CN113463524A - 一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法 - Google Patents

一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法 Download PDF

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周志扬
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Abstract

本发明公开了一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，涉及顶推桥梁施工监测领域，本装置由安装结构、激光测距装置、辅助梁、激光标靶、数据采集模块构成。安装结构包括：基座、安装板块、轴体、螺母、第一凹槽、定位柱、橡胶垫、脚螺旋和圆水准器；激光测距装置设置于安装板块上；激光标靶设置于导梁前段平联上；激光标靶中间为十字丝；辅助梁位于桥梁尾端影响范围外的中线上；数据采集模块设置于激光测距装置上。本发明还公开了基于上述横向位移监测装置的监测方法。与现有技术相比，本发明安装和使用方便，监测具有实时性，测量误差小。

Description

一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法
技术领域
本发明涉及顶推桥梁施工监测领域，特别涉及是一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法。
背景技术
在科技技术发展的步伐下，桥梁建筑工程中出现越来越多的造桥方法，其中顶推法便是一种质量易控制、占用场地少、不受季节限制的高效的桥梁上部结构施工方法，却又是施工难度较大、精度要求极高的施工方法。顶推法施工是在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制梁，并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体联成整体，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前顶推出预制场地，然后继续在预制场进行下一节段梁的预制，直至施工完成。
在桥梁顶推施工的过程中，包括单点顶推和多点顶推的方式，但无论是单点项推还是多点顶推，顶推不均衡现象均难以避免，这是造成主梁横向偏位的主要原因。主梁横向偏位增加了桥墩的横向弯矩，使桥墩受力更为不利，随着横向偏位的发展，纠偏会变得越来越困难，顶推安全性逐渐降低，甚至出现落梁等极端情况；因此须对主梁横向位移进行实时监测，在发现发生偏移后及时纠偏。
在现有技术中，一般采用人工测量或是采用全站仪和经纬仪的方式进行顶推桥梁实时位移的测定,这种方法测量干扰大，并且在推动过程中测量数据不准确，所以在测量时必须要暂停施工，导致测量数据不能进行实时的反馈，这样会造成顶推桥梁施工不能得到及时的信息反馈。
所以如何及时得到顶推桥梁实时位移精确信息从而及时指导施工团队做出相应修正反应便成为顶推桥梁施工领域亟待解决的问题。
发明内容
针对上述监测装置和监测方法的不足，本发明提供一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，监测装置取代传统机械结构或者测量仪器来检测桥梁顶推施工时的偏移位移，并把数据反馈到施工人员的控制现场，并在每一次顶推完成后即可实时监测偏移位移量，防止构建移动过程中偏移过大带来的构建损坏、预制尺寸误差超标等质量风险。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，包括：激光测距装置、数据采集模块、安装结构、辅助梁、激光标靶；所述的安装结构包括：基座、安装板块、轴体、螺母、第一凹槽、定位柱、橡胶垫、旋转脚螺旋和圆水准器；所述的安装板块设置在基座上，安装板块靠近所述基座一面设有轴体，另一面用于安装激光测距装置，基座上设置有将安装板块进行固定的螺母；所述的螺母螺纹连接在轴体穿过基座的一端；所述安装板块靠近所述基座一面固定连接有定位柱；所述基座靠近所述安装板块一面设置有和定位柱进行插接的第一凹槽；所述的基座被固定于辅助梁中线上，基座用来固定安装板块的位置；所述的脚螺旋设置在所述基座下，脚螺旋用来整平圆水准器；所述的圆水准器设置在所述安装板块上，观察水泡的位置，确保水泡基于圆水准器的中心，圆水准器用来对激光测量装置进行粗略置平。
