CN114197313B - 一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁塔架的技术领域，且公开了一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，包括塔架主体以及智能监测装置。该跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，通过连接杆上的电磁头同步移动，与第一触发头一起同步压缩导线，继而与第二触发头接触，内部电路继而导通，智能监测装置继而开始报警，提醒工作人员塔架主体发生形变，实现了智能化高效化报警，通过高端装备智能监测装置进行塔架主体监测，且智能监测装置同步设置有多组，工作人员只需要判断是哪一组智能监测装置进行报警，则可以快速的判定发生形变的位置，便于工作人员快速且高效的找到形变点，从而进行快速维护，节省了工作人员的时间。

Description

一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置

技术领域

本发明涉及桥梁塔架的技术领域，具体为一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置。

背景技术

高端装备制造产业指装备制造业的高端领域，在产业链占据核心部位，其发展水平决定产业链的整体竞争力，塔架是悬索桥的一个重要组成部分，主要承受悬索桥垂直载荷和风载。悬索桥中塔架的高度通过河流宽度和主索长度进行确定，一般为固定值。这种固定塔架在永久性桥梁中使用比较广泛。

这种塔架通常大体上是铁质支架且经常具有稍微的坡度，并因此包括多个连续地彼此叠加的截头圆锥区段。在每区段的每个末端设有凸缘并且相应的凸缘彼此螺接。凸缘和螺栓也会受到桥梁施工或者车辆在其上驶动的动态载荷，动态载荷可以导致螺栓以及塔架疲劳，并且发生蠕变，不满足现有高端装备制造市场领域，为了避免螺栓失效、以及塔架存在的潜在损害甚至是倒塌，必须对螺栓以及塔架进行频繁检查、维护或者更换。这样的维护计划麻烦并且特别是费时费力的，需要大量的人工进行检修，影响甚大，也存在巨大的安全隐患。

所以针对这些问题，我们提出了一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置来解决，随着社会的高速发展，大数据互联网技术已经日渐成熟，我们利用大数据实现高端装备监测装置进行塔架监测，以求实现智能化高效的对塔架进行检修。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，解决了为了避免螺栓失效、以及塔架存在的潜在损害甚至是倒塌，必须对螺栓以及塔架进行频繁检查、维护或者更换。这样的维护计划麻烦并且特别是费时费力的，需要大量的人工进行检修的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，包括塔架主体以及安装在塔架主体上的智能监测装置；

所述智能监测装置包括第一固定杆、第二固定杆、吊绳、悬浮球、固定轴心块以及受力监测杆；

所述受力监测杆的内部设置有变向弹簧、支撑杆、连接弹簧、安装块、连接杆、电磁头、第一触发头、导线以及第二触发头；

所述第一固定杆与所述第二固定杆之间呈垂直状固定连接在一起，所述第二固定杆的下方活动连接有吊绳，所述吊绳的下方固定连接有悬浮球，所述第一固定杆以及第二固定杆上均活动安装有固定轴心块，两组所述固定轴心块之间固定连接有受力监测杆；

所述受力监测杆的内部固定安装有变向弹簧，所述变向弹簧的外侧固定连接有支撑杆，所述支撑杆远离变向弹簧的一端固定连接有连接弹簧，所述连接弹簧远离支撑杆的一端连接有安装块，所述安装块的外侧固定安装有连接杆以及第一触发头，所述连接杆的外侧固定连接有电磁头，所述电磁头以及第一触发头的外侧均连接有导线，所述导线远离所述电磁头以及第一触发头的一端固定安装有第二触发头。

进一步的，所述塔架主体的底端固定安装有基座，所述塔架主体的顶端固定安装有固定块，所述固定块的外侧固定连接有塔架前缆风索、承重索以及牵引索，所述牵引索的下方连接有起重索，所述起重索的下方活动连接有拱箱，所述塔架前缆风索、承重索、牵引索以及起重索远离固定块的一端均连接有重力式地锚，所述重力式地锚设置有两组，另一组所述重力式地锚远离所述固定块通过拉索固定连接。

进一步的，所述塔架主体的表面固定安装有铁架梁，所述铁架梁之间固定安装有支撑铁架。

进一步的，所述第一固定杆以及第二固定杆呈垂直状卡接在所述支撑铁架之上。

进一步的，所述吊绳为镀锌钢丝材质，所述悬浮球为球形铁球。

进一步的，所述第一触发头与所述第二触发头呈对称状安装，所述导线连接在所述第一触发头与所述第二触发头之间。

进一步的，所述智能监测装置至少同时设置有四组，同步安装在所述支撑铁架上。

进一步的，所述塔架主体为“八字塔架”。

本发明技术方案，具有如下有益效果：

1、该跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，本发明采用一侧无塔架缆索吊装施工方案，只需要一组塔架主体，解决了塔架主体的转运及山体的爆破开挖，可以减少缆索塔架的安装拆除风险及吊装过程塔架的安全监控风险，同时利用既有地形保护了生态环境，确保了项目整体安全可控，施工费用节省和缩短工期方面经济效益显著。

