一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法及系统专利检索-姿态位姿人工智能专利检索查询-专利查询网

一种用于海上 钢梁吊装的减振缓冲方法及系统

阅读：740发布：2024-01-29

专利汇可以提供一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明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。，下面是一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法及系统专利的具体信息内容。

权利要求

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。
7.如权利要求6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。
8.如权利要求6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。
9.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。
10.如权利要求9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。

说明书全文

一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及跨海大桥施工技术领域，具体涉及一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法及系统。

背景技术

[0002] 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。

[0003] 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。

发明内容

[0004] 针对现有技术中存在的缺陷，本发明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。

[0005] 为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

[0006] 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：

[0007] 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；

[0008] 减振系统，其设置于所述桥墩或钢梁上。

[0009] 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。

[0010] 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。

[0011] 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。

[0012] 本发明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。

[0013] 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：

[0014] 通过钢梁振动情况判定钢梁吊装是否需要进行缓冲减振；

[0015] 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。

[0016] 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：

[0017] 确定所需聚氨酯缓冲垫密度、尺寸和位置；

[0018] 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。

[0019] 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：

[0020] 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。

[0021] 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。

[0022] 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。

[0023] 与现有技术相比，本发明的优点在于：

[0024] (1)本发明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。

[0025] (2)本发明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。

[0026] (3)本发明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

[0027] 图1为本发明实施例中海上钢梁吊装的减振缓冲系统的结构示意图；

[0028] 图2为本发明实施例中聚氨酯缓冲垫在桥墩顶面布置示意图；

[0029] 图3为本发明实施例中聚氨酯缓冲垫在钢梁垫块底面布置示意图；

[0030] 图4为本发明实施例中液气缓冲器布置示意图；

[0031] 图5为本发明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；

[0032] 图6为本发明实施例中单个横向调谐式减振器布置示意图；

[0033] 图7为本发明实施例中多个横向调谐式减振器布置示意图。

[0034] 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

[0035] 以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

[0036] 参见图1至图7所示，本发明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：

[0037] 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；

[0038] 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)。

[0039] 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；液气缓冲器设置于钢梁两端；调谐式减振器则使用螺栓固定于钢梁跨中位置。

[0040] 本发明还提供一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法，在本发明的一个具体实施例中，该方法包括：

[0041] 步骤1、设置减振缓冲系统，使用减振缓冲系统中的自动识别系统，通过该系统确定钢梁吊装所需减振缓冲措施对应的临界风浪条件识别临界风浪条件；具体执行时主要判断风浪条件是否适用于聚氨酯缓冲垫、液气缓冲器联合聚氨酯缓冲垫以及调谐式减振器的使用条件。

[0042] 在待吊钢梁桥址处建立一套由风速仪和波浪仪组成的现场风浪监测系统，同时建立一套由船体姿态测试仪和倾角仪组成的浮吊-钢梁振动测试系统，用于钢梁吊装过程风浪监测；钢梁和浮吊就位后，分别在浮吊质心位置安装一套船体姿态仪，在钢梁质心位置安装一套倾角仪，用于海上钢梁吊装的浮吊-钢梁系统振动监测；随后，通过现场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；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。

[0043] 步骤2、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。

[0044] 一个可行的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的方法如下：

[0045] 一方面，将采集到的现场风浪条件数据中的竖向振动数据分别与聚氨酯缓冲垫使用条件、液气缓冲器使用条件、液气缓冲器联合聚氨酯缓冲垫使用条件的数据区间进行比较，选择相应符合使用条件的竖向缓冲件进行缓冲减振。

[0046] 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。具体的，首先确定所需聚氨酯缓冲垫密度和尺寸，例如对于跨径为40米、宽20米、高15米、重1200吨的公铁两用钢梁，采用四块密3
度为50kg/m 、尺寸为1.2m×1.2m×0.3m的聚氨酯缓冲垫，均布在钢梁四个角点；随后使用聚氨酯发泡材料喷涂生成聚氨酯缓冲垫，或用工厂加工切块后现场组装的聚氨酯缓冲垫，在钢梁吊装前安装在桥墩顶面或钢梁底面。优选的，本发明采用的聚氨酯缓冲垫采用缓冲效果好的中密(40～60kg/m3)聚氨酯泡沫作为缓冲垫，其主要由聚氨酯发泡生成，具有加工便捷、价格便宜及环境适用性强等特点。聚氨酯发泡有软泡和硬泡两种，本发明中优选使用软泡聚氨酯材料。聚氨酯软泡多为开孔结构，具有密度低、弹性回复好、刚度比较小等性能，当起缓冲作用时，能够很快的吸收冲击动能。

[0047] 当若桥址处风浪大，吊装过程钢梁竖向振动大，单纯聚氨酯缓冲垫缓冲无法满足竖向缓冲需求，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，则采用液气缓冲器联合聚氨酯缓冲垫进行竖向缓冲；具体的，首先根据钢梁质量和振幅，选定液气缓冲器型号和数量，例如对于跨径为40米、宽20米、高15米、重1200吨的公铁两用钢梁，可选用4～8个行程为30cm、量程为100吨的液气缓冲器；随后，将液气缓冲器在钢梁正式吊装前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。

[0048] 另一方面，可根据摆长推算钢梁横向振动频率对比现场实测钢梁横向振动频率，确定调谐式减振器控制频率，根据钢梁振幅和吨位设计一套可循环使用的调谐式减振器。调谐式减振器在设置时可单个设置或以离散形式设置多个，具体的横向调谐式减振器可选用TMD、TLD、TLCD和TLMD等。

[0049] 设置过程中，可在钢梁吊装前将调谐式减振器安装在钢梁跨中位置，采用螺栓固定，保障更好的横向减振效果，同时控制钢梁横向摆幅，保证跨中钢梁准确喂入。本发明采用的调谐式减振器由质量块、弹簧、阻尼器组成。质量块通过弹簧(连接件)和阻尼器(耗能减震装置)与主结构连接在一起，一般支撑或悬挂在主结构上。质量块的存在使原结构产生了附加的质量、刚度和阻尼，通过子结构的这些基本特性调谐其自振频率，可以使其尽量接近主结构控制振型的振动频率。当结构在外激励作用下产生振动时，主结构带动调谐质量阻尼减振器系统一起振动，调谐质量阻尼减震器系统相对运动产生的惯性力反作用到结构上，对结构的振动产生控制，调谐质量阻尼减振器系统中的阻尼器也将发挥耗能作用，从而达到减小结构振动反应的目的。

[0050] 本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

标题	发布/更新时间	阅读量
智能驾驶测试行人目标	2020-05-08	883
一种带活动导烟板的吸油烟机及其控制方法	2020-05-08	543
一种基于航迹匹配的初始对准方法	2020-05-08	352
一种立方镜坐标系的自动化测量系统	2020-05-08	971
一种小微飞行器无陀螺精确制导方法	2020-05-08	82
一种浮托安装实测的船体姿态校准方法	2020-05-11	802
新型双超卫星动力学与控制气浮平台全物理仿真方法	2020-05-08	421
空间飞行器及其舱段分离装置	2020-05-08	627
一种多模式全姿态移动并联机构	2020-05-11	622
一种施工区自组网的安全帽	2020-05-08	225

一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法及系统

一种用于海上钢梁吊装的减振缓冲方法及系统

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：