本發(fā)明涉及橋梁施工，特別是涉及一種大跨徑預(yù)制箱梁結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、按照現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，橋梁可以分為特大橋、大橋、中橋、小橋和涵洞，這些分類依據(jù)的是橋梁的多孔跨徑總長和單孔跨徑。其中，多孔跨徑總長在100米及以上，單孔跨徑在40米及以上的橋梁被歸類為大跨度橋梁。

2、目前，大跨徑預(yù)制箱梁在運輸過程中，以多點支撐的形式放置在運輸設(shè)備上，設(shè)備運行不同步、地面不平整、液壓系統(tǒng)適應(yīng)變形需要時間等因素會造成大跨徑預(yù)制箱梁結(jié)構(gòu)受力及姿態(tài)發(fā)生變化，最終使得箱梁混凝土存在開裂風(fēng)險?；炷灵_裂給大跨徑預(yù)制箱梁耐久性帶來不利影響，進而影響橋梁長期性能及結(jié)構(gòu)安全。

3、目前，預(yù)制箱梁施工控制一般將應(yīng)力及變形作為關(guān)鍵監(jiān)測參數(shù)，應(yīng)力和變形雖然能夠反映箱梁的關(guān)鍵斷面的受力和變形情況，但出現(xiàn)預(yù)警時不能指導(dǎo)工藝調(diào)整的快速決策，影響施工進度。大型混凝土箱梁運輸核心問題是邊界支撐問題，控制邊界支撐變化對梁體的影響是混凝土箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)對大跨徑預(yù)制箱梁結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級的評判，并為工藝快速調(diào)整提供決策支持，從而解決大跨徑預(yù)制箱梁運輸過程中易開裂的問題。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警方法，包括以下步驟：

4、s1、選取四點平面扭曲度和結(jié)構(gòu)應(yīng)力作為大跨徑預(yù)制箱梁的安全的監(jiān)測參數(shù)；

5、所述四點平面扭曲度的獲取步驟包括：將所述大跨徑預(yù)制箱梁初始狀態(tài)下的底板四個角點的位置視為四個角點的高程零點位置；

6、記錄所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸過程中四個角點相對于所述高程零點位置的相對高程值，將所述四個角點中互為對角角點的相對高程值相加，得到兩組對角角點相對高程值之和；

7、計算所述兩組對角角點相對高程值之和的差的絕對值，所述絕對值即為四點平面扭曲度；

8、s2、采用有限元模型分析計算所述四點平面扭曲度的最大允許值；將所述四點平面扭曲度的最大允許值作為所述四點平面扭曲度的控制值；

9、s3、采用有限元模型分析計算大跨徑預(yù)制箱梁初始狀態(tài)下各關(guān)鍵測試點處的初始結(jié)構(gòu)應(yīng)力，根據(jù)所述初始結(jié)構(gòu)應(yīng)力，計算結(jié)構(gòu)應(yīng)力的最大允許變化值；將所述最大允許變化值作為所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力的控制值；

10、s4、根據(jù)所述四點平面扭曲度的控制值、結(jié)構(gòu)應(yīng)力的控制值和預(yù)警范圍，得到大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級。

11、優(yōu)選的，步驟s4中，所述預(yù)警范圍包括四點平面扭曲度預(yù)警范圍和結(jié)構(gòu)應(yīng)力預(yù)警范圍；

12、所述四點平面扭曲度預(yù)警范圍的劃分步驟包括：將所述四點平面扭曲度的控制值與三個不同的四點平面扭曲度折減系數(shù)相乘得到三個不同的四點平面扭曲度的預(yù)警值；

13、將所述三個不同的四點平面扭曲度的預(yù)警值按從大到小的順序設(shè)置為所述四點平面扭曲度的i級預(yù)警值、ii級預(yù)警值、iii級預(yù)警值；

14、所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力預(yù)警范圍的劃分步驟包括：將所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力的控制值與三個不同的結(jié)構(gòu)應(yīng)力折減系數(shù)相乘得到三個不同的結(jié)構(gòu)應(yīng)力的預(yù)警值；將所述三個不同的結(jié)構(gòu)應(yīng)力的預(yù)警值按從大到小的順序設(shè)置為所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力的i級預(yù)警值、ii級預(yù)警值、iii級預(yù)警值。

15、優(yōu)選的，根據(jù)所述四點平面扭曲度的預(yù)警值和所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力的預(yù)警值設(shè)立預(yù)警機制；

16、所述預(yù)警機制包括：所述四點平面扭曲度的監(jiān)測值或所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)測值中任一監(jiān)測值超過各自的預(yù)警值則發(fā)出預(yù)警；

17、所述四點平面扭曲度的監(jiān)測值為所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸過程中實時獲取的所述四點平面扭曲度；

18、所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力的監(jiān)測值為所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸過程中實時獲取的結(jié)構(gòu)應(yīng)力相對于所述大跨徑預(yù)制箱梁初始狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力的變化值。

