CN108978496A - 一种桥梁智能顶推施工系统及其顶推施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁智能顶推施工系统。所述桥梁智能顶推施工系统包括顶推千斤顶组件、多个顶升千斤顶组件、多个位移传感器、多个力值传感器、风速传感器、雨量传感器、北斗定位装置及控制台，顶推千斤顶组件并与梁体相连接；多个顶升千斤顶组件分别设于各桥墩盖梁顶部；多个位移传感器分别设于各千斤顶组件及梁体上；多个力值传感器分别设于各千斤顶组件上；风速传感器、雨量传感器及北斗定位装置分别设于梁体的顶部；控制台分别与其他组件无线连接。本发明还公开了一种桥梁智能顶推施工系统的顶推施工方法。本发明能对各千斤顶进行集中控制，同时监测各千斤顶的位移值和力值，同步进行顶推施工，加快了施工速度，确保了施工安全。

Description

一种桥梁智能顶推施工系统及其顶推施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体的，涉及一种桥梁智能顶推施工系统及其顶推施工方法。

背景技术

在箱梁施工中，一直以来都是用传统的托拉法施工，通过在桥墩和临时墩上设置拖拉箱梁用的滑道、滑块、水平千斤顶等，将箱梁在拼装区分节段拼装好后，用水平千斤顶施力，借助滑道、滑块来将箱梁向前推进，推到预定位置后进行落梁，完成箱梁的顶推工作。但是，该方法需要在桥墩上布置大量的滑道来满足箱梁的受力问题，造成了在施工中需要做大量的准备工作，效率低，会浪费大量的材料。并且，随着智能控制技术的发展，以及顶推施工中对桥梁顶推过程的严格要求，传统的顶推技术很难保证在顶推的过程中做到“千斤顶力值、梁体位移值同步，梁体按照预定顶推路线行进”。

发明内容

为了解决上述传统箱梁施工时的技术问题，本发明提供一种桥梁智能顶推施工系统及其顶推施工方法，能对各千斤顶进行集中控制，同时监测各千斤顶的位移值和力值，同步进行顶推施工，加快了施工速度，确保了施工安全。

本发明提供了一种桥梁智能顶推施工系统，包括顶推千斤顶组件、多个顶升千斤顶组件、多个位移传感器、多个力值传感器、风速传感器、雨量传感器、北斗定位装置及控制台；所述顶推千斤顶组件设于顶推施工平台上，并通过过渡传力装置与梁体相连接；多个所述顶升千斤顶组件分别设于各桥墩盖梁的顶部；多个所述位移传感器分别设于所述顶推千斤顶组件、所述顶升千斤顶组件及所述梁体上；多个所述力值传感器分别设于所述顶推千斤顶组件及所述顶升千斤顶组件上；所述风速传感器、所述雨量传感器及所述北斗定位装置分别设于梁体的顶部；所述控制台分别与所述顶推千斤顶组件、多个所述顶升千斤顶组件、多个所述位移传感器、多个所述力值传感器、所述风速传感器、所述雨量传感器及所述北斗定位装置无线连接。

在本发明提供的桥梁智能顶推施工系统的一种较佳实施例中，所述顶推千斤顶组件包括若干个顶推千斤顶及反力装置，所述反力装置设于顶推施工平台的滑轨上；若干个所述顶推千斤顶并列间隔设置，并分别与所述控制台无线连接；且若干个所述顶推千斤顶的底部分别与所述反力装置固定连接，若干个所述顶推千斤顶的活塞通过过渡传力装置与所述梁体相连接。

在本发明提供的桥梁智能顶推施工系统的一种较佳实施例中，所述滑轨的两侧面均设有多个等间距分布的定位卡槽，相邻定位卡槽之间的距离与所述顶推千斤顶一个行程的距离相等；所述反力装置包括固定座及棘爪，所述固定座设于所述滑轨顶部，并与所述顶推千斤顶的底部固定连接；所述棘爪固设于所述固定座的底部，所述棘爪的前端设有与所述定位卡槽相配合的齿。

在本发明提供的桥梁智能顶推施工系统的一种较佳实施例中，所述顶升千斤顶组件包括四个顶升千斤顶、两个水平限位千斤顶、PLC控制器及无线接收装置，四个所述顶升千斤顶两两一组，分别沿桥梁的纵向方向对称设于所述盖梁的顶部；两个所述水平限位千斤顶分别设于所述盖梁的两端；所述PLC控制器及所述无线接收装置均设于各桥墩的盖梁顶部，且所述PLC控制器分别与四个所述顶升千斤顶、两个水平限位千斤顶及所述无线接收装置电连接，并通过所述无线接收装置与所述控制台无线连接。

