CN108894109B - 一种双幅近距离转体桥同步转体智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双幅近距离转体桥同步转体智能控制系统，包括应力片、激光测距仪、角度传感器、位置传感器、智能张拉设备、无人机和计算机，其特征是：将所述应力片事先预埋在下转盘承台、上转盘承台、主墩身、T型梁混凝土内，通过导线与所述计算机相连；所述激光测距仪安装在两幅箱梁翼板内侧立面处，所述激光测距仪与计算机连接；所述角度传感器安装在两幅所述箱梁翼板边缘，所述角度传感器通过无线传输与计算机连接；所述位置传感器安放在两幅箱梁四个角点，所述智能张拉设备和无人机均与计算机连接。本发明将转体施工可视化、形象化，并通过信息手段来进行自动调节使之达到精准的同步转体，避免在转体施工中出现碰撞、倾覆、过转等风险。

Description

一种双幅近距离转体桥同步转体智能控制系统

本发明涉及转体桥施工技术领域，具体为一种双幅近距离转体桥同步转体智能控制系统。

背景技术

目前，现有的现有转体桥施工主要存在以下问题：

1)、现有转体桥施工主要依靠人工测量钢绞线伸长值来计算和推算转体构件转过角度、双幅之间的距离。本发明将利用激光测距仪、角度感应器实施测量转体构件所转过的角度和双幅之间距离，达到精准控制距离和角度，设定转体最终角度和距离，到达设定位置自动报警，避免超转。

2)、现有转体桥施工主要依靠应力片控制倾覆，可视度不高无直观效果。本发明在转体构件上安装位置感应器实时成像，转体过程中实时显示构件状态及位置，同步模拟转体施工，发现倾覆超过设定误差系统自动报警。

3)、现有转体施工主要依靠两台张拉设备人工控制同步转体，同步度不高。本发明采用智能张拉设备，一台设备控制两台千斤顶，控制应力相同，可以消除两台千斤顶因控制应力不同导致的不同步，并且在转体构件上安装激光测距仪和角度感应器，同时在显示器上显示构件的距离和所转过的角度，并设定相对误差，超过误差后系统自动调节误差较大的控制构件的千斤顶顶进速度，使构件真正达到同步转体。

4)、现有转体施工可视度不高，均是应力图，辨识度不高。本发明将集航拍技术、热成像技术等将转体构件全貌呈现在系统显示屏幕上，实时记录转体过程和各项数据(包括：距离、转角、倾覆、应力、位置、风速等)，可视度高，易控制，精度高，真正实现精准的同步转体。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种双幅近距离转体桥同步转体智能控制系统，实现双幅近距离转体桥同步转体、避免发生碰撞、倾覆，将整个转体施工过程通过信息手段转移到显示器上达到转体过程可视化、可控化。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种双幅近距离转体桥同步转体智能控制系统，该系统由应力片、激光测距仪、角度传感器、位置传感器、自能张拉设备、无人机、三维视频、计算机组成；应力片事先预埋在下转盘承台、上转盘承台、主墩身、T型梁混凝土内，通过导线与计算机相连；激光测距仪安装在两幅箱梁翼板内侧立面处，每幅各两处，并与计算机连接；角度传感器安装在两幅箱梁翼板边缘，通过无线传输与计算机连接；位置传感器安放在两幅箱梁四个角点，通过GPS精准定位，准确定出箱梁位置，并传输到计算机上与航拍图实施对应；智能张拉设备通过数据线与计算机连接，并根据激光测距仪测距值来调整张拉速度；无人机实施航拍并将图像传送到计算机并与事先制作的模型应匹配，与角度传感器、位置传感器配合，显示实时位置；事先制作三维视频，并根据转体施工模拟出转体过程，转体施工时与现场实际相比较；计算机主要用于数据处理，收集各传感器传输回来的数据进行整合和分析，并显示在显示器上。

双幅近距离转体桥同步转体智能控制系统是实现双幅近距离转体桥同步转体、避免发生碰撞、倾覆，将整个转体施工过程通过信息手段转移到显示器上达到转体过程可视化、可控化，具体工作的操作步骤如下：

