CN116793426A - 一种液压爬模承重楔应力监测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及桥梁高墩施工的技术领域，尤其是涉及一种液压爬模承重楔应力监测系统和方法。本发明系统包括平衡顶升控制模块、载荷数据采集模块、监控报警模块和数显控制台，所述平衡顶升控制模块和载荷数据采集模块分别与数显控制台通讯连接，所述载荷数据采集模块通讯连接有监控报警模块。平衡顶升控制模块用于控制操作爬模架体顶升和防护，载荷数据采集模块用于监测爬模架体的各项力数据信息，监控报警模块和数显控制台用于查看爬模架体的各项力数据信息并方便施工指挥人员远程操作和指挥爬模架体顶升操作，提供了多个主要的受力点信息，能够准确判断系统的稳定运行和安全信息。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁高墩施工的技术领域，尤其是涉及一种液压爬模承重楔应力监测系统和方法。
背景技术
高墩施工对公路桥梁工程的质量影响很大，高墩是桥梁或高架桥的底部支撑结构，根据桥墩高度的不同，高墩桥可分为小高墩桥（40m<H<80m）、中高墩桥（80m<H<100m）和大高墩桥（H>100m）三种类型，高墩桥梁桥墩一般采用空心薄壁墩，其截面形式也有多种，常见的有等截面单薄壁空心墩、变截面单薄壁空心墩、等截面双薄壁空心墩等。
高速公路发展迅速，公路建设开始向山区延伸，但在这些地区，山势陡峭，高差很大，场地狭窄，这使得高墩结构在桥梁建设中大量采用，传统脚手架施工需要设置大量的脚手架，不仅消耗大量的人力物力，而且工艺复杂，进度缓慢，安全系数低。
现阶段，桥梁高墩施工一般采用翻模和液压爬模两种方法，与翻模法相比，液压爬模法具有结构简单、安装容易、操作方便、安全性高、施工速度快、劳动投入低等特点，附墙爬模技术在国内外被广泛应用。
传统液压爬模承重楔采用在油缸底座设置应力传感器进行应力监测，此种监测方法须通过承重楔、承重楔卡座、油缸耳座传递至应力传感器，传力途径较长，监测精度较低，同时，监测内容较少，对于施工安全和施工进度的整体把握较弱，对于工程指挥人员的参考信息较少，指挥方式和信息获取方式都受到较大限制。
发明内容
为了提供更丰富的数据信息，提高数据监测准确度和及时获取数据反馈方便施工人员操作，本发明提供一种液压爬模承重楔应力监测系统和方法。
一方面，本发明提供的一种液压爬模承重楔应力监测系统采用如下的技术方案：
一种液压爬模承重楔应力监测系统，包括平衡顶升控制模块、载荷数据采集模块、监控报警模块和数显控制台，所述平衡顶升控制模块和载荷数据采集模块分别与数显控制台通讯连接，所述载荷数据采集模块通讯连接有监控报警模块，所述平衡顶升控制模块包括油缸控制集成和承重楔控制集成，所述油缸控制集成通过输油管路与顶升油缸连接，所述承重楔控制集成通过传动组件与承重楔连接，所述载荷数据采集模块包括销轴传感器、拉线传感器和应力传感器，所述销轴传感器安装在承重楔上，所述拉线传感器安装在顶升油缸上，所述应力传感器安装在应变梁上。
通过采用上述技术方案，平衡顶升控制模块用于控制操作爬模架体顶升和防护，载荷数据采集模块用于监测爬模架体的各项力数据信息，监控报警模块和数显控制台用于查看爬模架体的各项力数据信息并方便施工指挥人员远程操作和指挥爬模架体顶升操作，油缸控制集成和承重楔控制集成分别控制油缸的伸缩和承重楔的锁定与解锁，销轴传感器、拉线传感器和应力传感器分别用于监测承重楔所受弯矩、顶升油缸所受拉力和应变梁所受弯矩，提供了多个主要的受力点信息，能够准确判断系统的稳定运行和安全信息。
优选的，所述承重楔靠近高墩和远离高墩处均设置有一组销轴传感器，所述顶升油缸上下两端分别连接有应变梁，所述应变梁为拱形且上下相对设置，所述应力传感器设置在应变梁拱顶部位。
