[发明专利]用于大曲率管节安装测量数据的计算方法

权利要求书

1.一种用于大曲率管节安装测量数据的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、一次标定数据准备：

根据一次标定所得测量数据获取管节实际的外形尺寸，并根据沉管端面特征点坐标相对位置关系建立管节坐标系，获得管节坐标系下整根沉管的数据模型；；

S2、待安装管节的安装参数计算：

根据设计图纸在城建坐标系下，待安装管节首端顶板中心点的坐标

(X_S,Y_S,Z_S)，尾端顶板中心点坐标(X_W,Y_W,Z_W)，考虑沉管实测外形尺寸、已安装管节里程和轴线偏差、设计GINA压缩量，确定实际定位管节的特征点的城建坐标系下的坐标，锚缆系统根据所述特征点的城建坐标控制管节的位置与姿态。

S3、拉合过程中沉管实时位置偏差数据计算：

建立首端坐标系，以沉管的首端端面为Y_首，垂直于首端端面的方向为X_首，管节首端端钢壳与管节坐标系X轴夹角为A，则：

ΔS₁＝ΔScosA+ΔAsinA

ΔA₁＝-ΔSsinA+ΔAcosA

其中，ΔS为管节坐标系下沉管首端实时里程偏差，ΔS₁为首端坐标系下沉管首端实时里程偏差；

ΔA为管节坐标系下沉管首端实时轴线偏差，ΔA₁为首端坐标系下沉管首端实时轴线偏差；

同理可得：ΔS₂＝ΔScos2A+ΔAsin2A

ΔA₂＝-ΔSsin2A+ΔAcos2A

其中，ΔS为管节坐标系下沉管尾端实时里程偏差，ΔS₂为首端坐标系下沉管尾端实时里程偏差；

ΔA为管节坐标系下沉管尾端实时轴线偏差，ΔA₂为首端坐标系下沉管尾端实时轴线偏差；

根据所述ΔA₁、所述ΔA₂控制管节在拉合过程中的轴线偏差。

2.根据权利要求1所述的用于大曲率管节安装测量数据的计算方法，其特征在于，步骤S2中，要计算沉管首端顶板中心点的实际安装位置坐标

(X₁,Y₁,Z₁)：

根据设计图纸上给出的已安装管节的尾端设计方位角α₁、以及测量所得已安装管节尾端里程偏差S₁，计算所述待安装管节尾端实际切线方位角α₂：

α₂＝α₁+180×S₁/πR

其中，R为曲线段管节的曲率半径；

将设计图纸上沉管首端顶板中心点城建坐标(X_S,Y_S,Z_S)，前推里程偏差S₁与GINA压缩设计值S₂，获得沉管首端顶板中心点的实际安装位置坐标(X₁,Y₁,Z₁)：

X₁＝Xs+(S₁+S₂)cosα₂

Y₁＝Ys+(S₁+S₂)sinα₂

Z₁＝Zs+(S₁+S₂)tanβ

其中，β为待安装管节的设计坡度。

3.根据权利要求2所述的用于大曲率管节安装测量数据的计算方法，其特征在于，步骤S2中，将沉管首、尾端特征点在管节坐标系下的坐标转换至城建坐标系下，各所述特征点在城建坐标系中，其X、Y、Z方向上位移量分别为X₁、Y₁、Z₁，旋转角为待安装沉管轴线设计方位角α:

α＝arctan[(Y_w-Y_s)/(X_w-X_s)]