CN113124940A - 一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统，涉及桥梁施工监控技术领域。在本发明中：主处理控制子获取温度信息，匹配输出监控系统内预设的对应各结构体上在该温度条件下该位置所应有的标准挠度参数信息、标准应力参数信息。主处理控制子系统获取挠度数据信息、应力信息，与各结构体当前温度、位置所对应的标准挠度参数信息、标准应力参数信息进行对比分析，并输出分析结果。本发明通过对临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块的实时状态信息进行挠度、应力、温度和位置的同步性匹配监测，同步进行应力或挠度状态的检测，并进行异常状态的分析处理，分析输出整个施工过程中实时异常危险等级，便于施工控制，避免安全隐患。

Description

一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统

技术领域

本发明属于桥梁施工监控技术领域，特别是涉及一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统。

背景技术

桥梁施工过程中，拖拉式施工较为常见，即在拼装平台、临时墩、主墩下横梁上设置滑道梁，钢梁在滑道梁上采用钢绞线通过前方的连续作用千斤顶牵引而滑动。而在条件较为复杂，单一式的拖拉系统很难满足高效化、高稳定化的桥梁施工建设需求。在桥梁动态化拖拉施工过程中，临时墩、钢桁梁、导梁等各种动态化结构体的稳定性是影响整个拖拉施工安全性和稳定性的重要因素。而在桥梁动态化拖拉施工过程中，对影响拖拉施工安全性和稳定性的结构体进行挠度、应力变化进行综合性的监测、分析，为后续安全等级判断提供分析结果，是高效、安全化进行桥梁动态施工的重要基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统，通过对临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块的实时状态信息进行挠度、应力、温度和位置的同步性匹配监测，同步进行应力或挠度状态的检测，并进行异常状态的分析处理，分析输出整个施工过程中实时异常危险等级，便于施工控制，避免安全隐患。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统，监控系统包括挠度监测子系统、应力监测子系统、温度监测子系统和同步性监测子系统，监控系统还包括用于采集分析上述各子系统监测数据信息的主处理控制子系统。挠度监测子系统与多个扰度监测装置进行数据信息连接，挠度监测子系统采集分析钢梁拖拉就位过程中的导梁及钢桁梁的挠度信息。应力监测子系统中与多个应力监测装置进行数据信息连接，应力监测子系统采集分析临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块在拖拉就位过程中各状态位置时的应力信息。温度监测子系统与多个温度监测装置进行数据信息连接，温度监测子系统采集分析临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块在拖拉施工环节中的温度信息。同步性监测子系统与多个位置监测装置进行数据信息连接，同步性监测子系统采集分析钢梁拖拉就位过程中的临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块的位置信息。

主处理控制子获取同步性监测子系统采集分析各结构体的位置信息和温度监测子系统采集分析到的温度信息，匹配输出监控系统内预设的对应各结构体上在该温度条件下该位置所应有的标准挠度参数信息、标准应力参数信息。

主处理控制子系统获取挠度监测子系统实时采集分析到的挠度数据信息、应力监测子系统实时采集分析到的应力信息，与各结构体当前温度、位置所对应的标准挠度参数信息、标准应力参数信息进行对比分析，并输出分析结果。

作为本发明的一种优选技术方案：

监控系统内预设：①临时墩在温度T_X下，其标准应力伴随位置变化的函数曲线为f_L(x)；②钢桁梁在温度T_X下，其标准应力伴随位置变化的函数曲线为f_G1(x)，其标准挠度伴随位置变化的函数曲线为f_G2(x)；③导梁在温度T_X下，其标准应力伴随位置变化的函数曲线为f_D1(x)，其标准挠度伴随位置变化的函数曲线为f_D2(x)；④滑块在温度T_X下，其标准应力伴随位置变化的函数曲线为f_H(x)。

