CN104099868A - 桥梁顶升同步控制整合系统 - Google Patents
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Abstract
一种桥梁顶升同步控制整合系统，其包含有一监控机构；一与监控机构连接的油压控制机构；多数分别与油压控制机构连接的千斤顶；以及一与监控机构连接的感测机构。藉此，可使桥梁的大梁所产生的位移变化利用感测机构与千斤顶的配合，而实时传输相关讯号至监控机构中作为控制参数，让监控机构对油压控制机构与千斤顶进行精确的调控，以完成桥梁顶升过程的同步控制作业，进而于进行桥梁顶升施工时，达到具有较佳的精准度及安全性的功效。
Description
技术领域
本发明有关于一种桥梁顶升同步控制整合系统，尤指一种可使桥梁的大梁所产生的位移变化利用感测机构与千斤顶的配合，而实时传输相关讯号至监控机构中作为控制参数，让监控机构对油压控制机构与千斤顶进行精确的调控，以完成桥梁顶升过程的同步控制作业，进而于进行桥梁顶升施工时，达到具有较佳的精准度及安全性的功效者。
背景技术
一般工程界大都采用于桥台或桥墩柱帽梁钢筋混凝土结构体的外侧，多以螺栓锚定支撑托架方式或其它支撑系统，建立设置千斤顶的作业平台，再以桥梁的大梁作为千斤顶顶升支点。
然，由于桥梁顶升时施工设备或者顶升速率存在差异，使桥梁的大梁出现差异变位，从而在桥体中产生附加应力，而当桥体上部结构于顶升时，其重量转移分配于桥下安置的千斤顶，此时每一千斤顶承受的载重少则数十公吨，多至数百公吨之间，且因桥体的使用年限及所处环境影响，混凝土强度变异度大，因此，其可能导致结构受力状态发生改变，甚至使结构损伤、开裂乃至破坏，差异变位也将因随桥梁顶升高度增加，造成累积误差使桥体倾斜度增加，除导致桥体结构受损之外，严重时更将影响施工安全，若加上修复费用、所需时程及所造成交通不便，其损失更是难以估计。
有鉴于此，本案发明人特针对前述已用发明问题深入探讨，并藉由多年从事相关产业的研发与制造经验，积极寻求解决之道，经过长期努力的研究与发展，终于成功的开发出本发明，藉以改善已用的种种问题。
发明内容
本发明主要目的在于，可使桥梁的大梁所产生的位移变化利用感测机构与千斤顶的配合，而实时传输相关讯号至监控机构中作为控制参数，让监控机构对油压控制机构与千斤顶进行精确的调控，以完成桥梁顶升过程的同步控制作业，进而于进行桥梁顶升施工时，达到具有较佳的精准度及安全性的功效。
为达上述目的，本发明一种桥梁顶升同步控制整合系统，其包含有：一监控机构；一与监控机构连接的油压控制机构；多数分别与油压控制机构连接的千斤顶；以及一与监控机构连接的感测机构。
于本发明的一实施例中，该监控机构至少包含有一顶升策略模块及一顶升监控模块，而该顶升监控模块接收感测机构的感测讯号。
于本发明的一实施例中，该顶升策略模块至少包含有一预顶施工单元、一试顶升施工单元、一顶升施工单元、一保压施工单元及一降桥施工单元。
于本发明的一实施例中，该感测机构至少包含有一变位传感器、一倾斜传感器、一应变传感器及一压力传感器。
附图说明
图１为本发明的基本架构示意图。
图２为本发明的方块示意图。
组件标号对照：
监控机构１；
顶升策略模块１１；
预顶施工单元１１１；
试顶升施工单元１１２；
顶升施工单元１１３；
保压施工单元１１４；
降桥施工单元１１５；
顶升监控模块１２；
油压控制机构２；
千斤顶３；
感测机构４；
变位传感器４１；
倾斜传感器４２；
应变传感器４３；
压力传感器４４；
