拱桥塔架自平衡控制方法技术

一种拱桥塔架自平衡控制方法，设置实时监测塔架的偏移情况的塔架偏移监测机构、对塔架的偏移进行纠偏的纠偏机构，将塔架偏移监测机构、纠偏机构与总控中心建立联系，形成由塔架偏移监测机构将实时监测的数据传送到总控中心系统，由总控中心根据控制策略实时控制纠偏机构对塔架进行纠偏的总控中心系统，以控制扣索索力与锚索索力的水平合力趋向于零的策略来实现，动态控制千斤顶使得扣索索力与锚索索力的水平合力趋向于零和控制塔架偏移量的双控策略实时控制千斤顶的动作对塔架进行实时纠偏。可实时监测塔架偏移情况，可自动计算扣索、锚索所需索力并动态调整索力，实现水平力合力为零，控制精度高，同步性好，可有效实现塔架施工中的自平衡。

Self balance control method of arch bridge tower

A kind of self balancing control method of arch bridge tower is set up to set up the tower offset monitoring mechanism and rectify deviation mechanism for the offset of tower frame to monitor the offset of the tower, and establish the connection between the tower offset monitoring mechanism, the rectifying mechanism and the general control center to form the data of the real-time monitoring by the monitoring and measuring mechanism of the tower offset. The total control center system is controlled by the general control center according to the control strategy in real time to control the total control center system of rectifying deviation mechanism to the tower frame to control the horizontal joint force of the cable force and the cable force of the anchor cable to zero, and the dynamic control of the Jack makes the horizontal joint force between the cable force and the cable force of the cable tending to zero and control. The double control strategy of tower offset is used to control the jack in real time to rectify the tower in real time. It can monitor the displacement of the tower in real time. It can automatically calculate the cable force and cable force, adjust the cable force dynamically, realize the zero force of the horizontal force, high precision and good synchronism, and can effectively realize the self balance in the construction of the tower frame.

