[发明专利]一种城市管道施工现场组对控制的方法

说明书

本发明属于管道工程领域，涉及一种城市管道施工现场组对控制的方法。为解决施工现场缺乏快速准确的管道组对控制方法的问题，该方法采用空间点测量设备进行现场测量，获得真实现场测量数据。通过WIFI无线通信将数据传输到PC端，并对测量数据快速计算，得出准确的弯头角度及位姿、过渡管尺寸及管口形状。再将过渡管管口外圆绘制成二维展开图并打印出来，为指导过渡管切割提供现场指导。本发明简化了测量过程，提高了管道组对的工作效率，因而具有很高的实用价值和良好的市场应用前景。

技术领域

本发明属于管道工程领域，涉及一种城市管道施工现场组对控制的方法。

背景技术

在城市管道工程建设中，待连接管道多会交叉，交叉连接处通过弯头、过渡管连接作业是管道全部贯通形成整体的重要环节。其中大口径管道连接施工受限条件较多，环境、地形、地质土壤状况以及气候等都是制约施工的重要因素，诸多因素导致已下沟管道的在位状态和设计图纸存在一定的偏差，致使现有管道轴线与连接弯头的轴线不重合，过渡管直口切割不能满足组对要求，需要对过渡管斜切，当斜切尺寸不准确或者现场切割方法不完备时，可能需要反复修改甚至重新切割。管道的连接需要相对精确的数据，仅参考施工图纸不能够满足精度的要求，需要一种基于现场测量数据的组对控制方法。

针对弯管角度，传统简单测量方法是：在转角处沿现有两管道轴线方向各拉一条线，两条线的交叉点就是管道转角的中心点，用量角器或活动角尺测量两条线的夹角，就是管道弯头的角度。该方法偶然误差大，测量精度低。基于现场测量数据拟合出空间圆柱中心轴线，再计算其夹角进而确定弯头角度的方法能有效避免偶然测量误差，提高测量精度。

圆柱拟合方法，CHAPERON T,GOULETTE F.Extracting cylinders in full 3Ddata using a random sampling method and the Gaussian image:2001 InternationalFall Workshop Vision,Modeling,and Visualization(VMV 2001),Stuttgart,Germany,2001[C].等人采用随机抽样和高斯图像方法提取全三维数据的柱面。施贵刚,秦世伟,潘国荣,等.基于遗传算法的空间柱面拟合[J].同济大学学报(自然科学版),2010.等基于遗传算法对三维空间柱面拟合。张益泽,王解先.初值任意选取的圆柱面拟合方法[J].工程勘察,2012(01):77-80.中对圆度误差方程进行适当的变换，使得平差过程中参数的初值可以任意选取。

过渡管切割方面，KITAHARATYYTY.Calculation Approach Of Optimum CuttingSurfaces Of Extra Length Of Pipe Spools:Asme Pressure VesselsPipingConference,2013[C].等人考虑到施工现场切割工作的易操作性，提出三种切割过渡管的方式，1)每个端面垂直切割；2)一个是垂直切割，另一个是斜切；3)每个端面都是斜切。该方法给出了过渡管切割量的分配方法，未给出现场切割控制方法，切割后的过渡管能否准确的进行安装组对无法保证。吴迪.给水管道施工中大口径钢管碰接方法[J].给水排水,2004(10):86-88.等总结出用“三角法”钢管碰接方法，在管端修口后将其同方向划分若干个等距分隔点，选取基准点对另一管端进行放射性测量，用“三角法”进行下料，确定碰接管段的空间位置，来达到管道碰接的目的。该方法前提要对现有管道进行修口量计算与修口操作，且无法解决空间异面相交的情况。

目前管道施工组对方法主要采用人工拉线方式，该方法具有测量偶然误差大，弯头角度和位姿不准确，过渡管切割后需要反复修整甚至重新切割，耗时且费料等缺点，其进度与质量严重影响整个工程工期进展和工期效益。

发明内容