CN115467230A - 基于gnss智能化深水高墩处桥梁检测与病害治理装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于GNSS智能化深水高墩处桥梁检测与病害治理装置与方法，该装置通过上支座固定台、下支座工作台及GNSS系统三区域组成，上支座固定台与下支座工作台之间通过活动式云梯相连，GNSS接收机分别与第一控制器、第二控制器连接，动态测量上支座固定台、下支座工作台对应固定部位的三维坐标，以确认病害的里程桩号及部位，上支座固定台通过液压支撑器固定在桥面上，设备前后移动过程中当桥面厚度变化时，通过控制下支座工作台整体升降液压机来调节中轴距离，以适应不同桥面厚度。提高了工作效率和施工覆盖率，GNSS接收机可动态测出检测部位的三维坐标，及时确定病害部位。该设备具有工作效率高、操作便捷、工作覆盖面广、智能高效的优点。

Description

基于GNSS智能化深水高墩处桥梁检测与病害治理装置与方法

技术领域

本发明涉及结构力学与桥梁工程领域，具体是一种基于GNSS智能化深水高墩处桥梁检测与病害治理工作平台装置与方法。

背景技术

桥梁建设完成后进行粉刷美化或者在长期使用后的检测维修中，桥梁主梁下方和桥墩高处都是较难作业的地方，工作难度系数高且工作环境较为危险。现有的工作设备采用的是吊机牵引着工作台进行工作，由于吊机体积大占地面积要求高，且要求地面平整，导致其工作环境较差，安全系数较低。当完成一个区域后进入下一区域时，由于吊车臂长有限，所以需要移动吊车，导致其工作效率低，无法连接作业。

现有技术提供了一种用于既有运营中桥梁墩台加固方法(专利申请号为：CN201710317000.8)，采用旋压全套管钻孔灌注桩进行桩基来替代旧桩基，并设置新承台与墩身连成一体并共同受力，从而实现加固。但是这种加固方法效率低且施工周期长，而一些桥梁处于运输干线上，不能中断过久，因此，为了使道路快速保通，现有技术又提供了一种对受损的单桩独柱墩进行快速加固补强的方法及装置(专利申请号为：CN201810583434.7)，通过在墩柱和桩基的承接处包裹劲性骨架，将辅助钢管桩通过劲性骨架插入土层中，并将辅助钢管桩插入预设深度，反压辅助钢管桩，并通过锁定装置对劲性骨架和辅助钢管桩之间进行锁定，以实现所述墩柱和桩基的快速加固，然而，此种方法仅适用于临时加固，且可以预见的是，先对下部墩柱进行加固修复，会导致下部形态固定，进而对上部桥梁的修复只能采用在偏移孔隙进行续接的方式，会存在施工障碍，结构强度难以保证，后续若需完整修复还得将原基础和加固措施均重新破除才行。可见，上述两种方法均仅针对桥梁下部结构进行修复加固，没有考虑桥梁上部结构与下部结构之间的强联系，更没有考虑桥梁纵向、横向均存在坡度的支撑问题，治标不治本，加固后的桥梁结构仍然存在滑移倾向和安全隐患。

发明内容

针对上述现有技术中指出的缺陷，本发明提供了一种基于GNSS智能化深水高墩处桥梁检测与病害治理工作平台装置与方法，该装置工作效率高、安全系数高、工作量少、经济环保，且能记录桥梁病害所在位置。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于GNSS智能化深水高墩处桥梁检测与病害治理装置，包括上支座固定台、下支座工作台及GNSS系统，其中：