通过采用上述技术方案，两组销轴传感器不仅可以测量施工平台对承重楔的压力同时能够通过差值得出承重楔所受弯矩，应变梁用于承受爬模时的爬模架体主要的受力，监测应变梁的应力能够判断承重楔的变形是否在合理范围。
优选的，所述载荷数据采集模块还包括压力传感器、位移传感器和振动传感器，所述压力传感器设置在平台支撑板上下两侧和三角支架紧贴高墩一侧，所述位移传感器设置在平台支撑板朝向高墩一侧，所述振动传感器设置在承重楔上。
通过采用上述技术方案，压力传感器用于监测爬模架体的压力，防止超载，位移传感器用于监测爬模架体的提升高度，方便判断爬模架体提升高度是否到位，振动传感器用于监测由于施工设备和自然力引起的爬模架体震动，减少因为震动出现疲劳破坏。
优选的，所述平衡顶升控制模块还包括防坠控制集成、工程进度控制集成和防护设施控制集成。
通过采用上述技术方案，防坠控制集成用于控制在爬模架体顶升过程中油缸出现故障从而坠落的风险，工程进度控制集成用于按照工程进度控制爬模架体顶升操作，减少为了追赶工期而忽视安全问题，防护设施控制集成用于控制防护设施的锁定和解锁。
优选的，所述监控报警模块包括安全指示灯、报警蜂鸣器和指挥广播器。
通过采用上述技术方案，安全指示灯、报警蜂鸣器分别用灯光和声音提示注意和故障，指挥广播器用于传达地面指挥人员的指挥信息。
优选的，所述数显控制台包括数据显示面板、报警显示面板、控制显示面板、监控面板和施工计时面板。
通过采用上述技术方案，数据显示面板用于显示传感器所监测的数据信息，报警显示面板用于显示报警信息，控制显示面板用于显示控制按钮，监控面板用于显示现场监控画面，施工计时面板用于显示施工进度和施工时常信息。
优选的，还包括远程移动监测模块，所述远程移动监测模块与载荷数据采集模块、监控报警模块和数显控制台通讯连接，所述远程移动监测模块包括远程数据显示面板和远程呼叫装置，所述远程数据显示面板与载荷数据采集模块和数显控制台通讯连接并同步显示，所述远程呼叫装置与监控报警模块通讯连接。
通过采用上述技术方案，远程移动监测模块方便施工指挥人员远程移动端查看数据监测信息。
优选的，所述平衡顶升控制模块、载荷数据采集模块和监控报警模块设置在爬模架体上，所述数显控制台设置在控制机房内，所述数显控制台连接多组平衡顶升控制模块、载荷数据采集模块和监控报警模块，所述不同组的数据以地图上高墩位置方式显示。
通过采用上述技术方案，数显控制台用于集中显示和控制，同时可以通过连接多台远程移动监测模块来提供多个施工指挥人员查看。
另一方面，本发明提供的一种液压爬模承重楔应力监测方法采用如下的技术方案：
一种液压爬模承重楔应力监测方法，包括以下方法步骤：
载荷数据采集模块采集爬模架的应力、拉力和压力数据信息，将应力、拉力和压力数据信息发送到监控报警模块和数显控制台；
所述监控报警模块内置限定数值范围数据，载荷数据采集模块所采集的应力、拉力和压力数据信息在监控报警模块内与限定数值范围数据进行比较，当载荷数据采集模块检测数值不在监控报警模块的限定数值范围内时，监控报警模块发出报警信号；
数显控制台接收来自载荷数据采集模块和监控报警模块发送的数据信息，来自载荷数据采集模块的数据信息显示在数显控制台的显示面板上，来自监控报警模块的报警数据信息用于标亮出现报警信息的显示面板上的数据显示列；
同时，数显控制台根据报警信息判断最优处理方式并自动执行或重点显示控制按钮，将控制信息发送到平衡顶升控制模块并控制平衡顶升控制模块执行相应的控制命令；
数显控制台内设工程进度控制数据，数显控制台根据工程进度控制数据随时向平衡顶升控制模块发送控制信息并控制平衡顶升控制模块按照预定工程进度进行自动操作。
通过采用上述技术方案，平衡顶升控制模块、荷载数据采集模块、监控报警及控制模块集成至数显控制台，方便施工人员远程监测和控制施工，施工反应灵敏，指挥方式方便高效，多种数据分析形势，对于工程安全的控制更完善，有利于保障施工进度和施工安全。
