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一种悬索桥索股的智能定位系统及定位方法

申请号 CN202311689926.1 申请日 2023-12-07 公开(公告)号 CN117702621A 公开(公告)日 2024-03-15
申请人 中铁大桥局集团有限公司; 发明人 肖根旺; 邓少锋; 毛伟琦; 姚森; 燕明发; 王艳峰; 舒海华; 陈炯玮; 刘建权;
摘要 本 申请 涉及 桥梁 施工测量技术领域,公开了一种悬索桥索股的智能 定位 系统及定位方法,智能定位系统,悬索桥索股包含基准索股和待定索股,所述智能定位系统包含:中央 控制器 ;若干数字电动葫芦,若干数控 液压千斤顶 ;数控液压千斤顶用于接收中央控制器的指令张拉待定索股;两个夹箍;智能测尺,其包含测尺本体和倾 角 传感器 ,测尺本体的一端固定于夹持基准索股的夹箍,另一端用于搭接夹持待定索股的夹箍;中央控制器用于控制数字电动葫芦提升待定索股及根据测尺本体和倾角传感器的测量数据控制数控液压千斤顶张拉待定索股。本申请的智能定位系统及定位方法,测量与定位施工同步进行,自动化测量,智能化定位,大大提供了测量 精度 。
权利要求

1.一种悬索桥索股的智能定位系统,其特征在于,所述悬索桥索股包含基准索股(20)和待定索股(6),所述智能定位系统包含:
中央控制器(5);
若干数字电动葫芦(3),用于接收中央控制器(5)的指令提升待定索股(6)使其离开悬索桥的主索鞍(16)和散索鞍(18)的鞍槽;
若干数控液压千斤顶(4),一一对应设置在每个索股的端部;所述数控液压千斤顶(4)用于接收中央控制器(5)的指令张拉待定索股(6);
两个夹箍(1),分别用于夹紧基准索股(20)和待定索股(6);
智能测尺(2),其包含测尺本体(8)和安装于测尺本体(8)的倾传感器(9),所述测尺本体(8)的一端固定于夹持基准索股(20)的夹箍(1),另一端用于搭接夹持待定索股(6)的夹箍(1);所述中央控制器(5)用于控制数字电动葫芦(3)提升待定索股(6)及根据测尺本体(8)和倾角传感器(9)的测量数据控制数控液压千斤顶(4)张拉待定索股(6)。
2.如权利要求1所述的一种悬索桥索股的智能定位系统,其特征在于:所述夹箍(1)包含两个半圆夹箍,夹持于基准索股(20)的夹箍(1)的每个半圆夹箍外壁垂直设置一个T形半圆环轨道(13),两个T形半圆环轨道(13)形成T形圆环轨道;所述智能测尺(2)还包含移动卡座(7),所述移动卡座(7)可移动设置于T形圆环轨道,所述测尺本体(8)的一端垂直固定于移动卡座(7)。
3.如权利要求2所述的一种悬索桥索股的智能定位系统,其特征在于,所述T形圆环轨道朝外的一面呈轮齿状;所述移动卡座(7)还包含微型电机(11)、基座框(14)和电动齿轮组(15),所述基座框(14)倒扣卡接在T形半圆环轨道(13)的顶端,所述电动齿轮组(15)设置于基座框(14)内侧顶部,且电动齿轮组(15)与T形圆环轨道的轮齿相配合,所述中央控制器(5)可控制电动齿轮组(15)转动使基座框(14)沿T形圆环轨道行走。
4.如权利要求1所述的一种悬索桥索股的智能定位系统,其特征在于,所述中央控制器(5)包含:
距离获取模,根据两个夹箍(1)的外框半径、测尺本体(8)的读数和测尺本体(8)的倾斜率,获取待定索股(6)在实际索温下待定索股(6)相对于基准索股(20)的高差值,并计算与其理论高差值的高偏差;
索温获取模块,接收索温传感器测量的待定索股(6)和基准索股(20)的温度场数据;
张拉量获取模块,用于根据测尺本体(8)和倾角传感器(9)的测量数据及已知尺寸,获取待定索股(6)跨中相对于基准索股20的实际高差值;还用于根据实际索温下所述待定索股(6)跨中相对于基准索股20的实际高差值与其理论高差值的偏差、实际索温及索股理论方程,得到待定索股(6)的实际调整长度值,所述中央控制器(5)用于在待定索股(6)上提后根据实际调整长度值控制数控液压千斤顶(4)张拉待定索股(6)。
