CN117272689B - 一种架桥机架梁侧翻风险评估方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种架桥机架梁侧翻风险评估方法、系统及存储介质，通过评估方法与加强装置的结合可在悬臂处保证结构的强度安全，通过提前架设安全位置以获取外界影响因素产生的误差系数，并根据外界影响因素修正后以准确预估架梁的正确支腿布设位置，提前规避侧翻风险，完成架桥机的安全架设和落梁，达到加快施工进度、提供安全性和减少施工成本的效果，可广泛应用于高墩小半径曲线梁桥的架设。

Description

一种架桥机架梁侧翻风险评估方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其是一种架桥机架梁侧翻风险评估方法、系统及存储介质。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，越来越多的山区高速公路等基础设施建设得以实施，山区高速公路地形地质条件复杂，互通区匝道桥容易出现高墩（墩高大于30m）、小半径（曲线半径小于100m）、大纵坡（4%）的不利组合情况，由于综合考虑安全、经济、景观等因素，一般采用架桥机(双导梁公路架桥机)施工的预制梁桥技术，而在曲线半径小、跨度较大的情况下，架梁过程存在较大风险，传统的架桥工艺已不能满足施工需求。

当被架设桥梁为高墩小半径曲线梁桥时，将架桥机中支腿和后支腿布置在极限位置，起重小车移动到边缘极限位置，有时仍然无法完成边梁的架设，若改变架梁方式，会显著提高施工成本；而为了满足边梁的架设，需要将横移轨道悬出桥面，架桥机支腿也悬出桥面，在此工况下，横移轨道在悬臂处的应力可能超过容许应力，导致横移轨道挠度过大，进一步导致架桥机的侧翻。

鉴于此有必要提出一种架桥机架梁侧翻风险评估方法、系统及存储介质以解决或至少缓解上述缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种架桥机架梁侧翻风险评估方法、系统及存储介质，以解决现有技术中架设曲线梁桥时横移轨道悬出桥面容易导致横移轨道挠度过大，从而导致架桥机的侧翻问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种架桥机架梁侧翻风险评估方法，应用于架桥机架梁侧翻风险评估系统，所述系统包括加强装置；其中，

所述加强装置包括工字钢结构、两个沿横向相对设置的边缘固定装置以及两个沿竖向相对设置的中间固定装置，两个所述边缘固定装置对应连接于所述工字钢结构的两端，两个所述中间固定装置分别连接于所述工字钢结构的上侧和下侧；

所述方法包括步骤：

S1，采用公式K ₁=M ₂/M ₁获取初始支腿状态下中支腿的初始理论抗倾覆系数K ₁；其中，M ₁为所述中支腿的初始悬臂端弯矩，M ₂为所述中支腿的初始支撑端弯矩；

S2，获取所述初始支腿状态下所述中支腿的初始实际抗倾覆系数K ₂；

S3，若所述初始实际抗倾覆系数K ₂小于所述初始理论抗倾覆系数K ₁，采用公式η=K ₂/K ₁获取所述初始支腿状态下所述中支腿的抗倾覆影响系数η；

S4，预估获取架设于所述加强装置上的悬出支腿状态下所述中支腿的悬出理论抗倾覆系数K ₁´，并采用公式K ₂´=K ₁´×η获取悬出支腿状态下所述中支腿的悬出实际抗倾覆系数K ₂´；其中，所述悬出支腿状态为所述中支腿悬出桥边缘的悬出状态，K ₁´=M ₂´/M ₁´，M ₁´为所述中支腿的悬出悬臂端弯矩，M ₂´为所述中支腿的悬出支撑端弯矩；

S5，若所述悬出实际抗倾覆系数K ₂´大于或等于预设倾覆阈值，布置所述加强装置，并以所述悬出支腿状态布置各支腿和横移轨道，以进行边梁架设；其中，所述加强装置悬出于桥面设置，所述横移轨道架设于所述加强装置上，所述中支腿以所述悬出支腿状态设置于所述横移轨道上。

优选地，所述步骤S5还包括步骤：

S51，若所述悬出实际抗倾覆系数K ₂´小于所述预设倾覆阈值，发出支腿回调指令；

S52，待支腿回调后，以回调后的支腿位置作为回调支腿状态，根据回调后的实时数据提取算法以获取所述回调支腿状态下的回调理论抗倾覆系数，返回步骤S4，以获取回调支腿状态下的回调实际抗倾覆系数K _t2´；