本发明还提供了一种桥梁智能顶推施工系统的顶推施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在顶推施工平台上安装滑轨，在滑轨上安装顶推千斤顶组件；在各桥墩的盖梁顶部安装顶升千斤顶组件，并分别将位移传感器、力值传感器、风速传感器、雨量传感器及北斗定位装置安装到对应位置；

步骤二、加工梁体，然后将加工好的梁体与顶推千斤顶活塞相接；

步骤三、控制台首先控制顶升千斤顶将梁体托起，然后控制顶推千斤顶工作，推动梁体；到达预设行程后，顶推千斤顶停止工作，顶升千斤顶回缩，将梁体临时搁置在盖梁上；最后顶推千斤顶回缩至初始状态，同时带动反力装置前移；

步骤四、重复所述步骤三，直至梁体到达预定位置，完成顶推施工。

在本发明提供的桥梁智能顶推施工系统的顶推施工方法的一种较佳实施例中，所述梁体前端设置有钢导梁，所述钢导梁为桁架结构，所述钢导梁前端的顶部设置为向前下方倾斜的斜面。

相较于现有技术，本发明提供的桥梁智能顶推施工系统及其顶推施工方法具有以下有益效果：本发明对各千斤顶进行集中控制，同步进行顶推施工，加快了施工速度，确保了施工安全；在梁体顶升和回落过程中进行顶升控制，在梁体平移过程中进行同步顶推控制和纠偏控制，同时采用位移传感器和力值传感器实时监控检测梁体顶推过程中的力值和位移量，防止千斤顶的位移是由顶推后座移动造成的假象，保证施工顺利进行；采用北斗定位装置监测顶推过程中梁体竖向位移和水平位移的变化，通过建立梁体的空间坐标，保证顶推过程中梁体的准确就位；此外，通过设置风速传感器和雨量传感器监测顶推过程中梁体周围环境的风速和雨量，方便控制台根据监测数据对顶推施工过程进行适当调整，进一步保证了施工的顺利进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明提供的桥梁智能顶推施工系统的整体结构示意图；

图2是图1所示桥梁智能顶推施工系统的盖梁结构示意图；

图3是图1所示桥梁智能顶推施工系统的结构框图；

图4是本发明提供的桥梁智能顶推施工系统的顶推施工方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请一并参阅图1、图2及图3，其中，图1是本发明提供的桥梁智能顶推施工系统的整体结构示意图；图2是图1所示桥梁智能顶推施工系统的盖梁结构示意图；图3是图1所示桥梁智能顶推施工系统的结构框图。所述桥梁智能顶推施工系统1包括顶推千斤顶组件11、多个顶升千斤顶组件12、多个位移传感器13、多个力值传感器14、风速传感器15、雨量传感器16、北斗定位装置17及控制台18；所述顶推千斤顶组件11设于顶推施工平台上，并通过过渡传力装置21与梁体2相连接；多个所述顶升千斤顶组件12分别设于各桥墩盖梁3的顶部；多个所述位移传感器13分别设于所述顶推千斤顶组件11、所述顶升千斤顶组件12及所述梁体2上；多个所述力值传感器14分别设于所述顶推千斤顶组件11及所述顶升千斤顶组件12上；所述风速传感器15、所述雨量传感器16及所述北斗定位装置17分别设于梁体2的顶部；所述控制台18分别与所述顶推千斤顶组件11、多个所述顶升千斤顶组件12、多个所述位移传感器13、多个所述力值传感器14、所述风速传感器15、所述雨量传感器16及所述北斗定位装置17无线连接。