所述的定位柱远离所述安装板块的一端截面直径小于所述第一凹槽的内径。
所述的安装板块靠近所述基座一面设置有橡胶垫。
所述的激光测距装置设置于所述安装板块上，激光测距装置用来放射激光；
所述的激光标靶设置于导梁前段平联上，激光标靶用于反射所述激光测距装置放射的激光；
所述的激光标靶中间为十字丝，只有中间中心的十字丝可以反射所述激光测距装置放射的激光；
所述的辅助梁位于桥梁尾端影响范围外的中线上，辅助梁用来使激光测距装置所发射出来的激光与激光标靶的十字丝处在同一高度，能精准打到激光标靶的十字丝上；
所述的数据采集模块设置于激光测距装置上，数据采集模块用于采集所述激光测距装置测得的激光测距装置与激光标靶的距离值。
一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，包括以下步骤：
1)把激光标靶设置于钢导梁前段平联上，安装板块被设置于基座上，基座放在辅助梁中线上，激光测距装置设置于安装板块上；
2)在顶推前确认前段导梁中线和桥梁尾端中线未发生偏移处在同一直线上。利用激光测距装置，瞄准顶推施工前导梁前段平联上设置的激光标靶的十字丝上，设置此时数据采集模块采集的距离为0mm，顶推的距离为0mm；
3)进一步地，顶推过程开始，激光测距装置开始发射激光，确保使激光测距装置在实时发射激光时，可以精准的打在激光标靶上的十字丝上；
4)进一步地，激光到达激光标靶后，只有打在激光标靶的十字丝上的激光被反射，激光反向传输，激光测距装置接收到反射的激光后，便可测得激光测距装置与激光标靶的距离；
5)进一步地，根据顶推的距离以及根据数据采集模块中实时的激光测距装置测得的激光测距装置与激光标靶的距离，便可以计算出顶推时桥梁的横向水平位移。
附图说明
图1为本发明的顶推施工桥梁横向位移监测装置示意图；
图2为本发明的激光测距装置、安装板块、基座示意图；
图3为本发明的安装板块的结构示意图；
图4为本发明的基座结构示意图。
图中：1-激光测距装置；2-数据采集模块；3-圆水准器；4-安装板块；5-基座；6-脚螺旋；7-辅助梁；8-桥梁；9-导梁；10-激光标靶；11-十字丝；12-立杆；13-法兰座；14-定位柱；15-轴体；16-螺母；17-通孔；18-第一凹槽；19-橡胶垫；20-水泡；21-激光。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1、2、3和4，本发明涉及一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，包括：激光测距装置1、数据采集模块2、安装结构A、辅助梁7、激光标靶10；所述的安装结构A包括：安装板块4、基座5、轴体15、螺母16、第一凹槽18、定位柱14、橡胶垫19、脚螺旋6和圆水准器3；所述的安装板块4设置在基座5上，安装板块4靠近所述基座5一面设有轴体15，另一面用于安装激光测距装置1，基座5上设置有将安装板块4进行固定的螺母；所述的螺母16螺纹连接在轴体15穿过基座5的一端；所述安装板块4靠近所述基座5一面固定连接有定位柱14；所述基座5靠近所述安装板块4一面设置有和定位柱14进行插接的第一凹槽18；所述的基座5被固定于辅助梁7中线上，基座5用来固定安装板块4的位置；所述的脚螺旋6设置在所述基座5下，脚螺旋6用来整平圆水准器3；所述的圆水准器3设置在所述安装板块4上，观察水泡20的位置，确保水泡20基于圆水准器的中心，圆水准器3用来对激光测量装置1进行粗略置平。
参见图2、3和4，所述的安装板块4靠近基座5面中心位置固定连接有与安装板块垂直的轴体15；所述的基座5中心位置设置有与轴体15截面大小相同的通孔17。固定安装板块4时，将轴体15穿过通孔17；所述的轴体15与基座5之间设置有将安装板块4进行固定的螺母，将螺母16拧紧时，螺母16与基座5远离安装板块4一面抵触，从而使安装板块4固定在基座上。
