一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法及系统，涉及跨海大桥施工技术领域，包括自动识别系统，其设置于桥墩上，包括风浪检测组件和振动测试组件，风浪检测组件包括风速仪和波浪仪，振动测试组件包括船体姿态仪和倾角仪；减振系统，其设置于桥墩顶面或钢梁底面。本发明专利技术的用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法通过设置风浪监测系统，可通过识别钢梁吊装所需采用的减振缓冲措施，实时风浪监测和浮吊‑钢梁系统振动测试，建立现场风浪条件和浮吊‑钢梁系统的关系，从而实现对钢梁吊装是否需要进行缓冲减振及所需采用的具体缓冲减振措施的判定。

【技术实现步骤摘要】
一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法及系统
本专利技术涉及跨海大桥施工
，具体涉及一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法及系统。
技术介绍
随着我国桥梁建设从陆路伸向大海，跨海大桥的建设已成为未来桥梁建设的重点。跨海大桥钢梁一般采用大型浮吊进行整孔吊装，由于受施工海域附近复杂风、浪环境的影响，跨海大桥的建设难度要远大于相同跨径和规模的内陆和内河桥梁。风、浪作用下跨海大桥钢梁吊装的安全性和可靠性面临较大的风险，当竖向落梁时，必需控制其冲击系数在一定范围之内，才能保证钢梁及相关构件的吊装安全；若钢梁吊装过程中横向振幅过大，则吊装钢梁与已吊钢梁之间易发生碰撞，不仅增加了钢梁吊装的困难，而且存在较大的安全风险。因此，需要采取有效的措施对海上钢梁吊装采取相应的减振缓冲措施。现有陆地桥梁架设时使用的减振装置主要以吸振缓冲层或水平减振阻尼器等为主，前者仅能有效应对意外发生或控制不当造成的单一方向上产生的瞬时冲击；后者主要应对大风等振动方向单一、振幅变化较小环境下的减振需求。因此，现有装置均难以对风、浪较大的跨海大桥施工环境下竖向、横向振动频繁、方向多变、振幅变化大的特殊环境产生效果。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法及系统，适用于跨海大桥施工中竖向、横向振动频繁、方向多变、振幅变化大的特殊环境的减振需求。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲系统，其设置于待吊装钢梁的桥墩上，包括：自动识别系统，其设置于桥墩上，包括风浪检测组件和振动测试组件，所述风浪检测组件包括风速仪和波浪仪，所述振动测试组件包括船体姿态仪和倾角仪；减振系统，其设置于所述桥墩或钢梁上。在上述技术方案的基础上，所述减振系统包括缓冲组件，所述缓冲组件包括缓冲垫，所述缓冲垫设置于桥墩顶面或钢梁底面。在上述技术方案的基础上，所述缓冲组件还包括液气缓冲器，所述液气缓冲器设置于钢梁两端，使用螺栓抱箍固定。在上述技术方案的基础上，所述缓冲组件还包括调谐式减振器，所述调谐式减振器包括TMD、TLD、TLCD或TLMD，且使用螺栓固定于钢梁跨中位置。本专利技术还提供一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法，其特征在于，包括：设置减振缓冲系统，使用自动识别系统识别临界风浪条件；根据临界风浪条件分别设置减振系统中相应的横向缓冲件和竖向缓冲件。