CN110878534A - 一种斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置及方法，其中智能纠偏装置包括四个调节子装置，在主梁的两悬臂端各设一对调节子装置，包括贝雷架、工作平台、正向自动千斤顶、下压力传感器、上钢板、多轴加载装置、上压力传感器、反向自动千斤顶、反力型钢、螺纹钢筋；工作平台设于贝雷架上，正向自动千斤顶顶体与工作平台抵接，顶杆通过下压力传感器与主梁底面抵接；上钢板设于主梁顶面，多轴加载装置设于上钢板上，反向自动千斤顶顶体与反力型钢抵接，顶杆通过上压力传感器与多轴加载装置顶面抵接；反力型钢与贝雷架之间通过螺纹钢筋相连。本发明实时性好，智能化高，施工控制精度高，构造简单、操作灵活、安全性强，使用范围广。

Description

一种斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置及方法

技术领域

本发明属于桥梁工程领域，特别涉及一种斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置及方法。

背景技术

转体施工在一定程度上消除了障碍物对桥梁施工的影响，可减少跨线桥梁的施工作业时间，对交通影响小。然而，在斜拉桥转体施工过程中，受复杂施工工序、斜拉索的索力调整及预应力筋张拉的影响，主梁两侧悬臂段的质量和刚度不同，从而在球铰处产生不平衡力矩差。为保证转体过程中主梁悬臂段在球铰处产生的力矩相同，往往需在转体前对主梁悬臂段进行配重，预先调整好转体悬臂段的质量分布。以往的转体施工案例中，对转体结构的称重主要在主桥墩转盘处，需要大吨位千斤顶，装置造价较高。再者，在桥墩转盘处进行称重，可操作空间小，易发生应力集中引起的结构局部损坏。传统对转体结构的配重多采用沙袋、铅块或铸铁等，操作复杂且效率低。

目前，对斜拉桥转体施工过程中常采用的纠偏方法为：采用全站仪或水准仪通过预先设定数据测量转体的位置信息，计算施工偏差，根据计算结果进行调整，但该方法计算量大，费时费力，安全风险高且精度难以保障。同时，对中纠偏主要为技术人员的人工操作，缺乏有效的预警机制，实时性和自动化程度有待进一步提升。因此，有必要提出一种斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置及方法，称重及纠偏操作简便，省时省力，智能精确，绿色环保。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置，其结构特点是包括四个调节子装置，在转体斜拉桥主梁的两悬臂端各设置一对调节子装置，主梁左端的一对调节子装置与主梁右端的一对调节子装置之间关于桥横轴对称设置，主梁左端的两调节子装置之间关于桥纵轴对称设置，主梁右端的两调节子装置之间关于桥纵轴对称设置；

所述调节子装置包括贝雷架、工作平台、正向自动千斤顶、下压力传感器、上钢板、多轴加载装置、上压力传感器、反向自动千斤顶、反力型钢、螺纹钢筋；

其中，工作平台设于贝雷架上，正向自动千斤顶顶体与工作平台抵接，正向自动千斤顶顶杆通过下压力传感器与主梁底面抵接；

上钢板设于主梁顶面，多轴加载装置设于上钢板上，反向自动千斤顶顶体与反力型钢抵接，反向自动千斤顶顶杆通过上压力传感器与多轴加载装置顶面抵接；

反力型钢与贝雷架之间通过螺纹钢筋相连，在上述的螺纹钢筋上设置应力传感器。

进一步地，所述正向自动千斤顶顶体与工作平台之间设有下钢板，所述工作平台上设置万能杆件，所述万能杆件与所述主梁底面恰好接触但不承受荷载以提供安全保障。

进一步地，所述下压力传感器与主梁底面之间设有调平钢板。

进一步地，还包括型钢，所述多轴加载装置包括第一级分配梁、第一级支座、第二级分配梁、第二级支座；其中，型钢设于所述上钢板顶面，第二级支座设于型钢顶面，第二级支座正上方设置第二级分配梁，第二级分配梁上表面中心设置第一级支座，第一级支座正上方设置第一级分配梁，第一级分配梁上表面中心位置设置所述上压力传感器，所述上压力传感器正上方设置所述反向自动千斤顶。

