一种钢结构桥梁螺栓施工质量管控及养护方法技术

本发明专利技术公开了一种钢结构桥梁螺栓施工质量管控及养护方法，包括以下步骤：(1)采用划线工装在螺栓表面涂画一条直线；(2)对螺栓进行终拧作业，并采用图像识别技术，识别螺栓图像中划线部分，计算得到终拧角度；(3)对螺栓节点进行编号，存储记录螺栓终拧角度和施工信息；(4)对螺栓终拧角度数据进行统计分析，初步设定螺栓施拧合格的阈值；(5)结合超声测螺栓预拉力的方法，进一步确定施拧合格的阈值；(6)依据步骤(5)中确定的螺栓施拧合格的阈值，对超出阈值的螺栓节点进行替换或补拧处理；(7)螺栓涂装完成后，再次划线。本发明专利技术提高了高强螺栓施拧质量，将螺栓终拧转角信息进行数字化记录，提高了螺栓施拧的整体质量。提高了螺栓施拧的整体质量。提高了螺栓施拧的整体质量。

【技术实现步骤摘要】
一种钢结构桥梁螺栓施工质量管控及养护方法


[0001]本专利技术涉及钢结构桥梁施工
，尤其涉及一种钢结构桥梁螺栓施工质量管控及养护方法。

技术介绍

[0002]一座钢结构桥梁高强螺栓有几十甚至上百万颗高强螺栓，钢结构桥梁的施工质量关系着整座桥梁的安全，《钢结构高强度螺栓连接技术规程(JGJ82
‑
2011)规定高强螺栓终拧扭矩应按节点数抽查10％，且不应少于10个节点，但是该抽检方法存在以下两个缺点：
[0003](1)抽检数量有限，只能体现一部分螺栓的质量；
[0004](2)现有的松扣法终拧扭矩检查方法，对高强螺栓存在一定的损伤。
[0005]施工现场普遍使用电流控制扭矩扳手作为高强螺栓施拧工具，该种扳手无法记录输出扭矩和终拧转角。目前，智能定扭矩扳手可以记录终拧转角，加装数字化组件后，扳手重量变重，增加了工人的负担，且成本有所提高，记录的终拧转角与现场螺栓一一对应较为麻烦。一座桥梁的使用寿命在100年左右，高强螺栓后期的管养成本占全寿命周期成本很大的一部分，如果合理运用施工过程中记录的数据，对螺栓进行有针对性的管养及维护将有效降低这一成本。
[0006]随着信息化技术的发展，高强螺栓施工质量数字化管理已成为可能。经检索，申请公布号为CN111622108B公开了一种基于BIM的桥梁高强度螺栓施工方法，所述方法包括：将螺栓施工工点划分为若干个螺栓区域；每个工点包括多个施工部位，同一施工部位可划分多个螺栓区域；对不同螺栓区域的所有施拧螺栓按照施拧顺序规则进行编号；每个螺栓施拧值根据数控定扭矩智能扳手上传的时间顺序进行对应；利用校准后的数控定扭矩智能扳手完成所有螺栓的终拧施工；基于“螺栓区域+施拧顺序”的编号规则对螺栓区域的螺栓BIM模型进行命名，实现单个螺栓施拧扭矩值与对应螺栓BIM模型的关联。本专利技术的方法制定了螺栓区域施拧顺序编号规则，重新构建了桥梁高强度螺栓施拧流程，将每个螺栓施拧扭矩值与对应的螺栓BIM模型进行关联，简化了施工流程，减少了螺栓损耗。
[0007]然而，上述技术方案虽然能够实现桥梁高强螺栓施工质量的数字化管理，但是需要改造现有施拧设备，成本高，且需培训工人使用信息化设备，推广难度大。
[0008]目前的图像识别螺栓松动技术，多为角点识别或轮廓识别，应用于维护阶段，没有发掘出在螺栓施工阶段，高强螺栓从初拧到终拧阶段螺栓转角对于施工质量管控的重要价值，且尚未见在螺栓施工阶段，采用图像识别技术对全桥螺栓终拧转角数据进行数字化记录并用与提高施工质量的案例。

技术实现思路

[0009]专利技术目的：针对现有技术中存在的技术缺陷和不足之处，本专利技术提出一种钢结构桥梁螺栓施工质量管控及养护方法，通过图像识别技术识别现场螺栓的终拧角度，确定高强螺栓终拧角度合理阈值，准确判断螺栓是否存在超拧与欠拧的现象，将螺栓终拧转角信
息进行数字化记录，提高了螺栓施拧的整体质量。
[0010]技术方案：为了实现上述目的，本专利技术钢结构桥梁螺栓施工质量管控及养护方法包括以下步骤：
[0011](1)在对螺栓初拧后，沿划线工装开槽处，在螺栓表面涂画一条延伸至安装端面的直线；
[0012](2)对螺栓进行终拧作业，终拧作业完成后，对螺栓节点拍照，采用图像识别技术，识别螺母端面与安装端面的涂画直线，并计算直线夹角，得到终拧角度；
[0013](3)按照桥梁上螺栓节点的分布规律，对螺栓节点及螺栓进行编号，并按照编号存储记录螺栓终拧角度及对应的施工信息；
[0014](4)对桥梁上部分节点的螺栓终拧角度数据进行shapiro
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wilk或kolmogorov
‑
Smirnov正态检验，设定螺栓终拧转角平均值加上n个标准差或减去n个标准差为螺栓施拧合格的阈值；
[0015](5)采用超声波法检测步骤(4)中判定为不合格的高强螺栓预拉力，对预拉力不合格的螺栓进行替换，若螺栓合格数大于期望值，将步骤(4)的阈值范围扩大，若螺栓合格数低于期望值，将步骤(4)的阈值范围缩小，直到达到期望值；
[0016](6)对于桥梁上的其他螺栓节点，依据步骤(5)中确定的螺栓施拧合格的阈值，对超出阈值的螺栓节点进行替换或补拧处理；
[0017](7)清除螺栓表面在步骤(1)画的直线，并对螺栓进行防腐涂装，待涂装完成后，再次在螺栓表面涂画一条延伸至安装端面的直线。
[0018]步骤(1)中的划线工装为与螺母形状相同的模具，模具上方有封盖，封盖开圆孔，模具封盖及侧边开槽用于螺栓划线，沿开槽两侧有侧边延伸至安装端面。
[0019]步骤(2)中采用的图像识别技术为，采用目标检测算法识别图像中的所有螺栓位置，采用图像形态学方法，对目标螺栓周围图像先进行腐蚀操作，再进行膨胀操作，使图像中划线部分轮廓清晰，采用霍夫变换提取螺栓及钢板上的划线轮廓，进一步提取出轮廓的中心线，将螺栓与钢板上涂画直线的中心线投影到同一平面。
[0020]步骤(2)中计算直线夹角的方法为，对霍夫变换得到的数据进行遍历，遍历得到螺栓划线上两点(x1,y1)、(x2,y2),安装端面划线上两点(x3,y3)、(x4，y4)，终拧转角θ按照下式计算：
[0021][0022]步骤(3)3中对螺栓节点的编号方法为：首先将螺栓施工地点划分为若干个工段，其中每个工段由多个施工部位组成，最后对施工部位中的所有螺栓以从上至下、从左至右，以n行m列的形式，由(1,1)开始按照正整数规则对螺栓进行编号。
[0023]步骤(3)中对应的施工信息包括：施工日期、高强螺栓扭矩系数、高强螺栓施工时的温湿度。
[0024]本专利技术钢结构桥梁螺栓施工质量管控及养护方法，还包括以下步骤：
[0025]采用步骤(3)中图像识别技术定期检测钢结构桥梁上螺栓的松动情况，并记录螺栓松动角度，当出现多螺栓松动时，参照步骤(3)中所记录的终拧转角，并依据松动螺栓的终拧角度，修正步骤(3)中转角合理阈值。
[0026]修正步骤(3)中转角合理阈值时，重点对终拧转角在阈值外的螺栓进行管理养护以及复检。
[0027]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0028](1)本专利技术通过图像识别技术，识别现场螺栓的终拧角度，不需改造现有的高强螺栓施拧工具，也无需培训，成本小，便于实施。
[0029](2)本专利技术通过统计学方法和超声测轴力的方法，确定高强螺栓终拧转角合理阈值，准确判断螺栓是否存在超拧与欠拧的现象，及时对出现问题的螺栓节点进行处理，提升螺栓施拧的整体质量。
[0030](3)本专利技术通过将终拧转角数据及施工信息进行数字化记录，便于工作人员重点对终拧转角在阈值外的螺栓进行管理养护以及复检。同时数字化记录相较于传统的手动记录，数据更易保存与调用，减少了数据被篡改的可能性。
附图说明
[0031]图1为本专利技术钢结构桥梁螺栓施工质量管控及养护方法的流程图；
[0032]图2为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢结构桥梁螺栓施工质量管控及养护方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)在对螺栓初拧后，沿划线工装开槽处，在螺栓表面涂画一条延伸至安装端面的直线；(2)对螺栓进行终拧作业，终拧作业完成后，对螺栓节点拍照，采用图像识别技术，识别螺母端面与安装端面的涂画直线，并计算直线夹角，得到终拧角度；(3)按照桥梁上螺栓节点的分布规律，对螺栓节点及螺栓进行编号，并按照编号存储记录螺栓终拧角度及对应的施工信息；(4)对桥梁上部分节点的螺栓终拧角度数据进行shapiro
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wilk或kolmogorov
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Smirnov正态检验，设定螺栓终拧转角平均值加上n个标准差或减去n个标准差为螺栓施拧合格的阈值；(5)采用超声波法检测步骤(4)中判定为不合格的高强螺栓预拉力，对预拉力不合格的螺栓进行替换，若螺栓合格数大于期望值，将步骤(4)的阈值范围扩大；若螺栓合格数低于期望值，将步骤(4)的阈值范围缩小，直到达到期望值；(6)对于桥梁上的其他螺栓节点，依据步骤(5)中确定的螺栓施拧合格的阈值，对超出阈值的螺栓节点进行替换或补拧处理；(7)清除螺栓表面在步骤(1)画的直线，并对螺栓进行防腐涂装，待涂装完成后，再次在螺栓表面涂画一条延伸至安装端面的直线。2.根据权利要求1所述的钢结构桥梁螺栓施工质量管控及养护方法，其特征在于：步骤(1)中的划线工装为与螺栓形状相同的模具，上方有封盖，封盖开圆孔，模具封盖及侧边开槽用于螺栓划线，沿开槽两侧有侧边延伸至安装端面。3.根据权利要求1所述的钢结构桥梁螺栓施工质量管控及养护方法，其特征在于：步骤(2)中采用的图像识别技术...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹露春，张安琪，于群，刘平，赵伟，马跃，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：