[发明专利]基于三维测量放样技术的预制盖梁智能化安装施工方法

说明书

本发明公开了基于三维测量放样技术的预制盖梁智能化安装施工方法，包括如下步骤：步骤一：在墩柱和盖梁上预设放样点；步骤二：利用三维激光扫描仪扫描并形成盖梁、墩柱的点云数据，进行3D建模并标注放样点的位置；步骤三：将棱镜安装在预设的放样点上，计算安装后盖梁上的各棱镜与墩柱上的各棱镜的相对位置坐标，设置为目标坐标；步骤四：自爬升装置组装；步骤五：设置放样机器人，测量并计算盖梁上棱镜相对于墩柱上棱镜的相对位置坐标，与步骤三中的目标坐标比对，计算出盖梁需要移动的方向和位移大小，并传递给PLC，控制调整机构动作，实现盖梁的调整。本发明解决了目前盖梁与墩柱安装时存在的定位效率低、人工作业量大、安全风险高等问题。

技术领域

本发明涉及桥梁工程施工技术领域。更具体地说，本发明涉及基于三维测量放样技术的预制盖梁智能化安装施工方法。

背景技术

预制装配式桥梁结构中，墩柱、盖梁均为工厂内预制，传统施工方法为现场使用大型起重设备起吊预制盖梁，通过起重设备微调，有时结合推移或缆风绳拉扯等人工辅助措施，将预制盖梁安装于立柱之上。在盖梁安装过程中通过登高设备、挂笼等作为操作平台，指导墩柱与盖梁的对位，进行盖梁与墩柱接触面的凿毛、座浆等作业。

现有盖梁与墩柱的安装过程中，存在如下问题：

1、大型起重设备的控制精度有限，单纯依靠起重设备实现盖梁的精准调位，调位耗时长，甚至无法实现；

2、采用推移或缆风绳拉扯等人工辅助措施调整盖梁方位，工人劳动强度大，且存在安全风险；

3、盖梁吊装定位时通过登高设备、挂笼等人工指导盖梁与墩柱的定位，安全风险较高；

4、现有登高设备、挂笼等操作平台，工人在作业过程中操作空间受限，平台晃动导致工人操作困难，安装效率低，安全隐患较大；

5、传统工艺需要试吊试拼，盖梁重复吊装，工艺复杂，耗时耗力。

发明内容

本发明的一个目的是提供基于三维测量放样技术的预制盖梁智能化安装施工方法, 以解决目前盖梁与墩柱安装时存在的定位效率低、人工作业量大、安全风险高等问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了基于三维测量放样技术的预制盖梁智能化安装施工方法，包括如下步骤：

步骤一：在墩柱和盖梁上均预设放样点；

步骤二：利用三维激光扫描仪扫描墩柱、盖梁的外观形貌，形成盖梁、墩柱的点云数据，利用三维建模软件将点云数据进行3D建模，模型中标注放样点的位置，将模型保存并传递给控制系统，进行墩柱和盖梁的虚拟预拼装，检验墩柱钢筋与盖梁钢筋孔位的安装工艺质量，对不符合工艺要求的进行修正；

步骤三：将棱镜安装在盖梁和墩柱预设的放样点上，根据盖梁安装工艺要求，计算安装后盖梁上的各棱镜与墩柱上的各棱镜的相对位置坐标，将此相对位置坐标设置为盖梁位置调整时棱镜的目标坐标；

步骤四：自爬升装置组装并爬升至墩柱的设计位置，自爬升装置上具有盖梁上牛腿落位区域以及牛腿落位摄像头，牛腿落位区域还设置有调整机构用于调整牛腿的方向和位移，通过牛腿落位摄像头指导起重设备使牛腿落位到牛腿落位区域；

步骤五：设置放样机器人，测量此时盖梁和墩柱上棱镜的空间坐标，并传递给控制系统，计算当前盖梁上棱镜相对于墩柱上棱镜的相对位置坐标，然后与步骤三中的目标坐标进行比对，计算出盖梁需要移动的方向和位移大小，并传递给PLC，从而控制调整机构动作，实现盖梁的调整，重复上述过程，直至盖梁调整至安装工艺要求的位置即到达目标坐标，完成预制盖梁的安装施工。

优选的是，在步骤三中，设盖梁与墩柱的正面和侧面为观测面，在每个观测面上的盖梁和墩柱上均安装多个棱镜；在步骤五中，两个观测面各设置一个放样机器人。