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三维测量

三维测量
详细的测量方法在使用说明书中有具体的说明和步骤,先只介绍一下工作中最常用到的方法。

●全站仪的整平
全站仪的使用前,应该先进行机器的整平工作。

步骤和经纬仪一样,唯一不同的是,全站仪多了一个垂直补偿功能(电子气泡)在p3页的倾斜菜单下,按F2进入,横向Y轴,竖向X轴。

初步整平后就可以进入垂直补偿功能,进行进一步的微调。

一般测量罗盘为左侧,整平时按左手大拇指为方向,调整基座上的三个调整螺栓:
调整到XY轴尽量接近0'00″旋转水平角180度,两侧XY值正负相加不大于10″(同经纬仪水平仪调整)
●单独使用全站仪时常用的测距功能
对边测量,包括斜距测量,平距测量,高差测量三种。

三钟测量方式在《配臵》-《观测条件》中可以设臵,默认为斜距测量。

单独使用全站仪时,需先进行坐标测量(建立坐标系统)详见说明书。

●连接手部的三维测量
方法大致和单独使用全站仪测量一样,但是功能更多,易于查看和编辑计算。

所以一般测量中都连接手部测量。

手部的基本操作见说明书。

在测量中,常用的有两个坐标系统:大地坐标系统和任意坐标系统:
第一个为大地坐标系,用于测量已经有加工后的基准或调整水平后的构件和预组装的构件,可以兼顾水平仪测量水平。

Z轴垂直于大地,XY平面为水平。

第二和第三个是任意坐标系,按个人习惯可随意使用,但是常用的还是第三个,点1为原点,点2为X向,点3为标高Z向。

任意坐标系可以在构件不水平或不垂直的状态下对构件进行测量,包括已经调平垂直状态下。

●实际测量
如上图,点4到点8为基准轴。

点1到点4和点5到点8的面为不规则的两个面,不一定是完全与基准轴垂直的,不能做为参考。

测量时先在站点上设点4为原点,点3为X向,点1为Z向建立一个任意坐标系,同时测量点2。

Y向指向构件的点8方向,但是Y轴现在还不是完全和基准轴重合。

在测量对面的点5到点8前(迁站前)需要建3个参考点,3个参考点必须是在站点2上也能测量到的点,作为全站仪迁站后仍然与站点1在同一坐标系中的依据(点9、点10、点11)在站点2上也依次测量点9、点10、点11。

迁站误差接受在0.5mm以下。

3个参考点的位臵不能是一个平面上,或是以全站仪为圆心的圆周上,距离和角度越大,相对精度也越高,要求见说明书。

迁站测量后,依次对点5到点8进行测量。

同样这个面也不一定与基准轴垂直的。

如果点4到点8的Y直线为基准轴,那么点8的XZ坐标为0,0。

如下图:
站点建站时所测的三点点1,点3,点4(三点为一个平面)与Y轴垂直,因为构件的端面不是一个真正平面,理论上总有高低不平的,所以在测完所有8个点后,需要旋转坐标,使Y轴与基准轴重合,点8的X,Z坐标值为0,0。

如上图,点8XYZ坐标值为5,5804,3。

测量8个点坐标值:
点1:0,0,2002
点2:2001,1,2002
点3:2003,0,0
点4:0,0,0
点5:6,5803,4
点6:2003,5799,1998
点7:2002,5801,-3
点8:5,5804,3
旋转X轴,负旋转0度1分47秒。

旋转Z轴,正旋转0度2分58秒。

得到Y轴与基准轴重合的新坐标值:
点1:0,1.1,2202
点2: 2001,3.8,2002
点3:2003,1.7,0
点4:0,0,0
点5:1,5803,1
点6:1998,5801.8,1995
点7:1997,5802.7,-6
点8:0,5804,0
计算得到四条边的长度,基准轴长(点4到点8)5804,(点2到点6)5798,(点1到点5)5801.9,(点3到点7)5801
●旋转坐标
CAD中顺时针旋转为负值,逆时针旋转为正值。

全站仪中不管哪种坐标系统,顺时针旋转为正值,逆时针旋转为负值。

旋转X轴的角度是点8的Z值与原点夹角,旋转Z轴是点8的X值与原点夹角。

输入格式为“零度零零分零零秒”—“0.0000”比如计算角度为-0°1′47″输入为-0°01′47″
●测量环境
全站仪的测量环境设臵中的参数全部使用默认的选项,如气压、温度、湿度等。

