[發明專利]一種用于測量隧道管片橢圓度的裝置及方法

在審

• 申請號: 202011069147.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112066911A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 汪玲慧;王仕成;雷蕩;張鵬飛;韓清;邢臺;黃求新;汪亦顯;李凡;孫策策
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;中鐵四局集團有限公司;中鐵四局集團第四工程有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B5/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

本發明提供一種用于測量隧道管片橢圓度的裝置及方法，包括支架組件以及設置在所述支架組件上的測量機構和傳動機構，所述測量機構包括定位組件和測量組件，通過定位組件保證測量裝置位于隧道的中心位置，然后分別測量豎直方向和旋轉一定角度后測量組件與隧道管片頂點之間的距離，計算出旋轉一定角度后對應頂點的坐標，進而通過最小二乘法擬合橢圓方程，計算出隧道管片的橢圓度。本發明所述用于測量隧道管片橢圓度的裝置結構簡單，操作難度小，大大提高了隧道橢圓度測量的效率，能夠在隧道管片拼裝的過程中及時對橢圓度進行測量，掌握施工情況，提高施工質量，同時可以對成型的隧道凈尺寸進行定期監測，及時掌握成型隧道的變形情況，減少安全隱患。

技術領域

本發明涉及隧道測量技術領域，具體涉及一種用于測量隧道管片橢圓度的裝置及方法。

背景技術

在隧道掘進施工中，無論是頂管機還是盾構機等均可以極大的減少施工難度，提高施工效率，降低施工過程中的經濟成本。隧道機在管片拼裝的過程中，每環成型隧道的橢圓度是驗收的一般控制項目，因此需要及時成型管片的橢圓度進行測量，以便及時掌控及了解隧道成型的質量，調整后續掘進過程中管片的拼裝方式。同時，對成型隧道尺寸可以定期監測，及時掌握成型隧道的變形情況。

傳統的成型隧道管片的橢圓度測量方法含有吊鉛錘法、全站儀激光測距法、移動式激光掃描等方法。但是吊鉛錘法則數據誤差較大，施工起來難度較大；全站儀激光測距法則施工成本較高，且操作復雜；移動式激光掃描方式經濟以及技術成本較高，適用范圍小，實用性較差，難以及時對隧道的橢圓度進行測量監控。

發明內容

本發明的目的提供一種減少施工難度，提高施工效率的用于測量隧道管片橢圓度的裝置及方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于測量隧道管片橢圓度的裝置，包括支架組件以及設置在所述支架組件上的測量機構和傳動機構，所述測量機構包括：

定位組件，所述定位組件包括固定基座以及相對設置在所述固定基座上端面左右兩端的激光測距儀一和激光測距儀二；所述固定基座的下端面設置有用于連接支架的定位桿和調節螺桿，所述定位桿與支架的連接處設置有能夠水平轉動的軸承，所述調節螺桿上套設有調節螺母，所述支架上設置有能夠使該調節螺桿穿過的腰型通孔；

測量組件，所述測量組件包括固定設置在所述固定基座前端側面的滑動基座以及固定設置在所述滑動基座前端側面的聯軸器，所述聯軸器與滑動基座的連接處設置有轉軸；所述聯軸器的前端相對設置有對稱分布的激光測距儀三和激光測距儀四，所述聯軸器的末端連接有伺服電機。

優選地，所述定位桿、調節螺桿采用焊接的方式與固定基座的下端面固定連接。

優選地，所述固定基座與滑動基座之間采用滑動連接，能夠使所述滑動基座進行左右調節。

進一步地，所述支架組件包括水平設置的矩形框以及至少四個設置在所述矩形框下端兩兩對稱分布的支腳。

進一步地，每個支腳上均設置有滾輪，沿著測量裝置的前進方向，位于同一排的兩個滾輪通過橫桿串連，且同一排的兩個滾輪之間的距離與隧道軌距一致。

進一步地，所述傳動組件包括設置在任一排滾輪正上方的驅動電機、豎直向下設置在所述驅動電機下端面的蝸桿以及固定設置在所述橫桿上的蝸輪，所述蝸桿的末端與蝸輪相互嚙合。

一種用于測量隧道管片橢圓度的方法，包括以下步驟：

S1、調節測量機構，保證激光測距儀三和激光測距儀四所測里程為隧道的同一里程，且兩者的水平中心為管片隧道的水平中心；

S2、使激光測距儀三和激光測距儀四初始處于豎直方向，分別測量激光測距儀三和激光測距儀四端點與隧道管片頂點之間的距離；