CN113832338A - 一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统 - Google Patents

一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，其技术方案要点是包括放置架、激振器、控制终端、残余应力超声波检测仪、图像采集组件以及移动组件，放置架用于放置桥墩；若干激振器滑动连接于放置架上，移动组件设置于放置架上，激振器用于带动桥墩振动；残余应力超声波检测仪设置于放置架上；图像采集组件包括若干摄像头，摄像头均安装于放置架上；控制终端配置有残余应力消除策略；残余应力消除策略包括基本信息确定步骤、振动方案确定步骤、振动方案执行步骤以及振动反馈步骤。该系统能够用于对桥墩进行残余应力消除处理，且处理结果不依赖于工作人员的工作经验，有利于保障残余应力消除处理结果。

Description

一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统
技术领域
本发明涉及桥梁工程领域，更具体的说是涉及一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统。
背景技术
钢结构桥梁是桥的一种类型，是指桥梁上部的主要承重和受力部分由钢材制成。钢结构桥梁和桥一样，是跨越江、河、湖、海的空中道路，其中大跨度桥梁多为预应力混凝土桥梁和钢结构桥梁。钢结构桥梁的结构沿其桥纵方向由主桥组成。桥墩之间称为跨度,主桥跨越主通航孔段称为主跨,跨为边跨。钢桥的主要材料是钢板、型钢和高强度钢。钢板多由低合金钢制成，零件由铸钢和优质碳制成。钢梁的主要类型有地梁、箱梁、桁架梁和叠合梁。钢结构桥梁因其材料强度高、匀质性好、易于加工，故而构件轻、运输架设方便、容易架设,为大跨度桥梁理想材料。
钢结构桥梁的桥墩属于大型焊接结构件，这种结构件由纵横交错的筋板构成，焊接部位多，焊接后存在很高的分布复杂的残余应力，这种残余应力会影响钢结构桥梁的使用寿命，需要进行消除。振动时效是消除残余应力的方法之一。振动时效是用共振原理消除残余应力的可靠先进的时效技术。对于桥墩，可通过将桥墩进行振动时效处理来消除桥墩的残余应力。然而，不同桥墩的尺寸、规格等不同，桥墩上各个钢板之间的焊接位置不同，桥墩上钢板的剪切面位置不同，均会导致残余应力的分布情况不同，振动时效设备对桥墩进行振动时的振动位置不同、振动时间不同，均会使得桥墩的残余应力消除情况不同。当前对桥墩进行振动时效处理时，只能根据桥墩的尺寸、规格、焊接位置等情况，依据经验选择振动位置和振动时间进行振动处理，最终振动处理后的残余应力消除情况非常依赖于工作人员的工作经验，桥墩的残余应力消除结果难以保障。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，该系统能够用于对桥墩进行残余应力消除处理，且处理结果不依赖于工作人员的工作经验，有利于保障残余应力消除处理结果。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，包括放置架、激振器、控制终端、残余应力超声波检测仪、图像采集组件以及移动组件，所述放置架用于放置桥墩；
所述激振器设置有若干个，若干所述激振器滑动连接于所述放置架上，所述移动组件设置于所述放置架上，各个所述激振器均与所述移动组件连接，所述移动组件用于带动各个所述激振器在所述放置台上移动，所述激振器用于带动桥墩振动；
所述残余应力超声波检测仪设置于放置架上，所述残余应力超声波检测仪用于对桥墩的残余应力进行检测；
所述图像采集组件包括若干摄像头，所述摄像头均安装于所述放置架上，所述摄像头用于对桥墩进行拍摄得到摄影图像并发送至所述控制终端；