在上述技术方案的基础上，所述根据临界风浪条件分别设置减振系统中相应的横向缓冲件和竖向缓冲件具体包括：通过钢梁振动情况判定钢梁吊装是否需要进行缓冲减振；当需要进行缓冲减振时，判断现场风浪条件，按以下原则选择缓冲组件并安装：当现场风浪条件大于聚氨酯缓冲垫使用条件小于液气缓冲器联合聚氨酯缓冲垫使用条件时，则单独采用聚氨酯缓冲垫进行竖向缓冲；当现场风浪条件大于液气缓冲器联合聚氨酯缓冲垫使用条件时，采用液气缓冲器联合聚氨酯缓冲垫进行竖向缓冲；当钢梁横向振幅大于钢梁间间距时，采用横向调谐式减振器进行摆动控制。在上述技术方案的基础上，所述单独采用聚氨酯缓冲垫进行竖向缓冲包括以下步骤：确定所需聚氨酯缓冲垫密度、尺寸和位置；在在桥墩顶面或钢梁底面喷涂聚氨酯发泡材料或组装聚氨酯块。在上述技术方案的基础上，所述采用液气缓冲器联合聚氨酯缓冲垫进行竖向缓冲包括以下步骤：根据钢梁质量和振幅，选定液气缓冲器型号和数量；在钢梁正式吊装前，将液气缓冲器均匀布置在钢梁与桥墩碰撞位置，采用螺栓固定在钢梁底面。在上述技术方案的基础上，所述设置减振缓冲系统，使用自动识别系统识别临界风浪条件具体包括：在待吊钢梁桥址处安装风速仪和波浪仪，用于钢梁吊装过程风浪监测；钢梁和浮吊就位后，在浮吊质心位置安装船体姿态仪，并在钢梁质心位置安装倾角仪；建立风浪条件和浮吊-钢梁吊装系统振动间的关系；通过钢梁振动情况判定钢梁吊装是否需要进行缓冲减振及所需采用的具体缓冲减振措施。在上述技术方案的基础上，所述具体缓冲减振措施包括聚氨酯缓冲垫缓冲、液气缓冲器联合聚氨酯缓冲垫缓冲以及调谐式减振器减振。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术的用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法通过设置风浪监测系统，可通过识别钢梁吊装所需采用的减振缓冲措施，实时风浪监测和浮吊-钢梁系统振动测试，建立现场风浪条件和浮吊-钢梁系统的关系，从而实现对钢梁吊装是否需要进行缓冲减振及所需采用的具体缓冲减振措施的判定。(2)本专利技术的用于海上钢梁吊装的减振缓冲系统结构简单，所使用的聚氨酯缓冲垫材料加工和安装方便且价格低廉，液气缓冲器和横向调谐式减振器安装方便且可循环使用，在现有海上钢梁吊装系统上进行极小的改动即可获得。(3)本专利技术的用于海上钢梁吊装的减振缓冲系统中使用的液气缓冲器可利用气体的可压缩性作用，转化机械能为压力能和热能，用来延长冲击负荷的作用时间，吸收并转化冲击负荷的能量；其采用压缩气体作为复位弹簧，不仅消除了一般缓冲装置中钢弹簧的疲劳现象，且实现了无磨耗工作，可大大提高其使用寿命和减少维修，具有抗力均衡、缓冲能量大、便于安装等特点。附图说明图1为本专利技术实施例中海上钢梁吊装的减振缓冲系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例中聚氨酯缓冲垫在桥墩顶面布置示意图；图3为本专利技术实施例中聚氨酯缓冲垫在钢梁垫块底面布置示意图；图4为本专利技术实施例中液气缓冲器布置示意图；图5为本专利技术实施例中液气缓冲器与聚氨酯缓冲垫联合缓冲布置示意图；图6为本专利技术实施例中单个横向调谐式减振器布置示意图；图7为本专利技术实施例中多个横向调谐式减振器布置示意图。图中：1-桥墩，2-钢梁，3-风速仪，4-波浪仪，5-船体姿态仪，6-倾角仪，7-聚氨酯缓冲垫，8-液气缓冲器，9-调谐式减振器。具体实施方式以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。参见图1至图7所示，本专利技术实施例提供一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲系统，其设置于待吊装钢梁2的桥墩1上，包括：自动识别系统，其设置于桥墩1上，包括风浪检测组件和振动测试组件，风浪检测组件包括风速仪3和波浪仪4，振动测试组件包括船体姿态仪5和倾角仪6；减振系统，其设置于所述桥墩1或钢梁2上，减振系统包括缓冲组件，用于具体的缓冲功能的实现。