CN115142358A - 预应力曲线梁桥悬臂施工控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种预应力曲线梁桥悬臂施工控制方法和装置。本发明采用激光对准的方式，以实时检测的悬臂间相对角度与设计规划的偏差，以此来获得悬臂受挠性、扭曲等作用力导致的变形程度，更加精确的控制后续施工中对悬臂延伸方向的补偿，以此解决现有技术中预应力曲线梁桥施工精度难以控制的问题。
Description
技术领域
本发明属于桥梁施工领域，尤其涉及一种预应力曲线梁桥悬臂施工控制方法和装置。
背景技术
在设计连续梁弯桥的时候，要注意设计参数与桥梁规范或桥梁设计经验的误差，比如：曲线梁的弯曲半径、混凝土弹性模量以及收缩徐变数值、损失的张拉预应力大小、施工过程的荷载、环境温度等，都或多或少会有一些偏差，有些偏差甚至会造成成桥后线形不符，内力奇异，所以上面介绍的这些参数需要同实际情况进行分析对比来最终取值。对于中、小跨径的连续梁桥而言，这些误差的影响还不足以产生严重后果，但是对于大跨径连续梁桥来说，由于施工方法大多采用悬臂挂篮现浇，悬臂长度施工到一定步骤的时候会不断增加，此时两个T形主梁的线形有可能很大程度上不对称，偏离设计时的状态，最终造成边跨和中跨合龙时需要严重矫正，影响整体结构的受力。合龙完成之后，对混凝土的收缩徐变等方面也要进行准确计算取值，避免与主梁设计线形产生偏离，同时还要考虑到次内力的变化影响，进而导致结构内力状态发生奇异变化，发展到无法控制的地步。
从上述的各种影响和会产生的危害可知，对大跨度连续梁弯桥进行施工监控是必不可少的，是施工过程非常重要的一部分。但是，现有技术中缺乏对上述影响因素进行施工中控制的手段，导致预应力曲线梁桥施工难度提高，成桥质量差。
发明内容
本发明的目的是提供一种预应力曲线梁桥悬臂施工控制方法，旨在解决现有技术中预应力曲线梁桥施工精度难以控制的问题。其技术方案如下：
预应力曲线梁桥悬臂施工控制方法，包括：
从一悬臂端上一点以角度a发射一束激光，并在另一悬臂端上一点接收所述激光，并记录所述角度a；
从设计模型中获取相应两点之间的连线与所述一悬臂端之间的夹角b，并记录所述夹角b；
判断b-a的差值是否处于阈值范围内，如是则继续施工，如否则调整两悬臂端相对位置直至所述b-a处于阈值范围内。
本发明的另一目的是提供另一种预应力曲线梁桥悬臂施工控制方法，包括：
从一悬臂端上一点以角度a发射一束激光，并在另一悬臂端上一点接收所述激光，并连续记录多个所述角度a；
从设计模型中获取相应两点之间的连线与所述一悬臂端之间的夹角b，并记录所述夹角b；
判断b-a的差值的变化趋势，并以此进行在后悬臂施工的调整依据。
本发明的另一目的是提供一种专用于实施上述预应力曲线梁桥悬臂施工控制方法的装置，其技术方案如下：
该装置包括：
基座，所述基座用于固定在悬伸端的端面上；
活动座，所述活动座通过转角机构连接在所述基座上；
检测模块，所述检测模块设有激光发射器和/或激光接收器。
优选地，转角机构包括：
外囊，所述外囊的两端各自连接在基座和活动座上；
内囊，所述内囊活动设置在外囊内，并在内囊的两端各自连接有磁铁和连接在所述外囊同端的拉绳，两磁铁中至少一个为电磁铁；
电流变液，所述电流变液充满所述外囊和所述内囊之间的空间；
弹簧，所述弹簧预埋在所述外囊的囊壁内，并抵顶在所述基座和所述活动座之间。
优选地，所述外囊的中部设有缩颈喉部，外囊的两端各自嵌装固定在基座和活动座上开设的嵌槽中，所述嵌槽的形状为大于半球的球槽。
优选地，所述嵌槽的槽壁上安装有呈辐射状均布的钢球，所述钢球抵顶在外囊的外表面上。
本发明的有益效果：