S53，判断所述回调支腿状态下的所述回调实际抗倾覆系数K _t2´是否大于或等于所述预设倾覆阈值。

优选地，所述步骤S53具体包括步骤：

S531，若所述回调支腿状态下的所述回调实际抗倾覆系数K _t2´大于或等于所述预设倾覆阈值，以所述回调支腿状态布置各支腿、所述横移轨道以及所述加强装置，以进行边梁架设；

S532，若所述回调支腿状态下的所述回调实际抗倾覆系数K _t2´小于所述预设倾覆阈值，发出支腿回调指令，并返回步骤S52。

优选地，所述步骤S1具体包括步骤：

S11，获取初始支腿状态下的初始实时输入数据；

所述初始实时输入数据包括：

所述横移轨道及所述加强装置的每延米自重q，所述中支腿的支撑端处的支点反力P ₁，所述中支腿的悬臂端处的支点反力P ₂，所述横移轨道的支撑段长度L ₁，所述横移轨道的悬臂段长度L ₂，所述中支腿的悬臂端到倾覆点的距离，所述中支腿的支撑端到悬臂端之间的距离b；

S12，根据公式

获取所述中支腿的初始悬臂端弯矩M ₁；

S13，根据公式

获取所述中支腿的初始支撑端弯矩M ₂；

S14，根据公式

获取所述初始支腿状态下中支腿的所述初始理论抗倾覆系数K ₁。

优选地，所述步骤S4中预估获取悬出支腿状态下所述中支腿的悬出理论抗倾覆系数K ₁´之前还包括步骤：

S401，判断所述悬出支腿状态下，所述中支腿的支撑端处的支点反力P ₁´和所述中支腿的悬臂端处的支点反力P ₂´是否大于预设反力阈值；

S402，若所述中支腿的支撑端处的支点反力P ₁´和/或所述中支腿的悬臂端处的支点反力P ₂´小于或等于所述预设反力阈值，发出支腿回调指令；

S403，待支腿回调后，返回步骤S401。

优选地，所述步骤S403之后还包括步骤：

S404，判断所述悬出支腿状态下，所述中支腿的悬臂端处的弯曲挠度是否小于预设挠度阈值；

S405，若所述中支腿的悬臂端处的弯曲挠度大于所述预设挠度阈值，发出支腿回调指令；

S406，待支腿回调后，再次返回步骤S401。

优选地，所述步骤S2中具体包括步骤：

S21，根据布设在所述加强装置上的应力传感器、分布式光纤传感器获取所述初始支腿状态下的所述初始实际抗倾覆系数K ₂。

优选地，所述步骤S3还包括步骤：

S31，若所述初始实际抗倾覆系数K ₂大于或等于所述初始理论抗倾覆系数K ₁，赋值η =1。

本发明还提供一种架桥机架梁侧翻风险评估系统，还包括数据管理系统，所述数据管理系统包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的架桥机架梁侧翻风险评估方法的步骤。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的架桥机架梁侧翻风险评估方法的步骤。

与现有技术相比，本发明所提供的具有如下的有益效果：

本发明所提供的一种架桥机架梁侧翻风险评估方法、系统及存储介质，通过评估方法与加强装置的结合可在悬臂处保证结构的强度安全，通过修正外界影响因素以准确预估架梁的正确支腿布设位置，提前规避侧翻风险，完成架桥机的安全架设和落梁，达到加快施工进度、提供安全性和减少施工成本的效果，可广泛应用于高墩小半径曲线梁桥的架设。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中的架梁侧翻风险评估方法的流程示意图；

图2为本发明一个实施例中的步骤S5还包括的流程示意图；

图3为本发明一个实施例中的加强装置的结构示意图；

图4为本发明一个实施例中的横移轨道与加强装置架设的结构示意图；

图5为本发明一个实施例中的横移轨道与加强装置悬出作业的结构示意图；

图6为本发明一个实施例中的获取抗倾覆安全系数的力学简图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

10、加强装置；110、工字钢结构；120、边缘固定装置；130、中间固定装置；20、横移轨道；30、中支腿。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅附图1-6，本发明提供的一实施例中的一种架桥机架梁侧翻风险评估方法，应用于架桥机架梁侧翻风险评估系统，所述系统包括加强装置；其中，

所述加强装置包括工字钢结构、两个沿横向相对设置的边缘固定装置以及两个沿竖向相对设置的中间固定装置，两个所述边缘固定装置对应连接于所述工字钢结构的两端，两个所述中间固定装置分别连接于所述工字钢结构的上侧和下侧。

