[发明专利]水工模型安装装置及方法

说明书

本发明涉及一种水工模型安装装置及方法，该方法包括：在安装区域边界的不同方向上设置投影支架；在每个投影支架上固定投影仪，对投影仪的投影视图进行校核；在PC端创建安装区域内包含待安装水工模型本身的前视图、后视图、左视图、右视图和顶视图，并传输至投影仪，利用待安装水工模型的整体视图对安装后的模型进行校核。本申请提供的上述方案，整体基于投影技术，在模型安装中避免了传统的卷尺、垂球、水准尺等工具的组合使用，极大地减小了操作人员的主观操作影响、在安装时因反复调整而导致的偏差，以及分段安装时产生的累积偏差，可实现精准、快速的安装，有效解决了传统的水工模型安装效率低、误差大、费时费力的问题。

技术领域

本发明涉及水工建筑物模型安装技术领域，特别是涉及一种水工模型安装装置及方法。

背景技术

为了研究水工建筑物各种水力学问题，预演工程可能遭遇的或可能出现的运行工况，通常需要开展水工模型试验，即在按比例缩小的模型中开展不同情景下的试验研究。

由于水工模型试验是在较为成熟的相似理论的基础上开展的，其试验结果能够较好地反映工程中的实际情况，达到论证及优化工程设计的目的。然而由于水工模型是根据相似准则，按严格计算的几何比尺系数缩小的，在模型安装中，微小的偏差往往在实际工程中就会放大数十倍甚至上百倍，因此确保模型的安装精度是有效开展水工模型试验的前提条件。

目前，传统水工模型安装的一般方法和步骤是：

(a)首先根据预先计算的模型范围，确定安装基线，利用墨斗等工具在地面上标出基准点和坐标轴；

(b)通常水工模型的规模和尺寸较大，需要分部、分段制作和安装，一般会根据模型实际情况，在模型各部分上选取安装控制点，计算出其相对基准坐标轴的坐标位置(包括平面位置与相对高程)；

(c)根据地面已有的基准坐标轴和计算的坐标位置，利用卷尺、钢尺等工具，测量并在地面标记出各控制点对应的平面位置；

(d)根据选定的起点开始安装模型，每部分安装时，一般是人工利用垂球等工具辅助观察，使模型上的控制点与地面控制点标记相重合，确保模型平面位置准确后，对模型进行初固定；

(e)随后利用水准仪和水准尺等工具，调整模型高度，确保模型各控制点相对高程准确后，对该部分模型进行加固；

(f)按照预先设计的安装顺序，在上一级模型安装完毕后，按相同步骤安装下一级模型，直至模型安装完毕；

(g)再次利用水准仪、水准尺、垂球等工具对模型进行校核，由于模型的整体组装初步完成，安装时选定的部分控制点常常处于整体模型内部，因此再次校核模型内各控制点常无法实现，此时实践中常采取测量首级和末级模型控制点间的相对距离、相对高程，与设计计算值进行对比。如吻合则安装完成，不吻合则需考虑进一步分段校核，寻找错误并考虑重新安装模型。

从上述安装方法中可以看出，传统水工模型安装是较为繁琐的。为了满足精度需求，通常采用卷尺、垂球、水准仪等测量工具反复测量，不但费时费力、效率低下，且对于结构复杂、规模较大的水工模型而言，安装精度难以保证。具体而言，一方面，传统的卷尺、垂球、水准尺等工具在组合使用过程中，受操作人员的主观操作影响较大，精度有限；同时，安装过程中不同的量测工具难以同时使用，导致每部分模型的水平位置和相对高程难以同时校准、固定，在反复调整的过程中容易再次导致偏差。另一方面，大规模的水工模型分段安装也容易导致安装偏差的累积，通过校核首尾控制点位置并不能确保模型内部的安装精度。

发明内容

基于此，有必要针对现有的水工模型安装误差大的问题，提供一种水工模型安装装置及方法。

本发明提供了一种水工模型安装方法，该方法包括：

根据待安装水工模型的尺寸，在安装区域边界的不同方向上设置投影支架；