CN111351475A - 一种桥梁线形监测智能设备 - Google Patents

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褚部
沈明轩
戴东泽
李猛超
颉银宝
王若新
严俊
丁仕洪
杜斌
周宏庚
王雨舟
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China Tiesiju Civil Engineering Group Co Ltd CTCE Group
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Steel Structure Construction Co Ltd Of China Tiesiju Civil Engineering Group
Guizhou University
China Tiesiju Civil Engineering Group Co Ltd CTCE Group
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Abstract

本发明涉及一种桥梁线形监测智能设备。本发明包括红外线发射装置、电子计算器和两个红外线接收装置；所述红外线发射装置固定在桥梁测点上，用于向两个红外线接收装置发射红外线，接收所述红外线接收装置反馈回的红外线，并据此计算所述红外线发射装置和所述红外线接收装置之间的距离和角度，将得到的距离和角度信息发送给所述电子计算器；所述红外线接收装置为两个，固定在地面上，用于接收所述红外线发射装置发射的红外线，并反馈回所述红外线发射装置；所述电子计算器连接所述红外线接收装置，用于接收所述红外线发射装置发送的距离和角度信息并显示。本发明运用于桥梁质量测量行业，使得工作效率极大提高，使用方便，成本相对较低。

Description

一种桥梁线形监测智能设备
技术领域
本发明涉及桥梁施工过程和运营中质量监测技术领域，具体的说是一种桥梁线形监测智能设备。
背景技术
在桥梁施工过程中，桥梁线形控制是桥梁施工质量控制中关键因素之一。同样，对于现役桥梁而言，桥梁线形控制也是评估桥梁安全性的重要因素之一。目前在桥梁建设和运营中常采用的线形测量方法有四类测量法，分别是水准仪几何测量法、全站仪高程测量法、连通管测量法、倾斜仪测量法。
通常，在桥梁建设中，每一节段梁体的浇筑或吊装均需要精确定位到理论高程，定位高程误差需要控制到毫米级。在役桥梁定期需要进行桥梁结构荷载试验，评估桥梁的承载能力和安全性，判断桥梁的运营质量，而判定的主要的方法是通过测量全桥线形，测量桥梁主轴各个位置的高程变化。但是，传统的线形测量方法是仪器受自然环境干扰较大，耗时费力，人工成本较高，占用空间，操作复杂麻烦，而且后期数据处理难度较大。为了解决上述问题，使桥梁线形监测更具可操作性，做到高效、规范操作。本发明中提出了一种桥梁线形监测智能设备，能够解决桥梁线形监测中各种困难问题，极大的提高桥梁线形监测的效率。桥梁线形监测智能设备具有重要的运用前景和实际意义。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种桥梁线形监测智能设备，以解决桥梁线形测量受气候影响大、准确性低、耗时费力、数据处理难度较大以及不能动态反馈实验结果的问题。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种桥梁线形监测智能设备，包括红外线发射装置、电子计算器和两个红外线接收装置；所述红外线发射装置固定在桥梁测点上，用于向两个红外线接收装置发射红外线，接收所述红外线接收装置反馈回的红外线，并据此计算所述红外线发射装置和所述红外线接收装置之间的距离和角度，将得到的距离和角度信息发送给所述电子计算器；所述红外线接收装置为两个，固定在地面上，用于接收所述红外线发射装置发射的红外线，并反馈回所述红外线发射装置；所述电子计算器连接所述红外线接收装置，用于接收所述红外线发射装置发送的距离和角度信息，计算桥梁各测点的X、Y和Z轴坐标值并显示。
所述桥梁测点在一个横断面至少有四个，每个桥梁测点固定一个红外线发射装置。
所述红外线发射装置包括红外线发射器、数据收集处理盒子、电池盒子、信号发射器和固定装置；所述红外线发射器为两个，连接在所述数据收集处理盒子上，用于向两个红外线接收装置发射红外线；所述数据收集处理盒子用于接收所述红外线接收装置反馈回的红外线，并据此计算所述红外线发射装置和所述红外线接收装置之间的距离和角度；所述电池盒子固定在数据处理收集盒子的上方，与所述红外线发射器、数据收集处理盒子和信号发射器电连接，所述电池盒子的上方固定所述信号发射器；所述信号发射器用于将所述数据收集处理盒子计算的距离和角度信息发送给所述电子计算器；所述固定装置连接在所述电池盒子一侧，用于连接桥梁测点。
