CN109208491A - 一种桥梁转体施工牵引设备控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种桥梁转体施工牵引设备控制方法及系统，通过根据剩余弧长、钢绞线行程变化量和悬臂端转动弧长的数学关系，选择钢绞线行程预定量，反复行程点动，直至转体结构就位。本发明解决现有牵引设备时间点动或手动操控控制存在的牵引力滞后和控制不精确的问题，能够有效提高转体时间点动控制的精准度，从而大大的提高了桥梁转体就位的精确程度。

Description

一种桥梁转体施工牵引设备控制方法及系统

技术领域

本发明属于桥梁转体技术领域，特别是涉及一种桥梁转体施工牵引设备控制方法及系统。

背景技术

桥梁转体施工是指将桥梁结构或其中主要构件在非设计轴线位置浇筑或拼装成形后，通过转体就位的一种施工方法。根据桥梁结构的转动方向，它可分为竖向转体施工法、水平转体施工法以及平转与竖转相结合的方法，其中以平转法应用最多。从1977年建成的第一座转体施工的遂宁建设桥至今，全国采用转体施工方法已建成近300座桥梁，取得了较好的技术经济效益。

转体牵引方式从间断牵引发展至连续牵引，从非同步牵引发展至同步牵引。目前桥梁转体传统的牵引系统按照动力系统的不同，主要有两种：一是同步液压千斤顶牵引系统，主要适用于大吨位桥梁转体施工，通过计算机和网络技术采用各种控制器或控制模块来实现连续、同步、远程控制；二是人工单点同步牵引系统，适用于小吨位的桥梁转体。同步液压千斤顶牵引系统在大吨位桥梁转体过程中又分为连续牵引和点动牵引两种状态。当桥梁转体过程进入最后的转体就位阶段，同步液压千斤顶牵引系统进入点动牵引状态，而目前点动牵引采用的是时间点动控制的方式。

但是，桥梁转体时间点动控制方式主要存在如下问题：(1)牵引钢绞线在牵引启动之前有一个伸长、紧绷的过程，会造成牵引力滞后；(2)牵引时间由操作人员根据计时设备上的时间来人为控制，不同的人的反应时间不同，同一个人每一次点动控制操作动作也不能完全保持一致；因此，转体时间点动控制不够精准，严重影响到桥梁转体就位的精确程度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种桥梁转体施工牵引设备控制方法及系统，解决现有牵引设备时间点动或手动操控控制存在的牵引力滞后和控制不精确的问题，能够有效提高转体时间点动控制的精准度，从而大大的提高了桥梁转体就位的精确程度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种桥梁转体施工牵引设备控制方法，包括步骤：

S100，通过转体试转点动牵引，建立控制计算公式：

S101，转体试转点动牵引过程中，待转体结构开始转动后，通过牵引设备控制子系统保持一定转动牵引力进行牵引，同时通过牵引钢绞线行程监测子系统监测钢绞线行程变化量，当钢绞线行程变化量达到预定量后，及时向牵引设备控制子系统进行反馈，通过牵引设备控制子系统结束点动牵引；

S102，转体结构再次恢复静止状态时，通过弧长监测子系统测出点动前后转体结构悬臂端转动弧长；多次点动后，得出钢绞线行程变化量和悬臂端转动弧长数学关系的计算公式；

S200，在正式转体时，根据所述计算公式进行转体控制：

S201，通过转体结构悬臂端弧长监测子系统监测点动前后转体结构悬臂端转动弧长，计算出距离转体结构就位位置的剩余弧长；

S202，根据剩余弧长，由钢绞线行程变化量和悬臂端转动弧长的数学关系，计算并获取到钢绞线行程预定量；

S203，根据获取的钢绞线行程预定量，通过牵引设备控制子系统控制行程点动，当牵引钢绞线行程监测子系统测得的钢绞线行程达到预定量时，马上停止该次点动；

S204，待转体结构恢复静止状态后再通过转体结构悬臂端弧长监测子系统测算剩余弧长；反复行程点动，直至转体结构就位。

进一步的是，所述牵引钢绞线行程监测子系统中通过设置在钢绞线末端的监测元件Ⅰ监测牵引钢绞线的行程变化和伸长量。

进一步的是，所述转体结构悬臂端弧长监测子系统通过设置在转体结构悬臂端的监测元件Ⅱ监测点动前后转体结构悬臂端的转动角度；将所述转动角度乘以通过旋转半径计算得到的转动弧长，进而计算出剩余弧长。

进一步的是，所述监测元件Ⅰ和监测元件Ⅱ包括水平倾角仪和三维电子罗盘。

进一步的是，根据钢绞线行程预定量数据，点动控制转动牵引力设备，保持一定牵引力牵引，直到钢绞线行程打到预定量后马上停止该次点动；通过累加迭代操作，直到转体精确到位。

