[发明专利]一种基于北斗导航系统的桥梁转体控制系统及其应用方法

说明书

本发明属于桥梁建设领域，具体涉及一种基于北斗导航系统的桥梁转体控制系统的应用方法，所述控制系统包括北斗信号接收器、控制机和纠偏驱动器。所述控制系统的应用方法包括：1)设定桥墩偏角的预警阈值和纠偏值；2)启动控制系统；3)开始转体；4)监控转体进度；5)发出警报；6)缩小桥墩偏角；7)停止报警；8)结束转体。本发明用于实现桥梁转体施工过程中的自动化监控、自动纠偏和自动停转，从而能体现施工现场的信息化，显著提高施工现场的安全监管效率。

技术领域

本发明属于桥梁建设领域，具体涉及一种基于北斗导航系统的桥梁转体控制系统的应用方法。

背景技术

大型桥梁的转体系统一般分为上下两部分，上转盘包括上部球铰和撑脚，下转盘包括下部球铰、环形滑道、沙桶、转体驱动系统、承台等，通过钢销轴的连接定位两部分结合成一个完整的转体系统。大型桥梁的转体施工基本是围绕一个球铰转动，倾覆力矩通过球铰周边的滚动支撑平衡。实际转体过程中，由于风力影响、球铰的制作误差、转体质量刚度不均匀、预应力偏差等不利的情况，结构重心会偏离球铰中心，倾斜一侧的撑脚与滑道接触发挥支撑用，此时转体结构发生刚体位移，撑脚为倾覆支点。

参与转体过程的核心结构是不允许发生无组织运动的，甚至连微小侧向转动也需要受到严格控制。以往的研究，大多采用解析法或者结合有限元建模，但是并没有将其与现场施工监控相结合。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种基于北斗导航系统的桥梁转体控制系统及其应用方法。

本发明所述的一种基于北斗导航系统的桥梁转体控制系统包括：北斗信号接收器、控制机和纠偏驱动器；

所述北斗信号接收器与北斗卫星导航系统相适应，设置在待转体梁段的控制角点上；北斗信号接收器与控制机连接；

所述控制机分别与纠偏驱动器和转体桥的转体驱动系统连接；

所述纠偏驱动器为安装有千斤顶的竖向可伸缩撑脚，其上端与转体桥的上部球铰连接，下端设置在下部球铰的滑道上，与沙桶间隔均匀分布。

所述基于北斗导航系统的桥梁转体控制系统，还包括风速传感器；所述风速传感器设置在桥面上，与控制机无线连接。

所述基于北斗导航系统的桥梁转体控制系统，还包括纠偏轨道和配重轨道车；

所述纠偏轨道为设置在桥面上的车轨；

所述配重轨道车为电动力遥控车，设置在纠偏轨道上；每个配重轨道车结构与配重均相同，其驱动系统与控制机无线连接。

所述纠偏轨道由垂直设置在桥面上的两条车轨组成；两条车轨的交点在桥面上球铰轴心的对应位置处，其中平行于桥面行车方向的车轨为纵向车轨，垂直于桥面行车方向的车轨为横向车轨；所述纵向车轨由两条车轨的交点分割为相同长度的前半纵向纠偏轨道和后半纵向纠偏轨道，所述横向车轨由两条车轨的交点分割为相同长度的前半横向纠偏轨道和后半横向纠偏轨道，共有四段纠偏轨道。

所述配重轨道车有四辆，分别设置并限定在前半纵向纠偏轨道、后半纵向纠偏轨道、前半横向纠偏轨道和后半横向纠偏轨道上。

一种基于北斗导航系统的桥梁转体控制系统的应用方法，采用所述的基于北斗导航系统的桥梁转体控制系统，包括以下步骤：

步骤1，在控制机上设定桥墩偏角的预警阈值和纠偏值；所述预警阈值设置为转体桥的重力合力作用点超出桥墩与球铰接触面在水平面上的投影核心时的桥墩偏角；所述纠偏值小于实际桥墩偏角；

步骤2，启动控制系统；

控制机启动北斗信号接收器，获得各个控制角点的实时坐标变化，得出桥体在转体过程中所在的真实位置和水平高度，由此换算出转体上部结构在转体过程中与桥墩的实际桥墩偏角；