CN104565538A - 一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的方法及系统，所述方法包括以下步骤：1)利用有限元分析手段，计算出一组与最优管道应变对应的各托辊的承载力，形成托辊最优承载力矩阵；2)利用有限元分析手段，得到每个托辊升高或者降低单位高度所引起的全部托辊承载力变化，形成托辊承载力转换矩阵3)在铺管作业过程中，通过安装在各托辊上的力传感器进行测量，形成每一时刻的托辊承载力矩阵，将托辊承载力矩阵与事先计算得到的托辊最优承载力矩阵对比，得到该时刻的托辊承载力调节矩阵，并结合托辊承载力转换矩阵解算出该时刻各托辊所需调节的高度；4)根据步骤3)所得到的各托辊所需调节的高度，对托辊的高度实时进行调节。本发明可广泛应用于海底管道铺设过程中。

Description

一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的方法以及能够实现该方法的系统。

背景技术

海底管道铺设一般是利用铺管船上的托管架、张紧器、焊接线等装备实施完成的，从焊接线经托管架到海床安装的管道呈现为S形构形，托管架上的管道承担张紧器的张力，并由若干个托辊支撑在托管架上。S形铺管在实施之前，需要就选定的托管架来计算铺设水深下管道所需要的张紧力，确保其在合理范围内，给出托管架的角度以及托管架上各个托辊分担的支撑力，再校核管道的安装应变。

托管架的托辊一般是简单的支撑构件，其垂向高度一般要在铺管之前事先调节，以改善管道的铺设构形，降低管道铺设的局部应变。

在上述机制下，S形铺管存在有以下不足：

1、现有托管架上的十几个或二十几个托辊共同为管道提供垂向支撑，这些托辊的高度在出海铺管之前已经预设。但随着管道铺设距离的增加，铺设水深一般会有变化，但托辊高度的调节却不易同步实施，因此管道在托管架上的实际曲率与之前的设计曲率间始终存在有差别，而这种差别甚至会导致管道局部塑性损伤。例如，随着铺设水深增加，S形构形中管道在托管架上的弯曲曲率就会加大，并导致前半段托管架托辊的支撑力逐渐减少，甚至托辊与管道脱离接触，后半段托管架托辊的支撑力则逐渐加大，管道在支撑力最大的托辊位置处很容易过弯曲而导致塑性变形。

2、铺设作业中，波浪载荷与铺管船运动的周期一般在10秒上下。铺管船、托管架和管道构成了一个运动整体，当波峰到达时，纵向弯矩使前半段托管架托辊的支撑力增大，后半段托管架托辊的支撑力变小；当波谷到达时则相反。与此同时，被动生成的张紧器张力也是实时变化的，张紧力的变化会直接影响托管架上管道的曲率，尤其是张紧力变小瞬间容易在托管架末端位置引发管道过度弯曲。

由于波浪等环境荷载的随机性，铺设之前的设计分析一般无法覆盖全部的可能响应，因此，管道在托管架上过弯曲，屈服后铺入海床的情况很容易出现，目前缺少一套直接或间接的应变监测系统，确保托管架上的管道不发生屈服。

3、实际工程中，受管道刚度、托管架长度、张紧器吨位及海洋环境条件这些因素制约，管道的可铺设管径与可铺设水深均是受限制的，而铺设过程中托管架角度与托辊高度难以及时调节就会加大这些限制，尤其在环境条件更为苛刻的深水铺设中，铺设管道的强度冗余度本身就很低，上述困难很可能导致深水铺设无法实现。