优选的，所述数显控制台将数据信息和报警信息远程发送给远程移动监测模块，远程移动监测模块连接监控报警模块启动报警或直接发送语音信息。
通过采用上述技术方案，施工人员通过移动端可以及时向顶升架体上的施工人员传达指挥信息。
综上所述，本发明具有如下的有益技术效果：
1、平衡顶升控制模块用于控制操作爬模架体顶升和防护，载荷数据采集模块用于监测爬模架体的各项力数据信息，监控报警模块和数显控制台用于查看爬模架体的各项力数据信息并方便施工指挥人员远程操作和指挥爬模架体顶升操作，油缸控制集成和承重楔控制集成分别控制油缸的伸缩和承重楔的锁定与解锁，销轴传感器、拉线传感器和应力传感器分别用于监测承重楔所受弯矩、顶升油缸所受拉力和应变梁所受弯矩，提供了多个主要的受力点信息，能够准确判断系统的稳定运行和安全信息。
2、两组销轴传感器不仅可以测量施工平台对承重楔的压力同时能够通过差值得出承重楔所受弯矩，应变梁用于承受爬模时的爬模架体主要的受力，监测应变梁的应力能够判断承重楔的变形是否在合理范围。
3、压力传感器用于监测爬模架体的压力，防止超载，位移传感器用于监测爬模架体的提升高度，方便判断爬模架体提升高度是否到位，振动传感器用于监测由于施工设备和自然力引起的爬模架体震动，减少因为震动出现疲劳破坏，防坠控制集成用于控制在爬模架体顶升过程中油缸出现故障从而坠落的风险，工程进度控制集成用于按照工程进度控制爬模架体顶升操作，减少为了追赶工期而忽视安全问题，防护设施控制集成用于控制防护设施的锁定和解锁，安全指示灯、报警蜂鸣器分别用灯光和声音提示注意和故障，指挥广播器用于传达地面指挥人员的指挥信息，数据显示面板用于显示传感器所监测的数据信息，报警显示面板用于显示报警信息，控制显示面板用于显示控制按钮，监控面板用于显示现场监控画面，施工计时面板用于显示施工进度和施工时常信息。
4、远程移动监测模块方便施工指挥人员远程移动端查看数据监测信息，数显控制台用于集中显示和控制，同时可以通过连接多台远程移动监测模块来提供多个施工指挥人员查看。
5、平衡顶升控制模块、荷载数据采集模块、监控报警及控制模块集成至数显控制台，方便施工人员远程监测和控制施工，施工反应灵敏，指挥方式方便高效，多种数据分析形势，对于工程安全的控制更完善，有利于保障施工进度和施工安全，施工人员通过移动端可以及时向顶升架体上的施工人员传达指挥信息。
6、此方法采用销轴式应力传感器，安装在承重楔上部。通过平衡顶升控制模块、荷载数据采集模块、监控报警及控制模块集成至数显控制台，当承重楔受力发生形变以后，销轴式传感器可第一时间感应承重楔受力大小，并将应力数据时时传输至控制台，在爬升及平常工作状态承重楔一旦超出受力上限立即报警、停机，待现场查明原因并消除荷载后方可重新启动，且销轴式传感器自身强度较高，兼做受力杆件，为承重楔受力做安全储备。
附图说明
图1为本发明爬模施工架体装配图；
图2为本发明模块连接示意图；
图3为本发明模块连接框图。
附图标记说明：
10、承重楔，20、顶升油缸，30、应变梁，40、平台支撑板，50、三角支架，100、高墩，1、平衡顶升控制模块，11、油缸控制集成，12、承重楔控制集成，13、防坠控制集成，14、工程进度控制集成，15、防护设施控制集成，2、载荷数据采集模块，21、销轴传感器，22、拉线传感器，23、应力传感器，24、压力传感器，25、位移传感器，26、振动传感器，3、监控报警模块，31、安全指示灯，32、报警蜂鸣器，33、指挥广播器，4、数显控制台，41、数据显示面板，42、报警显示面板，43、控制显示面板，44、监控面板，45、施工计时面板，5、远程移动监测模块，51、远程数据显示面板，52、远程呼叫装置。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
