CN114088050B - 一种钢塔安装测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢塔安装测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：计算已安装钢塔节段的中心点的实际坐标与理论坐标之间的偏位值；根据吊装待安装钢塔节段前所述已安装钢塔节段上定位观测点的初始坐标，以及吊装所述待安装钢塔节段后所述已安装钢塔节段上定位观测点的实际坐标，计算所述已安装钢塔节段的气象环境误差值；根据所述偏位值和所述气象环境误差值对所述待安装钢塔节段上的两个第一棱镜的实际坐标进行修正，分别得到两个所述第一棱镜的修正坐标；计算两个所述第一棱镜的修正坐标与理论坐标之间的偏差值；根据所述偏差值对所述待安装钢塔节段进行调整，使所述待安装钢塔节段移动到位，因此，钢塔安装测量能全天候测量和安装测量精度高。

Description

一种钢塔安装测量方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工测量技术领域，特别涉及一种钢塔安装测量方法。

背景技术

目前钢塔是斜拉桥塔墩的主要结构形式之一，钢塔墩身施工一般采用分节段逐节吊装安装，已安装节段竣工后，再吊装待安装节段与已安装节段匹配安装，节段间采用栓接或焊接，每节段高度4至6m，一般钢塔分为10至30节段甚至40节段以上施工。钢塔安装测量精度要求高，平面安装精度要求±2mm，横桥向顶面倾斜度为1/4500(向内侧倾斜)，顺桥向顶面倾斜度小于1/6000，钢塔容易受外界环境日照、温差、大风等影响发生平面扭转和竖向倾斜变形，随着钢塔安装高度增加，变形量更大，所以钢塔安装测量难度大，一般在微风、无日照、温差小的钢塔平衡状态下进行安装测量作业。但是随着施工装备和施工技术的进步、施工效率的提高，对钢塔安装测量提出了全天候作业的要求，这给钢塔安装测量带来了很大挑战。

相关技术中，钢塔截面相对混凝土桥塔墩来说截面小，塔顶作业面狭窄，钢塔结构一般不允许焊接测量平台等临时设施，全站仪很难架设在塔顶进行安装测量作业。传统上钢塔安装测量一般采用地面全站仪极坐标测量法，即在钢塔处于微风、无日照、温差小的平衡状态下，把全站仪架设在地面上的已知控制点上，然后采用极坐标测量法对架设在待钢塔节段环口处特征点上的棱镜杆的棱镜进行测量，得到棱镜的实际坐标，并与其理论坐标比较，得到待钢塔节段的偏差值，以此偏差值对钢塔进行调整就位。

但是，这种极坐标测量法是一种支导线测量，没有形成附合线路或闭合环，再加上棱镜杆对点误差较大，造成测量精度较低；同时，这种极坐标测量法适合钢塔处于平衡状态下进行安装测量，不适合全天候钢塔变形状态下进行安装测量，因为没有实时测量钢塔受气象环境影响的变形量，无法根据已安装钢塔的实时变形情况对待安装节段进行实时调整。可见传统钢塔极坐标安装测量方法存在不能全天候测量和测量精度低的缺陷，急待改善。

发明内容

本发明实施例提供一种钢塔全天候精密安装测量方法，以解决相关技术中钢塔安装测量不能全天候测量和测量精度低的问题。

第一方面，提供了一种钢塔安装测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：计算已安装钢塔节段的中心点的实际坐标与理论坐标之间的偏位值；根据吊装待安装钢塔节段前所述已安装钢塔节段上定位观测点的初始坐标，以及吊装所述待安装钢塔节段后所述已安装钢塔节段上定位观测点的实际坐标，计算所述已安装钢塔节段的气象环境误差值；根据所述偏位值和所述气象环境误差值对所述待安装钢塔节段上的两个第一棱镜的实际坐标进行修正，分别得到两个所述第一棱镜的修正坐标；计算两个所述第一棱镜的修正坐标与理论坐标之间的偏差值；根据所述偏差值对所述待安装钢塔节段进行调整，使所述待安装钢塔节段移动到位。

一些实施例中，在所述计算已安装钢塔节段的中心点的实际坐标与理论坐标之间的偏位值之前包括：将第一全站仪安装于所述已安装钢塔节段的顶面，且使所述第一全站仪的中心点与所述已安装钢塔节段的中心点在竖直轴线上重合；所述第一全站仪分别测量其中心点与地面控制点之间的距离和角度，得到所述第一全站仪的中心点的实际坐标。

一些实施例中，所述第一全站仪分别测量其中心点与地面控制点之间的距离和角度，得到所述第一全站仪的中心点的实际坐标包括：所述第一全站仪观测至少三个地面控制点，得到所述第一全站仪的中心点分别至各控制点的第一斜距、第一竖直角和第一水平角；对所述第一斜距进行气象改正和地球曲率投影改正，得到改正后的所述第一斜距；根据所述第一竖直角、所述第一水平角和改正后的所述第一斜距，计算得到所述第一全站仪的中心点的实际坐标。

