[实用新型]悬索桥长大隧道锚管任意点智能定位系统

说明书

本发明公开了一种悬索桥长大隧道锚管任意点智能定位系统，包括全站仪、多个智能棱镜座、多个卡箍、棱镜高度获取模块、卡箍距离获取模块、基座运行弧长获取模块、理论坐标获取模块、实际坐标获取模块、偏差获取模块和安装调整模块，全站仪架设在隧道锚室的内壁测量控制点上，棱镜高度获取模块用于获取各棱镜中心至卡箍内壁的高度，卡箍距离获取模块用于获取各卡箍中心横截面到隧道锚管口的距离，基座运行弧长获取模块用于获取基座的运行弧长。本申请采用任意点智能定位测量方法，有效解决锚管施工区域视线通视问题，提升了锚管定位测量效率，实现对悬索桥长大隧道锚管快速精密定位测量。

技术领域

本发明涉及锚管定位测量技术领域，具体是涉及一种悬索桥长大隧道锚管任意点智能定位系统。

背景技术

悬索桥主要采用重力锚和隧道锚两种锚固结构，悬索桥巨大的结构受力是主要是由锚固结构承载的，所以锚固结构的精密定位悬索桥最关键的测量工作之一。山区超大跨径悬索桥的锚固结构一般采用隧道锚管群结构，在隧道锚室内由上百根甚至几百根锚管集群构成，锚管的长度40至100米。锚管施工一般在倾斜40°至50°、深度达40 甚至100多米的狭小锥形隧道锚洞中进行，定位测量环境恶劣。锚管安装一般采用分层安装，因锚管长度大需使用多排支架沿锚管长度方向支撑，同时因锚管倾斜度大造成不同横截面处锚管群支架多层交叉，所以上层锚管定位测量受下层锚管支架和下层锚管顶端的遮挡，定位测量通视十分困难。锚管定位测量精度要求高，定位偏差±3mm，锚管长度大变形大，需要采用多横截面多点定位确保锚管的顺直，在这样空间狭小、大倾角、通视困难的隧道深基坑内实施锚管群多点高精度定位，对现场测量工作提出了挑战。

传统上锚管安装测量一般采用锚管轴线或者锚管天顶母线上固定特征点定位方法，即在锚管各特征横截面处安装U形单棱镜或多棱镜工装，通过测量少量锚管轴线或者锚管天顶母线固定特征点的棱镜实测坐标与已知固定特征点的理论坐标的偏差，对锚管锚管轴线或者锚管天顶母线调整定位。这种定位方法优点是仅仅计算出少量的固定的特征点的理论坐标，计算量小，定位点数量少，但正是因为采用固定特征点定位，受隧道锚洞内作业空间狭小、锚管群定位支架遮挡，测量视线通视十分困难，需要在空间狭小的隧道锚洞内内壁上布设若干个测量控制点，多次安置或安置多台全站仪来保证其与固定特征点的通视。在空间狭小的隧道锚洞内内壁上布设若干个测量控制点，因控制点间距小，边长短，再加上测量环境恶劣、布点困难，造成控制测量难度大、精度低，很难满足长大锚管的精密定位；同时，多次安置或安置多台全站仪来保证其与固定特征点的通视，测量人员投入多、测量效率低，也给锚管定位带来了更大的不确定性误差，不适合长大锚管更多数量测点的复杂定位测量工作。可见传统锚管定位测量方法存在通视困难、测量效率低和精度低的缺陷，急待改善。

发明内容

本发明的目的是为了克服传统锚管定位测量系统存在通视困难、测量效率低和精度低的缺陷问题，提供一种悬索桥长大隧道锚管任意点智能定位系统。

第一方面，本申请提供了一种悬索桥长大隧道锚管任意点智能定位系统，其特征在于，包括：

全站仪，用于架设在隧道锚室的内壁测量控制点上；

多个智能棱镜座，通过卡箍沿着隧道锚管的轴线方向间隔设置于所述隧道锚管的外周壁上，均包括基座框、棱镜、基座调整装置以及中央控制器，所述棱镜安设于所述基座框上，所述中央控制器用于驱动基座调整装置控制多个基座框运行对准全站仪；

棱镜高度获取模块，用于获取各棱镜中心至卡箍内壁的高度H_i；

卡箍距离获取模块，用于获取各卡箍中心横截面到隧道锚管口的距离L_i；

基座运行弧长获取模块，用于获取基座的运行弧长θ_i；

理论坐标获取模块，用于根据H_i、L_i和θ_i，获取各棱镜的理论坐标；