一种桥梁转体施工智能控制系统的制作方法

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体的说是一种一种桥梁转体施工智能控制系统。

背景技术

随着国家经济水平的快速提高，交通事业也随之大力发展。由于一些地形或既有交通设施的影响，桥梁吊装和转体施工在桥梁建设中得到越来越广泛的应用。与传统桥梁相比，转体吊装和桥梁的施工工艺具有不干扰交通、不间断通航、可跨深沟河流、可跨交通频繁道路的特点，且施工快速，经济高效。

由于转体重量大，加之桥梁较长，桥型异形，桥梁所处地理环境复杂，在吊装转动过程中，角度难以把控。对于桥梁的吊装和转体施工技术中，大桥的桥梁吊装和转体施工成为了桥梁施工的难点。

在传统施工技术中，通常采用的是将已浇筑好的梁体运输至新修建桥梁位置，在结合吊车吊具对梁体进行吊装。对于现有技术，至少存在以下缺陷：

第一：浇筑好的梁体重量体积庞大，桥梁所处地理环境复杂，梁体运输过程困难，运输费用高，耗费人力物力；

第二：在采用吊车或者吊具吊装过程中，由于风力作用，容易发生梁体摇摆，在现有吊装过程中，常常需要对方圆几公里的风速进行检测，一旦风速超过吊装风速时，需要停止吊装；

第三：吊装施工危险系数大，为了便于观察施工，施工时间一般在白天，难免存在封锁道路，造成周围的交通拥堵。

第四：由于采用吊具吊车进行吊装和转体施工，由于吊装绳索长，容易受到吊车震动和风的影响，导致吊装精度低，转体施工困难，桥梁施工时间长，无法满足要求。

第五：桥梁定位安装过程中，对于梁体的位置均为是认为观察和控制，观察精度低，难以控制。

第六：转体施工中，转体施工用到的电机等转体器件无法回收，浪费资源，修建成本高。

基于上述缺陷，有必要提出一种新的技术方案，来克服现有桥梁施工过程中存在的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种一种桥梁转体施工智能控制系统，通过现场搭建平台实现现场浇筑、安装和定位，智能控制，实时定位，精度高。

为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种一种桥梁转体施工智能控制系统，其关键在于：包括提升转体机构、plc控制模块和远程控制模块；

所述提升转体机构设置有墩柱和梁体浇筑平台，所述梁体浇筑平台用于浇筑旋转梁体；所述墩柱用于对所述旋转梁体在提升和转体中进行支撑；

所述plc控制模块设置有plc控制器和触摸屏，所述plc控制器与所述触摸屏连接，在该触摸屏上设置有数据设定模块、显示模块、自动模块和手动模块；所述plc控制器用于对旋转梁体的提升和转体过程进行控制；

所述远程控制模块设置有与智能终端和连接的数据库，所述智能终端与所述plc控制模块无线连接，所述数据库内保存有提升转体过程的所有数据和提升转体模拟数据。所述plc控制器的无线收发信号端上连接有无线收发装置，所述无线收发装置与智能终端连接。无线收发装置可以是wifi、蓝牙、移动数据、射频等可发出无线传输信号的设备。

通过实时数据采集，实现现场检测和监测，通过检测数据结合plc控制器进行智能控制，并将plc控制器检测和控制数据无线发送至智能终端，智能终端用于通过实际数据和模拟数据，进行对比和分析，对旋转梁体的抬升和转体控制进行监控。采用智能化实施监控，结合大数据实现预测和模拟，降低了人们的工作量。

进一步的，所述梁体浇筑平台的中部开有平台通孔，所述墩柱的底部矗立在该平台通孔内，所述墩柱柱身伸出平台通孔；在浇筑所述旋转梁体时，在该旋转梁体中部留有转座通孔，所述墩柱柱身伸出所述转座通孔，所述墩柱的正投影在所述转座通孔内；所述墩柱的顶部为水平的旋转支撑台，该旋转支撑台台面的外轮廓为条形，且旋转支撑台的台面竖直投影在所述平台通孔内；所述旋转支撑台上安装有水平旋转的转盘，所述转盘上固定有提升装置，所述提升装置的拉索和吊钩伸向所述梁体浇筑平台；所述梁体浇筑平台的底部设置有梁体顶升装置，该梁体顶升装置对所述梁体浇筑平台进行顶升；所述梁体顶升装置包括至少2个液压顶升机构，每个液压顶升机构的液压泵分别与顶升变频器连接，该顶升变频器经所述plc控制器控制；所述提升装置设置有至少四台变频电机，每台变频电机连接一组滑轮机构，每套滑轮机构装设有一套所述拉索和吊钩，四台所述变频电机连接有提升变频器，所述提升变频器经所述plc控制器控制。