一些实施例中，在所述将第一全站仪安装于所述已安装钢塔节段的顶面，且使所述第一全站仪的中心点与所述已安装钢塔节段的中心点在竖直轴线上重合之前包括：将活动十字标尺安装于所述已安装钢塔节段上，并使所述活动十字标尺的中心点与所述已安装钢塔节段的中心点在竖直轴线上重合；将滑动仪器脚架安装于所述活动十字标尺上，并使所述滑动仪器脚架的中心点与所述活动十字标尺的中心点在竖直轴线上重合；将所述第一全站仪安装于所述滑动仪器脚架上。

一些实施例中，所述活动十字标尺包括四根伸缩标尺和圆形板，所述伸缩标尺的活动端设有夹具，所述将活动十字标尺安装于所述已安装钢塔节段上，并使所述活动十字标尺的中心点与所述已安装钢塔节段的中心点在竖直轴线上重合包括：将四根所述伸缩标尺均匀分布于所述圆形板的四周，且将所述伸缩标尺的固定端与所述圆形板固定；将所述夹具固定于所述已安装钢塔节段的侧壁，通过分别调节四根所述伸缩标尺的活动端伸缩的距离，使所述圆形板的中心点与所述已安装钢塔节段的中心点重合。

一些实施例中，所述根据吊装待安装钢塔节段前已安装钢塔节段上定位观测点的初始坐标，以及吊装所述待安装钢塔节段后所述已安装钢塔节段上预设点的实际坐标，计算所述已安装钢塔节段的气象环境误差值包括：吊装所述待安装钢塔节段前，测量所述已安装钢塔节段的相对角壁上的两个第二棱镜的初始坐标；将所述待安装钢塔节段吊装于所述已安装钢塔节段上；测量所述已安装钢塔节段的两个所述第二棱镜的实际坐标；计算同一所述第二棱镜的初始坐标与实际坐标之间的差值，记为所述已安装钢塔节段的竖向倾斜量；计算两个所述第二棱镜的实际坐标之间的差值，记为所述已安装钢塔节段的平面扭转量。

一些实施例中，所述测量所述已安装钢塔节段的相对角壁上的两个第二棱镜的初始坐标包括：所述第一全站仪分别观测其至两个所述第二棱镜的第二斜距和第二竖直角；根据所述第一全站仪的中心点的实际坐标、所述第二斜距和所述第二竖直角，分别计算得到两个所述第二棱镜的初始坐标。

一些实施例中，所述测量所述已安装钢塔节段的两个所述第二棱镜的实际坐标包括：在地面上架设第二全站仪；分别测量所述第二全站仪至两个所述第二棱镜的第三斜距、第三水平角和第三竖直角，并对所述第三斜距进行气象改正和地球曲率投影改正；根据所述第三水平角、所述第三竖直角和改正后的所述第三斜距分别计算得到两个所述第二棱镜的实际坐标。

一些实施例中，所述根据所述偏位值和所述气象环境误差值对所述待安装钢塔节段上的两个第一棱镜的实际坐标进行修正，分别得到两个所述第一棱镜的修正坐标包括：所述待安装钢塔节段的气象环境误差值等于所述已安装钢塔节段的气象环境误差值，且所述气象环境误差值包括所述已安装钢塔节段的竖向倾斜量和平面扭转量。

一些实施例中，所述根据所述偏位值和所述气象环境误差值对所述待安装钢塔节段上的两个第一棱镜的实际坐标进行修正，分别得到两个所述第一棱镜的修正坐标还包括：两个所述第一棱镜的坐标点分别为点CD1、CD2，点CD1、CD2的修正坐标分别为(x_CD1修，y_CD1修)、(x_CD2修，y_CD2修)，点CD1的修正坐标的计算公式为：

x_CD1修＝x_CD1实+Δx_改+Δx_倾修

y_CD1修＝y_CD1实+Δy_改+Δy_倾修

其中，点CD1的实际坐标为(x_CD1实，y_CD1实)，(Δx_改，Δy_改)为所述偏位值，(Δx_倾修，Δy_倾修)为所述竖向倾斜量；

点CD2的修正坐标的计算公式为：

x_CD2修＝x_CD2实+Δx_改+Δx_倾修+Δx_扭修

y_CD2修＝y_CD2实+Δy_改+Δy_倾修+Δy_扭修

其中，点CD2的实际坐标为(x_CD2实，y_CD2实)，(Δx_改，Δy_改)为所述偏位值，(Δx_倾修，Δy_倾修)为所述竖向倾斜量，(Δx_扭修，Δy_扭修)为所述平面扭转量。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种钢塔安装测量方法，由于钢塔安装测量方法包括以下步骤：计算已安装钢塔节段的中心点的实际坐标与理论坐标之间的偏位值；根据吊装待安装钢塔节段前所述已安装钢塔节段上定位观测点的初始坐标，以及吊装所述待安装钢塔节段后所述已安装钢塔节段上定位观测点的实际坐标，计算所述已安装钢塔节段的气象环境误差值；根据所述偏位值和所述气象环境误差值对所述待安装钢塔节段上的两个第一棱镜的实际坐标进行修正，分别得到两个所述第一棱镜的修正坐标；计算两个所述第一棱镜的修正坐标与理论坐标之间的偏差值；根据所述偏差值对所述待安装钢塔节段进行调整，使所述待安装钢塔节段移动到位，因此，上述安装测量方法可以通过比较已安装钢塔节段上定位观测点的实际坐标和初始坐标之间的关系，可以实时获得已安装钢塔节段的气象环境误差值，可以实时修正待安装钢塔节段的变形，使钢塔全天候安装测量得以实现，并且测量得到已安装钢塔节段的中心点的实际坐标与理论坐标之间的偏位值，可以对待安装钢塔节段的精密安装测量进行偏位值的修正，有利于提高待安装钢塔节段的安装测量精度，即测量精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种钢塔安装测量方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例提供的一种钢塔安装测量方法的步骤SI之前的步骤流程图；