上支座固定台包括液压支撑器、液压移动转向器、配重室、第一控制器及GNSS接收机；

下支座工作台包括工作台整体升降液压机、超强吸附器、电机箱、运动式工作台、第二控制器及GNSS接收机；

上支座固定台与下支座工作台之间通过活动式云梯相连，GNSS接收机分别与第一控制器、第二控制器连接，动态测量上支座固定台、下支座工作台对应固定部位的三维坐标，以确认病害的里程桩号及部位，上支座固定台通过液压支撑器固定在桥面上，根据设备的受力情况，在配重室内增加或减少重量来平衡稳定；液压移动转向器向下一个区域转移，将带有轴轮的液压移动转向器放下替代液压支撑器，使上支座固定台沿着桥梁方向前进或后退，设备前后移动过程中当桥面厚度变化时，通过控制下支座工作台整体升降液压机来调节中轴距离，以适应不同桥面厚度；超强吸附器可以使设备紧紧吸附在桥梁上，缓解液压支撑器的压力；运动式工作台由滑轮和锁链与设备的框架相连，可以通过第一控制器、第二控制器上下左右移动来覆盖区域。

所述第一控制器和第二控制器均可控制该设备的所有仪器，为了保证施工人员安全和设备使用寿命，两控制器不能同时操作。

所述GNSS接收机，与第一控制器、第二控制器安装在一起，实时更新和监控工作平台的三维坐标，并以三维坐标的方式显示在屏幕中。

所述的电机箱为整个装置输送动力。

一种基于GNSS智能化深水高墩处桥梁检测与病害治理方法，包括如下步骤：

（1）启动电机箱，根据施工桥梁的桥面厚度通过控制工作台整体升降液压机来调节中轴距离；

（2）通过吊机起吊，将上支座固定台放于桥面之上，将下支座工作台置于桥面之下；

（3）通过第一控制器使液压移动转向器的轮胎接触地面，液压支撑器离开地面，移动到达合适位置后，降下液压支撑器使其接触桥面，当力附着在液压支撑器上时抬起液压移动转向器；

（4）根据施工的情况和装置的稳定度增加配重室的重量；

（5）待稳定后控制超强吸附器，将其牢牢吸在桥梁底部，将装置固定住；

（6）当安装完成后松开起吊机的起吊索，施工人员便可开始使用，桥面上的施工人员可以通过阶梯登上装置，由活动式云梯下到工作区域；

（7）施工员在运动式工作台上工作时，可以通过操作第二控制器来控制运动式工作台向左右和上下方向上移动；

（8）在活动式工作平台上下左右移动时，GNSS接收机实时更新坐标并显示在控制器的屏幕中，通过观察控制器屏幕中的三维坐标，确定工作平台所在的位置，通过控制器记录该位置所存在的病害；

（9）当施工员完成当前施工区域后，通过第一控制器控制超强吸附器松开，观察桥面厚度变化调节工作台整体升降液压机，改变中轴距离，将带有轴轮的液压移动转向器放下替代液压支撑器并使设备沿着桥梁方向前进或者后退；

（10）到达下一个指定区域后，重复步骤（3）~（5），便可开始下一区域工作；

（11）工作完成后升高起吊机，套上起吊索，重复步骤（9）将装置从桥面上卸下。

步骤（1）中所述液压器，其动力能适配该装置所承受的重量。

步骤（4）中所述的配重室，用于改变装置的重量来控制装置的重心，可以通过往配重室增加或减少沙袋来控制重量。

上述技术方案，具有如下优点：

1、本发明根据现状，设计了一种基于GNSS智能化深水高墩处桥梁检测与病害治理工作平台装置与方法，提高了施工的安全性；

2、本发明可以沿着桥面方向自由移动，减少了装置对环境的要求，提高装置的兼容性；

3、本发明中工作台可以上下左右移动，覆盖面积广，大大提高了工作效率；

4、本发明装置在安装好后，可以由一人操作，简单方便。

5、本发明融入了GNSS系统，能有效查看工作平台的三维坐标，时时记录病害的所在位置。

附图说明

图1为半自动化箱梁外墙加工工作台装置安装过程图；

图2为半自动化箱梁外墙加工工作台装置下支座工作台示意图；

图3为半自动化箱梁外墙加工工作台装置上支座固定台示意图；

图中：1.工作台整体升降液压机 2.电机箱 3.活动式云梯 4.控制器B及GNSS系统5.超强吸附器 6.运动式工作台 7.配重室 8.阶梯 9.控制器A及GNSS系统 10.液压支撑器11.液压移动转向器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容做进一步阐述，但不是对本发明的限定。