梁体浇筑平台用于浇筑梁本体；浇筑好的梁本体上与提升装置通过拉索和吊钩连接，梁本体下通过安装的梁体升降装置支撑驱动，提升装置和梁体升降装置在plc控制器的控制下，驱动梁本体上升，结合变频控制，提升速度可调节，智能安全。通过现场浇筑，避免了梁本体的运输过程，现场浇筑，省时省力。通过支撑和提升的方式结合实现梁本体的吊装操作，梁本体的升降过程，风力影响小。并且整个吊装转体施工占地面积小，造成的影响小。采用plc控制系统进行智能控制，减小人力物力，智能检测和施工。并且在整个施工过程完成后，旋转支撑台以上的旋转支撑柱、转盘等可以回收，节约成本。

再进一步描述，所述梁体顶升装置还包括平行设置的基座和升降台，每个所述液压顶升机构安装在所述基座与所述升降台之间，所述梁体浇筑平台设置在所述升降台上；在所述升降台上还设置有高度传感器，所述高度传感器与所述plc控制器连接；

所述转盘上设有升降导向孔；所述拉索和吊钩穿过所述升降导向孔后伸向所述梁体浇筑平台；在每一条所述拉索上安装有拉力传感器，在所述plc控制器上设置有至少4个拉力信号输入端，每个拉力信号输入端上连接有一个所述拉力传感器。

旋转梁体在梁体浇筑平台上浇筑好后，液压顶升机构驱动升降台向上抬升，抬升过程中，高度传感器实时检测高度，在浇筑时，高度传感器可以检测当前高度，通过检测当前的高度和最终提升的高度值，我们可以得出需要提升的高度差值。结合变频器调节提升速度，结合速度和高度差值，可以得出提升所需要的时间，工作人员通过记录提升时间，预测当前的提升状态。

在拉索上设置拉力传感器，检测不同拉索的拉力情况，当出现拉力不等的情况时，说明梁本体不平衡，从而改变对应拉索的提升装置加快或者减慢转速，直至每条拉索的拉力相同。

所述转座通孔为条形孔，所述旋转支撑台台面也呈条形；

所述转盘安装在所述旋转支撑台台面中部，所述旋转支撑台台面两短边端部为支撑台；

所述转座通孔长边两侧为支撑部，当所述旋转梁体经过旋转后，所述支撑部经所述支撑台支撑。采用条形的旋转支撑台，当旋转梁体旋转至旋转支撑台上时，可将旋转梁体旋转放置在支撑台上，其中转盘安装在旋转支撑台台面中部，则当旋转控制结束后，可将转盘拆卸，实现回收。

再进一步描述，在所述转盘和旋转支撑台之间设有旋转支撑柱和平衡稳定装置，所述平衡稳定装置包括至少4台平衡小车，所述旋转支撑台上围绕所述旋转支撑柱设有环形的导向滑槽，所述平衡小车随所述转盘的旋转在所述导向滑槽内滑动；

在每台所述平衡小车上固定有稳定砂筒，所述稳定砂筒的外套筒固定安装在所述平衡小车上，所述稳定砂筒的筒塞固定安装在所述转盘的下表面；

在每台所述平衡小车上安装位移传感器和小车驱动电机，在所述导向滑槽设有至少4个压力传感器；

所述plc控制器设置有至少4个位移信号输入端，每个位移信号输入端上连接一个所述位移传感器；

所述plc控制器设置有至少4个小车驱动输出端，每个小车驱动输出端分别与一个所述小车驱动电机连接；

所述plc控制器设置有至少4个压力信号输入端，每个压力信号输入端分别与一个所述压力传感器连接。

通过上述设计，采用至少4台平衡小车，可以起到支撑和平衡的作用。平衡小车在导向滑槽内移动，带动转盘、旋转梁体一起转动。在导向滑槽内设置压力传感器，实时检测所有每个平衡小车的承受力，实现平衡检测。通过位移传感器，检测每一平衡小车移动量，通过移动量即可实现平衡检测，还可实现旋转梁体角度转动检测。通过plc控制器实时检测控制，智能精确。