所述信号发射器为两个，用于与所述电子计算器无线连接。
所述红外线接收装置包括三角架、底盘、棱镜和螺栓；所述底盘固定在所述三角架顶部，所述棱镜通过所述螺栓固定在底盘上；所述棱镜用于接收所述红外线发射装置发射的红外线，并反馈回所述红外线发射装置。
所述电子计算器包括信号接收器、数据处理器和显示屏；所述信号接收器连接所述数据处理器，所述数据处理器连接所述显示屏。
所述数据处理器用于根据所述红外线发射装置和所述红外线接收装置之间的距离和角度计算桥梁测点的X、Y和Z轴坐标值。
本发明运用于桥梁质量测量行业，使得工作效率极大提高，使用方便，成本相对较低，适宜推广应用。
附图说明
图1为本发明的整体布置结构图；
图2为本发明实施例中的红外线发射装置的结构图；
图3为本发明实施例中的红外线接收装置的结构图；
图4为本发明实施例中的电子计算器的结构图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，一种桥梁线形监测智能设备，包括红外线发射装置1、电子计算器3和两个红外线接收装置2；所述红外线发射装置1固定在桥梁测点上，用于向两个红外线接收装置2发射红外线，接收所述红外线接收装置2反馈回的红外线，并据此计算所述红外线发射装置1和所述红外线接收装置2之间的距离和角度，将得到的距离和角度信息发送给所述电子计算器3；所述红外线接收装置2为两个，固定在地面上，用于接收所述红外线发射装置1发射的红外线，并反馈回所述红外线发射装置1；所述电子计算器3连接所述红外线接收装置2，用于接收所述红外线发射装置1发送的距离和角度信息，计算桥梁各测点的X、Y和Z轴坐标值并显示。
具体应用时，首先将红外线发射装置1固定在桥梁测点位置，并将红外线装置2安装到地面线固定点位置。然后打开红外线发射装置1和电子计算器3开关，开始利用三角函数理论计算各个测点线形情况。
桥梁测点在一个横断面至少有四个，每个桥梁测点固定一个红外线发射装置1，即红外线发射装置1固定在桥梁测点位置，横断面至少布置四个测点。断面顶板、底板各布置2个以上。对于钢筋混凝土现浇桥梁，测点布置在新浇筑节段的模板前端上、下顶板；对于预制吊装梁段，测点布置在新吊装梁段前端顶板和底板。
如图2所示，红外线发射装置1包括红外线发射器11、数据收集处理盒子12、电池盒子13、信号发射器14和固定装置15；所述红外线发射器11为两个，连接在所述数据收集处理盒子12上，用于向两个红外线接收装置2发射红外线；所述数据收集处理盒子12用于接收所述红外线接收装置反馈回的红外线，并据此计算所述红外线发射装置1和所述红外线接收装置2之间的距离和角度(计算方法参考冯华君，徐之海，李奇.红外主动式PSD测距系统[J].光电工程，1999(03)：43-47.)。所述电池盒子13固定在数据处理收集盒子12的上方，与所述红外线发射器11、数据收集处理盒子12和信号发射器14电连接，所述电池盒子13的上方固定所述信号发射器14；所述信号发射器14用于将所述数据收集处理盒子12计算的距离和角度信息发送给所述电子计算器3；所述固定装置15连接在所述电池盒子13一侧，用于连接桥梁测点。信号发射器14为两个，用于与所述电子计算器3无线连接。
如图3所示，红外线接收装置2包括三角架21、底盘22、棱镜23和螺栓24；所述底盘22固定在所述三角架21顶部，所述棱镜23通过所述螺栓24固定在底盘22上；所述棱镜23用于接收所述红外线发射装置1发射的红外线，并反馈回所述红外线发射装置1。整个红外线接收装置2通过三脚架21连接在地面线固定点。
两个红外线发射器11分别向两侧桥墩地面线固定点发射红外线，红外线接收器2接收到红外线后反馈回红外线发射装置1，数据收集处理盒子12利用基本的光学原理测得测点到棱镜23的距离和角度(对数据进行初步处理)，将处理数据发送到信号接收器3，电子计算器3利用三角函数理论对数据进行进一步处理，并显示在显示屏33上，从而得到桥梁各测点的X、Y和Z轴坐标值。
如图4所示，电子计算器3包括信号接收器31、数据处理器32和显示屏33；所述信号接收31器连接所述数据处理32器，所述数据处理器32连接所述显示屏33。信号接收器31将数据传递至数据处理器32中，并将处理好的数据结果显示在实时显示屏33中。所述数据处理器32用于根据所述红外线发射装置1和所述红外线接收装置2之间的距离和角度，利用已有的三角函数数学知识进行数据处理，计算桥梁各测点的X、Y和Z轴坐标值(计算方法参考冯华君，徐之海，李奇.红外主动式PSD测距系统[J].光电工程，1999(03)：43-47.)。

