CN113186827A - 一种斜拉桥施工监测设备及方法 - Google Patents

一种斜拉桥施工监测设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种斜拉桥施工监测设备及方法，属于桥梁施工技术领域。该监测设备包括：第一微波雷达、第二微波雷达和监控终端；第一微波雷达安装在索塔的顶部，用于实时测量索塔面上连接的每根斜拉索与第一微波雷达之间的距离；第二微波雷达安装在斜拉桥面上，且位于索塔的底部，用于实时测量斜拉桥面上连接的每根斜拉索与第二微波雷达之间的距离。本发明中，通过第一微波雷达测量出斜拉索在索塔的位置高度，通过第二微波雷达测量出斜拉索在斜拉桥面上距离第二微波雷达的位置距离，从而可以通过第一微波雷达和第二微波雷达确认已安装斜拉索是否满足设计要求，测量效率高，准确度高，并降低工作人员劳动强度。

Description

一种斜拉桥施工监测设备及方法
技术领域
本发明涉桥梁施工技术领域，特别涉及一种斜拉桥施工监测设备及方法。
背景技术
斜拉桥由于其较好地跨越能力、经济、美观等优势，在近二十年的全国交通路网建设中得到了迅猛的发展，并且在大跨度桥梁的结构形式当中处于主导地位。对于双索面斜拉桥，施工的基本过程为：以主塔为中心两边对称悬臂施工，主塔上安装一对斜拉索后，吊一个节段的钢梁然后进行钢梁焊接、拉索锚固，架设完一个节段的钢梁后再进行下一个节段的钢梁架设。随着施工技术的发展，对施工效率和质量的要求越来越高，工厂化生产的标准件越来越大，例如国内外当前钢箱梁斜拉桥悬臂拼装普遍节段长度为12m、重量在300～400t左右。但为了提高施工速度和质量，工厂化制作的钢箱梁标准节段长度开始达到24m，重量达680t～720t，这样就要求一次性安装多根斜拉索，工作效率将大大提高。
当前斜拉索施工中，每安装一次斜拉索前，需进行一次监控测量，确认已安装斜拉索满足设计要求后，才能进行斜拉索的再次安装，安装后再进行监控测量，并再次确认安装的斜拉索是否满足要求，现有斜拉桥钢梁架设过程中，每条斜拉索在斜拉索桥面位置进行人工测量，测量的同步性较难控制，导致测量效率降低，成本升高，准确度低。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种斜拉桥施工监测设备及方法。一方面，提供了一种斜拉桥施工监测设备，包括：第一微波雷达、第二微波雷达和监控终端；所述第一微波雷达安装在索塔的顶部，用于实时测量索塔面上连接的每根斜拉索与所述第一微波雷达之间的距离；所述第二微波雷达安装在斜拉桥面上，且位于索塔的底部，用于实时测量斜拉桥面上连接的每根斜拉索与所述第二微波雷达之间的距离；所述监控终端与所述第一微波雷达和所述第二微波雷达通信连接，用于接收所述第一微波雷达和所述第二微波雷达测量的距离数据。
进一步地，所述监测设备还包括第三微波雷达；所述第三微波雷达安装在斜拉桥横桥向的其中一侧，用于实时测量斜拉桥面上横桥向两侧的相对应斜拉索与所述第三微波雷达之间的距离和位置；所述第三微波雷达与所述监控终端通信连接。
进一步地，斜拉桥的侧面安装第一轨道；所述第一轨道内连接有第一输送装置；所述第三微波雷达连接在所述第一输送装置上。
进一步地，所述监测设备还包括第四微波雷达；所述第四微波雷达安装在索塔横桥向的其中一侧，用于实时测量索塔面上横桥向两侧的相对应斜拉索与所述第四微波雷达之间的距离和位置；所述第四微波雷达与所述监控终端通信连接。
进一步地，索塔的侧面安装第二轨道，所述第二轨道内连接有第二输送装置；所述第四微波雷达连接在所述第二输送装置上。
进一步地，索塔两侧各有两个斜拉索面，所述第一微波雷达为四个，且每个所述第一微波雷达对应一个斜拉索面；所述第二微波雷达为四个，且每个所述第二微波雷达对应一个斜拉索面。
进一步地，索塔顺桥方向的两侧各有两个斜拉索面，所述第四微波雷达为两个，且每个所述第四微波雷达对应一侧的两个斜拉索面。