值得说明的是，本申请提供的一种加强装置10用于和横移轨道20形成受力整体，以满足曲线梁桥架设时结构悬出时的强度要求，从而防止所述中支腿30悬出桥面的工况时架桥机因横移轨道20的抗弯刚度无法满足要求而导致侧翻，其包括工字钢结构110、两个边缘固定装置120以及两个中间固定装置130，所述工字钢结构110作为受力主体，其包括多个依次并排拼接的工字钢，所述边缘固定装置120用于将多个所述工字钢的两端固定连接，所述边缘固定装置120可采用槽钢结构，通过螺栓将呈槽钢结构的所述边缘固定装置120固定连接于所述工字钢的两端，以使得两个所述边缘固定装置120沿横向相对设置于所述工字钢结构110的两端，此处横向是指沿所述工字钢的长度方向，而所述工字钢的长度方向与所述横移轨道20的延伸方向一致；所述中间固定装置130用于将多个所述工字钢之间固定连接，每个所述中间固定装置130可采用双层钢板的结构形式分别夹持于工字钢的翼板上下，再通过螺栓连接进行连接固定，同时将所述横移轨道20通过螺栓固定架设于所述加强装置10的所述工字钢结构110上，如此结合形成受力整体，结合方法得到优选的支腿悬出状态以及架设方案，减少曲线梁桥架设情况下架桥机悬出时的侧翻风险。

值得一提的是，在架设所述加强装置10前，需先布置枕木（图未示出），提高架设的结构稳定性，以使得所述加强装置10架设于所述枕木上，使得所述枕木边缘与所述加强装置10的工字钢正交设置。

所述方法包括步骤：

S1，采用公式K ₁=M ₂/M ₁获取初始支腿状态下中支腿30的初始理论抗倾覆系数K ₁；其中，M ₁为所述中支腿30的初始悬臂端弯矩，M ₂为所述中支腿30的初始支撑端弯矩。

需要说明的是，在预备架梁前，支腿布设于安全架设位置，此安全架设位置是指中支腿30悬出桥面较小的长度，此时架桥机不会出现侧翻情况，因此以此情况作为初始支腿状态，以用于获取后续的修正系数η，通过获取初始理论抗倾覆系数K ₁以及受风荷载等外界因素影响的初始实际抗倾覆系数K ₂，从而获取抗倾覆影响系数作为修正系数，以提高预估布设位置的准确性；其中，获取所述初始支腿状态下中支腿的初始理论抗倾覆系数K ₁时采用公式K ₁=M ₂/M ₁，此计算公式是施工规范里应用于悬臂梁模型中计算抗倾覆安全系数的常用公式，通过支撑端弯矩M ₂与悬臂端弯矩M ₁的比值，得出抗倾覆安全系数，由于初始支腿状态下中支腿已悬出桥面较小的长度，故此时支撑端是指中支腿架设于桥面上的一端，而悬臂端是指中支腿30悬出于桥面外的一端；值得一提的是，在获取初始理论抗倾覆系数K ₁时仅考虑了横移轨道20构件本身不同支点处产生的弯矩，并未考虑其他外界因素如高空作业下风荷载等造成的误差，因此K ₁是作为理论值，用作初始支腿状态下中支腿的初始理论抗倾覆系数。

S2，获取所述初始支腿状态下所述中支腿30的初始实际抗倾覆系数K ₂；

S3，若所述初始实际抗倾覆系数K ₂小于所述初始理论抗倾覆系数K ₁，采用公式η=K ₂/K ₁获取所述初始支腿状态下所述中支腿30的抗倾覆影响系数η。

需要注意的是，在高空作业下风荷载是不可避免的，以及中支腿30悬出后悬臂端出现的仰俯角略微变化等，其均会对获取弯矩产生略微影响，从而使得获取抗倾覆系数出现误差，影响评估结果，因此可通过根据施工时的风力等级换算风荷载、设置不同的传感器获取角度变化等，以将上述影响因素简化为集中荷载，再获取集中荷载到倾覆点（桥面边缘）处的弯矩以添加到支撑端弯矩M ₂与悬臂端弯矩M ₁中，从而得到实际布设过程中（含影响因素）初始支腿状态下的初始实际抗倾覆系数K ₂。