2、该跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，塔架主体采用“八字塔架”，降低了同类型设备施工成本，实现了逐肋吊装，可以快速定位，具有施工单、操作容易、安全性好、效率高、系统稳定等特点，非常适用于类似施工场地狭小及山区陡峭的地形条件的缆索吊装作业。

3、该跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，通过连接杆上的电磁头同步移动，与第一触发头一起同步压缩导线，继而与第二触发头接触，内部电路继而导通，智能监测装置继而开始报警，提醒工作人员塔架主体发生形变，实现了智能化高效化报警，避免了工作人员需要经常检修的问题。

4、该跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，通过高端装备智能监测装置进行塔架主体监测，且智能监测装置同步设置有多组，工作人员只需要判断是哪一组智能监测装置进行报警，则可以快速的判定发生形变的位置，便于工作人员快速且高效的找到形变点，从而进行快速维护，节省了工作人员的时间。

5、该跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，通过在第二固定杆的下方设置有吊绳以及悬浮球，在外界风力过大时，悬浮球会进行摆动，当悬浮球的摆动幅度过大时，悬浮球将会碰撞到铁架梁或者支撑铁架，并发出碰撞声，提醒工作人员外面风力强度，便于工作人员直观判断外界情况，以及判断塔架主体的抗风性。

附图说明

图1为本发明整体连接结构示意图；

图2为本发明塔架主体连接结构示意图；

图3为本发明图2中塔架主体部分结构截面示意图；

图4为本发明图3中A区域结构放大示意图；

图5为本发明智能监测机构连接结构示意图；

图6为本发明受力监测杆内部结构平面示意图；

图7为本发明图6中B区域结构放大示意图。

图中：1、塔架主体；2、基座；3、固定块；5、铁架梁；6、支撑铁架；

7、智能监测装置；71、第一固定杆；72、第二固定杆；73、吊绳；74、悬浮球；75、固定轴心块；76、受力监测杆；

761、变向弹簧；762、支撑杆；763、连接弹簧；764、安装块；765、连接杆；766、电磁头；767、第一触发头；768、导线；769、第二触发头；

8、塔架前缆风索；9、承重索；10、牵引索；11、起重索；12、拱箱；13、重力式地锚。

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。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

请参阅图1，一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，塔架主体1的底端固定安装有基座2，塔架主体1的顶端固定安装有固定块3，塔架主体1的表面固定安装有铁架梁5，铁架梁5之间固定安装有支撑铁架6，第一固定杆71以及第二固定杆72呈垂直状卡接在支撑铁架6之上，塔架主体1的底端固定安装有基座2，塔架主体1的顶端固定安装有固定块3，固定块3的外侧固定连接有塔架前缆风索8、承重索9以及牵引索10，牵引索10的下方连接有起重索11，起重索11的下方活动连接有拱箱12，塔架前缆风索8、承重索9、牵引索10以及起重索11远离固定块3的一端均连接有重力式地锚13，重力式地锚13设置有两组，另一组重力式地锚13远离固定块3通过拉索固定连接。在使用时，先吊装两岸各端段，先用塔架前缆风索8将拱箱12牵引到安装位置上空，再用起重索11提拱箱12，再靠下降起重索11，使拱箱12接头有不小于8cm的施工预抬高值。通过起降起重索11，调整拱箱12接头标高，满足要求，再对称收紧承重索9，调整拱箱12中线。根据测量监测组提供的数据，调整拱箱12轴线及高程。

本发明采用一侧无塔架缆索吊装施工方案，只需要一组塔架主体1，解决了塔架主体1的转运及山体的爆破开挖，可以减少缆索塔架的安装拆除风险及吊装过程塔架的安全监控风险，同时利用既有地形保护了生态环境，确保了项目整体安全可控，施工费用节省和缩短工期方面经济效益显著。

塔架主体1采用“八字塔架”，降低了同类型设备施工成本，实现了逐肋吊装，可以快速定位，具有施工单、操作容易、安全性好、效率高、系统稳定等特点，非常适用于类似施工场地狭小及山区陡峭的地形条件的缆索吊装作业。