1)在下转盘承台、上转盘承台、主墩身、T型梁混凝土内预埋应力片，转体施工过程中通过应力变化判断转体桥的倾覆状态并在计算机上显示，以便随时调整；

2)在T型梁翼板两端头内侧立面处安装激光测距仪，用来测量两幅箱梁在转体过程中实施距离，当两侧距离不等时，会在电脑上显示距离差，当超过设定偏差后发出警报，并通过系统传送给张拉控制设备，自动进行调节张拉速度，使两台千斤顶张拉速度一致，转体同步，在接近转体完成时会放慢张拉速度以进行精准调整，此时会根据最终转体完成两幅箱梁之间距离为基准进行调节；

3)角度传感器安装在两幅箱梁翼板边缘，转体施工过程中会在显示器上显示已经转过的角度和过程中的角速度，已设定角速度、角度为基准进行调节，和距离控制达到双控；

4)位置传感器安放在两幅箱梁四个角点，通过GPS精准定位，准确定出箱梁位置，并传输到计算机上与航拍图实施对应，达到转体可视化；

5)智能张拉设备通过数据线与计算机连接，并根据激光测距仪测距值来调整张拉速度使之达到同步转体；

6)无人机实施航拍并将图像传送到计算机并与事先制作的模型应匹配，与角度传感器、位置传感器配合，显示实时转体位置和状态，达到转体可控化；

7)事先制作三维视频，根据转体施工模拟出转体过程，转体施工时与现场实际相比较，出现偏差及时提示；

8)计算机主要用于数据处理，收集各传感器传输回来的数据进行整合和分析，并显示在显示器上，包括距离、转角、倾覆、应力、位置、风速、转体实时图像等。

本发明的有益效果：

与传统的转体桥施工工艺相比，双幅近距离转体桥同步转体智能控制系统操作方便、精度高、可视化程度高、易于控制、同步程度自动调节、应力和位置变化一目了然等优点，其主要原理(见图1)是在转体构件上事先安装激光感应器、应力片、位置感应器等原件、在千斤顶上安装应力感应器、测距感应器等原件，通过航拍及无线传输到中央控制器上并通过显示器显示转体构件实施状态这种数据(如：距离、位置、角度、倾覆、应力等)，从而提高转体施工过程中转体的同步性。

附图说明

图1为主墩底部应力传感器布置的结构示意图；

图2为本系统的结构示意图。

图中：应力片-1、激光测距仪-2、角度传感器-3、位置传感器-4、智能张拉设备-5、无人机-6、计算机-7、模型-8。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种双幅近距离转体桥同步转体智能控制系统，包括应力片1、激光测距仪2、角度传感器3、位置传感器4、智能张拉设备5、无人机6和计算机7，将所述应力片1事先预埋在下转盘承台、上转盘承台、主墩身、T型梁混凝土内，通过导线与所述计算机7相连；

所述激光测距仪2安装在两幅箱梁翼板内侧立面处，所述激光测距仪2与计算机7连接；所述角度传感器3安装在两幅所述箱梁翼板边缘，所述角度传感器3通过无线传输与计算机7连接；所述位置传感器4安放在两幅箱梁四个角点，通过GPS精准定位，准确定出所述箱梁位置，所述智能张拉设备5通过数据线与计算机7连接，所述无人机6通过无线方式与计算机7连接。

如图2所示，一种双幅近距离转体桥同步转体智能控制系统的工作方法，其工作步骤如下，

1)在下转盘承台、上转盘承台、主墩身、T型梁混凝土内预埋应力片1，转体施工过程中通过应力变化判断转体桥的倾覆状态并在计算机7上显示，以便随时调整；

2)在T型梁翼板两端头内侧立面处安装激光测距仪2，用来测量两幅箱梁在转体过程中实施距离，当两侧距离不等时，会在计算机7上显示距离差，当超过设定偏差后发出警报，并通过系统传送给智能张拉设备5，自动进行调节张拉速度，使两台千斤顶张拉速度一致，转体同步，在接近转体完成时会放慢张拉速度以进行精准调整，此时会根据最终转体完成两幅箱梁之间距离为基准进行调节；

3)角度传感器3安装在两幅箱梁翼板边缘，转体施工过程中会在计算机7的显示器上显示已经转过的角度和过程中的角速度，已设定角速度、角度为基准进行调节，和距离控制达到双控；

