CN117232578A - 一种斜拉桥索塔施工安全监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种斜拉桥索塔施工安全监测方法，包括：数据采集模块：预先确定好全桥的控制截面以及应力测点、温度测点和线形观测点的布置点位随着施工进度及时准确地埋设传感器，数据存储模块：包括数据传输单元、微型服务器或计算机设备、数据存储单元，数据处理模块：是施工监控的基础和重要组成部分；应用服务模块：每一阶段施工完成后对比分析实测的应力、变形结果与相应理论值的误差；客户服务模块：实时监测结构的应力状态、变形及稳定性状况若出现危险工况则提出预警。本发明使得桥梁结构施工和运营阶段的安全和质量得到了科学的监测和保证，避免了许多桥梁结构质量事故的发生，将桥梁结构质量控制技术提高到了一个新的水平。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁建设技术领域，具体为一种斜拉桥索塔施工安全监测方法。
背景技术
随着我国经济的飞速发展和社会主义现代化建设的不断完善，我国的施工技术也在飞速发展，与其相对应的桥梁高塔技术也在不断进步，新颖独特的高塔斜拉桥不仅满足了人们的审美要求，而且有助于节约施工成本，实现可持续利用。本专利申请结合目前我国高塔斜拉桥建设施工的现状，找出施工中的困、难点所在，从而进一步提出行之有效的改进对策，保证高塔斜拉桥的施工质量，减少不必要的经济损失，为工程施工的进一步发展奠定坚实的基础。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种斜拉桥索塔施工安全监测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种斜拉桥索塔施工安全监测方法，包括：
数据采集模块：预先确定好全桥的控制截面以及应力测点、温度测点和线形观测点的布置点位随着施工进度及时准确地埋设传感器，并在混凝土浇筑后、预应力钢束张拉后、移动挂篮后实时测量每个工况的应力、温度和线形。
数据存储模块：包括数据传输单元、微型服务器或计算机设备、数据存储单元，它主要起着网络连接、协议转换、数据缓存、数据处理、数据传输的功能。
数据处理模块：是施工监控的基础和重要组成部分为确保桥梁施工过程中结构的安全并使结构内力合理、线形顺畅应用桥梁结构有限元分析程序建立模拟全桥施工过程的计算模型计算结构各施工阶段的内力和位移理论值提出各节段的预拱度或预偏量确定各节段的理论立模参数。
应用服务模块：每一阶段施工完成后对比分析实测的应力、变形结果与相应理论值的误差如果误差在容许范围内则提出下节段的立模参数继续施工下节段若不满足要求则须应用预测方法预测、调整预拱度和立模参数以减小误差确保全桥安全顺利地合拢使结构内力和线形满足要求。
客户服务模块：实时监测结构的应力状态、变形及稳定性状况若出现危险工况则提出预警。
进一步地，所述传感器包括激光传感器、振弦式采集仪、风速变速器、红外测温仪，激光传感器监测应力、或振弦式采集仪监测挠度，风速变速器监测桥址风速，和红外测温仪监测桥址温度。
进一步地，所述数据传输单元专门用于把传感器传输的串口数据转换为IP数据，并使用内置的物联网卡通过运营商通信网络将监测数据传送至平台服务器的无线终端设备。
进一步地，所述微型服务器进行监测数据的初步预处理与特征提取，进一步缓解大数据平台服务器的计算与通信压力。
进一步地，所述数据存储单元采用了分布式存储和并行计算技术，因此使用分布式服务器集群作为监测数据的存储与计算中心。
进一步地，所述数据存储单元采用HDFS作为数据库，实现对铁路桥梁施工监测数据的存储与管理，针对边缘计算节点发送的实时流式数据，大数据平台保持持续接收状态，不停进行接收、处理、存储监测数据。
进一步地，所述数据处理模块使用SparkStreaming技术接收来自边缘计算节点的监测数据，并通过标准化算法实现监测数据的标准化步骤。