进一步地，在得到初始支腿状态下的初始理论抗倾覆系数K ₁以及初始支腿状态下的初始实际抗倾覆系数K ₂后，以通过公式η=K ₂/K ₁获取抗倾覆影响系数η，由于抗倾覆系数越小时，越临近于高风险施工状态，因此考虑到评估施工风险状态时取较小的值作为评判基准，故当所述初始实际抗倾覆系数K ₂小于所述初始理论抗倾覆系数K ₁时，说明此时外界影响因素对过孔产生的是不利影响，因此通过比值得出初始支腿状态下的抗倾覆影响系数η，以作为步骤S4中获取支腿悬出状态下抗倾覆系数的影响系数用于修正；而当所述初始实际抗倾覆系数K ₂大于所述初始理论抗倾覆系数K ₁时，说明此时外界影响因素对过孔实际产生的影响并不会比理论值小，此时可忽视外界因素产生的误差，直接采用理论抗倾覆系数即可用于评估风险状态。

S4，预估获取架设于所述加强装置上的悬出支腿状态下所述中支腿30的悬出理论抗倾覆系数K ₁´，并采用公式K ₂´=K ₁´×η获取悬出支腿状态下所述中支腿30的悬出实际抗倾覆系数K ₂´；其中，所述悬出支腿状态为所述中支腿30悬出桥边缘的极限状态，K ₁´=M ₂´/M ₁´，M ₁´为所述中支腿30的悬出悬臂端弯矩，M ₂´为所述中支腿30的悬出支撑端弯矩；

S5，若所述悬出实际抗倾覆系数K ₂´大于或等于预设倾覆阈值，布置所述加强装置10，并以所述悬出支腿状态布置各支腿和横移轨道20，以进行边梁架设；其中，所述加强装置10悬出于桥面设置，所述横移轨道20架设于所述加强装置10上，所述中支腿30以所述悬出支腿状态设置于所述横移轨道上。

值得说明的是，在高墩小半径曲线梁桥的架设中，为了满足边梁的架设，将架桥机支腿及横移轨道20悬出桥面设置更便于架设边梁，而悬出的长度越大，越容易出现侧翻危险，因此将悬出于桥面x时作为极限的悬出支腿状态，此悬出支腿状态为最临界的悬出状态，以作为初次预估状态，若不满足要求时回调空间大，便于调整，因此需要预估获取悬出支腿状态下所述中支腿30的悬出理论抗倾覆系数K ₁´；需要说明的是，根据规范架桥机架梁作业时,抗倾覆稳定系数不得小于1.3，从偏安全的角度忽略抗倾覆稳定验算中横移轨道及所述加强装置的每延米自重q的影响，此时可令M ₂/M ₁=1.3，其中，M ₁=P ₃ x，M ₂=P ₄（b-x），根据P ₄（b-x）=1.3P ₃ x以获取中支腿的悬臂端到倾覆点的极限距离x，所述P ₃取0.5m ₁，所述P ₄取0.5m ₁+m ₂，其中m ₁为架桥机的重量，m ₂为被架设梁的重量。

可选地，上述获取x值以及预估获取悬出支腿状态下所述中支腿30的悬出理论抗倾覆系数K ₁´可通过数字仿真的方式导入并建立数字模型，以模拟架桥机在悬出支腿状态下各支腿的位置，得到悬出支腿状态下的数据，由于作业时为减少侧翻风险需铺设所述加强装置10，故此时在预估获取的状态下需考虑架设所述加强装置10的自重，而由于作业环境相同，因此风荷载等外界因素产生的误差影响依旧存在，则可根据已经得出的抗倾覆影响系数η作为外界因素产生的影响系数，再根据公式K ₂´=K ₁´×η以修正悬出支腿状态下的理论值，从而预估获取悬出支腿状态下所述中支腿30的悬出实际抗倾覆系数K ₂´，作为评估施工风险状态的评判因素；其中，悬出理论抗倾覆系数K ₁´仍通过支撑端与悬臂端的弯矩比值获取，而此时M ₁´为所述中支腿30的悬出悬臂端弯矩，即中支腿30悬出于桥面悬出状态时的悬臂端弯矩，而M ₂´为所述中支腿30的悬出支撑端弯矩，即中支腿30悬出于桥面悬出状态时的支撑端弯矩。

进一步地，在架桥机架梁工作时，施工规范要求悬臂结构的抗倾覆安全系数通常需大于1.3，其为本领域技术人员所熟知的内容，故在本申请中预设倾覆阈值为1.3，若所述悬出实际抗倾覆系数K ₂´≥1.3时，判定为所述悬出支腿状态下架桥机不会发现侧翻，架梁过程安全，因此以数字仿真中预估模拟的状况先布置所述加强装置10，再以所述悬出支腿状态布置各支腿和横移轨道20，以进行边梁架设；值得一提的是，所述加强装置10悬出于桥面设置以用于供所述横移轨道20架设于所述加强装置10上亦可悬出于桥面，如此所述中支腿则可以所述悬出支腿状态悬出桥面设置于所述横移轨道上。