桥梁５。
具体实施方式
请参阅图１及图２所示，分别为本发明的基本架构示意图及本发明的方块示意图。如图所示：本发明系一种桥梁顶升同步控制整合系统，其至少由一监控机构１、一油压控制机构２、多数千斤顶３以及一感测机构４所构成。
上述所提的监控机构１至少包含有一顶升策略模块１１及一顶升监控模块１２，其中该顶升策略模块１１至少包含有一预顶施工单元１１１、一试顶升施工单元１１２、一顶升施工单元１１３、一保压施工单元１１４及一降桥施工单元１１５。
该油压控制机构２与监控机构１连接。
各千斤顶３分别与油压控制机构２连接。
该感测机构４与监控机构１连接，且由该顶升监控模块１２接收其感测讯号，而该感测机构４至少包含有一变位传感器４１、一倾斜传感器４２、一应变传感器４３及一压力传感器４４。
当本发明于应用时，将各千斤顶３与感测机构４的变位传感器４１、倾斜传感器４２及应变传感器４３分别设置于桥梁５的适当位置处（如：桥梁上部结构的大梁与桥墩之间），压力传感器４４连接于千斤顶，以作为桥梁顶升施工之用。而当运作时利用感测机构４所设的变位传感器４１、倾斜传感器４２、应变传感器４３及压力传感器４４与千斤顶３的配合，将桥梁５的大梁所产生的位移变化实时传输相关讯号至监控机构１作为控制参数，让监控机构１以顶升策略模块１１及顶升监控模块１２对顶升桥梁感测位移、倾斜度、应变及千斤顶载重等讯号监控，以进行回授及预警功能，使监控机构１对油压控制机构２与千斤顶３进行精确的调控，达到整个桥梁５顶升过程的同步控制，以期在顶升的过程中，降低桥体因差异变形所造成桥梁５的安全影响。
然，本发明的安全监测参数包括桥面上沿桥长及桥宽的两轴方向倾斜度，桥梁５上部结构变位及应力和千斤顶３荷重监测等顶升时的实时侦测，且本发明的监控机构１于进行千斤顶３的同步顶升调控时，同时以顶升策略模块１１的预顶施工单元１１１、试顶升施工单元１１２、顶升施工单元１１３、保压施工单元１１４及降桥施工单元１１５等作为顶升施工策略，并配合顶升监控模块１２、变位传感器４１、倾斜传感器４２、应变传感器４３及压力传感器４４进行桥梁顶升监控，确保同步顶升安全性，以实时发现顶升过程中的过大位移，或对桥梁５主要受力部位进行应变监测，而实时判断附加应力对结构造成的影响程度，或对千斤顶进行荷重监测，可进一步作为桥梁５顶升施工控制指标，并增加整体工法的安全性，且在顶升过程中即需进行顶升策略微调工作，以避免累计增加最大差异变位，而该顶升策略模块１１的预顶施工单元１１１、试顶升施工单元１１２、顶升施工单元１１３、保压施工单元１１４及降桥施工单元１１５的动作分别说明如下：
预顶施工单元１１１：进行千斤顶３的预顶，而该预顶施工单元１１１是为了确认千斤顶３与油压控制机构２间的高压软管及各个接头无漏油脱落现象，并确认顶升基础无产生异常变形等情形，且确认监控机构１、油压控制机构２、千斤顶３以及感测机构４之间为有效连接。
试顶升施工单元１１２：其执行过程是依据桥梁５构件图估算得出各顶升点近似的荷重值，调节各顶升点的顶升力。为了避免计算误差和确保工程安全，初始顶升力应略小于计算的近似荷重值，待各顶升点调整好后，各处的顶升力以固定步阶增加，若产生位移则记录试顶升结果。而在此单元的执行过程中，各顶升点获得的实际荷重值为顶升时千斤顶3的压力参考值，试顶升施工并以千斤顶顶至设计荷载为控制荷重，并应待荷重保持稳定状态后再进行卸载。
