【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁施工测量，具体涉及一种主缆扭转角测量方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
1、悬索桥主缆是主要承力结构，主缆由数百束索股和少数基准索股构成，每束索股由数十根索丝组成。索夹安装是在整个主缆紧丝呈圆形后进行的，索夹连接吊索杆是主梁的主要受力结构，也就是说主梁通过索夹连接吊索杆，使主缆承受全桥的荷载的。索夹以主缆的理论天顶线为基准安装，但主缆在环境影响尤其是温差影响下，会产生扭转，扭转量达数厘米，超千米级长度主缆的扭转量直至达数十厘米，主缆的理论天顶线随主缆实时扭转，这给全天候精准安装索夹带来了巨大困难。索夹安装偏离主缆的理论天顶线，会产生负弯矩，影响桥梁结构安全。
2、传统上索夹定位是以主缆的天顶索丝为基准，采用人工目测天顶索丝随主缆扭转产生的相对扭转角进行的。但主缆的天顶索丝经过索股安装、主缆紧丝等施工过程，难免会发生变动，造成人工目测天顶索丝的扭转角进行索夹定位误差，显然传统扭转角测量定位索夹误差大，精度低。
技术实现思路
1、本申请提供一种主缆扭转角测量、装置、设备及计算机可读存储介质，可以解决现有技术中存在的传统人工安装索夹时，由于主缆发生扭转量，造成的无法准确放置索夹技术问题。
2、第一方面，本申请实施例提供一种主缆扭转角测量方法，其包括以下步骤：
3、通过第一全站仪实现主缆左右两侧均设置的水平棱镜的监测，通过第二全站仪实现主缆上下两侧均设置的竖向棱镜的监测；
4、获取主缆稳定工况下竖向棱镜和水平棱镜的初始坐
5、基于两水平棱镜和两竖向棱镜的初始坐标、扭转坐标，计算得到主缆平均扭转角，并计算出主缆的扭转量。
6、结合第一方面，在一种实施方式中，所述通过第一全站仪实现主缆左右两侧均设置的水平棱镜的监测，通过第二全站仪实现主缆上下两侧均设置的竖向棱镜的监测，具体为：
7、在主缆外周设置一环形夹箍；
8、在主缆横截面的水平左右两点和竖向上下两点各设置一贯穿环形夹箍的棱镜杆，并在棱镜杆贯穿环形夹箍的一端设置与主缆外圆周贴合的弧形夹片；
9、在主缆横截面竖向两点设置的两棱镜杆远离主缆的一端各设置一竖向棱镜，在主缆横截面水平两点设置的两棱镜杆远离主缆的一端各设置一水平棱镜；
10、在竖向设置于主缆上方的棱镜杆上设置水准气泡；
11、在已知控制点安置用于监测水平棱镜初始坐标和扭转坐标的第一全站仪和用于监测竖向棱镜初始坐标和扭转坐标的第二全站仪。
12、在一种实施方式中，所述棱镜杆贯穿所述环形夹箍的一端与所述环形夹箍螺纹连接。
13、在一种实施方式中，所述获取主缆稳定工况下竖向棱镜和水平棱镜的初始坐标，以及主缆扭转工况下竖向棱镜和水平棱镜的扭转坐标，具体为：
14、以一个桥塔墩中心为原点，以顺桥向桥轴线为x轴，横桥向里程线为y轴，竖直方向为z轴，建立桥塔墩坐标系，并将所述已知控制点的坐标转换为桥塔墩坐标系下的坐标；
15、在主缆稳定工况下，第一全站仪获取主缆上方的竖向棱镜的初始坐标(x1,y1,z1)、主缆下方的竖向棱镜的初始坐标(x2,y2,z2)，第二全站仪获取主缆左侧水平棱镜的初始坐标(x3,y3,z3)、主缆右侧水平棱镜的初始坐标(x4,y4,z4)；
16、在主缆扭转工况下，第一全站仪获取主缆上方的竖向棱镜的初始坐标为(x′1,y′1,z′1)、主缆下方的竖向棱镜的初始坐标为(x′2,y′2,z′2)，第二全站仪获取主缆左侧水平棱镜的初始坐标为(x′3,y′3,z′3)、主缆右侧水平棱镜的初始坐标为(x′4,y′4,z′4)。
17、在一种实施方式中，基于两水平棱镜(3)和两竖向棱镜(2)的初始坐标、扭转坐标，计算得到主缆(1)平均扭转角，并计算出主缆(1)的扭转量，具体为：
18、根据竖向棱镜的初始坐标和扭转坐标，计算得到主缆竖向扭转角；
19、根据水平棱镜的初始坐标和扭转坐标，计算得到主缆水平扭转角；
20、基于主缆的竖向扭转角和水平扭转角，计算得到主缆平均扭转角，计算方式为：
21、
22、其中，α竖表示主缆竖向扭转角，α平表示主缆水平扭转角，α均表示主缆平均扭转角；
23、根据主缆平均扭转角，计算得到主缆的扭转量，计算方式为：
24、
25、其中，s表示主缆的扭转量，r表示主缆的半径。
26、在一种实施方式中，所述根据竖向棱镜的初始坐标和扭转坐标，计算得到主缆竖向扭转角，具体为：
27、根据主缆上方竖向棱镜的初始坐标和扭转坐标，计算得到主缆上方竖向棱镜的扭转角，具体为：
28、
29、其中，α竖上为主缆上方竖向棱镜的扭转角，l为棱镜中心点到环形夹箍外壁的距离；
30、根据主缆下方竖向棱镜的初始坐标和扭转坐标，计算得到主缆下方竖向棱镜的扭转角，具体为
31、
32、其中，α竖下为主缆下方竖向棱镜的扭转角；
33、根据主缆上方竖向棱镜的扭转角，以及主缆下方竖向棱镜的扭转角，计算得到主缆竖向扭转角，具体为：
34、
35、在一种实施方式中，所述根据水平棱镜的初始坐标和扭转坐标，计算得到主缆水平扭转角，具体为：
36、根据主缆左侧水平棱镜的初始坐标和扭转坐标，计算得到主缆左侧水平棱镜的扭转角，具体为：
37、
38、其中，α平左为主缆左侧水平棱镜的扭转角，l为棱镜中心点到环形夹箍外壁的距离；
