CN207263227U - 一种桥梁缆索吊装装置安全监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种桥梁缆索吊装装置的安全监测系统，涉及桥梁施工和监测技术领域，所述系统包括：监控终端和与所述监控终端连接的监测设备，所述监测设备包括倾角仪组、加速度传感器、索力传感器组、风速风向传感器和应变计组。本实用新型所述系统不仅适用于对起吊重物吊装姿态的监测，还适用于对缆索吊系统中索塔结构不同工况下的受力监测，以及索塔主缆地锚受力监测，监控人员根据本实用新型所述系统获取的实时监测数据解决缆索吊施工过程中多风险源引起的施工安全问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁施工领域和涉及桥梁施工大型临时结构的安全保障监测技术领域，尤其涉及一种桥梁缆索吊装装置安全监测系统。
背景技术
缆索吊装法是大跨度拱桥实现自架设施工的主要方法之一，应用在地形条件比较复杂的环境场，如存在峡谷或水深流急的河段、在需要满足船只的顺利通行的通航河流。虽然缆索吊装法施工工艺己经成熟，但随着钢管拱桥跨径增大，缆索吊的吊装能力有限，缆索吊装法施工安全问题日益显著。现有吊装技术的研究方向主要针对大型结构独立式整体吊装施工方法、吊件吊装姿态控制方法以及多台起重机协同吊装方法，并没有关于如何实现缆索吊系统安全监测和吊装作业环境场监测的研究。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种桥梁缆索吊装装置安全监测系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本实用新型所述桥梁缆索吊装装置的安全监测系统，所述桥梁缆索吊装装置包括索塔和与所述索塔连接主缆索，所述索塔包括吊塔和扣塔，所述系统包括：监控终端和与所述监控终端连接的监测设备，所述监测设备包括倾角仪组、加速度传感器、索力传感器组、风速风向传感器和应变计组；
所述倾角仪组包括设置在吊塔的倾角仪、设置在扣塔的倾角仪和设置在拱肋节段上的倾角仪；
所述索力传感器组包括设置在主缆索上的索力传感器、设置在与吊塔连接的扣缆索上的索力传感器、设置在与扣塔连接的扣缆索上的索力传感器和设置在所述桥梁缆索吊装装置背索上的索力传感器；
所述风速风向传感器设置在索塔上；
所述加速度传感器设置在拱肋节段上；
所述应变计组包括设置在地锚处的应变计和设置在索塔底部上的应变计。
优选地，所述拱肋节段的中间设置双向倾角仪，所述拱肋节段的中部设置三向加速度传感器。
优选地，所述吊塔塔顶的两个侧立柱上均设置倾角仪。
优选地，所述扣塔塔顶的两个侧立柱上均设置倾角仪。
优选地，所述主缆索上设置的索力传感器为磁通量索力测试传感器。
优选地，所述监控终端与所述监测设备无线连接。
优选地，所述监控终端包括笔记本电脑、平板电脑和智能手机中的一种或多种。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型所述桥梁缆索吊装装置安全监测系统用于桥梁施工期缆索吊装施工过程中临时结构的安全性监测。本实用新型所述系统不仅适用于对起吊重物吊装姿态的监测，还适用于对缆索吊系统中索塔结构不同工况下的受力监测，以及索塔主缆地锚受力监测，监控人员根据本实用新型所述系统获取的实时监测数据解决缆索吊施工过程中多风险源引起的施工安全问题。
附图说明
图1是桥梁缆索吊装装置安全监测系统的结构示意图；
图2是桥梁缆索吊装装置吊装拱肋节段的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
缆索吊装系统作为钢管拱桥施工期的大型临时结构，其可靠度直接决定主体工程的安全性，施工作业环境风力过大引起吊装钢管节段的摆动、索塔受力不均匀导致的倾覆、以及地锚应力过大引起的主缆安全问题等都直接影响缆索吊系统的施工安全。本实用新型提出针对缆索吊装过程中环境风场、钢管拱肋节段吊装姿态、索塔受力均衡性及偏位、主缆索力、地锚受力以及扣索索力均衡性等多指标综合监测的安全监测系统，用于监控缆索吊系统各部位潜在风险源的工作、运行状态，从而实现施工过程中的多风险源耦合作用下的安全管控，确保人员得安全及设备的完好。需要说明的是各个监测设备对监测点监测所采用的监测方法或监测手段均为现有公知，本申请所述系统中的各个监测设备安装与桥梁缆索吊装装置上的被监测位置，然后各个监测设备将实时获取的监测数据传送给监控终端，监控终端将接收到的监测数据展示给监控人员。
关于本实用新型中各个监测设备的安装位置的详细说明：
(一)关于倾角仪组和加速度传感器
在扣塔塔顶的两个侧立柱上设置扣塔倾角仪。
在吊塔塔顶的两个侧立柱上设置吊塔倾角仪。
在拱肋节段的中间设置一个用于监测翻滚角和俯仰角的双向倾角仪，在拱肋节段的中间设置三向加速度传感器。
(二)关于应变计组
在每处地锚内设置应变计，应变计的数量至少为5个。
在索塔扣塔的左塔柱底部和右塔柱底部分别设置应变计。
(三)关于索力传感器组
索力传感器组包括：索力传感器组ⅰ、索力传感器组ⅱ和索力传感器组ⅲ；
