專利名稱：一種基于全站儀的高爐框架測量定位方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高爐設備的安裝方法，具體的說，是涉及ー種高爐框架的測量定位方法。
背景技術：
近年來隨著我國冶金行業(yè)的蓬勃發(fā)展，高爐煉鐵的規(guī)模不斷増大，相應地對高爐 設備安裝也提出了更高的要求。在高爐框架的安裝工程施工中，由于高爐區(qū)域的作業(yè)面狹小，加上各種設備及構件的堆放，還有吊車等因素的影響，使視線受阻，無法用普通的測量儀器準確、快速的進行測量工作，給施工進度、質(zhì)量以及安全都帶來了非常大的難度。按我國現(xiàn)有傳統(tǒng)施工エ藝，在高爐框架安裝過程中，主要采用經(jīng)緯儀、水準儀以及鋼卷尺相結合的測量方法，測量過程較為繁瑣，精確度不高，實際操作較困難，浪費大量人エ，安全性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的傳統(tǒng)高爐框架安裝過程中測量定位較為繁瑣，精度不高，操作困難等技術問題，提供一種基于全站儀的高爐框架測量定位方法，操作便捷，能節(jié)省施工成本，提高施工速度。為了解決上述技術問題，本發(fā)明通過以下的技術方案予以實現(xiàn)一種基于全站儀的高爐框架測量定位方法，該測量定位方法按照如下步驟進行a.根據(jù)測量總控制網(wǎng)放樣出四個矩形平面控制點，用全站儀對四個控制點進行閉合導線測量，建立平面控制網(wǎng)；b.根據(jù)設計提供的坐標系為基準，在各框架柱中線上設定待測點，計算待測點在該坐標系下的理論坐標以及理論高程；c.在準備安裝的框架柱表面畫出一條豎直的中線，在中線的待測點位置貼上反射貼，反射貼的位置需保證與所架設的全站儀通視；d.在反射貼安裝完畢之后，將全站儀架設在平面控制網(wǎng)的任意一個控制點上，以其他三個控制點中的ー個控制點為后視定向，對準已吊裝起來的框架柱上的反射貼進行測量，得到反射貼所在待測點的實際坐標數(shù)據(jù)；e.用實際坐標數(shù)據(jù)與事先計算好的理論坐標數(shù)據(jù)進行對比，對誤差超限的框架柱進行水平校正；f.對每節(jié)正在調(diào)整空間水平位置的框架柱進行反復測量和校正，直至其坐標誤差在允許范圍之內(nèi)，結束框架柱水平位置的調(diào)整；g.采用全站儀對框架柱上的反射貼進行高程測量，得到反射貼所在待測點的實際高程數(shù)據(jù)；h.用該待測點的實際高程數(shù)據(jù)與事先計算好的理論高程數(shù)據(jù)進行對比，對誤差超限的框架柱進行高程校正；
i.對每節(jié)正在調(diào)整高程的框架柱進行反復測量和校正，直至其高程誤差在允許范圍之內(nèi)，結束框架柱高程的調(diào)整。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明主要是利用全站儀的空間三維測量和無儀高高程測量的技術對高爐框架進行定位測量，可以對高爐框架的空間位置、標高、垂直度、變形觀測以及沉降觀測進行測量控制，主要分為測量控制網(wǎng)的建立、高爐框架柱平面位置的確定以及高爐框架柱標高的測量三個過程?；谌緝x的高爐框架測量定位方法打破了傳統(tǒng)的高爐框架測量方法，替代了國內(nèi)外傳統(tǒng)的測量定位模式，將全站儀運用到高爐安裝過程中，利用全站儀的空間測量技術以及無儀高高程測量的方法，很好地解決了傳統(tǒng)測量存在的部分缺陷，提高了測量精度和施工效率，減少了工人的勞動量，提高了施工積極性；降低了操作難度，提高了安全系數(shù)；開啟了高爐本體定位安裝的新紀元，易于普及與推廣。


圖I是高爐框架柱立面圖；圖2是高爐框架柱空間定位示意圖；圖3是本發(fā)明所提供的高爐框架空間坐標的測量示意圖；圖4是本發(fā)明所提供的高爐框架鋼柱標高的測量示意圖。圖中1，全站儀；2，框架柱；3，反射貼。
具體實施例方式為能進一歩了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，下面詳細說明本發(fā)明的基于全站儀的高爐框架測量定位方法平面控制網(wǎng)應先從整體考慮，遵循先整體、后局部，高精度控制低精度的原則；布設平面控制網(wǎng)要根據(jù)設計總平面圖及現(xiàn)場施工平面布置圖。根據(jù)測量總控制網(wǎng)的成果資料，使用電子全站儀I采用直角坐標法和極坐標法來測設高爐框架的軸線，并放樣出四個矩形平面控制點，這四個控制點的位置必須視野開闊、穩(wěn)定不易被破壞。然后用全站儀按ー級導線技術要求，對控制點進行閉合導線測量，建立平面控制網(wǎng)，作為高爐框架的平面控制。根據(jù)工程的特點和平面圖的具體情況，以設計單位提供的坐標系為基準，計算各框架柱2中線上待測點在該坐標系下的理論坐標以及理論高程，運用極坐標原理對各框架柱2進行測量。如圖I所示，在準備安裝的框架柱2表面畫出一條豎直的中線，在中線的待測點位置貼上反射貼3，記下框架柱2柱頂?shù)皆摲瓷滟N3中心的距離L，以便計算該點的坐標。而反射貼3的位置需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況選取，盡量保證反射貼3與所架設的全站儀I通視。