进一步地，在转体斜拉桥主梁的两悬臂端各设有一组倾角仪；对应每一个悬臂端，倾角仪之间的连线与纵桥向中心线垂直；倾角仪的数量为大于或等于3的奇数，其中一个倾角仪设于主梁纵向中心线上，沿纵桥向布置使之测得纵桥向的挠度，其余倾角仪之间间隔一段距离并对称布置在横桥向，且沿横桥向布置使之测得横桥向的挠度。

进一步地，在转体斜拉桥主梁的两悬臂端各设置至少一个激光接收面板；对应每一个悬臂端，激光接收面板的镜面法方向与主梁纵桥向平行，在主梁两侧的相邻桥墩上设置与激光接收面板一一对应的激光发射器。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种斜拉桥转体过程中的智能纠偏方法，其特点是采用所述的斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置，包括以下方法：

在斜拉桥转体前，拆卸斜拉桥主梁现浇段两悬臂段梁端的部分满堂支架，架设好四个调节子装置，然后拆卸现浇段的剩余满堂支架；满堂支架拆卸完毕后，根据主梁两悬臂端的下压力传感器检测到的数据，计算配重重量P_重：

其中，M_重为配重力矩且M_重＝M_差；l_k为需配重端的配重物块重心到球铰重心处的水平距离；M_差为称重的力矩差且M_差＝||M_左|-|M_右||；

M_左为主梁左端到球铰重心的力矩且P_左·l_左＝M_左，P_左为主梁左端下压力传感器的检测数据，l_左为主梁左端正向自动千斤顶的重心到球铰重心处的水平距离；

M_右为主梁右端到球铰重心的力矩且P_右·l_右＝M_右，P_右为主梁右端下压力传感器的检测数据，l_右为主梁右端正向自动千斤顶的重心到球铰重心处的水平距离；

若M_左＞M_右，则在主梁右端配重，且l_k＝l_右；

若M_左＜M_右，则在主梁左端配重，且l_k＝l_左；

若M_左＝M_右，则不进行配重；

根据计算得到的配重重量P_重，由需配重端的反向自动千斤顶向主梁施加等效反力，直到对应的上压力传感器的检测值达到P_重并记录下压力传感器的检测值；

拆除主梁悬臂端顶面的反向自动千斤顶、多轴加载装置、反力型钢和螺纹钢筋，在需配重端的上钢板上施加配重物块，调节配重物块的重量，直至对应的下压力传感器的检测值达到之前记录的检测值，至此，斜拉桥转体前称重配重过程完成。

进一步地，在转体斜拉桥主梁的两悬臂端各设置一组倾角仪；对应每一个悬臂端，倾角仪之间的连线与纵桥向中心线垂直；倾角仪的数量为大于或等于3的奇数，其中一个倾角仪设于主梁纵向中心线上，沿纵桥向布置使之测得纵桥向的挠度，其余倾角仪之间间隔一段距离并对称布置在横桥向，且沿横桥向布置使之测得横桥向的挠度；还包括以下方法：

在斜拉桥转体过程中，利用沿纵桥向布置的倾角仪监测和记录主梁两端挠度变化，沿纵桥向布置的倾角仪的监测数据通过数据采集系统传输到数据处理系统和远程控制系统，由远程控制系统对转体过程实施监测，在挠度超过预设值时，由预警系统预警提示停止转体施工。

进一步地，在斜拉桥转体过程结束后，再次搭建调节子装置，观察沿横桥向布置的各倾角仪读数，在误差允许范围内，若横桥向对称处的两倾角仪示数有偏差，则由对应梁端底面的正向自动千斤顶施加顶升力进行微调，或者通过调整斜拉桥斜拉索的索力进行微调，直至横桥向对称处倾角仪的示数在误差允许范围内相等，即完成转体后横桥向的纠偏工作。

进一步地，在转体斜拉桥主梁的两悬臂端各设置至少一个激光接收面板；对应每一个悬臂端，激光接收面板的镜面法方向与主梁纵桥向平行，在主梁两侧的相邻桥墩上设置与激光接收面板一一对应的激光发射器；还包括以下方法：