39、根据主缆右侧水平棱镜的初始坐标和扭转坐标，计算得到主缆右侧水平棱镜的扭转角，具体为：
40、
41、其中，α平右为主缆右侧水平棱镜的扭转角；
42、根据主缆左侧水平棱镜的扭转角，以及主缆右侧水平棱镜的扭转角，计算得到主缆水平扭转角，具体为：
43、
44、第二方面，本申请实施例提供了一种主缆扭转角测量装置，所述主缆扭转角测量装置包括：
45、监测模块，其用于通过第一全站仪实现主缆左右两侧均设置的水平棱镜的监测，第二全站仪实现主缆上下两侧均设置的竖向棱镜的监测；
46、获取模块，其用于获取主缆稳定工况下竖向棱镜和水平棱镜的初始坐标，以及主缆扭转工况下竖向棱镜和水平棱镜的扭转坐标；
47、计算模块，其用于基于两水平棱镜和两竖向棱镜的初始坐标、扭转坐标，计算得到主缆平均扭转角，并计算出主缆的扭转量。
48、第三方面，本申请实施例提供了一种主缆扭转角测量设备，所述主缆扭转角测量设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的主缆扭转角测量程序，其中所述主缆扭转角测量程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的主缆扭转角测量方法的步骤。
49、第四本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种主缆扭转角测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种主缆扭转角测量方法，其特征在于，所述通过第一全站仪(4)实现主缆(1)左右两侧均设置的水平棱镜(3)的监测，通过第二全站仪(5)实现主缆(1)上下两侧均设置的竖向棱镜(2)的监测，具体为：
3.如权利要求2所述的一种主缆扭转角测量方法，其特征在于，所述棱镜杆(7)贯穿所述环形夹箍(6)的一端与所述环形夹箍(6)螺纹连接。
4.如权利要求2所述的一种主缆扭转角测量方法，其特征在于，所述获取主缆(1)稳定工况下竖向棱镜(2)和水平棱镜(3)的初始坐标，以及主缆(1)扭转工况下竖向棱镜(2)和水平棱镜(3)的扭转坐标，具体为：
5.如权利要求4所述的一种主缆扭转角测量方法，其特征在于，所述基于两水平棱镜(3)和两竖向棱镜(2)的初始坐标、扭转坐标，计算得到主缆(1)平均扭转角，并计算出主缆(1)的扭转量，具体为：
6.如权利要求5所述的一种主缆扭转角测量方法，其特征在于，所述根据竖向棱镜(2)的初始坐标和扭转坐标，计算得到主缆(1)竖向扭转角，具
7.如权利要求5所述的一种主缆扭转角测量方法，其特征在于，所述根据水平棱镜(3)的初始坐标和扭转坐标，计算得到主缆(1)水平扭转角，具体为：
8.一种主缆扭转角测量装置，其特征在于，所述主缆扭转角测量装置包括：
9.一种主缆扭转角测量设备，其特征在于，所述主缆扭转角测量设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的主缆扭转角测量程序，其中所述主缆扭转角测量程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的主缆扭转角测量方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有主缆扭转角测量程序，其中所述主缆扭转角测量程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的主缆扭转角测量方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种主缆扭转角测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种主缆扭转角测量方法，其特征在于，所述通过第一全站仪(4)实现主缆(1)左右两侧均设置的水平棱镜(3)的监测，通过第二全站仪(5)实现主缆(1)上下两侧均设置的竖向棱镜(2)的监测，具体为：
3.如权利要求2所述的一种主缆扭转角测量方法，其特征在于，所述棱镜杆(7)贯穿所述环形夹箍(6)的一端与所述环形夹箍(6)螺纹连接。
4.如权利要求2所述的一种主缆扭转角测量方法，其特征在于，所述获取主缆(1)稳定工况下竖向棱镜(2)和水平棱镜(3)的初始坐标，以及主缆(1)扭转工况下竖向棱镜(2)和水平棱镜(3)的扭转坐标，具体为：
5.如权利要求4所述的一种主缆扭转角测量方法，其特征在于，所述基于两水平棱镜(3)和两竖向棱镜(2)的初始坐标、扭转坐标，计算得到主缆(1)平均扭转角，并计算出主缆(1)的扭转量，具体为：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：肖一鸣，刘晓臻，徐斐，燕明发，陈程，周磊，昌鑫，胡军，贾鸿正，张文卫，田云，舒海华，
申请(专利权)人：中铁大桥局集团第六工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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