参见图2，所述的基座5的下方安装有脚螺旋6，脚螺旋6设置在所述基座5下，脚螺旋6用来整平圆水准器，保证安装板块4粗略整平；所述的圆水准器3设置在安装板块4上，用来观察水泡20的位置，确保水泡20基于圆水准器的中心。
参见图3，所述的定位柱14远离所述安装板块4的一端截面直径小于所述第一凹槽18的内径。所述的安装板块4靠近基座5一面在轴体15两侧分别固定连接有与安装板块4垂直的定位柱14；对应的，所述的基座5靠近安装板块4一面设置有位于通孔17两侧的第一凹槽18，定位柱14远离安装板块4的一端截面直径小于第一凹槽18的内径；在安装时，所述的定位柱14对应地插接到第一凹槽18内，从而起到定位作用，使拧动螺母16时，安装板块4和轴体15不会发生转动；所述的定位柱14远离安装板块4一端截面较小，使定位柱14与第一凹槽18插接时比较容易找到位置。
参见图4，所述的安装板块4靠近所述基座5一面设置有橡胶垫19。橡胶垫19可以减小安装板块4与基座5之间的作用力。
参见图1，所述的激光测距装置1设置于所述安装板块4上，激光测距装置1用来放射激光21；
参见图1，所述的激光标靶10设置于导梁9前段平联上，激光标靶10用于反射所述激光测距装置1放射的激光；
参见图1，所述的激光标靶10中间为十字丝11，只有中间中心的十字丝11可以反射所述激光测距装置1放射的激光21；
参见图1，所述的辅助梁7位于桥梁8尾端影响范围外的中线上，辅助梁7用来使激光测距装置1所发射出来的激光21与激光标靶处10的十字丝11在同一高度，能精准打到激光标靶10的十字丝11上。
参见图1，由于顶推时桥梁8前段可能出现偏移导致激光测距装置1发射的激光21无法精准的打在激光标靶10的十字丝11上。为此，为了方便实时精确的测量出激光测距装置1与激光标靶10的距离，所述的激光测距装置1所发出的激光21直径设置为10mm，激光标靶10处只有十字丝11可以对激光21进行反向传输；这样保证当激光标靶10发生偏移后，激光测距装置1仍可以精准打到激光标靶10的十字丝11上，并且精确得到测量出激光测距装置1与激光标靶10的距离。
参见图1，所述的激光标靶10通过立杆固定于导梁9上，激光标靶10安装于立杆12的上部，立杆12的下部通过法兰座13固定在导梁9前联上，且固定的深度不得低于1米，用于稳定整个激光标靶10。
参见图1，一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，包括以下步骤：
使用时，把激光标靶10设置于导梁9前段平联上，安装板块4被设置于基座5上，基座5放在辅助梁7的中线上，激光测距装置1设置于安装板块4上，在顶推前确认前段导梁9中线和桥梁8梁尾端中线未发生偏移处在同一直线上，利用激光测距装置1，瞄准顶推施工前导梁9前段平联上设置的激光标靶10的十字丝11上，设置此时的距离为0mm，顶推的距离为0mm；进一步地，顶推过程开始，激光测距装置1开始发射激光21，确保使激光测距装置1在实时发射激光21时，可以精准的打在激光标靶上10的十字丝11上，激光21到达激光标靶10后，只有打在激光标靶10的十字丝11上的激光21被反射，激光21反向传输，激光测距装置1接收到反射的激光21后，便可测得激光测距装置1与激光标靶10的距离，根据顶推的距离以及根据数据采集模块2中实时的激光测距装置1测得的激光测距装置1与激光标靶10的距离，便可以计算出顶推时桥梁8的横向水平位移。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管选用较佳实施例对本发明进行了详细说明，但本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种修改、替换和变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，其特征在于，包括：激光测距装置(1)、数据采集模块(2)、安装结构(A)、辅助梁(7)、激光标靶(10)；
所述的安装结构(A)包括：安装板块(4)、基座(5)、轴体(15)、螺母(16)、第一凹槽(18)、定位柱(14)、橡胶垫(19)、脚螺旋(6)和圆水准器(3)；所述的安装板块(4)设置在基座(5)上，安装板块(4)靠近所述基座(5)一面设有轴体(15)，另一面用于安装激光测距装置(1)，基座(5)上设置有将安装板块(4)进行固定的螺母(16)；
