[发明专利]一种预制节段梁模板的精准化快速调整方法

说明书

本发明的一种预制节段梁模板的精准化快速调整方法，针对预制节段梁模板调整就位耗时长的问题，提出基于图像三维重建、摄影测量和BIM预制节段梁模板快速调整就位方法，该方法分为准备阶段、运行系统阶段和调整阶段，其中运行系统阶段通过本研究研制的节段梁精准预制辅助系统完成，针对该系统涉及的关键技术和算法进行研究，包括三维重建和摄影测量的集成应用、三维重建算法的加速方法和基于BIM的支撑体系各元素调整量求解算法，并在此基础上完成系统开发。实验结果表明，该方法可以有效降低预制节段梁模板的调整就位耗时，同时保证预制节段梁模板的调整就位精度。

技术领域

本发明涉及节段梁施工技术领域，尤其是一种预制节段梁模板的精准化快速调整方法。

背景技术

当前，在轨道交通、高速公路等的建设中大量采用连续梁高架桥。以往，连续梁常采用现浇法施工；随着施工技术的进步和基于环保功效的考虑，大多采取在预制场分段预制、在现场用预应力钢束拉接为整体的施工方式。这种连续梁的预制方法通常为：将主梁沿梁纵轴划分为若干个节段，即节段梁，然后在预制场采用长线法或短线法预制各节段梁。所谓长线法，是指在预制场拼装一跨或半跨的预制节段梁模板(即，一套模板)，经调整就位后进行预制，如此逐节段进行；后期预制节段不占据先期预制节段的位置。所谓短线法，基本过程与长线法相似，但后期预制节段占据先期预制节段的位置。相比短线法，长线法更容易控制节段梁的整体线形。

为拼装长线法预制节段梁的模板，首先需要在预制场搭建测量塔，然后预拼装钢模板(以下简称“模板”)，接着进行模板的调整就位。模板调整就位的具体步骤包括：测量控制点的位置偏差；根据得到的位置偏差手动调整模板支撑体系各元素，包括油缸、丝杆和立柱；重复前两个步骤直至控制点的位置偏差满足要求。

虽然以上方法能够使预制节段梁模板的调整就位精度满足要求，但是存在两个关键问题。首先，通常在预制场每隔二十米左右布置一套模板，并且对每套模板都需搭建一个测量塔，增加了工程项目成本；另外，由于现场工人根据经验调整模板支撑体系各元素，所以很难使模板支撑体系一次调整到位，往往需要不断重复模板调整就位的前两个步骤，这使得当前的预制节段梁模板调整就位方法实施效率低，一方面耗费大量人工，另一方面拖延工程进度。

根据文献及专利检索结果，目前尚未有研究针对性地解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种预制节段梁模板的精准化快速调整方法，该方法相对经济实用，且可保证预制节段梁模板的调整就位精度。

一种预制节段梁模板的精准化快速调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：准备阶段，根据设计要求构建预制节段梁模板的BIM模型(BuildingInformation Modeling工程信息化模型)，而后在已调整就位的节段梁模板末端进行新建模板预拼装，确保模板各处调节装置(包括油缸、丝杆和立柱)正常运行，并在上述两个模板上均粘贴用于摄像机采样的编码标记点；

步骤2：采样定位阶段，用相机对步骤1中相邻的两个模板拍照取样，而后对采集图像进行预处理，筛选图像局部区域检测特征点并计算描述子；通过矩阵转换求得新建模板的实际三维坐标；最后通过已调整就位的节段梁模板的设计三维坐标及新建模板的实际三维坐标计算得出新建模板各处调节装置(包括油缸、丝杆和立柱)的调节量；

步骤3：根据步骤2中计算得到的油缸、丝杆和立柱调节量调整新建模板的各部位支撑位置；而后在新建模板末端再搭设一组新建模板，而后重复步骤1和步骤2，并始终以上一个已调整就位模板作为下一个新建模板的参照基准。

而且，步骤2中对采集图像进行预处理采用SIFT(Scale InvariantFeatureTransform)算法，将相机采集的图像分割成尺寸相同的多张子图像，然后按“相邻子图像只取其一”的规则选取子图像并保证选取的子图像在原图像上近似均匀地分布，按照上述规则选取的多个子图像应包括全部的编码标记点。