所述控制终端以所述放置架用于与桥墩接触的接触面为X轴和Y轴所在平面构建三维坐标系，所述控制终端配置有残余应力消除策略；
所述残余应力消除策略包括基本信息确定步骤、振动方案确定步骤、振动方案执行步骤以及振动反馈步骤；
所述基本信息确定步骤包括根据所述摄影图像确定放置在所述放置架上的桥墩的基本信息，所述基本信息包括桥墩的尺寸、各个焊缝中心于三维坐标系中的位置坐标以及各个剪切面中心于三维坐标系中的位置坐标，所述控制终端控制所述残余应力超声波检测仪对桥墩的残余应力进行检测得到处理前残余应力数据，并进入振动方案确定步骤；
所述振动方案确定步骤包括当所述控制终端获取到用户输入的振动信息时，直接进入到振动方案执行步骤，所述振动信息包括各个激振器对桥墩进行振动时的位置坐标和振动时间；当所述控制终端未获取到用户输入的振动信息时，根据预设的方案生成子策略确定所述振动信息，并进入振动方案执行步骤；
所述振动方案执行步骤包括所述控制终端控制所述移动组件将各个所述激振器移动到所述振动信息指定的位置坐标处，并控制各个所述激振器同步对桥墩进行振动，振动持续时间为所述振动信息中指定的振动时间，振动完成后进入振动反馈步骤；
所述振动反馈步骤包括所述控制终端控制所述残余应力超声波检测仪对桥墩的残余应力进行检测得到处理后残余应力数据，根据处理前残余应力数据和处理后残余应力数据计算得到残余应力消除率，所述控制终端中配置有残余应力消除关系表，所述残余应力消除表中存储有各种所述基本信息、各种所述处理前残余应力数据以及各种所述振动信息，初始时各种所述基本信息、各种所述处理前残余应力数据以及各种所述振动信息之间的关联程度值为零，当残余应力消除率达到预设的消除率上限阈值时，在所述残余应力消除关系表中将对应的所述基本信息、所述处理前残余应力数据以及所述振动信息之间的关联程度值增加预设的变化值；当残余应力消除率无法达到预设的消除率下限阈值时，在所述残余应力消除关系表中将对应的所述基本信息、所述处理前残余应力数据以及所述振动信息之间的关联程度值减小所述变化值；
所述方案生成子策略包括所述控制终端根据所述基本信息和所述处理前残余应力数据，在所述残余应力消除关系表中找出与对应的所述基本信息和所述处理前残余应力数据的关联程度值最大的振动信息。
作为本发明的进一步改进，所述残余应力消除策略还包括有重复振动步骤，所述重复振动步骤包括在振动反馈步骤完成后，根据所述处理后残余应力数据与桥墩的尺寸计算单位体积内的平均残余应力数据，将所述平均残余应力数据与预设的残余应力允许数据进行比较，当所述平均残余应力数据大于残余应力允许数据时，将所述处理后残余应力数据作为新的所述处理前残余应力数据，并进入振动方案确定步骤。
作为本发明的进一步改进，根据所述摄影图像确定放置在所述放置架上的桥墩的基本信息具体为：所述控制终端保存有各个所述摄像头的位置坐标，所述控制终端接收到摄影图像后，根据所述摄像头的位置坐标和摄影图像在三维坐标系内对桥墩、各个焊缝以及各个剪切面在三维坐标系内进行建模，得到桥墩各个端点于三维坐标系中的位置坐标、各个焊缝中心于三维坐标系中的位置坐标以及各个剪切面中心于三维坐标系中的位置坐标，通过桥墩各个端点于三维坐标系中的位置坐标计算桥墩的尺寸。
作为本发明的进一步改进，所述放置架包括由上到下设置的上层架、中层架以及下层架，所述上层架与所述下层架之间设置有连接架，所述连接架分别连接所述上层架和所述下层架，所述上层架用于放置桥墩，所述中层架滑动连接于所述连接架上，滑动方向为竖直方向，所述下层架上设置有直线运动输出件，所述直线运动输出件用于驱动所述中层架滑动，所述直线运动输出件与所述控制终端连接，所述移动组件固定于所述中层架上。