图3为本发明实施例提供的一种钢塔安装测量方法的步骤S2的步骤流程图；

图4为本发明实施例提供的一种钢塔安装测量方法中已安装钢塔节段的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种钢塔安装测量方法中活动十字标尺的结构示意图；

图6为图5中A处的放大示意图；

图7为本发明实施例提供的一种钢塔安装测量方法中标尺套筒的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种钢塔安装测量方法中滑动仪器脚架的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种钢塔安装测量方法中活页棱镜架的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种钢塔安装测量方法中待安装钢塔节段安装于已安装钢塔节段上时的结构示意图。

图中：

1、环口中心标架；2、活页棱镜架；3、活动十字标尺；4、滑动仪器脚架；5、伸缩标尺；6、圆形板；7、夹具；8、标尺套筒；9、标尺；10、紧固螺栓；11、滑槽；12、卡销；13、伸缩腿；14、归心盘；15、滑块；16、活页夹；17、棱镜杆；18、活页板；19、磁铁；20、活页；21、磁力开关；22、球形槽；23、球形铰座；24、圆水准气泡；25、已安装钢塔节段；26、第一棱镜；27、待安装钢塔节段；28、第二棱镜；29、第一全站仪。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种钢塔安装测量方法，其能解决相关技术中钢塔安装测量不能全天候测量和测量精度低的问题。

参见图1所示，为本发明实施例提供的一种钢塔安装测量方法，其可以包括如下步骤：

S1：计算已安装钢塔节段25的中心点的实际坐标与理论坐标之间的偏位值。

参见图1所示，在一些实施例中，步骤S1可以包括步骤S101和步骤S102。

步骤S101：将第一全站仪29安装于所述已安装钢塔节段25的顶面，且使所述第一全站仪29的中心点与所述已安装钢塔节段25的中心点在竖直轴线上重合。

步骤S101之前可以包括步骤：将活动十字标尺3安装于所述已安装钢塔节段25上，并使所述活动十字标尺3的中心点与所述已安装钢塔节段25的中心点在竖直轴线上重合；将滑动仪器脚架4安装于所述活动十字标尺3上，并使所述滑动仪器脚架4的中心点与所述活动十字标尺3的中心点在竖直轴线上重合；将所述第一全站仪29安装于所述滑动仪器脚架4上。

参见图4至图7所示，在一些实施例中，可以提供辅助装置，辅助装置可以包括环口中心标架1和多个活页棱镜架2，环口中心标架1可以包括活动十字标尺3和滑动仪器脚架4，活动十字标尺3可以包括四根伸缩标尺5和圆形板6，四根伸缩标尺5可以均匀分布于圆形板6的四周，并且四根伸缩标尺5可以是等距离间隔设置的，相邻的两个伸缩标尺5互相垂直，四根伸缩标尺5的规格相同，以及四根伸缩标尺5的尺寸相等，伸缩标尺5可以包括标尺套筒8和标尺9，标尺9的一端可以设有夹具7，标尺9的另一端可以插入标尺套筒8内，并且标尺9可以沿标尺套筒8的内壁滑动，标尺套筒8远离标尺9的一端可以固定于圆形板6上，圆形板6可以位于活动十字标尺3的中央位置，圆形板6的中心位置可以设有一个十字中心标志，四个标尺套筒8的一端部分别沿圆形板6的十字中心线分布在圆形板6的四周，并且标尺套筒8与圆形板6固结在一起，标尺套筒8的另一端部可以具有凹槽结构，凹槽结构可以供标尺9滑动，标尺套筒8的侧壁外可以设有紧固螺栓10，可以通过旋转紧固螺栓10，夹紧标尺9将标尺9固定，标尺套筒8固结在圆形板6一侧可以设有滑槽11，滑槽11的内侧壁上可以设有卡销12，安装活动十字标尺3时，可以先将四根伸缩标尺5展开，把四个夹具7分别卡在已安装钢塔节段25环口处的四周合围的四块钢板的顶面中心，再分别调整四根伸缩标尺5的读数，使圆形板6的中心与已安装钢塔节段25的中心点重合，旋紧紧固螺栓10将四根伸缩标尺5固定，同时旋紧四个夹具7件活动十字标尺3固定于已安装钢塔节段25上，通过上述方法可以精确的使活动十字标尺3的中心点与已安装钢塔节段25的中心点在竖直轴线上重合。

