液壓插入鋼管柱的高程定位裝置及定位操作方法
【專利摘要】本發明涉及一種液壓插入鋼管柱的高程定位裝置及定位操作方法。該定位裝置，設于鋼管柱的一側，包括：水準儀，設于地面之上，所述水準儀的架設高程大于所述鋼管柱的定位點的目標定位高程；塔尺，立設于地面之上，用于根據所述水準儀的架設高程、所述架設高程在所述塔尺上對應的一讀數刻度、以及所述目標定位高程，計算得出所述目標定位高程在所述塔尺上對應的定位讀數；激光掃平儀，設于地面之上，所述激光掃平儀包括激光發射口，用于發射激光束，并在所述激光束與所述塔尺上的所述定位讀數重合之后將所述激光束照射于所述鋼管柱之上。本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置具有原理簡單，實施方便，高程控制精度高等特點。
【專利說明】液壓插入鋼管柱的高程定位裝置及定位操作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及建筑測量領域，尤指一種液壓插入鋼管柱的高程定位裝置及定位操作方法。
【背景技術】
[0002]隨著軌道交通的發展，越來越多的深基坑工程被人們關注。大型深基坑結構工程中，常采用鋼管柱與地下樁基礎連接的方式作為地下結構豎向支撐。近年來，機械液壓插入鋼管柱的技術逐漸代替了人工定位安裝的方式，成為大型鋼管柱安裝的常用技術。
[0003]液壓插入鋼管柱的方法，主要通過垂直度、中心位置以及高程的控制對鋼管柱進行精確定位。在液壓插入鋼管柱的施工中，鋼管柱上部距地面過高，中部被液壓機環抱，只能通過設備與地面之間具備通視條件的部分對鋼管柱的高程進行控制。這種情況給高程測量控制帶來極大不便:第一，水準儀支架張開角度達到極限，最大限度地降低水準儀的高度，使控制點進入觀測視野。在實際測量過程中，水準儀架設不穩使讀數誤差過大，還發生過超限操作導致支架損壞。第二，由于水準儀架設位置過低，測量人員在讀數時必須俯身操作，甚至緊貼地面，容易造成操作錯誤，讀數不準確。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種液壓插入鋼管柱的高程定位裝置及定位操作方法，可以解決現有水準儀對準時由于支架張開達到極限產生支架損壞的現象，以及架設不穩和操作不方便帶來的讀數不準確等問題。
[0005]實現上述目的的技術方案是:
[0006]本發明一種液壓插入鋼管柱的高程定位裝置，設于鋼管柱的一側，包括:
[0007]水準儀，設于地面之上，所述水準儀的架設高程大于所述鋼管柱的定位點的目標定位高程；
[0008]塔尺，立設于地面之上，用于根據所述水準儀的架設高程、所述架設高程在所述塔尺上對應的一讀書刻度、以及所述目標定位高程，計算得出所述目標定位高程在所述塔尺上對應的定位讀數；
[0009]激光掃平儀，設于地面之上，所述激光掃平儀包括激光發射口，用于發射激光束，并在所述激光束與所述塔尺上的所述定位讀數重合之后將所述激光束照射于所述鋼管柱之上。
[0010]采用激光掃平儀替代原有的測量人員讀數操作，可以減少人員的操作失誤，提高高程控制精度。激光掃平儀的操作簡單，給測量人員帶來便利，可以加快液壓插入鋼管柱的速度，提高鋼管柱插入效率。水準儀可選取適宜的高程，無需架設于較低的位置，杜絕了現有水準儀對準時由于支架張開達到極限產生支架損壞的現象。本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置具有原理簡單，實施方便，高程控制精度高等特點。
[0011]本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置的進一步改進在于，所述塔尺設于所述水準儀和所述鋼管柱之間，所述激光掃平儀設于所述塔尺和所述鋼管柱之間。
[0012]本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置的進一步改進在于，所述激光掃平儀還包括供水平調整所述激光發射口方向的旋轉機構。
[0013]本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置的進一步改進在于，所述激光掃平儀還包括有升降機構，所述升降機構于垂直方向上調整所述激光束，使得所述激光束與所述塔尺上的所述定位讀數重合。
[0014]本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置的進一步改進在于，所述水準儀包括供于垂直方向上調整所述水準儀的支架，所述支架支設于所述地面之上。
[0015]本發明一種液壓插入鋼管柱的高程定位操作方法，包括:
[0016]于鋼管柱之上設置定位點，并標記所述定位點；
[0017]計算得出所述鋼管柱上定位點的目標定位高程；
[0018]架設水準儀，置于所述鋼管柱的一側，架設高程大于所述目標定位高程；
[0019]與所述水準儀同側立設塔尺，讀出所述水準儀水平對應所述塔尺上的讀數刻度，根據所述水準儀的架設高程、所述架設高程在所述塔尺上對應的所述讀數刻度、以及所述目標定位高程，計算得出所述目標定位高程在所述塔尺上對應的定位讀數；
[0020]與所述水準儀同側架設激光掃平儀，調整激光掃平儀上激光發射口的高度，使得射出的激光束與所述塔尺上的所述定位讀數重合；
[0021]調整所述激光掃平儀上激光發射口的方向，使得所述激光束照射于所述鋼管柱之上。
[0022]本發明液壓插入鋼管柱的高程定位操作方法的進一步改進在于，通過液壓機將所述鋼管柱插入地面，直至所述鋼管柱上的所述定位點與所述激光束重合。
[0023]本發明液壓插入鋼管柱高程定位操作方法，所述激光掃平儀包括供水平調整所述激光發射口方向的旋轉機構和供垂直調整所述激光發射口高度的升降機構。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置的結構示意圖；
[0025]圖2為本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置使用時的結構示意圖；
[0026]圖3為本發明液壓插入鋼管柱的高程定位操作方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
[0028]參閱圖1，顯示了本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置的結構示意圖。本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置及定位操作方法，通過激光掃平儀代替現有技術中測量人員的人工操作，相比現有的通過水準儀進行人工對準鋼管柱上的定位點，具有精確性高，操作簡單方便的特點。另外，采用水準儀和塔尺來確定高程的定位高度，將鋼管的目標定位高程通過水準儀換算標記到塔尺上，于塔尺上形成定位讀數，再經過激光掃平儀發射的激光對準塔尺上的定位讀數，然后再旋轉激光掃平儀，使得激光束照射到鋼管柱上，這樣就形象直觀的將高程的定位高度顯示到鋼管柱上，通過液壓機將鋼管柱插入到地面之下，當鋼管柱上的定位點與激光束重合時，就達到了高程定位的限制，停止液壓機即可。水準儀的采用只是將目標高程定位高度標記到塔尺上，所以并不會產生現有技術中的支架損壞的現象。下面結合附圖對本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置及定位操作方法進行說明。
[0029]參閱圖1，為本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置的結構示意圖。下面結合圖1，對本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置進行說明。
[0030]如圖1所示，本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置包括水準儀20、塔尺30、以及激光掃平儀40，用于液壓機50將鋼管柱10插入地面時的高程定位。水準儀20、塔尺30、和激光掃平儀40設于地面60之上，且設于鋼管柱10的同一側，作為本發明的一較佳實施方式，塔尺30設于水準儀20和鋼管柱10之間，激光掃平儀40設于塔尺30和鋼管柱10之間。當然，塔尺30也可以設置于鋼管柱10和激光掃平儀40之間，這樣當激光掃平儀40對準塔尺30上的定位讀數后，撤走塔尺30即可實現激光掃平儀40發出的激光束照射到鋼管柱10之上。
[0031]水準儀20包括支架201，水準儀20通過支架201支設于地面60之上，通過調整支架201支撐腳的角度，可以調整水準儀20的高度，通過支架201將水準儀20調整至適宜的高程，該架設高程大于鋼管柱的目標定位高程即可，然后通過水準儀20水平讀出塔尺30上對應的讀數刻度302，根據水準儀20的架設高程、塔尺30上的讀數刻度302以及目標定位高程，換算得出塔尺30上的定位讀數301，該定位讀數301為鋼管柱10上定位點的定位高度。激光掃平儀40包括激光發射口、旋轉機構、以及升降機構，通過激光發射口發射出水平的激光束401，旋轉機構帶動激光發射口一起轉動，通過旋轉機構控制激光束401的照射方向，升降機構帶動激光發射口在垂直方向上運動，通過升降機構調整激光掃平儀40發出的激光束401的高度。通過升降機構調整激光束401的高度，通過旋轉機構調整激光束401的方向，使得激光束401與塔尺30上的定位讀數重合，這樣激光束401距地面60的高度就是鋼管柱10埋入的高程定位高度。結合圖2所示，然后通過激光掃平儀40的旋轉機構調整激光發射口的方向，使得激光發射口發出的激光束401照射至鋼管柱10上，液壓機50將鋼管柱10插入地面60的過程中，當鋼管柱10上的定位點101與激光束401重合時，液壓機50停止工作，鋼管柱10插入到位。