对于某一条具体的铺设管道，当铺设水深与张紧器的张紧力业已确定，随机变化的环境载荷与铺管船的随机运动就是引起托管架托辊承载变化的主要原因，也是导致某一瞬时各个托辊承载分配不合理而管道某点发生过弯曲的原因。若能补偿上述随机因素引起的不利于所铺设管道受力的托辊承载变化，就能够增大铺设安全系数，提升铺管船铺设能力。实现这个目标的难点在于铺管作业中托管架上由多个托辊支撑的管道在力学上是典型的超静定连续梁，各个托辊的承载力与其高度并非唯一关联，当调节某一托辊高度时，不仅该托辊的承载有变化，相邻的，乃至整个托管架上的其他托辊的承载力理论上均会同时变化。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够有效监测托管架上各个托辊对管道的支撑力，并利用监测数据实现各托辊高度的实时调节的监测调节铺管船托管架托辊荷载的方法及系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的方法，它包括以下步骤：1)在管道铺设设计阶段，利用有限元分析手段，结合铺设当地水深和张紧器的张紧力，计算出一组与最优管道应变对应的各托辊的承载力，形成托辊最优承载力矩阵；其中，与最优管道应变对应的各托辊的承载力，是指管道中最大弯曲应力的值最小时所对应的各托辊的承载力；2)利用有限元分析手段，得到每个托辊升高或者降低单位高度所引起的全部托辊承载力变化，形成托辊承载力转换矩阵{f_ij ^±}(i＝1,…,n；j＝1,…,n)；其中，f_ij ⁺表示第j个托辊升高单位高度，在第i个托辊上引起的承载力变化；f_ij ^—项表示第j个托辊降低单位高度，在第i个托辊上引起的承载力变化；n表示托辊的数量；3)在铺管作业过程中，通过安装在各托辊上的力传感器进行测量，形成每一时刻的托辊承载力矩阵{F_i}_t(i＝1,…,n)，将该时刻的托辊承载力矩阵{F_i}_t与事先计算得到的托辊最优承载力矩阵对比，得到该时刻的托辊承载力调节矩阵{ΔF_i}_t(i＝1,…,n)，并结合托辊承载力转换矩阵{f_ij ^±}解算出该时刻各托辊所需调节的高度；4)根据步骤3)所得到的各托辊所需调节的高度，对托辊的高度实时进行调节。

在所述步骤3)中，各托辊所需调节的高度可通过如下的方程组进行求解：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{F}_1=\underset{j=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{1j}+F_{11}=\underset{j=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δ}}_j\·f_{1j}^{\±}+{\mathrm{\Δ}}_1\·f_{11}^{\±}\\ ...\\ \mathrm{\Δ}{F}_i=\underset{j=1}{\overset{n,j\≠i}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{\mathrm{ij}}+F_{\mathrm{ii}}=\underset{j=1}{\overset{n,j\≠i}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δ}}_j\·f_{\mathrm{ij}}^{\±}+{\mathrm{\Δ}}_i\·f_{\mathrm{ii}}^{\±}\\ ...\\ \mathrm{\Δ}{F}_n=\underset{j=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{\mathrm{nj}}+F_{\mathrm{nn}}=\underset{j=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δ}}_n\·f_{\mathrm{nj}}^{\±}+{\mathrm{\Δ}}_n\·f_{\mathrm{nn}}^{\±}\end{array}\right.$

上式中，ΔF_i表示第i个托辊的承载力调节值；Δ_i表示第i个托辊所需调节的高度；F_ij＝Δ_j·f_ij ^±表示调节第j个托辊的高度而改变的第i个托辊的承载力。

一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的系统，其特征在于：它包括一托管架，所述托管架包括呈三角形布置的三个通长的主弦管和多个三根一组的连接管，各三根一组的所述连接管紧固连接三根所述主弦管，在铺管路径上形成多个三角形框架，在每一三角形框架上均设置一托辊机构；每一所述托辊机构包括两相对固定连接在位于所述三角形框架上方的两根主弦管上的垂向导轨，在两所述垂向导轨上滑动设置一水平导轨，在所述水平导轨上左、右对称滑动设置两水平卡具，在两所述水平卡具的倾斜面上分别设置一便于管道沿自身轴向移动的滚轮，所述水平导轨的底面通过一支架固定连接一水平方向设置的双向液压缸，所述双向液压缸的两输出端分别为一活塞杆，两所述活塞杆分别通过一万向节连接一连杆，两所述连杆的中部分别通过一转轴转动连接在所述水平导轨上，两所述连杆的另一端分别通过一滑轴滑动设置在一开设在所述水平卡具上的弧形槽中；在所述水平导轨的底面固定连接一升降框架，所述升降框架的底面通过一力传感器连接一主液压缸的输出端，所述主液压缸通过一主缸支架固定连接在所述三角形框架的两所述连接管上。