在具体的操作中，可根据实际风浪环境条件设置不同种类的缓冲组件，或使用上述缓冲组件的组合。例如，在图2-图3提供的实施例中，使用设置于桥墩顶面或钢梁底面聚氨酯缓冲垫7作为缓冲组件，主要应对竖向振动的缓冲需求；在图4提供的实施例中，使用液气缓冲器8作为缓冲组件，其将液气缓冲器8设置于钢梁两端，使用螺栓抱箍固定；液气缓冲器8利用气体的可压缩性作用，转化机械能为压力能和热能，用来延长冲击负荷的作用时间，吸收并转化冲击负荷的能量，达到更好的竖向振动的缓冲效果；在图5提供的实施例中，缓冲组件由液气缓冲器8与聚氨酯缓冲垫7联合设置构成；在图6、图7提供的实施例中，缓冲组件为设置于钢梁上的调谐式减振器9，调谐式减振器9的种类可以在常见调谐式减振器中进行选择，包括TMD(调谐质量阻尼器)、TLD(调频液体阻尼器)、TLCD(调谐液体柱型阻尼器)或TLMD(液体质量双调谐减振器)。在具体的设置过程中，缓冲组件可根据具体缓冲需求和设置特点设置于桥墩、钢梁的相应位置，如在上述可行的实施例中，聚氨酯缓冲垫设置于桥墩顶面或钢梁底面；液气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲系统，其设置于待吊装钢梁的桥墩上，其特征在于，包括：自动识别系统，其设置于桥墩上，包括风浪检测组件和振动测试组件，所述风浪检测组件包括风速仪和波浪仪，所述振动测试组件包括船体姿态仪和倾角仪；减振系统，其设置于所述桥墩或钢梁上。

【技术特征摘要】
1.一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲系统，其设置于待吊装钢梁的桥墩上，其特征在于，包括：自动识别系统，其设置于桥墩上，包括风浪检测组件和振动测试组件，所述风浪检测组件包括风速仪和波浪仪，所述振动测试组件包括船体姿态仪和倾角仪；减振系统，其设置于所述桥墩或钢梁上。2.如权利要求1所述的用于海上钢梁吊装的减振缓冲系统，其特征在于：所述减振系统包括缓冲组件，所述缓冲组件包括缓冲垫，所述缓冲垫设置于桥墩顶面或钢梁底面。3.如权利要求2所述的用于海上钢梁吊装的减振缓冲系统，其特征在于：所述缓冲组件还包括液气缓冲器，所述液气缓冲器设置于钢梁两端，使用螺栓抱箍固定。4.如权利要求2所述的用于海上钢梁吊装的减振缓冲系统，其特征在于：所述缓冲组件还包括调谐式减振器，所述调谐式减振器包括TMD、TLD、TLCD或TLMD，且使用螺栓固定于钢梁跨中位置。5.一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法，其特征在于，包括：设置减振缓冲系统，使用自动识别系统识别临界风浪条件；根据临界风浪条件分别设置减振系统中相应的横向缓冲件和竖向缓冲件。6.如权利要求5所述的用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法，其特征在于，所述根据临界风浪条件分别设置减振系统中相应的横向缓冲件和竖向缓冲件具体包括：通过钢梁振动情况判定钢梁吊装是否需要进行缓冲减振；当需要进行缓冲减振时，判断现场风浪条件，按以下原则选择缓冲组件并安装：当现场风浪条件大于聚氨酯缓冲垫使用条件小于液气缓冲器联合聚氨酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪正兴，张立超，王波，王东辉，吴肖波，刘鹏飞，荆国强，马长飞，柴小鹏，王翔，伊建军，
申请(专利权)人：中铁大桥科学研究院有限公司，中铁大桥局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42