CN101881001B - 一种挂篮应力及变形预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挂篮应力及变形预警系统，其特征在于：包括安装在各个部位的传感器和控制柜，传感器与控制柜电连接，所述的控制柜设有预置程序和报警装置，将由传感器传递的各控制部位的应力值和变形量与设定值进行比较，当应力值或变形量超过设定值时，报警装置启动报警。本发明采用上述技术方案，及时对挂篮结构的应力和变形进行监控，防止恶性事故的发生，保证了施工质量。

Description

一种挂篮应力及变形预警系统

技术领域

本发明属于建筑机具领域，涉及一种桥梁施工用的挂篮，具体涉及一种可及时监控挂篮重要结构部位在施工过程中产生的应力和变形的预警系统。 

背景技术

挂篮是桥梁悬臂浇筑的主要机具，是一个沿着轨道行走的活动施工平台。 

挂篮从结构受力特点主要分为后支点挂篮和前支点挂篮。 

后支点挂篮可适用于各种悬臂浇筑的桥梁，包括连续刚构、连续梁、斜拉桥等。后支点挂篮主受力体系为悬臂梁，悬臂梁后半部分锚固在已浇筑混凝土节段上，前半部分悬出在待浇节段，悬挂施工平台(一般悬臂梁均位于主梁上方)，进行节段混凝土浇筑。常见的悬臂梁形式多种，有钢箱梁、贝蕾梁、三角形桁架、弓形桁架、菱形桁架、万能杆件桁架等。 

后支点挂篮体系相对简单，受力明确，体系转换少(主要分为浇筑状态和行走状态)，施工过程中外荷载变化较小，施工控制相对简单。 

但后支点挂篮的缺点主要包括： 

浇筑节段一般较短，挂篮悬臂越长，挂篮的承载力和刚度会急剧下降。挂篮前端变形可调性差，节段线型控制难度较大。 

前支点挂篮一般在斜拉桥上使用，利用斜拉索作为挂篮的前支点，有的也称为牵索式挂篮。主要受力体系为有轴向力的连续梁，前支点为斜拉索。 

前支点挂篮的优点主要有：挂篮的支承体系利用后斜拉索，将待浇筑混凝土荷载直接传到塔柱上，使已浇筑节段受力减少，可以减少施工期间预应力束的设置。通过挂篮前端斜拉索索力调整，可以很好地控制节段混凝土初凝前的无应力标高，便于混凝土的线型和质量控制。 

前支点挂篮的主要缺点有：由于不同节段拉索角度不同，同一节段浇筑过程中索力也在主动和被动进行调整，整个挂篮受力体系较为复杂。在人为调整外力或施工加载过程中，容易出现索力控制不同步、索力过大或过小，引起挂篮局部受力超出容许范围。

前支点挂篮拉索力对挂篮主体形成较大的水平力，挂篮主桁一般需要对应于拉索布置，在主梁截面较宽的单索面挂篮体系施工时，拉索和挂篮主梁都集中在主梁横截面的中间，挂篮在横断面方向容易失稳，且利用中间的拉索，调整挂篮横向标高差异难度大，施工安全和施工质量均存在一定的问题。 

要解决挂篮施工过程中的安全控制和质量控制问题，特别是前支点挂篮和前后支点组合式挂篮，就需要设置一种挂篮应力及变形预警系统，防止施工过程中的操作失误，指导施工现场进行应力和变形控制，保证质量和安全。 

现有挂篮技术一般对此采用简单的技术人员实地测量记录的方式进行处理，其缺点是必须依赖人员进行，而施工中有时测量困难，并且这种方式不能自动将该信息反馈到质量安全部门，不利于及时发现和处理问题。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种挂篮应力及变形预警系统，便于技术人员随时监控和掌握挂篮重要部位和构件的变形及应力情况，并适时进行调整，确保质量与安全。 

解决该技术问题所采用的技术方案是：一种挂篮应力及变形预警系统，其特征在于：包括安装在各个部位的传感器和控制柜，传感器与控制柜电连接，所述的控制柜设有预置程序和报警装置，将由传感器传递的各控制部位的变形量与设定值进行比较，当变形量超过设定值时，报警装置启动报警。 