作为本发明一优选的实施方式，所述步骤S5还包括步骤：

S51，若所述悬出实际抗倾覆系数K ₂´小于所述预设倾覆阈值，发出支腿回调指令；

S52，待支腿回调后，以回调后的支腿位置作为回调支腿状态，根据回调后的实时数据提取算法以获取所述回调支腿状态下的回调理论抗倾覆系数，返回步骤S4，以获取回调支腿状态下的回调实际抗倾覆系数K _t2´；

S53，判断所述回调支腿状态下的所述回调实际抗倾覆系数K _t2´是否大于或等于所述预设倾覆阈值。

值得注意的是，若所述悬出实际抗倾覆系数K ₂´＜1.3，则表示若以此悬出支腿状态布设架梁会出现侧翻危险，因此需回调支腿位置，使得中支腿30悬出桥面的长度减小，故发出支腿回调指令；根据支腿回调指令进行回调支腿设置，此处回调距离本领域技术人员可以根据实际需要选择，在一优选的实施例中，根据经验可设置为每次回调距离为x/20~x/15，待支腿回调一定距离后，以回调后的支腿位置作为回调支腿状态，此时悬出长度减少，抗倾覆系数发生变化，返回步骤S4，重新获取调整支腿后的抗倾覆系数，根据理论抗倾覆系数的获取以及修正后，以获取回调支腿状态下的回调实际抗倾覆系数K _t2´用于判断架桥风险状态。

具体的，支腿回调后，返回步骤S4中，根据此时回调后的实时数据提取算法以获取回调支腿状态下的回调理论抗倾覆系数K _t1，再通过已知的抗倾覆影响系数η修正理论值，根据K _t2=K _t1×η，以预估获取回调支腿状态下的回调实际抗倾覆系数K _t2，将K _t2作为回调支腿后评估施工风险状态的评判基准。

作为本发明一较优的实施方式，所述步骤S53具体包括步骤：

S531，若所述回调支腿状态下的所述回调实际抗倾覆系数K _t2´大于或等于所述预设倾覆阈值，以所述回调支腿状态布置各支腿、所述横移轨道20以及所述加强装置10，以进行边梁架设；

S532，若所述回调支腿状态下的所述回调实际抗倾覆系数K _t2´小于所述预设倾覆阈值，发出支腿回调指令，并返回步骤S52。

需要说明的是，若所述回调支腿状态下的所述回调实际抗倾覆系数K _t2´≥1.3，则表示支腿在回调后，架桥机不会发生侧翻，可以顺利完成边梁架设，此时则以此所述回调支腿状态布置各支腿、所述横移轨道20以及所述加强装置10，布置完成后即可开始边梁架设；而若所述回调支腿状态下的所述回调实际抗倾覆系数K _t2´＜1.3，表示支腿回调至此刻位置时仍会发生侧翻事故，依然无法完成边梁架设，此时需再次发出支腿回调指令，并回调x/20~x/15，待支腿再次回调一定距离后，以再次回调后的支腿位置作为新的回调支腿状态，此时悬出长度再次减少，抗倾覆系数发生变化，重新返回步骤S4，以重新获取再次调整支腿后的抗倾覆系数，根据新的理论抗倾覆系数的获取以及修正后，以获取新的回调支腿状态下的回调实际抗倾覆系数用于判断再次回调后的架桥风险状态。

作为本发明一较佳的实施方式，所述步骤S1具体包括步骤：

S11，获取初始支腿状态下的初始实时输入数据；

所述初始实时输入数据包括：

所述横移轨道20及所述加强装置10的每延米自重q，所述中支腿30的支撑端处的支点反力P ₁，所述中支腿30的悬臂端处的支点反力P ₂，所述横移轨道20的支撑段长度L ₁，所述横移轨道20的悬臂段长度L ₂，所述中支腿30的悬臂端到倾覆点的距离，所述中支腿30的支撑端到悬臂端之间的距离b。

需要注意的是，所述中支腿30悬出的长度不同，不同支点处所产生的弯矩值不同，则对应的抗倾覆系数也不同，因此需根据不同支腿状态下的实时数据变化通过算法得出不同状态下的抗倾覆系数后，评估施工风险状态以预估布设位置。

