本發(fā)明涉及一種用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁受跨度限制和工期限制，較多采用掛籃節(jié)段懸臂澆筑方法進行施工，其施工控制工作主要針對橋梁線形和內(nèi)部應(yīng)力進行監(jiān)測。其中，橋梁線形控制主要以人工方式為主，且對已施工完成的梁段線形無法有效監(jiān)測，在橋梁跨度較大時，梁底線形易存在折線、折角等問題。

監(jiān)控工作中，通過有限元模擬可以計算出橋梁各施工階段的已施工完成各節(jié)段線形，但由于上述監(jiān)測原因，導(dǎo)致實測值缺失，無法進行理論值和實測值的有效比較

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)及方法，能夠解決混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形測量不精確的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)，包括：

布置于橋梁的橋墩墩頂?shù)撵o力水準儀基站；

布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點，所述靜力水準儀測點通過液管、氣管、數(shù)據(jù)傳輸線與靜力水準儀基站連接，所述靜力水準儀測點與一云端無線連接。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，布置于橋梁的橋墩墩頂?shù)撵o力水準儀基站為3個，分別沿橋梁的縱向按預(yù)設(shè)間隔布置；

布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點為6個，按預(yù)設(shè)間隔布置成三行二列，每一行的2個靜力水準儀測點與所述橋墩墩頂?shù)?個靜力水準儀基站通過液管、氣管、數(shù)據(jù)傳輸線連接，所述三行二列中的二列靜力水準儀測點按離已澆鑄完成橋梁的梁段由近及遠在底模上布置，其中，二列靜力水準儀測點中離已澆鑄完成橋梁的梁段較近的一列測的是底模后端的數(shù)據(jù)，另一列測的是底模前端的數(shù)據(jù)。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，所述靜力水準儀測點通過gprs或3g網(wǎng)關(guān)與所述云端無線連接。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，還包括：

設(shè)置于橋梁的頂板上的軌道，所述軌道沿橋梁的縱向延伸；

懸掛于所述軌道上的滑移支架，所述滑移支架環(huán)繞橋梁的截面設(shè)置，所述滑移支架包括與所述橋梁頂板接觸的上橫桿、與所述橋梁的底板接觸的下橫桿和兩根豎桿，其中，兩根豎桿為伸縮結(jié)構(gòu)，每根豎桿的一端與所述上橫桿連接，另一端與所述下橫桿連接，所述支滑移架沿所述軌道滑動時，每根豎桿用于調(diào)整上橫桿與下橫桿之間的距離以匹配橋梁的各段的截面的尺寸；

設(shè)置于所述滑移支架頂部的靜力水準儀測點，所述滑移支架頂部的靜力水準儀測點與橋梁的頂板接觸；

設(shè)置于所述橋梁的橋墩墩頂上部的頂板位置的靜力水準儀基站，所述頂板位置的靜力水準儀基站通過液管、氣管和數(shù)據(jù)傳輸線與所述滑移支架頂部的靜力水準儀測點連接；

設(shè)置于所述滑移支架底部的靜力水準儀測點，所述滑移支架頂部的靜力水準儀測點與橋梁的底板接觸，所述滑移支架頂部的靜力水準儀測點通過液管、氣管和數(shù)據(jù)傳輸線與橋墩墩頂?shù)撵o力水準儀基站連接。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，設(shè)置于所述滑移支架頂部的靜力水準儀測點的數(shù)量為2個；

設(shè)置于所述橋梁的橋墩墩頂上部的頂板位置的靜力水準儀基站的數(shù)量為2個，1個頂板位置的靜力水準儀基站與1個支架頂部的靜力水準儀測點通過液管、氣管和數(shù)據(jù)傳輸線連接。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，所述滑移支架頂部和底部的每個靜力水準儀測點上還設(shè)置有薄膜型壓力傳感器，用于檢測每個靜力水準儀測點是否與所述橋梁的頂部或底部接觸，若未接觸，通過所述滑移支架的伸縮結(jié)構(gòu)，調(diào)整支架的形狀匹配橋梁的各段的截面的尺寸，以使靜力水準儀測點與所述橋梁的頂部或底部接觸。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，所述橋墩墩頂和所述橋墩墩頂上部的頂板位置分別設(shè)置有定滑輪，用于纏繞多余液管、氣管和數(shù)據(jù)傳輸線。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，所述定滑輪上設(shè)置有反向制動結(jié)構(gòu)。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，靜力水準儀基站和靜力水準儀測點采用大量程晶硅式靜力水準儀，所述大量程晶硅式靜力水準儀的量程達5-10m，精度約為0.1mm-1mm。