4)位置传感器4安放在两幅箱梁四个角点，通过GPS精准定位，准确定出箱梁位置，并传输到计算机7上与无人机6航拍图实施对应，达到转体可视化；

5)智能张拉设备5通过数据线与计算机7连接，并根据激光测距仪2测距值来调整张拉速度使之达到同步转体；

6)无人机6实施航拍并将图像传送到计算机7并与事先制作的模型8应匹配，与角度传感器3、位置传感器4配合，显示实时转体位置和状态，达到转体可控化；

7)事先制作三维视频，根据转体施工模拟出转体过程，转体施工时与现场实际相比较，出现偏差及时提示；

8)计算机7主要用于数据处理，收集各传感器传输回来的数据进行整合和分析，并显示在显示器上，包括距离、转角、倾覆、应力、位置、风速、转体实时图像。

本系统主要实现以下作用：

一.利用激光测距仪2测距来反馈给智能张拉设备5，通过自动调节进而来控制双幅转体的同步性；同时利用角度感应器3测量转体桥构件所转过的角度，通过两幅T型梁转过的角度来复核同步程度，该系统实现了同步度的双控；

二.利用无人机6航拍技术将转体过程中实时图像传送给计算机7，并且与事先建好的模拟视频进行比较，通过两者比较验证转体实时状态是否正常，真正达到转体施工的可视化；

三.利用各种传感器将转体时的各项数据进行整合和分析，并根据设定的预警值(转速、同步度、倾覆状态、转角)来提醒整个操作过程的可控性，当超过设定值后及时发出提示音并显示问题出现在那，以便及时进行调整张拉速度、千斤顶的同步度、撑脚来消除转体过程中的风险；

四.将转体施工过程可视化、数据集成化、同步系统自动调节化是一个预保护点。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种双幅近距离转体桥同步转体智能控制系统，包括应力片(1)、激光测距仪(2)、角度传感器(3)、位置传感器(4)、智能张拉设备(5)、无人机(6)和计算机(7)，其特征是：将所述应力片(1)事先预埋在下转盘承台、上转盘承台、主墩身、T型梁混凝土内，通过导线与所述计算机(7)相连；

所述激光测距仪(2)安装在两幅箱梁翼板内侧立面处，所述激光测距仪(2)与计算机(7)连接；所述角度传感器(3)安装在两幅所述箱梁翼板边缘，所述角度传感器(3)通过无线传输与计算机(7)连接；所述位置传感器(4)安放在两幅箱梁四个角点，通过GPS精准定位，准确定出所述箱梁位置，所述智能张拉设备(5)通过数据线与计算机(7)连接，所述无人机(6)通过无线方式与计算机(7)连接；

上述控制系统的工作方法，其工作步骤如下，

1)在下转盘承台、上转盘承台、主墩身、T型梁混凝土内预埋应力片(1)，转体施工过程中通过应力变化判断转体桥的倾覆状态并在计算机(7)上显示，以便随时调整；

2)在T型梁翼板两端头内侧立面处安装激光测距仪(2)，用来测量两幅箱梁在转体过程中实时距离，当两侧距离不等时，会在计算机(7)上显示距离差，当超过设定偏差后发出警报，并通过系统传送给智能张拉设备(5)，自动进行调节张拉速度，使两台千斤顶张拉速度一致，转体同步，在接近转体完成时会放慢张拉速度以进行精准调整，此时会根据最终转体完成两幅箱梁之间距离为基准进行调节；

3)角度传感器(3)安装在两幅箱梁翼板边缘，转体施工过程中会在计算机(7)的显示器上显示已经转过的角度和过程中的角速度，以设定角速度、角度为基准进行调节，和距离控制达到双控；

4)位置传感器(4)安放在两幅箱梁四个角点，通过GPS精准定位，准确定出箱梁位置，并传输到计算机(7)上与无人机(6)航拍图实时对应，达到转体可视化；

5)智能张拉设备(5)通过数据线与计算机(7)连接，并根据激光测距仪(2)测距值来调整张拉速度使之达到同步转体；

6)无人机(6)实时航拍并将图像传送到计算机(7)并与事先制作的模型应匹配，与角度传感器(3)、位置传感器(4)配合，显示实时转体位置和状态，达到转体可控化；

7)事先制作三维视频，根据转体施工模拟出转体过程，转体施工时与现场实际相比较，出现偏差及时提示；

8)计算机(7)主要用于数据处理，收集各传感器传输回来的数据进行整合和分析，并显示在显示器上，包括距离、转角、倾覆、应力、位置、风速、转体实时图像。

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