作为本发明的进一步改进，所述移动组件包括有第一滑轨，所述第一滑轨固定与所述中层架上，所述第一滑轨上设置有若干第一直线电机，每个所述第一直线电机上均设置有第二滑轨，所述第二滑轨与所述第一滑轨相互垂直设置，所述第二滑轨上均设置有第二直线电机，各个所述激振器固定于各个所述第二直线电机上，所述第一直线电机以及所述第二直线电机均与所述控制终端连接。
作为本发明的进一步改进，所述第一滑轨设置有两个，两个所述第一滑轨平行设置，两个所述第一滑轨上的第一直线电机一一对应设置，所述第二滑轨的两端分别固定与对应的两个第一直线电机上，且对应的所述第一直线电机同步同向运动。
作为本发明的进一步改进，所述第一滑轨上的相邻两个所述第一直线电机之间均设置有距离传感器，所述距离传感器用于检测相邻两个所述第一直线电机之间的间距。
作为本发明的进一步改进，所述第一直线电机上固定有缓冲板，所述缓冲板位于相邻两个所述第一直线电机之间。
作为本发明的进一步改进，所述上层架包括有若干震动橡胶垫，所述上层架通过震动橡胶垫与所述桥墩接触。
作为本发明的进一步改进，所述摄像头至少设置有四个，四个所述摄像头分别用于拍摄桥墩的四个侧面，所述摄像头的高度高于所述桥墩的高度。
本发明的有益效果：通过残余应力消除策略的设置，控制终端能够自动获取位于放置架上的桥墩的基本信息，工作人员能够通过直接输入振动信息来控制多个激振器对桥墩进行振动处理，从而实现桥墩的残余应力消除，并且控制终端会统计残余应力消除结果，并反馈到残余应力消除关系表上。当工作人员不直接输入振动信息时，控制终端会自动根据当前的残余应力消除关系表来确定当前基本信息下预期中最优的振动信息，并更具振动信息来控制多个激振器对桥墩进行振动处理。因此该系统能够用于对桥墩进行残余应力消除处理，并且在工作人员不输入振动信息时能够自动确定振动信息并进行振动处理，处理结果不依赖于工作人员的工作经验，有利于保障残余应力消除处理结果。
附图说明
图1为残余应力消除策略的流程图；
图2为本发明的立体结构示意图；
图3为下层架与中层架的连接结构示意图；
图4为中层架的立体结构示意图；
图5为图4中A处的放大图。
附图标记：1、放置架；11、上层架；12、中层架；13、下层架；14、连接架；15、直线运动输出件；2、激振器；3、控制终端；4、残余应力超声波检测仪；5、图像采集组件；51、摄像头；6、移动组件；61、第一滑轨；62、第一直线电机；63、第二滑轨；64、第二直线电机；7、距离传感器；8、缓冲板；9、震动橡胶垫。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参照图1所示，本实施例的一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，包括放置架1、激振器2、控制终端3、残余应力超声波检测仪4、图像采集组件5以及移动组件6。
参照图2所示，放置架1包括由上到下设置的上层架11、中层架12以及下层架13，上层架11与下层架13之间设置有连接架14，连接架14分别连接上层架11和下层架13。上层架11与下层架13均设置为方形，连接架14为框体结构，上层架11的外沿与下层架13的外沿固定在连接架14上。
参照图2、图3所示，上层架11用于放置桥墩，上层架11包括有若干震动橡胶垫9，上层架11通过震动橡胶垫9与桥墩接触。中层架12滑动连接于连接架14上，滑动方向为竖直方向，即连接架14的高度方向。下层架13上设置有直线运动输出件15，直线运动输出件15用于驱动中层架12滑动，直线运动输出件15与控制终端3连接，直线运动输出件15为能够提供直线驱动力的设备，例如气缸，本实施例中直线运动输出件15为乐清市飞普龙气动液压有限公司的10A-5SDB80-200型号气缸。控制终端3为计算机终端。本实施例汇总直线运动输出件15为气缸，气缸的活塞杆与中层架12固定，且直线运动输出件15设置有多个，多个直线运动输出件15列正分布，多个直线运动输出件15同步对中层架12进行驱动，多个直线运动输出件15便于提供更强的驱动力且使得中层架12多处受力，滑动更加稳定，本实施例中直线运动输出件15设置为两个。
