[發明專利]一種橋梁纜索吊裝裝置安全監測方法及系統

有效

• 申請號: 201810011311.6
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN107907167B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 李世安;董向前;廖雅杰;張立龍;劉偉;桂曉華;李偉;王國華;楊弘卿;唐朱寧
• 申請（專利權）人: 交通運輸部公路科學研究所;李世安
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國富

1.一種橋梁纜索吊裝裝置的安全監測系統，所述橋梁纜索吊裝裝置包括索塔和與所述索塔連接主纜索，所述索塔包括吊塔和扣塔，其特征在于，所述系統包括：監控終端和與所述監控終端連接的監測設備，所述監測設備包括傾角儀組、加速度傳感器、索力傳感器組、風速風向傳感器和應變計組；

所述傾角儀組包括設置在吊塔的傾角儀、設置在扣塔的傾角儀和設置在拱肋節段上的傾角儀；

所述索力傳感器組包括設置在主纜索上的索力傳感器、設置在與吊塔連接的扣纜索上的索力傳感器、設置在與扣塔連接的扣纜索上的索力傳感器和設置在所述橋梁纜索吊裝裝置背索上的索力傳感器；

所述風速風向傳感器設置在索塔上；

所述加速度傳感器設置在拱肋節段上；

所述應變計組包括設置在地錨處的應變計和設置在索塔底部上的應變計；

所述安全監測系統采用安全監測方法實現橋梁纜索吊裝裝置的安全監測，所述安全監測方法基于安裝于所述監控終端上的數據處理方法實現：

所述數據處理方法，具體按照下述步驟實現：通過監控終端獲取與所述監控終端連接的各個監測設備在拱肋節段被吊裝的施工作業過程中的實時監測數據，將所述實時監測數據直接與預先設置的閾值比較和/或將實時監測數據分析處理后得到的分析處理結果與預先設置的分析結果閾值比較，判斷各個監測設備所監測的橋梁纜索吊裝裝置是否存在風險，如果是，則發出提示消息；如果否，則繼續判斷；

對扣塔狀態的監測，具體為：在扣塔塔頂的兩個側立柱上設置扣塔傾角儀，根據從兩個扣塔傾角儀處實時獲取的傾角判斷扣塔的狀態：

實時獲取兩個扣塔傾角儀監測的傾角，根據公式(2)獲取扣塔塔頂的位移偏位；

當θ_j≥5°或max{L₁/L₂，L₂/L₁}≥2，扣塔在當前施工作業過程中處于高度風險狀態，立即發出停止施工，施工人員撤離危險區域的提示；

當3°≤θ_j5°或1≤max{L₁/L₂，L₂/L₁}2，扣塔在當前施工作業過程中處于中度風險狀態，發出請施工人員核實扣塔受力狀態的提示；

當θ_j3°且max{L₁/L₂，L₂/L₁}1，扣塔處于施工作業過程中的允許狀態，不發出報警；

L_j表示扣塔側立柱j塔頂的位移偏位，H表示扣塔的高度，θ_j表示扣塔傾角儀j監測的傾角，j表示扣塔的側立柱編號，j＝1或j＝2；

對橋梁纜索吊裝裝置中索塔的監測包括：對索塔前、后側的索力受力的監測和對于索塔偏載受力狀態的監測；

對索塔前、后側的索力受力的監測，具體為：在與吊塔連接的扣纜索上的索力傳感器組ⅰ實時獲取索力值組ⅰ、在與扣塔連接的扣纜索上的索力傳感器組ⅱ實時獲取索力值組ⅱ、在背索上設置索力傳感器組ⅲ實時獲取索力值組ⅲ，判別方法為：

每個索力值組包括兩個索力值，兩個索力值分別由兩個索力傳感器監測獲取，第一個索力傳感器監測位置A的索力值，第二個索力傳感器監測位置B的索力值，位置A和位置B分別設置在索塔兩側立柱的拉索上且位置A與位置B呈對稱設置；

設每個索力值組中的一個索力值為Δδ₁，另一個索力值為Δδ₂；

當max{Δδ₁/Δδ₂，Δδ₂/Δδ₁}≥10時，在當前施工作業過程中，索塔前、后側的索力受力不平衡性顯著，索塔處于高度風險狀態，立即發出停止施工，發出請施工人員調整索力的提示；

當5≤max{Δδ₁/Δδ₂，Δδ₂/Δδ₁}10時，在當前施工作業過程中，索塔前、后側的索力受力存在偏載，索塔處于中度風險狀態，發出持續關注索力變化的提示；

當max{Δδ₁/Δδ₂，Δδ₂/Δδ₁}5時，在當前施工作業過程中，索塔前、后側的索力受力均衡，索塔處于正常狀態；

對于索塔偏載受力狀態的監測，具體為：在索塔扣塔的左塔柱底部和右塔柱底部分別設置應變計，根據應變計的實時監測值判斷索塔偏載受力的狀態：

實時獲取左塔柱的塔柱應力值，記為Δε₁，實時獲取右塔柱的塔柱應力值記為Δε₂，

當max{Δε₁/Δε₂，Δε₂/Δε₁}≥3時，在當前施工作業過程中，索塔存在嚴重偏載受力，索塔為高度風險狀態，發出立即停止施工作業、請施工人員撤離危險區域的提示，同時，發出請相應人員找出偏載受力原因的提示；

當1≤max{Δε₁/Δε₂，Δε₂/Δε₁}3時，索塔的左塔柱和右塔柱受力不均衡，索塔為中度風險狀態，提示相應人員及時找出出現偏載受力的問題，待收到問題解決后的反饋消息后，發出可以繼續施工提示；

當max{Δε₁/Δε₂，Δε₂/Δε₁}1時，在當前施工作業過程中，索塔的左塔柱和右塔柱受力一致，索塔為正常狀態。