参见图8所示，在一些实施例中，滑动仪器脚架4可以包括四个伸缩腿13和归心盘14，四个伸缩腿13可以均匀的分布在归心盘14下侧面的四周，并且伸缩腿13的一端可以与归心盘14下侧面铰接，伸缩腿13的另一端可以铰接有滑块15，滑块15可以与标尺套筒8上的滑槽11相匹配，四个伸缩腿13的规格相同，并且四个伸缩腿13的尺寸相等，本实施例中，归心盘14可以呈圆环的板状结构，归心盘14可以用于安装测量仪器，安装滑动仪器脚架4时，可以将四个伸缩腿13上的滑块15分别安装于四个标尺套筒8的滑槽11中，可以将第一全站仪29安装于归心盘14上，可以调整滑动四个伸缩腿13，使第一全站仪29的中心点与圆形板6的中心点在竖直轴线上重合，此时分别旋紧四个标尺套筒8的滑槽11上的卡销12，使滑动仪器脚架4固定于活动十字标尺3上，再进一步对第一全站仪29调节，使第一全站仪29的中心点与圆形板6的中心点在竖直轴线上精密重合，至此，通过上述方法可以将第一全站仪29的中心点与已安装钢塔节段25的中心点在竖直轴线上精密重合。

参见图9和图10所示，在一些实施例中，多个活页棱镜架2的规格可以相同，以及多个活页棱镜架2的尺寸可以相等，活页棱镜架2可以包括带磁铁19的活页夹16和带球形铰座23的棱镜杆17，带磁铁19的活页夹16可以包括两块活页板18、两块磁铁19和两个活页20，并且两块活页板18可以通过两个活页20铰接在一起，本实施例中，活页板18的形状为矩形，两块磁铁19可以分别固定在两块活页板18的外壁中央，两块磁铁19各带有一个磁力开关21，带磁铁19的活页夹16中心可以设有一个球形槽22，并且球形槽22可以与棱镜杆17的球形铰座23相匹配，球形铰座23可以插接于球形槽22内，并且球形铰座23可以在球形槽22内转动，棱镜杆17的一端可以设有棱镜，棱镜杆17的另一端可以设有球形铰座23，棱镜杆17上靠近棱镜的一侧可以设有圆水准气泡24，圆水准气泡24可以用于调整和整平棱镜杆17，使棱镜杆17上的棱镜处于稳定的状态。

步骤S102：所述第一全站仪29分别测量其中心点与地面控制点之间的距离和角度，得到所述第一全站仪29的中心点的实际坐标。

在一些实施例中，步骤S102可以包括以下步骤：所述第一全站仪29观测至少三个地面控制点，得到所述第一全站仪29的中心点分别至各控制点的第一斜距、第一竖直角和第一水平角；对所述第一斜距进行气象改正和地球曲率投影改正，得到改正后的所述第一斜距；根据所述第一竖直角、所述第一水平角和改正后的所述第一斜距，计算得到所述第一全站仪29的中心点的实际坐标。

在一些实施例中，在钢塔处于平衡状态的时候，第一全站仪29可以观测至少三个地面控制点，三个控制点可以均匀分布在钢塔的四周，通过观测可以得到第一全站仪29的中心点至各个控制点的第一斜距、第一竖直角和第一水平角，在观测的过程中可以记录下环境温度等气象数据，可以根据记录的气象数据，对第一全站仪29的中心点至各个控制点的第一斜距进行气象改正和地球曲率投影改正，可以得到改正后的第一斜距，可以根据第一全站仪29的中心点至各个控制点的第一竖直角、改正后的第一全站仪29的中心点至各个控制点的第一斜距，以及第一全站仪29的中心点至各个控制点的第一水平角，经过严密偏差计算后可以得到第一全站仪29的中心点的坐标，由于第一全站仪29的中心点与已安装钢塔节段25的中心点在竖直轴线上重合，因此通过上述观测和计算可以得到已安装钢塔节段25的中心点的实际坐标，然后计算已安装钢塔节段25的中心点的实际坐标与其理论坐标之间的差值，可以得到已安装钢塔节段25的中心点的偏位值(Δx_已，Δy_已)，同时已安装钢塔节段25的中心点的偏位值可以作为待安装钢塔节段27的中心点的偏位改正值。

S2：根据吊装待安装钢塔节段27前所述已安装钢塔节段25上定位观测点的初始坐标，以及吊装所述待安装钢塔节段27后所述已安装钢塔节段25上定位观测点的实际坐标，计算所述已安装钢塔节段25的气象环境误差值。