主处理控制器子系统获取上述结构体在对应条件状态下的标准应力或标准挠度函数曲线信息。

作为本发明的一种优选技术方案：

㈠拖拉就位过程中的临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块都配置有独立的位置监测装置，设位置监测装置实时所监测到的临时墩位置信息为S_L、钢桁梁位置信息为S_G、导梁位置信息为S_D、滑块位置信息为S_H；㈡主处理控制子系统根据各结构体上的实际温度信息，匹配各结构体所对应的标准应力或标准挠度伴随位置变化的函数曲线；㈢主处理控制子系统在各结构体的标准应力或标准挠度的函数曲线上对应找到位置监测装置所监测到的位置点，输出临时墩位置S_L、钢桁梁位置S_G、导梁位置S_D、滑块位置S_H所对应的标准应力信息，输出钢桁梁位置S_G、导梁位置S_D所对应的标准挠度信息。

作为本发明的一种优选技术方案：

㈠主处理控制子系统获取各结构体实时位置的标准应力或标准挠度：①临时墩位置S_L所对应的标准应力信息为F_LO；②钢桁梁位置S_G所对应的标准应力信息为F_GO，钢桁梁位置S_G所对应的标准挠度信息为Y_GO；③导梁位置S_D所对应的标准应力信息为F_DO，导梁位置S_D所对应的标准挠度信息为Y_DO；④滑块位置S_H所对应的标准应力信息为F_HO；㈡主处理控制子系统获取各结构体实时位置的实际应力或实际挠度：

①临时墩位置S_L处实际监测到的应力信息为F_LS；②钢桁梁位置S_G处实际监测到的应力信息为F_GS，钢桁梁位置S_G处实际监测到的挠度信息为Y_GS；③导梁位置S_D处实际监测到的应力信息为F_DS，导梁位置S_D处实际监测到的挠度信息为Y_DS；④滑块位置S_H处实际监测到的应力信息为F_HS。

作为本发明的一种优选技术方案，主处理控制子系统设置应力状态异常系数λ和挠度状态异常系数β，则存在：

①临时墩应力状态异常系数

其中δ_L为临时墩应力检测最大误差值；②钢桁梁应力状态异常系数

其中δ_G1为钢桁梁应力检测最大误差值；钢桁梁挠度状态异常系数

其中δ_G2为钢桁梁挠度检测最大误差值；③导梁应力状态异常系数

其中δ_D1为导梁应力检测最大误差值；导梁挠度状态异常系数

其中δ_D2为导梁挠度检测最大误差值；④滑块应力状态异常系数

其中δ_H为滑块应力检测最大误差值。

作为本发明的一种优选技术方案，主处理控制子系统对各结构体上的应力状态或挠度状态进行判定：

①当临时墩应力状态异常系数λ_L≥m₁，则判定当前临时墩应力状态异常；②当钢桁梁应力状态异常系数λ_G≥m₂，则判定当前钢桁梁应力状态异常；当钢桁梁挠度状态异常系数β_G≥n₁，则判定当前钢桁梁挠度状态异常；③当导梁应力状态异常系数λ_D≥m₃，则判定当前导梁应力状态异常；当导梁挠度状态异常系数β_D≥n₂，则判定当前导梁挠度状态异常；④当滑块应力状态异常系数λ_H≥m₄，则判定当前滑块应力状态异常。

作为本发明的一种优选技术方案：

主处理控制子系统内设置数目异常危险等级和数值异常危险等级，主处理控制子系统分析获取出现应力或挠度状态异常的结构体数目，并对出现异常状态的应力或挠度数值进行累加，通过异常数目、异常累加值进行对应级别的警报输出。

作为本发明的一种优选技术方案：

㈠主处理控制子系统内设置数目异常危险等级

设出现应力或挠度状态异常的结构体数目为X₁，则存在数目异常危险等级

㈡主处理控制子系统内设置数值异常危险等级

设出现应力或挠度状态异常的数值累加值为X₂，则存在数值异常危险等级

本发明具有以下有益效果：

本发明通过监控系统对临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块在拖拉就位过程中的实时状态信息进行挠度、应力、温度和位置的同步性匹配监测，通过同步性监测到的各结构位置信息，在当前温度条件下进行应力或挠度状态的检测，并进行异常状态的分析处理，并分析输出整个施工过程中实时异常危险等级，便于施工过程中及时发现整个施工系统的异常状态，及时进行相应施工控制，避免后续安全隐患。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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他的附图。