在斜拉桥转体前，根据设计的转体角度，调整激光发射器的位置，保证激光接收面板的镜面法方向与主梁纵桥向平行；

在斜拉桥转体后，根据已设计的转体角度，在相邻桥墩上布置激光发射器，利用激光发射器发射激光，并用所述激光接收面板捕捉激光发射器发射的激光，若激光发射器发射的激光没有落在对应的激光接收面板的光点处，则利用主桥墩转盘处的牵引设备对主梁两端纵向位置进行调整，直至所有的激光发射器发射的激光均落在对应的激光接收面板的光点处，即完成转体后纵桥向的纠偏工作

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过自动千斤顶和压力传感器对转体结构进行智能称重和配重，通过倾角仪对转体结构进行横向纠偏控制及纵向挠度控制，通过激光发射器和高精度激光接收面板对转体结构进行纵向纠偏控制，通过数据采集系统、数据处理系统、远程控制系统和预警系统，实现施工的实时性和智能化，提高施工控制精度，降低施工风险，构造简单、操作灵活、安全性强，使用范围广。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例的侧面结构示意图。

图3为本发明实施例的正面结构示意图。

图4为本发明实施例的立体结构分解图。

图5为本发明实施例的数据采集处理流程图。

图中：1、贝雷架；2、工作平台；3、下钢板；4、万能杆件；5、正向自动千斤顶；6、正向千斤顶动力设备；7、下压力传感器；8、调平钢板；9、螺纹钢筋；10、应力传感器；11、高强螺母；12、上钢板；13、型钢，14、第二级支座；15、第二级分配梁；16、第一级支座；17、第一级分配梁；18、反力型钢；19、上压力传感器；20、反向自动千斤顶；21、倾角仪；22、激光接收面板；23、斜拉索；24、主梁；25、桥墩；26、激光发射器；27、反向千斤顶动力设备。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1

参见图1至图4(由于两端结构对称，因而附图中仅示出一悬臂端的结构，但并不影响本领域的技术人员对本发明的理解和实现)，斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置包括四个调节子装置，在转体斜拉桥主梁24的两悬臂端各设置一对调节子装置，主梁24左端的一对调节子装置与主梁24右端的一对调节子装置之间关于桥横轴对称设置，主梁24左端的两调节子装置之间关于桥纵轴对称设置，主梁24右端的两调节子装置之间关于桥纵轴对称设置；

所述调节子装置包括贝雷架1、工作平台2、正向自动千斤顶5、下压力传感器7、上钢板12、多轴加载装置、上压力传感器19、反向自动千斤顶20、反力型钢18、精轧螺纹钢筋9；

其中，工作平台2设于贝雷架1上，正向自动千斤顶5顶体与工作平台2抵接，正向自动千斤顶5顶杆通过下压力传感器7与主梁24底面抵接；

上钢板12设于主梁24顶面，多轴加载装置设于上钢板12上，反向自动千斤顶20顶体与反力型钢18抵接，反向自动千斤顶20顶杆通过上压力传感器19与多轴加载装置顶面抵接；

反力型钢18与贝雷架1之间通过精轧螺纹钢筋9相连。工作平台2上还设有用于给正向自动千斤顶5提供动力驱动的正向千斤顶动力设备6。主梁24顶面还设有用于给反向自动千斤顶20提供动力驱动的反向千斤顶动力设备27。下压力传感器7设于正向自动千斤顶5的正上方中心位置处。精轧螺纹钢筋9两端用高强螺母11锚固。反力型钢18与贝雷架1之间用精轧螺纹钢筋9连接以提供反力。所述正向自动千斤顶5顶体与工作平台2之间设有下钢板3。正向自动千斤顶5设于下钢板3上表面正中心位置。

所述下压力传感器7与主梁24底面之间设有调平钢板8。下压力传感器7设于所述正向自动千斤顶5的正上方，调平钢板8设于下压力传感器7的上表面正中心位置处，用于保证与主梁24底面接触面接触均匀。顶升正向自动千斤顶5，正向自动千斤顶5使得下压力传感器7和调平钢板8完全接触，且调平钢板8与斜拉桥主梁24底面充分接触，使所述下压力传感器7受力显示读数。

斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置还包括型钢13，所述多轴加载装置包括第一级分配梁17、第一级支座16、第二级分配梁15、第二级支座14；其中，型钢13设于所述上钢板12顶面，第二级支座14设于型钢13顶面，第二级支座14正上方设置第二级分配梁15，第二级分配梁15上表面中心设置第一级支座16，第一级支座16正上方设置第一级分配梁17，第一级分配梁17上表面中心位置设置所述上压力传感器19，所述上压力传感器19正上方设置所述反向自动千斤顶20。反力型钢18设于反向自动千斤顶20正上方。其中，第一级分配梁17和第二级分配梁15为型钢或者工字钢，第一级支座16和第二级支座14为棱柱型支座。在本实施例中，多轴加载装置模拟四分点加载，将所述方向自动千斤顶的集中力传递给型钢13，此时可认为型钢13对下钢板3产生均布面荷载，在多轴加载装置和型钢13撤去以后，配重物块均布在上钢板12上，由此模拟均布面力等效，提高称重配重精度。

在转体斜拉桥主梁24的两悬臂端各设有一组倾角仪21；对应每一个悬臂端，倾角仪21之间的连线与纵桥向中心线垂直；倾角仪21的数量为大于或等于3的奇数，其中一个倾角仪21设于主梁24纵向中心线上，且沿纵桥向布置使之测得纵桥向的挠度，其余倾角仪21之间间隔一段距离并对称布置在横桥向，且沿横桥向布置使之测得横桥向的挠度。从而利用所述倾角仪21进行横向纠偏和挠度控制。具体地，在本实施例中，斜拉桥主梁24的两悬臂端各设置5个倾角仪21；对应每一个悬臂端，将1个倾角仪21沿纵桥向布置在梁端的纵向中心线上，使之测得纵桥向的挠度，余下4个保持一定距离对称布置在横桥向，使之测得横桥向的挠度，保证5个所述的倾角仪21在横桥向的一条线上，且倾角仪21连线与纵桥向中心线垂直，并做好固定保护措施。

所述正向自动千斤顶5四周设有万能杆件4，所述万能杆件4顶面与主梁24底面相接触，万能杆件4与主梁24之间无相互作用力。即，万能杆件4与主梁24底面恰好接触，但是不承受荷载，以提供安全保障。

精轧螺纹钢筋9上设有应力传感器10，以监控精轧螺纹钢筋9的应力状态。

所述正向自动千斤顶5和所述反向自动千斤顶20的重心连线在同一条竖直线上。所述的激光发射器26和所述的高精度激光接收面板22设置在横桥向同一距离位置。

所述正向千斤顶动力设备6和反向千斤顶动力设备27均采用持续供电系统供电。

正向自动千斤顶5和所述反向自动千斤顶20顶升力的施加，各传感器和倾角仪21数据的读取与处理，所述激光发射器26数据的读取与处理，预警信息的发布，均采用数理处理系统即计算机完成指令的发出，实现施工自动化。

本发明所需能耗均由持续供电系统供应，所述的持续供电系统包括蓄电池和清洁电源等，实现施工的连续性和环保化。

实施例1中，贝雷架1为4组，工作平台2为4个，下钢板3为4块，万能杆件4为4组，正向自动千斤顶5为4组，正向千斤顶动力设备6为4组，下压力传感器7为4组，调平钢板8为4组，精轧螺纹钢筋9为8根，应力传感器10为4组，高强螺母11若干，上钢板12为4组，型钢13为4组，第二级支座14为16组，第二级分配梁15为8组，第一级支座16为8组，第一级分配梁17为4组，反力型钢18为4组，上压力传感器19为4组，反向自动千斤顶20为4组，反向千斤顶动力设备27为4组，倾角仪21为10组，以上设备在横桥向斜拉桥主梁24的梁端各设置一组，按对称布置。

实施例2

参见图1至图4(由于两端结构对称，因而附图中仅示出一悬臂端的结构，但并不影响本领域的技术人员对本发明的理解和实现)，实施例2重复实施例1，并增加了下述结构：在转体斜拉桥主梁24的两悬臂端各设置至少一个激光接收面板22；对应每一个悬臂端，激光接收面板22的镜面法方向与主梁24纵桥向平行，在主梁24两侧的相邻桥墩25上设置与激光接收面板22一一对应的激光发射器26。利用激光发射器26和高精度激光接收面板22进行纵向纠偏控制。所述激光发射器26数据的读取与处理采用数理处理系统即计算机完成指令的发出，实现施工自动化。