5.如权利要求1所述的一种悬索桥索股的智能定位系统,其特征在于:每个索股的中部均跨过桥塔顶部的主索鞍(16),每个索股的端部均穿过散索鞍(18)固定于锚杆,每个主索鞍(16)对应安装施工鹰架(17),每个散索鞍(18)对应安装施工架(19);若干数字电动葫芦(3)一一对应安装在施工鹰架(17)和施工门架(19)。
6.一种基于权利要求1所述智能定位系统的定位方法,其特征在于,包含以下步骤:
S1:通过智能测尺(2)获取实际索温下待定索股(6)跨中处相对于基准索股(20)的实际高差值;中央控制器(5)计算实际高差值与其理论高差值的偏差;
S2:中央控制器(5)根据所述偏差、实际索温及索股理论方程,计算得到待定索股(6)的实际调整长度值;中央控制器(5)控制数字电动葫芦(3)上提待定索股(6),并指令所述待定索股(6)两端对应的数控液压千斤顶(4)张拉调整待定索股(6);
S3:中央控制器(5)控制数字电动葫芦(3)放下待定索股(6),重复上提和张拉调整待定索股(6)的过程,直至待定索股(6)调整就位。
7.如权利要求6所述的定位方法,其特征在于:所述夹箍(1)包含两个半圆夹箍,夹持于基准索股(20)的夹箍(1)的每个半圆夹箍外壁垂直设置一个T形半圆环轨道(13),两个T形半圆环轨道(13)形成T形圆环轨道;所述智能测尺(2)还包含移动卡座(7),所述移动卡座(7)可移动设置于T形圆环轨道,所述测尺本体(8)的一端垂直固定于移动卡座(7);所述智能测尺(2)包含设置于移动卡座(7)的倾角传感器(9);
步骤S1包括:
将两个夹箍(1)分别夹在待定索股(6)和基准索股(20)的跨中处,所述测尺本体(8)的一端通过移动卡座(7)固定于夹持基准索股(20)的夹箍(1);
中央控制器(5)控制智能测尺(2)的移动卡座(7)移动,直至测尺本体(8)与夹紧于待定索股(6)的夹箍(1)外壁相切,记录并存储测尺本体(8)的读数L和倾斜率α;
根据测尺本体(8)的读数L和倾斜率α、两个夹箍(1)的外半径R,计算待定索股(6)跨中相对于基准索股(20)的实际高差值ΔH:
根据待定索股(6)跨中相对于基准索股(20)的已知理论高差值ΔH0和待定索股(6)跨中相对于基准索股(20)的实际高差值ΔH,计算待定索股(6)跨中相对于基准索股(20)的实际高差值与其理论高差值的偏差ΔH’,ΔH’=ΔH‑ΔH0。
8.如权利要求7所述的定位方法,其特征在于:所述智能定位系统包含索温传感器,步骤S2包括:
中央控制器(5)通过索温传感器获取待定索股(6)和基准索股(20)的温度场数据;
中央控制器(5)根据实际索温下所述待定索股(6)跨中相对于基准索股(20)的实际高差值与其理论高差值的偏差ΔH’、实际索温及索股理论方程,得到待定索股(6)的实际调整长度值S;
中央控制器(5)控制塔顶主索鞍(16)处及散索鞍(18)处的所述数字电动葫芦(3)提升待定索股(6),使待定索股(6)离开鞍槽;
中央控制器(5)指令所述待定索股(6)两端的所述数控液压千斤顶(4),分别对称张拉调整待定索股(6)两端,各调整S/2。
9.如权利要求6所述的定位方法,其特征在于,步骤S3包含:
所述中央控制器(5)控制塔顶主索鞍(16)处及散索鞍(18)处的所述数字电动葫芦(3)放下待定索股(6),使待定索股(6)重新进入鞍槽;
重复上提和张拉调整待定索股(6)的过程,直至ΔH’在待定索股(6)跨中相对于基准索股(20)的实际高差值与其理论高差值的允许偏差之内,调整待定索股(6)就位。
10.如权利要求6所述的定位方法,其特征在于,所述中央控制器(5)包含用于计算高差的距离获取模块、用于获取实际索温的索温获取模块和用于计算得到待定索股(6)实际张拉量的张拉量获取模块;
在步骤S1中,距离获取模块根据两个夹箍(1)的外框半径、测尺本体(8)的读数和测尺本体(8)的倾斜率,获取待定索股(6)在实际索温下待定索股(6)相对于基准索股(20)的高差值,并计算与其理论高差值的高偏差;
