智能桥梁转体技术研究方案

桥梁转体过程智能监控技术研究方案

1转体装置智能监控技术设计研究

转体装置能够在承受转体桥梁上部荷载的同时实现低摩擦滑动。通过对转体装置的智能监测传感器的分布方式进行研究，实现竖向倾角、水平转角及撑脚应力等参数的采集分析，实现转体桥梁平衡状态及转体运行状态的监控，并在转体过程中进行安全预警。

1.1竖向转角测试方案

1）监测点位设计

在纵桥向对称布置的两个撑脚侧面布设竖向倾斜监测点，共布设2个监测点位,倾斜监测点位设计见图1所示。具体点位布设情况，可根据现场实际情况进行调整。

1、撑脚

2、测斜仪

图1 竖角转角倾斜监测布置图

2）设备选型

撑脚倾斜监测采用盒式固定测斜仪，该仪器主要用于桥梁（典型有桥塔、高墩等）、基坑（典型有基坑周围建筑物、高耸结构物）、电塔、石油机械（磕头机、高原机）等结构物水平位移或倾角的长期自动化监测。该仪器精度较高，测试数据稳定可靠，操作简便，适合各种环境，具体技术参数指标如表1所示。

表1 盒式固定测斜仪技术指参数

盒式固定测斜仪输出信号均为数字信号，可通过数据采集系统进行采集，采集数据在应用软件实现实时显示更新。

1.2、水平转角测试方案

1）监测点位设置

在横桥向对称布置的两个撑脚侧面布设水平转角监测点，共布设2个监测点位，水平转角监测点位设计见图2所示。具体点位布设情况，可根据现场实际情况进行调整。

1、撑脚

2、水平电子罗盘

图2 撑脚水平转角监测布点图

2）设备选型

撑脚水平转角监测采用电子罗盘，电子罗盘体积小、功耗低、可应用在天线稳固、车辆、系统集成等众多领域，高抗震性、高可靠性，使罗盘可在极其恶劣的环境下正常工作，更适合于当今的小型化角度测量集成控制，具体参数指标如表2所示。

表2 电子罗盘技术参数

电子罗盘输出信号均为数字信号，可通过数据采集系统进行采集，采集数据在应用软件实现实时显示更新。

1.3.撑脚应力监测

撑脚结构的应力监测是通过对应变监测间接实现，主要监测撑脚结构面的受力情况，以了解该结构的转体施工中瞬态的受力情况，及时诊断撑脚结构的安全状态，因此对撑脚进行受力监测是非常重要的。

1）监测点位设计

根据梁体平衡情况，选择适当位置的撑脚进行应力监测。撑脚应力监测断面布设在竖向的1/3和2/3监测断面上，每个监测断面外侧各布设2个应力测点，应力监测点位如图3所示。具体点位布设情况，可根据现场实际情况进行调整。

图3 撑脚应力监测布点图

2）设备选型

结构应变采用工具式表面应变传感器，该传感器适合混凝土构件、钢结构构件的现场应变检测，免除了现场粘贴应变片的繁琐工序，输出数据据结果稳定可

靠，可重复使用和系统标定，亦可用于长期监测，可广泛用于桥梁、建筑、水利等结构的应力应变测试，

2智能转体牵引技术研究

通过采用智能控制的全液压、自动、连续运行转体系统，实现牵引的同步性及牵引的均衡性，实现桥梁转体的智能控制，保证桥梁转体牵引的安全平稳进行。自动连续转体牵引系统由连续转体千斤顶、泵站和主控台等三部分组成。

2.1连续转体千斤顶

同步转体选用两套共四台ZLD600型液压、同步、自动连续牵引系统。具有同步好、牵引力均衡等特点，能使整个转体过程平稳，无冲击颤动,由于本系统的泵站采用可调节流量的柱塞泵头，可根据设计要求实现无级调速。自动连续转体千斤顶的结构如图4及图5所示

1.后顶穿心套

2.油缸

3.后顶活塞

4.后顶密封板

5.后顶锚板

6.

后顶夹片 7.行程开关SQ1 8.行程开关SQ2 9.行程开关SQ3 10.前顶穿心套

11.前顶活塞 12.前顶密封板 13.前顶锚板 14.前顶夹片 15.行程开关SQ4

16.钢铰线 17.行程开关SQ5 18.行程开关SQ6 19.前顶回油嘴 20.前顶进

油嘴 21.后顶回油嘴 22.后顶进油嘴

图4自动连续转体千斤顶的结构

图5 连续顶推千斤顶

每套连续转体千斤顶公称牵引力6000KN，额定油压25MPa，由前后两台千斤顶串联组成，每台千斤顶（前、后顶）前端均配有夹持装置。

2.2泵站

泵站采用电磁换向,流量可根据实际需要而改变，压力油通过分流阀的作用，压力油均匀地分成两股驱动两台前顶或后顶，泵站采用可调节流量的柱塞泵头，可根据设计要求实现无级调速，适合于转体系统及其他需要双向回路的液压系统泵站。

图6 液压泵站

2.3主控台

主控台由主控单元、检测单元、显示单元及执行机构等组成。

图7 主控台

1）主控单元

本装置主控单元采用PLC控制，系统的所有操作均受PLC控制，它根据检测到的信号按照连续转体的工法，控制千斤顶油缸的伸与缩，同时还要控制每个动作持续时间的长短，保证前后顶之间受力平稳转换。主控单元发出的逻辑控制信号驱动相应的电磁阀动作，实现多台千斤顶协调动作，即千斤顶集群控制。

2）检测单元

检测单元由安装在千斤顶上的接近开关组成，将千斤顶活塞位置信号送到主控单元。

每台千斤顶有6个接近开关组成1～6#感应位，l～3#位为后顶行程感应位，4～6#位为前顶行程感应位。接近开关的感应距离为0～5mm。

3）显示单元

显示单元由面板上的指示灯及液晶触摸屏组成，用于显示控制系统运行状况。

4）执行机构

液压泵站上的电磁换向阀是控制系统的执行机构，受PLC的控制。

2.4转体牵引

通过采用PLC控制的全液压、自动、连续运行转体系统的智能转体牵引技术，实现牵引的同步性及牵引均衡性，实现无级调速。保证桥梁转体牵引的安全平稳进行，跨线施工时间缩短至1～2小时内，能够实现转体状态实时监控。

图8智能转体牵引现场图

3数据采集与传输系统研究

通过对测试与传感技术、网络通信技术、信号处理和分析技术、数学理论和结构分析理论的综合研究分析，形成智能转体的数据采集与传输系统。

传感器系统及数据采集系统通过各个层相互协调，实现系统的各种监测功能，可连续地、实时地、在线地对转体桥梁结构运行状态进行监测和评估。