实施例2中，贝雷架1为4组，工作平台2为4个，下钢板3为4块，万能杆件4为4组，正向自动千斤顶5为4组，正向千斤顶动力设备6为4组，下压力传感器7为4组，调平钢板8为4组，调平钢板8为4组，精轧螺纹钢筋9为8根，应力传感器10为4组，高强螺母11若干，上钢板12为4组，型钢13为4组，第二级支座14为16组，第二级分配梁15为8组，第一级支座16为8组，第一级分配梁17为4组，反力型钢18为4组，上压力传感器19为4组，反向自动千斤顶20为4组，反向千斤顶动力设备27为4组，倾角仪21为10组，高精度激光接收面板22为6个，激光发射器26为6个，以上设备在横桥向斜拉桥主梁24的梁端和桥墩25上各设置一组，按对称布置。

本发明所述的斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置安装过程包括：

斜拉桥转体前，拆除主梁24两悬臂端的部分施工支架，完成贝雷架1的架设和工作平台2的铺设，将万能杆件4设置在工作平台2与主梁24之间并稍留空隙，以提供安全保障。然后，将下压力传感器7和调平钢板8用正向自动千斤顶5顶起并与主梁24底面紧密接触，使之受力均匀，并使下压力传感器7显示读数。

然后，将主梁24顶面的上钢板12铺设完毕，然后将型钢13和多轴加载装置调整到位，再将反向自动千斤顶20和上压力传感器19以及反力型钢18位置调整到位，并以精轧螺纹钢筋9穿过，用高强螺母11将精轧螺纹钢筋9两端分别固定在反力型钢18和贝雷架1上。

之后，将反向自动千斤顶20顶起，使上压力传感器19与多轴加载装置和上钢板12顶面均匀接触，并使上压力传感器19有示数。在主梁24顶面各设备调整完毕后，检查主梁24底面各设备有无松动。在主梁24两悬臂端横桥向各安装5个倾角仪21和3个高精度激光接收面板22：用倾角仪21进行横向纠偏和挠度控制，1个倾角仪21且沿纵桥向布置在纵向中心线上，使之测得纵桥向的挠度，余下保持一定距离对称布置在横桥向，使之测得横桥向的挠度，保证5个倾角仪21的中心线位于横桥向的一条线上，该线与纵桥向垂直，做好固定保护措施。利用高精度激光接收面板22配合激光发射器26进行纵向纠偏，1个高精度激光接收面板22布置在纵桥向中心线上，余下保持一定距离对称布置在横桥向，保证3个高精度激光接收面板22位于横桥向的一条线上，该线与纵桥向垂直，对应的激光发射器26设置在相邻桥墩25相应位置，并做好相应固定保护措施。

本发明所述斜拉桥转体过程中的智能纠偏方法采用所述的斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置，包括以下方法：

在斜拉桥转体前，按照设计要求的施工顺序拆卸斜拉桥主梁24现浇段的满堂支架，根据主梁24现浇段满堂支架拆除过程中所述下压力传感器7示数变化的快慢调整拆卸速度；满堂支架拆卸完毕后，根据主梁24两悬臂端的下压力传感器7检测到的数据，计算配重重量P_重：

其中，M_重为配重力矩且M_重＝M_差；l_k为需配重端的配重物块重心到球铰重心处的水平距离；M_差为称重的力矩差且M_差＝||M_左|-|M_右||；

M_左为主梁24左端到球铰重心的力矩且P_左·l_左＝M_左，P_左为主梁24左端下压力传感器7的检测数据，l_左为主梁24左端正向自动千斤顶5的重心到球铰重心处的水平距离；

M_右为主梁24右端到球铰重心的力矩且P_右·l_右＝M_右，P_右为主梁24右端下压力传感器7的检测数据，l_右为主梁24右端正向自动千斤顶5的重心到球铰重心处的水平距离；