另一方面，本发明还提供了一种桥梁转体施工牵引设备控制系统，包括牵引设备控制子系统、牵引钢绞线行程监测子系统和悬臂端弧长监测子系统；

牵引设备控制子系统，通过牵引设备控制子系统保持一定转动牵引力进行牵引,对桥梁转体进行行程点动控制；

牵引钢绞线行程监测子系统，通过牵引钢绞线行程监测子系统监测钢绞线行程变化量,并向牵引设备控制子系统反馈计算结果，向悬臂端弧长监测子系统提供控制计算基础，建立转动弧长和行程的数学关系，根据剩余弧长、数学关系选择点动行程；

悬臂端弧长监测子系统，监测点动前后转体结构悬臂端转动弧长，计算出距离转体结构就位位置的剩余弧长。

进一步的是，所述牵引钢绞线行程监测子系统包括监测元件Ⅰ，监测元件Ⅰ设置在钢绞线末端，监测牵引钢绞线的行程变化和伸长量。

进一步的是，所述悬臂端弧长监测子系统包括监测元件Ⅱ，监测元件Ⅱ设置在转体结构悬臂端，监测点动前后转体结构悬臂端的转动角度；将所述转动角度乘以通过旋转半径计算得到的转动弧长，进而计算出剩余弧长。

进一步的是，所述监测元件Ⅰ和监测元件Ⅱ包括水平倾角仪和三维电子罗盘。

采用本技术方案的有益效果：

本发明通过根据剩余弧长、钢绞线行程变化量和悬臂端转动弧长的数学关系，选择钢绞线行程预定量，反复行程点动，直至转体结构就位，从而解决牵引力时间点动控制系统及方法的牵引力滞后问题，有效提高桥梁转体就位的精确程度，从而大大的提高了桥梁转体就位的精确程度；

本发明行程点动牵引控制方式更精准，转体过程操作更规范，结构就位更精确，具有极大的应用和推广价值。

附图说明

图1为本发明的一种桥梁转体施工牵引设备控制方法的流程示意图；

图2为本发明的一种桥梁转体施工牵引设备控制系统的结构示意图；

图3为本发明中牵引钢绞线行程监测子系统示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

在本实施例中，参见图1所示，本发明提出了一种桥梁转体施工牵引设备控制方法，包括步骤：

S100，通过转体试转点动牵引，建立控制计算公式：

S101，转体试转点动牵引过程中，待转体结构开始转动后，通过牵引设备控制子系统保持一定转动牵引力进行牵引，同时通过牵引钢绞线行程监测子系统监测钢绞线行程变化量，当钢绞线行程变化量达到预定量后，及时向牵引设备控制子系统进行反馈，通过牵引设备控制子系统结束点动牵引；

S102，转体结构再次恢复静止状态时，通过弧长监测子系统测出点动前后转体结构悬臂端转动弧长；多次点动后，得出钢绞线行程变化量和悬臂端转动弧长数学关系的计算公式；

S200，在正式转体时，根据所述计算公式进行转体控制：

S201，通过转体结构悬臂端弧长监测子系统监测点动前后转体结构悬臂端转动弧长，计算出距离转体结构就位位置的剩余弧长；

S202，根据剩余弧长，由钢绞线行程变化量和悬臂端转动弧长的数学关系，计算并获取到钢绞线行程预定量；

S203，根据获取的钢绞线行程预定量，通过牵引设备控制子系统控制行程点动，当牵引钢绞线行程监测子系统测得的钢绞线行程达到预定量时，马上停止该次点动；

S204，待转体结构恢复静止状态后再通过转体结构悬臂端弧长监测子系统测算剩余弧长；反复行程点动，直至转体结构就位。

作为上述实施例的优化方案，所述牵引钢绞线行程监测子系统中通过设置在钢绞线末端的监测元件Ⅰ监测牵引钢绞线的行程变化和伸长量。

所述转体结构悬臂端弧长监测子系统通过设置在转体结构悬臂端的监测元件Ⅱ监测点动前后转体结构悬臂端的转动角度；将所述转动角度乘以通过旋转半径计算得到的转动弧长，进而计算出剩余弧长。

所述监测元件Ⅰ和监测元件Ⅱ包括水平倾角仪和三维电子罗盘。

作为上述实施例的优化方案，根据钢绞线行程预定量数据，点动控制转动牵引力设备，保持一定牵引力牵引，直到钢绞线行程打到预定量后马上停止该次点动；通过累加迭代操作，直到转体精确到位。

为配合本发明方法的实现，基于相同的发明构思，如图2-图3所示，本发明还提供了一种桥梁转体施工牵引设备控制系统，包括牵引设备控制子系统、牵引钢绞线行程监测子系统和悬臂端弧长监测子系统；

牵引设备控制子系统，通过牵引设备控制子系统保持一定转动牵引力进行牵引,对桥梁转体进行行程点动控制；

牵引钢绞线行程监测子系统，通过牵引钢绞线行程监测子系统监测钢绞线行程变化量,并向牵引设备控制子系统反馈计算结果，向悬臂端弧长监测子系统提供控制计算基础，建立转动弧长和行程的数学关系，根据剩余弧长、数学关系选择点动行程；

