一種掛籃應力及變形預警系統的製作方法
2023-05-26 13:21:16
專利名稱：一種掛籃應力及變形預警系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於建築機具領域，涉及一種橋梁施工用的掛籃，具體涉及一種可及時監 控掛籃重要結構部位在施工過程中產生的應力和變形的預警系統。
背景技術：
掛籃是橋梁懸臂澆築的主要機具，是一個沿著軌道行走的活動施工平臺。掛籃從結構受力特點主要分為後支點掛籃和前支點掛籃。後支點掛籃可適用於各種懸臂澆築的橋梁，包括連續剛構、連續梁、斜拉橋等。後 支點掛籃主受力體系為懸臂梁，懸臂梁後半部分錨固在已澆築混凝土節段上，前半部分懸 出在待澆節段，懸掛施工平臺(一般懸臂梁均位於主梁上方)，進行節段混凝土澆築。常見 的懸臂梁形式多種，有鋼箱梁、貝蕾梁、三角形桁架、弓形桁架、菱形桁架、萬能杆件桁架等。後支點掛籃體系相對簡單，受力明確，體系轉換少(主要分為澆築狀態和行走狀 態)，施工過程中外荷載變化較小，施工控制相對簡單。但後支點掛籃的缺點主要包括澆築節段一般較短，掛籃懸臂越長，掛籃的承載力和剛度會急劇下降。掛籃前端變 形可調性差，節段線型控制難度較大。前支點掛籃一般在斜拉橋上使用，利用斜拉索作為掛籃的前支點，有的也稱為牽 索式掛籃。主要受力體系為有軸向力的連續梁，前支點為斜拉索。前支點掛籃的優點主要有掛籃的支承體系利用後斜拉索，將待澆築混凝土荷載 直接傳到塔柱上，使已澆築節段受力減少，可以減少施工期間預應力束的設置。通過掛籃前 端斜拉索索力調整，可以很好地控制節段混凝土初凝前的無應力標高，便於混凝土的線型 和質量控制。前支點掛籃的主要缺點有由於不同節段拉索角度不同，同一節段澆築過程中索 力也在主動和被動進行調整，整個掛籃受力體系較為複雜。在人為調整外力或施工加載過 程中，容易出現索力控制不同步、索力過大或過小，引起掛籃局部受力超出容許範圍。前支點掛籃拉索力對掛籃主體形成較大的水平力，掛籃主桁一般需要對應於拉索 布置，在主梁截面較寬的單索麵掛籃體系施工時，拉索和掛籃主梁都集中在主梁橫截面的 中間，掛籃在橫斷面方向容易失穩，且利用中間的拉索，調整掛籃橫向標高差異難度大，施 工安全和施工質量均存在一定的問題。要解決掛籃施工過程中的安全控制和質量控制問題，特別是前支點掛籃和前後支 點組合式掛籃，就需要設置一種掛籃應力及變形預警系統，防止施工過程中的操作失誤，指 導施工現場進行應力和變形控制，保證質量和安全。現有掛籃技術一般對此採用簡單的技術人員實地測量記錄的方式進行處理，其缺 點是必須依賴人員進行，而施工中有時測量困難，並且這種方式不能自動將該信息反饋到 質量安全部門，不利於及時發現和處理問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種掛籃應力及變形預警系統，便於技術人員隨 時監控和掌握掛籃重要部位和構件的變形及應力情況，並適時進行調整，確保質量與安全。解決該技術問題所採用的技術方案是一種掛籃應力及變形預警系統，其特徵在 於包括安裝在各個部位的傳感器和控制櫃，傳感器與控制櫃電連接，所述的控制櫃設有預 置程序和報警裝置，將由傳感器傳遞的各控制部位的變形量與設定值進行比較，當變形量 超過設定值時，報警裝置啟動報警。本發明採用上述技術方案，及時對掛籃結構的應力及變形進行監控，防止惡性事 故的發生，保證了施工質量和施工安全。進一步，變形控制所述的傳感器是設於掛籃底模板上的水平高差傳感器，所述的 水平高差傳感器包括水平連同器和液面檢測裝置，在模板底部鋪設水平軟膠管，在每個監 控點處採用一個三通、一根透明硬膠管與水平膠管連接，膠管內灌注深色液體，構成水平連 通器。在透明軟膠管的液面上下各設定距離處設有上、下檢測裝置，通過信號線與控制櫃連 接。當部分杆件變形過大，造成模板底部形成水平高差，根據液體從高處往低處流動的特 性，在各機位的透明軟膠管內出現液面升降的現象，液面的浮動將產生靠近或遠離上下光 電開關的運動。一旦黑色液面遮擋或者離開檢測裝置的感應範圍，黑色液面將遮擋或者不 遮擋檢測裝置的紅外線，使得光敏三極體導通或者截止，信號線將輸出高或低電平，將該開 關信號傳遞給控制櫃。應力傳感器是設於掛籃關鍵部位的應變片，在施工過程中，將應變數據傳至控制 櫃，與預設不同的施工流程的應變比較，進行預警。再進一步，所述的控制櫃還設有無線通訊接口，所述無線通訊接口可發送信息至 信息接收器。這樣的結構使技術人員可以隨時掌握掛籃各重要部位的變形情況，杜絕危險 狀況的發生。進一步，所述的信心接收器是有線或無線電話機。其技術成熟，成本便宜。