步骤S2中,索温获取模块接收索温传感器测量的待定索股(6)和基准索股(20)的温度场数据;张拉量获取模块根据测尺本体(8)和倾角传感器(9)的测量数据及已知尺寸,获取待定索股(6)跨中相对于基准索股(20)的实际高差值;还用于根据实际索温下所述待定索股(6)跨中相对于基准索股(20)的实际高差值与其理论高差值的偏差、实际索温及索股理论方程,得到待定索股(6)的实际调整长度值S,所述中央控制器(5)用于在待定索股(6)上提后根据调整长度值控制数控液压千斤顶(4)张拉待定索股(6)。

说明书全文

一种悬索桥索股的智能定位系统及定位方法

技术领域

[0001] 本申请涉及桥梁施工测量技术领域,具体涉及一种悬索桥索股的智能定位系统及定位方法。

背景技术

[0002] 目前,悬索桥主缆是主要承结构,主缆由数百束一般索股和少数基准索股构成,安装过程中,先安装基准索股,然后通过测量一般索股与基准索股的相对高差进行调整就位。索股数量多,调整工序复杂,工作量大;同时测量精度要求高,受环境温度影响大,必须在微、温差小的夜间进行,定位难度大。
[0003] 传统的索股定位采用人工测量,多名测量人员手持测量器具在狭小的猫道上夜间测量,然后人工配合多种机械包括塔顶鹰架起吊设备、散索鞍架吊机、锚定区千斤顶等调整就位。
[0004] 显然定位施工工序复杂,且测量与定位施工分开进行,测量和施工工效非常低,手持测量器具在狭小的猫道上夜间测量,精度低,急待改善。发明内容
[0005] 针对现有技术中存在的缺陷,本申请的目的在于提供一种悬索桥索股的智能定位系统及定位方法,测量与定位施工同步进行,自动化测量,智能化定位,大大提供了测量精度。
[0006] 第一方面,本申请实施例提供一种悬索桥索股的智能定位系统,所述悬索桥索股包含基准索股和待定索股,所述智能定位系统包含:
[0007] 中央控制器
[0008] 若干数字电动葫芦,用于接收中央控制器的指令提升待定索股使其离开悬索桥的主索鞍和散索鞍的鞍槽;
[0009] 若干数控液压千斤顶,一一对应设置在每个索股的端部;所述数控液压千斤顶用于接收中央控制器的指令张拉待定索股;
[0010] 两个夹箍,分别用于夹紧基准索股和待定索股;
[0011] 智能测尺,其包含测尺本体和安装于测尺本体的倾传感器,所述测尺本体的一端固定于夹持基准索股的夹箍,另一端用于搭接夹持待定索股的夹箍;所述中央控制器用于控制数字电动葫芦提升待定索股及根据测尺本体和倾角传感器的测量数据控制数控液压千斤顶张拉待定索股。
[0012] 结合第一方面,在一种实施方式中,所述夹箍包含两个半圆夹箍,夹持于基准索股的夹箍的每个半圆夹箍外壁垂直设置一个T形半圆环轨道,两个T形半圆环轨道形成T形圆环轨道;所述智能测尺还包含移动卡座,所述移动卡座可移动设置于T形圆环轨道,所述测尺本体的一端垂直固定于移动卡座。
[0013] 结合第一方面,在一种实施方式中,所述T形圆环轨道朝外的一面呈轮齿状;所述移动卡座还包含微型电机基座框和电动齿轮组,所述基座框倒扣卡接在T形半圆环轨道的顶端,所述电动齿轮组设置于基座框内侧顶部,且电动齿轮组与T形圆环轨道的齿轨相配合,所述中央控制器可控制电动齿轮组转动使基座框沿T形圆环轨道行走。
[0014] 结合第一方面,在一种实施方式中,所述中央控制器包含:
[0015] 距离获取模,根据两个夹箍的外框半径、测尺本体的读数和测尺本体的倾斜率,获取待定索股在实际索温下待定索股相对于基准索股的高差值,并计算与其理论高差值的高偏差;
[0016] 索温获取模块,接收索温传感器测量的待定索股和基准索股的温度场数据;
[0017] 张拉量获取模块,用于根据测尺本体和倾角传感器的测量数据及已知尺寸,获取待定索股跨中相对于基准索股20的实际高差值;还用于根据实际索温下所述待定索股跨中相对于基准索股20的实际高差值与其理论高差值的偏差、实际索温及索股理论方程,得到待定索股的实际调整长度值,所述中央控制器用于在待定索股上提后根据实际调整长度值控制数控液压千斤顶张拉待定索股。
