一種一體化架橋機的智能監測系統技術方案

本發明專利技術公開了一種一體化架橋機的智能監測系統，包括光纖光柵應變傳感器，固定于一體化架橋機待監測部位；傾角計，安裝于一體化架橋機主梁及支腿上；光纖光柵解調儀，通過傳輸光纖與光纖光柵應變傳感器連接；傾角數據采集箱，通過電纜與傾角計連接；工控機，連接至光纖光柵解調儀及傾角數據采集箱；GPRS DTU模塊，將工控機的數據無線傳輸到遠程服務器，進行一體化架橋機結構安全性評價；工控機設有黑匣子模塊，用于實現工控機數據保護，具有可抗火、耐壓、耐沖擊振動、耐水浸泡、抗磁干擾等能力。本發明專利技術能較佳地對一體化架橋機金屬結構進行長期監測，對一體化架橋機安全運行具有重要的指導意義，具有明顯的工程應用價值。具有明顯的工程應用價值。具有明顯的工程應用價值。

【技術實現步驟摘要】
一種一體化架橋機的智能監測系統


[0001]本專利技術涉及橋梁施工領域，尤其涉及一種一體化架橋機的智能監測系統。

技術介紹

[0002]隨著我國城市化進程的加速，交通運輸壓力的增加，橋梁的建設項目日益增多，居民對文明施工的日益重視，降低施工對日常生活影響的需求越來越強。全預制裝配式橋梁具有施工工藝清晰明了、建造效率高、施工人員少且年輕化、施工質量穩定易保證、施工周期短、對既有交通影響小、節能環保等優點可以完全滿足目前居民對橋梁建造的期望和需求。因此，全預制裝配式橋梁將逐漸被應用于高速公路、市政道路新建工程、改擴建及應急搶修工程中，成為橋梁工程領域發展的必然趨勢。
[0003]架橋機是大量預制裝配式橋梁施工不可缺少的機械設備。架橋機是一種高度機動的起重機械；工作在野外惡劣環境，現場管理困難而且維護保養難以規范。根據高速公路中長期發展規劃，我國已進入高速公路大規模建設時期，因此，未來的很長一段時間，架橋機的使用日益頻繁，并承擔更繁重的建設任務。但是，架橋機一旦發生事故，不僅起復、修復架橋機需花費較長時間和大量資金，還會嚴重影響橋梁架設進度。
[0004]架橋機在施工過程中如果局部應力過大就會造成其結構斷裂，如果彎曲變形過大就會造成其局部失穩和整體失穩，這些問題都將直接影響架橋機整體的安全性。因此為了保證施工安全，避免造成重大人員傷亡，需要對其安全性進行重視，強化對架橋機的安全監測具有非常重要的社會意義和經濟意義。
[0005]一體化架橋機實現了提梁、運梁和架梁作業由一套設備完成，即一體化作業的目標，流程簡捷、轉場方便，無需使用過渡軌等器材進行運梁車與架橋機的對接，省去了運梁車從梁場將待架構件運至現場的流程，提高了施工效率和架梁速度、簡化了施工步驟，具有便于現場施工組織、無需大量地基處理、對地質條件具有良好的兼容性、高效經濟等諸多優點。一體化架橋機作為新型架橋機，目前工程應用尚少，因此，進行一體化架橋機安全監測工作具有重要的指導意義。
[0006]現有的架橋機監測系統根據《起重機械安全監控管理系統》的要求設計，主要針對架橋機進行視頻監控、運行參數監測以及架橋機電氣系統監測，從而實現對起重量、起升高度、水平度、風速、支腿垂直度等重要運行參數的記錄和管理。但現有的架橋機監測系統通常忽略其金屬結構本身的結構安全監測，應用范圍局限，且針對一體化架橋機的監測系統尚未成熟。
[0007]鑒于上述問題，結合實際工程應用，提出了一種一體化架橋機的智能監測系統。

