CN113916280B - 基于北斗rtk的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统 - Google Patents

基于北斗rtk的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统，包括下承座和RTK监测系统，所述下承座顶部的中间位置处设有转台，所述下承座顶部的两侧分别设有十字形限位槽和光学水准仪，两组所述十字形限位槽内部的底部设有弹性式压力计，两组所述十字形限位槽的内侧套设有相互适配的十字形安装座，两组所述十字形安装座的顶部设有限位导轮；本发明通过北斗RTK系统与传统的监测结构相互配合，促使桥梁转体的形变得到厘米级的观测以及监测数据的快速传输效果，提高桥梁转体数据自动化监测的高效性和精确性，同时对刚构桥的转体进行高程和位移以及沉降和震动变化观测工作，以增强桥梁转体监测工作的全面性。

Description

基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统
技术领域
本发明涉及刚构桥技术领域，具体为基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统。
背景技术
刚构桥，主要承重结构采用刚构的桥梁，即梁和腿或墩台身构成刚性连接，在刚构桥进行转体施工时，一般需要使用监测系统对刚构桥的试转及实际转体工作进行实时监测，使操作人员可以通过监测的数据进行计算和调整，RTK是一种实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GPS技术，它是测量技术发展里程中的一个突破。
当前的刚构桥转体监测往往通过全站仪进行观测，从而对转体产生的偏差进行计算，然而刚构桥的转体幅度较大，随位移产生的预应力也会使转体本身产生载荷影响，导致转体产生上拱和下挠，而单通过全站仪不易全面的对转体产生的影响进行快速测高和数据反馈，从而对刚构桥的实时监测和控制难以及时的自动化显示和数据采集，降低刚构桥转体监测工作的精确性和效率。
发明内容
本发明的目的在于提供基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统，以解决上述背景技术中提出的相关问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括下承座和RTK监测系统，所述下承座顶部的中间位置处设有转台，所述下承座顶部的两侧分别设有十字形限位槽和光学水准仪，两组所述十字形限位槽内部的底部设有弹性式压力计，两组所述十字形限位槽的内侧套设有相互适配的十字形安装座，两组所述十字形安装座的顶部设有限位导轮，所述转台底部的边缘处开设有与两组限位导轮相互适配的环形限位槽，两组所述光学水准仪的顶部设有信号发射器，所述转台外侧底部的边缘处设有环形标尺，所述RTK监测系统分别包括RTK基准站、RTK移动站、坐标数据转换模块和数据处理终端。
优选的，所述下承座顶部的中间位置处设有球铰，所述下承座顶部靠近球铰的外侧设有滑动支架，所述转台的底部均匀排设有与滑动支架相互配合的撑脚，所述转台顶部的中间位置处划分有中心坐标线。
优选的，两组所述十字形限位槽外侧的底部设有安装仓，且安装仓与下承座相互连接，两组所述十字形限位槽内侧的四角处设有限位滑块，两组所述十字形安装座外侧的四角处设有与限位滑块相互配合的限位滑槽。
优选的，两组所述十字形安装座的底部设有压板，且压板与弹性式压力计相互适配。
优选的，两组所述光学水准仪位于下承座顶部两侧的中间位置处，两组所述光学水准仪与环形标尺的水平面相互对应。
基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统的监测方法，监测步骤如下：
步骤一；在进行刚构桥转体监测时，首先作为主要信号发射源的RTK基准站和坐标监测的RTK移动站架设指定位置，然后通过数据处理终端的手簿分别与RTK基准站和RTK移动站信号连接，即可利用北斗RTK系统对刚构桥转体进行监测工作；
步骤二；当转台整体在下承座上方旋转时，此时可通过北斗卫星信号对刚构桥的转体坐标定位，促使RTK基准站对采集的坐标数据以载波的方式与RTK移动站相互传输配合，从而利用坐标数据转换模块对传播的坐标参数进行转换，并最终将转换形成的观测数据信息传播至数据处理终端进行数据接收，即可对桥墩变形进行厘米级的实时动态监测工作；
步骤三；随着转台整体进行旋转作业时，可通过两组限位导轮在转台下方边缘处开设环形限位槽滑动导向，同时在十字形限位槽的限位下迫使十字形安装座和限位导轮根据环形限位槽旋转的震动和沉降上下活动，并根据十字形安装座与弹性式压力计的活动进行挤压，进而对转体的沉降和震动进行压力观测，而在转台整体转体时，通过两组光学水准仪进行高程测高，与北斗RTK监测系统配合一同对刚构桥的转体全面实时监测。
与现有技术相比，本发明提供了基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统，具备以下有益效果：