多个所述位移传感器13分别设置在梁体2的顶部及各千斤顶的活塞杆上，用于测量梁体2及各千斤顶活塞杆的位移量，保证顶推千斤顶及顶升千斤顶工作时的同步性。

多个所述力值传感器14分别设置在各千斤顶的液压回路上，用于测量各千斤顶工作时的力值。

所述风速传感器15及所述雨量传感器16分别用于监测顶推过程中的风速及雨量。

所述北斗定位装置17用于监测顶推过程中梁体2竖向位移和水平位移的变化，通过建立梁体的空间坐标，保证顶推过程中梁体2的准确就位。

所述顶推千斤顶组件11包括若干个顶推千斤顶111及反力装置113，所述反力装置113设于顶推施工平台的滑轨上；若干个所述顶推千斤顶111并列间隔设置，并分别与所述控制台18无线连接；且若干个所述顶推千斤顶111的底部分别与所述反力装置113固定连接，若干个所述顶推千斤顶111的活塞通过过渡传力装置21与所述梁体2相连接。

所述滑轨的两侧面均设有多个等间距分布的定位卡槽，相邻定位卡槽之间的距离与所述顶推千斤顶一个行程的距离相等；所述反力装置113包括固定座及棘爪1131，所述固定座设于所述滑轨顶部，并与所述顶推千斤顶111的底部固定连接；所述棘爪1131固设于所述固定座的底部，所述棘爪1131的前端设有与所述定位卡槽相配合的齿。

所述顶升千斤顶组件12包括四个顶升千斤顶121、两个水平限位千斤顶123、PLC控制器125及无线接收装置127，四个所述顶升千斤顶121两两一组，分别沿桥梁的纵向方向对称设于所述盖梁3的顶部；两个所述水平限位千斤顶123分别设于所述盖梁3的两端，用于在顶推过程中梁体2偏离预定轨道时对梁体2进行纠偏；所述PLC控制器125及所述无线接收装置127均设于所述盖梁3顶部，且所述PLC控制器125分别与四个所述顶升千斤顶121、两个水平限位千斤顶123及所述无线接收装置127电连接，并通过所述无线接收装置127与所述控制台18无线连接。

请参阅图4，图4是本发明提供的桥梁智能顶推施工系统的顶推施工方法的流程图。所述桥梁智能顶推施工系统的顶推施工方法包括以下步骤：

S1、在顶推施工平台上安装滑轨，在滑轨上安装所述顶推千斤顶组件11；在各桥墩的盖梁3顶部安装所述顶升千斤顶组件12，并分别将位移传感器13、力值传感器14、风速传感器15、雨量传感器16及北斗定位装置17安装到对应位置；

S2、加工梁体2，然后将加工好的梁体2与顶推千斤顶活塞相接；

具体的，在梁体2与顶推千斤顶11之间设置全截面承压的过渡传力装置21，全截面承压的过渡传力装置21为一端和承压的梁体2的截面相同，另一端和顶推千斤顶11相铰接，使承压力均布于整个梁体2结构的截面；

另外，所述梁体2前端设置有钢导梁，所述钢导梁为桁架结构，所述钢导梁前端的顶部设置为向前下方倾斜的斜面；

S3、控制台18首先控制顶升千斤顶121将梁体托起，然后控制顶推千斤顶111工作，推动梁体2；到达预设行程后，顶推千斤顶111停止工作，顶升千斤顶121回缩，将梁体2临时搁置在盖梁3上；最后顶推千斤顶111回缩至初始状态，同时带动反力装置113前移；

具体的，在顶升千斤顶121顶升和回缩过程中，各顶升千斤顶的活塞统一动作，控制台18通过位移传感器13检测各顶升千斤顶活塞的位移量，保证顶升千斤顶工作时的同步性；

在顶推千斤顶111顶推和回缩过程中，各顶推千斤顶的活塞统一动作，控制台18通过位移传感器13检测各顶推千斤顶活塞的位移量，保证顶推千斤顶工作时的同步性；

同时，在顶推施工过程中，控制台18通过力值传感器14监测各千斤顶的力值，用于判断顶推施工过程中液压系统是否完好，同时也可以判断顶推力是否符合设计值；

通过在顶推过程中采用北斗定位装置监测顶推过程中梁体竖向位移和水平位移的变化，通过建立梁体的空间坐标，保证顶推过程中梁体的准确就位；通过设置风速传感器和雨量传感器监测顶推过程中梁体周围环境的风速和雨量，方便控制台根据监测数据对顶推施工过程进行适当调整；

