节段梁智能匹配预制施工技术应用探究.pdf
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1、为解决桥梁工程中传统短线法施工存在的匹配用时长、匹配效率和匹配精度低等问题,探究节段梁智能匹配技术的组成及施工技术要点,并以某工程为例,从质量控制、施工工期、安全保障等方面,将其与传统施工技术进行比较。结果表明,智能匹配技术通过精准数据测算,自动跟踪测量,全自动液压控制匹配调节,高精度传感系统调节复核,可将匹配精度控制在 1.0 mm 以内,提升了匹配效率,且缩短了工期,降低了成本。关键词院 智能匹配技术;桥梁工程;预制施工;节段梁中图分类号院 U445.4文献标志码院 A开放科学渊资源服务冤标识码渊OSID冤院文章编号院 1008-5327渊2023冤02-0094-06Applicatio
2、n of Intelligent Matching in Precasting ConstructionTechnology for Segmental GirdersXUE Hua1,WANG Bo-wen2,LYU Tai-da3,WANG Rui-wen4,5(1.Engineering Department,Changzhou Transportation Construction Management Co.,Ltd.,Changzhou 213000,China;2.Project Management Department,CCCC First Highway Engineeri
3、ng Co.,Ltd.,Suzhou 215028,China;3.Technical Department,Nanjing Tensioning Information Technology Co.,Ltd.,Nanjing 210000,China;4.Project Management Department,Jiangsu Senmiao Engineering Quality Testing Co.,Ltd.,Zhenjiang 212028,China;5.Department of Road Engineering,Jiangsu Jiaotong College,Zhenjia
4、ng 212028,China)Abstract:To tackle the issues of long matching time,low matching efficiency and low accuracy in thetraditional short-line construction in bridge engineering,the intelligent matching technology and the keypoints of prefabrication construction for segmental girders are discussed.A spec
5、ific matching constructionproject is taken as an example to make a comparison between the intelligent matching precasting constructionand the traditional construction technology in terms of quality control,construction period,safety assurance,etc.The results show that through precise measurement and
6、 calculation of data,automatic tracking of datameasurement,adjusting matching with the full-automatic hydraulic control system,and regulating the checkwith high-precision sensing system,intelligent matching technology can control the accuracy within 1.0 mm,improve the efficiency of matching,shorten