若M_左＞M_右，则M_差＝|M_左|-|M_右|，在主梁24右端配重，且l_k＝l_右；

若M_左＜M_右，则M_差＝|M_右|-|M_左|，在主梁24左端配重，且l_k＝l_左；

若M_左＝M_右，则M_差＝0，不进行配重；

上述的水平距离均采用高精度的激光测距仪测量，精度控制到毫米；

根据计算得到的配重重量P_重，由需配重端的反向自动千斤顶20向主梁24施加等效反力，直到对应的上压力传感器19的检测值达到P_重并记录下压力传感器7的检测值；其中，需配重端的反向自动千斤顶20通过反力型钢18、精轧螺纹钢筋9、多轴加载装置、型钢13和上钢板12向斜拉桥主梁24施加均布面力荷载。在反向自动千斤顶20向主梁24施加等效反力的过程中，由应力传感器10监测所述精轧螺纹钢筋9的应力状态，以避免精轧螺纹钢筋9发生屈服，且由上压力传感器19示数变化的快慢调整施加反力的速度。

拆除主梁24悬臂端顶面的反向自动千斤顶20、多轴加载装置、型钢13、反力型钢18和精轧螺纹钢筋9，在需配重端的上钢板12上施加配重物块，调节配重物块的重量，直至对应的下压力传感器7的检测值达到之前记录的检测值，至此，斜拉桥转体前称重配重过程完成。

调节配重物块的重量包括粗调和精调两步，首先，在需配重端的上钢板12上施加配重物块，粗调配重物块的重量为P_重，保证配重物块均匀布置在所述的上钢板12上以等效均布面力荷载；再根据对应的下压力传感器7的监测值进行配重精调，直到下压力传感器7的监测值达到此前记录的数据。

配重之后要确保横桥向、纵桥向不存在偏心，配重结束后观察倾角仪21在横桥向的示数以及下压力传感器7的示数。在误差允许的范围内，在横桥向对称处的倾角仪21的示数应相等，如遇横桥向对称处的倾角仪21示数有偏差，则说明横桥向存在偏心，应调整配重物块在梁端的位置，使其重心均匀。在误差允许的范围内，纵桥向对应的下压力传感器7示数应相等，如遇纵桥向对应的下压力传感器7示数有偏差，则说明配重未完全，则重复配重步骤对配重过程进行微调。

整个转体配重平衡达到设计要求后，在转体前的24小时，拆除贝雷架1与工作平台2及万能杆件4，注意挠度预警系统，观察梁体有无变化，决定是否转体。

在斜拉桥转体过程中，利用布置在纵桥向的倾角仪21监测和记录主梁24两端挠度变化，倾角仪21的监测数据通过数据采集系统传输到数据处理系统和远程控制系统，由远程控制系统对转体过程实施监测，在挠度超过预设值时，由预警系统预警提示停止转体施工。

在斜拉桥转体过程结束后，按照权利要求1中的结构再次搭建调节子装置，即，在所述的斜拉桥主梁24的两悬臂梁端再次搭设所述的贝雷架1、所述的工作平台2等，安装所述的正向自动千斤顶5和所述的传感器设备，从而利用所述的千斤顶设备和倾角仪21进行横桥向纠偏和挠度控制。观察横桥向的各倾角仪21读数，在误差允许范围内，横桥向对称处的倾角仪21示数应相等，若横桥向对称处的两倾角仪21示数有偏差，则由对应梁端底面的正向自动千斤顶5施加顶升力进行微调，或者通过局部调整斜拉桥斜拉索23的索力进行微调，直至横桥向对称处倾角仪21的示数在误差允许范围内相等，即完成转体后横桥向的纠偏工作。

在斜拉桥转体前，根据设计的转体角度，调整激光发射器26的位置，保证激光接收面板22的镜面法方向与主梁24纵桥向平行；

在斜拉桥转体后，根据已设计的转体角度，在相邻桥墩25上布置激光发射器，利用激光发射器26发射激光，并用所述激光接收面板22捕捉激光发射器26发射的激光，若激光发射器26发射的激光没有落在对应的激光接收面板22的光点处，则利用主桥墩转盘处的牵引设备对主梁24两端纵向位置进行调整(微调)，直至所有的激光发射器26发射的激光均落在对应的激光接收面板22的光点处。

