本發(fā)明涉及拱橋架設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種拱橋架設(shè)的智能調(diào)控系統(tǒng)及其調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

目前采用斜拉索扣索調(diào)整拱肋為，拱肋合攏前，需對(duì)拱肋軸線進(jìn)行調(diào)整；在鋼管內(nèi)澆注混凝土過(guò)程中，需要少量斜拉扣索干預(yù)調(diào)載減少瞬時(shí)應(yīng)力，保證施工安全；在臨時(shí)設(shè)置的拱腳活動(dòng)鉸固化前，需要調(diào)整拱肋內(nèi)初始應(yīng)力和線形。

傳統(tǒng)斜拉扣掛調(diào)載方法為采用人工操作手柄式油泵驅(qū)動(dòng)千斤頂，逐根張拉。該傳統(tǒng)斜拉扣掛調(diào)載方法存在施工效率低、油泵指針擺動(dòng)油壓表讀數(shù)易出錯(cuò)，響應(yīng)不及時(shí)，周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種拱橋架設(shè)的智能調(diào)控系統(tǒng)及其調(diào)控方法，以拱肋關(guān)鍵位置的變形和應(yīng)力為控制目標(biāo)，采用能控制的斜拉索干預(yù)調(diào)整拱肋混凝土灌注過(guò)程中的瞬時(shí)應(yīng)力和變形。本發(fā)明可在拱橋拱肋的混凝土澆注過(guò)程中，對(duì)拱肋變形和應(yīng)力隨澆注混凝土加載的不同時(shí)段進(jìn)行智能調(diào)控，確保拱頂?shù)奈灰圃诤侠矸秶鷥?nèi)，鋼管的瞬時(shí)應(yīng)力不超標(biāo)，且形成合理的初始線型。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種拱橋架設(shè)的智能調(diào)控系統(tǒng)，用于拱肋合攏后混凝土澆注過(guò)程中，包括所述拱肋上的斜拉扣索，還包括智能千斤頂、智能泵站和控制箱，所述智能千斤頂固定設(shè)于所述拱肋的兩側(cè)且與所述斜拉扣索的張拉端連接，所述智能泵站與所述智能千斤頂連接，所述控制箱與所述智能泵站通過(guò)無(wú)線通訊連接；所述控制箱內(nèi)設(shè)有應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)和位移測(cè)量系統(tǒng)，所述應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)和位移測(cè)量系統(tǒng)均與所述智能泵站通過(guò)無(wú)線通訊連接接；所述拱肋內(nèi)還設(shè)有應(yīng)變傳感器，所述應(yīng)變傳感器與所述控制箱內(nèi)的應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)連接，所述智能千斤頂內(nèi)設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器與所述智能泵站中的電控系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步地，所述智能千斤頂包括主千斤頂、夾持千斤頂、平衡閥和位移傳感器，所述主千斤頂固定設(shè)于所述拱肋的兩側(cè)，所述夾持千斤頂設(shè)于所述主千斤頂內(nèi)，所述夾持千斤頂與所述斜拉扣索連接，所述平衡閥安裝于所述主千斤頂?shù)耐鈧?cè)面上并與所述夾持千斤頂、主千斤頂和智能泵站連接，所述位移傳感器設(shè)于所述主千斤頂內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述智能泵站包括設(shè)于所述智能泵站內(nèi)的油箱、智能泵、液壓傳感器和電控系統(tǒng)，所述智能泵與所述油箱連接，所述液壓傳感器設(shè)于所述油箱內(nèi)壁，所述電控系統(tǒng)與所述液壓傳感器連接，所述控制箱與所述電控系統(tǒng)連接，所述電控系統(tǒng)與所述智能千斤頂?shù)奈灰苽鞲衅魍ㄟ^(guò)有線連接；所述智能泵站上還設(shè)有與所述電控系統(tǒng)連接的用于調(diào)節(jié)壓力的液壓閥和用于顯示數(shù)據(jù)的顯示屏。