[0018] 结合第一方面,在一种实施方式中,每个索股的中部均跨过桥塔顶部的主索鞍,每个索股的端部均穿过散索鞍固定于锚杆,每个主索鞍对应安装施工鹰架,每个散索鞍对应安装施工门架;若干数字电动葫芦一一对应安装在施工鹰架和施工门架。
[0019] 第二方面,本申请实施例提供了一种基于上述智能定位系统的定位方法,包含以下步骤:
[0020] S1:通过智能测尺获取实际索温下待定索股跨中处相对于基准索股的实际高差值;中央控制器计算实际高差值与其理论高差值的偏差;
[0021] S2:中央控制器根据所述偏差、实际索温及索股理论方程,计算得到待定索股的实际调整长度值;中央控制器控制数字电动葫芦上提待定索股,并指令所述待定索股两端对应的数控液压千斤顶张拉调整待定索股;
[0022] S3:中央控制器控制数字电动葫芦放下待定索股,重复上提和张拉调整待定索股的过程,直至待定索股调整就位。
[0023] 结合第二方面,在一种实施方式中,所述夹箍包含两个半圆夹箍,夹持于基准索股的夹箍的每个半圆夹箍外壁垂直设置一个T形半圆环轨道,两个T形半圆环轨道形成T形圆环轨道;所述智能测尺还包含移动卡座,所述移动卡座可移动设置于T形圆环轨道,所述测尺本体的一端垂直固定于移动卡座;所述智能测尺包含设置于移动卡座的倾角传感器;
[0024] 步骤S1包括:
[0025] 将两个夹箍分别夹在待定索股和基准索股的跨中处,所述测尺本体的一端通过移动卡座固定于夹持基准索股的夹箍;
[0026] 中央控制器控制智能测尺的移动卡座移动,直至测尺本体与夹紧于待定索股的夹箍外壁相切,记录并存储测尺本体的读数L和倾斜率α;
[0027] 根据测尺本体的读数L和倾斜率α、两个夹箍的外半径R,计算待定索股跨中相对于基准索股的实际高差值ΔH:
[0028]
[0029] 根据待定索股跨中相对于基准索股的已知理论高差值ΔH0和待定索股跨中相对于基准索股的实际高差值ΔH,计算待定索股跨中相对于基准索股的实际高差值与其理论高差值的偏差ΔH’,ΔH’=ΔH‑ΔH0。
[0030] 结合第二方面,在一种实施方式中,所述智能定位系统包含索温传感器,步骤S2包括:
[0031] 中央控制器通过索温传感器获取待定索股和基准索股的温度场数据;
[0032] 中央控制器根据实际索温下所述待定索股跨中相对于基准索股的实际高差值与其理论高差值的偏差ΔH’、实际索温及索股理论方程,得到待定索股的实际调整长度值S;
[0033] 中央控制器控制塔顶主索鞍处及散索鞍处的所述数字电动葫芦提升待定索股,使待定索股离开鞍槽;
[0034] 中央控制器指令所述待定索股两端的所述数控液压千斤顶,分别对称张拉调整待定索股两端,各调整S/2。
[0035] 结合第二方面,在一种实施方式中,步骤S3包含:
[0036] 所述中央控制器控制塔顶主索鞍处及散索鞍处的所述数字电动葫芦放下待定索股,使待定索股重新进入鞍槽;
[0037] 重复上提和张拉调整待定索股的过程,直至ΔH’在待定索股跨中相对于基准索股的实际高差值与其理论高差值的允许偏差之内,调整待定索股就位。
[0038] 结合第二方面,在一种实施方式中,所述中央控制器包含用于计算高差的距离获取模块、用于获取实际索温的索温获取模块和用于计算得到待定索股实际张拉量的张拉量获取模块;
[0039] 在步骤S1中,距离获取模块根据两个夹箍的外框半径、测尺本体的读数和测尺本体的倾斜率,获取待定索股在实际索温下待定索股相对于基准索股的高差值,并计算与其理论高差值的高偏差;
[0040] 步骤S2中,索温获取模块接收索温传感器测量的待定索股和基准索股的温度场数据;张拉量获取模块根据测尺本体和倾角传感器的测量数据及已知尺寸,获取待定索股跨中相对于基准索股的实际高差值;还用于根据实际索温下所述待定索股跨中相对于基准索股的实际高差值与其理论高差值的偏差、实际索温及索股理论方程,得到待定索股的实际调整长度值S,所述中央控制器用于在待定索股上提后根据调整长度值控制数控液压千斤顶张拉待定索股。
