CN114414276A - 架桥机承载性能快速检测装置及评估方法 - Google Patents

架桥机承载性能快速检测装置及评估方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114414276A
CN114414276A CN202111681737.0A CN202111681737A CN114414276A CN 114414276 A CN114414276 A CN 114414276A CN 202111681737 A CN202111681737 A CN 202111681737A CN 114414276 A CN114414276 A CN 114414276A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bridge girder
girder erection
erection machine
distance
bearing performance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111681737.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114414276B (zh
Inventor
茅建校
赵楷林
麦鑫浩
李厚荣
曾小亮
倪有豪
王浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN202111681737.0A priority Critical patent/CN114414276B/zh
Publication of CN114414276A publication Critical patent/CN114414276A/zh
Priority to PCT/CN2022/095537 priority patent/WO2023123852A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114414276B publication Critical patent/CN114414276B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/007Subject matter not provided for in other groups of this subclass by applying a load, e.g. for resistance or wear testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/005Testing of complete machines, e.g. washing-machines or mobile phones
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/008Subject matter not provided for in other groups of this subclass by doing functionality tests

Abstract

本发明提供了一种架桥机承载性能快速检测装置及评估方法,检测装置包括双层框架、标准配重、测距模块、运算模块、存储模块和蓄电池;其中,测距模块包括电路控制器、激光发射单元、光电转换单元、相位识别单元、距离计算单元;标准配重安装在框架上层;测距模块安装在框架下层,用于在匀速运动的天车搭载下,通过激光相位变化来确定天车与桥面的实时距离;采用处理器对测距模块数据进行承载性能计算,采用缓存单元进行实时位移和承载性能数据即时存储,运算模块和存储模块固定于测距模块顶部;所有设备均由蓄电池供电。本发明将测试、配重、计算与供电等模块集成于一体,可大幅提升检测过程的便捷性、降低检测过程的误操作概率,从而有效提升架桥机承载性能评估结果的可靠性。

Description

架桥机承载性能快速检测装置及评估方法
技术领域
本发明属于大型工程机械检测技术领域,具体涉及一种架桥机承载性能快速检测装置及评估方法,适用于架桥机起吊前对其承载性能进行快速现场评定。
背景技术
架桥机是一种将预制钢筋混凝土梁段吊装在桥梁支座上的专用施工机械。低速、重载、大跨度和结构复杂是架桥机的显著特点。在桥梁工程建设量依然增长的今天,架桥机一旦发生故障或事故,将会造成人员伤亡和巨大的经济损失,甚至是灾难性的后果。在特殊的施工环境和施工条件下架桥机工作时整体结构的稳定性以及安全性是施工单位最为关切的问题。在实际工程中,架桥机超载使用的情况十分普遍,且超过额定载重量的数值较大,超出范围常达到铭牌标示承载性能的50%-70%,造成了架桥机结构的内部损伤,进一步导致承载能力降低,也产生诸多安全隐患。
针对这种情况,一方面对于架桥机超载现象的治理,一方面现有架桥机承载性能荷载试验多为静载试验,常规的架桥机承载性能静载试验,需要确定加载的工况,拟定加载方案,在正式加载前,需要画出不同加载工况下天车的位置。此试验评估方法需设置不同于工作情况的加载工况,费时且成本较高,不易在工地现场环境即时进行,且承载性能评定标准不甚明晰,试验结果时常与工地应用产生差异,有必要对架桥机承载能力的快速评估形成明确、系统的评估方法。