在与吊塔连接的扣缆索上设置索力传感器组ⅰ，用于实时获取索力值组ⅰ；在与扣塔连接的扣缆索上设置索力传感器组ⅱ，用于实时获取索力值组ⅱ；在背索上设置索力传感器组ⅲ，用于实时获取索力值组ⅲ。每组索力传感器组包括两个索力传感器，第一个索力传感器监测位置A的索力值，第二个索力传感器监测位置B的索力值，位置A和位置B分别设置在索塔两侧立柱的拉索上且位置A与位置B呈对称设置。
索力传感器组还包括设置在主缆索上的磁通量索力测试传感器。
(四)关于风速风向传感器。
索塔塔顶设置风速风向传感器。
以详细的实施例说明本申请所述桥梁缆索吊装装置安全监测系统的效果：
(1)主缆索是整个桥梁缆索吊装装置的承重构件，主缆索在不同吊装工况下索力差异较大，本申请在主缆索上设置磁通量索力测试传感器，磁通量索力测试传感器实时监测吊装过程中索力变化状态，以便监控人员随时获取主缆索的工作状态。
(2)索塔顶部布设风速风向传感器，用于掌握作业区域环境风场特性，了解节段钢管拱肋吊装区域的受环境扰动的影响，超过六级以上大风停止吊装作业，以便呈现给监控人员作业区域环境状态。
(3)索塔分为扣塔和吊塔两部分，下部为扣塔，上部为吊塔，在扣塔顶部(与吊塔连接部位)横向设置两个位移测点，监测索塔两侧变形的协同性。
(4)在扣塔下部的桁架结构四周设置应变计，用于监测扣塔两侧立柱受力的均衡性，防止吊装过程中索塔受力存在显著偏载情况。
(5)待吊装的拱肋节段吊装通常受场地限制，先采用单吊具吊装，完成平面转体，转化双吊具吊装并拼装到位。本申请在待吊装的拱肋节段上设置双向倾角仪和加速度传感器；加速度传感器用于监测待吊装拱肋节段在提升过程中是否匀速；双向倾角仪用于监测待吊装拱肋节段在空中转体过程中及吊装就位过程中待吊装拱肋节段的翻滚角和俯仰角，以便监控人员确保待吊装的拱肋节段起吊姿态在规定的限制范围内。
(6)地锚施工质量及应力状态决定主缆索能否正常工作，本申请所述系统在地锚处设置应变计，监测锚下应力状态，以便监控人员确保地锚构件结构安全。
(7)通过多个索力仪组对各施工工况索塔两侧塔柱(吊塔、扣塔)对称位置的索力进行监测以及对索塔对称位置背索索力进行监测，以便监控人员通过监测数据对比分析索塔受力是否均衡。
本申请中设置的各个监测设备的监测指标及阈值如下表(监测指标序号对应图1)：
通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本实用新型所述桥梁缆索吊装装置安全监测系统用于桥梁施工期缆索吊装施工过程中临时结构的安全性监测。本实用新型所述系统不仅适用于对起吊重物吊装姿态的监测，还适用于对缆索吊系统中索塔结构不同工况下的受力监测，以及索塔主缆地锚受力监测，监控人员根据本实用新型所述系统获取的实时监测数据解决缆索吊施工过程中多风险源引起的施工安全问题。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种桥梁缆索吊装装置的安全监测系统，所述桥梁缆索吊装装置包括索塔和与所述索塔连接主缆索，所述索塔包括吊塔和扣塔，其特征在于，所述系统包括：监控终端和与所述监控终端连接的监测设备，所述监测设备包括倾角仪组、加速度传感器、索力传感器组、风速风向传感器和应变计组；
所述倾角仪组包括设置在吊塔的倾角仪、设置在扣塔的倾角仪和设置在拱肋节段上的倾角仪；
所述索力传感器组包括设置在主缆索上的索力传感器、设置在与吊塔连接的扣缆索上的索力传感器、设置在与扣塔连接的扣缆索上的索力传感器和设置在所述桥梁缆索吊装装置背索上的索力传感器；
所述风速风向传感器设置在索塔上；
所述加速度传感器设置在拱肋节段上；
所述应变计组包括设置在地锚处的应变计和设置在索塔底部上的应变计。
2.根据权利要求1所述桥梁缆索吊装装置的安全监测系统，其特征在于，
所述拱肋节段的中间设置双向倾角仪，所述拱肋节段的中部设置三向加速度传感器。
3.根据权利要求1所述桥梁缆索吊装装置的安全监测系统，其特征在于，所述吊塔塔顶的两个侧立柱上均设置倾角仪。
4.根据权利要求1所述桥梁缆索吊装装置的安全监测系统，其特征在于，所述扣塔塔顶的两个侧立柱上均设置倾角仪。
5.根据权利要求1所述桥梁缆索吊装装置的安全监测系统，其特征在于，所述主缆索上设置的索力传感器为磁通量索力测试传感器。
6.根据权利要求1所述桥梁缆索吊装装置的安全监测系统，其特征在于，所述监控终端与所述监测设备无线连接。
7.根据权利要求1所述桥梁缆索吊装装置的安全监测系统，其特征在于，所述监控终端包括笔记本电脑、平板电脑和智能手机中的一种或多种。
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|---|---|---|---|---|
| CN107907167A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-04-13 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种桥梁缆索吊装装置安全监测方法及系统 |
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