[发明专利]桥式起重机大车轨道不均匀沉降实时监测方法

说明书

技术领域

该发明涉及一种用于实时测量桥式起重机大车轨道高低差的新技术，具体为一种桥式起重机大车轨道不均匀沉降实时监测方法。

背景技术

一般港口码头及其起重设备的设计寿命都要达到几十年。在如此长久的时间内由于地质结构、码头结构、载荷特征的变化以及区域地面沉降等极易造成码头和码头上铺设的桥吊大车轨道的不均匀沉降。码头不均匀沉降会影响到码头及其上作业的桥式起重机安全运行。码头状态正常时，铺设在码头上的(海陆侧)大车轨道的高低差应保持在一定的范围内，当超过所允许的极限值时，就会对桥式起重机的正常工作乃至安全造成影响。

目前各港务公司通常定期(如每年一次或更长时间周期)测量码头水平度来掌握码头沉降状态，从而来定量分析和掌握大车轨道的高低差及其码头不均匀沉降的变化趋势。这种传统检测手段存在过多依赖人力及实时性差的缺点，并且现场测量工作会受到码头使用工况的影响，检测工作强度大，安全性也较差。这也导致了现有定期测量的周期也很长，使得桥式起重机有可能长时间工作在高低差超过所允许的极限值的大车轨道上，从而影响到起重机的健康状态，长此以往会缩短它的使用寿命甚至出现安全问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种在线实时监测桥式起重机大车轨道的不均匀沉降的方法，能及时掌握码头的不均匀沉降信息及其实时的变化趋势。

本发明的技术方案如下：

桥式起重机大车轨道不均匀沉降实时监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在线获取的大梁放下时的实时角度振动信号，并进行降噪和超低频时频特征分析，然后进行小波包分解信号处理，获取几乎由大车轨道高低差所引起的角度振动特征信号；

2)根据步骤1)中获得的大梁实测角度值，由公式ΔA＝α(C-C₀)求得大车轨道高低差，其中ΔA为大车轨道高低差，C为实测大梁角度值，C₀为大车轨道高低差为0时对应的大梁角度值，α为轨道高低差灵敏度，α和C₀为通过如下方法事先获得：将桥式起重机停在某固定位置，记录角度信号值C，使用水准仪测量该位置海、陆侧大车轨道水平度，计算出大车轨道高低差ΔA，重复以上步骤，获取桥式起重机在三个不同位置下的C值和ΔA值，利用最小二乘法进行直线拟合，根据公式α＝ΔA/(C-C₀)求出相对应的轨道高低差灵敏度α以及C₀。

本发明根据NetCMAS系统在大梁前端的角度振动传感的特点，并在结合桥式起重机的工作方式，同时基于实时角度振动的特征，通过抽取大车轨道不均匀特征信号后对其进行标定，使得标定后的信号直观表征了大车轨道高低差数值，即不均匀沉降的状态，从而实现了在线式实时监测大车轨道或码头不均匀沉降及其变化趋势。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：实现了对大车轨道不均匀沉降状态监控的自动化，能提高和完善现有定期人工检查的效率和自动化程度，节省了大量的人力物力，避免了现场测量的隐含的不安全性；具有实时性的优点，能帮助现场工程师及时发现和掌控码头不均匀沉降及其变化趋势；通过大量的数据积累，可对大车轨道未来状态进行预测，以便及时的采取维护与维修措施，能更好的确保桥式起重机安全作业和码头的正常使用，同时可以通过报警制动装置来预防相应突发事件的发生。

附图说明

图1为桥式起重机前大梁角度传感器信号波形图。

图2为桥式起重机前大梁放下信号波形图。

图3为桥式起重机前大梁放下信号除噪后波形图。

图4为桥式起重机前大梁放下信号除噪后轨道高低差特征波形图。

图5为轨道高低差标定原理图。

图6为最小二乘拟合直线结果。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐述本发明。

当桥式起重机前大梁放下时，大车轨道高低差会引起大梁俯仰角度的改变，为了使装于大梁最前端的角度传感器能真实体现大梁俯仰角度，需对传感器输出的复杂信号进行降噪、小波包分解等信号处理。