Claims (7)

1.一种桥梁线形监测智能设备，其特征在于，包括红外线发射装置、电子计算器和两个红外线接收装置；所述红外线发射装置固定在桥梁测点上，用于向两个红外线接收装置发射红外线，接收所述红外线接收装置反馈回的红外线，并据此计算所述红外线发射装置和所述红外线接收装置之间的距离和角度，将得到的距离和角度信息发送给所述电子计算器；所述红外线接收装置为两个，固定在地面上，用于接收所述红外线发射装置发射的红外线，并反馈回所述红外线发射装置；所述电子计算器连接所述红外线接收装置，用于接收所述红外线发射装置发送的距离和角度信息，计算桥梁各测点的X、Y和Z轴坐标值并显示。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁线形监测智能设备，其特征在于，所述桥梁测点在一个横断面至少有四个，每个桥梁测点固定一个红外线发射装置。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁线形监测智能设备，其特征在于，所述红外线发射装置包括红外线发射器、数据收集处理盒子、电池盒子、信号发射器和固定装置；所述红外线发射器为两个，连接在所述数据收集处理盒子上，用于向两个红外线接收装置发射红外线；所述数据收集处理盒子用于接收所述红外线接收装置反馈回的红外线，并据此计算所述红外线发射装置和所述红外线接收装置之间的距离和角度；所述电池盒子固定在数据处理收集盒子的上方，与所述红外线发射器、数据收集处理盒子和信号发射器电连接，所述电池盒子的上方固定所述信号发射器；所述信号发射器用于将所述数据收集处理盒子计算的距离和角度信息发送给所述电子计算器；所述固定装置连接在所述电池盒子一侧，用于连接桥梁测点。
4.根据权利要求3所述的一种桥梁线形监测智能设备，其特征在于，所述信号发射器为两个，用于与所述电子计算器无线连接。
5.根据权利要求1所述的一种桥梁线形监测智能设备，其特征在于，所述红外线接收装置包括三角架、底盘、棱镜和螺栓；所述底盘固定在所述三角架顶部，所述棱镜通过所述螺栓固定在底盘上；所述棱镜用于接收所述红外线发射装置发射的红外线，并反馈回所述红外线发射装置。
6.根据权利要求1所述的一种桥梁线形监测智能设备，其特征在于，所述电子计算器包括信号接收器、数据处理器和显示屏；所述信号接收器连接所述数据处理器，所述数据处理器连接所述显示屏。
7.根据权利要求1所述的一种桥梁线形监测智能设备，其特征在于，所述数据处理器用于根据所述红外线发射装置和所述红外线接收装置之间的距离和角度计算桥梁测点的X、Y和Z轴坐标值。
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