另一方面，提供了一种斜拉桥施工监测方法，包括：
通过所述第一微波雷达实时测量索塔面上连接的每根斜拉索与所述第一微波雷达之间的距离，并将测量的距离数据传输给监控终端；
通过所述第二微波雷达实时测量斜拉桥面上连接的每根斜拉索与所述第二微波雷达之间的距离，并将测量的距离数据传输给监控终端；
所述监控终端根据所述第一微波雷达传输的距离数据计算出每根斜拉索在索塔面上的位置高度；
以及根据所述二微波雷达传输的距离数据计算出每根斜拉索在斜拉桥面上距离索塔底部的位置距离。
进一步地，通过所述第三微波雷达实时测量斜拉索桥面横桥向两侧的相对应的斜拉索与所述第三微波雷达之间距离和位置，并将距离数据和位置数据传输至监控终端；
所述监控终端根据所述第三微波雷达传输的距离数据计算出斜拉索桥面两侧每相对应的两根斜拉索之间的距离，以及根据位置数据计算出每相对应的两根斜拉索在斜拉索桥面的位置是否对齐。
进一步地，通过所述第四微波雷达实时测量索塔面上横桥向两侧的相对应的斜拉索与所述第四微波雷达之间的距离和位置，并将距离数据和位置数据传输至监控终端；
所述监控终端根据所述第四微波雷达传输的距离数据计算出索塔面上两侧每相对应的两根斜拉索之间的距离，以及根据位置数据计算出每相对应的两根斜拉索在索塔面上的位置是否对齐。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明中，通过第一微波雷达测量出斜拉索在索塔的位置高度，通过第二微波雷达测量出斜拉索在斜拉桥面上距离第二微波雷达的位置距离，从而可以通过第一微波雷达和第二微波雷达确认已安装斜拉索是否满足设计要求，测量效率高，准确度高，并降低工作人员劳动强度。另外，通过第三微波雷达实时测量斜拉索桥面横桥向两侧的相对应的斜拉索与第三微波雷达之间距离和位置，通过第四微波雷达实时测量索塔面上横桥向两侧的相对应的斜拉索与第四微波雷达之间的距离和位置，从而进一步的进行判断安装是否符合要求，提高准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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是本发明提供的一种斜拉桥施工监测设备的结构示意图。
附图标记：1-第一微波雷达；2-第二微波雷达；3-监控终端；4-第三微波雷达；5-第一轨道；6-第一输送装置；7-第四微波雷达；8-第二轨道；9-第二输送装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本发明所使用的的术语“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的。
除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例目的，不是旨在于限定本发明。
图1是本发明提供的一种斜拉桥施工监测设备的结构示意图，参见图1，该监测设备包括：第一微波雷达1、第二微波雷达2和监控终端3；第一微波雷达1安装在索塔的顶部，用于实时测量索塔面上连接的每根斜拉索与第一微波雷达1之间的距离；第二微波雷达2安装在斜拉桥面上，且位于索塔的底部，用于实时测量斜拉桥面上连接的每根斜拉索与第二微波雷达2之间的距离；监控终端3与第一微波雷达1和第二微波雷达2通信连接，用于接收第一微波雷达1和第二微波雷达2测量的距离数据。
需要说明的是，微波是波长很短的无线电波，微波的方向性很好，速度等于光速。第一微波雷达1发出微波，微波遇到索塔面上连接的斜拉索后反射回来，被第一微波雷达1接收，通过监控终端3计算出斜拉索在索塔的位置高度；第二微波雷达2发出微波，微波遇到索塔面上连接的斜拉索后反射回来，被第二微波雷达2接收，通过监控终端3计算出斜拉索在斜拉桥面上距离第二微波雷达2的位置距离，从而可以通过第一微波雷达1和第二微波雷达2确认已安装斜拉索是否满足设计要求，测量效率高，准确度高，并降低工作人员劳动强度。