参见图3所示，在一些实施例中，步骤S2可以包括以下步骤：

S201：吊装所述待安装钢塔节段27前，测量所述已安装钢塔节段25的相对角壁上的两个第二棱镜28的初始坐标。

参见图4所示，在一些实施例中，步骤S201可以包括：将两个活页棱镜架2分别安装于已安装钢塔节段25相对的角壁上，并且两个活页棱镜架2的棱镜杆17上均设有第二棱镜28，可以将两个第二棱镜28分别设为点JZ1和JZ2，第一全站仪29分别观测两个第二棱镜28，分别得到第一全站仪29至两个第二棱镜28的第二斜距和第二竖直角，再根据第一全站仪29的中心点的坐标、第二斜距和第二竖直角，分别计算得到两个第二棱镜28的坐标，此时计算得到的坐标可以作为两个第二棱镜28的初始坐标，两个第二棱镜28的初始坐标可以分别为(x_JZ1初，y_JZ1初)和(x_JZ2初，y_JZ2初)。

S202：将所述待安装钢塔节段27吊装于所述已安装钢塔节段25上。

参见图10所示，在一些实施例中，步骤S202可以包括：将辅助装置从已安装钢塔节段25上拆卸下来，通过吊机将待安装钢塔节段27吊装至已安装钢塔节段25上，并将辅助装置通过同样的方式安装于待安装钢塔节段27上，将另外两个活页棱镜架2分别安装于待安装钢塔节段27相对的角壁上，另外两个活页棱镜架2的棱镜杆17上分别具有第一棱镜26，可以将两个第一棱镜26分别设为点CD1和CD2。

S203：测量所述已安装钢塔节段25的两个所述第二棱镜28的实际坐标。

在一些实施例中，步骤S203可以包括：在地面上架设第二全站仪，第二全站仪可以架设在地面上的一个控制点上，第二全站仪可以分别观测两个第二棱镜28，分别测量得到第二全站仪至两个第二棱镜28的第三斜距、第三水平角和第三竖直角，并同时在观测中记录下温度、气压等环境气象数据，根据记录的气象数据，对第三斜距进行气象改正和地球曲率投影改正，得到改正后的第三斜距，再根据第二全站仪至两个第二棱镜28的第三水平角、第三竖直角和改正后的第三斜距，分别计算得到两个第二棱镜28的实际坐标，两个第二棱镜28的实际坐标可以分别为(x_JZ1实，y_JZ1实)和(x_JZ2实，y_JZ2实)。

S204：计算同一所述第二棱镜28的初始坐标与实际坐标之间的差值，记为所述已安装钢塔节段25的竖向倾斜量。

在一些实施例中，步骤S204可以包括：根据同一个第二棱镜28的实际坐标和初始坐标的差值，计算得到已安装钢塔节段25的竖向倾斜量，本实施例中，可以根据点JZ1的实际坐标(x_JZ1实，y_JZ1实)和点JZ1的初始坐标(x_JZ1初，y_JZ1初)之间的差值，计算得到已安装钢塔节段25的竖向倾斜量，其他实施例中，也可以根据点JZ2的实际坐标(x_JZ2实，y_JZ2实)和点JZ2的初始坐标(x_JZ2初，y_JZ2初)之间的差值，计算得到已安装钢塔节段25的竖向倾斜量，可以将已安装钢塔节段25的竖向倾斜量记为(Δx_已倾，Δy_已倾)，本实施例中，考虑到待安装钢塔节段27自身的高度远远小于钢塔的累计高度，所以可以认为待安装钢塔节段27的竖向倾斜量与已安装钢塔节段25的竖向倾斜量一致，这样就可以将已安装钢塔节段25的竖向倾斜量作为待安装钢塔节段27的竖向倾斜量，可以将待安装钢塔节段27的竖向倾斜量记为(Δx_倾修、Δy_倾修)。

S205：计算两个所述第二棱镜28的实际坐标之间的差值，记为所述已安装钢塔节段25的平面扭转量。

在一些实施例中，步骤S205可以包括：可以根据两个第二棱镜28的实际坐标(x_JZ1实，y_JZ1实)和(x_JZ2实，y_JZ2实)之间的差值，计算得到已安装钢塔节段25的平面扭转量，可以将已安装钢塔节段25的平面扭转量记为(Δx_已扭，Δy_已扭)，和步骤S204中一样的原理，考虑到待安装钢塔节段27自身的高度要远远小于钢塔的累计高度，所以认为待安装钢塔节段27的平面扭转量与已安装钢塔节段25的平面扭转量一致，这样就可以将已安装钢塔节段25的平面扭转量作为待安装钢塔节段27的平面扭转量，可以将待安装钢塔节段27的平面扭转量记为(Δx_扭修，Δy_扭修)。

S3：根据所述偏位值和所述气象环境误差值对所述待安装钢塔节段27上的两个第一棱镜26的实际坐标进行修正，分别得到两个所述第一棱镜26的修正坐标。

在一些实施例中，因为待安装钢塔节段27自身的高度远远小于钢塔节段的累计总高度，所以认为待安装钢塔节段27的中心点的偏位值与已安装钢塔节段25的中心点的偏位值一致，这样就可以把已安装钢塔节段25的中心点的偏位值作为待安装钢塔节段27的中心点的偏位值，可以将待安装钢塔节段27的中心点的偏位值记为(Δx_改，Δy_改)，气象环境误差值可以包括已安装钢塔节段25的竖向倾斜量和平面扭转量，根据步骤S204和步骤S205中的描述可知，待安装钢塔节段27的气象环境误差值等于已安装钢塔节段25的气象环境误差值。

