CN113029044A - 一种3d激光扫描的钢扣塔竖向垂直度智能化调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种3D激光扫描的钢扣塔竖向垂直度智能化调节系统。包括的步骤：第一步，用3D激光扫描仪对桥梁的扣塔与塔吊的附墙结构连接处进行监测，将获得的三维数据集通过WiFi网络传输给智能数据处理中心；第二步，智能数据处理中心将通过设计计算得到的理论数据与3D扫描仪获取的数据进行对比分析，得到数据结果；第三步，分析数据结果是否在误差范围内，若是在误差范围内，则结束，若不在误差范围内，就要通过自动化控制设备进行调整，直至扣塔竖向垂直度满足要求，流程结束。该系统能精准的监测数据，快速对比分析误差，从而实施高效调控措施，大幅度提高施工速度，缩短工期，且处理方便。

Description

一种3D激光扫描的钢扣塔竖向垂直度智能化调节系统

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，具体是通过采用3D激光扫描仪获取监测目标的数据信息与设计计算所得的数据进行分析比较，依据二者的误差对扣塔垂直度进行智能化调整，直至满足要求。

背景技术

三维激光扫描仪作为三维激光扫描系统的主要组成部分，是由激光射器、接收器、时间计数器、马达控制可旋转的滤光镜、控制电路板、微电脑、CCD机以及软件等组成，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。它突破了传统的单点测量方法，3D激光扫描仪每次测量的数据不仅仅包含X,Y,Z点的信息，还包括R,G,B颜色信息，同时还有物体反色率的信息，这样全面的信息能给人一种物体在电脑里真实再现的感觉，是一般测量手段无法做到的。近些年来，三维激光扫描仪已经从固定朝移动方向发展，最具代表性的就是车载三维激光扫描仪和机载三维激光雷达。同时，数据处理中心的智能化也大大提高了分析的精准度以及施工的速度，能够对定位信息与设计位置信息快速做出对比分析并做出高效的调控指令，提高了线形调控的效率，降低了成本。

钢桁拱桥以其外形美观、用钢量少、跨越能力大等优点逐渐成为城市桥梁建造中的首选。对于大跨度刚桁拱桥，扣塔施工是整个桥梁施工过程中难度最高、风险最大的关键性工序。扣塔是采用空心钢管拼装而成的钢结构，主要以焊接和螺栓连接为主，是大跨度拱桥斜拉扣挂体系施工中的支撑体系。扣塔采取塔吊安装，塔吊是桥梁建设中的主要施工机械之一，特别是在桥梁施工中，塔吊起升高度和工作幅度的性能优势，使其被广泛应用。塔吊附着力仅在扣塔安装阶段作用于扣塔上，其中塔吊工作状态下附着力荷载效应大于非工作状态，起控制作用。计算表明塔吊附着力产生的索力增量，及扣塔位移量均很小，塔吊附着力仅对附着点附近杆件产生较大的内力，对扣塔整体结构受力影响较小，其荷载效应值小于静风荷载效应值。

近些年，扣塔垂直度的调整问题一直受到广泛关注，垂直度误差状况是评价、判断桥梁结构内力状况和安全性的重要依据，扣塔垂直度的保证是拱圈线型保证的基础以及整个结构稳定性保证的必要条件，施工过程中如何控制扣塔垂直度至关重要，必须对整个架设过程进行严格的计算分析及施工控制。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种3D激光扫描的钢扣塔竖向垂直度智能化调节系统，精准监测施工过程中扣塔的垂直度，与设计计算数据进行快速对比分析误差，从而实施高效调控措施，从而解决传统测量定位的低速和定位不精准的问题，同时将调控过程智能化，简化了人工施工工序，能够大幅度提高施工速度，缩短工期。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样实现的：

一种3D激光扫描的钢扣塔竖向垂直度智能化调节系统，所述3D激光扫描系统包括：3D激光扫描仪、计算机、电源供应系统、配套软件、支架；

所述3D激光扫描仪对扣塔与塔吊的结构连接处进行定位，同时通过wifi网络将定位信息发送给智能数据处理中心；

所述智能数据处理中心将3D激光扫描仪获取的数据信息与设计数据信息进行分析对比，同时按照分析结果制定相应的操作指令，并将操作指令通过WiFi网络发送给所述智能数据处理中心；