根據(jù)本發(fā)明的另一面，提供一種用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量方法，采用上述的用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)，所述方法包括：

掛籃就位后，通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點實時監(jiān)測底模前端與后端的相對位移值，并通過所述橋墩墩頂?shù)撵o力水準儀基站的標定值換算為絕對位移值；

通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點實時監(jiān)測底模前端高程值，作為立模標高，通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點實時監(jiān)測底模后端高程值，扣除底模鋼板厚度，作為上一個節(jié)段梁底板的底標高的實測值。

進一步的，在上述方法中，所述方法還包括：

混凝土澆筑過程中及澆筑后，通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點，實時監(jiān)測底模前端的相對位移值，并通過所述橋墩墩頂?shù)撵o力水準儀基站的基點標定值換算為絕對位移值；

通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點，實時監(jiān)測底模前端高程值，用于計算混凝土澆筑引起的掛籃變形和梁體下?lián)稀?/p>

進一步的，在上述方法中，所述方法還包括：

預(yù)應(yīng)力張拉過程中及張拉后，通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點，實時監(jiān)測底模前端的相對位移值，并通過所述橋墩墩頂?shù)撵o力水準儀基站的基點標定值換算為絕對位移值；

通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點，實時監(jiān)測底模前端高程值，用于計算預(yù)應(yīng)力張拉引起的梁體上撓。

進一步的，在上述方法中，所述方法還包括：

預(yù)應(yīng)力張拉后，在所述橋梁的新澆筑梁段的頂板上鋪設(shè)軌道，使軌道延長；

在全部軌道范圍內(nèi)沿軌道移動滑移支架至橋梁的某測量截面，根據(jù)測量截面的梁高提起或降低滑移支架的豎桿，使滑移支架上的靜力水準儀測點上的薄膜型壓力傳感器讀數(shù)達到預(yù)定值后，則滑移支架上的靜力水準儀測點的讀數(shù)扣除薄膜型壓力傳感器的厚度作為測點測量的高程值；

將滑移裝置移動到下一截面，重復(fù)上述步驟，直至測量完成所有測量截面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過布置于橋梁的橋墩墩頂?shù)撵o力水準儀基站，布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點，所述靜力水準儀測點通過液管、氣管、數(shù)據(jù)傳輸線與靜力水準儀基站連接，所述靜力水準儀測點與一云端無線連接，可以實現(xiàn)混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)，給出橋梁結(jié)構(gòu)所有已施工節(jié)段的標高數(shù)據(jù)，解決了施工過程中除當(dāng)前施工節(jié)段外其余節(jié)段線形無法有效測量的問題；安裝簡單，精度高，幾乎不需要人工干預(yù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例的線形自動測量系統(tǒng)的立面圖；

圖2是本發(fā)明一實施例的梁頂高程監(jiān)測的原理圖；

圖3是本發(fā)明一實施例的梁底高程監(jiān)測的原理圖；

圖4是本發(fā)明一實施例的線形自動測量系統(tǒng)梁頂布置平面圖；

圖5是本發(fā)明一實施例的線形自動測量系統(tǒng)梁底布置平面圖；

圖6是本發(fā)明一實施例的滑移支架的布置示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

如圖1～6所示，本發(fā)明提供一種用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)，包括：

布置于橋梁的橋墩22#墩頂?shù)撵o力水準儀基站1#、2#、3#；

布置于橋梁的掛籃22#下懸吊現(xiàn)澆塊23#的底模上的靜力水準儀測點4#、5#、6#、7#、8#、9#，所述靜力水準儀測點4#、5#、6#、7#、8#、9#通過液管、氣管、數(shù)據(jù)傳輸線13#與靜力水準儀基站1#、2#、3#連接，所述靜力水準儀測點4#、5#、6#、7#、8#、9#與一云端無線連接。

在此，可以根據(jù)設(shè)計圖紙計算出橋梁懸臂施工的單側(cè)長度l，進行靜力水準儀液管、氣管、數(shù)據(jù)傳輸線的下料長度計算。本發(fā)明可以實現(xiàn)混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)，給出橋梁結(jié)構(gòu)所有已施工節(jié)段的標高數(shù)據(jù)，解決了施工過程中除當(dāng)前施工節(jié)段外其余節(jié)段線形無法有效測量的問題；安裝簡單，精度高，幾乎不需要人工干預(yù)。