[0032]下面結合圖1和圖2所示，對本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置的工作原理及過程進行說明。
[0033]如圖1所示，根據計算出的鋼管柱10上的定位點101的目標定位高程，調整水準儀20上的支架201，使得水準儀20置于一適宜的高程，該架設高程大于定位點101的目標定位高程即可，通過水準儀20水平讀出塔尺30上的讀數刻度302，在根據水準儀20的架設高程、塔尺30上的讀數刻度302以及定位點101的目標定位高程，計算出塔尺30上對應該目標定位高程的定位讀數301。啟動激光掃平儀40，發出激光束401，調整激光掃平儀40上的旋轉機構和升降機構，使得激光束401與塔尺30上的定位讀數301重合，此時激光束401的高度即為鋼管柱10上定位點101的定位高度。這時水準儀20可以收起，也可以放置用于后續的復核操作。然后調整激光掃平儀40的旋轉機構，使得激光掃平儀40發出的激光束401照射到鋼管柱10之上，如圖2所示將激光掃平儀40旋轉180度，將激光束401照射到鋼管柱10上。采用液壓機50將鋼管柱10壓入地面60，當定位點101與激光束401重合時，即達到了鋼管柱10的目標定位高程，停止液壓機50的運行，鋼管柱10達到了埋入要求。通過觀察激光束401照射到鋼管柱101上的激光點與定位點101重合，即可知道何時到達定位高度，省去了現有技術中，采用水準儀人工對準過程，降低操作錯誤。
[0034]本發明液壓插入鋼管柱的高程定位裝置的有益效果為:
[0035]采用激光掃平儀替代現有技術中測量人員讀數操作，有效減少人員的操作失誤，提高高程控制的精確度。具有操作簡單，測量人員不必俯身長時間操作，該定位裝置實施方便，定位容易，可以加快液壓插入鋼管柱的速度，提高液壓機的工作效率。
[0036]采用水準儀將目標定位高程換算標記到塔尺上，用以確定激光束的高度，并不像現有技術中將水準儀架設于較低的高度，再人工進行水平對準，所以可以防止水準儀支架產生損壞的現象。
[0037]本發明的定位裝置具有原理簡單，操作方便，高程控制精確度高等特點。
[0038]參閱圖3，為本發明液壓插入鋼管柱高程定位操作方法的流程圖。下面結合圖3，對本發明液壓插入鋼管柱高程定位操作方法進行說明。
[0039]如圖3所示，本發明液壓插入鋼管柱高程定位操作方法包括:
[0040]執行步驟S11，于鋼管柱之上標記定位點。結合圖1所示，在鋼管柱10之上設置定位點101，將定位點101標記。接著執行步驟S12。
[0041]執行步驟S12，計算鋼管柱定位點的目標定位高程。結合施工要求，基坑圍護中鋼管柱需埋入的深度，計算出該定位的目標定位高程。接著執行步驟S13。
[0042]執行步驟S13，架設水準儀，調整適宜位置，大于所述目標定位高程。在地面60之上架設水準儀20，結合圖1所示，調整水準儀20的支架201，使得水準儀20水平對應的架設高程大于定位點的目標定位高程。較佳地，選取支架201的適宜支撐角度，避免支架201超限支撐而損壞。接著執行步驟S14。
[0043]執行步驟S14，立設塔尺，于塔尺上找出對應目標定位高程的的定位讀數。在水準儀20和鋼管柱10之間立設塔尺30，通過水準儀20水平讀出塔尺30上對應的讀數刻度302，再根據水準儀20的架設高程、目標定位高程以及水準儀20的高程計算出塔尺上對應的定位讀數301。然后水準儀20可以收起，后續可以不用，但也可以放置用于后續的復核操作。接著執行步驟S15。
[0044]執行步驟S15，架設激光掃平儀，調整激光束與所述定位讀數重合。激光掃平儀包括供水平調整激光發射口方向的旋轉機構和供垂直調整激光發射口高度的升降機構。在塔尺30和鋼管柱10之間架設激光掃平儀40，調整激光掃平儀40的升降機構和旋轉機構，使得通過激光發射口發出的激光束401與塔尺30上的定位讀數301重合，然后不再調整升降機構，確定激光束401的高度即為鋼管柱的定位高度。激光掃平儀40也可以設于塔尺30和水準儀20之間。接著執行步驟S16。