【技术实现步骤摘要】
拱桥塔架自平衡控制方法
本专利技术涉及桥梁施工
，特别涉及一种拱桥塔架自平衡控制方法。
技术介绍
在拱桥施工中，扣塔是承担扣索、锚索传力作用的载体；其原理是将拱圈浇注过程中由混凝土及挂蓝等产生的重力，通过扣塔上扣索与安装的锚索将力传递至锚碇，只有扣索与锚索相互产生的水平合力为零时，扣塔始终保持垂直状态，才能确保拱桥浇注过程中拱圈保持线性且混凝土不受拉应力的影响，这样可以保证施工安全，由于拱圈浇注过程中扣索拉力会随混凝土重量的增加而增加，塔架会随桥拱圈中心纵向偏移，扣塔偏移过大将影响拱圈标高和应力控制，因此塔架在施工过程中保持自平衡是拱桥施工的关键性控制工艺。传统的施工方法中，一是采用卷扬机对扣锚索进行施力，该方法不能精确控制力；二是利用千斤顶对扣索和锚索进行单根、分级张拉的，或不同的人操作不同的设备分别张拉，人工操作，人工读数，效率低，同步性控制不准确；特别是锚索、扣索与水平面的夹角通常是不一致的，很难保证张拉过程水平合力为零。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种可实时监测塔架偏移情况，可自动计算扣索、锚索所需索力并动态调整索力，实现水平力合力为零，控制精度高，同步性好，可有效实现塔架施工中的自平衡的拱桥塔架自平衡控制方法。本专利技术的解决方案是这样的：一种拱桥塔架自平衡控制方法，包括步骤：（1）总控中心系统搭建步骤：设置实时监测塔架的偏移情况的塔架偏移监测机构、对塔架的偏移进行纠偏的纠偏机构，将塔架偏移监测机构、纠偏机构与总控中心建立联系，形成由塔架偏移监测机构将实时监测的数据传送到总控中心，由总控中心根据控制策略实时控制纠偏机构对塔架进行纠偏的总控中心系统；（2）总控中心的控制参数设定步骤：1）设定塔架最大偏移允许值s，以及偏移控制理想值范围0－s1，2）设定扣索与锚索索力的比值Ｆ扣/Ｆ锚控制允许值范围，包括最大允许值Nmax和最小允许值Nmin；3）设定扣索与锚索索力的比值Ｆ扣/Ｆ锚控制理想值范围:Ｎ１－Ｎ２（Ｎ１<cosβ/cosα<Ｎ2）；（3）扣锚索预张拉步骤：在拱圈浇注前，将扣索、锚索张拉到设计的要求的索力，并使（4）Ｆ扣/Ｆ锚＝cosβ/cosα，该比值的允许误差范围与工程设计精度要求一致；（5）监测步骤：在拱圈浇注过程中，塔架偏移监测机构实时对塔架偏移情况进行实时监测，并将监测到的数据实时传输到总控中心；同时压力传感器实时监测扣索和锚索的索力并传输到总控中心；（6）总控中心对索力、偏移的控制策略：1）在塔架的偏移量≤s时的情况下，以索力控制为优先：当Ｎ１≤Ｆ扣/Ｆ锚≤Ｎ2时，处于理想状态，此时不必进行索力调整；当Nmin≤Ｆ扣/Ｆ锚<Ｎ１或Ｎ2<Ｆ扣/Ｆ锚≤Nmax时，虽非最理想状态但属于允许范围，可不进行索调整；当Ｆ扣/Ｆ锚<Nmin时，扣索索水平分力远小于锚索索力水平分力，总控中心发出指令，泵站驱动千斤顶动作，张拉扣索，放张锚索，直至达到Ｎ１≤当Ｆ扣/Ｆ锚≤Ｎ2停止；当Ｆ扣/Ｆ锚>Nmax时，扣索索水平分力远大于锚索索力水平分力，总控中心发出指令，泵站驱动千斤顶动作，张拉锚索，放张扣索，直至达到Ｎ１≤当Ｆ扣/Ｆ锚≤Ｎ2停止；2）当塔架的偏移量>s时，以偏移量控制为优先，无论Ｆ扣/Ｆ锚是否大于Nmax，或是否小于Nmin，均进行调整：当塔架往拱圈方向偏移时，总控中心发出指令，泵站驱动千斤顶动作，张拉锚索，直到偏移量回到偏移控制理想值0-s1内停止；当塔架往锚碇方向偏移时，总控中心发出指令，泵站驱动千斤顶动作，放张锚索，张拉扣索，直到偏移量回到偏移控制理想值0-s1内停止。本专利技术的优点是通过一个总控中心同时对多根扣索、锚索的索力进行调索，可自动计算扣索、锚索所需索力并动态调整索力，实现水平力合力为零，控制精度高，同步性好。附图说明图1是本专利技术的拱桥塔架自平衡系统总体布置图。图2是本专利技术的千斤顶和扣、锚索安装示意图。图3是本专利技术的塔架纠偏机构实施例1安装示意图。图4是本专利技术塔架纠偏机构实施例２安装示意图。图5是图4的顶视图。图6为塔架偏离状态图。图中附图标记为：１.塔架　２.扣索　3.锚索　4.激光测距仪　5.反射板　6.千斤顶　7.锚板　8.液压泵站　9.总控中心　10.蓝牙　11、压力传感器　12.锚箱　13.拱圈　14.锚碇　Ａ.纠偏机构安装位置。具体实施方式本专利技术拱桥塔架自平衡控制方法，采用索力控制和塔架偏移控制双控的解决方案，所述索力控制方法，是以控制扣索索力与锚索索力的水平合力趋向于零的策略来实现，可实时监测塔架偏移情况，可自动计算扣索、锚索所需索力并动态调整索力，实现水平力合力为零，控制精度高，同步性好，可有效实现塔架施工中的自平衡。本专利技术拱桥塔架自平衡控制方法，包括步骤：（1）总控中心系统搭建步骤：设置实时监测塔架的偏移情况的塔架偏移监测机构、对塔架的偏移进行纠偏的纠偏机构，将塔架偏移监测机构、纠偏机构与总控中心建立联系，形成由塔架偏移监测机构将实时监测的数据传送到总控中心系统，由总控中心根据控制策略实时控制纠偏机构对塔架进行纠偏的总控中心系统；（2）总控中心的控制参数设定步骤：1）如图6所示，设定塔架最大偏移允许值s，以及偏移控制理想值范围0-s1；2）设定扣索与锚索索力的比值Ｆ扣/Ｆ锚控制允许值范围，包括最大允许值Nmax和最小允许值Nmin；3）设定扣索与锚索索力的比值Ｆ扣/Ｆ锚控制理想值范围:Ｎ１－Ｎ２（Ｎ１<cosβ/cosα<Ｎ2）；（3）扣锚索预张拉步骤：在拱圈浇注前，将扣索、锚索张拉到设计的要求的索力，并使Ｆ扣/Ｆ锚＝cosβ/cosα，该比值的允许误差范围与工程设计精度要求一致；（4）监测步骤：在拱圈浇注过程中，塔架偏移监测机构实时对塔架偏移情况进行实时监测，并将监测到的数据实时传输到总控中心；同时压力传感器实时监测扣索和锚索的索力并传输到总控中心；（5）总控中心对索力、偏移的控制策略：1）在塔架的偏移量≤s时的情况下，以索力控制为优先：当Ｎ１≤Ｆ扣/Ｆ锚≤Ｎ2时，处于理想状态，此时不必进行索力调整；当Nmin≤Ｆ扣/Ｆ锚<Ｎ１或Ｎ2<Ｆ扣/Ｆ锚≤Nmax时，虽非最理想状态但属于允许范围，可不进行索调整；当Ｆ扣/Ｆ锚<Nmin时，扣索索水平分力远小于锚索索力水平分力，总控中心发出指令，泵站驱动千斤顶动作，张拉扣索，放张锚索，直至达到Ｎ１≤当Ｆ扣/Ｆ锚≤Ｎ2停止；当Ｆ扣/Ｆ锚>Nmax时，扣索索水平分力远大于锚索索力水平分力，总控中心发出指令，泵站驱动千斤顶动作，张拉锚索，放张扣索，直至达到Ｎ１≤当Ｆ扣/Ｆ锚≤Ｎ2停止；2）当塔架的偏移量>s时，以偏移量控制为优先，无论Ｆ扣/Ｆ锚是否大于Nmax，或是否小于Nmin，均进行调整：当塔架往拱圈方向偏移时，总控中心发出指令，泵站驱动千斤顶动作，张拉锚索，直到偏移量回到偏移控制理想值范围0-s1内停止；当塔架往锚碇方向偏移时，总控中心发出指令，泵站驱动千斤顶动作，放张锚索，张拉扣索，直到偏移量回到偏移控制理想值范围0-s1内停止。实现拱桥塔架自平衡控制方法的控制系统，在塔架1上通过千斤顶6分别连接扣索2、锚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拱桥塔架自平衡控制方法，其特征在于：包括步骤：（1）总控中心系统搭建步骤：设置实时监测塔架的偏移情况的塔架偏移监测机构、对塔架的偏移进行纠偏的纠偏机构，将塔架偏移监测机构、纠偏机构与总控中心建立联系，形成由塔架偏移监测机构将实时监测的数据传送到总控中心系统，由总控中心根据控制策略实时控制纠偏机构对塔架进行纠偏的总控中心系统；（2）总控中心的控制参数设定步骤：1）设定塔架最大偏移允许值s，以及偏移控制理想值范围0－s1；2）设定扣索与锚索索力的比值Ｆ扣/Ｆ锚控制允许值范围，包括最大允许值Nmax和最小允许值Nmin；3）设定扣索与锚索索力的比值Ｆ扣/Ｆ锚控制理想值范围:Ｎ1－Ｎ２（Ｎ1