进一步地，监测设备还包括第三微波雷达4；第三微波雷达4安装在斜拉桥横桥向的其中一侧，用于实时测量斜拉桥面上横桥向两侧的相对应斜拉索与第三微波雷达4之间的距离和位置；第三微波雷达4与监控终端3通信连接。
需要说明的是，以横桥向两侧的每两个相对应的斜拉索为一组，通过第三微波雷达4测量出每组两个斜拉索之间的距离，与其他组相比是否相同，从而进一步的进行判断安装是否符合要求。另外，还可以通过第三微波雷达4两个相对应的斜拉索的位置关系，判断出两个相对应的斜拉索在斜拉桥面上的连接位置是否对齐，从而使得安装更加准确。
进一步地，斜拉桥的侧面安装第一轨道5；第一轨道5内连接有第一输送装置6；第三微波雷达4连接在第一输送装置6上。第一输送装置6内可以设置有驱动装置，并与监控终端3通信连接，工作人员可以通过监控终端3控制第一输送装置6带动第三微波雷达4沿着第一轨道5来回走动，从而可以通过一个第三微波雷达4将横桥向两侧的所有相对应的斜拉索进行监测，降低成本。
进一步地，监测设备还包括第四微波雷达7；第四微波雷达7安装在索塔横桥向的其中一侧，用于实时测量索塔面上横桥向两侧的相对应斜拉索与第四微波雷达7之间的距离和位置；第四微波雷达7与监控终端3通信连接。
需要说明的是，索塔顺桥方向的两侧各有两个斜拉索面，通过第四微波雷达7测量每侧两个斜拉索面相对应的两个斜拉索之间的距离，与其他组相比是否相同，从而进一步的进行判断安装是否符合要求。另外，还可以通过第四微波雷达7测量两个相对应的斜拉索的位置关系，判断出两个相对应的斜拉索在索塔上的连接位置是否对齐，从而使得安装更加准确。
进一步地，索塔的侧面安装第二轨道8，第二轨道8内连接有第二输送装置9；第四微波雷达7连接在第二输送装置9上。第二输送装置9内可以设置有驱动装置，并与监控终端3通信连接，工作人员可以通过监控终端3控制第二输送装置9带动第四微波雷达7沿着第二轨道8来回走动，从而可以通过一个第四微波雷达7将顺桥方向的其中一侧所有相对应的斜拉索进行监测，降低成本。
进一步地，索塔两侧各有两个斜拉索面，第一微波雷达1为四个，且每个第一微波雷达1对应一个斜拉索面；第二微波雷达2为四个，且每个第二微波雷达2对应一个斜拉索面。
进一步地，索塔顺桥方向的两侧各有两个斜拉索面，第四微波雷达7为两个，且每个第四微波雷达7对应一侧的两个斜拉索面。
本发明提供的一种斜拉桥施工监测设备的监测方法可以为：
通过第一微波雷达1实时测量索塔面上连接的每根斜拉索与第一微波雷达1之间的距离，并将测量的距离数据传输给监控终端3；
通过第二微波雷达2实时测量斜拉桥面上连接的每根斜拉索与第二微波雷达2之间的距离，并将测量的距离数据传输给监控终端3；
监控终端3根据第一微波雷达1传输的距离数据计算出每根斜拉索在索塔面上的位置高度；
以及根据二微波雷达2传输的距离数据计算出每根斜拉索在斜拉桥面上距离索塔底部的位置距离；
通过第三微波雷达4实时测量斜拉索桥面横桥向两侧的相对应的斜拉索与第三微波雷达4之间距离和位置，并将距离数据和位置数据传输至监控终端3；
监控终端3根据第三微波雷达4传输的距离数据计算出斜拉索桥面两侧每相对应的两根斜拉索之间的距离，以及根据位置数据计算出每相对应的两根斜拉索在斜拉索桥面的位置是否对齐；
通过第四微波雷达7实时测量索塔面上横桥向两侧的相对应的斜拉索与第四微波雷达7之间的距离和位置，并将距离数据和位置数据传输至监控终端3；
监控终端3根据第四微波雷达7传输的距离数据计算出索塔面上两侧每相对应的两根斜拉索之间的距离，以及根据位置数据计算出每相对应的两根斜拉索在索塔面上的位置是否对齐。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种斜拉桥施工监测设备，其特征在于，包括：第一微波雷达(1)、第二微波雷达(2)和监控终端(3)；