本发明通过北斗RTK系统与传统的监测结构相互配合，促使桥梁转体的形变得到厘米级的观测以及监测数据的快速传输效果，提高桥梁转体数据自动化监测的高效性和精确性，同时对刚构桥的转体进行高程和位移以及沉降和震动变化观测工作，以增强桥梁转体监测工作的全面性，并且该结构监测的数据可与RTK监测数据一同传输至数据处理终端，进而方便操作人员对监测的信息快速观察，给予合理的指示和调整作业。
附图说明
图1为本发明的主视剖视图；
图2为本发明的十字形安装座立体图；
图3为本发明的光学水准仪立体图；
图4为本发明的北斗RTK测量结构示意图；
图5为本发明的北斗RTK监测流程图。
图中：1、下承座；2、转台；3、十字形限位槽；4、十字形安装座；5、限位导轮；6、环形限位槽；7、环形标尺；8、光学水准仪；9、弹性式压力计；10、信号发射器；11、RTK基准站；12、RTK移动站；13、坐标数据转换模块；14、数据处理终端。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统，包括下承座1和RTK监测系统，下承座1顶部的中间位置处设有转台2，下承座1顶部的两侧分别设有十字形限位槽3和光学水准仪8，两组十字形限位槽3内部的底部设有弹性式压力计9，两组十字形限位槽3的内侧套设有相互适配的十字形安装座4，两组十字形安装座4的顶部设有限位导轮5，转台2底部的边缘处开设有与两组限位导轮5相互适配的环形限位槽6，两组光学水准仪8的顶部设有信号发射器10，转台2外侧底部的边缘处设有环形标尺7，RTK监测系统分别包括RTK基准站11、RTK移动站12、坐标数据转换模块13和数据处理终端14。
作为本实施例的优选方案：下承座1顶部的中间位置处设有球铰，下承座1顶部靠近球铰的外侧设有滑动支架，转台2的底部均匀排设有与滑动支架相互配合的撑脚，转台2顶部的中间位置处划分有中心坐标线，便于通过北斗卫星与中心坐标线进行对应，从而利用北斗卫星信号对桥梁转体的桥墩变形进行实时监测。
作为本实施例的优选方案：两组十字形限位槽3外侧的底部设有安装仓，且安装仓与下承座1相互连接，两组十字形限位槽3内侧的四角处设有限位滑块，两组十字形安装座4外侧的四角处设有与限位滑块相互配合的限位滑槽，增加十字形安装座4在十字形限位槽3的限位功能和导向性，促使十字形安装座4可在十字形限位槽3内上下活动。
作为本实施例的优选方案：两组十字形安装座4的底部设有压板，且压板与弹性式压力计9相互适配，提高十字形安装座4和压板与弹性式压力计9接触的贴合性，便于通过十字形安装座4和弹性式压力计9的挤压接触进行压力监测。
作为本实施例的优选方案：两组光学水准仪8位于下承座1顶部两侧的中间位置处，两组光学水准仪8与环形标尺7的水平面相互对应，便于对刚构桥转体的高程进行测高和标高工作，从而对刚构桥转体的倾覆进行实时监测。
实施例1，如图1所示，当转台2在转体期间，可通过十字形安装座4和十字形限位槽3的上下活动以及限位导轮5与环形限位槽6的结构导向和压力感知，促使十字形安装座4与弹性式压力计9相互挤压配合，对刚构桥转体的压力和沉降实时监测，并利用弹性式压力计9的弹性配合，可使刚构桥的沉降区离开后使十字形安装座4自动回位，进一步提高转台2转体监测工作的精确性和限位导轮5与环形限位槽6限位滑动的导向性。
实施例2，如图4所示，在下承座1与转台2对北斗卫星信号和桥梁转体的坐标数据进行载波传输时，可与传输的坐标信号进行信息转换，促使坐标参数在坐标数据转换模块13的数据计算下换算呈实时监测的数据信息，并将信息传输至数据处理终端14显示，从而便于操作人员高效的观测，即可通过北斗RTK系统对刚构桥转体的变形进行厘米级的动态测量工作。
基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统的监测方法，监测步骤如下：
步骤一；在进行刚构桥转体监测时，首先作为主要信号发射源的RTK基准站11和坐标监测的RTK移动站12架设指定位置，然后通过数据处理终端14的手簿分别与RTK基准站11和RTK移动站12信号连接，即可利用北斗RTK系统对刚构桥转体进行监测工作；
步骤二；当转台2整体在下承座1上方旋转时，此时可通过北斗卫星信号对刚构桥的转体坐标定位，促使RTK基准站11对采集的坐标数据以载波的方式与RTK移动站12相互传输配合，从而利用坐标数据转换模块13对传播的坐标参数进行转换，并最终将转换形成的观测数据信息传播至数据处理终端14进行数据接收，即可对桥墩变形进行厘米级的实时动态监测工作；
步骤三；随着转台2整体进行旋转作业时，可通过两组限位导轮5在转台2下方边缘处开设环形限位槽6滑动导向，同时在十字形限位槽3的限位下迫使十字形安装座4和限位导轮5根据环形限位槽6旋转的震动和沉降上下活动，并根据十字形安装座4与弹性式压力计9的活动进行挤压，进而对转体的沉降和震动进行压力观测，而在转台2整体转体时，通过两组光学水准仪8进行高程测高，与北斗RTK监测系统配合一同对刚构桥的转体全面实时监测。