如圖1，3和5所示，本發(fā)明的用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)一實施例中，

布置于橋梁的橋墩墩頂?shù)撵o力水準儀基站1#、2#、3#為3個，分別沿橋梁的縱向按預(yù)設(shè)間隔布置，其中，橋梁的長度方向為縱向，橋梁的截面方向為橫向；

布置于橋梁的掛籃22#下懸吊的現(xiàn)澆塊23#的底模上的靜力水準儀測點4#、5#、6#、7#、8#、9#為6個，按預(yù)設(shè)間隔布置成三行二列，每一行的2個靜力水準儀測點與橋墩墩頂?shù)?個靜力水準儀基站通過液管、氣管、數(shù)據(jù)傳輸線連接，所述三行二列中的二列靜力水準儀測點按離已澆鑄完成橋梁的梁段由近及遠在底模上布置，其中，二列靜力水準儀測點中離已澆鑄完成橋梁的梁段較近的一列4#、5#、6#測的是底模后端的數(shù)據(jù)，另一列7#、8#、9#測的是底模前端的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)一實施例中，所述靜力水準儀測點通過gprs或3g網(wǎng)關(guān)與所述云端無線連接。

如圖1、2、4和6本發(fā)明的用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)一實施例中，還包括：

設(shè)置于橋梁的頂板上的軌道17#，所述軌道17#沿橋梁的縱向延伸；

懸掛于所述軌道17#上的滑移支架16#，所述滑移支架16#環(huán)繞橋梁的截面18#設(shè)置，所述滑移支架16#包括與所述橋梁頂板接觸的上橫桿31#、與所述橋梁的底板接觸的下橫桿34#和兩根豎桿32#，其中，兩根豎桿32#為伸縮結(jié)構(gòu)，每根豎桿32#的一端與所述上橫桿31#連接，另一端與所述下橫桿34#連接，所述支滑移架16#沿所述軌道17#滑動時，每根豎桿32#用于調(diào)整上橫桿31#與下橫桿34#之間的距離以匹配橋梁的各段的截面18#的尺寸；

設(shè)置于所述滑移支架16#頂部的靜力水準儀測點14#、15#，所述滑移支架16#頂部的靜力水準儀測點14#、15#與橋梁的頂板接觸；

設(shè)置于所述橋梁的橋墩22#墩頂上部的頂板位置的靜力水準儀基站24#、25#，所述頂板位置的靜力水準儀基站24#、25#通過液管、氣管和數(shù)據(jù)傳輸線19#與所述滑移支架16#頂部的靜力水準儀測點14#、15#連接；

設(shè)置于所述滑移支架16#底部的靜力水準儀測點10#、11#、12#，所述滑移支架16#頂部的靜力水準儀測點10#、11#、12#與橋梁的底板接觸，所述滑移支架16#頂部的靜力水準儀測點10#、11#、12#通過液管、氣管和數(shù)據(jù)傳輸線19#與橋墩墩頂?shù)撵o力水準儀基站1#、2#、3#連接。

本發(fā)明的用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)一實施例中，設(shè)置于所述滑移支架16#頂部的靜力水準儀測點14#、15#的數(shù)量為2個；

設(shè)置于所述橋梁的橋墩22#墩頂上部的頂板位置的靜力水準儀基站24#、25#的數(shù)量為2個，1個頂板位置的靜力水準儀基站與1個支架頂部的靜力水準儀測點通過液管、氣管和數(shù)據(jù)傳輸線19#連接。

本發(fā)明的用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)一實施例中，所述橋墩22#墩頂和所述橋墩22#墩頂上部的頂板位置分別設(shè)置有定滑輪20#、21#，用于纏繞多余液管、氣管和數(shù)據(jù)傳輸線。

在此，定滑輪為液管、氣管和數(shù)據(jù)傳輸線保護及延長裝置，使掛籃前移時基站與測點連接液管、氣管和數(shù)據(jù)傳輸線可隨之延伸。

本發(fā)明的用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)一實施例中，所述定滑輪上設(shè)置有反向制動結(jié)構(gòu)。

在此，定滑輪有反向制動措施，防止線纜沿縱向滑落。

本發(fā)明的用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)一實施例中，靜力水準儀基站和靜力水準儀測點采用大量程晶硅式靜力水準儀，所述大量程晶硅式靜力水準儀的量程達5-10m，精度約為0.1mm-1mm。