[0041] 本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
[0042] 1.本申请的智能定位系统,能够测量与定位施工同步进行,智能测尺自动测量基准索股和待定索股之间的距离,中央控制器根据测尺本体和倾角传感器的测量数据,可控制数字电动葫芦提升待定索股,然后控制数控液压千斤顶张拉待定索股,实现待定索股的自动化测量和智能化定位,大大提升了测量精度和定位效率,相比于传统的方案用多名测量人员手持测量器具在狭小猫道夜间测量然后用多种其他机械辅助设备进行定位调整,本申请的智能定位系统,测量与定位施工同步进行,多机械设备(数字电动葫芦和数控液压千斤顶)协同智能化定位,大大提供了测量和施工定位工效。
[0043] 2.本申请的智能定位系统,在夹持于基准索股的夹箍外壁设置T形圆环轨道,并设置包含微型电机、基座框和电动齿轮组的移动卡座,能够自动化实现基座框沿T形圆环轨道行走,进而自动实现待定索股的另一端搭接于基准索股,实现两根索股之间距离的测量工作,大大提升了测量效率。
[0044] 3.本申请的定位方法,控制逻辑清晰明确,先得到实际高差值与与其理论高差值的偏差,然后通过该偏差、实际索温及索股理论方程,计算得到实际调整长度值,之后用实际调整长度值指导数控液压千斤顶进行拉伸即可,之后重复上述上提和张拉待定索股的过程,直至待定索股调整就位。本申请的定位方法,自动化测量,智能化定位,测量与定位施工同步进行,大大提升了施工效率。附图说明
[0045] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0046] 图1是本申请实施例提供的悬索桥索股智能定位方系统的示意图;
[0047] 图2是本申请实施例提供的卡箍、智能测尺安装在待定索股和基准索的示意图;
[0048] 图3是本申请实施例提供的夹箍和智能测尺的连接示意图;
[0049] 图4是本申请实施例提供的智能测尺的结构示意图,其中(a)为剖视图,(b)为主视图;
[0050] 图5是本申请实施例提供的待定索股和基准索实测相对高差计算原理示意图;
[0051] 图6是本申请实施例提供的中央控制器的示意图;
[0052] 图7是本申请实施例提供的悬索桥索股智能定位方法和系统的流程示意图;
[0053] 附图标记:1、夹箍;2、智能测尺;3、数字电动葫芦;4、数控液压千斤顶;5、中央控制器;6、待定索股;7、移动卡座;8、测尺本体;9、倾角传感器;10、电源;11、微型电机;12、锚杆;13、T形半圆环轨道;14、基座框;15、电动齿轮组;16、主索鞍;17、施工鹰架;18、散索鞍;19、施工门架;20、基准索股;101、铰接轴;102、销轴。

具体实施方式

[0054] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0055] 如图1到图5所示,本申请公开了一种悬索桥索股的智能定位系统的实施例,悬索桥索股包含基准索股20和待定索股6,每个索股均跨过两个桥塔顶部的主索鞍16,每个索股的端部均穿过散索鞍18固定于锚杆12,每个主索鞍16对应安装施工鹰架17,每个散索鞍18对应安装施工门架19;施工鹰架17和施工门架19的作用均是充当一个安装数字电动葫芦3的辅助结构。具体地,悬索桥索股实际上包含很多根待定索股,以基准索股20为基准,逐根待定索股6进行定位,本申请以一根待定索股6进行说明。
[0056] 本申请公开了一种悬索桥索股的智能定位系统的实施例,悬索桥索股包含基准索股20和待定索股6,智能定位系统包含中央控制器5、