本发明实施例公开一种液压爬模承重楔应力监测系统，参照图1和2，包括平衡顶升控制模块1、载荷数据采集模块2、监控报警模块3和数显控制台4，所述平衡顶升控制模块1和载荷数据采集模块2分别与数显控制台4通讯连接，所述载荷数据采集模块2通讯连接有监控报警模块3，所述平衡顶升控制模块1包括油缸控制集成11和承重楔控制集成12，所述油缸控制集成11通过输油管路与顶升油缸20连接，所述承重楔控制集成12通过传动组件与承重楔10连接，所述载荷数据采集模块2包括销轴传感器21、拉线传感器22和应力传感器23，所述销轴传感器21安装在承重楔10上，所述拉线传感器22安装在顶升油缸20上，所述应力传感器23安装在应变梁30上。
平衡顶升控制模块1包含对液压阀组和控制柜的控制，通过液压系统和电气系统集中控制爬模架体的机械运动和物理运动。
监控报警模块3包括三种状态，分别为正常、提醒和警报，正常为安全状态，提醒为危险需要注意状态，警报为紧急需要处理状态。
实施例2：
在实施例1的基础上增加：
参照图1，所述承重楔10靠近高墩100和远离高墩100处均设置有一组销轴传感器21，所述顶升油缸20上下两端分别连接有应变梁30，所述应变梁30为拱形且上下相对设置，所述应力传感器23设置在应变梁30拱顶部位。
参照图3，所述载荷数据采集模块2还包括压力传感器24、位移传感器25和振动传感器26，所述压力传感器24设置在平台支撑板40上下两侧和三角支架50紧贴高墩100一侧，所述位移传感器25设置在平台支撑板40朝向高墩100一侧，所述振动传感器26设置在承重楔10上。
参照图3，所述平衡顶升控制模块1还包括防坠控制集成13、工程进度控制集成14和防护设施控制集成15。
防坠控制集成13包括自动抱紧和紧急制动功能，工程进度控制集成14按照预定的施工时间进行操作，给每一项施工进度标记时间并在快要结束时提醒倒计时，预定施工时间可修改，防护设施控制集成15包括对防护栏防护门锁死操作。
参照图3，所述监控报警模块3包括安全指示灯31、报警蜂鸣器32和指挥广播器33。
安全指示灯31分别用绿色、黄色和红色表示正常、提醒和警报状态，报警蜂鸣器32用无声、间歇鼓点声和持续报警声表示正常、提醒和警报状态。
参照图3，所述数显控制台4包括数据显示面板41、报警显示面板42、控制显示面板43、监控面板44和施工计时面板45。
当报警显示面板42显示报警时会自动标引报警数值栏和推荐操作方案，控制显示面板43控制按钮闪烁提醒，提醒状态为提醒操作，警报状态为自动操作。
参照图3，还包括远程移动监测模块5，所述远程移动监测模块5与载荷数据采集模块2、监控报警模块3和数显控制台4通讯连接，所述远程移动监测模块5包括远程数据显示面板51和远程呼叫装置52，所述远程数据显示面板51与载荷数据采集模块2和数显控制台4通讯连接并同步显示，所述远程呼叫装置52与监控报警模块3通讯连接。
参照图3，所述平衡顶升控制模块1、载荷数据采集模块2和监控报警模块3设置在爬模架体上，所述数显控制台4设置在控制机房内，所述数显控制台4连接多组平衡顶升控制模块1、载荷数据采集模块2和监控报警模块3，所述不同组的数据以地图上高墩位置方式显示。
实施例3：
本发明实施例公开一种液压爬模承重楔应力监测方法，包括以下方法步骤：
载荷数据采集模块2采集爬模架的应力、拉力和压力数据信息，将应力、拉力和压力数据信息发送到监控报警模块3和数显控制台4；
所述监控报警模块3内置限定数值范围数据，载荷数据采集模块2所采集的应力、拉力和压力数据信息在监控报警模块3内与限定数值范围数据进行比较，当载荷数据采集模块2检测数值不在监控报警模块3的限定数值范围内时，监控报警模块3发出报警信号；
数显控制台4接收来自载荷数据采集模块2和监控报警模块3发送的数据信息，来自载荷数据采集模块2的数据信息显示在数显控制台4的显示面板上，来自监控报警模块3的报警数据信息用于标亮出现报警信息的显示面板上的数据显示列；