图1为本发明中的监控系统的系统逻辑示意图；

图2为本发明中的临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块的标准应力或挠度逻辑输出示意图；

图3为本发明中的临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块的异常状态逻辑示意图。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作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。

实施例一

监控系统包括挠度监测子系统、应力监测子系统、温度监测子系统和同步性监测子系统，监控系统还包括用于采集分析上述各子系统监测数据信息的主处理控制子系统。

监控系统内预设：

①临时墩在温度T_X下，其标准应力伴随位置变化的函数曲线为f_L(x)；②钢桁梁在温度T_X下，其标准应力伴随位置变化的函数曲线为f_G1(x)，其标准挠度伴随位置变化的函数曲线为f_G2(x)；③导梁在温度T_X下，其标准应力伴随位置变化的函数曲线为f_D1(x)，其标准挠度伴随位置变化的函数曲线为f_D2(x)；④滑块在温度T_X下，其标准应力伴随位置变化的函数曲线为f_H(x)。

主处理控制器子系统获取上述结构体在对应条件状态下的标准应力或标准挠度函数曲线信息。

温度监测子系统与多个温度监测装置进行数据信息连接，温度监测子系统采集分析临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块在拖拉施工环节中的温度信息。

主处理控制子系统根据各结构体上的实际温度信息，匹配各结构体所对应的标准应力或标准挠度伴随位置变化的函数曲线。

实施例二

同步性监测子系统与多个位置监测装置进行数据信息连接，同步性监测子系统采集分析钢梁拖拉就位过程中的临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块的位置信息。

拖拉就位过程中的临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块都配置有独立的位置监测装置，设位置监测装置实时所监测到的临时墩位置信息为S_L、钢桁梁位置信息为S_G、导梁位置信息为S_D、滑块位置信息为S_H。

主处理控制子系统在各结构体的标准应力或标准挠度的函数曲线上对应找到位置监测装置所监测到的位置点，输出临时墩位置S_L、钢桁梁位置S_G、导梁位置S_D、滑块位置S_H所对应的标准应力信息，输出钢桁梁位置S_G、导梁位置S_D所对应的标准挠度信息。

主处理控制子获取同步性监测子系统采集分析各结构体的位置信息和温度监测子系统采集分析到的温度信息，匹配输出监控系统内预设的对应各结构体上在该温度条件下该位置所应有的标准挠度参数信息、标准应力参数信息。

主处理控制子系统获取各结构体实时位置的标准应力或标准挠度：

①临时墩位置S_L所对应的标准应力信息为F_LO。

②钢桁梁位置S_G所对应的标准应力信息为F_GO，钢桁梁位置S_G所对应的标准挠度信息为Y_GO。

③导梁位置S_D所对应的标准应力信息为F_DO，导梁位置S_D所对应的标准挠度信息为Y_DO。

④滑块位置S_H所对应的标准应力信息为F_HO。

实施例三

挠度监测子系统与多个扰度监测装置进行数据信息连接，挠度监测子系统采集分析钢梁拖拉就位过程中的导梁及钢桁梁的挠度信息。

应力监测子系统中与多个应力监测装置进行数据信息连接，应力监测子系统采集分析临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块在拖拉就位过程中各状态位置时的应力信息。

主处理控制子系统获取各结构体实时位置的实际应力或实际挠度：

①临时墩位置S_L处实际监测到的应力信息为F_LS；

②钢桁梁位置S_G处实际监测到的应力信息为F_GS，钢桁梁位置S_G处实际监测到的挠度信息为Y_GS；

③导梁位置S_D处实际监测到的应力信息为F_DS，导梁位置S_D处实际监测到的挠度信息为Y_DS；

④滑块位置S_H处实际监测到的应力信息为F_HS。

实施例四

主处理控制子系统获取挠度监测子系统实时采集分析到的挠度数据信息、应力监测子系统实时采集分析到的应力信息，与各结构体当前温度、位置所对应的标准挠度参数信息、标准应力参数信息进行对比分析，并输出分析结果。