所述第一微波雷达(1)安装在索塔的顶部，用于实时测量索塔面上连接的每根斜拉索与所述第一微波雷达(1)之间的距离；
所述第二微波雷达(2)安装在斜拉桥面上，且位于索塔的底部，用于实时测量斜拉桥面上连接的每根斜拉索与所述第二微波雷达(2)之间的距离；
所述监控终端(3)与所述第一微波雷达(1)和所述第二微波雷达(2)通信连接，用于接收所述第一微波雷达(1)和所述第二微波雷达(2)测量的距离数据。
2.根据权利要求1所述的一种斜拉桥施工监测设备，其特征在于，所述监测设备还包括第三微波雷达(4)；所述第三微波雷达(4)安装在斜拉桥横桥向的其中一侧，用于实时测量斜拉桥面上横桥向两侧的相对应斜拉索与所述第三微波雷达(4)之间的距离和位置；
所述第三微波雷达(4)与所述监控终端(3)通信连接。
3.根据权利要求2所述的一种斜拉桥施工监测设备，其特征在于，斜拉桥的侧面安装第一轨道(5)；所述第一轨道(5)内连接有第一输送装置(6)；
所述第三微波雷达(4)连接在所述第一输送装置(6)上。
4.根据权利要求3所述的一种斜拉桥施工监测设备，其特征在于，所述监测设备还包括第四微波雷达(7)；所述第四微波雷达(7)安装在索塔横桥向的其中一侧，用于实时测量索塔面上横桥向两侧的相对应斜拉索与所述第四微波雷达(7)之间的距离和位置；
所述第四微波雷达(7)与所述监控终端(3)通信连接。
5.根据权利要求4所述的一种斜拉桥施工监测设备，其特征在于，索塔的侧面安装第二轨道(8)，所述第二轨道(8)内连接有第二输送装置(9)；
所述第四微波雷达(7)连接在所述第二输送装置(9)上。
6.根据权利要求1所述的一种斜拉桥施工监测设备，其特征在于，索塔两侧各有两个斜拉索面，所述第一微波雷达(1)为四个，且每个所述第一微波雷达(1)对应一个斜拉索面；
所述第二微波雷达(2)为四个，且每个所述第二微波雷达(2)对应一个斜拉索面。
7.根据权利要求4所述的一种斜拉桥施工监测设备，其特征在于，索塔顺桥方向的两侧各有两个斜拉索面，所述第四微波雷达(7)为两个，且每个所述第四微波雷达(7)对应一侧的两个斜拉索面。
8.一种斜拉桥施工监测方法，其特征在于，包括：
通过所述第一微波雷达(1)实时测量索塔面上连接的每根斜拉索与所述第一微波雷达(1)之间的距离，并将测量的距离数据传输给监控终端(3)；
通过所述第二微波雷达(2)实时测量斜拉桥面上连接的每根斜拉索与所述第二微波雷达(2)之间的距离，并将测量的距离数据传输给监控终端(3)；
所述监控终端(3)根据所述第一微波雷达(1)传输的距离数据计算出每根斜拉索在索塔面上的位置高度；
以及根据所述二微波雷达(2)传输的距离数据计算出每根斜拉索在斜拉桥面上距离索塔底部的位置距离。
9.根据权利要求8所述的一种斜拉桥施工监测方法，其特征在于，
通过所述第三微波雷达(4)实时测量斜拉索桥面横桥向两侧的相对应的斜拉索与所述第三微波雷达(4)之间距离和位置，并将距离数据和位置数据传输至监控终端(3)；
所述监控终端(3)根据所述第三微波雷达(4)传输的距离数据计算出斜拉索桥面两侧每相对应的两根斜拉索之间的距离，以及根据位置数据计算出每相对应的两根斜拉索在斜拉索桥面的位置是否对齐。
10.根据权利要求9所述的一种斜拉桥施工监测方法，其特征在于，通过所述第四微波雷达(7)实时测量索塔面上横桥向两侧的相对应的斜拉索与所述第四微波雷达(7)之间的距离和位置，并将距离数据和位置数据传输至监控终端(3)；
所述监控终端(3)根据所述第四微波雷达(7)传输的距离数据计算出索塔面上两侧每相对应的两根斜拉索之间的距离，以及根据位置数据计算出每相对应的两根斜拉索在索塔面上的位置是否对齐。
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