同时，数显控制台4根据报警信息判断最优处理方式并自动执行或重点显示控制按钮，将控制信息发送到平衡顶升控制模块1并控制平衡顶升控制模块1执行相应的控制命令；
数显控制台4内设工程进度控制数据，数显控制台4根据工程进度控制数据随时向平衡顶升控制模块1发送控制信息并控制平衡顶升控制模块1按照预定工程进度进行自动操作。
所述数显控制台4将数据信息和报警信息远程发送给远程移动监测模块5，远程移动监测模块5连接监控报警模块3启动报警或直接发送语音信息。
以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种液压爬模承重楔应力监测系统，其特征在于：包括平衡顶升控制模块（1）、载荷数据采集模块（2）、监控报警模块（3）和数显控制台（4）；
所述平衡顶升控制模块（1）和载荷数据采集模块（2）分别与数显控制台（4）通讯连接，所述载荷数据采集模块（2）通讯连接有监控报警模块（3）；
所述平衡顶升控制模块（1）包括油缸控制集成（11）和承重楔控制集成（12），所述油缸控制集成（11）通过输油管路与顶升油缸（20）连接，所述承重楔控制集成（12）通过传动组件与承重楔（10）连接；
所述载荷数据采集模块（2）包括销轴传感器（21）、拉线传感器（22）和应力传感器（23），所述销轴传感器（21）安装在承重楔（10）上，所述拉线传感器（22）安装在顶升油缸（20）上，所述应力传感器（23）安装在应变梁（30）上。
2.根据权利要求1所述的一种液压爬模承重楔应力监测系统，其特征在于：所述承重楔（10）靠近高墩（100）和远离高墩（100）处均设置有一组销轴传感器（21），所述顶升油缸（20）上下两端分别连接有应变梁（30），所述应变梁（30）为拱形且上下相对设置，所述应力传感器（23）设置在应变梁（30）拱顶部位。
3.根据权利要求1所述的一种液压爬模承重楔应力监测系统，其特征在于：所述载荷数据采集模块（2）还包括压力传感器（24）、位移传感器（25）和振动传感器（26），所述压力传感器（24）设置在平台支撑板（40）上下两侧和三角支架（50）紧贴高墩（100）一侧，所述位移传感器（25）设置在平台支撑板（40）朝向高墩（100）一侧，所述振动传感器（26）设置在承重楔（10）上。
4.根据权利要求1所述的一种液压爬模承重楔应力监测系统，其特征在于：所述平衡顶升控制模块（1）还包括防坠控制集成（13）、工程进度控制集成（14）和防护设施控制集成（15）。
5.根据权利要求1所述的一种液压爬模承重楔应力监测系统，其特征在于：所述监控报警模块（3）包括安全指示灯（31）、报警蜂鸣器（32）和指挥广播器（33）。
6.根据权利要求1所述的一种液压爬模承重楔应力监测系统，其特征在于：所述数显控制台（4）包括数据显示面板（41）、报警显示面板（42）、控制显示面板（43）、监控面板（44）和施工计时面板（45）。
7.根据权利要求1所述的一种液压爬模承重楔应力监测系统，其特征在于：还包括远程移动监测模块（5），所述远程移动监测模块（5）与载荷数据采集模块（2）、监控报警模块（3）和数显控制台（4）通讯连接，所述远程移动监测模块（5）包括远程数据显示面板（51）和远程呼叫装置（52），所述远程数据显示面板（51）与载荷数据采集模块（2）和数显控制台（4）通讯连接并同步显示，所述远程呼叫装置（52）与监控报警模块（3）通讯连接。
8.根据权利要求1所述的一种液压爬模承重楔应力监测系统，其特征在于：所述平衡顶升控制模块（1）、载荷数据采集模块（2）和监控报警模块（3）设置在爬模架体上，所述数显控制台（4）设置在控制机房内，所述数显控制台（4）连接多组平衡顶升控制模块（1）、载荷数据采集模块（2）和监控报警模块（3），所述不同组的数据以地图上高墩位置方式显示。