所述设计数据信息，是根据刚桁拱桥中扣索的理想状态下的垂直度计算得到的；

所述智能化数据处理通过自动化中心千斤顶执行所述操作指令，所述自动化中心千斤顶安装在扣索的张拉端。

进一步所述，3D激光扫描仪内业处理包括如下几个步骤：1.点云数据输入2.噪声点去除3.点云成像4.位移数据提取。

进一步所述，所述自动化中心千斤顶接收所述智能数据处理中心的调控指令，执行所述的不调控指令、放松扣索指令和张拉扣索指令。

进一步所述，所述按照分析结果制定相应的操作指令：如果监测到的扣塔的垂直度数据信息与设计计算所得的数据信息的差值在允许范围内，则发送不调控指令，如果监测到的垂直度数据信息与设计计算所得的信息的差值不在允许范围内，则需由智能数据处理中心发出调控指令。

进一步所述，所述智能数据处理中心发出的调控指令分两种情况，当监测到的垂直度数据大于设计计算垂直度设计时，则发出放松扣索指令；当监测到的垂直度数据小于设计计算垂直度设计时，则发出张拉扣索指令。

一种3D激光扫描的钢扣塔竖向垂直度智能化调节系统，其包括的步骤有：

第一步，用3D激光扫描仪对扣塔进行监测，将获取的扣塔垂直度数据信息通过wifi网络传输给智能数据处理中心；

第二步，智能数据处理中心将获取的数据信息与设计计算数据信息进行对比分析，得到数据结果；

第三步，分析数据结果是否在误差范围内，若是在误差范围内，则结束，若不在误差范围内，就要通过智能数据处理中心发出的指令进行调整，反复以上操作直到数据误差在要求范围内，流程结束；

第四步，这一节间的扣塔安装完成后，继续安装下一个节间，重复以上步骤。

相对于现有技术，本发明的特点及优势体现在：

(1)采用3D扫描仪对实时信息进行监测，大大提高了精准度；

(2)采用智能处理中心进行实测数据信息与设计数据信息的对比分析，并根据分析结果快速做出实施操作指令，能够做出高效的调控指令，降低成本；

(3)简化了人工的施工工序，提高了施工效率。

附图说明

图1为本发明的系统图；

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述。

步骤一：用3D激光扫描仪1对桥梁的塔吊、扣塔部分2进行监测，获得的数据信息通过WiFi网络传输给智能数据处理中心3；

步骤二：智能数据处理中心3将获取的数据信息与设计计算数据信息进行对比分析，得到数据结果；

步骤三：分析数据结果是否在误差范围内，若是在误差范围内，则结束，若不在误差范围内，就要通过千斤顶或油缸设备4进行调整，调整后再用3D扫描仪对扣塔垂直度进行监测，直到误差满足要求，流程结束；

步骤四：这一节间的扣塔安装完成后，继续安装下一个节间，重复以上步骤。

本发明不限于上述实施例，本领域技术人员按照上述实施例方式做出的任何相似方法的改动和变更措施，均应看作是本发明的构思和所述权力要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种3D激光扫描的钢扣塔竖向垂直度智能化调节系统，其特征在于：所述钢扣塔竖向垂直度智能化调节系统包括3D扫描仪、智能数据处理中心、自动控制设备；

所述3D激光扫描仪系统对桁钢拱桥扣塔进行监测，同时通过WiFi网络将所得的数据信息发送给智能数据处理中心；

所述智能数据处理中心将桁钢拱桥的监测数据与设计计算数据进行对比分析，同时按照分析结果制定相应的操作指令；并将操作指令通过WiFi网络发送给所述自动控制设备；

所述自动控制设备通过自动化中心千斤顶执行所述操作指令，所述自动化中心千斤顶安装在扣索的张拉端。

2.根据权利要求1所述的一种3D激光扫描的钢扣塔竖向垂直度智能化调节系统，其特征在于：所述设计计算数据信息是施工过程中钢桁拱桥扣塔的理想垂直度的数据信息，钢桁拱桥扣塔的理想垂直度是根据钢桁拱桥成桥状态计算得到的。

3.根据权利要求1所述的一种3D激光扫描的钢扣塔竖向垂直度智能化调节系统，其特征在于：所述按照分析结果制定相应的操作指令：如果监测到的扣塔的垂直度数据信息与设计计算所得的数据信息的差值在允许范围内，则发送不调控指令，如果监测到的垂直度数据信息与设计计算所得的信息的差值不在允许范围内，则需由智能数据处理中心发出调控指令。

4.根据权利要求3所述的如果监测到的垂直度数据信息与设计计算所得的信息的差值不在允许范围内，则需由智能数据处理中心发出调控指令，包括两种情况：当监测到的垂直度数据大于设计计算垂直度设计时，则发出放松扣索指令；当监测到的垂直度数据小于设计计算垂直度设计时，则发出张拉扣索指令。

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