【技术特征摘要】
1.一种拱桥塔架自平衡控制方法，其特征在于：包括步骤：（1）总控中心系统搭建步骤：设置实时监测塔架的偏移情况的塔架偏移监测机构、对塔架的偏移进行纠偏的纠偏机构，将塔架偏移监测机构、纠偏机构与总控中心建立联系，形成由塔架偏移监测机构将实时监测的数据传送到总控中心系统，由总控中心根据控制策略实时控制纠偏机构对塔架进行纠偏的总控中心系统；（2）总控中心的控制参数设定步骤：1）设定塔架最大偏移允许值s，以及偏移控制理想值范围0－s1；2）设定扣索与锚索索力的比值Ｆ扣/Ｆ锚控制允许值范围，包括最大允许值Nmax和最小允许值Nmin；3）设定扣索与锚索索力的比值Ｆ扣/Ｆ锚控制理想值范围:Ｎ1－Ｎ２（Ｎ1<cosβ/cosα<Ｎ2）；（3）扣锚索预张拉步骤：在拱圈浇注前，将扣索、锚索张拉到设计的要求的索力，并使Ｆ扣/Ｆ锚＝cosβ/cosα，该比值的允许误差范围与工程设计精度要求一致；（4）监测步骤：在拱圈浇注过程中，塔架偏移监测机构实时对塔架偏移情况进行实时监测，并将监测到的数据实时传输到总控中心；同时压力传感器实时监测扣索和锚索的索力并传输到总控中心；（5）总...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜林，赵伟，肖云，谭继光，罗意钟，龚兴生，唐祖文，欧阳斌，王福举，张乙彬，任达勇，卢天阶，郑鹏鹏，孔余江，陈竹，刘斌，吴松霖，冯达康，唐亚奇，吴承远，曾世荣，玉进勇，
申请(专利权)人：贵州桥梁建设集团有限责任公司，柳州黔桥工程材料有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52