发明内容
本发明提出了一种使用标准配重并且基于激光测距的架桥机承载性能快速检测装置及评估方法,该检测装置将所有模块集成于一个框架中,评估过程无需与外界产生任何联系,使得评估过程简便且不易受外界干扰;该检测装置自动化程度高,评估过程操作简单,测试速度快而数据准确;该检测装置重要部件价格逐渐降低,为大规模低成本应用提供良好条件;该评估方法不需要进行加载方案的布置,简化了现场准备工作。该架桥机承载性能快速评估方法节省时间,工程适应性强,主观性小,在一定程度上可以替代常规荷载试验,或作为检算法和传统荷载试验法之间的一种中间评定评估方法。
为实现上述的技术目的,本发明将采取如下的技术方案:
一种架桥机承载性能快速检测装置,包括测距模块,运算模块、存储模块和蓄电池;其中,
所述测距模块包括电路控制器、激光发射单元、光电转换单元、相位识别单元、距离计算单元,所述电路控制器用于进行距离实时采集和控制电源开闭,所述激光发射单元用于发射脉冲激光信号,光电转换单元用于将激光发射单元返回的脉冲激光信号转换为电信号,相位识别单元用于通过电信号变化确定所接收到的脉冲激光信号与激光发射单元所发射的脉冲激光信号的相位差;运算模块和存储模块分别依托处理器和缓存单元进行挠度和架桥机承载性能数据评估和存储;标准配重通过框架上层的轨道和卡扣进行装卸;测距模块,运算模块、存储模块和蓄电池固定在框架下层。
所述测距模块距离计算公式为:
Figure BDA0003444604880000021
其中S为测量距离,λ为激光波长,N为整周期数,
Figure BDA0003444604880000022
为不足2π的相位余数。
按上述方案,
Figure BDA0003444604880000023
其中Pu为架桥机承载性能,l1为天车与前、后支腿的距离的较小者,m为标准配重质量,L为架桥机前后支腿间距离,Wmax为测试过程中架桥机最大挠度,h为架桥机主桁高度,σz为架桥机主桁材料屈服强度,E为架桥机主桁钢材弹性模量。
优选地,上述电路控制器数据采集周期为0.5ms。
在一个优选的实施方式中,还包括一种架桥机承载性能快速评定评估方法,具体步骤如下:
步骤一:架桥机的天车将所述的承载性能快速检测装置吊装至最高位;
步骤二:以架梁速率移动天车,测量全过程的承载性能快速检测装置与桥面距离;
步骤三:卸下标准配重后,再次按照步骤二的方式:以架梁速率移动天车,测量全过程的承载性能快速检测装置与桥面距离;
步骤四:计算步骤三所得到的距离数据相对步骤二所得到的距离数据的变化,即为架桥机挠度;
步骤五:根据步骤四所得到的架桥机挠度,获取架桥机产生最大挠度时的天车与前、后支腿的距离和最大挠度,估算出架桥机承载性能。
有益效果:
本发明提供了一整套全新的架桥机承载性能快速检测装置及评估方法,该检测装置传感器体积小,便于安装,将所有模块集成于一个框架中,且检测装置自动化程度高,使得评估过程简便且不易受外界干扰,操作简单,测试速度快而数据准确;不需要进行加载方案布置,现场准备工作极为简单,完全不影响架梁;该检测装置重要部件和材料价格适中,降低了试验成本。该评估方法具有在工地大范围应用的条件,在一定程度上可以替代常规荷载试验,或作为检算法和传统荷载试验法之间的一种中间评定评估方法。
附图说明
图1为架桥机承载性能快速评估方法步骤图;
图2为架桥机承载性能快速检测装置中横截面剖面图;
图3为架桥机承载性能快速检测装置中纵截面剖面图;
图4为测距模块组成图;
图5为测距模块相位法测距原理图;
图6为运算模块承载性能评定公式相关物理量示意图;
图中有:1-框架,2-标准配重,3-测距模块,4-运算模块,5-存储模块,6-蓄电池,7-电路控制器、8-激光发射单元、9-光电转换单元、10-相位识别单元、11-距离计算单元,12-轨道,13-卡扣。
具体实施方式
图1为本评估方法的实现流程,主要包括:天车吊装测量设备,在空载和标准配重下分别测量与桥面距离,两种距离做差得架桥机挠度,确定挠度最不利工况,计算承载性能评估值。
下面结合具体的实施例对本发明的评估方法的基本原理作详细说明,但是本发明的保护范围并不限于此。
架桥机的天车将全套架桥机承载性能快速检测装置吊装至最高位(见图2);以架梁速率v移动天车,测量全过程的架桥机承载性能快速检测装置与桥面距离;卸下标准配重,重复之前的测量操作;其中,架桥机承载性能快速检测装置,包括双层框架1、标准配重2、测距模块3、运算模块4、存储模块5和蓄电池6;其中,测距模块3包括电路控制器7、激光发射单元8、光电转换单元9、相位识别单元10、距离计算单元11,所述电路控制器7用于距离实时采集和控制电源开闭,激光发射单元8用于发射脉冲激光信号,光电转换单元9用于将激光发射单元8返回的脉冲激光信号转换为电信号,相位识别单元10用于通过电信号变化确定了所接收到的脉冲激光信号与激光发射单元8所发射的脉冲激光信号的相位差;运算模块4和存储模块5分别依托处理器和缓存单元进行挠度和架桥机承载性能数据评估和存储;所述标准配重2通过双层框架1上层的轨道12和卡扣13(具体地,轨道12安装在双层框架1的上层,卡扣13布置在轨道12的上表面,标准配重2置于导轨的上表面,并通过卡扣13扣接固定)进行装卸;测距模块3、运算模块4、存储模块5和蓄电池6固定在双层框架1的下层。
进一步地,通过电路控制器6进行距离实时采集,测距模块3通过测量激光器发出激光与激光返回到光接收机的相位间隔来计算目标距离,测距公式为:
Figure BDA0003444604880000041
如图5所示,λ为激光波长,为激光发射单元7参数;N为整周期数,
Figure BDA0003444604880000042
为不足2π的相位余数,两者均由相位识别单元9确定;S为测量距离,由距离计算单元10得出。
计算架桥机挠度η,d1,d2分别为两次测量距离;
η=|d1-d2| (2)
采用滤波算法消除观测噪声,估算出架桥机承载性能。
l1为天车与前、后支腿间距离的较小距离,L为架桥机前、后支腿间距离,t为天车运行时间。
l1min(v·t,L-v·t) (3)
进一步地,架桥机惯性矩I计算公式为:
Figure BDA0003444604880000043
如图6所示,其中N为架桥机承载性能,m为标准配重质量,E为架桥机主桁钢材弹性模量,Wmax为测试过程中架桥机最大挠度,由计算机程序提取。
进一步地,架桥机承载性能评定公式为:
Figure BDA0003444604880000051
如图6所示,其中h为架桥机主桁高度,σz为架桥机主桁材料屈服强度。
进一步地,由(3)、(4)得出架桥机承载性能评定公式为:
Figure BDA0003444604880000052
其中各物理量含义同式(4)、(5)。
在上述理论的基础上,对框架1选取合适的材料类型、横截面类型及尺寸。其中,截面类型为正方形(见图2和图3),框架1高宽比宜为1/2~2/3,选取轻质、强度足、韧性好、价格低的材料,如硬聚氯乙烯材料等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,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的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种架桥机承载性能快速检测装置,其特征在于:包括双层框架(1)、标准配重(2)、测距模块(3)、运算模块(4)、存储模块(5)和蓄电池(6);其中,测距模块(3)包括电路控制器(7)、激光发射单元(8)、光电转换单元(9)、相位识别单元(10)、距离计算单元(11),所述电路控制器(7)用于进行距离实时采集和控制电源开闭,激光发射单元(8)用于发射脉冲激光信号,光电转换单元(9)用于将激光发射单元(8)返回的脉冲激光信号转换为电信号,相位识别单元(10)用于通过电信号变化确定了所接收到的脉冲激光信号与激光发射单元(8)所发射的脉冲激光信号的相位差;运算模块(4)和存储模块(5)分别依托处理器和缓存单元进行挠度和架桥机承载性能数据评估和存储;所述标准配重(2)通过双层框架(1)的上层表面所安装的轨道(12)和卡扣(13)进行装卸;测距模块(3)、运算模块(4)、存储模块(5)和蓄电池(6)固定在双层框架(1)的下层。
2.根据权利要求1所述的架桥机承载性能快速检测装置,其特征在于,所述距离计算单元(11)测距公式为:
Figure FDA0003444604870000011
其中S为测量距离,λ为激光波长,N为整周期数,
Figure FDA0003444604870000012
为不足2π的相位余数。
3.根据权利要求1所述的一种架桥机承载性能快速检测装置,其特征在于,运算模块(4)进行架桥机承载性能评定公式为:
Figure FDA0003444604870000013
其中Pu为架桥机承载性能,l1为天车与架桥机前、后支腿的距离的较小者,m为标准配重质量,L为架桥机前后支腿间距离,Wmax为测试过程中架桥机最大挠度,h为架桥机主桁高度,σz为架桥机主桁材料屈服强度,E为架桥机主桁钢材弹性模量。
4.根据权利要求1所述的架桥机承载性能快速检测装置,其特征在于,所述电路控制器数据采集周期为0.5ms。
5.一种架桥机承载性能快速评定评估方法,基于权利要求1所述的一种架桥机承载性能快速检测装置而实现,其特征在于,包括如下的具体步骤:
步骤一:架桥机的天车将所述的承载性能快速检测装置吊装至最高位;
步骤二:以架梁速率移动天车,测量全过程的承载性能快速检测装置与桥面距离;
步骤三:卸下标准配重后,再次按照步骤二的方式:以架梁速率移动天车,测量全过程的承载性能快速检测装置与桥面距离;
步骤四:计算步骤三所得到的距离数据相对步骤二所得到的距离数据的变化,即为架桥机挠度;
步骤五:根据步骤四所得到的架桥机挠度,获取架桥机产生最大挠度时的天车与前、后支腿的距离和最大挠度,估算出架桥机承载性能。
CN202111681737.0A 2021-12-30 2021-12-30 架桥机承载性能快速检测装置及评估方法 Active CN114414276B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111681737.0A CN114414276B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 架桥机承载性能快速检测装置及评估方法