进一步地，所述应用服务模块主要负责对外与用户进行交互，实现基于监测数据的各类辅助测定和结果分析，以及对桥梁索塔结构状态判断。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使得桥梁结构施工和运营阶段的安全和质量得到了科学的监测和保证，避免了许多桥梁结构质量事故的发生，将桥梁结构质量控制技术提高到了一个新的水平。可以预计，随着现代科学技术的发展和应用，桥梁结构质量控制技术还将得到进一步的提升，桥梁结构的质量安全将会得到更加可靠的技术保障。
附图说明
图1为本发明的架构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。
如图1所示，一种斜拉桥索塔施工安全监测方法，包括：
数据采集模块：预先确定好全桥的控制截面以及应力测点、温度测点和线形观测点的布置点位随着施工进度及时准确地埋设传感器，并在混凝土浇筑后、预应力钢束张拉后、移动挂篮后实时测量每个工况的应力、温度和线形。传感器包括激光传感器、振弦式采集仪、风速变速器、红外测温仪，激光传感器监测应力、或振弦式采集仪监测挠度，风速变速器监测桥址风速，和红外测温仪监测桥址温度。
数据存储模块：包括数据传输单元、微型服务器或计算机设备、数据存储单元，它主要起着网络连接、协议转换、数据缓存、数据处理、数据传输的功能。数据传输单元专门用于把传感器传输的串口数据转换为IP数据，并使用内置的物联网卡通过运营商通信网络将监测数据传送至平台服务器的无线终端设备。微型服务器进行监测数据的初步预处理与特征提取，进一步缓解大数据平台服务器的计算与通信压力。数据存储单元采用了分布式存储和并行计算技术，因此使用分布式服务器集群作为监测数据的存储与计算中心。数据存储单元采用HDFS作为数据库，实现对铁路桥梁施工监测数据的存储与管理，针对边缘计算节点发送的实时流式数据，大数据平台保持持续接收状态，不停进行接收、处理、存储监测数据。
数据处理模块：是施工监控的基础和重要组成部分为确保桥梁施工过程中结构的安全并使结构内力合理、线形顺畅应用桥梁结构有限元分析程序建立模拟全桥施工过程的计算模型计算结构各施工阶段的内力和位移理论值提出各节段的预拱度或预偏量确定各节段的理论立模参数。数据处理模块使用SparkStreaming技术接收来自边缘计算节点的监测数据，并通过标准化算法实现监测数据的标准化步骤。
应用服务模块：每一阶段施工完成后对比分析实测的应力、变形结果与相应理论值的误差如果误差在容许范围内则提出下节段的立模参数继续施工下节段若不满足要求则须应用预测方法预测、调整预拱度和立模参数以减小误差确保全桥安全顺利地合拢使结构内力和线形满足要求。应用服务模块主要负责对外与用户进行交互，实现基于监测数据的各类辅助测定和结果分析，以及对桥梁索塔结构状态判断。
客户服务模块：实时监测结构的应力状态、变形及稳定性状况若出现危险工况则提出预警。
安全施工组织保证措施：
建立二级安全组织，现场安全组织以工区为中心，建立以工区负责人和专职安全员为首的岗位责任制安全组。宏观安全组织则以项目部行政和技术领导为主体的施工安全组织，行使施工安全管理工作。
把安全管理工作结合到技术和行政管理的环节中，施工组织设计中必须对事关安全的问题有明确措施，以增加安全管理的完善和力度。
全员性的安全意识教育和安全知识教育是提高安全管理质量和效果的关键，必须完成规定的教育内容和考核考试科目，并存档备查，以便检查和监督安全管理的效果。
要正确对待安全管理的得失观。该添置的安全设施装备和用品，花钱也一定要保障，关键的安全保障要有“万无一失”的观念，消除“差不多”的侥幸观念。
每一个作业岗位均制定有效可行的安全保障制度和奖罚制度，由二级安全组织例行普查监督。
施工机械的安全控制措施：
各种机械操作人员和车辆驾驶员，必须取得操作合格证，不准将机械设备交给无本机操作证的人员操作，对机械操作人员要建立档案专人管理。
操作人员必须按照机械操作规程及说明书规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度，严禁机械带病运转或超负荷运转。
驾驶室或操作室保持整洁，严禁存放易燃、易爆物品，严禁酒后操作机械。
指挥施工机械作业人员，必须站在可让人了望的安全地点并应明确规定指挥联络信号。
施工现场用电安全措施：
施工现场制定详细的电气安全操作规程、电气安装规程、电气运行管理规程和电气维修检查制度，做好交接班、电气维修作业记录和接地电阻、手持电动工具绝缘电阻、漏电开关测试记录。