在反射貼3安裝完畢之后，如圖2所示，首先將全站儀I架設在平面控制網(wǎng)的任意一個控制點上，以其他三個控制點中的ー個控制點為后視定向，然后對準已吊裝起來的框架柱2上的反射貼3進行測量，從而得出該反射貼3所在位置待測點的實際坐標數(shù)據(jù)，用該實際坐標數(shù)據(jù)與事先計算好的理論坐標數(shù)據(jù)進行對比，對誤差超限的框架柱2進行校正。、對每節(jié)正在調(diào)整水平空間位置的框架柱2進行反復觀測和校正，直至其誤差在允許范圍之內(nèi)，從而達到調(diào)整框架柱2空間水平位置的目的?？臻g坐標的測量計算原理如附圖3所示,O為測站點,P為待測點，O點坐標為(X0,Y0)，全站儀安置在O點，在P點安置有反射貼3。儀器測定P點相對測站點的斜距為S、天頂距為V以及水平方向值為α，則放樣點P點相對測站點O點的坐標為Λ X=S. sinV. cos α ；Δ Y=S. sinV. sin α ;因此 P 點坐標 X=XO+ Δ X ；Υ=Υ0+ Δ Y。在一般情況下，在所選的矩形控制點上能直接觀測到目標并測量坐標，個別情況下因現(xiàn)場構件及其他設備等影響通視時，可在局部范圍內(nèi)進行偏距測量等方法解決各點的通視問題，待該節(jié)框架柱2測量完畢后，繼續(xù)下一框架柱2的安裝直至到達高爐框架的頂點。采用無儀高全站儀I進行三角高程測量，測量原理如圖4所示，全站儀I所架設的測站點的高程HA為已知高程，實地測量全站儀I所架設的高度為i，棱鏡高為t，斜距S、天頂距V，反射貼3所在的待測點實際高程為HB，則HB=HA+i+S. cosV-t。由于在該工程中所使用的反射物為反射貼3，則棱鏡高t相當于O。所以在定向過程中，向全站儀輸入測站點高程HA、儀器高i以及定向時的棱鏡高t=0即可，以上計算過程在全站儀I內(nèi)部自動生成，測量時可直接得到待測點HB的高程數(shù)值，大大節(jié)省了測量時間，提高了施工精度。用該待測點的實際高程與事先計算好的理論高程數(shù)據(jù)進行對比，對誤差超限的框架柱2進行校正。對每節(jié)正在調(diào)整高程的框架柱2進行反復觀測和校正，直至其誤差在允許范圍之內(nèi)，從而達到調(diào)整框架柱2高程的目的。經(jīng)過以上三個施工過程，從而確定了高爐框架的空間位置，可以精確、便捷和安全的進行安裝。根據(jù)實際使用情況的不同，本發(fā)明所提供的方法應用于高爐規(guī)模越大越能體現(xiàn)其優(yōu)越性。除了應用于高爐框架施工以外，還可以用于其他形式的豎向的施工エ藝，其基本原理是一祥的，都可以運用全站儀I的空間三維技術和無儀高高程測量的方法來解決。盡管上面結合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗g和權利要求所保護的范圍 情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1. 一種基于全站儀的高爐框架測量定位方法，其特征在干，該測量定位方法按照如下步驟進行 a.根據(jù)測量總控制網(wǎng)放樣出四個矩形平面控制點，用全站儀對四個控制點進行閉合導線測量，建立平面控制網(wǎng)； b.根據(jù)設計提供的坐標系為基準，在各框架柱中線上設定待測點，計算待測點在該坐標系下的理論坐標以及理論高程； c.在準備安裝的框架柱表面畫出一條豎直的中線，在中線的待測點位置貼上反射貼，反射貼的位置需保證與所架設的全站儀通視； d.在反射貼安裝完畢之后，將全站儀架設在平面控制網(wǎng)的任意一個控制點上，以其他三個控制點中的ー個控制點為后視定向，對準已吊裝起來的框架柱上的反射貼進行測量，得到反射貼所在待測點的實際坐標數(shù)據(jù)； e.用實際坐標數(shù)據(jù)與事先計算好的理論坐標數(shù)據(jù)進行對比，對誤差超限的框架柱進行水平校正； f.對每節(jié)正在調(diào)整空間水平位置的框架柱進行反復測量和校正，直至其坐標誤差在允許范圍之內(nèi)，結束框架柱水平位置的調(diào)整； g.采用全站儀對框架柱上的反射貼進行高程測量，得到反射貼所在待測點的實際高程數(shù)據(jù)； h.用該待測點的實際高程數(shù)據(jù)與事先計算好的理論高程數(shù)據(jù)進行對比，對誤差超限的框架柱進行高程校正； i.對每節(jié)正在調(diào)整高程的框架柱進行反復測量和校正，直至其高程誤差在允許范圍之內(nèi)，結束框架柱高程的調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于全站儀的高爐框架測量定位方法，首先建立平面控制網(wǎng)；然后計算高爐框架柱上待測點的理論坐標以及理論高程；將測量待測點的實際坐標并與與理論坐標進行對比，進行水平校正；將測量待測點的實際高程并與事先計算好的理論高程進行對比，進行高程校正。本發(fā)明打破了傳統(tǒng)的高爐框架測量方法，將全站儀運用到高爐安裝過程中，利用全站儀的空間三維測量和無儀高高程測量技術對高爐框架進行定位測量，很好地解決了傳統(tǒng)測量存在的部分缺陷，提高了測量精度和施工效率，減少了工人的勞動量，提高了施工積極性；降低了操作難度，提高了安全系數(shù)；開啟了高爐本體定位安裝的新紀元，易于普及與推廣。
文檔編號G01S5/00GK102680942SQ201210187080
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權日2012年6月7日
發(fā)明者常喜, 張睿偉, 王亞敏, 王雪, 邢其亮 申請人:天津二十冶建設有限公司