在一些实施例中，安装于待安装钢塔节段27上的第一全站仪29可以分别观测两个第一棱镜26，可以通过步骤S203中一样的方式分别得到点CD1的实际坐标和点CD2的实际坐标，可以分别将点CD1的实际坐标记为(x_CD1实，y_CD1实)，将点CD2的实际坐标记为(x_CD2实，y_CD2实)，同时可以将点CD1和点CD2的修正坐标分别记为(x_CD1修，y_CD1修)和(x_CD2修，y_CD2修)，则点CD1的修正坐标的计算公式为：

x_CD1修＝x_CD1实+Δx_改+Δx_倾修

y_CD1修＝y_CD1实+Δy_改+Δy_倾修

其中，点CD1的实际坐标为(x_CD1实，y_CD1实)，(Δx_改，Δy_改)为待安装钢塔节段27的中心点的偏位值，(Δx_倾修，Δy_倾修)为待安装钢塔节段27的竖向倾斜量；

则点CD2的修正坐标的计算公式为：

x_CD2修＝x_CD2实+Δx_改+Δx_倾修+Δx_扭修

y_CD2修＝y_CD2实+Δy_改+Δy_倾修+Δy_扭修

其中，点CD2的实际坐标为(x_CD2实，y_CD2实)，(Δx_改，Δy_改)为待安装钢塔节段27的中心点的偏位值，(Δx_倾修，Δy_倾修)为待安装钢塔节段27的竖向倾斜量，(Δx_扭修，Δy_扭修)为待安装钢塔节段27的平面扭转量，通过上述方式可以分别得到点CD1和点CD2的修正坐标。

S4：计算两个所述第一棱镜26的修正坐标与理论坐标之间的偏差值。

在一些实施例中，通过分别观测两个第一棱镜26得到两个第一棱镜26的实际坐标(x_CD1实，y_CD1实)和(x_CD2实，y_CD2实)，再对两个第一棱镜26的实际坐标进行修正，分别得到两个第一棱镜26的修正坐标(x_CD1修，y_CD1修)和(x_CD2修，y_CD2修)，分别计算两个第一棱镜26的修正坐标与其理论坐标之间的差值，可以得到待安装钢塔节段27的偏差值。

S5：根据所述偏差值对所述待安装钢塔节段27进行调整，使所述待安装钢塔节段27移动到位。

在一些实施例中，可以根据步骤S4中计算得到的待安装钢塔节段27的偏差值对待安装钢塔节段27进行调整，使待安装钢塔节段27移动到位，通过上述方式可以消除待安装钢塔节段27安装时的气象误差，增加待安装钢塔节段27的安装精度。

本发明实施例提供的一种钢塔安装测量方法的原理为：

由于在安装钢塔节段时可以提供辅助装置，辅助装置可以包括环口中心标架1和多个活页棱镜架2，环口中心标架1可以包括活动十字标尺3和滑动仪器脚架4，活动十字标尺3可以安装固定于已安装钢塔节段25的顶面，通过调节活动十字标尺3的四根伸缩标尺5的读数，可以使活动十字标尺3的中心点与已安装钢塔节段25的中心点在竖直轴线上重合，滑动仪器脚架4的四个伸缩腿13可以分别插入活动十字标尺3的四根伸缩标尺5内，通过调节四个伸缩腿13，使滑动仪器脚架4的中心点与活动十字标尺3的中心点在竖直轴线上重合，滑动仪器脚架4的中心点处设有归心盘14，可以将第一全站仪29安装于归心盘14，在进一步对第一全站仪29的安装位置调节，使第一全站仪29的中心点与滑动仪器脚架4的中心点重合，因此，通过上述安装方式可以将第一全站仪29安装于钢塔的顶面，并且可以使第一全站仪29的中心点与已安装钢塔节段25的中心点在竖直轴线上重合，克服了全站仪无法安置在钢塔顶端狭小作业空间进行精密测量的困难，可以采用控制网闭合测量方法精密获得全站仪中心点的坐标，以及计算得到已安装钢塔节段25的中心点的偏位值，全站仪的中心点的坐标的高精度成果的获得，为测量待安装钢塔节段27上的坐标提供了精密起算依据。