其中，由于本申请中增设的加强装置10用于提高结构强度，且所述横移轨道20布设于所述加强装置10上结合作为受力整体，因此计算自重时需视为一体，而所述横移轨道20及所述加强装置10的每延米自重q则为构件的已知数据，可将此已知数据提前输入至系统内即可；而由于中支腿30的滑轮架设于所述横移轨道20上，因此所述中支腿30两端处的滑轮对所述横移轨道20和所述加强装置10的受力整体分别施加了荷载，因此可通过设置反力传感器获取所述中支腿30的支撑端处的支点反力P ₁，所述中支腿30的悬臂端处的支点反力P ₂，可选地，还可通过有限元运算获取支点反力；而所述横移轨道20悬臂设置后自倾覆点（桥面边缘）的长度可通过设置测距仪，以自动获取所述横移轨道20的支撑段长度L ₁，所述横移轨道20的悬臂段长度L ₂；可选地，所述中支腿30的滑轮到倾覆点的距离也可通过设置测距仪，以自动获取所述中支腿30的悬臂端到倾覆点的距离，而所述中支腿30的支撑端到悬臂端之间的距离b则为已知的滑轮间距。

S12，根据公式

获取所述中支腿30的初始悬臂端弯矩M ₁；

S13，根据公式

获取所述中支腿30的初始支撑端弯矩M ₂；

S14，根据公式

获取所述初始支腿状态下中支腿的所述初始理论抗倾覆系数K ₁。

值得注意的是，本申请中弯矩的计算是以倾覆点（桥面边缘）为支点获取弯矩值，请参阅附图6（图示O点），自倾覆点以外悬出的部分作为悬臂端，自倾覆点以内桥面部分作为支撑端；其中，上述M ₁以及M ₂均为弯矩计算公式，具体为倾覆点两侧的荷载到所述倾覆点的弯矩和，其为本领域技术人员所熟知的内容，故此处不作详细赘述。

进一步地，所述步骤S4中预估获取悬出支腿状态下所述中支腿30的悬出理论抗倾覆系数K ₁´之前还包括步骤：

S401，判断所述悬出支腿状态下，所述中支腿30的支撑端处的支点反力P ₁´和所述中支腿30的悬臂端处的支点反力P ₂´是否大于预设反力阈值；

S402，若所述中支腿30的支撑端处的支点反力P ₁´和/或所述中支腿30的悬臂端处的支点反力P ₂´小于或等于所述预设反力阈值，发出支腿回调指令；

S403，待支腿回调后，返回步骤S401。

应当说明的是，在获取弯矩值得到抗倾覆系数前，可优先判断所述中支腿30的各支点处是否存在负反力，通过有限元运算获取所述悬出支腿状态下，所述中支腿30的支撑端处的支点反力P ₁´和所述中支腿30的悬臂端处的支点反力P ₂´，将所述预设反力阈值设置为0，以判断所述中支腿30的支撑端处的支点反力P ₁´和所述中支腿30的悬臂端处的支点反力P ₂´是否＞0；若所述中支腿30的支撑端处的支点反力P ₁´和/或所述中支腿30的悬臂端处的支点反力P ₂´＞0，则可进行下一步骤中，而若所述中支腿30的支撑端处的支点反力P ₁´和/或所述中支腿30的悬臂端处的支点反力P ₂´≤0，则表示存在负反力，此时可直接发出支腿回调指令，待支腿回调后再次返回S401步骤，重新判断是否存在负反力，直至支点反力＞0。

进一步地，所述步骤S403之后还包括步骤：

S404，判断所述悬出支腿状态下，所述中支腿30的悬臂端处的弯曲挠度是否小于预设挠度阈值；

S405，若所述中支腿30的悬臂端处的弯曲挠度大于所述预设挠度阈值，发出支腿回调指令；

S406，待支腿回调后，再次返回步骤S401。

应当注意的是，在支点反力满足要求后，进一步地还可先获取弯曲挠度进行判断，通过有限元运算获取悬臂处受压的所述加强装置10的弯曲挠度是否小于预设挠度阈值，在一优选的实施例中，可将此预设挠度阈值设置为，此处可根据规范《钢结构设计标准》附录B.1获取，若所述中支腿30的悬臂端处的弯曲挠度/>，则表示变形挠度在满足要求的范围内，此时可进入下一步的抗倾覆安全系数获取，而若所述中支腿30的悬臂端处的弯曲挠度/>，则表示弯曲挠度过大，变形较大，此时需要发出回调指令，并返回至步骤S401，重新获取支腿位置并依次判断支点反力以及弯曲挠度。