工作原理：当转台2进行转体工作时，期间可通过北斗卫星信号对转体过程的转台2进行观测，以实时监测转体过程中桥墩的形变，并通过载波的形式使信息数据在RTK基准站11和RTK移动站12以及坐标数据转换模块13的数据传输和处理下送入数据处理终端14进行数据显示，而在转台2整体转动时，可通过两组十字形安装座4和限位导轮5在环形限位槽6的内侧导向限位，促使转台2旋转的稳定性更佳，而随着转台2旋转产生的沉降和震动皆会使十字形安装座4在十字形限位槽3内侧限位上下活动，进而利用十字形安装座4的活动与弹性式压力计9挤压配合，对转体过程中的压力进行实时监测，并利用两组光学水准仪8对转体中的转台2进行高程观测，并将观测的数据通过信号发射器10送入数据处理终端14，促使该信息与RTK观测系统集成化，更加方便的使操作人员得知全面观测的数据信息，从而根据实时监测的信息作出调整和指示作业。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统，包括下承座（1）和RTK监测系统，其特征在于：所述下承座（1）顶部的中间位置处设有转台（2），所述下承座（1）顶部的两侧分别设有十字形限位槽（3）和光学水准仪（8），两组所述十字形限位槽（3）内部的底部设有弹性式压力计（9），两组所述十字形限位槽（3）的内侧套设有相互适配的十字形安装座（4），两组所述十字形安装座（4）的顶部设有限位导轮（5），所述转台（2）底部的边缘处开设有与两组限位导轮（5）相互适配的环形限位槽（6），两组所述光学水准仪（8）的顶部设有信号发射器（10），所述转台（2）外侧底部的边缘处设有环形标尺（7），所述转台（2）顶部的中间位置处划分有中心坐标线，所述RTK监测系统包括RTK基准站（11）、RTK移动站（12）、坐标数据转换模块（13）和数据处理终端（14）；
其中，在下承座（1）与转台（2）对北斗卫星信号和桥梁转体的坐标数据进行载波传输时，与传输的坐标信号进行信息转换，促使坐标参数在坐标数据转换模块（13）的数据计算下换算成实时监测的数据信息，并将信息传输至数据处理终端（14）显示。
2.根据权利要求1所述的基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统，其特征在于：所述下承座（1）顶部的中间位置处设有球铰，所述下承座（1）顶部靠近球铰的外侧设有滑动支架，所述转台（2）的底部均匀排设有与滑动支架相互配合的撑脚，所述转台（2）顶部的中间位置处划分有中心坐标线。
3.根据权利要求1所述的基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统，其特征在于：两组所述十字形限位槽（3）外侧的底部设有安装仓，且安装仓与下承座（1）相互连接，两组所述十字形限位槽（3）内侧的四角处设有限位滑块，两组所述十字形安装座（4）外侧的四角处设有与限位滑块相互配合的限位滑槽。
4.根据权利要求1所述的基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统，其特征在于：两组所述十字形安装座（4）的底部设有压板，且压板与弹性式压力计（9）相互适配。
5.根据权利要求1所述的基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统，其特征在于：两组所述光学水准仪（8）位于下承座（1）顶部两侧的中间位置处，两组所述光学水准仪（8）与环形标尺（7）的水平面相互对应。
6.基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统的监测方法，包括如权利要求1-5任一项所述的基于北斗RTK的大节段宽幅跨刚构桥转体实时监测系统，监测方法步骤如下：
步骤一；在进行刚构桥转体监测时，首先作为主要信号发射源的RTK基准站（11）和坐标监测的RTK移动站（12）架设指定位置，然后通过数据处理终端（14）的手簿分别与RTK基准站（11）和RTK移动站（12）信号连接，即可利用北斗RTK系统对刚构桥转体进行监测工作；
步骤二；当转台（2）整体在下承座（1）上方旋转时，此时通过北斗卫星信号对刚构桥的转体坐标定位，促使RTK基准站（11）对采集的坐标数据以载波的方式与RTK移动站（12）相互传输配合，从而利用坐标数据转换模块（13）对传播的坐标参数进行转换，并最终将转换形成的观测数据信息传播至数据处理终端（14）进行数据接收，即可对桥墩变形进行厘米级的实时动态监测工作；
步骤三；随着转台（2）整体进行旋转作业时，通过两组限位导轮（5）在转台（2）下方边缘处开设环形限位槽（6）滑动导向，同时在十字形限位槽（3）的限位下迫使十字形安装座（4）和限位导轮（5）根据环形限位槽（6）旋转的震动和沉降上下活动，并根据十字形安装座（4）与弹性式压力计（9）的活动进行挤压，进而对转体的沉降和震动进行压力观测，而在转台（2）整体转体时，通过两组光学水准仪（8）进行高程测高，与北斗RTK监测系统配合一同对刚构桥的转体全面实时监测。
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