实施例：

如图1所示，一种基于GNSS智能化深水高墩处桥梁检测与病害治理工作平台装置与方法；

如图2、图3所示，一种基于GNSS智能化深水高墩处桥梁检测与病害治理工作平台装置与方法，该装置通过上支座固定台、下支座工作台及GNSS系统三区域组成，其中上支座固定台包含了液压支撑器10、液压移动转向器11、配重室7、控制器A及一台GNSS接收机9，下支座工作台有工作台整体升降液压机1、超强吸附器5、电机箱2、运动式工作台6和控制器B及一台GNSS接收机4，为了方便施工员从上半区域抵达下半区域，中间采用活动式云梯3相连。控制器A、B均可控制该设备的所有仪器，通过控制特定的仪器可以轻松的完成装置安装工作，GNSS接收机可动态测出上、下平台一固定部位的三维坐标，以确定病害的里程桩号及部位。通过液压支撑器10将该设备牢牢的支撑在桥面，根据设备的受力情况，可在配置室7增加或减少重量来平衡设备的稳定；液压移动转向器11可以在工作员完成该区域工作后向下个区域转移，将带有轴轮的液压移动转向器11放下替代液压支撑器10并使设备沿着桥梁方向前进或者后退；设备前后移动过程中当桥面厚度变化时，通过控制工作台整体升降液压机1来调节该设备的中轴距离，适应不同桥面厚度；超强吸附器5可以使设备紧紧吸附在桥梁上，缓解液压支撑器的压力；运动式工作台6由滑轮和锁链与设备的框架相连，可以通过控制器A、B上下左右移动来覆盖区域，完成工作。

控制器A、B均可控制该设备的所有仪器，为了保证施工人员安全和设备使用寿命，两控制器不能同时操作；

GNSS接收机，与控制器A、B安装在一起，能时时更新和监控工作平台的三维坐标，以三维坐标的方式显示在屏幕中；

电机箱为整个装置输送动力；

一种基于GNSS智能化深水高墩处桥梁检测与病害治理方法，包括如下步骤：

1）启动该装置的电机箱2，根据施工桥梁的桥面厚度通过控制工作台整体升降液压机1来调节该装置的中轴距离；

2）采用吊机把该装置起吊，将上支座固定台放于桥面之上，将下支座工作台置于桥面之下；

3）通过控制器A9使液压移动转向器11的轮胎接触地面，液压支撑器10离开地面，移动该装置到达合适位置后，降下液压支撑器使其接触桥面，当力附着在液压支撑器上时抬起液压移动转向器；

4）观察装置的稳定性，根据施工的情况和装置的稳定度增加配重室7的重量；

5）待装置稳定后控制超强吸附器5，将其牢牢吸在桥梁底部，将装置固定住；

6）当安装完成后松开起吊机的起吊索，施工人员便可开始使用，桥面上的施工人员可以通过阶梯登上该装置，由活动式云梯下到工作区域；

7）施工员在运动式工作台上工作时，可以通过操作控制器B4来控制运动式工作台向左右和上下方向上移动；

8）在活动式工作平台6上下左右移动时，该装置中的GNSS可及时更新坐标并显示在控制器的屏幕中，通过观察控制器屏幕中的三维坐标，确定工作平台所在的位置，通过控制器记录该位置所存在的病害；

9）当施工员完成当前施工区域后，为了安全起见，可以返回桥面，通过控制器A控制超强吸附器松开，观察桥面厚度变化调节工作台整体升降液压机，改变该装置的中轴距离，将带有轴轮的液压移动转向器放下替代液压支撑器并使设备沿着桥梁方向前进或者后退；

