【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及變形監(jiān)測(cè)，更具體的說是涉及一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、橋梁是承載車輛和行人通行的重要交通設(shè)施，鋼梁和鋼拱是橋梁結(jié)構(gòu)中承擔(dān)主要荷載的部件。尤其是在卸載過程中，橋梁結(jié)構(gòu)可能會(huì)受到不同方向的應(yīng)力和變形，可能會(huì)引起結(jié)構(gòu)的變形、位移或者應(yīng)力集中等問題。通過對(duì)鋼梁和鋼拱的變形監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形和位移情況，預(yù)防潛在的結(jié)構(gòu)破壞或失穩(wěn)，確保卸載過程中的施工安全。
2、傳統(tǒng)的變形監(jiān)測(cè)方法包括使用測(cè)量?jī)x器(如測(cè)距儀、水平儀等)進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量等。這些方法需要人工操作，測(cè)量效率低，且無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變形情況。激光測(cè)距技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高精度的非接觸式測(cè)距，適用于測(cè)量橋梁結(jié)構(gòu)的變形和位移，但是受到測(cè)距距離限制，無法覆蓋整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)。
3、因此，如何提供一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，提高對(duì)鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)變形的測(cè)量精度，擴(kuò)大監(jiān)測(cè)覆蓋范圍，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取措施是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)提供了一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，提高對(duì)鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)變形的測(cè)量精度，擴(kuò)大監(jiān)測(cè)覆蓋范圍，覆蓋整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的全局監(jiān)測(cè)；能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取措施。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法，包括：
3、使用有限元軟件對(duì)鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體建模分析，得到施工模擬結(jié)果；考慮結(jié)構(gòu)的幾何形狀、材料特性、荷載情況等因素，進(jìn)行施工模擬，得到結(jié)構(gòu)在卸載過程
4、根據(jù)施工模擬結(jié)果，確定最終的卸載方案，并在鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)上布置觀測(cè)點(diǎn)，以監(jiān)測(cè)鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)在卸載過程中的變形和應(yīng)力情況；
5、在卸載過程中，通過觀測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力數(shù)據(jù)，記錄監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
6、根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立結(jié)構(gòu)在卸載過程中的應(yīng)力與變形時(shí)程曲線，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，得到結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力變化規(guī)律；
7、將監(jiān)測(cè)結(jié)果的應(yīng)力與變形時(shí)程曲線與最終卸載方案的施工模擬理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比分析；
8、根據(jù)對(duì)比分析結(jié)果進(jìn)行預(yù)警。當(dāng)監(jiān)測(cè)到鋼梁、鋼拱發(fā)生異常變形時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，對(duì)異常情況進(jìn)行原因分析，以便采取及時(shí)的措施進(jìn)行處理，保障工程的安全。
9、本專利技術(shù)將有限元建模、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和安全預(yù)警有機(jī)地結(jié)合在一起，有效地提高對(duì)結(jié)構(gòu)變形的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并及時(shí)采取措施以保障工程的安全，以確保對(duì)鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)變形的全面監(jiān)測(cè)和安全評(píng)估。
10、優(yōu)選的，使用有限元軟件對(duì)鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體建模分析，包括：
11、通過bim軟件計(jì)算鋼梁、鋼拱撓度，確定鋼梁、鋼拱卸載前的初始數(shù)據(jù)，驗(yàn)算施工過程中鋼梁、鋼拱撓度將其與預(yù)起拱度進(jìn)行比較，對(duì)比施工完畢加載后的撓度與設(shè)計(jì)控制撓度要求；
12、使用midas有限元分析插件監(jiān)測(cè)變形觀測(cè)點(diǎn)的位移量；
13、在模型中對(duì)鋼梁、鋼拱進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)布局，對(duì)鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析，通過bim軟件計(jì)算整體結(jié)構(gòu)各節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力；
14、最后使用bim模型虛擬添入施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，完成全過程施工模擬。
15、優(yōu)選的，卸載過程根據(jù)均衡緩慢的原則進(jìn)行卸載；
16、先對(duì)橋面上的拱肋臨時(shí)支撐進(jìn)行卸載；臨時(shí)支架按跨中向兩端的順序依次進(jìn)行卸載；
17、臨時(shí)支撐卸載操作主要采取對(duì)胎架模板分條切割的辦法進(jìn)行，每次切割的高度△h(每次切割量控制在5～10mm)，直至完成某一步的切割后結(jié)構(gòu)不再產(chǎn)生向下的位移，拆除支撐。
18、在支撐卸載過程中監(jiān)測(cè)變形控制點(diǎn)的位移量，如出現(xiàn)較大偏差時(shí)應(yīng)立即停止。
19、卸載過程中結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力與變形協(xié)調(diào)、均衡、變化過程緩和、結(jié)構(gòu)多次循環(huán)微量下降并便于現(xiàn)場(chǎng)施工操作的原則來實(shí)現(xiàn)，并遵循結(jié)構(gòu)最終變形最大位置先卸載的原則。
20、為使鋼橋受力與原設(shè)計(jì)狀態(tài)相接近，橋面上的臨時(shí)支架選擇在鋼拱吊桿張拉前卸載，鋼梁之間在系梁預(yù)應(yīng)力張拉完成后進(jìn)行卸載；
21、優(yōu)選的，監(jiān)測(cè)頻率不低于卸載速度，監(jiān)測(cè)頻率最低60秒/次；監(jiān)測(cè)過程中，應(yīng)力監(jiān)測(cè)與變形監(jiān)測(cè)同步，所述觀測(cè)點(diǎn)布置在系梁分段對(duì)接縫位置的頂板上，同時(shí)對(duì)鋼箱梁橋面以及對(duì)橋面以上部分的鋼拱進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。卸載完成后持續(xù)監(jiān)測(cè)72小時(shí)。
22、所述觀測(cè)點(diǎn)按系梁分段對(duì)接縫位置設(shè)置，以便于準(zhǔn)確地獲取系梁的變形情況，從而獲悉系梁承載能力及穩(wěn)定性，避免系梁在施工過程中發(fā)生變形，危害作業(yè)人員人身安全。