还包括一液压控制系统，所述液压控制系统包括一液压干路，所述液压干路的始端连接一总油箱，所述液压干路的末端并联连接多个液压支路，每一所述液压支路的末端连接一所述托辊机构的所述主液压缸；在所述液压干路上依次设置有一过滤器、一液压泵、一溢流阀、一单向阀和一三位四通电磁换向阀；在每一液压支路上依次设置有一三位四通电磁换向阀、一双向液压锁和一平衡阀。

所述主液压缸采用内置有磁致伸缩位移传感器的双向缓冲液压缸。

还包括一可编程逻辑控制器，各所述托辊机构的所述力传感器、各所述托辊机构的所述磁致伸缩位移传感器、所述液压干路上的所述三位四通电磁换向阀和各所述液压支路上的所述三位四通电磁换向阀均电连接可编程逻辑控制器。

所述双向液压缸连接一手动液压泵。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明监测调节铺管船托管架托辊荷载的方法首先预设了一个托辊最优承载力矩阵，同时利用有限元手段计算出每个托辊升高或者降低单位高度所引起的全部托辊承载力变化，形成托辊承载力转换矩阵，然后在铺管作用过程中，对各托辊的承载力实时进行测量，与托辊最优承载力矩阵对比得到每一时刻的托辊承载力调节矩阵，并结合托辊承载力转换矩阵得到各个托辊所需调节的高度，最后根据计算结果对各个托辊的高度进行调节，由此能够实现铺管作业过程中对各托辊载荷的实时调节，保证管道始终处于最优承载力状态，进而能够增大管道铺设安全系数，提升铺管船的铺设能力。2、本发明在监测调节铺管船托管架托辊荷载的方法的基础上开发了一整套用于实施上述方法的系统，该系统包括多个高度可以调节的托辊机构以及一连接每一托辊机构的主液压缸的液压控制系统，本发明所述系统能够主控调节各托辊支撑力，使其适应铺管工程不断变化的水深，避免托辊高度调节不及时导致的管道在托管架某一托辊位置局部过弯曲，同时也可避免常规托管架暂停铺设调节托辊高度的海上操作。3、本发明还包括一可编程逻辑控制器，其电连接各托辊机构的力传感器、磁致伸缩位移传感器以及液压控制系统中的三位四通电磁换向阀、各三位四通电磁换向阀，在实际使用过程中，可以针对周期10秒上下的随机波浪载荷，在可编程逻辑控制器中录入一套运算控制方法及反馈机制，由此对整个系统进行控制，使全部托辊的承载力分配向最有利状态调整，从而使托辊上面管道的弯曲应变更趋向均匀分布，避免其局部过弯曲。本发明可广泛应用于海底管道铺设过程中。

附图说明

图1是本发明系统的控制流程图；

图2是本发明系统在托管架上布置示意图；

图3是本发明托辊机构的结构示意图；

图4是图3中A-A向的剖视示意图；

图5是图3中B-B向的剖视示意图；

图6是本发明液压控制系统的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明提出了一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的方法，其包括以下步骤(结合图1所示)：

1)在管道铺设设计阶段，利用有限元分析手段，结合铺设当地水深和张紧器的张紧力，计算出一组与最优管道应变对应的各托辊的承载力，形成托辊最优承载力矩阵。

一般来说，指在相同铺设条件下，各托辊的承载力不同，托管架上管道的曲线构形不同，因而管道的最大弯曲应力也不同。与最优管道应变对应的各托辊的承载力，是指管道中最大弯曲应力的值最小时所对应的各托辊的承载力。

2)利用有限元分析手段，得到每个托辊升高或者降低单位高度(例如1cm)所引起的全部托辊承载力变化，形成托辊承载力转换矩阵{f_ij ^±}(i＝1,…,n；j＝1,…,n)；其中，f_ij ⁺表示第j个托辊升高单位高度，在第i个托辊上引起的承载力变化；f_ij ^—项表示第j个托辊降低单位高度，在第i个托辊上引起的承载力变化；n表示托辊的数量；那么，若第j个托辊被调高Δ_j，第i个托辊的承载力变化反之若第j个托辊被调低Δ_j，第i个托辊的承载力变化

