一种用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的系统及调整方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的系统及调整方法，包括：梁体，设于临时支撑上；调整装置，位于梁体的下方，用于调整梁体的横桥向位置和高度；起吊设备，用于调整梁体的里程位置；测量装置，用于获取梁体的线形测量数据，线形测量数据包括梁体的里程位置、横桥向位置和高度；第一控制模块，其用于获取线形测量数据并进行计算得到梁体分别在里程位置、横桥向位置和高度的调整量，并判断调整量是否均小于相应的预设临界值，若是，则停止调整梁体，并定义当前状态为最终目标状态；若否，则继续调整梁体，直至调整量小于预设临界值。本发明专利技术的目的旨在提高施工过程钢箱梁梁体拼装过程中的效率、质量和结构安全。

【技术实现步骤摘要】
一种用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的系统及调整方法
本专利技术涉及桥梁施工领域，特别涉及一种用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的系统、一种用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的调整方法。
技术介绍
随着交通路网和城市建设的迅速发展，各种上跨铁路、公路、河道和城市道路的桥梁越来越多，并且，为了尽可能减少对运营线路的影响，桥梁转体施工在跨越铁路、公路时常常成为首选甚至为必选方案。近几年，国内转体桥梁施工数量、吨位和跨径得到了突破式的发展和提高。为了获得更大的跨径，转体桥结构形式有了非常大的变化，不再是“T”构、连续梁桥或连续刚构桥，斜拉桥结构得到了较快的应用；为了控制转体重量，主梁材料也不再采用混凝土，而采用使自重更轻的钢材；为了得到更大的交通同行保证，桥面车道越来越多，使得桥面宽度较宽；特别是跨铁路转体斜拉桥，由于横跨运营线路，钢箱梁主梁在拼装施工时，没法整体吊装，只能在横向、纵向均分割成很多小块，再一小块一小块的拼装。相关技术中，现有的一种钢箱梁的拼装方法，其是通过拼装胎架与测量控制网的配合，从而实现长线法拼装的；具体为，按照设计给定的钢箱梁制造线形制作胎架拼装线形；并在拼装场设置梁段测量控制网，在胎架两端设置纵向基线标志塔和地样基准，四周设置高程测量基准点，作为钢箱梁几何尺寸定位基准；将钢箱梁横向划分为多节段连续匹配制造，并以基准端、基准线、中心线定位进行预拼装，每轮次梁段下胎后，应重新以测量控制网为基准对拼装胎架进行检测，做好检测记录，确认合格后方可进行下一轮次的拼装；钢箱梁节段拼装完成后，使用全站仪在测量控制网内对钢箱梁上监控点进行三维坐标采集，钢箱梁顶板、箱口上设有测量监控点；对于线形有偏差的钢箱梁，通过计算机建模真实反映出该梁段与相邻梁段的位置关系，在计算机中对其进行复位修正，从而获得该梁段与相邻梁段真实的接口特性，进而确定出梁段间的真实夹角，并对其修正，使其在桥位架设时恢复到与理论线形相匹配，以保证钢箱梁拼装的线形及精度。但是，这种钢箱梁的拼装方法较为繁琐，需要在拼装胎架上设置多个定位基准来搭建测量控制网，并且每轮次梁段下胎后，需要人员重新以测量控制网为基准对拼装胎架进行检测，费时费力，且自动化程度低以致使工作效率低下；且钢箱梁节段在预拼装完成后，再使用全站仪对钢箱梁的线形进行检测修正，不能在钢箱梁节段拼装的过程中准确及时调整每个节段的位置，在实际调整的过程中由于各个梁段之间的受力情况难以掌握，极有可能导致转动失控，梁体发生倾覆，对安全风险的把控非常有限。为了保证转体斜拉桥钢箱梁拼装的效率、质量，因此非常必要对转体斜拉桥钢箱梁拼装智能控制进行针对性的研究。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的系统及调整方法，以解决相关技术中自动化程度低，工作效率低下及钢箱梁梁体拼装的质量问题。第一方面，提供了一种用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的系统，所述系统包括：梁体，所述梁体设于临时支撑上；调整装置，位于所述梁体的下方，用于调整所述梁体的横桥向位置和高度；起吊设备，用于调整所述梁体的里程位置；测量装置，用于获取所述梁体的线形测量数据，所述线形测量数据包括所述梁体的里程位置、横桥向位置和高度；第一控制模块，其用于获取所述线形测量数据并进行计算得到所述梁体分别在里程位置、横桥向位置和高度的调整量，并判断各个所述调整量是否均小于相应的预设临界值，若是，则停止调整所述梁体，并定义当前状态为最终目标状态；若否，则继续调整所述梁体，直至调整量小于预设临界值。