技術實現思路

[0008]本專利技術提供了一種一體化架橋機的智能監測系統，可以有效解決
技術介紹
中的問題。
[0009]本專利技術可通過以下技術方案實現：
一種一體化架橋機的智能監測系統，包括：數據采集系統、現場監控系統及遠程監控系統三個子系統，所述的數據采集系統包括若干光纖光柵應變傳感器、若干傾角計、光纖光柵解調儀、傾角數據采集箱，所述的光纖光柵應變傳感器，固定于一體化架橋機待監測部位，用于監測架橋機在立柱、架梁及過孔工況下主梁及支腿關鍵截面的應變；所述的傾角計，安裝于一體化架橋機主梁及支腿上，用于監測一體化架橋機在運行過程中結構的變形狀況；所述的光纖光柵解調儀，通過傳輸光纖與光纖光柵應變傳感器連接，用于采集光纖光柵波長信息，通過波長的變化來感知應變的大小；所述的傾角數據采集箱安裝于一體化架橋機尾部平臺處，用于采集傾角計的數據；所述的現場監控系統包括工控機、GPRS DTU模塊，所述的工控機與光纖光柵解調儀及傾角數據采集箱連接，用于對一體化架橋機運行過程的監測與控制，通過安裝在工控機內的軟件分析判斷所采集的數據是否超出系統設定閾值，并做出預警，應變和傾角數據的閾值初步根據規范中規定的內力限值及位移限值確定，并根據各工況下的數據，進一步縮小閾值進行閾值修正；所述的GPRS DTU模塊與工控機連接，用于將工控機中的數據無線傳輸至遠程監控系統。
[0010]所述的遠程監控系統包括遠程服務器，通過GPRS網絡對現場采集的數據進行實時接收、顯示、存儲及數據處理分析，做出一體化架橋機結構安全性評價、一體化架橋機運行姿態評價，管理人員通過遠程監控系統不僅可以查看每一監測點數據的變化趨勢，也可以設置數據的采樣頻率及報警閾值，通過提高采樣頻率達到集中監測產生較大應變、傾角時段的一體化架橋機結構狀態的目的，應變和傾角數據較小時降低采樣頻率以減少數據量。
[0011]進一步，所述光纖光柵應變傳感器通過多根光纜串接，并接入光纖光柵解調儀，將其粘貼在一體化架橋機受力較大截面處，用于測量結構表面應變，且光纖光柵應變傳感器具有溫度自補償功能。
[0012]進一步，所述傾角計呈長方體狀，若干傾角計通過多根電纜串接，并接入傾角數據采集箱，通過L型支架將其固定安裝于一體化架橋機支腿及支腿附近主梁上，其具有優良的溫度穩定性，電纜中有四根導線，其中兩根作為電源導線，兩根作為信號導線。
[0013]進一步，所述光纖光柵解調儀的輸出端與工控機通過RJ
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45接口連接，所述傾角數據采集箱的輸出端通過HDMI接口與工控機連接。
[0014]進一步，所述工控機帶有黑匣子模塊，從而實現工控機數據保護具有可抗火、耐壓、耐沖擊振動、耐水浸泡、抗磁干擾等能力。
[0015]進一步，所述黑匣子模塊中置有硬盤、信號處理芯片及電池等，電池為信號處理芯片供電。
[0016]進一步，所述光纖光柵解調儀、傾角數據采集箱、工控機及GPRS DTU模塊采用發電機組及太陽能電池板兩套供電系統對其供電，優先采用太陽能電池板供電，供電不足時啟用發電機組。
[0017]進一步，所述遠程監控系統對應變及傾角數據進行實時監測，如實測數據超出預先設定的報警閾值，則遠程監控系統通過PC、APP、短信、郵箱及微信等多元化方式發送報警信息至用戶端，指導現場施工安全。
[0018]進一步，所述遠程監控系統顯示數據的方式通過BIM技術實現，即利用BIM技術建
立一體化架橋機的三維結構模型，并通過分析處理數據后，及時調整模型狀態，其與一體化架橋機的實際結構狀態一致，使工作人員能夠更直觀的監測一體化架橋機的結構安全狀況，預防意外發生。
[0019]由以上本專利技術的技術方案可知，本專利技術公開的一種一體化架橋機的智能監測系統搭建了一個一體化架橋機的監測平臺，可更好地對一體化架橋機作業過程進行監測，及時發現故障的早期征兆，采取相應的措施，進而避免重大事故發生。
附圖說明
[0020]下面結合附圖對本專利技術做進一步詳細的說明。
[0021]圖1是本專利技術中一體化架橋機主梁的正視圖。
[0022]圖2為圖1中A處的局部放大圖。
[0023]圖3是本專利技術中一體化架橋機第一支腿的正視圖。
[0024]圖4為本專利技術公開的結構示意圖。
[0025]附圖標記：1
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第一支腿，2
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第二支腿，3
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第三支腿，4
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第四支腿， 5
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主梁本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種一體化架橋機的智能監測系統，包括：數據采集系統、現場監控系統及遠程監控系統三個子系統，所述的數據采集系統包括若干光纖光柵應變傳感器、若干傾角計、光纖光柵解調儀和傾角數據采集箱，所述的光纖光柵應變傳感器固定于一體化架橋機待監測部位，用于監測架橋機在立柱、架梁及過孔工況下主梁及支腿關鍵截面的應變；所述的傾角計安裝于一體化架橋機各支腿附近主梁上，用于監測一體化架橋機在運行過程中結構的變形狀況；所述的光纖光柵解調儀通過傳輸光纖與光纖光柵應變傳感器連接，用于采集光纖光柵波長信息，通過光纖光柵波長的變化來感知應變的大小；所述的傾角數據采集箱安裝于一體化架橋機尾部平臺處，用于采集傾角計的數據；所述的現場監控系統包括工控機和GPRS DTU模塊，所述的工控機與光纖光柵解調儀及傾角數據采集箱連接，用于對一體化架橋機運行過程的監測與控制，通過安裝在工控機內的軟件分析判斷所采集的數據是否超出系統設定閾值，并做出預警，應變和傾角數據的閾值初步根據規范中規定的內力限值及位移限值確定，并根據各工況下的數據，進一步縮小閾值進行閾值修正；所述的GPRS DTU模塊與工控機連接，用于將工控機中的數據無線傳輸至遠程監控系統；所述的遠程監控系統包括遠程服務器，通過GPRS網絡對數據采集系統于現場采集的數據進行實時接收、顯示、存儲及數據處理分析，做出一體化架橋機結構安全性評價和一體化架橋機運行姿態評價，通過遠程監控系統查看每一監測點數據的變化趨勢以及設...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱賢宇，孫鶴，張益偉，周青，王崢，楊才千，
申請(專利權)人：江蘇中云筑智慧運維研究院有限公司中交第三航務工程局有限公司，
類型：發明
國別省市：