下面結合附圖和實施例對本發明技術方案進一步說明圖1是本發明在掛籃上布置的應力及變形測試點示意圖；圖2是本發明的水平高差傳感器結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明在掛籃的前系梁1、抗剪裝置2、內行走梁前端3、外行走梁前端 4、拉索接長杆5上分別設置有應變片，這些應變片通過信號線與電控櫃相連，電控櫃採用 單片機或者PLC，內設有預置程序和報警裝置，對各傳感器進行信號檢測，並將變形量與設 定值進行比較，當變形量超過設定值時，報警裝置啟動報警。本發明採用上述技術方案，及 時對掛籃結構的應力及變形進行監控，防止惡性事故的發生，保證了施工質量和施工安全。如圖2所示，本發明的水平高差控制器，採用透射式連通管構成流通液體的互連 裝置，然後利用光電傳感檢測管內液體位置的高低來判斷模板的控制部位的水平高差。在模板底部鋪設水平軟膠管，在每個機位處採用一個三通、一根透明硬膠管7與水平膠管6連接，膠管內灌注黑色液體，構成水平連通器。透明軟膠管內的黑色液體採用灌 有墨汁的自來水。在透明軟膠管的液面上下各1.5cm處設有上、下側光電開關(分別由圖 中所示的光電二極體8和光敏三極體13，以及光電二極體10和光敏三極體11組成)，通 過信號線12與控制裝置系統連接。當模板運行時，如出現各部位快慢不一，造成底部形成 水平高差，根據液體從高處往低處流動的特性，在各部位的透明軟膠管內出現液面9升降 的現象，液面9的浮動將產生靠近或遠離上下光電開關的運動。一旦黑色液面遮擋或者離 開光電開關U形槽的感應範圍，黑色液面將遮擋或者不遮擋光電開關內發光二極體的紅外 線，使得光電開關的光敏三極體導通或者截止，信號線將輸出高或低電平，將該開關信號傳 遞給同步控制裝置，同步控制裝置根據預先設定的程序，發出該機位提升設備停機或繼續 運轉的指令，從而實現對各部位的控制。 以上實施例僅僅說明本發明的實施方式，不能理解為對本發明的保護範圍的限 定，只要是採用本發明的技術方案，或者僅僅作出本領域的普通技術人員都能想到的常規 改進或變形，都落入本發明的保護範圍。
權利要求
一種掛籃應力及變形預警系統，其特徵在於包括安裝在各個部位的傳感器和控制櫃，傳感器與控制櫃電連接，所述的控制櫃設有預置程序和報警裝置，將由傳感器傳遞的各控制部位的應力值或變形量與設定值進行比較，當應力值或變形量超過設定值時，報警裝置啟動報警。
2.如權利要求1所述的掛籃應力及變形預警系統，其特徵在於所述的傳感器包括設 於掛籃底模板上的水平高差傳感器，所述的水平高差傳感器包括水平連同器和液面檢測裝置。
3.如權利要求1或所述的掛籃應力及變形預警系統，其特徵在於所述的控制櫃還設 有無線或有線通訊埠。
全文摘要
本發明公開了一種掛籃應力及變形預警系統，其特徵在於包括安裝在各個部位的傳感器和控制櫃，傳感器與控制櫃電連接，所述的控制櫃設有預置程序和報警裝置，將由傳感器傳遞的各控制部位的應力值和變形量與設定值進行比較，當應力值或變形量超過設定值時，報警裝置啟動報警。本發明採用上述技術方案，及時對掛籃結構的應力和變形進行監控，防止惡性事故的發生，保證了施工質量。
文檔編號E01D21/00GK101881001SQ201010195020
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月8日 優先權日2010年6月8日
發明者朱光華, 李正, 李洪濤, 楊壽忠, 王俊如 申請人:重慶城建控股(集團)有限責任公司