23、優(yōu)選的，在鋼拱一側(cè)粘貼測(cè)量反光，觀測(cè)鋼拱變形情況，提高監(jiān)測(cè)精度。因鋼拱高度較高，施工人員不便于上下放置棱鏡，故可以在鋼拱施工期間預(yù)先在其一側(cè)粘貼測(cè)量反光片。
24、優(yōu)選的，安裝溫度傳感器，對(duì)全橋溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，定期監(jiān)測(cè)橋梁溫度變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取維護(hù)措施，如加固、修補(bǔ)等，同時(shí)采取溫度補(bǔ)償措施，設(shè)置伸縮裝置、調(diào)整結(jié)構(gòu)材料的熱膨脹系數(shù)等。
25、優(yōu)選的，根據(jù)對(duì)比分析結(jié)果進(jìn)行預(yù)警，包括：
26、設(shè)定結(jié)構(gòu)位移、應(yīng)力和應(yīng)變作為預(yù)警指標(biāo)；
27、根據(jù)對(duì)比分析結(jié)果，將鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)的狀態(tài)分為正常、一級(jí)預(yù)警、二級(jí)預(yù)警和三級(jí)預(yù)警四種不同的預(yù)警級(jí)別；
28、根據(jù)預(yù)警級(jí)別和預(yù)警指標(biāo)，及時(shí)采取相應(yīng)的預(yù)警措施。
29、及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)異常情況，采取相應(yīng)的措施，保障結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行和使用。
30、優(yōu)選的，根據(jù)預(yù)設(shè)的第一安全閾值和第二安全閾值，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)小于第一安全閾值時(shí)，鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)的狀態(tài)為正常；
31、當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)大于等于第一安全閾值，小于第二安全閾值時(shí)，發(fā)出一級(jí)預(yù)警，提醒相關(guān)人員采取緊急措施并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)；
32、當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)大于等于第二安全閾值時(shí)，發(fā)出二級(jí)預(yù)警。立即停止施工并采取緊急應(yīng)對(duì)措施。
33、所述第一安全閾值設(shè)置為結(jié)構(gòu)位移、應(yīng)力或應(yīng)變超過施工模擬理論計(jì)算值的5％；所述第二安全閾值設(shè)置為結(jié)構(gòu)位移、應(yīng)力或應(yīng)變超過施工模擬理論計(jì)算值的10％。
34、通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，并進(jìn)行分級(jí)預(yù)警，可以更準(zhǔn)確地評(píng)估結(jié)構(gòu)的安全狀況，及時(shí)采取相應(yīng)的措施來保障施工的安全進(jìn)行。分級(jí)預(yù)警還可以提高應(yīng)急響應(yīng)的效率，減少安全事故的發(fā)生，確保結(jié)構(gòu)和施工人員的安全。
35、優(yōu)選的，一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，包括：
36、施工模擬模塊，用于使用有限元軟件對(duì)鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體建模分析，得到施工模擬結(jié)果；
37、觀測(cè)點(diǎn)布置模塊，用于根據(jù)施工模擬結(jié)果，確定最終的卸載方案，并在鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)上布置觀測(cè)點(diǎn)，以監(jiān)測(cè)鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)在卸載過程中的變形和應(yīng)力情況；
38、施工監(jiān)測(cè)模塊，用于在卸載過程中，通過觀測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力數(shù)據(jù)，記錄監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
39、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理模塊，用于根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立結(jié)構(gòu)在卸載過程中的應(yīng)力與變形時(shí)程曲線，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，得到結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力變化規(guī)律；<本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，使用有限元軟件對(duì)鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體建模分析，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，卸載過程根據(jù)均衡緩慢的原則進(jìn)行卸載；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，監(jiān)測(cè)頻率不低于卸載速度，監(jiān)測(cè)過程中，應(yīng)力監(jiān)測(cè)與變形監(jiān)測(cè)同步，所述觀測(cè)點(diǎn)布置在系梁分段對(duì)接縫位置的頂板上，同時(shí)對(duì)鋼箱梁橋面以及對(duì)橋面以上部分的鋼拱進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，在鋼拱一側(cè)粘貼測(cè)量反光，觀測(cè)鋼拱變形情況。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，安裝溫度傳感器，對(duì)全橋溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，定期監(jiān)測(cè)橋梁溫度變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取維護(hù)措施。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)對(duì)比分析結(jié)果進(jìn)行預(yù)警，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法
9.一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，使用有限元軟件對(duì)鋼梁、鋼拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體建模分析，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，卸載過程根據(jù)均衡緩慢的原則進(jìn)行卸載；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼梁、鋼拱變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，監(jiān)測(cè)頻率不低于卸載速度，監(jiān)測(cè)過程中，應(yīng)力監(jiān)測(cè)與變形監(jiān)測(cè)同步，所述觀測(cè)點(diǎn)布置在系梁分段對(duì)接縫位置的頂板上，同時(shí)對(duì)鋼箱梁橋面以及對(duì)橋面以上部分的鋼拱進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼梁、鋼拱變形...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙斌，余偉，宣鑫鵬，畢張龍，陳清云，卜東平，沈捷，張華明，何永斌，張華，劉強(qiáng)，童禮剛，羅孝德，王虎，王相國(guó)，吳文慧，李程，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中鐵一局集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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