进一步地，所述步骤S2中具体包括步骤：

S21，根据布设在所述加强装置10上的应力传感器、分布式光纤传感器获取所述初始支腿状态下的所述初始实际抗倾覆系数K ₂。

值得注意的是，风荷载可根据实时风压、风力等级、阻力系数等获取风荷载分布，并换算成集中荷载，在一个优选的实施方式中，可在横移轨道20和加强装置10上安装分布式光纤传感器（图未示出），空间分布率可采用0.5m，结合应力传感器通过解调仪（图未示出）实时采集应力分布，以精确获取实际施工环境工况；还可在所述横移轨道20的悬臂端安装倾角仪，得到所述横移轨道20的实时俯仰角θ，以上数据在计算时可根据分布情况简化于对横移轨道20上某一点的集中荷载，即作为误差弯矩的计算添加至M ₁和M ₂中，再得到所述初始支腿状态下所述中支腿30的初始实际抗倾覆系数K ₂，从而供下一步得出抗倾覆影响系数η。

进一步地，所述步骤S3还包括步骤：

S31，若所述初始实际抗倾覆系数K ₂大于或等于所述初始理论抗倾覆系数K ₁，赋值η =1。

需要注意的是，若所述初始实际抗倾覆系数K ₂大于或等于所述初始理论抗倾覆系数K ₁时，此时说明因风荷载等外界影响因素对抗倾覆安全系数产生的误差不会造成不利影响，使得η＞1，而出于评估时以较危险的数值作为标准进行判断，因此取K ₂=K ₁，根据公式η=K ₂/K ₁，以赋值η=1。

需要进一步说明的是，一般架桥机在架设过程中，架桥机完成过孔之后，运梁车再运梁喂梁，梁通过天车先纵移后横移到指定架梁位置完成架设；而本申请中为了获取修正系数η，架桥机支腿布设于安全架设位置，此安全架设位置是指中支腿悬出桥面较小的长度，此时架桥机不会出现侧翻情况，为获取本申请中的初始参数中支腿的支撑端弯矩M ₂与悬臂端弯矩M ₁，需要将梁通过吊车起吊至较低高度，并横移到指定位置（确认支腿布置位置之后，直接纵移就可以达到指定架梁位置），获取初始理论抗倾覆系数K ₁以及受风荷载等外界因素影响的初始实际抗倾覆系数K ₂，进一步得到η。

本发明还提供一种架桥机架梁侧翻风险评估系统，还包括数据管理系统，所述数据管理系统包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的架桥机架梁侧翻风险评估方法的步骤。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的架桥机架梁侧翻风险评估方法的步骤。

可以理解的是，被处理器执行时实现上述的架桥机架梁侧翻风险评估方法，因此上述方法的所有实施例均适用于该存储介质，且均能达到相同或相似的有益效果。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种架桥机架梁侧翻风险评估方法，应用于架桥机架梁侧翻风险评估系统，其特征在于，所述系统包括加强装置；其中，

所述加强装置包括工字钢结构、两个沿横向相对设置的边缘固定装置以及两个沿竖向相对设置的中间固定装置，两个所述边缘固定装置对应连接于所述工字钢结构的两端，两个所述中间固定装置分别连接于所述工字钢结构的上侧和下侧；

所述方法包括步骤：

S1，采用公式K ₁=M ₂/M ₁获取初始支腿状态下中支腿的初始理论抗倾覆系数K ₁；其中，M ₁为所述中支腿的初始悬臂端弯矩，M ₂为所述中支腿的初始支撑端弯矩；

S2，获取所述初始支腿状态下所述中支腿的初始实际抗倾覆系数K ₂；

S3，若所述初始实际抗倾覆系数K ₂小于所述初始理论抗倾覆系数K ₁，采用公式η=K ₂/K ₁获取所述初始支腿状态下所述中支腿的抗倾覆影响系数η；

S4，预估获取架设于所述加强装置上的悬出支腿状态下所述中支腿的悬出理论抗倾覆系数K ₁´，并采用公式K ₂´=K ₁´×η获取悬出支腿状态下所述中支腿的悬出实际抗倾覆系数K ₂´；其中，所述悬出支腿状态为所述中支腿悬出桥边缘的悬出状态，K ₁´=M ₂´/M ₁´，M ₁´为所述中支腿的悬出悬臂端弯矩，M ₂´为所述中支腿的悬出支撑端弯矩；