[0057] 若干数字电动葫芦3、若干数控液压千斤顶4、两个夹箍1和智能测尺2,中央控制器5用于进行中心控制。若干数字电动葫芦3用于在需要张拉索股的时候,提升索股,为张拉索股做准备,具体,若干数字电动葫芦3接收中央控制器5的指令提升待定索股6使其离开悬索桥的主索鞍16和散索鞍18的鞍槽,为索股张拉做准备。
[0058] 若干数控液压千斤顶4一一对应设置在每个索股的端部,每根索股的两端均分别设置一个数控液压千斤顶4,数控液压千斤顶4用于接收中央控制器5的指令张拉待定索股6,使得待定索股6更加接近于设计状态。
[0059] 两个夹箍,分别用于夹紧基准索股20和待定索股6。
[0060] 智能测尺2包含测尺本体8和安装于测尺本体8的倾角传感器9,测尺本体8的一端固定于夹持基准索股20的夹箍1,另一端用于搭接夹持待定索股6的夹箍1。智能测尺用于测量两个夹箍之间的间距。中央控制器5用于控制数字电动葫芦3提升待定索股6,还用于根据测尺本体8和倾角传感器9的测量数据控制数控液压千斤顶4张拉待定索股6。
[0061] 值得说明的是,测尺本体8所在直线始终经过夹持基准索股20的夹箍1的中心。本申请的智能测尺2的测量原理简介,当测尺本体8的另一端搭接到夹持待定索股6的夹箍1时,智能测尺2和两根索股形成电路通路,触发设置在测尺本体8根部的测量装置,得到图6中的L。具体地,测量装置可以是各类激光装置也可以是各类声呐装置。
[0062] 本申请的智能定位系统,能够测量与定位施工同步进行,智能测尺2自动测量基准索股20和待定索股6之间的距离,中央控制器5根据测尺本体8和倾角传感器9的测量数据,可控制数字电动葫芦3提升待定索股6,然后控制数控液压千斤顶4张拉待定索股6,实现待定索股6的自动化测量和智能化定位,大大提升了测量精度和定位效率,相比于传统的方案用多名测量人员手持测量器具在狭小猫道夜间测量然后用多种其他机械辅助设备进行定位调整,本申请的智能定位系统,测量与定位施工同步进行,多机械设备(数字电动葫芦3和数控液压千斤顶4)协同智能化定位,大大提供了测量和施工定位工效。
[0063] 在一个实施例中,夹箍1包含两个半圆夹箍,夹持于基准索股20的夹箍1的每个半圆夹箍外壁垂直设置一个T形半圆环轨道13,两个T形半圆环轨道13形成T形圆环轨道。具体地,两个半圆夹箍夹和固定时,两个T形半圆环轨道13形成整个T形圆环轨道。
[0064] 智能测尺2还包含移动卡座7,移动卡座7可移动设置于T形圆环轨道,测尺本体8的一端垂直固定于移动卡座7,即测尺本体8的一端通过移动卡座7可移动固定于T形圆环轨道。
[0065] 在实际使用过程中,测尺本体8的一端沿T形圆环轨道行走,直至测尺本体8的另一端搭接于待定索股6,即可进行两个索股之间的距离测量。
[0066] 进一步地,T形圆环轨道朝外的一面(即远离夹箍的一面)呈轮齿状(即图5中T形半圆环轨道13的顶面呈轮齿状)。
[0067] 移动卡座7还包含微型电机11、基座框14和电动齿轮组15,基座框14的横截面呈底面开缺口的回字形结构,基座框14倒扣卡接于T形圆环轨道,电动齿轮组15设置于基座框14内侧顶部,且电动齿轮组15与T形圆环轨道的齿轨相配合,中央控制器5可控制电动齿轮组15转动,使基座框14沿T形圆环轨道行走。
[0068] 本申请的智能定位系统,在夹持于基准索股20的夹箍1外壁设置T形圆环轨道,并设置包含微型电机11、基座框14和电动齿轮组15的移动卡座7,能够自动化实现基座框14沿T形圆环轨道行走,进而自动实现待定索股6的另一端搭接于基准索股20,实现两根索股之间距离的测量工作,大大提升了测量效率。
[0069] 优选地,本申请的智能测尺2还包含电源10,电源10为微型电机11供能。优选地,夹箍1包含两个半圆夹箍,半圆夹箍的外壁为半圆框,内壁呈半六边形,用于夹紧索股。两个半圆夹箍的一侧通过铰接轴101铰接,另一侧通过销钉102可拆卸插接固定。
[0070] 在一个实施例中,中央控制器5包含多个功能模块,多个功能模块分别为距离获取模块、索温获取模块和张拉量获取模块。