测量完毕后只需换算测量时构件的表面温度即可,12乘
0.000001乘(构件表面温度减去20°)乘测量构件的长度值。

也可以利用手部机器更改实际构件表面温度,默认线性膨胀系数0.000012,直接得到构件在20°下的三维坐标值。

提交给客户的报告中,必须是换算到20°。

如果在室外测量,构件表面温差较大,比如向阳处45°而背阳处27°此时取两者的平均值36°计算。

如下注释:
The measurement been executed by a steel surface temperature of +45degree until +27 degree C.For the length correction has been taken the average value of 36 degree C, assuming a homogeneous steel expansion.
先计算测量点图面尺寸(理论值)20°:
在常温下重复测量两次:
两次平均值换算到20°下
●不规则构件
如下图,装配时此面向上,构件按两侧面中心线调水平。

按图纸基准轴太短,不便测量。

可以平移基准轴,至构件中心,作两条交线。

比如交线夹角理论值为131°43′47″。

测量时可选用大地坐标系,以点7为原点,点5为X向或点7为原点,点2为X向。

测量8点坐标。

以直线点5到点7,直线点2到点7,两条交线坐标值计
算夹角度数。

看装配角度是否在允许范围内。

计算点1~7到点8的测量尺寸。

按图纸要求尺寸,作点1、2、3直线,作点4、5、6(打上样冲眼)作为铣削余量基准。

如上图构件,以顶层大梁中心线为基准轴,垂直基准轴的面为基准面。

在基准面上建立一个任意坐标系,测量原点所在平面与TOP.B连接牛腿的中心间距和基准轴与TOP.B连接的顶紧处的标高、各连接端面的坐标尺寸。

在出报告同时还需计算并加入端面之间的斜线距离。

如下图中P2-P6、 P3-P7、 P1-P8、 P4-P8。

●铣床
按装配时两侧中心线调整水平,点2和点8为基准线,利用经纬仪调整构件与铣床垂直度,Y1和Y2差0.5mm以下(铣床横向纵向地样基准在铣床处有标识)按点1到点3样冲眼铣削构件余量。

构件调头铣削另一端,同样按两侧中心线调整水平。

经纬仪调整到与铣床铣削方向垂直作为0°,以罗盘右侧为列旋转经纬仪水平角48°16′13″。

调整构件角度,使Y1和Y2差在0.5mm以下。

按点4到点6样冲眼铣削构件余量。

铣完后作两端口三维侧量。

如果没有下铣床,水平没有偏可以使
用大地坐标系,反之使用任意坐标系。

对于端面与主材中心有角度的构件,需进行端面铣的,应现计算端面与中心的水平夹角和垂直夹角得出夹角对边的尺寸,借此调整两端水平高差和垂直角度。

●预组装测量
预组装时一般使用大地坐标系,任意选一根柱底面的两点作X向,测量与之在同一平面上另一根柱的底平面之间差值,差值应在3mm以下。

移动站点测量两柱顶与TOP.B连接处的平整度,也应小于3mm以下。

在构件各连接处的中心位臵贴上反射片,测量三维尺寸,扣除温度换算到20°下的值,利用手部计算直线距离或斜线距离。

在调整到两根柱的底平面在3mm以下时,可以以一根柱的柱底中心为原点,另一根柱的柱底中心为X向做大地坐标系测量。

X为构件跨度尺寸,Y为标高,Z为水平尺寸。

●预组装经纬仪测量
选一根柱的中心线为基准轴,如上图调整Y1和Y2差值0.5mm以下,同时作基准延长线(超出柱顶1500mm以上)地样基准。

经纬仪水平角旋转90°,测量X1到X8(柱底面中心4等分的点)两侧柱底面差值应小于3mm。

同时测量大梁标高x9到x11。

移动经纬仪到第2基准点,对准基准点1,调整水平角0°,旋转90°测量与TOP.B连接处x16到x19的标高,同样两侧差值应小于3mm,同时测量余下的标高。

标高的换算:x16、x17处=17603-【(x1+x2+x3+x4)/4+(x16+x17)/2】,同样算出x18、x19处标高。

如遇构件在预组装后期配孔的,应在预组装尺寸检查完成后,对构件的配钻孔的最外侧两端孔距和连接间隙进行测量。

●对在预组装时发现由于累计误差导致单品构件连接时出现的不良情况,需进车间修理的,应按预组装尺寸画好基准线,由生管开工作联系单进车间修理。

构件修理完成后,需重新对单品构件进行测量,同时修改单品尺寸报告。

如客户需要,应在预组装报告中提交修改原因的示图。

如下图中构件铣削前实际尺寸符合图面尺寸要求,但在预组装时发现连接时端面有夹角,长度尺寸又小于柱牛腿间的跨度。

在保证柱尺寸的前提下,需对梁的两侧端面板进行铣削后,加焊钢板(确认加焊钢板炉号,同时材质应和焊接端面板一致,并登记到材料追述报告中)先在端面板上标出基准线,
按基准线上下铣1mm和6mm,加板焊接后按基准线再铣削到预组装时所需的尺寸。

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