǒng)空間姿態(tài)測定方法，其特征在于，還包括步驟九：在錨固系統(tǒng)中選擇定位特征點(diǎn)，利用錨固系統(tǒng)定位特征點(diǎn)的設(shè)計(jì)局部空間坐標(biāo)XYZ與錨固系統(tǒng)空間姿態(tài)各參數(shù)平差值，帶入數(shù)學(xué)模型二反推出理論橋軸空間坐標(biāo)xyH，采用全站儀測量定位特征點(diǎn)的實(shí)際橋軸空間坐標(biāo)xyH，將定位特征點(diǎn)的橋軸空間坐標(biāo)的實(shí)測值與理論計(jì)算值對比，依據(jù)偏差調(diào)整定位特征點(diǎn)，指導(dǎo)第n層砼澆筑錨固系統(tǒng)安裝定位，完成第n層砼澆筑。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種不穩(wěn)定錨碇基礎(chǔ)的懸索橋錨固系統(tǒng)空間姿態(tài)測定方法，其特征在于，完成第n層砼澆筑后，立即重復(fù)步驟四-九，之后在第n+1層砼澆筑前，每隔一周重復(fù)步驟四-九；如果最后一周不足一周的時(shí)間按照一周計(jì)算。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種不穩(wěn)定錨碇基礎(chǔ)的懸索橋錨固系統(tǒng)空間姿態(tài)測定方法，其特征在于，所述步驟一中在錨碇基礎(chǔ)中均勻設(shè)置有8個(gè)，分別設(shè)置于錨碇基礎(chǔ)頂面的四個(gè)角處，以及四個(gè)角的連線中點(diǎn)處；所述驗(yàn)證測量點(diǎn)設(shè)置在錨固系統(tǒng)安裝的第一根后錨梁朝向支架側(cè)頂端中點(diǎn)處。