[0071] 具体地,距离获取模块根据两个夹箍1的外框半径、测尺本体8的读数和测尺本体8的倾斜率,获取待定索股6在实际索温下待定索股6相对于基准索股20的高差值,并计算与其理论高差值的高偏差。
[0072] 索温获取模块用于接收索温传感器测量的待定索股6和基准索股20的温度场数据。具体地,待定索股6和基准索股20均设置索温传感器。
[0073] 张拉量获取模块用于根据测尺本体8和倾角传感器9的测量数据及其他已知尺寸获取待定索股6跨中相对于基准索股20的实际高差值。其中,已知尺寸指的是两个夹箍1的外径R。张拉量获取模块还用于根据实际索温下待定索股6跨中相对于基准索股20的实际高差值与其理论高差值的偏差、实际索温及索股理论方程,得到待定索股6的实际调整长度值。之后,数控液压千斤顶4根据这个实际调整长度值张拉待定索股6。中央控制器5用于在待定索股6上提后根据调整长度值控制数液压千斤顶4张拉待定索股6。
[0074] 进一步地,数字电动葫芦3在上提待定索股6时,每次上提的高度一定,只需要使得索股离开主索鞍或散索鞍的鞍槽即可。
[0075] 具体地,索股理论方程,跟ΔH’、实际索温、拉力、垂度、长度和重力等相关,其中ΔH’和实际索温是自变量,其余多数参数为设计已知量,索股理论方程是悬索桥设计领域的常规方程,本申请不作赘述。
[0076] 本申请的智能定位系统,中央控制器5包含多个模块,分工明确,协同处理,能够实现自动化测量和智能化定位,大大提高测量效率。
[0077] 在一个实施例中,每个索股的中部均跨过桥塔顶部的主索鞍16,每个索股的端部均穿过散索鞍18固定于锚杆。每个主索鞍16处对应安装施工鹰架17,每个散索鞍18处对应安装施工门架19。施工鹰架17和施工门架19为索鞍的提拉提供施展空间,用于安装电动葫芦。若干数字电动葫芦3一一对应安装在施工鹰架17和施工门架19,即每一处散索鞍18和主索鞍16处均对应设置数字电动葫芦3。
[0078] 如图7所示,一种基于上述悬索桥索股智能定位系统的定位方法,其特征在于,包含以下步骤:
[0079] S1:通过智能测尺2获取实际索温下待定索股6跨中处相对于基准索股20的实际高差值;中央控制器5计算实际高差值与其理论高差值的偏差;
[0080] S2:中央控制器5根据偏差、实际索温及索股理论方程,计算得到待定索股6的实际调整长度值;中央控制器5控制数字电动葫芦3上提待定索股6,并指令待定索股6两端对应的数控液压千斤顶4张拉调整待定索股6;
[0081] S3:中央控制器5控制数字电动葫芦3放下待定索股6,重复上提和张拉调整待定索股6的过程,直至待定索股6调整就位。
[0082] 本申请的定位方法,控制逻辑清晰明确,先得到实际高差值与与其理论高差值的偏差,然后通过该偏差、实际索温及索股理论方程,计算得到实际调整长度值,之后用实际调整长度值指导数控液压千斤顶4进行拉伸即可,之后重复上述上提和张拉待定索股6的过程,直至待定索股6调整就位。具体地,调整就位指的是实际高差值与理论高差的偏差小于等于10mm即可,本申请的定位方法,自动化测量,智能化定位,测量与定位施工同步进行,大大提升了施工效率。
[0083] 进一步地,每个索股的中部均跨过桥塔顶部的主索鞍16,每个索股的端部均穿过散索鞍18固定于锚杆。每个主索鞍16处对应安装施工鹰架17,每个散索鞍18处对应安装施工门架19。施工鹰架17和施工门架19为索鞍的提拉提供施展空间,用于安装电动葫芦。若干数字电动葫芦3一一对应安装在施工鹰架17和施工门架19,即每一处散索鞍18和主索鞍16处均对应设置数字电动葫芦3。
[0084] 具体地,上提待定索股6,使得待定索股6离开主索鞍16和散索鞍18的索槽;放下待定索股6,使得待定索股6放入主索鞍16和散索鞍18的索槽。
[0085] 关于定位方法,在一个实施例中,夹箍1包含两个半圆夹箍,夹持于基准索股20的夹箍1的每个半圆夹箍外壁垂直设置一个T形半圆环轨道13,两个T形半圆环轨道13形成T形圆环轨道。具体地,两个半圆夹箍夹和固定时,两个T形半圆环轨道13形成整个T形圆环轨道。