一些实施例中，所述梁体顶面设有两个第一线形监测装置及两个第二线形监测装置，且位于所述梁体的四角位置，一个所述第一线形监测装置与一个所述第二线形监测装置沿所述梁体的横桥向排列且形成所述梁体的H截面，另一个所述第一线形监测装置与另一个所述第二线形监测装置沿所述梁体的横桥向排列且形成所述梁体的Q截面；所述测量装置分别获取两个所述第一线形监测装置及两个所述第二线形监测装置的坐标，以获取所述梁体H截面和Q截面的线形测量数据。一些实施例中，所述第一控制模块包括：第一计算模块，其根据每次获取的所述测量装置观测的坐标，并进行相应计算；所述梁体H截面所述第一线形监测装置及所述第二线形监测装置计算公式如下：式中，为第N次调整后H截面所述第一线形监测装置X坐标；为目标状态H截面所述第一线形监测装置X坐标；为第N次调整后H截面所述第一线形监测装置X坐标与目标状态所述第一线形监测装置X坐标的差值；为第N次调整后H截面所述第二线形监测装置X坐标；为目标状态H截面所述第二线形监测装置X坐标；为第N次调整后H截面所述第二线形监测装置X坐标与目标状态所述第二线形监测装置X坐标的差值；为和的平均值，即下一步还需要的所述调整量；X坐标与所述梁体里程方向一致，ΔX为“+”时向大里程调整，ΔX为“-”时向小里程调整，单位m；为第N次调整后H截面所述第一线形监测装置Y坐标；为目标状态H截面所述第一线形监测装置Y坐标；为第N次调整后H截面所述第一线形监测装置Y坐标与目标状态所述第一线形监测装置Y坐标的差值；为第N次调整后H截面所述第二线形监测装置Y坐标；为目标状态H截面所述第二线形监测装置Y坐标；为第N次调整后H截面所述第二线形监测装置Y坐标与目标状态所述第二线形监测装置Y坐标的差值；为和的平均值，即下一步还需要的所述调整量；Y坐标与所述梁体横桥向方向一致，表述为轴线，ΔY为“+”时向左车道侧调整，ΔY为“-”时向右车道侧调整，单位m；为第N次调整后H截面所述第一线形监测装置Z坐标；为目标状态H截面所述第一线形监测装置Z坐标；为第N次调整后H截面所述第一线形监测装置Z坐标与目标状态所述第一线形监测装置Z坐标的差值；为第N次调整后H截面所述第二线形监测装置Z坐标；为目标状态H截面所述第二线形监测装置Z坐标；为第N次调整后H截面所述第二线形监测装置Z坐标与目标状态所述第二线形监测装置Z坐标的差值；为和的平均值，即下一步还需要的所述调整量；Z坐标与所述梁体高度方向一致，表述为高程，ΔZ为“+”时向上调整，ΔZ为“-”时向下调整，单位m；第一判断模块，其用于判断计算得到H截面的的值是否均小于相应的所述预设临界值，若是，则停止调整所述梁体，并定义当前状态下为H截面的最终目标状态；若否，则继续调整所述梁体。一些实施例中，若的值小于相应的所述预设临界值，则停止调整所述梁体，并定义当前状态下为H截面目标X状态，否则通过所述起吊设备调整所述梁体H截面的里程方向位置，直到达到H截面目标X状态；若的值小于相应的所述预设临界值，则停止调整所述梁体，并定义当前状态下为H截面目标Y状态，否则通过所述调整装置调整所述梁体的横桥向位置，直到达到H截面目标Y状态；若的值小于相应的所述预设临界值，则停止调整所述梁体，并定义当前状态下为H截面目标Z状态，否则通过所述调整装置调整所述梁体H截面的高度，直到达到H截面目标Z状态，当所述梁体均达到H截面目标X状态、目标Y状态和目标Z状态时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的系统，其特征在于，其包括：/n梁体(1)，所述梁体(1)设于临时支撑(2)上；/n调整装置(4)，位于所述梁体(1)的下方，用于调整所述梁体(1)的横桥向位置和高度；/n起吊设备，用于调整所述梁体(1)的里程位置；/n测量装置(8)，用于获取所述梁体(1)的线形测量数据，所述线形测量数据包括所述梁体(1)的里程位置、横桥向位置和高度；/n第一控制模块，其用于获取所述线形测量数据并进行计算得到所述梁体分别在里程位置、横桥向位置和高度的调整量，并判断各个所述调整量是否均小于相应的预设临界值，若是，则停止调整所述梁体(1)，并定义当前状态为最终目标状态；若否，则继续调整所述梁体(1)，直至调整量小于预设临界值。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的系统，其特征在于，其包括：
梁体(1)，所述梁体(1)设于临时支撑(2)上；
调整装置(4)，位于所述梁体(1)的下方，用于调整所述梁体(1)的横桥向位置和高度；
起吊设备，用于调整所述梁体(1)的里程位置；
测量装置(8)，用于获取所述梁体(1)的线形测量数据，所述线形测量数据包括所述梁体(1)的里程位置、横桥向位置和高度；
第一控制模块，其用于获取所述线形测量数据并进行计算得到所述梁体分别在里程位置、横桥向位置和高度的调整量，并判断各个所述调整量是否均小于相应的预设临界值，若是，则停止调整所述梁体(1)，并定义当前状态为最终目标状态；若否，则继续调整所述梁体(1)，直至调整量小于预设临界值。