参照图2、图4所示，移动组件6固定于中层架12上。移动组件6包括有两个第一滑轨61，第一滑轨61固定与中层架12上，两个第一滑轨61平行设置，第一滑轨61上设置有若干第一直线电机62，两个第一滑轨61上的第一直线电机62一一对应设置，对应的两个第一直线电机62上固定有第二滑轨63，第二滑轨63的两端分别固定与对应的两个第一直线电机62上，第二滑轨63与第一滑轨61相互垂直设置，第二滑轨63上均设置有第二直线电机64，第二滑轨63上的第二直线电机64可根据需要设置为一个或者多个，本实施例中第二滑轨63上的第二直线电机64设置为一个。激振器2设置有若干个，各个激振器2固定于各个第二直线电机64上，本实施例中的激振器2选用济宁恒全机械设备有限公司的ZKF型振动器2，激振器2用于带动桥墩振动。第一直线电机62以及第二直线电机64均与控制终端3连接，控制终端3控制对应的第一直线电机62同步同向运动从而带动各个激振器2移动。
参照图4、图5所示，第一滑轨61上的相邻两个第一直线电机62之间均设置有距离传感器7，距离传感器7用于检测相邻两个第一直线电机62之间的间距。当距离传感器7监测到相邻两个第一直线电机62之间的距离过小时，说明相邻两个第一直线电机62具有碰撞风险，第一直线电机62的碰撞会导致第一直线电机62的移动不准确，此时将距离过小的信号传回给控制终端3，控制终端3控制两个第一直线电机62移动从而增大两者之间的间距。
参照图4、图5所示，第一直线电机62上固定有缓冲板8，缓冲板8位于相邻两个第一直线电机62之间。缓冲板8由柔性并具有缓冲作用的材料制成，例如橡胶。即便有距离传感器7的反馈，但是当第一直线电机62的移动速度过快，控制终端3的控制不及时时，相邻的第一直线电机62仍然可能发生碰撞。而缓冲板8能够降低碰撞对第一直线电机62的损伤。
参照图2所示残余应力超声波检测仪4固定于上层架11上，残余应力超声波检测仪4用于对桥墩的残余应力进行检测。图像采集组件5包括若干摄像头51，摄像头51均安装于上层架11上，摄像头51用于对桥墩进行拍摄得到摄影图像并发送至控制终端3；摄像头51至少设置有四个，四个摄像头51分别用于拍摄桥墩的四个侧面，摄像头51的高度高于桥墩的高度，以便于摄像头51拍摄的摄像图像中能够包括桥墩的上端面。
参照图1所示，控制终端3以放置架1用于与桥墩接触的接触面为X轴和Y轴所在平面构建三维坐标系，本实施例中以竖直向上为Z轴方向。控制终端3配置有残余应力消除策略，残余应力消除策略包括基本信息确定步骤、振动方案确定步骤、振动方案执行步骤、振动反馈步骤以及重复振动步骤。
基本信息确定步骤包括根据摄影图像确定放置在放置架1上的桥墩的基本信息，基本信息包括桥墩的尺寸、各个焊缝中心于三维坐标系中的位置坐标以及各个剪切面中心于三维坐标系中的位置坐标，控制终端3控制残余应力超声波检测仪4对桥墩的残余应力进行检测得到处理前残余应力数据，并进入振动方案确定步骤。
其中根据摄影图像确定放置在放置架1上的桥墩的基本信息具体为：控制终端3保存有各个摄像头51的位置坐标，控制终端3接收到摄影图像后，根据摄像头51的位置坐标和摄影图像在三维坐标系内对桥墩、各个焊缝以及各个剪切面在三维坐标系内进行建模，得到桥墩各个端点于三维坐标系中的位置坐标、各个焊缝中心于三维坐标系中的位置坐标以及各个剪切面中心于三维坐标系中的位置坐标，通过桥墩各个端点于三维坐标系中的位置坐标计算桥墩的尺寸。
振动方案确定步骤包括当控制终端3获取到用户输入的振动信息时，直接进入到振动方案执行步骤，振动信息包括各个激振器2对桥墩进行振动时的位置坐标和振动时间；当控制终端3未获取到用户输入的振动信息时，根据预设的方案生成子策略确定振动信息，并进入振动方案执行步骤。