综上可知，通过本发明中的斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置及方法，可以实现对转体桥梁进行智能称重及纠偏。而且，本发明结构布置合理，操作简便易行，有效地减少称重纠偏过程对结构的影响。同时采用传感器设备与自动千斤顶设备配合使用，并融入数据采集系统、数据处理系统、远程监控系统和预警系统，结合绿色可持续的施工理念，可以实现精确化、实时化、自动化地对转体桥梁进行称重及纠偏，可以有效的降低转体过程的成本造价以及存在的风险和不确定性。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置，其特征在于，包括四个调节子装置，在转体斜拉桥主梁(24)的两悬臂端各设置一对调节子装置，主梁(24)左端的一对调节子装置与主梁(24)右端的一对调节子装置之间关于桥横轴对称设置，主梁(24)左端的两调节子装置之间关于桥纵轴对称设置，主梁(24)右端的两调节子装置之间关于桥纵轴对称设置；

所述调节子装置包括贝雷架(1)、工作平台(2)、正向自动千斤顶(5)、下压力传感器(7)、上钢板(12)、多轴加载装置、上压力传感器(19)、反向自动千斤顶(20)、反力型钢(18)、螺纹钢筋(9)；

其中，工作平台(2)设于贝雷架(1)上，正向自动千斤顶(5)顶体与工作平台(2)抵接，正向自动千斤顶(5)顶杆通过下压力传感器(7)与主梁(24)底面抵接；

上钢板(12)设于主梁(24)顶面，多轴加载装置设于上钢板(12)上，反向自动千斤顶(20)顶体与反力型钢(18)抵接，反向自动千斤顶(20)顶杆通过上压力传感器(19)与多轴加载装置顶面抵接；

反力型钢(18)与贝雷架(1)之间通过螺纹钢筋(9)相连，在上述的螺纹钢筋(9)上设置应力传感器(10)。

2.如权利要求1所述的斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置，其特征在于，所述正向自动千斤顶(5)顶体与工作平台(2)之间设有下钢板(3)，所述工作平台(2)上设置万能杆件(4)，所述万能杆件(4)与所述主梁(24)底面恰好接触但不承受荷载。

3.如权利要求1所述的斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置，其特征在于，所述下压力传感器(7)与主梁(24)底面之间设有调平钢板(8)。

4.如权利要求1所述的斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置，其特征在于，还包括型钢(13)，所述多轴加载装置包括第一级分配梁(17)、第一级支座(16)、第二级分配梁(15)、第二级支座(14)；其中，型钢(13)设于所述上钢板(12)顶面，第二级支座(14)设于型钢(13)顶面，第二级支座(14)正上方设置第二级分配梁(15)，第二级分配梁(15)上表面中心设置第一级支座(16)，第一级支座(16)正上方设置第一级分配梁(17)，第一级分配梁(17)上表面中心位置设置所述上压力传感器(19)，所述上压力传感器(19)正上方设置所述反向自动千斤顶(20)。

5.如权利要求1所述的斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置，其特征在于，在转体斜拉桥主梁(24)的两悬臂端各设有一组倾角仪(21)；对应每一个悬臂端，倾角仪(21)之间的连线与纵桥向中心线垂直；倾角仪(21)的数量为大于或等于3的奇数，其中一个倾角仪(21)设于主梁(24)纵向中心线上，其余倾角仪(21)之间间隔一段距离并对称布置在横桥向。

6.如权利要求1所述的斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置，其特征在于，在转体斜拉桥主梁(24)的两悬臂端各设置至少一个激光接收面板(22)；对应每一个悬臂端，激光接收面板(22)的镜面法方向与主梁(24)纵桥向平行，在主梁(24)两侧的相邻桥墩(25)上设置与激光接收面板(22)一一对应的激光发射器(26)。

7.一种斜拉桥转体过程中的智能纠偏方法，其特征在于，采用如权利要求1至6任一项所述的斜拉桥转体过程中的智能纠偏装置，包括以下方法：

在斜拉桥转体前，拆卸斜拉桥主梁(24)现浇段的悬臂梁端部分满堂支架，架设好四个调节子装置，然后拆卸现浇段的剩余满堂支架；满堂支架拆卸完毕后，根据主梁(24)两悬臂端的下压力传感器(7)检测到的数据，计算配重重量P_重：