请参阅图2-图7，一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，包括塔架主体1以及安装在塔架主体1上的智能监测装置7，智能监测装置7至少同时设置有四组，同步安装在支撑铁架6上，通过高端装备智能监测装置7进行塔架主体1监测，且智能监测装置7同步设置有多组，工作人员只需要判断是哪一组智能监测装置7进行报警，则可以快速的判定发生形变的位置，便于工作人员快速且高效的找到形变点，从而进行快速维护，节省了工作人员的时间。

智能监测装置7包括第一固定杆71、第二固定杆72、吊绳73、悬浮球74、固定轴心块75以及受力监测杆76；

受力监测杆76的内部设置有变向弹簧761、支撑杆762、连接弹簧763、安装块764、连接杆765、电磁头766、第一触发头767、导线768以及第二触发头769；

第一固定杆71与第二固定杆72之间呈垂直状固定连接在一起，第二固定杆72的下方活动连接有吊绳73，吊绳73的下方固定连接有悬浮球74，吊绳73为镀锌钢丝材质，悬浮球74为球形铁球；通过在第二固定杆72的下方设置有吊绳73以及悬浮球74，在外界风力过大时，悬浮球74会进行摆动，当悬浮球74的摆动幅度过大时，悬浮球74将会碰撞到铁架梁5或者支撑铁架6，并发出碰撞声，提醒工作人员外面风力强度，便于工作人员直观判断外界情况，以及判断塔架主体1的抗风性。

第一固定杆71以及第二固定杆72上均活动安装有固定轴心块75，两组固定轴心块75之间固定连接有受力监测杆76，受力监测杆76的内部固定安装有变向弹簧761，变向弹簧761的外侧固定连接有支撑杆762，支撑杆762远离变向弹簧761的一端固定连接有连接弹簧763，连接弹簧763远离支撑杆762的一端连接有安装块764，安装块764的外侧固定安装有连接杆765以及第一触发头767，连接杆765的外侧固定连接有电磁头766，电磁头766以及第一触发头767的外侧均连接有导线768，导线768远离电磁头766以及第一触发头767的一端固定安装有第二触发头769。

在塔架主体1长期“工作”之后，其表面的铁架梁5以及支撑铁架6会逐渐发生蠕变，支撑铁架6外侧卡接有第一固定杆71以及第二固定杆72，第一固定杆71以及第二固定杆72将会随着支撑铁架6的形变同步逐渐发生形变，继而带动其上连接的第一固定杆71以及第二固定杆72同步发生形变，第一固定杆71以及第二固定杆72继而压迫受力监测杆76，带动其上连接的受力监测杆76同步发生形变，随着受力监测杆76的形变，其内部的变向弹簧761同步形变，压迫与之连接的支撑杆762，支撑杆762继而压缩连接弹簧763，连接弹簧763随即向内部推动安装块764，安装块764随即连接杆765以及第一触发头767同步移动，连接杆765上的电磁头766同步移动，与第一触发头767一起同步压缩导线768，继而与第二触发头769接触，内部电路继而导通，智能监测装置7继而开始报警，提醒工作人员塔架主体1发生形变，实现了智能化高效化报警，避免了工作人员需要经常检修的问题；同时，智能监测装置7同步设置有多组，工作人员只需要判断是哪一组智能监测装置7进行报警，则可以快速的判定发生形变的位置，便于工作人员快速且高效的找到形变点，从而进行快速维护，节省了工作人员的时间。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明：

工作原理：在使用时，先吊装两岸各端段，先用塔架前缆风索8将拱箱12牵引到安装位置上空，再用起重索11提拱箱12，再靠下降起重索11，使拱箱12接头有不小于8cm的施工预抬高值。通过起降起重索11，调整拱箱12接头标高，满足要求，再对称收紧承重索9，调整拱箱12中线。根据测量监测组提供的数据，调整拱箱12轴线及高程。