理论上针对某一具体的铺设管道，矩阵{f_ij ^±}是铺管张紧力和作业水深的函数。

3)在铺管作业过程中，通过安装在各托辊上的力传感器进行测量，形成每一时刻的托辊承载力矩阵{F_i}_t(i＝1,…,n)，将该时刻的托辊承载力矩阵{F_i}_t与托辊最优承载力矩阵对比，得到该时刻的托辊承载力调节矩阵{ΔF_i}_t(i＝1,…,n)，并结合托辊承载力转换矩阵{f_ij ^±}解算出该时刻各托辊所需调节的高度。

4)根据步骤3)所得到的各托辊所需调节的高度，对托辊的高度实时进行调节。

上述实施例中，在步骤3)中，各托辊所需调节的高度可通过如下的方程组进行求解：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{F}_1=\underset{j=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{1j}+F_{11}=\underset{j=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δ}}_j\·f_{1j}^{\±}+{\mathrm{\Δ}}_1\·f_{11}^{\±}\\ ...\\ \mathrm{\Δ}{F}_i=\underset{j=1}{\overset{n,j\≠i}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{\mathrm{ij}}+F_{\mathrm{ii}}=\underset{j=1}{\overset{n,j\≠i}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δ}}_j\·f_{\mathrm{ij}}^{\±}+{\mathrm{\Δ}}_i\·f_{\mathrm{ii}}^{\±}\\ ...\\ \mathrm{\Δ}{F}_n=\underset{j=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{\mathrm{nj}}+F_{\mathrm{nn}}=\underset{j=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δ}}_n\·f_{\mathrm{nj}}^{\±}+{\mathrm{\Δ}}_n\·f_{\mathrm{nn}}^{\±}\end{array}\right.$

上式中，ΔF_i表示第i个托辊的承载力调节值；上述方程组共包含n个方程，每个方程等号的右边均包括n个托辊高度未知调节量，因此该方程组可求解，通过求解可得到托辊高度调节矩阵{Δ_i}(i＝1,…,n)。

上述实施例中，托辊最优承载力可以是一个数值范围，而不局限于一个具体的数值。当托辊最优承载力为一个数值范围时，在步骤1)中就需要采用有限元分析手段分析出各种极端铺设工况，包括作用在管道上的不同方向的风、浪、流的载荷以及铺管船运动引起的作用在官道上的惯性载荷，由此获得托管架上各个托辊支撑力的上限与下限，定义出铺管作业过程中各个托管支撑力的可行窗口；在步骤3)中，每一时刻的各托辊承载力与其可行窗口进行比较，得到该时刻各托辊需要调节的承载力值，从而形成该时刻的托辊承载力调节矩阵{ΔF_i}_t，其中，当某个托辊支撑力不在可行窗口内时，其超出可行窗口上限或低于可行窗口下限的值即为需要实施调节的值。

为实现上述方法，本发明还提出了一种监控调节铺管船托管架托辊荷载的系统，如图2、图3所示，该系统包括支撑管道1的托管架2，托管架2包括呈三角形布置的三根通长的主弦管21和多个三根一组的连接管22，各三根一组的连接管22通过焊接连接三根主弦管21，在铺管路径上间隔形成多个三角形框架，在每一三角形框架上均设置一托辊机构3。

如图3～5所示，每一托辊机构3包括两相对焊接在位于三角形框架上方的两根主弦管21上的垂向导轨31，在两垂向导轨31上滑动地设置一水平导轨32，在水平导轨32上左、右对称滑动地设置两个水平卡具33，在两水平卡具33的倾斜面上分别设置一便于管道1沿自身轴向移动的滚轮34。水平导轨32的底面通过支架35固定连接一水平方向设置的双向液压缸36，双向液压缸36的两输出端分别为一活塞杆37，两活塞杆37分别通过一万向节38连接一连杆39，两连杆39的中部分别通过一转轴40转动连接在水平导轨32上，两连杆39的另一端分别通过一滑轴41滑动设置在一开设在水平卡具33上的弧形滑槽42中。在水平导轨32的底面固定连接一升降框架43，升降框架43的底面通过一力传感器44连接一主液压缸45的输出端，主液压缸45通过主缸支架46固定连接在托管架2的两侧连接管22上。