在此，自動化靜力水準儀是目前橋梁線形測量的主要設(shè)備，但在施工監(jiān)控中應(yīng)用較少。大量程晶硅式靜力水準儀的量程可達5-10m，精度約為0.1mm-1mm，滿足足橋梁梁底線形和梁頂線形的測量要求。具體，可以根據(jù)設(shè)計圖紙計算從橋墩墩頂?shù)胶蠑n段的梁底的高度差h1，以及從橋梁的橋墩墩頂?shù)?#塊參考點到合攏段的梁頂?shù)母叨炔頷2，選擇量程大于max(h1，h2)的靜力水準儀作為測量設(shè)備。

如圖6所示，本發(fā)明的用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)一實施例中，所述滑移支架16#頂部和底部的每個靜力水準儀測點14#、15#、10#、11#、12#上還設(shè)置有薄膜型壓力傳感器33#，用于檢測每個靜力水準儀測點是否與所述橋梁的頂部或底部接觸，若未接觸，通過所述滑移支架的伸縮結(jié)構(gòu)，調(diào)整支架的形狀匹配橋梁的各段的截面的尺寸，以使靜力水準儀測點與所述橋梁的頂部或底部接觸，在靜力水準儀測點是否與所述橋梁的頂部或底部接觸時，云端才從靜力水準儀測點采集數(shù)據(jù)。

如圖1～6所示，掛籃施工分為3個工況：掛籃就位，混凝土澆筑，預(yù)應(yīng)力筋張拉。靜力水準儀的采樣周期為1-10分鐘。根據(jù)本發(fā)明的另一面，還提供一種用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量方法，包括：

掛籃就位后，通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點4#、5#、6#、7#、8#、9#實時監(jiān)測底模前端與后端的相對位移值，并通過所述橋墩墩頂?shù)撵o力水準儀基站的標定值換算為絕對位移值；

通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點7#、8#、9#實時監(jiān)測底模前端高程值，作為立模標高，通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點4#、5#、6#實時監(jiān)測底模后端高程值，扣除底模鋼板厚度，作為上一個節(jié)段梁底板的底標高的實測值。

本發(fā)明的用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量方法一實施例中，所述方法還包括：

混凝土澆筑過程中及澆筑后，通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點7#、8#、9#，實時監(jiān)測底模前端的相對位移值，并通過所述橋墩墩頂?shù)撵o力水準儀基站的基點標定值換算為絕對位移值；

通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點7#、8#、9#，實時監(jiān)測底模前端高程值，用于計算混凝土澆筑引起的掛籃變形和梁體下?lián)稀?/p>

本發(fā)明的用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量方法一實施例中，所述方法還包括：

預(yù)應(yīng)力張拉過程中及張拉后，通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點7#、8#、9#，實時監(jiān)測底模前端的相對位移值，并通過所述橋墩墩頂?shù)撵o力水準儀基站的基點標定值換算為絕對位移值；

通過布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點7#、8#、9#，實時監(jiān)測底模前端高程值，用于計算預(yù)應(yīng)力張拉引起的梁體上撓。

本發(fā)明的用于混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量方法一實施例中，所述方法還包括：

預(yù)應(yīng)力張拉后，在橋梁的新澆筑梁段的頂板上鋪設(shè)軌道17#，使軌道17#延長；

在全部軌道17#范圍內(nèi)沿軌道17#移動滑移支架16#至橋梁的某測量截面18#，根據(jù)測量截面18#的梁高提起或降低滑移支架16#的豎桿32#，使滑移支架16#上的靜力水準儀測點10#、11#、12#、14#、15#上的薄膜型壓力傳感器33#讀數(shù)達到預(yù)定值后，則滑移支架16#上的靜力水準儀測點10#、11#、12#、14#、15#的讀數(shù)扣除薄膜型壓力傳感器的厚度作為測點測量的高程值，包括頂板2個測點14#、15#及底板3個測點10#、11#、12#；

將滑移裝置移動到下一截面，重復(fù)上述步驟，直至測量完成所有測量截面，可精確獲得橋梁真實線形。

綜上所述，本發(fā)明通過布置于橋梁的橋墩墩頂?shù)撵o力水準儀基站，布置于橋梁的掛籃下懸吊的底模上的靜力水準儀測點，所述靜力水準儀測點通過液管、氣管、數(shù)據(jù)傳輸線與靜力水準儀基站連接，所述靜力水準儀測點與一云端無線連接，可以實現(xiàn)混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段施工的線形自動測量系統(tǒng)，給出橋梁結(jié)構(gòu)所有已施工節(jié)段的標高數(shù)據(jù)，解決了施工過程中除當(dāng)前施工節(jié)段外其余節(jié)段線形無法有效測量的問題；安裝簡單，精度高，幾乎不需要人工干預(yù)。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

專業(yè)人員還可以進一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。