由于钢塔安装测量方法包括以下步骤：将第一全站仪29安装于已安装钢塔节段25的顶面，且使第一全站仪29的中心点与已安装钢塔节段25的中心点在竖直轴线上重合；第一全站仪29观测至少三个地面控制点，得到第一全站仪29的中心点分别至各控制点的第一斜距、第一竖直角和第一水平角；对第一斜距进行气象改正和地球曲率投影改正，得到改正后的第一斜距；根据第一竖直角、第一水平角和改正后的第一斜距，计算得到第一全站仪29的中心点的实际坐标；计算已安装钢塔节段25的中心点的实际坐标与理论坐标之间的偏位值；吊装待安装钢塔节段27前，测量已安装钢塔节段25的相对角壁上的两个第二棱镜28的初始坐标；将待安装钢塔节段27吊装于已安装钢塔节段25上；测量已安装钢塔节段25的两个第二棱镜28的实际坐标；计算同一第二棱镜28的初始坐标与实际坐标之间的差值，记为已安装钢塔节段25的竖向倾斜量；计算两个第二棱镜28的实际坐标之间的差值，记为已安装钢塔节段25的平面扭转量；根据偏位值、已安装钢塔节段25的竖向倾斜量和已安装钢塔节段25的平面扭转量对待安装钢塔节段27上的两个第一棱镜26的实际坐标进行修正，分别得到两个第一棱镜26的修正坐标；计算两个第一棱镜26的修正坐标与理论坐标之间的偏差值；根据偏差值对待安装钢塔节段27进行调整，使待安装钢塔节段27移动到位，因此，上述安装测量方法可以通过比较已安装钢塔节段25上定位观测点的实际坐标和初始坐标之间的关系，可以实时获得已安装钢塔节段25的竖向倾斜量，同时通过比较已安装钢塔节段25上两个定位观测点的实际坐标，可以实时获得已安装钢塔节段25的平面扭转量，可以根据已安装钢塔节段25的竖向倾斜量和平面扭转量，实时修正待安装钢塔节段27的变形，使钢塔全天候安装测量得以实现，并且测量得到已安装钢塔节段25的中心点的实际坐标与理论坐标之间的偏位值，可以对待安装钢塔节段27的精密安装测量进行偏位值的修正，有利于提高待安装钢塔节段27的安装测量精度，即测量精度高。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种钢塔安装测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：

将活动十字标尺(3)安装于所述已安装钢塔节段(25)上，并使所述活动十字标尺(3)的中心点与所述已安装钢塔节段(25)的中心点在竖直轴线上重合；将滑动仪器脚架(4)安装于所述活动十字标尺(3)上，并使所述滑动仪器脚架(4)的中心点与所述活动十字标尺(3)的中心点在竖直轴线上重合；

将第一全站仪(29)安装于所述已安装钢塔节段(25)的顶面，且使所述第一全站仪(29)的中心点与所述已安装钢塔节段(25)的中心点在竖直轴线上重合；

计算已安装钢塔节段(25)的中心点的实际坐标与理论坐标之间的偏位值；

吊装所述待安装钢塔节段(27)前，测量所述已安装钢塔节段(25)的相对角壁上的两个第二棱镜(28)的初始坐标；

将所述待安装钢塔节段(27)吊装于所述已安装钢塔节段(25)上，根据吊装待安装钢塔节段(27)前所述已安装钢塔节段(25)上定位观测点的初始坐标，以及吊装所述待安装钢塔节段(27)后所述已安装钢塔节段(25)上定位观测点的实际坐标，计算两个所述第二棱镜(28)的实际坐标之间的差值，计算所述已安装钢塔节段(25)的气象环境误差值，记为所述已安装钢塔节段(25)的平面扭转量，计算同一所述第二棱镜(28)的初始坐标与实际坐标之间的差值，记为所述已安装钢塔节段(25)的竖向倾斜量，计算两个所述第二棱镜(28)的实际坐标之间的差值，记为所述已安装钢塔节段(25)的平面扭转量；

根据所述偏位值和所述气象环境误差值对所述待安装钢塔节段(27)上的两个第一棱镜(26)的实际坐标进行修正，分别得到两个所述第一棱镜(26)的修正坐标；

计算两个所述第一棱镜(26)的修正坐标与理论坐标之间的偏差值；

根据所述偏差值对所述待安装钢塔节段(27)进行调整，使所述待安装钢塔节段(27)移动到位。

2.如权利要求1所述的钢塔安装测量方法，其特征在于，在所述计算已安装钢塔节段(25)的中心点的实际坐标与理论坐标之间的偏位值之前包括：

将第一全站仪(29)安装于所述已安装钢塔节段(25)的顶面，且使所述第一全站仪(29)的中心点与所述已安装钢塔节段(25)的中心点在竖直轴线上重合；

所述第一全站仪(29)分别测量其中心点与地面控制点之间的距离和角度，得到所述第一全站仪(29)的中心点的实际坐标。

3.如权利要求2所述的钢塔安装测量方法，其特征在于，所述第一全站仪(29)分别测量其中心点与地面控制点之间的距离和角度，得到所述第一全站仪(29)的中心点的实际坐标包括：

所述第一全站仪(29)观测至少三个地面控制点，得到所述第一全站仪(29)的中心点分别至各控制点的第一斜距、第一竖直角和第一水平角；

对所述第一斜距进行气象改正和地球曲率投影改正，得到改正后的所述第一斜距；

根据所述第一竖直角、所述第一水平角和改正后的所述第一斜距，计算得到所述第一全站仪(29)的中心点的实际坐标。

4.如权利要求2所述的钢塔安装测量方法，其特征在于，在所述将第一全站仪(29)安装于所述已安装钢塔节段(25)的顶面，且使所述第一全站仪(29)的中心点与所述已安装钢塔节段(25)的中心点在竖直轴线上重合之前包括：