顶升施工单元１１３：此顶升施工以千斤顶３分次顶升桥梁５，并根据变位传感器４１的撷取资料判断桥梁5的大梁是否产生差异变位，若差异变位在控制范围内则千斤顶３继续增加冲程，在使桥梁５上部结构同步升高至设定位移之后，垫上临时支撑垫块于顶升空间，然，于顶升过程中顶升监控模块１２、变位传感器４１、倾斜传感器４２、应变传感器４３及压力传感器４４感测相应讯号作为补偿或停止等判断依据，由于桥梁５顶升为多点顶升，顶升过程要彼此协调，否则会产生倾斜或虚顶现象。
保压施工单元１１４：此保压施工是在顶升完成后，为了后续施工而暂时保持顶起的状态，其主要任务就是保持顶升完成后的顶升位置不变；且保压主要是靠液压系统的自锁机构保持顶升位置不变。一旦系统检测到顶升误差超出允许范围，则动力源立刻启动，调用顶升程序，将其顶回到原位，由千斤顶３微调桥梁５降低差异变位，即顶升位移量就是产生的误差的补正量。
降桥施工单元１１５：此降桥施工是在顶升和后续施工完成后，将桥梁５或大型结构物降回到最低位置的工程，此过程需注意桥体下降时变位控制，以避免桥体因差异变形及局部撞击而受损。
如此，藉由上述说明可使本发明顶升桥梁５上部结构物，针对台风、水灾、地震等对桥梁造成的损坏及地层下陷、防洪高程标准提高、更换桥梁支承垫、交通运输需求调整旧有桥梁高程等。桥梁５顶升不但可避免因拆除原桥梁５的混凝土废弃物，落实生态环保的原则，而且又可发挥工期短，且成本较低等优点。
本发明所建构桥梁同步顶升系统避免因顶升施工对桥梁５的结构体产生二次损伤，以减低顶升时所造成差异变位的附加应力。桥梁同步顶升系统，经由实地测试验证，达到符合同步顶升的精确控制要求，使本发明于运用时至少具有下列优点：
1. 具有实时监测功能，而可实时进行撷取信号显示、收集及数据分析。
2. 具有全自动程序监控功能，可执行施工控制及安全预警。
3. 整合闭回路回授控制，并融入桥梁顶升工法策略，可达到整个顶升过程同步的精确控制。
综上所述，本发明桥梁顶升同步控制整合系统可有效改善已用的种种缺点，可使桥梁的大梁所产生的位移变化利用感测机构与千斤顶的配合，而实时传输相关讯号至监控机构中作为控制参数，让监控机构对油压控制机构与千斤顶进行精确的调控，以完成桥梁顶升过程的同步控制作业，进而于进行桥梁顶升施工时，达到具有较佳的精准度及安全性的功效；进而使本发明的产生能更进步、更实用、更符合消费者使用所须，确已符合发明专利申请要件，爰依法提出专利申请。
惟以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施范围；故，凡依本发明权利要求书及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖范围内。
Claims (4)
1. 一种桥梁顶升同步控制整合系统，其特征在于包括有：
一监控机构；
一油压控制机构，与监控机构连接；
多数千斤顶，分别与油压控制机构连接；以及
一感测机构，与监控机构连接。
2.根据权利要求１所述的桥梁顶升同步控制整合系统，其特征在于，该监控机构至少包含有一顶升策略模块及一顶升监控模块，而该顶升监控模块接收感测机构的感测讯号。
3.根据权利要求2所述的桥梁顶升同步控制整合系统，其特征在于，该顶升策略模块至少包含有一预顶施工单元、一试顶升施工单元、一顶升施工单元、一保压施工单元及一降桥施工单元。
4.根据权利要求１所述的桥梁顶升同步控制整合系统，其特征在于，该感测机构至少包含有一变位传感器、一倾斜传感器、一应变传感器及一压力传感器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20141015 |