S4、重复所述S3，直至梁体2到达预定位置，完成顶推施工。

本发明提供的桥梁智能顶推施工系统1及其顶推施工方法具有以下有益效果：本发明对各千斤顶进行集中控制，同步进行顶推施工，加快了施工速度，确保了施工安全；在梁体顶升和回落过程中进行顶升控制，在梁体平移过程中进行同步顶推控制和纠偏控制，同时采用位移传感器和力值传感器实时监控检测梁体顶推过程中的力值和位移量，防止千斤顶的位移是由顶推后座移动造成的假象，保证施工顺利进行；采用北斗定位装置监测顶推过程中梁体竖向位移和水平位移的变化，通过建立梁体的空间坐标，保证顶推过程中梁体的准确就位；此外，通过设置风速传感器和雨量传感器监测顶推过程中梁体周围环境的风速和雨量，方便控制台根据监测数据对顶推施工过程进行适当调整，进一步保证了施工的顺利进行。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种桥梁智能顶推施工系统，其特征在于，包括顶推千斤顶组件、多个顶升千斤顶组件、多个位移传感器、多个力值传感器、风速传感器、雨量传感器、北斗定位装置及控制台；所述顶推千斤顶组件设于顶推施工平台上，并通过过渡传力装置与梁体相连接；多个所述顶升千斤顶组件分别设于各桥墩盖梁的顶部；多个所述位移传感器分别设于所述顶推千斤顶组件、所述顶升千斤顶组件及所述梁体上；多个所述力值传感器分别设于所述顶推千斤顶组件及所述顶升千斤顶组件上；所述风速传感器、所述雨量传感器及所述北斗定位装置分别设于梁体的顶部；所述控制台分别与所述顶推千斤顶组件、多个所述顶升千斤顶组件、多个所述位移传感器、多个所述力值传感器、所述风速传感器、所述雨量传感器及所述北斗定位装置无线连接。

2.根据权利要求1所述的桥梁智能顶推施工系统，其特征在于，所述顶推千斤顶组件包括若干个顶推千斤顶及反力装置，所述反力装置设于顶推施工平台的滑轨上；若干个所述顶推千斤顶并列间隔设置，并分别与所述控制台无线连接；且若干个所述顶推千斤顶的底部分别与所述反力装置固定连接，若干个所述顶推千斤顶的活塞通过过渡传力装置与所述梁体相连接。

3.根据权利要求2所述的桥梁智能顶推施工系统，其特征在于，所述滑轨的两侧面均设有多个等间距分布的定位卡槽，相邻定位卡槽之间的距离与所述顶推千斤顶一个行程的距离相等；所述反力装置包括固定座及棘爪，所述固定座设于所述滑轨顶部，并与所述顶推千斤顶的底部固定连接；所述棘爪固设于所述固定座的底部，所述棘爪的前端设有与所述定位卡槽相配合的齿。

4.根据权利要求1所述的桥梁智能顶推施工系统，其特征在于，所述顶升千斤顶组件包括四个顶升千斤顶、两个水平限位千斤顶、PLC控制器及无线接收装置，四个所述顶升千斤顶两两一组，分别沿桥梁的纵向方向对称设于所述盖梁的顶部；两个所述水平限位千斤顶分别设于所述盖梁的两端；所述PLC控制器及所述无线接收装置均设于各桥墩的盖梁顶部，且所述PLC控制器分别与四个所述顶升千斤顶、两个水平限位千斤顶及所述无线接收装置电连接，并通过所述无线接收装置与所述控制台无线连接。

5.一种基于权利要求1～4任一所述的桥梁智能顶推施工系统的顶推施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在顶推施工平台上安装滑轨，在滑轨上安装顶推千斤顶组件；在各桥墩的盖梁顶部安装顶升千斤顶组件，并分别将位移传感器、力值传感器、风速传感器、雨量传感器及北斗定位装置安装到对应位置；

步骤二、加工梁体，然后将加工好的梁体与顶推千斤顶活塞相接；

步骤三、控制台首先控制顶升千斤顶将梁体托起，然后控制顶推千斤顶工作，推动梁体；到达预设行程后，顶推千斤顶停止工作，顶升千斤顶回缩，将梁体临时搁置在盖梁上；最后顶推千斤顶回缩至初始状态，同时带动反力装置前移；

步骤四、重复所述步骤三，直至梁体到达预定位置，完成顶推施工。

6.根据权利要求5所述的桥梁智能顶推施工系统的顶推施工方法，其特征在于，所述梁体前端设置有钢导梁，所述钢导梁为桁架结构，所述钢导梁前端的顶部设置为向前下方倾斜的斜面。