振动方案执行步骤包括控制终端3控制移动组件6将各个激振器2移动到振动信息指定的位置坐标处，并控制各个激振器2同步对桥墩进行振动，振动持续时间为振动信息中指定的振动时间，振动完成后进入振动反馈步骤。
振动反馈步骤包括控制终端3控制残余应力超声波检测仪4对桥墩的残余应力进行检测得到处理后残余应力数据，根据处理前残余应力数据和处理后残余应力数据计算得到残余应力消除率，控制终端3中配置有残余应力消除关系表，残余应力消除表中存储有各种基本信息、各种处理前残余应力数据以及各种振动信息，初始时各种基本信息、各种处理前残余应力数据以及各种振动信息之间的关联程度值为零，当残余应力消除率达到预设的消除率上限阈值时，在残余应力消除关系表中将对应的基本信息、处理前残余应力数据以及振动信息之间的关联程度值增加预设的变化值；当残余应力消除率无法达到预设的消除率下限阈值时，在残余应力消除关系表中将对应的基本信息、处理前残余应力数据以及振动信息之间的关联程度值减小变化值。
重复振动步骤包括在振动反馈步骤完成后，根据处理后残余应力数据与桥墩的尺寸计算单位体积内的平均残余应力数据，将平均残余应力数据与预设的残余应力允许数据进行比较，当平均残余应力数据大于残余应力允许数据时，将处理后残余应力数据作为新的处理前残余应力数据，并进入振动方案确定步骤。
方案生成子策略包括控制终端3根据基本信息和处理前残余应力数据，在残余应力消除关系表中找出与对应的基本信息和处理前残余应力数据的关联程度值最大的振动信息。
例如，通过吊车将需要进行振动处理的钢结构桥墩吊放到上层架11上后，首先需要先对桥墩的基本信息进行获取。基本信息至少包括桥墩的尺寸、各个焊缝中心于三维坐标系中的位置坐标以及各个剪切面中心于三维坐标系中的位置坐标。为了获取基本信息，控制终端3依次控制桥墩周围的摄像头51对桥墩先后进行拍照并获得摄影图像。各个摄像头51为先后对桥墩进行拍照，且每个摄像头51对桥墩进行拍照的同时从摄像头51方向对桥墩进行曝光，从而消除光线暗淡对摄影图像的影响，保证每个摄像头51拍摄到的摄影图像都具有良好的光线，以便于降低后续对摄影图像的识别难度。控制终端3与各个摄像头51之间通过有线连接，有线连接有利于降低图像传输中的失真。
控制终端3对获取到的摄影图像先进行前处理，从而消除输入转换器件和周围环境的影响导致的图像上的含有的噪音和失真，完成滤波操作。然后通过空域法对图像进行灰度增强和边缘检测，识别出图像中亮度变化明显的点，识别到的点拟合后构成线型的，判定该线为桥墩上钢材的边沿线，多条边沿线的交汇点判定为钢材的端点；位于摄影图像的最外围的端点判定为桥墩的端点。识别到的点构成条形区域且区域边沿不规则时，判定该区域为焊缝所在区域。
识别到的点构成规则的矩形或菱形区域时，判定该区域为剪切面所在区域。控制终端3配置有三维坐标系，设置在上层面上的橡胶垫水平放置，该三维坐标系以橡胶垫上表面所在平面上的一直线方向为X轴方向，该平面上的另一垂直方向为Y轴方向，竖直向上方向为Z轴方向构建而成。且控制终端3储存有各个摄像头51的位置坐标，通过对摄影图像上的桥墩的端点的识别以及对应的摄像头51的位置坐标进行计算得到桥墩的各个端点的位置坐标，在三维坐标系内对桥墩进行建模，从而计算得到桥墩的长宽高尺寸。通过对摄影图像上的焊缝所在区域和剪切面所在区域的识别以及对应的摄像头51的位置坐标进行计算得到焊缝区域外沿的若干点的位置坐标和剪切面外沿的若干点的位置坐标，通过焊缝区域外沿的位置坐标计算焊缝中心的位置坐标，通过剪切面外沿的外置坐标确定剪切面中心的位置坐标。将通过图像识别和计算得到的该桥墩的尺寸、该桥墩上的各个焊缝中心的位置坐标以及该桥墩的各个剪切面中心的位置坐标保存为该桥墩的基本信息。摄像头51拍摄结束后，残余应力超声波检测仪4对桥墩进行检测得到处理前残余应力数据。处理前残余应力数据包括残余应力的大小。
