CN218959056U - 一种桥梁施工智能化监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种桥梁施工智能化监控装置，包括视频监控单元、传感器检测单元和液压同步监控单元；所述视频监控单元、传感器检测单元和液压同步监控单元分别和上位机连接；所述视频监控单元，用于对桥梁施工现场进行录像并上传到上位机进行分析，对人员状态进行监控；所述传感器检测单元，用于对桥梁施工现场的施工参数进行检测并上传到上位机；所述液压同步监控单元，用于对桥梁施工现场的挂篮进行同步检测。实现对施工现场人员安全智能化监控，避免不安全行为的发生；实现对挂篮的施工过程监控，便于现场施工管理人员随时了解挂篮施工状态；实现对挂篮油缸的同步监控，当发现不同步时发出报警，以便及时维修。

Description

一种桥梁施工智能化监控装置

技术领域

本实用新型涉及桥梁施工安全技术领域，特别涉及一种桥梁施工智能化监控装置。

背景技术

传统桥梁施工过程中，监控方法是由现场工量、支撑点反力等全凭工人经验判断，施工安全风险大，另外工人逐点操作耗时较长，施工效率低下。

中国专利(申请号：202111264048.X)公开了一种用于大跨度现浇连续梁的监视挂篮状态模型获取方法及系统、控制器和控制方法，通过四个监控摄像头分别对挂篮四角位置进行实时监控，并将监控画面传递至BIM建模模块按照时间和日期储存；将工程进度报表通过进度展示模块进行展示，根据每日监控摄像头的监控内容建立模型并生成施工日报；通过挂篮上的温度传感器、风速传感器、位移传感器、湿度传感器和压力传感器分别对施工现场环境温度、风速大小、挂篮的位移距离、是否下雨和挂篮所受到的压力大小进行监测。

上述专利只是将监控摄像头和传感器安装在挂篮上，只是对挂篮所处的环境进行数据采集，并不能检测到整个桥梁施工环境，因此存在一定的局限性，降低了施工安全。

所以需要我们开发该软件，可以有效提高施工效梁以及施工安全性。挂篮监测系统设置在项目部办公室的电脑中，其软件可与子系统进行通信，实现液压同步控制和结构应力位移检测数据、混凝土温度数据、施工环境检测数据等施工数据的集中显示，达到挂篮施工过程监控的目的。同时该系统还集成了数据存储、故障危险报警等功能，便于现场施工管理人员随时了解挂篮施工状态。

实用新型内容

针对现有技术桥梁施工监控智能化降低的问题，本实用新型提出一种桥梁施工智能化监控装置，通过搭建智能化装置、系统，将挂篮的监测数据和施工现场的人员数据进行统计和管理，实时、可视化地展示当前施工状况，并能实现快速安全预警，提高监控智能化程度。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种桥梁施工智能化监控装置，包括视频监控单元、传感器检测单元和液压同步监控单元；所述视频监控单元、传感器检测单元和液压同步监控单元分别和上位机连接；

所述视频监控单元，用于对桥梁施工现场进行录像并上传到上位机；

所述传感器检测单元，用于对桥梁施工现场的施工参数进行检测并上传到上位机；

所述液压同步监控单元，用于对桥梁施工现场的挂篮油缸进行同步检测。

优选地，所述视频监控单元包括第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头；

所述第一摄像头，安装在已浇筑的梁侧或梁底，用于监测桥梁底是否有人员，有人员出现时上位机发出报警；

所述第二摄像头，安装在下拉杆上，用于监测下拉杆上行走小车与轨道的情况，当出现卡轮或行走不畅时上位机发出报警；

所述第三摄像头，安装在菱形架吊点位置，用于监测在施工过程中菱形架下面是否有人进入，有人出现时上位机发出报警。

优选地，所述传感器检测单元包括应力传感器、位移传感器和倾角传感器；

所述应力传感器，通过点焊的方式贴紧固定在每个受力部件的中部，方向平行于部件轴线方向，用于对挂篮受力部件的应力进行监测；

所述位移传感器，安装在挂篮边榀和中间榀的前横梁节点位置，用于对挂篮的竖向位移进行监测；

所述倾角传感器，安装在下拉杆1/2杆长位置，通过AB胶水平固定在表面，用于对挂篮上除中间榀外的4榀菱形架进行倾斜监测。

优选地，所述节点位置先焊接L型托架，再将位移传感器搁置在L型托架上。

优选地，所述传感器检测单元还包括风速传感器和温湿度传感器，当风速和温湿度超过预警值时，上位机发出报警。

本实用新型还提供一种桥梁施工智能化监控系统，包括：

项目管理模块，用于施工信息的管理，方便用户了解项目施工情况；

BIM监控模块，用于根据传感器检测单元和视频监控单元建立BIM挂篮模型，显示挂篮的应力、位移、倾斜情况；

浇筑管控模块，用于根据传感器检测单元和视频监控单元建立第一曲线图，立体直观展示当前施工安全状况；

移篮管控模块，用于根据传感器检测单元和液压同步监控单元建立第二曲线图，通过曲线图、柱状图立体直观展示挂篮的施工数据；

安全预警模块，用于对报警信息进行统计，实现对施工现场的状态监测和快速安全预警；

人员管理模块，用于对现场工种、AI智能分析、在职人员、实时视频监控进行统计保存，以便对异常和不安全行为进行分析；AI智能分析，用于对不安全行为自动识别拍照，实现智能安全管控；在职人员统计，实现人员流动一览无余；通过现场工种统计和在职人员统计以及实时视频监控实现施工现场的人员管理。

优选地，点击BIM挂篮模型相应位置的传感器检测单元，实时查看其时程曲线；同时监测人员流动情况，在禁止区域的位置出现人员时及时发出报警，并推送报警信息到管理人员，实现三维联动。

综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型通过视频监控单元，实现对施工现场人员安全智能化监控，避免不安全行为的发生，提高了施工安全性。

通过传感器检测单元，实现对挂篮的施工过程监控，便于现场施工管理人员随时了解挂篮施工状态，并具有数据存储、故障危险报警等功能。

通过液压同步监控单元，实现对挂篮油缸的同步监控，当发现不同步时发出报警，以便及时维修。

本实用新型还建立BIM挂篮模型，实现在模型上以图形显示各单元的数据，简单直观，便于施工人员查看。

附图说明：

图1为根据本实用新型示例性实施例的一种桥梁施工智能化监控装置中视频监控单元示意图。

图2为根据本实用新型示例性实施例的一种桥梁施工智能化监控装置中传感器检测单元示意图。

图3为根据本实用新型示例性实施例的一种桥梁施工智能化监控系统示意图。

图4为根据本实用新型示例性实施例的一种桥梁施工智能化监控方法示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供一种桥梁施工智能化监控装置，包括视频监控单元、传感器检测单元和液压同步监控单元。

本实施例中，如图1所示，视频监控单元安装在已浇筑的梁侧或梁底2的第一摄像头31、安装在下拉杆上的第二摄像头32以及安装在菱形架1吊点位置的第三摄像头33；每个摄像头均与上位机进行连接。

第一摄像头31，用于监测桥梁底是否有穿行的路人，有路人出现时上位机发出报警；第二摄像头32，用于监测下拉杆上行走小车与轨道的情况，当出现卡轮或行走不畅时上位机发出报警；第三摄像头33，用于监测在施工过程中菱形架下面是否有人进入，有人出现时上位机发出报警。

本实施例中，如图2所示，传感器检测单元包括应力传感器、位移传感器、倾角传感器；传感器检测单元将采集的数据实时传送给上位机，并在监控界面进行显示。

应力传感器(可采用表面式的振弦应变计)，用于对挂篮的主要受力部件(主桁、刚吊带)的应力进行监测。通过点焊的方式将应力传感器贴紧固定在每个受力部件的中部，方向平行于部件轴线方向，考虑结构是轴向受力为主，部分杆件有较小的弯矩，应力传感器贴在部件下表面。

应力监测分三级预警，具体情况见下表1。

表1、应力预警分级表

位移传感器，用于对挂篮的竖向位移进行监测；可采用静力水准仪，安装在挂篮边榀和中间榀的前横梁节点位置(节点位置表示连接处)。

本实施例中，首先在节点位置焊接L型托架，再将静力水准仪搁置在托架上，并通过螺栓紧固，使其稳固在托架上。固定之前先调整6台静力水准仪高度位置，使之大致位于同一高度平面，减小初始高度差，以免影响初始量程。

对于竖向位移，当位移量超过了设置的报警值，就会报警；例如以施工荷载下计算的最大位移的0.5/0.7/0.9倍进行三级报警。当位移量超过最大位移的0.5倍为一级报警；当位移量超过最大位移的0.7倍为二级报警；当位移量超过最大位移的0.9倍为三级报警。

倾角传感器，可采用倾角计，安装在下拉杆1/2杆长位置，通过AB胶水平固定在表面，用于对除中间榀外的4榀菱形架进行倾斜监测。

本实施例中，传感器检测单元还包括风速传感器和温湿度传感器，当风速和温湿度超过预警值时发出报警，用于保证挂篮施工在安全的天气环境下进行。设定风速的预警值为33.3m/s。

本实施例中，液压同步监控单元，用于检测所有挂篮油缸是否同步。

与传统的施工方法不同，本实施例中，通过将所有的挂篮油缸控制集成在一个泵站内，由上位机进行集中控制，实现液压同步。由于油路、千斤顶、分油器的差异，不同步会慢慢积累，因此当不同步量累计超过第一预设阈值时发出报警，并由管理人员确认无异常后进行智能调整。同时还具有其他报警功能：(1)当控制油缸同时工作时，一个油缸不工作，发出报警；(2)任一油缸行走差超限，发出报警。

如图3所示，基于上述智能化监控装置，本实用新型提供一种桥梁施工智能化监控系统，包括项目管理模块、BIM监控模块、浇筑管控模块、移篮管控模块、安全预警模块、人员管理模块。

本实施例中，项目管理模块，用于进行项目简介、安全状态、施工进度填报、宣传视频等施工信息的关联，方便用户可以更加直接立体的了解到项目施工情况。

BIM监控模块，用于根据传感器检测单元和视频监控单元建立BIM挂篮模型，方便查看挂篮节段参数；所述BIM挂篮模型可以随时显示挂篮的应力、位移、倾斜情况，超出预警值时BIM挂篮模型变形并发出报警；点击BIM挂篮模型相应位置的传感器，可看到其时程曲线；也可随时监测到工人和其他人员的流动情况，在禁止站人的位置出现时及时发出报警，实现三维联动；还为用户提供GIS地图工程，方便项目管理。

浇筑管控模块，用于根据传感器检测单元和视频监控单元建立第一曲线图，立体直观展示当前施工安全状况，为加强混凝土浇筑的施工安全、进度管理提供数据依据。

移篮管控模块，用于根据传感器检测单元和液压同步监控单元建立第二曲线图，通过曲线图、柱状图立体直观展示，为加强移篮的施工安全、进度管理提供数据依据。

安全预警模块，用于对报警信息进行统计，实现对施工现场人、机、物、环等重要指标的状态监测，且实时、可视化地掌控项目安全状态，通过短信和邮件的形式通知接警人，实现快速安全预警。

人员管理模块，用于对现场工种、AI智能分析、在职人员、实时视频监控进行统计保存，以便对异常和不安全行为进行事后复盘。AI智能分析，用于对未带安全帽等不安全行为自动识别拍照，实现智能安全管控，能有效杜绝不安全行为的发生；对在职人员统计，实现人员流动一览无余；通过现场工种统计和在职人员统计以及实时视频监控实现施工现场的人员管理。

本实施例中，智能化监控系统实现了桥梁挂篮全过程可视化，数据可视化应用，工艺快速掌握，进度实时把控，资源合理调配，信息远程交互，决策高效下达，安全风险智能评估、预测、预警综合应用，虚实结合、大数据分析、智能控制，全过程施工管理，全方位安全管理，全流程质量管理。

如图4所述，本实用新型还提供一种桥梁施工智能化监控方法，具体包括以下步骤：

S1：根据布置的传感器检测单元建立BIM挂篮模型，对挂篮的应力、位移、倾斜情况进行监控，当超出预警值时BIM挂篮模型变形并发出报警。

本实施例中，例如应力检测进行分级报警，包括一级预警、二级预警和三级预警。当监测杆件应力达到承载力设计值的0.5倍但未超过承载力设计值的0.7倍时为一级预警，采取的措施为继续提升，但应注意观察连体结构、钢索和提升架是否有异常；当监测杆件应力达到承载力设计值的0.7倍但未超过承载力设计值的0.9倍时为二级预警，采取的措施为降低提升速度，同时注意观察连体结构、钢索和提升架是否有异常；当监测杆件应力达到甚至超过承载力设计值的0.9倍时为三级预警，采取的措施为停止提升，采用缆风绳等将上连体固定在空中，继续观察监测数据，并分析原因。

S2：根据布置的视频监控单元建立施工安全检测模型，对施工现场的人员状态进行检测，当发现不安全行为时发出报警。

本实施例中，视频监控单元实时对施工现场进行摄像检测，并利用施工安全检测模型对不安全行为进行报警，不安全行为包括禁止区域(桥梁底或菱形架下面)出现人员、未佩戴安全帽等。

S3：根据液压同步监控单元建立同步监控模型，对所有挂篮油缸是否同步进行监控，当发现不同步时发出报警。

本实施例中，预先将挂篮油缸控制集成在一个泵站内，由上位机进行集中控制，实现液压同步。由于油路、千斤顶、分油器的差异，不同步会慢慢积累，因此当不同步量累计超过第一预设阈值时发出报警，并由管理人员确认无异常后进行智能调整。同时还具有其他报警功能：(1)当控制油缸同时工作时，一个油缸不工作，发出报警；(2)任一油缸行走差超限，发出报警。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (5)

1.一种桥梁施工智能化监控装置，其特征在于，包括视频监控单元、传感器检测单元和液压同步监控单元；所述视频监控单元、传感器检测单元和液压同步监控单元分别和上位机连接；

所述视频监控单元，用于对桥梁施工现场进行录像并上传到上位机；

所述传感器检测单元，用于对桥梁施工现场的施工参数进行检测并上传到上位机；

所述液压同步监控单元，用于对桥梁施工现场的挂篮油缸进行同步检测。

2.如权利要求1所述的一种桥梁施工智能化监控装置，其特征在于，所述视频监控单元包括第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头；

所述第一摄像头，安装在已浇筑的梁侧或梁底，用于监测桥梁底是否有人员，有人员出现时上位机发出报警；

所述第二摄像头，安装在下拉杆上，用于监测下拉杆上行走小车与轨道的情况，当出现卡轮或行走不畅时上位机发出报警；

所述第三摄像头，安装在菱形架吊点位置，用于监测在施工过程中菱形架下面是否有人进入，有人出现时上位机发出报警。

3.如权利要求1所述的一种桥梁施工智能化监控装置，其特征在于，所述传感器检测单元包括应力传感器、位移传感器和倾角传感器；

所述应力传感器，通过点焊的方式贴紧固定在每个受力部件的中部，方向平行于部件轴线方向，用于对挂篮受力部件的应力进行监测；

所述位移传感器，安装在挂篮边榀和中间榀的前横梁节点位置，用于对挂篮的竖向位移进行监测；

所述倾角传感器，安装在下拉杆1/2杆长位置，通过AB胶水平固定在表面，用于对挂篮上除中间榀外的4榀菱形架进行倾斜监测。

4.如权利要求3所述的一种桥梁施工智能化监控装置，其特征在于，所述节点位置先焊接L型托架，再将位移传感器搁置在L型托架上。

5.如权利要求3所述的一种桥梁施工智能化监控装置，其特征在于，所述传感器检测单元还包括风速传感器和温湿度传感器，当风速和温湿度超过预警值时，上位机发出报警。

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