[0086] 智能测尺2还包含移动卡座7,移动卡座7可移动设置于T形圆环轨道,测尺本体8的一端垂直固定于移动卡座7,即测尺本体8的一端通过移动卡座7可移动固定于T形圆环轨道。在实际使用过程中,测尺本体8的一端沿T形圆环轨道行走,直至测尺本体8的另一端搭接于待定索股6,即可进行两个索股之间的距离测量。智能测尺2包含设置于移动卡座7的倾角传感器9。
[0087] 步骤S1包括:
[0088] 将两个夹箍1分别夹在待定索股6和基准索股20的跨中处,具体地,两个夹箍1位于同一竖向位置。测尺本体8的一端通过移动卡座7固定于夹持基准索股20的夹箍1。
[0089] 中央控制器5控制智能测尺2的移动卡座7移动,直至测尺本体8与夹紧于待定索股6的夹箍1外壁相切,记录并存储测尺8的读数L和倾斜率α(即图6中的测尺本体相对于平线的倾斜角);
[0090] 如图5所示,根据测尺8的读数L和倾斜率α、两个夹箍1的外半径R,计算待定索股6跨中相对于基准索股20的实际高差值ΔH:
[0091]
[0092] 根据待定索股6跨中相对于基准索股20的已知理论高差值ΔH0和待定索股6跨中相对于基准索股20的实际高差值ΔH,计算待定索股6跨中相对于基准索股20的实际高差值与其理论高差值的偏差ΔH’,ΔH’=ΔH‑ΔH0。
[0093] 关于定位防范,智能定位系统包含索温传感器,步骤S2包括:
[0094] 中央控制器5通过索温传感器获取待定索股6和基准索股20的温度场数据;
[0095] 中央控制器5根据实际索温下待定索股6跨中相对于基准索股20的实际高差值与其理论高差值的偏差ΔH’、实际索温及索股理论方程,得到待定索股6的实际调整长度值S。具体的,通过张拉量获取模块得到S。
[0096] 中央控制器5控制塔顶主索鞍16处及散索鞍18处的数字电动葫芦3提升待定索股6,使待定索股6离开鞍槽;
[0097] 中央控制器5指令待定索股6两端的数控液压千斤顶4,分别对称张拉调整待定索股6两端,各调整S/2。
[0098] 关于定位方法,进一步地,中央控制器5控制塔顶主索鞍16处及散索鞍18处的数字电动葫芦3放下待定索股6,使待定索股6重新进入鞍槽;
[0099] 重复上提和张拉调整待定索股6的过程,直至ΔH’在待定索股6跨中相对于基准索股20的实际高差值与其理论高差值的允许偏差之内,调整待定索股6就位。具体地,允许偏差为小于等于10mm。
[0100] 在一个实施例中,中央控制器5包含用于计算高差的距离获取模块、用于获取实际索温的索温获取模块和用于计算得到待定索股6实际张拉量的张拉量获取模块。
[0101] 在步骤S1中,距离获取模块根据两个夹箍1的外框半径、测尺本体8的读数和测尺本体8的倾斜率,获取待定索股6在实际索温下待定索股6相对于基准索股20的高差值,并计算与其理论高差值的高偏差。
[0102] 步骤S2中,索温获取模块接收索温传感器测量的待定索股6和基准索股20的温度场数据;张拉量获取模块根据测尺本体8和倾角传感器9的测量数据及已知尺寸,获取待定索股6跨中相对于基准索股20的实际高差值;还用于根据实际索温下待定索股6跨中相对于基准索股20的实际高差值与其理论高差值的偏差、实际索温及索股理论方程,得到待定索股6的实际调整长度值S,中央控制器5用于在待定索股6上提后根据调整长度值控制控液压千斤顶4张拉待定索股6。
[0103] 在本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0104] 需要说明的是,在本申请中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0105] 以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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