其中，M_重为配重力矩且M_重＝M_差；l_k为需配重端的配重物块重心到球铰重心处的水平距离；M_差为称重的力矩差且M_差＝||M_左|-|M_右||；

M_左为主梁(24)左端到球铰重心的力矩且P_左·l_左＝M_左，P_左为主梁(24)左端下压力传感器(7)的检测数据，l_左为主梁(24)左端正向自动千斤顶(5)的重心到球铰重心处的水平距离；

M_右为主梁(24)右端到球铰重心的力矩且P_右·l_右＝M_右，P_右为主梁(24)右端下压力传感器(7)的检测数据，l_右为主梁(24)右端正向自动千斤顶(5)的重心到球铰重心处的水平距离；

若M_左＞M_右，则在主梁(24)右端配重，且l_k＝l_右；

若M_左＜M_右，则在主梁(24)左端配重，且l_k＝l_左；

若M_左＝M_右，则不进行配重；

根据计算得到的配重重量P_重，由需配重端的反向自动千斤顶(20)向主梁(24)施加等效反力，直到对应的上压力传感器(19)的检测值达到P_重并记录下压力传感器(7)的检测值；

拆除主梁(24)悬臂端顶面的反向自动千斤顶(20)、多轴加载装置、反力型钢(18)和螺纹钢筋(9)，在需配重端的上钢板(12)上施加配重物块，调节配重物块的重量，直至对应的下压力传感器(7)的检测值达到之前记录的检测值，至此，斜拉桥转体前称重配重过程完成。

8.如权利要求7所述的斜拉桥转体过程中的智能纠偏方法，其特征在于，在转体斜拉桥主梁(24)的两悬臂端各设置一组倾角仪(21)；对应每一个悬臂端，倾角仪(21)之间的连线与纵桥向中心线垂直；倾角仪(21)的数量为大于或等于3的奇数，其中一个倾角仪(21)设于主梁(24)纵向中心线上，其余倾角仪(21)之间间隔一段距离并对称布置在横桥向；还包括以下方法：

在斜拉桥转体过程中，利用沿纵桥向布置的倾角仪(21)监测和记录主梁(24)两端挠度变化，沿纵桥向布置的倾角仪(21)的监测数据通过数据采集系统传输到数据处理系统和远程控制系统，由远程控制系统对转体过程实施监测，在挠度超过预设值时，由预警系统预警提示停止转体施工。

9.如权利要求8所述的斜拉桥转体过程中的智能纠偏方法，其特征在于，

在斜拉桥转体过程结束后，按照权利要求1中的结构再次搭建调节子装置，观察布置在横桥向的各倾角仪(21)读数，在误差允许范围内，若横桥向对称处的两倾角仪(21)示数有偏差，则由对应梁端底面的正向自动千斤顶(5)施加顶升力进行微调，或者通过调整斜拉桥斜拉索(23)的索力进行微调，直至横桥向对称处倾角仪(21)的示数在误差允许范围内相等，即完成转体后横桥向的纠偏工作。

10.如权利要求7所述的斜拉桥转体过程中的智能纠偏方法，其特征在于，在转体斜拉桥主梁(24)的两悬臂端各设置至少一个激光接收面板(22)；对应每一个悬臂端，激光接收面板(22)的镜面法方向与主梁(24)纵桥向平行，在主梁(24)两侧的相邻桥墩(25)上设置与激光接收面板(22)一一对应的激光发射器(26)；还包括以下方法：

在斜拉桥转体前，根据设计的转体角度，调整激光发射器(26)的位置，保证激光接收面板(22)的镜面法方向与主梁(24)纵桥向平行；

在斜拉桥转体后，根据已设计的转体角度，在桥墩(25)上布置激光发射器(26)，利用激光发射器(26)发射激光，并用所述激光接收面板(22)捕捉激光发射器(26)发射的激光，若激光发射器(26)发射的激光没有落在对应的激光接收面板(22)的光点处，则利用主桥墩转盘处的牵引设备对主梁(24)两端纵向位置进行调整，直至所有的激光发射器(26)发射的激光均落在对应的激光接收面板(22)的光点处，即完成转体后纵桥向的纠偏工作。

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