控制终端3包括有显示器，显示器显示该桥墩的建模模型，并且建模模型上用与桥墩不同的色彩显示各个焊缝所在区域和各个剪切面所在区域，并且还通过表格显示该桥墩的基本信息。操作人员可通过控制终端3的显示器通过模型和表格快速了解该桥墩的基本信息，显示器上海设置有供操作人员输入振动信息的窗口，振动信息包括各个激振器2对桥墩进行振动时的位置坐标和振动时间。
若操作人员选择不输入振动信息，那么控制终端3根据桥墩的基本信息和处理前残余应力数据在残余应力消除关系表找到关联程度值最大的振动信息确定为对该桥墩进行振动处理的振动信息。该关联程度值最大为该振动信息与桥墩的基本信息的关联值加上该振动信息与处理前残余应力数据的关联值之和最大。若操作人员选择输入振动信息，则将输入的振动信息确定为对该桥墩进行振动处理的振动信息。
控制终端3接收到振动信息或者找到关联程度值最大的振动信息后，根据振动信息中的各个激振器2的位置坐标，通过第一直线电机62和第二直线电机64带动各个激振器2移动，控制终端3与各个激振器2之间通过局域网无线连接，从而有利于减少激振器2上的连接线，以减少激振器2移动过程中各条连接线缠绕的可能。激振器2移动前，整个中层架12位于可滑动的最下端的位置，使得中层架12与上层架11之间具有足够的距离从而便于第一直线电机62与第二直线电机64自由移动而不会与上层架11碰撞。第一直线电机62与第二直线电机64移动完成后，控制终端3通过直线运动输出件15带动整个中层架12上升，使得各个激振器2穿过上层架11的架体与桥墩下端接触，控制终端3控制各个激振器2对桥墩进行振动处理，处理时间为振动信息中确定的时间。振动时的振动频率大小为控制终端3自动确定，确定逻辑为：振动频率具有预设的取值范围，当控制终端3计算得到的桥墩的体积越大，则确定的振动频率越大，但是振动频率具有预设的取值范围，即确定的振动频率不会超过预设的取值范围的最大值，也不会小于预设的取值范围的最小值。振动完成后残余应力超声波检测仪4重新对残余应力进行检测得到处理后残余应力数据。
残余应力消除关系表的更新逻辑为：若变化量为1，消除率上限阈值为40％，消除率下限阈值为20％。计算残余应力消除率，残余应力消除率为处理后残余应力的大小与处理前的残余应力的大小的差值与处理前的残余应力的大小的比值。例如，当处理前的残余应力的大小的300Mpa，处理后残余应力的大小为250Mpa，此时计算得到的残余应力消除率为16.7％，残余应力消除率小于消除率下限阈值，此时在残余应力消除关系表中将本次振动处理中的桥墩的基本信息、处理前残余应力数据以及振动信息之间的关联程度值减1。例如，当当处理前的残余应力的大小的300Mpa，处理后残余应力的大小为160Mpa，此时计算得到的残余应力消除率为46.7％，残余应力消除率大于消除率上限阈值，此时在残余应力消除关系表中将本次振动处理中的桥墩的基本信息、处理前残余应力数据以及振动信息之间的关联程度值加1。
控制终端3根据处理后残余应力数据和桥墩的尺寸计算桥墩的平均残余应力数据，平均残余应力数据为处理后的残余应力大小与桥墩的体积的比值。例如，预设的残余应力允许数据为3Mpa/m2时，若检测得到处理后的残余应力大小为160Mpa，桥梁的体积为40m2，此时计算得到的平均残余应力数据为4Mpa/m2，此时平均残余应力数据大于预设的残余应力允许数据，需要将处理后残余应力数据作为新的处理前残余应力数据，并重新确定振动信息和根据振动信息进行振动处理，直到计算得到的平均残余应力数据小于或等于预设的残余应力允许数据时，结束对桥墩的振动处理，每次振动处理结束后均对残余应力消除关系表进行更新。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，其特征在于：包括放置架(1)、激振器(2)、控制终端(3)、残余应力超声波检测仪(4)、图像采集组件(5)以及移动组件(6)，所述放置架(1)用于放置桥墩；