S5，若所述悬出实际抗倾覆系数K ₂´大于或等于预设倾覆阈值，布置所述加强装置，并以所述悬出支腿状态布置各支腿和横移轨道，以进行边梁架设；其中，所述加强装置悬出于桥面设置，所述横移轨道架设于所述加强装置上，所述中支腿以所述悬出支腿状态设置于所述横移轨道上。

2.根据权利要求1所述的架桥机架梁侧翻风险评估方法，其特征在于，所述步骤S5还包括步骤：

S51，若所述悬出实际抗倾覆系数K ₂´小于所述预设倾覆阈值，发出支腿回调指令；

S52，待支腿回调后，以回调后的支腿位置作为回调支腿状态，根据回调后的实时数据提取算法以获取所述回调支腿状态下的回调理论抗倾覆系数，返回步骤S4，以获取回调支腿状态下的回调实际抗倾覆系数K _t2´；

S53，判断所述回调支腿状态下的所述回调实际抗倾覆系数K _t2´是否大于或等于所述预设倾覆阈值。

3.根据权利要求2所述的架桥机架梁侧翻风险评估方法，其特征在于，所述步骤S53具体包括步骤：

S531，若所述回调支腿状态下的所述回调实际抗倾覆系数K _t2´大于或等于所述预设倾覆阈值，以所述回调支腿状态布置各支腿、所述横移轨道以及所述加强装置，以进行边梁架设；

S532，若所述回调支腿状态下的所述回调实际抗倾覆系数K _t2´小于所述预设倾覆阈值，发出支腿回调指令，并返回步骤S52。

4.根据权利要求1所述的架桥机架梁侧翻风险评估方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括步骤：

S11，获取初始支腿状态下的初始实时输入数据；

所述初始实时输入数据包括：

所述横移轨道及所述加强装置的每延米自重q，所述中支腿的支撑端处的支点反力P ₁，所述中支腿的悬臂端处的支点反力P ₂，所述横移轨道的支撑段长度L ₁，所述横移轨道的悬臂段长度L ₂，所述中支腿的悬臂端到倾覆点的距离，所述中支腿的支撑端到悬臂端之间的距离b；

S12，根据公式

获取所述中支腿的初始悬臂端弯矩M ₁；

S13，根据公式

获取所述中支腿的初始支撑端弯矩M ₂；

S14，根据公式

获取所述初始支腿状态下中支腿的所述初始理论抗倾覆系数K ₁。

5.根据权利要求4所述的架桥机架梁侧翻风险评估方法，其特征在于，所述步骤S4中预估获取悬出支腿状态下所述中支腿的悬出理论抗倾覆系数K ₁´之前还包括步骤：

S401，判断所述悬出支腿状态下，所述中支腿的支撑端处的支点反力P ₁´和所述中支腿的悬臂端处的支点反力P ₂´是否大于预设反力阈值；

S402，若所述中支腿的支撑端处的支点反力P ₁´和/或所述中支腿的悬臂端处的支点反力P ₂´小于或等于所述预设反力阈值，发出支腿回调指令；

S403，待支腿回调后，返回步骤S401。

6.根据权利要求5所述的架桥机架梁侧翻风险评估方法，其特征在于，所述步骤S403之后还包括步骤：

S404，判断所述悬出支腿状态下，所述中支腿的悬臂端处的弯曲挠度是否小于预设挠度阈值；

S405，若所述中支腿的悬臂端处的弯曲挠度大于所述预设挠度阈值，发出支腿回调指令；

S406，待支腿回调后，再次返回步骤S401。

7.根据权利要求1所述的架桥机架梁侧翻风险评估方法，其特征在于，所述步骤S2中具体包括步骤：

S21，根据布设在所述加强装置上的应力传感器、分布式光纤传感器获取所述初始支腿状态下的所述初始实际抗倾覆系数K ₂。

8.根据权利要求1所述的架桥机架梁侧翻风险评估方法，其特征在于，所述步骤S3还包括步骤：

S31，若所述初始实际抗倾覆系数K ₂大于或等于所述初始理论抗倾覆系数K ₁，赋值η=1。

9.一种架桥机架梁侧翻风险评估系统，其特征在于，还包括数据管理系统，所述数据管理系统包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述的架桥机架梁侧翻风险评估方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的架桥机架梁侧翻风险评估方法的步骤。