主处理控制子系统设置应力状态异常系数λ和挠度状态异常系数β，则存在：

①临时墩应力状态异常系数

其中δ_L为临时墩应力检测最大误差值。

②钢桁梁应力状态异常系数

其中δ_G1为钢桁梁应力检测最大误差值。

钢桁梁挠度状态异常系数

其中δ_G2为钢桁梁挠度检测最大误差值。

③导梁应力状态异常系数

其中δ_D1为导梁应力检测最大误差值。

导梁挠度状态异常系数

其中δ_D2为导梁挠度检测最大误差值。

④滑块应力状态异常系数

其中δ_H为滑块应力检测最大误差值。

实施例五

主处理控制子系统对各结构体上的应力状态或挠度状态进行判定：

①当临时墩应力状态异常系数λ_L≥m₁，则判定当前临时墩应力状态异常；②当钢桁梁应力状态异常系数λ_G≥m₂，则判定当前钢桁梁应力状态异常；当钢桁梁挠度状态异常系数β_G≥n₁，则判定当前钢桁梁挠度状态异常；③当导梁应力状态异常系数λ_D≥m₃，则判定当前导梁应力状态异常；当导梁挠度状态异常系数β_D≥n₂，则判定当前导梁挠度状态异常；④当滑块应力状态异常系数λ_H≥m₄，则判定当前滑块应力状态异常。

主处理控制子系统内设置数目异常危险等级和数值异常危险等级，主处理控制子系统分析获取出现应力或挠度状态异常的结构体数目，并对出现异常状态的应力或挠度数值进行累加，通过异常数目、异常累加值进行对应级别的警报输出，具体对应内容如下：

㈠主处理控制子系统内设置数目异常危险等级

设出现应力或挠度状态异常的结构体数目为X₁，则存在数目异常危险等级

㈡主处理控制子系统内设置数值异常危险等级

设出现应力或挠度状态异常的数值累加值为X₂，则存在数值异常危险等级

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统，监控系统包括挠度监测子系统、应力监测子系统、温度监测子系统和同步性监测子系统，监控系统还包括用于采集分析上述各子系统监测数据信息的主处理控制子系统，其特征在于：

挠度监测子系统与多个扰度监测装置进行数据信息连接，挠度监测子系统采集分析钢梁拖拉就位过程中的导梁及钢桁梁的挠度信息；

应力监测子系统中与多个应力监测装置进行数据信息连接，应力监测子系统采集分析临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块在拖拉就位过程中各状态位置时的应力信息；

温度监测子系统与多个温度监测装置进行数据信息连接，温度监测子系统采集分析临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块在拖拉施工环节中的温度信息；

同步性监测子系统与多个位置监测装置进行数据信息连接，同步性监测子系统采集分析钢梁拖拉就位过程中的临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块的位置信息；

主处理控制子获取同步性监测子系统采集分析各结构体的位置信息和温度监测子系统采集分析到的温度信息，匹配输出监控系统内预设的对应各结构体上在该温度条件下该位置所应有的标准挠度参数信息、标准应力参数信息；

主处理控制子系统获取挠度监测子系统实时采集分析到的挠度数据信息、应力监测子系统实时采集分析到的应力信息，与各结构体当前温度、位置所对应的标准挠度参数信息、标准应力参数信息进行对比分析，并输出分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统，其特征在于：

监控系统内预设：

①临时墩在温度T_X下，其标准应力伴随位置变化的函数曲线为f_L(x)；

②钢桁梁在温度T_X下，其标准应力伴随位置变化的函数曲线为f_G1(x)，其标准挠度伴随位置变化的函数曲线为f_G2(x)；

③导梁在温度T_X下，其标准应力伴随位置变化的函数曲线为f_D1(x)，其标准挠度伴随位置变化的函数曲线为f_D2(x)；

④滑块在温度T_X下，其标准应力伴随位置变化的函数曲线为f_H(x)；

主处理控制器子系统获取上述结构体在对应条件状态下的标准应力或标准挠度函数曲线信息。

3.根据权利要求2所述的一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统，其特征在于：

(一)拖拉就位过程中的临时墩、钢桁梁、导梁以及滑块都配置有独立的位置监测装置，设位置监测装置实时所监测到的临时墩位置信息为S_L、钢桁梁位置信息为S_G、导梁位置信息为S_D、滑块位置信息为S_H；