7、the construction period and thus reduce the construction cost.Keywords:intelligent matching technology;bridge engineering;precasting construction;segmental girders94第 2 期图 1智能匹配调节系统构架0引言桥梁悬臂拼装施工法是利用节段间施加的预应力形成紧密接触压力,将节段整合成整体承担荷载的施工技术。目前,桥梁悬臂拼装施工主要有长线匹配法和短线匹配法两种。长线匹配法对预制场地要求高,已逐步被短线匹配法所取代。短线匹配法是指将桥梁的
8、一跨或多跨沿桥梁走向分成多个节段,使用相同且可调节的模板逐节段预制的施工方法 1。节段梁施工时,两端模板中一端为固定端模,另一端则利用已浇节段作为模板,称之为匹配梁。对匹配梁进行空间姿态匹配,从而确定待浇梁段的空间形态,并按序完成各跨箱梁的浇筑预制,即能获得与设计图纸相吻合的平纵曲线 2。传统匹配调节定位采用普通测量仪器和人工控制液压系统,通过对讲机或直接对话通信,匹配时长达 2耀3 h,速度慢、易出错、效率低、匹配精度较低。为提高匹配精度和效率,本文拟探究将智能匹配调节技术应用于实际工程,并以工程案例验证其可行性,以期为相关节段梁匹配施工提供有效参考。1智能匹配调节系统1.1系统构架智能匹配
9、调节系统架构由智能测量系统和调节匹配系统组成。如图 1 所示,智能测量系统由测量机器人、棱镜和自主开发程序组成,匹配调节系统包括高精传感器系统、三维台车、液压控制器、调节控制器和自主开发程序等。该系统使用自动跟踪测量技术实现节段梁匹配测量工作的智能化 3。利用激光测量仪对侦测棱镜进行动态跟踪,持续测量目标点的位置和高程,并判断是否满足要求。系统应用液压控制系统对千斤顶进行自动控制 4,自主研发液压控制程序,执行智能测量系统传输的数据命令,并给出指令控制液压系统工作,使千斤顶按需移动。系统采用高精度传感器进行节段梁姿态复核 5,在液压控制系统执行匹配指令时,高精度位移传感器、角度传感器、压力传感
10、器共同作用,对匹配梁姿态进行校核,并将校核数据传输给液压控制系统进行分析。此外,测量系统、液压控制系统均采用云平台技术,实现数据无线双向传输,控制节段的匹配偏差在 1 mm 以内。1.2智能追踪测量系统传统节段梁匹配施工采用普通全站仪进行人工测量。普通全站仪可直接测量点与点、点与线的关系,但无法测量两直线、两平面的关系,也不能拟合多点组成的直线、面、椭圆、圆柱体、圆锥体、圆台 6 等。智能测量系统采用测量机器人自动采集匹配梁表面或待浇梁模板的内部点,并采用不同的运算获取其变形情况,也可将设计数据输入软件后与检测结果进行比对分析,同时输出报表、图形,并将匹配数据偏差情况传输给液压控制系统,液压控
11、制系统接受指令后运行匹配程序,实现追踪测量、自动计算与判断、数据无线传输和智能控制。1.3智能底模小车系统传统底模小车采用机械固结装置,加工制作粗糙,匹配精度完全依靠模板实现,无法通过台车对匹配梁实施有效调整。智能底模小车系统采用计算机辅助进行整体构造和虚拟样机 7 设计。制作时,将实际加工与虚拟加工相结合,并进行模拟试验,以达到最优的刚度、强度和精度。智能小车配置有安全保险装置、自动声光警报器、过载算法、急停装置等,多层次、多角度保障施工安全。同时,配备智能传感装置,实现智能匹配。底模小车上布设的千斤顶接收液压控制系统的匹配指令,并按指令向前后、左右、上下进行位移高差调整,使模板向理想位移量
12、靠拢,引导小车进行位置的精确调整。1.4智能液压控制系统传统的液压控制系统采用有线控制,其控制模块属于电气控制模块系统,无智能分析和指令功能,需要人工手动按键操作。智能液压控制系统高精传感系统液压控制器调节控制器三维台车薛华,等:节段梁智能匹配预制施工技术应用探究95南 通 职 业 大 学 学 报圆园23 年则完全采用智能化控制软件控制液压泵的开启。液压泵为负载敏感泵和比例多路阀泵组 8,配合带位移传感器油缸,可实现毫米级的精度控制和与负载无关的流量控制,并可多缸复合动作,满足匹配台车和模板系统的各种动作需求。智能液压控制系统的电控设计包含 PLC 主控、各类传感器、工控机、液压油缸、机械臂视
13、觉定位系统及人机交互的遥控器等部分 9。采用可编程序控制器控制液压油缸,引导千斤顶实现匹配梁段的动作调节。使用高精度角度传感器作为复测传感器,进行匹配梁姿态调整。角度传感器精度小于 1 mm,激光测距高精度传感器重复测量精度为 0.5 mm。1.5智能多传感信息融合定位复测系统智能匹配施工时,在局部坐标系中,以安装于台车及模板上的精准激光传感器为核心,进行坐标变换和监测。在模板和匹配梁调节过程中,匹配台车的距离传感器和角度传感器实时自动测量数据,经软件自动感知、计算并判断节段梁所处状态 10,结合匹配梁及模板位置信息,将所得数据传送至解算程序计算当前控制量,再将控制指令传输至千斤顶执行控制。台
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