2.如权利要求1所述的用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的系统，其特征在于：
所述梁体(1)顶面设有两个第一线形监测装置(7a1)及两个第二线形监测装置(7a2)，且位于所述梁体(1)的四角位置，一个所述第一线形监测装置(7a1)与一个所述第二线形监测装置(7a2)沿所述梁体(1)的横桥向排列且形成所述梁体(1)的H截面，另一个所述第一线形监测装置(7a1)与另一个所述第二线形监测装置(7a2)沿所述梁体(1)的横桥向排列且形成所述梁体(1)的Q截面；所述测量装置(8)分别获取两个所述第一线形监测装置(7a1)及两个所述第二线形监测装置(7a2)的坐标，以获取所述梁体(1)H截面和Q截面的线形测量数据。


3.如权利要求2所述的用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的系统，其特征在于：
所述第一控制模块包括：
第一计算模块，其根据每次获取的所述测量装置(8)观测的坐标，并进行相应计算；
所述梁体(1)H截面所述第一线形监测装置(7a1)及所述第二线形监测装置(7a2)计算公式如下：



























式中，为第N次调整后H截面所述第一线形监测装置(7a1)X坐标；为目标状态H截面所述第一线形监测装置(7a1)X坐标；为第N次调整后H截面所述第一线形监测装置(7a1)X坐标与目标状态所述第一线形监测装置(7a1)X坐标的差值；为第N次调整后H截面所述第二线形监测装置(7a2)X坐标；为目标状态H截面所述第二线形监测装置(7a2)X坐标；为第N次调整后H截面所述第二线形监测装置(7a2)X坐标与目标状态所述第二线形监测装置(7a2)X坐标的差值；为和的平均值，即下一步还需要的所述调整量；X坐标与所述梁体(1)里程方向一致，ΔX为“+”时向大里程调整，ΔX为“-”时向小里程调整，单位m；

为第N次调整后H截面所述第一线形监测装置(7a1)Y坐标；为目标状态H截面所述第一线形监测装置(7a1)Y坐标；为第N次调整后H截面所述第一线形监测装置(7a1)Y坐标与目标状态所述第一线形监测装置(7a1)Y坐标的差值；为第N次调整后H截面所述第二线形监测装置(7a2)Y坐标；为目标状态H截面所述第二线形监测装置(7a2)Y坐标；为第N次调整后H截面所述第二线形监测装置(7a2)Y坐标与目标状态所述第二线形监测装置(7a2)Y坐标的差值；为和的平均值，即下一步还需要的所述调整量；Y坐标与所述梁体(1)横桥向方向一致，表述为轴线，ΔY为“+”时向左车道侧调整，ΔY为“-”时向右车道侧调整，单位m；

为第N次调整后H截面所述第一线形监测装置(7a1)Z坐标；为目标状态H截面所述第一线形监测装置(7a1)Z坐标；为第N次调整后H截面所述第一线形监测装置(7a1)Z坐标与目标状态所述第一线形监测装置(7a1)Z坐标的差值；为第N次调整后H截面所述第二线形监测装置(7a2)Z坐标；为目标状态H截面所述第二线形监测装置(7a2)Z坐标；为第N次调整后H截面所述第二线形监测装置(7a2)Z坐标与目标状态所述第二线形监测装置(7a2)Z坐标的差值；为和的平均值，即下一步还需要的所述调整量；Z坐标与所述梁体(1)高度方向一致，表述为高程，ΔZ为“+”时向上调整，ΔZ为“-”时向下调整，单位m；
第一判断模块，其用于判断计算得到H截面的的值是否均小于相应的所述预设临界值，若是，则停止调整所述梁体(1)，并定义当前状态下为H截面的最终目标状态；若否，则继续调整所述梁体(1)。


4.如权利要求3所述的用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的系统，其特征在于：若的值小于相应的所述预设临界值，则停止调整所述梁体(1)，并定义当前状态下为H截面目标X状态，否则通过所述起吊设备调整所述梁体(1)H截面的里程方向位置，直到达到H截面目标X状态；若的值小于相应的所述预设临界值，则停止调整所述梁体(1)，并定义当前状态下为H截面目标Y状态，否则通过所述调整装置(4)调整所述梁体(1)的横桥向位置，直到达到H截面目标Y状态；若的值小于相应的所述预设临界值，则停止调整所述梁体(1)，并定义当前状态下为H截面目标Z状态，否则通过所述调整装置(4)调整所述梁体(1)H截面的高度，直到达到H截面目标Z状态，当所述梁体(1)均达到H截面目标X状态、目标Y状态和目标Z状态时，则为H截面最终目标状态。


5.如权利要求3所述的用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的系统，其特征在于：所述预设临界值为0.020m、为0.015m、为0.030m。


6.如权利要求2所述的用于转体斜拉桥钢箱梁拼装的系统，其特征在于：
所述第一控制模块包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：罗力军，位东升，尹光顺，彭旭民，黄清，曹明明，曾德礼，王文洋，唐家睿，张美玲，黎念东，刘秀岭，蔡正东，王云，杨靖，
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