所述激振器(2)设置有若干个，若干所述激振器(2)滑动连接于所述放置架(1)上，所述移动组件(6)设置于所述放置架(1)上，各个所述激振器(2)均与所述移动组件(6)连接，所述移动组件(6)用于带动各个所述激振器(2)在所述放置台上移动，所述激振器(2)用于带动桥墩振动；
所述残余应力超声波检测仪(4)设置于放置架(1)上，所述残余应力超声波检测仪(4)用于对桥墩的残余应力进行检测；
所述图像采集组件(5)包括若干摄像头(51)，所述摄像头(51)均安装于所述放置架(1)上，所述摄像头(51)用于对桥墩进行拍摄得到摄影图像并发送至所述控制终端(3)；
所述控制终端(3)以所述放置架(1)用于与桥墩接触的接触面为X轴和Y轴所在平面构建三维坐标系，所述控制终端(3)配置有残余应力消除策略；
所述残余应力消除策略包括基本信息确定步骤、振动方案确定步骤、振动方案执行步骤以及振动反馈步骤；
所述基本信息确定步骤包括根据所述摄影图像确定放置在所述放置架(1)上的桥墩的基本信息，所述基本信息包括桥墩的尺寸、各个焊缝中心于三维坐标系中的位置坐标以及各个剪切面中心于三维坐标系中的位置坐标，所述控制终端(3)控制所述残余应力超声波检测仪(4)对桥墩的残余应力进行检测得到处理前残余应力数据，并进入振动方案确定步骤；
所述振动方案确定步骤包括当所述控制终端(3)获取到用户输入的振动信息时，直接进入到振动方案执行步骤，所述振动信息包括各个激振器(2)对桥墩进行振动时的位置坐标和振动时间；当所述控制终端(3)未获取到用户输入的振动信息时，根据预设的方案生成子策略确定所述振动信息，并进入振动方案执行步骤；
所述振动方案执行步骤包括所述控制终端(3)控制所述移动组件(6)将各个所述激振器(2)移动到所述振动信息指定的位置坐标处，并控制各个所述激振器(2)同步对桥墩进行振动，振动持续时间为所述振动信息中指定的振动时间，振动完成后进入振动反馈步骤；
所述振动反馈步骤包括所述控制终端(3)控制所述残余应力超声波检测仪(4)对桥墩的残余应力进行检测得到处理后残余应力数据，根据处理前残余应力数据和处理后残余应力数据计算得到残余应力消除率，所述控制终端(3)中配置有残余应力消除关系表，所述残余应力消除表中存储有各种所述基本信息、各种所述处理前残余应力数据以及各种所述振动信息，初始时各种所述基本信息、各种所述处理前残余应力数据以及各种所述振动信息之间的关联程度值为零，当残余应力消除率达到预设的消除率上限阈值时，在所述残余应力消除关系表中将对应的所述基本信息、所述处理前残余应力数据以及所述振动信息之间的关联程度值增加预设的变化值；当残余应力消除率无法达到预设的消除率下限阈值时，在所述残余应力消除关系表中将对应的所述基本信息、所述处理前残余应力数据以及所述振动信息之间的关联程度值减小所述变化值；
所述方案生成子策略包括所述控制终端(3)根据所述基本信息和所述处理前残余应力数据，在所述残余应力消除关系表中找出与对应的所述基本信息和所述处理前残余应力数据的关联程度值最大的振动信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，其特征在于：所述残余应力消除策略还包括有重复振动步骤，所述重复振动步骤包括在振动反馈步骤完成后，根据所述处理后残余应力数据与桥墩的尺寸计算单位体积内的平均残余应力数据，将所述平均残余应力数据与预设的残余应力允许数据进行比较，当所述平均残余应力数据大于残余应力允许数据时，将所述处理后残余应力数据作为新的所述处理前残余应力数据，并进入振动方案确定步骤。