本发明采用激光对准的方式，以实时检测的悬臂间相对角度与设计规划的偏差，以此来获得悬臂受挠性、扭曲等作用力导致的变形程度，更加精确的控制后续施工中对悬臂延伸方向的补偿，以此解决现有技术中预应力曲线梁桥施工精度难以控制的问题。
附图说明
图1是本发明实施例中预应力曲线梁桥悬臂施工控制方法的使用效果示意图；
图2是图1中激光模块的示意图；
图3是图2中转交单元的示意图。
具体实施方式
参见图1至图3，示出了本发明实施例中预应力曲线梁桥悬臂施工控制方法的示意图。该方法包括如下步骤：
S100，在相对的两悬臂端100成对安装多对激光模块200，各对激光模块200以发射不同颜色的激光、不同编码的激光等方式进行编组。
激光模块200安装在悬臂端100固定的C形的轨道上，轨道沿左右方向（也就是悬臂端100宽度方向）延伸。优选地，轨道的槽内还固定有一条平行延伸的丝杠，丝杠的两端固定在轨道槽的闭口端上，以为激光模块200的移动提供支撑。
激光模块200主要由基座210、转角机构、活动座220、检测模块230和倾角传感器（未示出）构成，其中：
基座210的底部开设有与所述轨道匹配的滑槽211，以沿轨道长度方向往复滑动；基座210的底部还设有与所述丝杠配合的移动电机和滚珠滑套，移动电机的输出轴与滚珠滑套传动连接，该传动连接方式优选齿轮传动、同步带传动。基座210的顶面在边缘位置上开设有一圈在圆周方向间隔均布的固定嵌槽212，所述固定嵌槽212为形状大于半球的球形槽；固定嵌槽212的槽壁上呈辐射状的安装有可任一方向滚动的钢球，钢球被环形的压帽活动安装在固定嵌槽212的槽壁上。
活动座220为帽状，其底部设有与所述固定嵌槽212一一相对设置的活动嵌槽221，活动嵌槽221也是形状大于半球的球形槽，但活动嵌槽221的容积小于固定嵌槽212的容积，并在活动嵌槽221的槽壁上也呈辐射状的安装有可任一方向滚动的钢球，钢球被环形的压帽活动安装在活动嵌槽221的槽壁上。活动座220另一端设有圆柱形的凹槽，凹槽的槽壁上开设有内螺纹。
检测模块230螺纹连接在所述活动座220的凹槽内，检测模块230呈柱状且一端从所述凹槽的槽口中露出，露出部分上设有两个窗口，一窗口为发射部窗口，另一窗口为接收部窗口，即该检测模块230既能发射激光，又能接收激光。
转角机构由一一对应的连接在活动嵌槽221和固定嵌槽212组成的嵌槽组中的转角单元240组成。该转角单元240包括呈花生壳状的外囊241，外囊241为橡胶囊，且两端各自吻合的嵌装在活动嵌槽221和固定嵌槽212中；外囊241的中部设有比两端细的缩颈吼部，该缩颈喉部的壁厚比其他部位厚，并在其内预埋固定有与外囊241同轴的圆柱螺旋弹簧242，该圆柱螺旋弹簧242抵顶在活动座220和基座210之间。外囊241内活动安装有位于中心的胶囊状的内囊243，内囊243内充满空气，并在内囊243的囊壁上设有位于中央位置处的环形的褶皱部244，以便于内囊243伸缩。内囊243的两端各自设有磁铁245，其中上端磁铁245为永磁铁245，下端磁铁245为电磁铁245，以通过控制通电的电流强弱和磁极方向，进而控制两磁铁245是相向运动，还是相背运动。内囊243的两端还各自连接有一拉绳247，拉绳247的一端固定在磁铁245上，另一端被压帽固定在外囊241的囊壁上，并且两拉绳同轴设置在内囊243和外囊241的中心轴线上。外囊241和内囊243之间充满有电流变液246，以在通电并产生电场环境时从液态变为固定，以实现对活动座220转动角度的控制。
倾角传感器位于活动座220和固定座之间，且位于活动座220和固定座的同轴中心位置，以检测活动座220和固定座的相对角度，作为验证悬伸端是否偏斜的依据。