19、優(yōu)選的，根據(jù)所述預(yù)警機制設(shè)立預(yù)警等級，所述預(yù)警等級為i級預(yù)警或結(jié)構(gòu)應(yīng)力預(yù)警等級為i級預(yù)警，則監(jiān)測結(jié)果為i級預(yù)警；

20、所述預(yù)警等級為ii級預(yù)警或結(jié)構(gòu)應(yīng)力預(yù)警等級為ii級預(yù)警，則監(jiān)測結(jié)果為ii級預(yù)警；

21、所述預(yù)警等級為iii級預(yù)警或結(jié)構(gòu)應(yīng)力預(yù)警等級為iii級預(yù)警，則監(jiān)測結(jié)果為iii級預(yù)警。

22、優(yōu)選的，根據(jù)所述預(yù)警等級得到大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級；

23、所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級，包括：

24、未預(yù)警時，所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級處于低風(fēng)險等級；

25、i級預(yù)警時，所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級處于中風(fēng)險等級；

26、ii級預(yù)警時，所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級處于高風(fēng)險等級；

27、iii級預(yù)警時，所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級處于極高風(fēng)險等級。

28、優(yōu)選的，根據(jù)所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級進行工藝的調(diào)整。

29、一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括：

30、傳感器，用于采集所述大跨徑預(yù)制箱梁的四個角點的相對高程值和結(jié)構(gòu)應(yīng)力；

31、采集儀，與所述傳感器通信相連，用于采集所述傳感器的數(shù)據(jù)；

32、監(jiān)測系統(tǒng)，根據(jù)四點平面扭曲度的控制值、結(jié)構(gòu)應(yīng)力的控制值和預(yù)警范圍，得到大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級。

33、優(yōu)選的，所述傳感器包括位移傳感器和應(yīng)力傳感器；

34、所述位移傳感器采用靜力水準(zhǔn)儀，用于獲取所述大跨徑預(yù)制箱梁的四個角點的相對高程值；

35、所述應(yīng)力傳感器用于獲取所述大跨徑預(yù)制箱梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力。

36、優(yōu)選的，還包括聲光報警部件，用于所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)風(fēng)險等級聲光報警。

37、優(yōu)選的，還包括調(diào)節(jié)部件，用于實時調(diào)整所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)的工藝。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明選取四點平面扭曲度和結(jié)構(gòu)應(yīng)力作為監(jiān)測參數(shù)，根據(jù)所述四點平面扭曲度的控制值、結(jié)構(gòu)應(yīng)力的控制值和預(yù)警范圍，得到大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級，根據(jù)所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級，提供工藝的調(diào)整，有效降低了大跨徑預(yù)制箱梁在運輸過程中開裂的風(fēng)險，排除安全隱患，防止事故發(fā)生。

技術(shù)特征：

1.一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于，步驟s4中，所述預(yù)警范圍包括四點平面扭曲度預(yù)警范圍和結(jié)構(gòu)應(yīng)力預(yù)警范圍；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于，根據(jù)所述四點平面扭曲度的預(yù)警值和所述結(jié)構(gòu)應(yīng)力的預(yù)警值設(shè)立預(yù)警機制；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于，根據(jù)所述預(yù)警機制設(shè)立預(yù)警等級，所述預(yù)警等級為i級預(yù)警或結(jié)構(gòu)應(yīng)力預(yù)警等級為i級預(yù)警，則監(jiān)測結(jié)果為i級預(yù)警；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于，根據(jù)所述預(yù)警等級得到大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于，根據(jù)所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級進行工藝的調(diào)整。

7.一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，用于實現(xiàn)權(quán)利要求1-6任意一項所述方法，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括位移傳感器和應(yīng)力傳感器；

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，還包括聲光報警部件，用于所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)風(fēng)險等級聲光報警。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，還包括調(diào)節(jié)部件，用于實時調(diào)整所述大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)的工藝。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及橋梁施工監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測預(yù)警方法及系統(tǒng)，方法包括以下步驟：選取四點平面扭曲度和結(jié)構(gòu)應(yīng)力作為大跨徑預(yù)制箱梁的安全的監(jiān)測參數(shù)；采用有限元模型分析計算得到所述四點平面扭曲度的控制值、結(jié)構(gòu)應(yīng)力的控制值；根據(jù)所述四點平面扭曲度的控制值、結(jié)構(gòu)應(yīng)力的控制值和預(yù)警范圍，得到大跨徑預(yù)制箱梁運輸結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級。本發(fā)明根據(jù)新設(shè)的參數(shù)四點平面扭曲度進行計算，得到表征大跨徑預(yù)制箱梁運輸過程中是否開裂的結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險等級，有利于及時排除風(fēng)險。

技術(shù)研發(fā)人員：孫文火,李平杰,張克浩,湯明,李洪斌,查文洋,朱成,陶金,楊曦,孫樸
受保護的技術(shù)使用者：中交第四航務(wù)工程局有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6