PCT/CN2022/095537 WO2023123852A1 (zh) 2021-12-30 2022-05-27 架桥机承载性能快速检测装置及评估方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111681737.0A CN114414276B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 架桥机承载性能快速检测装置及评估方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114414276A true CN114414276A (zh) 2022-04-29
CN114414276B CN114414276B (zh) 2024-04-09

Family

ID=81271430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111681737.0A Active CN114414276B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 架桥机承载性能快速检测装置及评估方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114414276B (zh)
WO (1) WO2023123852A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023123852A1 (zh) * 2021-12-30 2023-07-06 东南大学 架桥机承载性能快速检测装置及评估方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101830397A (zh) * 2010-04-02 2010-09-15 太原科技大学 桥式起重机载荷谱参数数据的采集系统及方法
EP2444787A1 (en) * 2010-10-22 2012-04-25 Vilnius Gediminas Technical University Method and device for bridge state evaluation using dynamic method
CN103543018A (zh) * 2012-07-13 2014-01-29 北汽福田汽车股份有限公司 一种车架承载性能的分析方法及装置
CN104528527A (zh) * 2014-12-10 2015-04-22 中联重科股份有限公司 工程机械吊臂的挠度检测系统、方法、装置及工程机械
CN105347192A (zh) * 2015-12-08 2016-02-24 辽宁工程技术大学 一种门式起重机主梁挠度在线监测系统及方法
CN106706239A (zh) * 2016-11-30 2017-05-24 山西省交通科学研究院 一种桥梁快速荷载试验测试方法
CN107300452A (zh) * 2017-08-10 2017-10-27 天津市德力电子仪器有限公司 一种桥梁荷载试验快速检测系统
CN108584703A (zh) * 2018-07-18 2018-09-28 安徽工业大学 双梁桥式起重机吊重及主梁挠度在线测量系统及其测量方法
CN111400793A (zh) * 2020-03-10 2020-07-10 上海城建城市运营(集团)有限公司 高架桥梁可移动式智能化快速监测及承载能力评估算法
CN214737451U (zh) * 2021-05-17 2021-11-16 山东高速工程建设集团有限公司 提升桥梁安装安全性的架桥机

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008057243A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Penta Ocean Construction Co Ltd 橋梁架設施工管理方法及び装置
JP2012025507A (ja) * 2010-07-21 2012-02-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 振れ検出装置、振れ検出方法、及びクレーン
NZ701640A (en) * 2012-04-06 2016-09-30 Geomatters Llc Mobile test system and methods for in situ characterization of stress and deflection dependent stiffness and bearing capacity of soils and geo-materials
CN204325937U (zh) * 2014-12-12 2015-05-13 南京世泽科技有限公司 一种架桥机天车距离测量与同步监控系统
CN204570494U (zh) * 2015-04-09 2015-08-19 中交二公局第三工程有限公司 一种移动模架造桥机监控系统
CN106629404B (zh) * 2016-11-23 2019-03-22 江西乔田重工有限公司 一种起重机械安全监控系统及架桥机主梁的挠度测量方法
CN108196497A (zh) * 2018-02-23 2018-06-22 长安大学 一种架桥机实时安全监控系统
CN108846197B (zh) * 2018-06-11 2022-05-20 石家庄铁道大学 一种架桥机主梁损伤识别及损伤程度量化分析方法
