[發(fā)明專(zhuān)利]基于傾角傳感器測(cè)量索塔變形的方法及傾角測(cè)量系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010650432.2
• 申請(qǐng)日: 2020-07-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111912378A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐郁峰;郭奮濤;孔慶彥;陳兆栓;陳梓駒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東華交科工程科技有限公司;廣東匯濤工程科技有限公司;華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B21/32
• 分類(lèi)號(hào): G01B21/32
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 左恒峰

本發(fā)明公開(kāi)了基于傾角傳感器測(cè)量索塔變形的方法及傾角測(cè)量系統(tǒng)，包括步驟：S1：建立斜拉橋索塔模型；S2：根據(jù)斜拉橋索塔模型計(jì)算得出使用傾角傳感器的數(shù)量方案；S3：根據(jù)傾角傳感器的數(shù)量方案以及索塔高度，將傾角傳感器設(shè)置在索塔上；S4：根據(jù)傾角傳感器檢測(cè)的傾斜角度計(jì)算索塔的檢測(cè)變形值。通過(guò)在索塔上設(shè)置傾角傳感器，根據(jù)傾角傳感器的檢測(cè)傾斜角度計(jì)算得出索塔的檢測(cè)變形值，以獲知索塔的變形情況，傾角傳感器的數(shù)量根據(jù)斜拉橋索塔模型計(jì)算得出，具有檢測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)。傾角傳感器檢測(cè)無(wú)需固定基準(zhǔn)點(diǎn)，傾角傳感器以自身為基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，使得測(cè)點(diǎn)布置靈活，避免靜止參考點(diǎn)被外界因素干擾后導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)偏差，同時(shí)具有成本較低的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及索塔測(cè)量領(lǐng)域，特別涉及基于傾角傳感器測(cè)量索塔變形的方法及傾角測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

索塔是斜拉橋重要的受力構(gòu)件，索塔要承受壓力、彎力、扭力耦合作用，索塔的狀態(tài)直接影響整座斜拉橋的工作性能。當(dāng)前階段橋梁車(chē)流量大，超載現(xiàn)象比較普遍，索塔的安全性受到較大影響，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致斜拉橋的垮塌。因此需要對(duì)索塔進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。

現(xiàn)有技術(shù)中，監(jiān)測(cè)索塔變形的方法主要有：光測(cè)量法、GNSS測(cè)量法。其中應(yīng)用于索塔變形監(jiān)測(cè)的光學(xué)測(cè)量法即全站儀測(cè)量法，其需要在各個(gè)檢測(cè)站使用全站儀進(jìn)行測(cè)量，以獲取檢測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，進(jìn)而獲知索塔的變形情況。然而，光測(cè)量法存在(1)儀器成本較高；(2)受天氣環(huán)境影響較大；(3)需要穩(wěn)定的后視基準(zhǔn)點(diǎn)，可能出現(xiàn)基準(zhǔn)點(diǎn)被破壞或者被外界影響而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差；(4)各測(cè)站需要良好通視，布點(diǎn)靈活性降低等缺點(diǎn)。

GNSS測(cè)量法組合使用了GPS、GLONASS，北斗和伽利略四大導(dǎo)航系統(tǒng)，覆蓋面廣，信號(hào)強(qiáng)。通過(guò)在索塔的塔頂位置布置GNSS接收儀器，實(shí)時(shí)接收GNSS信號(hào)，并通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到云端控制中心，然后通過(guò)控制中心的數(shù)據(jù)處理軟件，將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行解析，最后通過(guò)數(shù)據(jù)分析軟件，獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)三維坐標(biāo)。將三維坐標(biāo)與初始坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算后，即可獲得監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移的變化量。然而，GNSS測(cè)量法存在(1)儀器成本較高；(2)受天氣環(huán)境影響較大；(3)需要穩(wěn)定的參考基站，可能出現(xiàn)基準(zhǔn)點(diǎn)被破壞或者被外界影響而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提出基于傾角傳感器測(cè)量索塔變形的方法及傾角測(cè)量系統(tǒng)，其傾角傳感器設(shè)置在索塔上，通過(guò)傾角傳感器的檢測(cè)傾斜角度結(jié)合索塔的高度，計(jì)算出索塔的檢測(cè)變形值。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面實(shí)施例的基于傾角傳感器測(cè)量索塔變形的方法，包括步驟：

S1：獲取傾角傳感器的數(shù)量以及索塔的高度；

S2：根據(jù)傾角傳感器的數(shù)量對(duì)索塔進(jìn)行分段，；

S3：根據(jù)傾角傳感器檢測(cè)的傾斜角度以及對(duì)應(yīng)的分段長(zhǎng)度，計(jì)算索塔的檢測(cè)變形值。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于傾角傳感器測(cè)量索塔變形的方法及傾角測(cè)量系統(tǒng)，至少具有如下有益效果：通過(guò)在索塔上設(shè)置傾角傳感器，根據(jù)傾角傳感器的檢測(cè)傾斜角度結(jié)合索塔高度，計(jì)算得出索塔的檢測(cè)變形值，以獲知索塔的變形情況。傾角傳感器檢測(cè)無(wú)需固定基準(zhǔn)點(diǎn)，傾角傳感器以自身為基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，使得測(cè)點(diǎn)布置靈活，避免靜止參考點(diǎn)被外界因素干擾后導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)偏差，同時(shí)具有成本較低的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述步驟S2包括步驟：

S21：根據(jù)索塔高度L以及傾角傳感器的數(shù)量N，以將索塔分成N個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)/N的分段；

S22：N個(gè)傾角傳感器一一對(duì)應(yīng)設(shè)置在N個(gè)分段中間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的索塔位置上。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述步驟S3包括步驟：

S31：獲取傾角傳感器檢測(cè)的傾斜角度，根據(jù)每個(gè)傾角傳感器檢測(cè)的傾斜角度以及對(duì)應(yīng)分段的長(zhǎng)度，計(jì)算每個(gè)分段的撓度值；