塔架主体1表面的铁架梁5以及支撑铁架6会受到拱桥施工或者车辆在其上驶动的动态载荷，动态载荷可以导致螺栓以及塔架主体1疲劳，并且发生蠕变，会使得塔架主体1存在的潜在损害甚至是倒塌；在塔架主体1长期“工作”之后，其表面的铁架梁5以及支撑铁架6会逐渐发生蠕变，支撑铁架6外侧卡接有第一固定杆71以及第二固定杆72，第一固定杆71以及第二固定杆72将会随着支撑铁架6的形变同步逐渐发生形变，继而带动其上连接的第一固定杆71以及第二固定杆72同步发生形变，第一固定杆71以及第二固定杆72继而压迫受力监测杆76，带动其上连接的受力监测杆76同步发生形变，随着受力监测杆76的形变，其内部的变向弹簧761同步形变，压迫与之连接的支撑杆762，支撑杆762继而压缩连接弹簧763，连接弹簧763随即向内部推动安装块764，安装块764随即连接杆765以及第一触发头767同步移动，连接杆765上的电磁头766同步移动，与第一触发头767一起同步压缩导线768，继而与第二触发头769接触，内部电路继而导通，智能监测装置7继而开始报警，提醒工作人员塔架主体1发生形变，实现了智能化高效化报警，避免了工作人员需要经常检修的问题；同时，智能监测装置7同步设置有多组，工作人员只需要判断是哪一组智能监测装置7进行报警，则可以快速的判定发生形变的位置，便于工作人员快速且高效的找到形变点，从而进行快速维护，节省了工作人员的时间。

同时，在第二固定杆72的下方设置有吊绳73以及悬浮球74，在外界风力过大时，悬浮球74会进行摆动，当悬浮球74的摆动幅度过大时，悬浮球74将会碰撞到铁架梁5或者支撑铁架6，并发出碰撞声，提醒工作人员外面风力强度，便于工作人员直观判断外界情况，以及判断塔架主体1的抗风性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (8)

1.一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，包括塔架主体（1）以及安装在塔架主体（1）上的智能监测装置（7）；

其特征在于：所述智能监测装置（7）包括第一固定杆（71）、第二固定杆（72）、吊绳（73）、悬浮球（74）、固定轴心块（75）以及受力监测杆（76）；

所述受力监测杆（76）的内部设置有变向弹簧（761）、支撑杆（762）、连接弹簧（763）、安装块（764）、连接杆（765）、电磁头（766）、第一触发头（767）、导线（768）以及第二触发头（769）；

所述第一固定杆（71）与所述第二固定杆（72）之间呈垂直状固定连接在一起，所述第二固定杆（72）的下方活动连接有吊绳（73），所述吊绳（73）的下方固定连接有悬浮球（74），所述第一固定杆（71）以及第二固定杆（72）上均活动安装有固定轴心块（75），两组所述固定轴心块（75）之间固定连接有受力监测杆（76）；

所述受力监测杆（76）的内部固定安装有变向弹簧（761），所述变向弹簧（761）的外侧固定连接有支撑杆（762），所述支撑杆（762）远离变向弹簧（761）的一端固定连接有连接弹簧（763），所述连接弹簧（763）远离支撑杆（762）的一端连接有安装块（764），所述安装块（764）的外侧固定安装有连接杆（765）以及第一触发头（767），所述连接杆（765）的外侧固定连接有电磁头（766），所述电磁头（766）以及第一触发头（767）的外侧均连接有导线（768），所述导线（768）远离所述电磁头（766）以及第一触发头（767）的一端固定安装有第二触发头（769）。

2.根据权利要求1所述的一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，其特征在于：所述塔架主体（1）的底端固定安装有基座（2），所述塔架主体（1）的顶端固定安装有固定块（3），所述固定块（3）的外侧固定连接有塔架前缆风索（8）、承重索（9）以及牵引索（10），所述牵引索（10）的下方连接有起重索（11），所述起重索（11）的下方活动连接有拱箱（12），所述塔架前缆风索（8）、承重索（9）、牵引索（10）以及起重索（11）远离固定块（3）的一端均连接有重力式地锚（13），所述重力式地锚（13）设置有两组，另一组所述重力式地锚（13）远离所述固定块（3）通过拉索固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，其特征在于：所述塔架主体（1）的表面固定安装有铁架梁（5），所述铁架梁（5）之间固定安装有支撑铁架（6）。

4.根据权利要求3所述的一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，其特征在于：所述第一固定杆（71）以及第二固定杆（72）呈垂直状卡接在所述支撑铁架（6）之上。

5.根据权利要求1所述的一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，其特征在于：所述吊绳（73）为镀锌钢丝材质，所述悬浮球（74）为球形铁球。

6.根据权利要求1所述的一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，其特征在于：所述第一触发头（767）与所述第二触发头（769）呈对称状安装，所述导线（768）连接在所述第一触发头（767）与所述第二触发头（769）之间。

7.根据权利要求3所述的一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，其特征在于：所述智能监测装置（7）至少同时设置有四组，同步安装在所述支撑铁架（6）上。

8.根据权利要求1所述的一种跨江拱桥吊装用塔架施工安全智能监测装置，其特征在于：所述塔架主体（1）为“八字塔架”。

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