本发明采用上述技术方案，及时对挂篮结构的应力及变形进行监控，防止恶性事故的发生，保证了施工质量和施工安全。 

进一步，变形控制所述的传感器是设于挂篮底模板上的水平高差传感器，所述的水平高差传感器包括水平连同器和液面检测装置，在模板底部铺设水平软胶管，在每个监控点处采用一个三通、一根透明硬胶管与水平胶管连接，胶管内灌注深色液体，构成水平连通器。在透明硬胶管的液面上下各设定距离处设有上、下检测装置，通过信号线与控制柜连接。当部分杆件变形过大，造成模板底部形成水平高差，根据液体从高处往低处流动的特性，在各机位的透明硬胶管内出现液面升降的现象，液面的浮动将产生靠近或远离上下光电开关的运动。一旦黑色 液面遮挡或者离开检测装置的感应范围，黑色液面将遮挡或者不遮挡检测装置的红外线，使得光敏三极管导通或者截止，信号线将输出高或低电平，将该开关信号传递给控制柜。 

应力传感器是设于挂篮关键部位的应变片，在施工过程中，将应变数据传至控制柜，与预设不同的施工流程的应变比较，进行预警。 

再进一步，所述的控制柜还设有无线通讯接口，所述无线通讯接口可发送信息至信息接收器。这样的结构使技术人员可以随时掌握挂篮各重要部位的变形情况，杜绝危险状况的发生。 

进一步，所述的信心接收器是有线或无线电话机。其技术成熟，成本便宜。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明： 

图1是本发明在挂篮上布置的应力及变形测试点示意图； 

图2是本发明的水平高差传感器结构示意图。 

具体实施方式

如图1所示，本发明在挂篮的前系梁1、抗剪装置2、内行走梁前端3、外行走梁前端4、拉索接长杆5上分别设置有应变片，这些应变片通过信号线与电控柜相连，电控柜采用单片机或者PLC，内设有预置程序和报警装置，对各传感器进行信号检测，并将变形量与设定值进行比较，当变形量超过设定值时，报警装置启动报警。本发明采用上述技术方案，及时对挂篮结构的应力及变形进行监控，防止恶性事故的发生，保证了施工质量和施工安全。 

如图2所示，本发明的水平高差控制器，采用透射式连通管构成流通液体的互连装置，然后利用光电传感检测管内液体位置的高低来判断模板的控制部位的水平高差。 

在模板底部铺设水平软胶管，在每个机位处采用一个三通、一根透明硬胶管7与水平胶管6连接，胶管内灌注黑色液体，构成水平连通器。透明硬胶管内的黑色液体采用灌有墨汁的自来水。在透明硬胶管的液面上下各1.5cm处设有上、下侧光电开关(分别由图中所示的光电二极管8和光敏三极管13，以及光电二极管10和光敏三极管11组成)，通过信号线12与控制装置系统连接。当模板运 行时，如出现各部位快慢不一，造成底部形成水平高差，根据液体从高处往低处流动的特性，在各部位的透明硬胶管内出现液面9升降的现象，液面9的浮动将产生靠近或远离上下光电开关的运动。一旦黑色液面遮挡或者离开光电开关U形槽的感应范围，黑色液面将遮挡或者不遮挡光电开关内发光二极管的红外线，使得光电开关的光敏三极管导通或者截止，信号线将输出高或低电平，将该开关信号传递给同步控制装置，同步控制装置根据预先设定的程序，发出该机位提升设备停机或继续运转的指令，从而实现对各部位的控制。 

以上实施例仅仅说明本发明的实施方式，不能理解为对本发明的保护范围的限定，只要是采用本发明的技术方案，或者仅仅作出本领域的普通技术人员都能想到的常规改进或变形，都落入本发明的保护范围。 

Claims (1)

1.一种挂篮应力及变形预警系统，其特征在于：包括安装在各个部位的传感器和控制柜，传感器与控制柜电连接，所述的控制柜设有预置程序和报警装置，将由传感器传递的各控制部位的应力值或变形量与设定值进行比较，当应力值或变形量超过设定值时，报警装置启动报警；所述的传感器包括设于挂篮底模板上的水平高差传感器，所述的水平高差传感器包括水平连通器和液面检测装置，所述的水平联通器是在模板底部铺设水平软胶管，在每个监控点处采用一个三通、一根透明硬胶管与水平软胶管连接，胶管内灌注深色液体，构成水平连通器，在透明硬胶管的液面上下各设定距离处设有上、下检测装置，通过信号线与控制柜连接。

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