9.一种液压爬模承重楔应力监测方法，其特征在于：包括以下方法步骤：
载荷数据采集模块（2）采集爬模架的应力、拉力和压力数据信息，将应力、拉力和压力数据信息发送到监控报警模块（3）和数显控制台（4）；
所述监控报警模块（3）内置限定数值范围数据，载荷数据采集模块（2）所采集的应力、拉力和压力数据信息在监控报警模块（3）内与限定数值范围数据进行比较，当载荷数据采集模块（2）检测数值不在监控报警模块（3）的限定数值范围内时，监控报警模块（3）发出报警信号；
数显控制台（4）接收来自载荷数据采集模块（2）和监控报警模块（3）发送的数据信息，来自载荷数据采集模块（2）的数据信息显示在数显控制台（4）的显示面板上，来自监控报警模块（3）的报警数据信息用于标亮出现报警信息的显示面板上的数据显示列；
同时，数显控制台（4）根据报警信息判断最优处理方式并自动执行或重点显示控制按钮，将控制信息发送到平衡顶升控制模块（1）并控制平衡顶升控制模块（1）执行相应的控制命令；
数显控制台（4）内设工程进度控制数据，数显控制台（4）根据工程进度控制数据随时向平衡顶升控制模块（1）发送控制信息并控制平衡顶升控制模块（1）按照预定工程进度进行自动操作。
10.根据权利要求9所述的一种液压爬模承重楔应力监测方法，其特征在于：所述数显控制台（4）将数据信息和报警信息远程发送给远程移动监测模块（5），远程移动监测模块（5）连接监控报警模块（3）启动报警或直接发送语音信息。
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| CN202310791427.7A Pending CN116793426A (zh) | 2023-06-30 | 2023-06-30 | 一种液压爬模承重楔应力监测系统和方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN116793426A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002221453A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-09 | Nippon Denshi Kogyo Kk | 構造体の荷重情報収集装置 |
| CN1544783A (zh) * | 2003-11-25 | 2004-11-10 | 上海市第一建筑有限公司 | 双作用液压爬模系统 |
| CN106124114A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 中国建筑第二工程局有限公司 | 爬模报警装置 |
| CN113340344A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-03 | 中国建筑第四工程局有限公司 | 基于数字孪生技术的液压爬模智能监测控制预警系统 |
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| CN115480515A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-16 | 成瑞智能科技(烟台)有限公司 | 附着式升降防护平台智能控制与安全监管系统 |
-
2023
- 2023-06-30 CN CN202310791427.7A patent/CN116793426A/zh active Pending
Patent Citations (6)
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