(二)主处理控制子系统根据各结构体上的实际温度信息，匹配各结构体所对应的标准应力或标准挠度伴随位置变化的函数曲线；

(三)主处理控制子系统在各结构体的标准应力或标准挠度的函数曲线上对应找到位置监测装置所监测到的位置点，输出临时墩位置S_L、钢桁梁位置S_G、导梁位置S_D、滑块位置S_H所对应的标准应力信息，输出钢桁梁位置S_G、导梁位置S_D所对应的标准挠度信息。

4.根据权利要求3所述的一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统，其特征在于：

(一)主处理控制子系统获取各结构体实时位置的标准应力或标准挠度：

①临时墩位置S_L所对应的标准应力信息为F_LO；

②钢桁梁位置S_G所对应的标准应力信息为F_GO，钢桁梁位置S_G所对应的标准挠度信息为Y_GO；

③导梁位置S_D所对应的标准应力信息为F_DO，导梁位置S_D所对应的标准挠度信息为Y_DO；

④滑块位置S_H所对应的标准应力信息为F_HO；

(二)主处理控制子系统获取各结构体实时位置的实际应力或实际挠度：

①临时墩位置S_L处实际监测到的应力信息为F_LS；

②钢桁梁位置S_G处实际监测到的应力信息为F_GS，钢桁梁位置S_G处实际监测到的挠度信息为Y_GS；

③导梁位置S_D处实际监测到的应力信息为F_DS，导梁位置S_D处实际监测到的挠度信息为Y_DS；

④滑块位置S_H处实际监测到的应力信息为F_HS。

5.根据权利要求4所述的一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统，其特征在于：

主处理控制子系统设置应力状态异常系数λ和挠度状态异常系数β，则存在：

①临时墩应力状态异常系数

其中δ_L为临时墩应力检测最大误差值；

②钢桁梁应力状态异常系数

其中δ_G1为钢桁梁应力检测最大误差值；

钢桁梁挠度状态异常系数

其中δ_G2为钢桁梁挠度检测最大误差值；

③导梁应力状态异常系数

其中δ_D1为导梁应力检测最大误差值；

导梁挠度状态异常系数

其中δ_D2为导梁挠度检测最大误差值；

④滑块应力状态异常系数

其中δ_H为滑块应力检测最大误差值。

6.根据权利要求1所述的一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统，其特征在于：

主处理控制子系统对各结构体上的应力状态或挠度状态进行判定：

①当临时墩应力状态异常系数λ_L≥m₁，则判定当前临时墩应力状态异常；

②当钢桁梁应力状态异常系数λ_G≥m₂，则判定当前钢桁梁应力状态异常；当钢桁梁挠度状态异常系数β_G≥n₁，则判定当前钢桁梁挠度状态异常；

③当导梁应力状态异常系数λ_D≥m₃，则判定当前导梁应力状态异常；当导梁挠度状态异常系数β_D≥n₂，则判定当前导梁挠度状态异常；

④当滑块应力状态异常系数λ_H≥m₄，则判定当前滑块应力状态异常。

7.根据权利要求6所述的一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统，其特征在于：

主处理控制子系统内设置数目异常危险等级和数值异常危险等级，主处理控制子系统分析获取出现应力或挠度状态异常的结构体数目，并对出现异常状态的应力或挠度数值进行累加，通过异常数目、异常累加值进行对应级别的警报输出。

8.根据权利要求7所述的一种钢桁梁桥拖拉施工动态状态异常分析监控系统，其特征在于：

(一)主处理控制子系统内设置数目异常危险等级

设出现应力或挠度状态异常的结构体数目为X₁，则存在数目异常危险等级

(二)主处理控制子系统内设置数值异常危险等级

设出现应力或挠度状态异常的数值累加值为X₂，则存在数值异常危险等级

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