[0045]執行步驟S16，調整激光掃平儀，將激光束照射于所述鋼管柱之上。結合圖2所示，調整激光掃平儀40上的旋轉機構，將激光束401照射到鋼管柱10之上，在鋼管柱10上映射的激光點就是定位點101的最低高度限制。若激光掃平儀40設于塔尺30和水準儀20之間，此時只需撤走塔尺30，激光掃平儀40激光發射口發出的激光束401即可照射于鋼管柱10之上。接著執行步驟S17。
[0046]執行步驟S17，液壓插入鋼管柱，直至所述鋼管柱上的定位點與所述激光束重合。液壓機50運行，將鋼管柱10埋入地面60之下，直至鋼管柱10上的定位點101與激光束401映射到鋼管柱10上的激光點重合，液壓機50停止運行，鋼管柱10埋入到位。接著進行下一個鋼管柱的預埋，此時激光掃平儀的高度已經定位好，可以繼續使用，埋入相鄰的鋼管柱時，只需調整激光掃平儀的旋轉機構，調整激光射出的方向即可。
[0047]本發明液壓插入鋼管柱高程定位操作方法的有益效果為:
[0048]采用激光掃平儀替代現有技術中測量人員讀數操作，有效減少人員的操作失誤，提高高程控制的精確度。具有操作簡單，測量人員不必俯身長時間操作，該定位裝置實施方便，定位容易，可以加快液壓插入鋼管柱的速度，提高液壓機的工作效率。
[0049]采用水準儀將目標定位高程換算標記到塔尺上，用以確定激光束的高度，并不像現有技術中將水準儀架設于較低的高度，再人工進行水平對準，所以可以防止水準儀支架產生損壞的現象。
[0050]本發明的定位方法具有原理簡單，操作方便，高程控制精確度高等特點。
[0051]以上結合附圖實施例對本發明進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據上述說明對本發明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節不應構成對本發明的限定，本發明將以所附權利要求書界定的范圍作為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種液壓插入鋼管柱的高程定位裝置，設于鋼管柱的一側，其特征在于，包括: 水準儀，設于地面之上，所述水準儀的架設高程大于所述鋼管柱的定位點的目標定位聞程; 塔尺，立設于地面之上，用于根據所述水準儀的架設高程、所述架設高程在所述塔尺上對應的一讀數刻度、以及所述目標定位高程，計算得出所述目標定位高程在所述塔尺上對應的定位讀數； 激光掃平儀，設于地面之上；所述激光掃平儀包括激光發射口，用于發射激光束，并在所述激光束與所述塔尺上的所述定位讀數重合之后將所述激光束照射于所述鋼管柱之上。
2.如權利要求1所述的液壓插入鋼管柱的高程定位裝置，其特征在于，所述塔尺設于所述水準儀和所述鋼管柱之間，所述激光掃平儀設于所述塔尺和所述鋼管柱之間。
3.如權利要求1所述的液壓插入鋼管柱的高程定位裝置，其特征在于，所述激光掃平儀還包括供水平調整所述激光發射口方向的旋轉機構。
4.如權利要求1至3任一項所述的液壓插入鋼管柱的高程定位裝置，其特征在于，所述激光掃平儀還包括有升降機構，所述升降機構于垂直方向上調整所述激光束，使得所述激光束與所述塔尺上的所述定位讀數重合。
5.如權利要求1所述的液壓插入鋼管柱的高程定位裝置，其特征在于，所述水準儀包括供于垂直方向上調整所述水準儀的支架，所述支架支設于所述地面之上。
6.一種液壓插入鋼管柱的高程定位操作方法，其特征在于，包括: 于鋼管柱之上設置定位點，并標記所述定位點； 計算得出所述鋼管柱上定位點的目標定位高程； 架設水準儀，置于所述鋼管柱的一側，架設高程大于所述目標定位高程； 與所述水準儀同側立設塔尺，讀出所述水準儀水平對應所述塔尺上的讀數刻度，根據所述水準儀的架設高程、所述架設高程在所述塔尺上對應的所述讀數刻度、以及所述目標定位高程，計算得出所述目標定位高程在所述塔尺上對應的定位讀數； 與所述水準儀同側架設激光掃平儀，調整激光掃平儀上激光發射口的高度，使得射出的激光束與所述塔尺上的所述定位讀數重合； 調整所述激光掃平儀上激光發射口的方向，使得所述激光束照射于所述鋼管柱之上。
7.如權利要求6所述的鋼管柱的高程定位操作方法，其特征在于，通過液壓機將所述鋼管柱插入地面，直至所述鋼管柱上的所述定位點與所述激光束重合。
8.如權利要求6或7所述的鋼管柱高程定位操作方法，其特征在于，所述激光掃平儀包括供水平調整所述激光發射口方向的旋轉機構和供垂直調整所述激光發射口高度的升降機構。
【文檔編號】G01C5/02GK103913147SQ201410139148
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月9日 優先權日:2014年4月9日
【發明者】寇凱平, 裴鴻斌, 劉鵬 申請人:中國建筑第八工程局有限公司