進(jìn)一步地，所述位移測(cè)量系統(tǒng)為GPS位移測(cè)量系統(tǒng)、北斗星位移測(cè)量系統(tǒng)或可自動(dòng)測(cè)量位移的測(cè)量機(jī)器人。

進(jìn)一步地，還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)于拱肋上與應(yīng)變傳感器集成一體或獨(dú)立存在，所述溫度傳感器與所述應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步地，所述拱肋的兩側(cè)各設(shè)4個(gè)所述智能千斤頂，每個(gè)所述智能千斤頂對(duì)應(yīng)連接與一根所述斜拉扣索，且每個(gè)所述智能千斤頂對(duì)應(yīng)連接一個(gè)所述智能泵站。

進(jìn)一步地，所述GPS位移測(cè)量系統(tǒng)的平面位置測(cè)量精度為5mm，高程測(cè)量精度為10mm，所述可自動(dòng)測(cè)量位移的測(cè)量機(jī)器人的測(cè)量角精度為0.5度。

本發(fā)明還提供了一種所述的拱橋架設(shè)的智能調(diào)控系統(tǒng)的調(diào)控方法，包括如下步驟：

(1)通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬所述拱橋拱肋的受力情況，根據(jù)拱肋受力過(guò)程的模擬結(jié)果及拱肋應(yīng)力和變形的控制精度，確定每個(gè)斜拉索扣點(diǎn)的調(diào)控系統(tǒng)參數(shù)，輸入控制箱內(nèi)；

(2)對(duì)將在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)、位移測(cè)量系統(tǒng)、智能千斤頂和智能泵站進(jìn)行選型、標(biāo)定測(cè)試和模擬試驗(yàn)，并進(jìn)行設(shè)備調(diào)試；

(3)設(shè)備調(diào)試正常后，在拱肋施工過(guò)程預(yù)埋應(yīng)變傳感器和溫度傳感器，并安裝所述應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)和位移測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)試；

(4)在混凝土灌注過(guò)程中，安裝所述智能千斤頂和智能泵站，通過(guò)控制箱對(duì)預(yù)埋應(yīng)變傳感器和溫度傳感器的關(guān)鍵位置的應(yīng)力和拱頂?shù)奈灰七M(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，所述控制箱根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)智能泵站進(jìn)行控制進(jìn)而對(duì)所述智能千斤頂進(jìn)行反饋控制；

(5)所述智能千斤頂對(duì)斜拉扣索干預(yù)以調(diào)整拱肋混凝土灌注過(guò)程中的瞬時(shí)應(yīng)力和變形。

進(jìn)一步地，所述關(guān)鍵位置包括拱肋上的1/2、1/4和1/8截面位置。

進(jìn)一步地，步驟(4)中還包括采用所述溫度傳感器測(cè)量溫度，通過(guò)溫度傳感器對(duì)應(yīng)力測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明可在拱橋拱肋的混凝土澆注過(guò)程中，對(duì)拱肋變形和應(yīng)力隨澆注混凝土加載的不同時(shí)段進(jìn)行智能調(diào)控，確保拱頂?shù)奈灰圃诤侠矸秶鷥?nèi)，鋼管的瞬時(shí)應(yīng)力不超標(biāo)，且形成合理的初始線型。

(2)本發(fā)明的控制箱可同時(shí)對(duì)拱肋關(guān)鍵位置的應(yīng)力和拱頂?shù)奈灰七M(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行反饋控制，確保拱頂撓度和拱肋關(guān)鍵位置應(yīng)力在橋梁施工規(guī)范允許、合理的范圍內(nèi)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種拱橋架設(shè)的智能調(diào)控系統(tǒng)的系統(tǒng)組成框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種拱橋架設(shè)的智能調(diào)控系統(tǒng)中智能千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一種拱橋架設(shè)的智能調(diào)控系統(tǒng)中智能泵站的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-斜拉扣索，2-智能千斤頂，3-智能泵站，4-控制箱，5-應(yīng)變傳感器，6-溫度傳感器，21-主千斤頂，22-夾持千斤頂，23-平衡閥，24-位移傳感器，31-油箱，32-液壓泵，33-液壓傳感器，34-電控系統(tǒng)，35-液壓閥，36-顯示屏。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)組件被稱為“固定于”另一個(gè)組件，它可以直接在另一個(gè)組件上或者也可以存在居中的組件。當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)組件，它可以是直接連接到另一個(gè)組件或者可能同時(shí)存在居中組件。當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是“設(shè)置于”另一個(gè)組件，它可以是直接設(shè)置在另一個(gè)組件上或者可能同時(shí)存在居中組件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