所述的螺母(16)螺纹连接在轴体(15)穿过基座(5)的一端；所述安装板块(4)靠近所述基座(5)一面固定连接有定位柱(14)；所述基座(5)靠近所述安装板块(4)一面设置有和定位柱(14)进行插接的第一凹槽(18)；所述的基座(5)被固定于辅助梁(7)中线上，基座(5)用来固定安装板块(4)的位置；所述的脚螺旋(6)设置在所述基座(5)下，脚螺旋(6)用来整平圆水准器(3)；
所述的圆水准器(3)设置在所述安装板块(4)上，观察水泡(20)的位置，确保水泡(20)基于圆水准器的中心，圆水准器(3)用来对激光测量装置(1)进行粗略置平。
2.根据权利要求1所述的一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，其特征在于：所述的定位柱(14)远离所述安装板块(4)的一端截面直径小于所述第一凹槽(18)的内径。
3.根据权利要求1所述的一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，其特征在于：所述安装板块(4)靠近所述基座(5)一面设置有橡胶垫(19)。
4.根据权利要求1所述的一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，其特征在于：所述的激光测距装置(1)设置于所述安装板块(4)上，激光测距装置(1)用来放射激光(21)。
5.根据权利要求1所述的一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，其特征在于：所述的激光标靶(10)设置于导梁(9)前段平联上，激光标靶(10)用于反射所述激光测距装置(1)放射的激光。
6.根据权利要求1所述的一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，其特征在于：所述的激光标靶(10)中间为十字丝(11)，只有中间中心的十字丝(11)可以反射所述激光测距装置(1)放射的激光(21)。
7.根据权利要求1所述的一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，其特征在于：所述的辅助梁(7)位于桥梁(8)尾端影响范围外的中线上，辅助梁(7)用来使激光测距装置(1)所发射出来的激光(21)与激光标靶处(10)的十字丝(11)在同一高度，能精准打到激光标靶(10)的十字丝(11)上。
8.根据权利要求1所述的一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，其特征在于：所述的数据采集模块(2)设置于激光测距装置(1)上，数据采集模块(2)用于采集所述激光测距装置(1)测得的激光测距装置(1)与激光标靶(10) 的距离值。
9.一种基于权利要求1至8任一项所述的一种顶推施工桥梁横向位移监测装置及监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)把激光标靶(10)设置于导梁(9)前段平联上，安装板块(4)被设置于基座(5)上，基座(5)放在辅助梁(7)中线上，激光测距装置(1)设置于安装板块(4)上；
2)在顶推前确认前段导梁(9)中线和桥梁(8)尾端中线未发生偏移处在同一直线上。利用激光测距装置(1)，瞄准顶推施工前导梁(9)前段平联上设置的激光标靶(10)的十字丝(11)上，设置此时数据采集模块(2)采集的距离为0mm，顶推的距离为0mm；
3)进一步地，顶推过程开始，激光测距装置(1)开始发射激光(21)，确保使激光测距装置(1)在实时发射激光(21)时，可以精准的打在激光标靶(10)上的十字丝(11)上；
4)进一步地，激光(21)到达激光标靶(10)后，只有打在激光标靶(10)的十字丝(11)上的激光(21)被反射，激光(21)反向传输，激光测距装置(1)接收到反射的激光(21)后，便可测得激光测距装置(1)与激光标靶(10)的距离；
5)进一步地，根据顶推的距离以及根据数据采集模块(2)中实时采集激光测距装置(1)测得的激光测距装置(1)与激光标靶(10)的距离，便可以计算出顶推时桥梁(8)的横向水平位移。
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