[发明专利]一种桥梁拼接缝车致振动变形监测及控制系统和方法

说明书

本发明属于桥梁拼宽技术领域，尤其涉及一种桥梁拼接缝车致振动变形监测及控制系统和方法。发明通过钢桁架与工字钢，在新桥与旧桥之间建立了内力传递通道，在拼接缝浇筑施工时，旧桥上的车辆荷载可以有效的传递至新桥结构上，减小新桥与旧桥之间的挠度差，提升拼接缝浇筑的质量；通过激光挠度仪与拾振器，在接缝施工过程中监测新旧桥梁之间挠度差与旧桥上因运营荷载导致的振动信息以确定混凝土的凝固质量，通过监测挠度差与振动信息，在不中断交通施工过程中就可以实时的了解拼接缝两侧的变形差和车桥耦合振动环境，通过挠度差与旧桥上的振动信息判断拼接缝的浇筑施工质量；同时当监测发现混凝土凝固过程中出现损伤，可以及时对混凝土进行修复。

技术领域

本发明涉及公路改扩建工程桥梁拼宽技术领域，尤其涉及一种桥梁拼接缝车致振动变形监测及控制系统和方法。

背景技术

目前，高速公路已经不能满足日益增长的交通量，对现有高速公路进行加宽势在必行。现有的高速公路拓宽工程中，对桥梁进行拓宽时，新旧桥拓宽拼接缝的浇筑至关重要；拼接缝的传力机理是通过钢筋混凝土结构将旧桥的运营荷载产生的内力传递至新桥，使二者协同受力。然而在拼接缝的浇筑施工过程中，混凝土强度没有形成，拼接缝的强度和刚度均很小，这将导致新桥与旧桥上的载荷不均衡，从而造成新旧桥梁之间产生较大的挠度差，使混凝土材料在凝固成型过程中产生严重损伤。从而导致拼接缝的质量不能满足高速公路的运营要求。

现有技术在对拼接缝进行浇筑施工时，为减小旧桥上因为交通荷载造成的新桥与旧桥的挠度差从而保证拼接缝的浇筑质量，往往需要对旧桥进行交通管制；当采用中断交通的方案对旧桥进行交通管制时会造成一定程度上的经济损失，当采用限速方案对旧桥进行交通管制时会有一些车辆肆意超速，这将会影响拼接缝浇筑质量，使拼接缝的浇筑质量无法保证；再此之后，施工方根据施工人员的经验，进行拼接缝的浇筑；对拼接缝浇筑过程中的浇筑质量仅仅依据施工人员的施工经验进行评判(如在混凝土凝固过程中肉眼观测混凝土凝固状态、目测混凝土凝固过程，等简单手段去评定拼接缝浇筑的质量)，无法及时准确的去判断拼接缝浇筑施工的质量；同时面对混凝土凝固过程中存在的缺陷，也无法及时准确的去处理。然而施工方施工人员的经验往往参差不齐，同时仅通过施工经验去完成拼接缝的浇筑，其施工质量面临着极大的不确定性，无法保证施工的效率和施工的质量。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中，在对拼接缝进行浇筑施工过程中，仅仅依靠施工人员的施工经验去进行拼接缝的浇筑施工并保证拼接缝的浇筑质量这一技术问题，提出如下技术方案：

本发明的第一方面在于提供一种桥梁拼接缝车致变形监测及控制系统，包括:控制装置和监测装置，所述控制装置包括：工字钢与钢桁架；所述钢桁架与拼接缝两侧桥梁之间采用螺栓连接；所述工字钢通过螺栓与拼接缝两侧桥梁的翼缘连接，所述钢桁架通过螺栓分别与所述工字钢和所述钢板连接；所述工字钢与所述钢桁架用于减小挠度差，所述监测装置用于监测所述挠度差以及旧桥的振动；所述挠度差为新旧桥梁拓宽拼接缝两侧的挠度差。

进一步的是，所述监测装置包括：激光挠度仪、反光板、拾振器以及与所述激光挠度仪、所述拾振器通信连接的处理器；激光挠度仪设置在旧桥的跨中位置，反光板对应设置在新桥的跨中位置；拾振器设置在旧桥的纵桥向跨中位置且横桥向靠近拼接缝位置。

本发明的第二方面提供一种桥梁拼接缝车致振动变形监测及控制方法，该方法应用于新旧桥梁拓宽拼接缝的拓宽施工，包括：

步骤1：在桥梁拼接缝处设置权利要求1或2所述的一种桥梁拼接缝车致变形监测及控制系统；

步骤2：在所述钢板上抹油直接浇灌混凝土；在混凝土完全凝固前，通过处理器监测激光挠度仪采集到的拼接缝两侧挠度差、拾振器采集到的振动信息；将所述挠度差、振动信息与阈值比较，当超过阈值时触发报警，并进行损伤处理。

进一步的是，所述阈值通过对施工所使用的混凝土进行材料性能试验，以及对拼接缝进行有限元分析得到。