實(shí)施例

如圖1，一種拱橋架設(shè)的智能調(diào)控系統(tǒng)，用于拱肋合攏后混凝土澆注過(guò)程中，包括所述拱肋上的斜拉扣索1，還包括智能千斤頂2、智能泵站3和控制箱4，所述智能千斤頂2固定設(shè)于所述拱肋的兩側(cè)且與所述斜拉扣索1的張拉端連接，所述智能泵站3與所述智能千斤頂2連接，所述控制箱4與所述智能泵站3通過(guò)無(wú)線通訊連接；所述控制箱4內(nèi)設(shè)有應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)和位移測(cè)量系統(tǒng)，所述應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)和位移測(cè)量系統(tǒng)均與所述智能泵站3連接。所述拱肋內(nèi)還設(shè)有應(yīng)變傳感器5，所述應(yīng)變傳感器5與所述控制箱4內(nèi)的應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)連接。所述智能千斤頂2內(nèi)設(shè)有位移傳感器24，所述位移傳感器24與所述智能泵站中的電控系統(tǒng)34連接。

如圖2，本實(shí)施例中，所述智能千斤頂2包括主千斤頂21、夾持千斤頂22、平衡閥23和位移傳感器24，所述主千斤頂21固定設(shè)于所述拱肋的兩側(cè)，所述夾持千斤頂22設(shè)于所述主千斤頂21內(nèi)，所述夾持千斤頂22與所述斜拉扣索1連接，所述平衡閥23安裝于所述主千斤頂21的外側(cè)面上并與所述夾持千斤頂22、主千斤頂21和智能泵站3連接，所述位移傳感器24設(shè)于所述主千斤頂21內(nèi)。本實(shí)施例中，所述拱肋的兩側(cè)各設(shè)4個(gè)所述智能千斤頂，每個(gè)所述智能千斤頂對(duì)應(yīng)連接與一根所述斜拉扣索，且每個(gè)所述智能千斤頂2對(duì)應(yīng)連接一個(gè)所述智能泵站3。通過(guò)該智能千斤頂2在控制箱4的控制下確保拱頂?shù)奈灰圃诤侠矸秶鷥?nèi)。

如圖3，本實(shí)施例中，所述智能泵站3包括設(shè)于所述智能泵站內(nèi)的油箱31、智能泵32、液壓傳感器33和電控系統(tǒng)34。所述智能泵32與所述油箱31連接，所述液壓傳感器33設(shè)于所述油箱31內(nèi)壁，所述電控系統(tǒng)34與所述液壓傳感器33連接，所述控制箱4與所述電控系統(tǒng)34連接，所述電控系統(tǒng)34與所述智能千斤頂2的位移傳感器24通過(guò)有線連接。所述智能泵站3上還設(shè)有與所述電控系統(tǒng)34連接的用于調(diào)節(jié)壓力的液壓閥35和用于顯示數(shù)據(jù)的顯示屏36。本實(shí)施例中的所有智能泵站相連接，既可單臺(tái)操作，也可多臺(tái)聯(lián)動(dòng)，既可自動(dòng)控制，又可單臺(tái)手動(dòng)操作。

