專利名稱：一種大跨度斜拉橋施工過程鋼桁梁斷面形狀監測方法
技術領域：
本發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，分節段吊裝的，梁體斷面的形狀是事先標準化生產好的，跟現場施工無關；而鋼桁梁的梁體是由多根桿件在 施工現場拼接而成，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構強加了一定的應力，這與橋梁施工“無應力狀態控制法”的科學理論相悖，不符合橋梁施工質量，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測是其施工過程中一個十分重要和關鍵的工作，如監測發現斷面形狀有偏差的時候就需及時調整，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，在每一個瞬間全站儀和每個測點的相對位置都會發生一定的變化，每個角點依次測量則會帶來誤差。施工人員現有的做法是選擇在天氣狀態好、風小的時候對鋼桁梁的斷面形狀進行監測，盡量保證在測量過程中梁體的位置隨時間沒有變化。現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。
發明內容
針對現有技術中存在的缺陷，本發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測方法，采用非接觸方式，非常方便，設備成本低，操作簡易，節省人力物力，可提高施工過程中對鋼桁梁斷面的監測次數，更好的地指導施工過程。為達到以上目的，本發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測的目的，由此來確定鋼桁梁斷面形狀是否需要進一步調整。在上述技術方案的基礎上，CXDl和鏡頭2安裝在支架3上，鏡頭和CXD結合對鋼桁梁7的斷面10進行遠距離一次成像，所獲得的圖像通過數據線傳輸到計算機4內，對CXD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MXN的(XD, M為(XD每行像素數，N為(XD每列像素數,對應圖象光斑在接收屏上的位置值(X，Y)，由下列公式確定
權利要求
1.一種大跨度斜拉橋施工過程鋼桁梁斷面形狀監測方法，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測的目的，由此來確定鋼桁梁斷面形狀是否需要進一步調難iF. O
2.如權利要求I所述的大跨度斜拉橋施工過程鋼桁梁斷面形狀監測方法，其特征在于(XD (I)和鏡頭(2)安裝在支架(3)上，鏡頭和CXD結合對鋼桁梁(7)的斷面(10)進行遠距離一次成像，所獲得的圖像通過數據線傳輸到計算機(4)內，對CCD傳輸過來的圖像進行記錄，同時計算分析。
3.如權利要求2所述的大跨度斜拉橋施工過程鋼桁梁斷面形狀監測方法，其特征在于鏡頭的軸線和斷面表面法線的夾角保持在0° 10°之間。
4.如權利要求I所述的大跨度斜拉橋施工過程鋼桁梁斷面形狀監測方法，其特征在于在鋼桁梁(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)。
5.如權利要求4所述的大跨度斜拉橋施工過程鋼桁梁斷面形狀監測方法，其特征在于，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MXN的(XD,M為(XD每行像素數,N為(XD每列像素數,對應圖象光斑在接收屏上的位置值(X，Y)，由下列公式確定
6.如權利要求5所述的大跨度斜拉橋施工過程鋼桁梁斷面形狀監測方法，其特征在于已知的兩個標定LED燈(8)的實際中心距離圖像中形成的與標定LED燈(8)對應的光斑的中心像素位置值對應距離L#，則標定參數k = I /Lfe, I標為布置標定LED燈(8)時人工用刻度尺直接量得， 一個標定LED燈(8)形成的光斑像素位置值為(Xtll, Y01),另一個標定LED燈(8)形成的光斑像素位置值為(X02，Y02)，則L
全文摘要
本發明涉及一種大跨度斜拉橋施工過程鋼桁梁斷面形狀監測方法，通過在鋼桁梁的斷面各個角點布置LED燈，然后用鏡頭和CCD結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測的目的，由此來確定鋼桁梁斷面形狀是否需要進一步調整。本發明所述的大跨度斜拉橋施工過程鋼桁梁斷面形狀監測方法，采用非接觸方式，非常方便，設備成本低，操作簡易，節省人力物力，可提高施工過程中對鋼桁梁斷面的監測次數，更好的地指導施工過程。
文檔編號G01B11/00GK102967275SQ201210548980
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者周明星, 王翔, 鄧永鋒, 張紅心, 蘭其平 申請人:中鐵大橋局股份有限公司