10）到达下一个指定区域后，重复步骤3）~5），便可开始下一区域工作；

11）工作完成后升高起吊机，套上起吊索，重复步骤9）将装置从桥面上卸下；

步骤1）中，所述的液压器，其动力能适配该装置所承受的重量；

步骤4）中，所述的配重室，用于改变装置的重量来控制装置的重心，可以通过往配重室增加或减少沙袋来控制重量。

Claims (7)

1.一种基于GNSS智能化深水高墩处桥梁检测与病害治理装置，其特征是：包括上支座固定台、下支座工作台及GNSS系统，其中：

上支座固定台包括液压支撑器、液压移动转向器、配重室、第一控制器及GNSS接收机；

下支座工作台包括工作台整体升降液压机、超强吸附器、电机箱、运动式工作台、第二控制器及GNSS接收机；

上支座固定台与下支座工作台之间通过活动式云梯相连，GNSS接收机分别与第一控制器、第二控制器连接，动态测量上支座固定台、下支座工作台对应固定部位的三维坐标，以确认病害的里程桩号及部位，上支座固定台通过液压支撑器固定在桥面上，根据设备的受力情况，在配重室内增加或减少重量来平衡稳定；液压移动转向器向下一个区域转移，将带有轴轮的液压移动转向器放下替代液压支撑器，使上支座固定台沿着桥梁方向前进或后退，设备前后移动过程中当桥面厚度变化时，通过控制下支座工作台整体升降液压机来调节中轴距离，以适应不同桥面厚度；超强吸附器可以使设备紧紧吸附在桥梁上，缓解液压支撑器的压力；运动式工作台由滑轮和锁链与设备的框架相连，可以通过第一控制器、第二控制器上下左右移动来覆盖区域。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述第一控制器和第二控制器均可控制该设备的所有仪器，但两控制器不能同时操作。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述GNSS接收机与第一控制器、第二控制器安装在一起，实时更新和监控工作平台的三维坐标，并以三维坐标的方式显示在屏幕中。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述的电机箱为整个装置输送动力。

5.一种基于GNSS智能化深水高墩处桥梁检测与病害治理方法，包括如下步骤：

（1）启动电机箱，根据施工桥梁的桥面厚度通过控制工作台整体升降液压机来调节中轴距离；

（2）通过吊机起吊，将上支座固定台放于桥面之上，将下支座工作台置于桥面之下；

（3）通过第一控制器使液压移动转向器的轮胎接触地面，液压支撑器离开地面，移动到达合适位置后，降下液压支撑器使其接触桥面，当力附着在液压支撑器上时抬起液压移动转向器；

（4）根据施工的情况和装置的稳定度增加配重室的重量；

（5）待稳定后控制超强吸附器，将其牢牢吸在桥梁底部，将装置固定住；

（6）当安装完成后松开起吊机的起吊索，施工人员便可开始使用，桥面上的施工人员可以通过阶梯登上装置，由活动式云梯下到工作区域；

（7）施工员在运动式工作台上工作时，可以通过操作第二控制器来控制运动式工作台向左右和上下方向上移动；

（8）在活动式工作平台上下左右移动时，GNSS接收机实时更新坐标并显示在控制器的屏幕中，通过观察控制器屏幕中的三维坐标，确定工作平台所在的位置，通过控制器记录该位置所存在的病害；

（9）当施工员完成当前施工区域后，通过第一控制器控制超强吸附器松开，观察桥面厚度变化调节工作台整体升降液压机，改变中轴距离，将带有轴轮的液压移动转向器放下替代液压支撑器并使设备沿着桥梁方向前进或者后退；

（10）到达下一个指定区域后，重复步骤（3）~（5），便可开始下一区域工作；

（11）工作完成后升高起吊机，套上起吊索，重复步骤（9）将装置从桥面上卸下。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是：步骤（1）中所述液压器，其动力能适配该装置所承受的重量。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征是：步骤（4）中所述的配重室，用于改变装置的重量来控制装置的重心，可以通过往配重室增加或减少沙袋来控制重量。

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