S200，在悬臂端100位于桥墩位置时，对相对两悬臂端100上的激光模块200进行调试校准，以使得同对中两激光模块200相对于各自悬臂端100的角度（该角度为空间角度，包括x，y，z三个坐标系上的角度值）与设计模型中相应两点之间的连线相对于悬伸端之间的角度处于阈值范围内，即使得激光模块200的实际角度与设计角度之间的差值处于阈值范围内。
在一些实施例中，S300，随着悬伸端的施工，通过对准同组两激光模块200，获得从一悬臂端100上一点以角度a发射一束激光，并在另一悬臂端100上一点接收所述激光，并记录所述角度a。该角度a为空间角度，即包含x，y，z三个坐标系上的角度值。
其中，同组两激光模块200的对准过程是，在发现某一组激光模块200中无法获得互相的激光信号时，移动电机驱动滚珠丝杆机构在左右方向进行偏移，然后通过给不同的转角模块的两磁铁245给予不同强度和方向的电信号，以使活动座220在任一空间角度上进行偏转，以使得同组两激光模块200获得一组（双向）的激光信号，并通过向电流变液246给电，使得激光模块被锁定在当前角度。
S400，从设计模型中获取相应两点之间的连线与所述一悬臂端100之间的夹角b，并记录所述夹角b；
S500，判断b-a的差值是否处于阈值范围内，如是则继续施工，如否则调整两悬臂端100相对位置直至所述b-a处于阈值范围内。
在又一些实施例中，S300，从一悬臂端100上一点以角度a发射一束激光，并在另一悬臂端100上一点接收所述激光，并连续记录多个所述角度a；
S400，从设计模型中获取相应两点之间的连线与所述一悬臂端100之间的夹角b，并记录所述夹角b；
S500，判断b-a的差值的变化趋势，并以此进行在后悬臂施工的调整依据。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (6)
1.预应力曲线梁桥悬臂施工控制方法，包括：
从一悬臂端上一点以角度a发射一束激光，并在另一悬臂端上一点接收所述激光，并记录所述角度a；
从设计模型中获取相应两点之间的连线与所述一悬臂端之间的夹角b，并记录所述夹角b；
判断b-a的差值是否处于阈值范围内，如是则继续施工，如否则调整两悬臂端相对位置直至所述b-a处于阈值范围内。
2.预应力曲线梁桥悬臂施工控制方法，包括：
从一悬臂端上一点以角度a发射一束激光，并在另一悬臂端上一点接收所述激光，并连续记录多个所述角度a；
从设计模型中获取相应两点之间的连线与所述一悬臂端之间的夹角b，并记录所述夹角b；
判断b-a的差值的变化趋势，并以此进行在后悬臂施工的调整依据。
3.专用于如上述权利要求1或2所述的预应力曲线梁桥悬臂施工控制方法的装置，包括：
基座，所述基座用于固定在悬伸端的端面上；
活动座，所述活动座通过转角机构连接在所述基座上；
检测模块，所述检测模块设有激光发射器和/或激光接收器。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，转角机构包括：
外囊，所述外囊的两端各自连接在基座和活动座上；
内囊，所述内囊活动设置在外囊内，并在内囊的两端各自连接有磁铁和连接在所述外囊同端的拉绳，两磁铁中至少一个为电磁铁；
电流变液，所述电流变液充满所述外囊和所述内囊之间的空间；
弹簧，所述弹簧预埋在所述外囊的囊壁内，并抵顶在所述基座和所述活动座之间。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，
所述外囊的中部设有缩颈喉部，外囊的两端各自嵌装固定在基座和活动座上开设的嵌槽中，所述嵌槽的形状为大于半球的球槽。
6.根据权利要求4所述的装置，其中，
所述嵌槽的槽壁上安装有呈辐射状均布的钢球，所述钢球抵顶在外囊的外表面上。
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