CN114414276B (zh) * 2021-12-30 2024-04-09 东南大学 架桥机承载性能快速检测装置及评估方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101830397A (zh) * 2010-04-02 2010-09-15 太原科技大学 桥式起重机载荷谱参数数据的采集系统及方法
EP2444787A1 (en) * 2010-10-22 2012-04-25 Vilnius Gediminas Technical University Method and device for bridge state evaluation using dynamic method
CN103543018A (zh) * 2012-07-13 2014-01-29 北汽福田汽车股份有限公司 一种车架承载性能的分析方法及装置
CN104528527A (zh) * 2014-12-10 2015-04-22 中联重科股份有限公司 工程机械吊臂的挠度检测系统、方法、装置及工程机械
CN105347192A (zh) * 2015-12-08 2016-02-24 辽宁工程技术大学 一种门式起重机主梁挠度在线监测系统及方法
CN106706239A (zh) * 2016-11-30 2017-05-24 山西省交通科学研究院 一种桥梁快速荷载试验测试方法
CN107300452A (zh) * 2017-08-10 2017-10-27 天津市德力电子仪器有限公司 一种桥梁荷载试验快速检测系统
CN108584703A (zh) * 2018-07-18 2018-09-28 安徽工业大学 双梁桥式起重机吊重及主梁挠度在线测量系统及其测量方法
CN111400793A (zh) * 2020-03-10 2020-07-10 上海城建城市运营(集团)有限公司 高架桥梁可移动式智能化快速监测及承载能力评估算法
CN214737451U (zh) * 2021-05-17 2021-11-16 山东高速工程建设集团有限公司 提升桥梁安装安全性的架桥机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈士通 等: "既有900t架桥机结构检测试验与状态评估", 《铁道工程学报》, no. 7 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023123852A1 (zh) * 2021-12-30 2023-07-06 东南大学 架桥机承载性能快速检测装置及评估方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023123852A1 (zh) 2023-07-06
CN114414276B (zh) 2024-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108846197B (zh) 一种架桥机主梁损伤识别及损伤程度量化分析方法
CN104713740B (zh) 一种基于移动荷载试验的桥梁承载能力快速评定方法
CN108775993B (zh) 一种桥梁损伤检测方法
CN106404319A (zh) 基于mems技术的桥梁远程自动化实时监测系统及方法
CN104316108A (zh) 山地环境500kV输电塔在线监测系统构建及分析方法
CN108280294B (zh) 一种基于模态参数的索拱结构损伤组合识别方法
CN102435366B (zh) 基于加速度的抽油机功图数据采集方法
CN116026414B (zh) 一体化架桥机监测系统及监测方法
CN108414201B (zh) 一种海洋平台井架工况监测与疲劳寿命预测系统
CN114414276A (zh) 架桥机承载性能快速检测装置及评估方法
CN107416627A (zh) 一种电梯t型导轨多参数检测系统及方法
CN111721969A (zh) 基于固定式检测与移动式检测的塔筒健康状态监测方法
CN206096875U (zh) 基于mems技术的桥梁远程自动化实时监测装置
CN110455517A (zh) 一种风力发电机组的塔筒健康监测方法
CN114459373A (zh) 一种一体化架桥机的智能监测系统
WO2022179247A9 (zh) 基于全索系索力测试和误差自适应分析的损伤判定方法
CN101302738B (zh) 车辙检测仪器及其检测方法
CN101334325B (zh) 一种索力振动检测方法及其检测设备
CN110106800B (zh) 高速铁路声屏障健康指标管理评价系统和监测装置
CN112158696B (zh) 一种判断电梯劳损程度的方法
CN116292146A (zh) 一种使用倾角传感器的塔筒安全诊断系统及方法
CN112000134B (zh) 一种自适应自动调平辅助撑腿控制方法及系统
CN112945487A (zh) 一种桥梁挠度测量装置及测量方法
CN103175666A (zh) 一种用于桥梁监测的挠度数据现场采集装置
CN113125564A (zh) 一种风机塔筒早期损伤的在线检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant