一种龙门吊运行状态的监测方法和监测系统技术方案

本申请公开了一种龙门吊运行状态的监测方法和监测系统，该方法包括获取龙门吊的受载数据、应力数据和横梁跨中挠度；根据受载数据确定龙门吊的梁单元的最大组合应力以及梁单元的节点的位移值；根据受载数据、应力数据、横梁跨中挠度，最大组合应力和位移值进行龙门吊的运行状态预警；根据最大组合应力生成最大组合应力云图，根据位移值生成龙门吊变形云图，在龙门吊的三维模型上显示最大组合应力云图、龙门吊变形云图，并显示受载数据以及运行状态预警的信息。实现了对龙门吊状态的全面监测，提高了对龙门吊运行状态预警的全面性和可靠性，并且各种信息可视化能够更直观的对龙门吊的运行状态进行展示。的运行状态进行展示。的运行状态进行展示。

【技术实现步骤摘要】
一种龙门吊运行状态的监测方法和监测系统


[0001]本申请涉及设备健康监测
，尤其涉及一种龙门吊运行状态的监测方法和监测系统。

技术介绍

[0002]大型起重机械设备(龙门吊、架桥机、挂篮等)是桥梁施工中必不可少的机械设备，是桥梁施工人员、机具的操作平台。在桥梁施工过程中，施工人员、机具以及梁段混凝土重量等所有的荷载均由大型起重设备承担，只有保证大型起重设备的稳定安全，才得以保证施工人员、机具、桥梁结构的安全。因此需要在起重机械设备作业过程中，在其运行状态，工作状态、结构状态出现异常时进行预警，提示安全人员和操作人员采取应对措施，以保证机械设备、桥梁结构及施工人员的安全。
[0003]相关技术中，对龙门吊等大型起重设备的状态监测时，仅通过设置在龙门吊设备关键受力部位的传感器数据来判断是否预警，其存在预警应力测点不足、不全面的问题，而且部分测应力或变形的传感器的损坏也将对预警可靠性有决定性的影响，预警可靠性较低。
[0004]因此，如何全面的对龙门吊的状态进行监测，并提高安全预警的可靠性是有待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请的主要目的在于提供一种龙门吊运行状态的监测方法和监测系统，旨在解决现有技术中仅通过设置在龙门吊设备关键受力部位的传感器数据来判断是否预警，导致对龙门吊的状态监测点不足，不够全面的技术问题。
[0006]第一方面，本申请提供一种龙门吊运行状态的监测方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]获取龙门吊的受载数据、应力数据和横梁跨中挠度；
[0008]根据所述受载数据确定所述龙门吊的梁单元的最大组合应力以及所述梁单元的节点的位移值；
[0009]根据所述受载数据、所述应力数据、所述横梁跨中挠度，所述最大组合应力和所述位移值进行所述龙门吊的运行状态预警；
[0010]根据所述最大组合应力生成最大组合应力云图，根据所述位移值生成龙门吊变形云图，在所述龙门吊的三维模型上显示所述最大组合应力云图、所述龙门吊变形云图，并显示所述受载数据以及所述运行状态预警的信息。
[0011]一些实施例中，所述获取龙门吊的受载数据、应力数据和横梁跨中挠度，包括：
[0012]通过设置于所述龙门吊的吊钩上的旁压张力传感器监测所述龙门吊的载荷值，通过设置于所述龙门吊的天车上的光电编码器监测所述龙门吊的受载位置；
[0013]通过分别设置于所述龙门吊的横梁跨中位置和支腿中部的表面应变计监测所述应力数据；
[0014]通过分别设置于所述龙门吊的横梁最左端和横梁跨中位置的静力水准仪监测所述横梁跨中挠度。
[0015]一些实施例中，所述根据所述受载数据确定所述龙门吊的梁单元的最大组合应力以及所述梁单元的节点的位移值，包括：
[0016]根据所述载荷值和所述受载位置对预置的龙门吊有限元模型施加载荷和边界条件；
[0017]通过所述龙门吊有限元模型计算获得所述梁单元的单元内力和所述梁单元的节点的位移值；
[0018]根据所述梁单元的单元内力计算获得所述梁单元的最大组合应力；
[0019]其中，所述梁单元的单元内力包括轴力、弯矩和剪力。
[0020]一些实施例中，所述根据所述受载数据、所述应力数据、所述横梁跨中挠度，所述最大组合应力和所述位移值进行所述龙门吊的运行状态预警，包括：
[0021]当所述龙门吊的载荷值、所述应力数据、所述横梁跨中挠度，所述最大组合应力或所述位移值超过其各自对应的第一阈值时，发出一级预警信号进行一级运行状态预警；
[0022]当所述龙门吊的载荷值、所述应力数据、所述横梁跨中挠度，所述最大组合应力或所述位移值超过其各自对应的第二阈值时，发出二级预警信号进行二级运行状态预警；
[0023]当所述龙门吊的载荷值、所述应力数据、所述横梁跨中挠度，所述最大组合应力或所述位移值超过其各自对应的第三阈值时，发出三级预警信号进行三级运行状态预警；
[0024]其中所述第三阈值大于所述第二阈值，所述第二阈值大于所述第一阈值。
[0025]一些实施例中，当所述一级预警信号、所述二级预警信号或所述三极预警信号被关闭后，若所述运行状态预警等级升高，则发出对应等级的预警信号，若所述运行状态预警等级相同或降低，则不再发出预警信号，并储存运行状态预警的信息。
[0026]一些实施例中，该方法还包括：
[0027]将所述龙门吊的受载位置为横梁跨中位置、第一预设倍数的龙门吊额定起重值、所述龙门吊的自重载荷、预设的水平惯性荷载和预设的风荷载的条件加载到预置的龙门吊有限元模型中，获得所述应力数据和横梁跨中挠度分别对应的第一阈值；
[0028]将所述龙门吊的受载位置为横梁跨中位置、第二预设倍数的龙门吊额定起重值、所述龙门吊的自重载荷、预设的水平惯性荷载和预设的风荷载的条件加载到预置的龙门吊有限元模型中，获得所述应力数据和横梁跨中挠度分别对应的第二阈值；
[0029]将所述龙门吊的受载位置为横梁跨中位置、第三预设倍数的龙门吊额定起重值、所述龙门吊的自重载荷、预设的水平惯性荷载和预设的风荷载的条件加载到预置的龙门吊有限元模型中，获得所述应力数据和横梁跨中挠度分别对应的第三阈值。
[0030]一些实施例中，该方法还包括：确定获得的横梁跨中挠度对应的横梁跨中挠度第三阈值是否大于预设的横梁跨中挠度极限阈值；
[0031]若是，则将第四预设倍数的横梁跨中挠度极限阈值作为横梁跨中挠度第一阈值，将第五预设倍数的横梁跨中挠度极限阈值作为横梁跨中挠度第二阈值，将所述横梁跨中挠度极限阈值作为所述横梁跨中挠度第三阈值，其中所述第五预设倍数大于第四预设倍数；
[0032]其中，所述横梁跨中挠度极限阈值的取值为：
[0033][0034]其中，f为所述横梁跨中挠度极限阈值，S为龙门吊的跨度，C为常参数，所述常参数根据所述龙门吊的定位精度进行取值。
[0035]第二方面，本申请还提供一种龙门吊运行状态的监测系统，所述系统包括：
[0036]数据采集模块，其用于获取龙门吊的受载数据、应力数据和横梁跨中挠度；
[0037]数据计算模块，其用于根据所述受载数据确定所述龙门吊的梁单元的最大组合应力以及所述梁单元的节点的位移值；
[0038]状态预警模块，其用于根据所述受载数据、所述应力数据、所述横梁跨中挠度，所述最大组合应力和所述位移值进行所述龙门吊的运行状态预警；
[0039]可视化模块，其用于根据所述最大组合应力生成最大组合应力云图，根据所述位移值生成龙门吊变形云图，在所述龙门吊的三维模型上显示所述最大组合应力云图、所述龙门吊变形云图，并显示所述受载数据以及所述运行状态预警的信息。
[0040]一些实施例中，该系统还包括：
[0041]云端数据库，其用于储存所述受载数据、应力数据、横梁跨中挠度、所述梁单元的最大组合应力和所述梁单元的节点的位移值。
[0042]一些实施例中，所述数据采集模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种龙门吊运行状态的监测方法，其特征在于，包括：获取龙门吊的受载数据、应力数据和横梁跨中挠度；根据所述受载数据确定所述龙门吊的梁单元的最大组合应力以及所述梁单元的节点的位移值；根据所述受载数据、所述应力数据、所述横梁跨中挠度，所述最大组合应力和所述位移值进行所述龙门吊的运行状态预警；根据所述最大组合应力生成最大组合应力云图，根据所述位移值生成龙门吊变形云图，在所述龙门吊的三维模型上显示所述最大组合应力云图、所述龙门吊变形云图，并显示所述受载数据以及所述运行状态预警的信息。2.按照权利要求1所述的龙门吊运行状态的监测方法，其特征在于，所述获取龙门吊的受载数据、应力数据和横梁跨中挠度，包括：通过设置于所述龙门吊的吊钩上的旁压张力传感器监测所述龙门吊的载荷值，通过设置于所述龙门吊的天车上的光电编码器监测所述龙门吊的受载位置；通过分别设置于所述龙门吊的横梁跨中位置和支腿中部的表面应变计监测所述应力数据；通过分别设置于所述龙门吊的横梁最左端和横梁跨中位置的静力水准仪监测所述横梁跨中挠度。3.按照权利要求2所述的龙门吊运行状态的监测方法，其特征在于，所述根据所述受载数据确定所述龙门吊的梁单元的最大组合应力以及所述梁单元的节点的位移值，包括：根据所述载荷值和所述受载位置对预置的龙门吊有限元模型施加载荷和边界条件；通过所述龙门吊有限元模型计算获得所述梁单元的单元内力和所述梁单元的节点的位移值；根据所述梁单元的单元内力计算获得所述梁单元的最大组合应力；其中，所述梁单元的单元内力包括轴力、弯矩和剪力。4.按照权利要求2所述的龙门吊运行状态的监测方法，其特征在于，所述根据所述受载数据、所述应力数据、所述横梁跨中挠度，所述最大组合应力和所述位移值进行所述龙门吊的运行状态预警，包括：当所述龙门吊的载荷值、所述应力数据、所述横梁跨中挠度，所述最大组合应力或所述位移值超过其各自对应的第一阈值时，发出一级预警信号进行一级运行状态预警；当所述龙门吊的载荷值、所述应力数据、所述横梁跨中挠度，所述最大组合应力或所述位移值超过其各自对应的第二阈值时，发出二级预警信号进行二级运行状态预警；当所述龙门吊的载荷值、所述应力数据、所述横梁跨中挠度，所述最大组合应力或所述位移值超过其各自对应的第三阈值时，发出三级预警信号进行三级运行状态预警；其中所述第三阈值大于所述第二阈值，所述第二阈值大于所述第一阈值。5.按照权利要求4所述的龙门吊运行状态的监测方法，其特征在于，还包括：当所述一级预警信号、所述二级预警信号或所述三极预警信号被关闭后，若所述运行状态预警等级升高，则发出对应等级的预警信号，若所述运行状态预警等级相同或降低，则不再发出预警信号，并储存运行状态预警的信息。6.按照权利要求4所述的龙门吊运行状态的监测方法，其特征在于，还包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴巨峰，赵训刚，赖修文，钟继卫，王波，周陈旭，邹力，吕杉，孙舟，胡吉星，
申请(专利权)人：中铁桥研科技有限公司中铁大桥科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：