本发明监控调节铺管船托管架托辊荷载的系统还包括一液压控制系统5，液压控制系统5用于调节各托辊机构3的主液压缸45的伸缩量，进而调节各托辊高度。如图6所示，液压控制系统5包括一液压干路51，液压干路51的始端连接一总油箱52，末端并联连接多个液压支路53，每一液压支路53的末端连接一托辊机构3的主液压缸45。在液压干路51上依次设置有一过滤器54、一液压泵55、一溢流阀56、一单向阀57和一三位四通电磁换向阀58。在每一液压支路53上依次设置有一三位四通电磁换向阀59、一双向液压锁60和一平衡阀61。

上述实施例中，托辊机构3的主液压缸45采用内置有磁致伸缩位移传感器的双向缓冲液压缸。

本发明监控调节铺管船托管架托辊荷载的系统还包括一可编程逻辑控制器(图中未示出)，各托辊机构的力传感器44、磁致伸缩位移传感器以及液压控制系统5中的三位四通电磁换向阀58、各三位四通电磁换向阀59均电连接可编程逻辑控制器。

上述实施例中，双向液压缸36可以连接一手动液压泵，在出海之前，通过手动液压泵向双向液压缸36注压/泄压，两活塞杆37外伸/内缩，经两连杆39带动两水平卡具33靠近/远离以卡住待铺设管道，然后关闭双向液压缸36上的充压阀，实现保压。出海后，在管道铺设过程中，双向液压缸36是不动的，其内部液压处于保压状态。

本发明对各托辊高度进行调节的工作过程如下：

1)在铺管作业过程中的每一时刻，可编程逻辑控制器通过各托辊机构3的力传感器44获取每一托辊机构3的承载载荷，从而得到每一时刻的托辊承载力矩阵{F_i}_t(i＝1,…,n)，并将该时刻的托辊承载力矩阵{F_i}_t与托辊最优承载力矩阵对比，得到该时刻的托辊承载力调节矩阵{ΔF_i}_t(i＝1,…,n)，进而结合托辊承载力转换矩阵{f_ij ^±}解算出该时刻各托辊所需调节的高度。

2)可编程逻辑控制器通过控制液压系统中液压干路51上的三位四通电磁换向阀58和各液压支路53上的三位四通电磁换向阀59进而控制各托辊机构3的主液压缸45的伸缩，主液压缸45驱动升降框架43带动水平导轨32及位于水平导轨32上的水平卡具33上升或下降，在可编程逻辑控制器控制主液压缸45伸缩的过程中，位于各主液压缸45内部的磁致伸缩位移传感器实时向可编程逻辑控制器反馈主液压缸45的伸缩位移信息，当某一主液压缸45的伸缩位移达到该托辊所需调节的高度时，可编程逻辑控制器控制该液压支路53上的三位四通电磁换向阀59关闭；当全部主液压缸45均达到各自所要调节的高度时，即完成调节过程。

本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的方法，它包括以下步骤：

1)在管道铺设设计阶段，利用有限元分析手段，结合铺设当地水深和张紧器的张紧力，计算出一组与最优管道应变对应的各托辊的承载力，形成托辊最优承载力矩阵；其中，与最优管道应变对应的各托辊的承载力，是指管道中最大弯曲应力的值最小时所对应的各托辊的承载力；

2)利用有限元分析手段，得到每个托辊升高或者降低单位高度所引起的全部托辊承载力变化，形成托辊承载力转换矩阵{f_ij ^±}(i＝1,…,n；j＝1,…,n)；其中，f_ij ⁺表示第j个托辊升高单位高度，在第i个托辊上引起的承载力变化；f_ij ^—项表示第j个托辊降低单位高度，在第i个托辊上引起的承载力变化；n表示托辊的数量；

3)在铺管作业过程中，通过安装在各托辊上的力传感器进行测量，形成每一时刻的托辊承载力矩阵{F_i}_t(i＝1,…,n)，将该时刻的托辊承载力矩阵{F_i}_t与事先计算得到的托辊最优承载力矩阵对比，得到该时刻的托辊承载力调节矩阵{ΔF_i}_t(i＝1,…,n)，并结合托辊承载力转换矩阵{f_ij ^±}解算出该时刻各托辊所需调节的高度；

4)根据步骤3)所得到的各托辊所需调节的高度，对托辊的高度实时进行调节。

2.如权利要求1所述的一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的方法，其特征在于：在所述步骤3)中，各托辊所需调节的高度可通过如下的方程组进行求解：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔF}}_1=\underset{j=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{1j}+F_{11}=\underset{j=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δ}}_j\·f_{1j}^{\±}+{\mathrm{\Δ}}_1\·f_{11}^{\±}\\ ...\\ {\mathrm{\ΔF}}_i=\underset{j=1}{\overset{n,j\≠i}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{\mathrm{ij}}+F_{\mathrm{ii}}=\underset{j=1}{\overset{n,j\≠i}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δ}}_j\·f_{\mathrm{ij}}^{\±}+{\mathrm{\Δ}}_i\·f_{\mathrm{ii}}^{\±}\\ ...\\ {\mathrm{\ΔF}}_n=\underset{j=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{\mathrm{nj}}+F_{\mathrm{nn}}=\underset{j=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δ}}_n\·f_{\mathrm{nj}}^{\±}+{\mathrm{\Δ}}_n\·f_{\mathrm{nn}}^{\±}\end{array}\right.$

上式中，ΔF_i表示第i个托辊的承载力调节值；Δ_i表示第i个托辊所需调节的高度；F_ij＝Δ_j·f_ij ^±表示调节第j个托辊的高度而改变的第i个托辊的承载力。

3.一种实现如权利要求1或2所述方法的监测调节铺管船托管架托辊荷载的系统，其特征在于：它包括一托管架，所述托管架包括呈三角形布置的三个通长的主弦管和多个三根一组的连接管，各三根一组的所述连接管紧固连接三根所述主弦管，在铺管路径上形成多个三角形框架，在每一三角形框架上均设置一托辊机构；

每一所述托辊机构包括两相对固定连接在位于所述三角形框架上方的两根主弦管上的垂向导轨，在两所述垂向导轨上滑动设置一水平导轨，在所述水平导轨上左、右对称滑动设置两水平卡具，在两所述水平卡具的倾斜面上分别设置一便于管道沿自身轴向移动的滚轮，所述水平导轨的底面通过一支架固定连接一水平方向设置的双向液压缸，所述双向液压缸的两输出端分别为一活塞杆，两所述活塞杆分别通过一万向节连接一连杆，两所述连杆的中部分别通过一转轴转动连接在所述水平导轨上，两所述连杆的另一端分别通过一滑轴滑动设置在一开设在所述水平卡具上的弧形槽中；在所述水平导轨的底面固定连接一升降框架，所述升降框架的底面通过一力传感器连接一主液压缸的输出端，所述主液压缸通过一主缸支架固定连接在所述三角形框架的两所述连接管上。

4.如权利要求3所述的一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的系统，其特征在于：还包括一液压控制系统，所述液压控制系统包括一液压干路，所述液压干路的始端连接一总油箱，所述液压干路的末端并联连接多个液压支路，每一所述液压支路的末端连接一所述托辊机构的所述主液压缸；在所述液压干路上依次设置有一过滤器、一液压泵、一溢流阀、一单向阀和一三位四通电磁换向阀；在每一液压支路上依次设置有一三位四通电磁换向阀、一双向液压锁和一平衡阀。

5.如权利要求3或4所述的一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的系统，其特征在于：所述主液压缸采用内置有磁致伸缩位移传感器的双向缓冲液压缸。

6.如权利要求5所述的一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的系统，其特征在于：还包括一可编程逻辑控制器，各所述托辊机构的所述力传感器、各所述托辊机构的所述磁致伸缩位移传感器、所述液压干路上的所述三位四通电磁换向阀和各所述液压支路上的所述三位四通电磁换向阀均电连接可编程逻辑控制器。

7.如权利要求3或4所述的一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的系统，其特征在于：所述双向液压缸连接一手动液压泵。

8.如权利要求5所述的一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的系统，其特征在于：所述双向液压缸连接一手动液压泵。

9.如权利要求6所述的一种监测调节铺管船托管架托辊荷载的系统，其特征在于：所述双向液压缸连接一手动液压泵。