由于通過(guò)應(yīng)變傳感器測(cè)量應(yīng)力時(shí)需考慮應(yīng)力測(cè)量的溫度補(bǔ)償，故本實(shí)施例還在拱肋上設(shè)置了與所述應(yīng)變傳感器5連接的溫度傳感器6，所述溫度傳感器6與所述應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)連接。所述溫度傳感器6與應(yīng)力傳感器5接入同一采集儀。本實(shí)施例中的溫度傳感器6為獨(dú)立存在，當(dāng)然其他實(shí)施例中也可將溫度傳感器6和應(yīng)變傳感器5集成一體。

本實(shí)施例中對(duì)拱頂位移進(jìn)行測(cè)量的位移測(cè)量系統(tǒng)采用的是GPS位移測(cè)量系統(tǒng)，其中所述GPS位移測(cè)量系統(tǒng)的平面位置測(cè)量精度為5mm，高程測(cè)量精度為10mm。其他實(shí)施例中還可以采用北斗星位移測(cè)量系統(tǒng)或可自動(dòng)測(cè)量位移的測(cè)量機(jī)器人，其中采用可自動(dòng)測(cè)量位移的測(cè)量機(jī)器人測(cè)量時(shí)，自動(dòng)位移測(cè)量機(jī)器人的測(cè)量角精度為0.5度。

一種上述拱橋架設(shè)的智能調(diào)控系統(tǒng)的調(diào)控方法，包括如下步驟：

(1)通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬所述拱橋拱肋的受力情況，根據(jù)拱肋受力過(guò)程的模擬結(jié)果，確定每個(gè)斜拉索扣點(diǎn)的合適的調(diào)控系統(tǒng)參數(shù)(根據(jù)拱肋應(yīng)力和變形的控制精度確定)，輸入控制箱內(nèi)；

(2)對(duì)將在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)、位移測(cè)量系統(tǒng)、智能千斤頂和智能泵站進(jìn)行選型、標(biāo)定測(cè)試和模擬試驗(yàn)，并進(jìn)行設(shè)備調(diào)試；

(3)設(shè)備調(diào)試正常后，在拱肋施工過(guò)程預(yù)埋應(yīng)變傳感器5和溫度傳感器6，將所述應(yīng)變傳感器5和溫度傳感器6與控制箱4內(nèi)的應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)相連接；并安裝所述應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)和GPS位移測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)試；

(4)在混凝土灌注過(guò)程中，安裝所述智能千斤頂2和智能泵站3，通過(guò)控制箱4對(duì)預(yù)埋應(yīng)變傳感器5和溫度傳感器6的關(guān)鍵位置的應(yīng)力和拱頂?shù)奈灰七M(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。所述控制箱4再根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)智能泵站3進(jìn)行控制進(jìn)而對(duì)所述智能千斤頂2進(jìn)行反饋控制。本方法采用所述溫度傳感器測(cè)量溫度，通過(guò)溫度傳感器對(duì)應(yīng)力測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。還可以通過(guò)采用所述溫度傳感器檢查溫度，然后根據(jù)不同溫度下拱橋拱肋的膨脹系數(shù)，計(jì)算對(duì)應(yīng)力傳感器影響的誤差和對(duì)位移影響的誤差，所述控制箱4再根據(jù)誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)。

(5)所述智能千斤頂2對(duì)斜拉扣索1干預(yù)以調(diào)整拱肋混凝土灌注過(guò)程中的瞬時(shí)應(yīng)力和變形。

本實(shí)施例的控制箱4為便攜式控制箱，可同時(shí)對(duì)包括拱肋上的1/2、1/4和1/8截面位置等關(guān)鍵位置的應(yīng)力和位移進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行反饋控制，確保拱肋變形和拱肋關(guān)鍵位置應(yīng)力在橋梁施工規(guī)范允許、合理的范圍內(nèi)。

上述說(shuō)明是針對(duì)本發(fā)明較佳可行實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，但實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明的專利申請(qǐng)范圍，凡本發(fā)明所提示的技術(shù)精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應(yīng)屬于本發(fā)明所涵蓋專利范圍。