悬臂端弧长监测子系统，监测点动前后转体结构悬臂端转动弧长，计算出距离转体结构就位位置的剩余弧长。

作为上述实施例的优化方案，所述牵引钢绞线行程监测子系统包括监测元件Ⅰ，监测元件Ⅰ设置在钢绞线末端，监测牵引钢绞线的行程变化和伸长量。

所述悬臂端弧长监测子系统包括监测元件Ⅱ，监测元件Ⅱ设置在转体结构悬臂端，监测点动前后转体结构悬臂端的转动角度；将所述转动角度乘以通过旋转半径计算得到的转动弧长，进而计算出剩余弧长。

所述监测元件Ⅰ和监测元件Ⅱ包括水平倾角仪和三维电子罗盘。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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 (9)

1.一种桥梁转体施工牵引设备控制方法，其特征在于，包括步骤：

S100，通过转体试转点动牵引，建立控制计算公式：

S101，转体试转点动牵引过程中，待转体结构开始转动后，通过牵引设备控制子系统保持一定转动牵引力进行牵引，同时通过牵引钢绞线行程监测子系统监测钢绞线行程变化量，当钢绞线行程变化量达到预定量后，及时向牵引设备控制子系统进行反馈，通过牵引设备控制子系统结束点动牵引；

S102，转体结构再次恢复静止状态时，通过弧长监测子系统测出点动前后转体结构悬臂端转动弧长；多次点动后，得出钢绞线行程变化量和悬臂端转动弧长数学关系的计算公式；

S200，在正式转体时，根据所述计算公式进行转体控制：

S201，通过转体结构悬臂端弧长监测子系统监测点动前后转体结构悬臂端转动弧长，计算出距离转体结构就位位置的剩余弧长；

S202，根据剩余弧长，由钢绞线行程变化量和悬臂端转动弧长的数学关系，计算并获取到钢绞线行程预定量；

S203，根据获取的钢绞线行程预定量，通过牵引设备控制子系统控制行程点动，当牵引钢绞线行程监测子系统测得的钢绞线行程达到预定量时，马上停止该次点动；

S204，待转体结构恢复静止状态后再通过转体结构悬臂端弧长监测子系统测算剩余弧长；反复行程点动，直至转体结构就位。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁转体施工牵引设备控制方法，其特征在于，所述牵引钢绞线行程监测子系统中通过设置在钢绞线末端的监测元件Ⅰ监测牵引钢绞线的行程变化和伸长量。

3.根据权利要求2所述的一种桥梁转体施工牵引设备控制方法，其特征在于，所述转体结构悬臂端弧长监测子系统通过设置在转体结构悬臂端的监测元件Ⅱ监测点动前后转体结构悬臂端的转动角度；将所述转动角度乘以通过旋转半径计算得到的转动弧长，进而计算出剩余弧长。

4.根据权利要求3所述的一种桥梁转体施工牵引设备控制方法，其特征在于，所述监测元件Ⅰ和监测元件Ⅱ包括水平倾角仪和三维电子罗盘。

5.根据权利要求1-4中任一所述的一种桥梁转体施工牵引设备控制方法，其特征在于，根据钢绞线行程预定量数据，点动控制转动牵引力设备，保持一定牵引力牵引，直到钢绞线行程打到预定量后马上停止该次点动；通过累加迭代操作，直到转体精确到位。

6.一种桥梁转体施工牵引设备控制系统，其特征在于，包括牵引设备控制子系统、牵引钢绞线行程监测子系统和悬臂端弧长监测子系统；

牵引设备控制子系统，通过牵引设备控制子系统保持一定转动牵引力进行牵引,对桥梁转体进行行程点动控制；

牵引钢绞线行程监测子系统，通过牵引钢绞线行程监测子系统监测钢绞线行程变化量,并向牵引设备控制子系统反馈计算结果，向悬臂端弧长监测子系统提供控制计算基础，建立转动弧长和行程的数学关系，根据剩余弧长、数学关系选择点动行程；

悬臂端弧长监测子系统，监测点动前后转体结构悬臂端转动弧长，计算出距离转体结构就位位置的剩余弧长。

7.根据权利要求6所述的一种桥梁转体施工牵引设备控制系统，其特征在于，所述牵引钢绞线行程监测子系统包括监测元件Ⅰ，监测元件Ⅰ设置在钢绞线末端，监测牵引钢绞线的行程变化和伸长量。

8.根据权利要求7所述的一种桥梁转体施工牵引设备控制系统，其特征在于，所述悬臂端弧长监测子系统包括监测元件Ⅱ，监测元件Ⅱ设置在转体结构悬臂端，监测点动前后转体结构悬臂端的转动角度；将所述转动角度乘以通过旋转半径计算得到的转动弧长，进而计算出剩余弧长。

9.根据权利要求8所述的一种桥梁转体施工牵引设备控制系统，其特征在于，所述监测元件Ⅰ和监测元件Ⅱ包括水平倾角仪和三维电子罗盘。