施工现场的电气设备均符合建设部《施工现场临时用电安全技术规范》，输电线路采用三相四线制和“三级配电二级保护”的要求，电线(缆)均按要求架设，不随地拖拉，各类电箱均符合规范规定的标准电箱，总配电箱和分配电箱安装在适当位置，并有重复接地保护措施，重复接地电阻值不大于10欧姆。执行“一机、一闸、一箱”制。
变配电室符合“四防一遍”要求，建立相应的管理制度，配置好必要的安全防护用品。
电工作业时必须穿戴好个人防护用品，并严格执行电气安全操作规程，做到持证上岗。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种斜拉桥索塔施工安全监测方法，其特征在于：包括：
数据采集模块：预先确定好全桥的控制截面以及应力测点、温度测点和线形观测点的布置点位，随着施工进度及时准确地埋设传感器，并在混凝土浇筑后、预应力钢束张拉后、移动挂篮后实时测量每个工况的应力、温度和线形；
数据存储模块：包括数据传输单元、微型服务器或计算机设备、数据存储单元，它主要起着网络连接、协议转换、数据缓存、数据处理、数据传输的功能；
数据处理模块：是施工监控的基础和重要组成部分，为确保桥梁施工过程中结构的安全，并使结构内力合理、线形顺畅；应用桥梁结构有限元分析程序建立模拟全桥施工过程的计算模型计算结构各施工阶段的内力和位移理论值，提出各节段的预拱度或预偏量确定各节段的理论立模参数；
应用服务模块：每一阶段施工完成后对比分析实测的应力、变形结果与相应理论值的误差，如果误差在容许范围内，则提出下节段的立模参数继续施工下节段；若不满足要求则须应用预测方法预测、调整预拱度和立模参数以减小误差，确保全桥安全顺利地合拢使结构内力和线形满足要求；
客户服务模块：实时监测结构的应力状态、变形及稳定性状况若出现危险工况则提出预警。
2.根据权利要求1所述的一种斜拉桥索塔施工安全监测方法，其特征在于：所述传感器包括激光传感器、振弦式采集仪、风速变速器、红外测温仪，激光传感器监测应力、或振弦式采集仪监测挠度，风速变速器监测桥址风速，和红外测温仪监测桥址温度。
3.根据权利要求1所述的一种斜拉桥索塔施工安全监测方法，其特征在于：所述数据传输单元专门用于把传感器传输的串口数据转换为IP数据，并使用内置的物联网卡通过运营商通信网络将监测数据传送至平台服务器的无线终端设备。
4.根据权利要求1所述的一种斜拉桥索塔施工安全监测方法，其特征在于：所述微型服务器进行监测数据的初步预处理与特征提取，进一步缓解大数据平台服务器的计算与通信压力。
5.根据权利要求1所述的一种斜拉桥索塔施工安全监测方法，其特征在于：所述数据存储单元采用了分布式存储和并行计算技术，因此使用分布式服务器集群作为监测数据的存储与计算中心。
6.根据权利要求1所述的一种斜拉桥索塔施工安全监测方法，其特征在于：所述数据存储单元采用HDFS作为数据库，实现对铁路桥梁施工监测数据的存储与管理，针对边缘计算节点发送的实时流式数据，大数据平台保持持续接收状态，不停进行接收、处理、存储监测数据。
7.根据权利要求1所述的一种斜拉桥索塔施工安全监测方法，其特征在于：所述数据处理模块使用SparkStreaming技术接收来自边缘计算节点的监测数据，并通过标准化算法实现监测数据的标准化步骤。
8.根据权利要求1所述的一种斜拉桥索塔施工安全监测方法，其特征在于：所述应用服务模块主要负责对外与用户进行交互，实现基于监测数据的各类辅助测定和结果分析，以及对桥梁索塔结构状态判断。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117974369A (zh) * | 2024-03-29 | 2024-05-03 | 陕西交控通宇交通研究有限公司 | 一种桥梁智能施工监控方法及装置 |
| CN118246134A (zh) * | 2024-05-30 | 2024-06-25 | 山东鹏程路桥集团有限公司 | 基于机器学习的双塔斜拉桥全寿命周期安全管控系统 |
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2023
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