[发明专利]一种快速有效的桥梁圆墩竖直度测试方法和系统

权利要求书

1.一种快速有效的桥梁圆墩竖直度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，桥梁圆墩的圆墩墩底截面和圆墩墩顶截面采用刚性材料作为模板施工建成，因此，圆墩墩底截面和圆墩墩顶截面不会发生变形，圆墩墩底截面和圆墩墩顶截面均为圆形；

步骤2，建立任意XY坐标系；在XY坐标系下，在圆墩墩底截面的圆周上，选定同一高程的三个测点，分别为：测点A₁、测点B₁和测点C₁；其中，测点A₁为横桥向左侧测点，测点B₁和测点C₁为目镜范围内任意测点；测定测点A₁、测点B₁和测点C₁的坐标，分别表示为：测点A₁(X_A1,Y_A1)、测点B₁(X_B1,Y_B1)和测点C₁(X_C1,Y_C1)；

步骤3，在XY坐标系下，在圆墩墩顶截面的圆周上，选定同一高程的三个测点，分别为：测点A₂、测点B₂和测点C₂；测定测点A₂、测点B₂和测点C₂的坐标，分别表示为：测点A₂(X_A2,Y_A2)、测点B₂(X_B2,Y_B2)和测点C₂(X_C2,Y_C2)；

步骤4，根据测点A₁、测点B₁和测点C₁的坐标，利用圆心到三点距离相等原理，计算得到圆墩墩底截面的圆心O₁坐标，表示为：圆心O₁(X_O1,Y_O1)；计算测点A₁到圆心O₁的距离，得到圆墩墩底截面的半径R₁；

同样，根据测点A₂、测点B₂和测点C₂的坐标，计算得到圆墩墩顶截面的圆心O₂坐标，表示为：圆心O₂(X_O2,Y_O2)；计算测点A₂到圆心O₂的距离，得到圆墩墩顶截面的半径R₂；

步骤5，根据圆心O₁的坐标和半径R₁，在XY坐标系下绘制得到圆墩墩底截面的投影圆(1)；并在投影圆(1)中标识出圆心O₁以及测点A₁；

根据圆心O₂的坐标和半径R₂，在XY坐标系下绘制得到圆墩墩顶截面的投影圆(2)；并在投影圆(2)中表示出圆心O₂；

由于投影圆(1)和投影圆(2)表示在同一个XY坐标系下，因此，圆心O₂同时也为圆墩墩顶截面的圆心在投影圆(1)中的投影点；

步骤6，对于测点A₁、圆心O₁和圆心O₂围成的三角形，分别计算三条边的长度，即：计算测点A₁到圆心O₁的距离L1、计算测点A1到圆心O₂的距离L2、计算圆心O₁到圆心O₂的距离L3；

根据三角形三条边的长度，计算∠A₁O₁O₂；

步骤7，延长测点A₁到圆心O₁的连线，得到延长线C；

由于测点A₁为横桥向左侧测点，因此，测点A₁到圆心O₁的连线与横桥向平行；

过圆心O₂向延长线C做与延长线C垂直的线，并与延长线C交于点D；

步骤7，点D、圆心O₂和圆心O₁围成三角形，∠O₂O₁D＝∠α＝180度-∠A₁O₁O₂；又由于圆心O₁到圆心O₂的距离L3已计算得到；

因此，根据三角形定理，计算得到圆心O₂到点D的距离L4以及圆心O₁到点D的距离L5；

其中，距离L4为圆墩在顺桥向方向的偏差；距离L5为圆墩在横桥向方向的偏差；由此测量得到圆墩竖直度。