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，其特征在于：根据所述摄影图像确定放置在所述放置架(1)上的桥墩的基本信息具体为：所述控制终端(3)保存有各个所述摄像头(51)的位置坐标，所述控制终端(3)接收到摄影图像后，根据所述摄像头(51)的位置坐标和摄影图像在三维坐标系内对桥墩、各个焊缝以及各个剪切面在三维坐标系内进行建模，得到桥墩各个端点于三维坐标系中的位置坐标、各个焊缝中心于三维坐标系中的位置坐标以及各个剪切面中心于三维坐标系中的位置坐标，通过桥墩各个端点于三维坐标系中的位置坐标计算桥墩的尺寸。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，其特征在于：所述放置架(1)包括由上到下设置的上层架(11)、中层架(12)以及下层架(13)，所述上层架(11)与所述下层架(13)之间设置有连接架(14)，所述连接架(14)分别连接所述上层架(11)和所述下层架(13)，所述上层架(11)用于放置桥墩，所述中层架(12)滑动连接于所述连接架(14)上，滑动方向为竖直方向，所述下层架(13)上设置有直线运动输出件(15)，所述直线运动输出件(15)用于驱动所述中层架(12)滑动，所述直线运动输出件(15)与所述控制终端(3)连接，所述移动组件(6)固定于所述中层架(12)上。
5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，其特征在于：所述移动组件(6)包括有第一滑轨(61)，所述第一滑轨(61)固定与所述中层架(12)上，所述第一滑轨(61)上设置有若干第一直线电机(62)，每个所述第一直线电机(62)上均设置有第二滑轨(63)，所述第二滑轨(63)与所述第一滑轨(61)相互垂直设置，所述第二滑轨(63)上均设置有第二直线电机(64)，各个所述激振器(2)固定于各个所述第二直线电机(64)上，所述第一直线电机(62)以及所述第二直线电机(64)均与所述控制终端(3)连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，其特征在于：所述第一滑轨(61)设置有两个，两个所述第一滑轨(61)平行设置，两个所述第一滑轨(61)上的第一直线电机(62)一一对应设置，所述第二滑轨(63)的两端分别固定与对应的两个第一直线电机(62)上，且对应的所述第一直线电机(62)同步同向运动。
7.根据权利要求5所述的一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，其特征在于：所述第一滑轨(61)上的相邻两个所述第一直线电机(62)之间均设置有距离传感器(7)，所述距离传感器(7)用于检测相邻两个所述第一直线电机(62)之间的间距。
8.根据权利要求5所述的一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，其特征在于：所述第一直线电机(62)上固定有缓冲板(8)，所述缓冲板(8)位于相邻两个所述第一直线电机(62)之间。
9.根据权利要求4所述的一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，其特征在于：所述上层架(11)包括有若干震动橡胶垫(9)，所述上层架(11)通过震动橡胶垫(9)与所述桥墩接触。
10.根据权利要求1所述的一种基于大数据的钢结构桥墩残余应力消除系统，其特征在于：所述摄像头(51)至少设置有四个，四个所述摄像头(51)分别用于拍摄桥墩的四个侧面，所述摄像头(51)的高度高于所述桥墩的高度。
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