将活动十字标尺(3)安装于所述已安装钢塔节段(25)上，并使所述活动十字标尺(3)的中心点与所述已安装钢塔节段(25)的中心点在竖直轴线上重合；

将滑动仪器脚架(4)安装于所述活动十字标尺(3)上，并使所述滑动仪器脚架(4)的中心点与所述活动十字标尺(3)的中心点在竖直轴线上重合；

将所述第一全站仪(29)安装于所述滑动仪器脚架(4)上。

5.如权利要求4所述的钢塔安装测量方法，其特征在于，所述活动十字标尺(3)包括四根伸缩标尺(5)和圆形板(6)，所述伸缩标尺(5)的活动端设有夹具(7)，所述将活动十字标尺(3)安装于所述已安装钢塔节段(25)上，并使所述活动十字标尺(3)的中心点与所述已安装钢塔节段(25)的中心点在竖直轴线上重合包括：

将四根所述伸缩标尺(5)均匀分布于所述圆形板(6)的四周，且将所述伸缩标尺(5)的固定端与所述圆形板(6)固定；

将所述夹具(7)固定于所述已安装钢塔节段(25)的侧壁，通过分别调节四根所述伸缩标尺(5)的活动端伸缩的距离，使所述圆形板(6)的中心点与所述已安装钢塔节段(25)的中心点重合。

6.如权利要求1所述的钢塔安装测量方法，其特征在于，所述根据吊装待安装钢塔节段(27)前已安装钢塔节段(25)上定位观测点的初始坐标，以及吊装所述待安装钢塔节段(27)后所述已安装钢塔节段(25)上预设点的实际坐标，计算所述已安装钢塔节段(25)的气象环境误差值包括：

吊装所述待安装钢塔节段(27)前，测量所述已安装钢塔节段(25)的相对角壁上的两个第二棱镜(28)的初始坐标；

将所述待安装钢塔节段(27)吊装于所述已安装钢塔节段(25)上；

测量所述已安装钢塔节段(25)的两个所述第二棱镜(28)的实际坐标；

计算同一所述第二棱镜(28)的初始坐标与实际坐标之间的差值，记为所述已安装钢塔节段(25)的竖向倾斜量；

计算两个所述第二棱镜(28)的实际坐标之间的差值，记为所述已安装钢塔节段(25)的平面扭转量。

7.如权利要求6所述的钢塔安装测量方法，其特征在于，所述测量所述已安装钢塔节段(25)的相对角壁上的两个第二棱镜(28)的初始坐标包括：

所述第一全站仪(29)分别观测其至两个所述第二棱镜(28)的第二斜距和第二竖直角；

根据所述第一全站仪(29)的中心点的实际坐标、所述第二斜距和所述第二竖直角，分别计算得到两个所述第二棱镜(28)的初始坐标。

8.如权利要求6所述的钢塔安装测量方法，其特征在于，所述测量所述已安装钢塔节段(25)的两个所述第二棱镜(28)的实际坐标包括：

在地面上架设第二全站仪；

分别测量所述第二全站仪至两个所述第二棱镜(28)的第三斜距、第三水平角和第三竖直角，并对所述第三斜距进行气象改正和地球曲率投影改正；

根据所述第三水平角、所述第三竖直角和改正后的所述第三斜距分别计算得到两个所述第二棱镜(28)的实际坐标。

9.如权利要求1所述的钢塔安装测量方法，其特征在于，所述根据所述偏位值和所述气象环境误差值对所述待安装钢塔节段(27)上的两个第一棱镜(26)的实际坐标进行修正，分别得到两个所述第一棱镜(26)的修正坐标包括：

所述待安装钢塔节段(27)的气象环境误差值等于所述已安装钢塔节段(25)的气象环境误差值，且所述气象环境误差值包括所述已安装钢塔节段(25)的竖向倾斜量和平面扭转量。

10.如权利要求9所述的钢塔安装测量方法，其特征在于，所述根据所述偏位值和所述气象环境误差值对所述待安装钢塔节段(27)上的两个第一棱镜(26)的实际坐标进行修正，分别得到两个所述第一棱镜(26)的修正坐标还包括：

两个所述第一棱镜(26)的坐标点分别为点CD1、CD2，点CD1、CD2的修正坐标分别为(x_CD1修，y_CD1修)、(x_CD2修，y_CD2修)，点CD1的修正坐标的计算公式为：

x_CD1修＝x_CD1实+Δx_改+Δx_倾修

y_CD1修＝y_CD1实+Δy_改+Δy_倾修

其中，点CD1的实际坐标为(x_CD1实，y_CD1实)，(Δx_改，Δy_改)为所述偏位值，(Δx_倾修，Δy_倾修)为所述竖向倾斜量；

点CD2的修正坐标的计算公式为：

x_CD2修＝x_CD2实+Δx_改+Δx_倾修+Δx_扭修

y_CD2修＝y_CD2实+Δy_改+Δy_倾修+Δy_扭修

其中，点CD2的实际坐标为(x_CD2实，y_CD2实)，(Δx_改，Δy_改)为所述偏位值，(Δx_倾修，Δy_倾修))为所述竖向倾斜量，(Δx_扭修，Δy_扭修))为所述平面扭转量。