在所述旋转梁体设置有北斗定位器、旋转红外线收发装置、旋转超声波收发装置和摄像头；

所述旋转梁体两个连接端上设置有保护装置，在所述旋转梁体两个连接端的保护装置均设置有所述北斗定位器、旋转红外线收发装置、旋转超声波收发装置和摄像头，所述北斗定位器、旋转红外线收发装置、旋转超声波收发装置和摄像头分别与plc控制器的八个输入端连接。

还包括固定梁体，所述旋转梁体用于旋转到与所述固定梁体相连接，固定梁体的连接端面上设置固定超声波收发装置和固定红外线收发装置，当旋转梁体旋转至和固定梁体同一线上时，固定红外线收发装置通过发出或者接收红外线与旋转红外线收发装置对准。

采用plc控制，在吊装旋转过程中，结合北斗定位器实现桥梁旋转定位，保证梁体旋转精确度，便于控制人员进行控制。采用固定红外线收发装置，用于实现旋转梁体与固定梁体之间的对准。通过旋转超声波收发装置和固定超声波收发装置，用于检测旋转梁体与固定梁体的之间的距离。实现旋转过程中，实时定位，保证旋转梁体的旋转角度，确保旋转精确度。plc控制器可调整摄像头的摄取角度，无死角监控。

再进一步描述，所述提升转体模拟数据包括提升转体模型、预测天气数据、预测传感器数据、预测施工时间和历史实际提升转体数据；所述提升转体模型根据所述墩柱、梁体浇筑平台和旋转梁体的尺寸构建的软件模型；所述预测天气数据根据天气预报数据获取；所述预测传感器数据为根据提升转体模型和历史实际提升转体数据，设定旋转梁体参数模拟得到的数据；所述预测施工时间根据所述提升转体模型设定提升速度得到的时间数据；所述智能终端根据获取到的实际提升转体数据和所述数据库保存的数据，进行对比，对旋转梁体提升和转体过程进行监测。

将模拟数据和历史数据结合对实际数据进行对比，监测实际提升和转体过程是否正常。通过获取天气数据，对提升和转体过程中的干扰变量进行提前调节，降低干扰造成的影响。对提升和转体过程中传感器数据、操作时间进行预估，得到参考量。

再进一步描述，还包括固定梁体监测模块，所述墩柱监测模块用于监测桥梁所有墩柱偏移量和沉降量，所述固定梁体监测模块与所述plc控制器连接。通过对所有墩柱偏移量和沉降量进行监测，防止发生塌陷，一旦发生沉降和便宜及时停止施工。提高施工安全性。

再进一步描述，所述防干涉面呈锯齿状或倾斜状。旋转梁体旋转与固定梁体对准过程中，有效防止碰撞。

为了降低旋转过程中的摩擦作用力，在所述旋转支撑台上表面上设置有n个凸块。

再进一步描述，为了实现旋转梁体和固定梁体之间得无缝连接，在所述旋转梁体的两个连接端面、固定梁体的连接端面上均设置有钢筋安装孔，用于将所述旋转梁体与所述固定梁体相连接。

本发明的有益效果：整个系统，通过plc控制器，实现自动控制。通过安装传感器，实现智能检测，精确度高，安全系数好。梁体采用现场浇筑，避免了横向移动，梁本体能始终处于平衡状态，并且梁本体还被支撑设置在梁体升降装置上，由于梁体升降装置均固定设置，则在提升过程中，风力不会对梁本体造成摇晃，梁本体稳定性强。整个过程均由plc控制器进行控制，速度可调，智能可靠。定位准确，方便智能。结合无线传输技术，实现数据远程传输，便于专家指导。

附图说明

图1是本发明系统框图；

图2是本发明旋转梁体和固定梁体的旋转控制示意图；

图3是本发明墩柱结构示意图；

图4是本发明旋转梁体提升结构示意图；

图5是图4中a的放大示意图；

图6是本发明的控制框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

从图1可以看出，一种一种桥梁转体施工智能控制系统，包括提升转体机构a、plc控制模块b和远程控制模块c；

所述提升转体机构a设置有墩柱71和梁体浇筑平台72，所述梁体浇筑平台72用于浇筑旋转梁体1；所述墩柱71用于对所述旋转梁体1在提升和转体中进行支撑；所述plc控制模块b设置有plc控制器4和触摸屏14，所述plc控制器4与所述触摸屏14连接，在该触摸屏14上设置有数据设定模块、显示模块、自动模块和手动模块；所述plc控制器4用于对旋转梁体1的提升和转体过程进行控制；所述远程控制模块c设置有与智能终端12和连接的数据库11，所述智能终端12与所述plc控制模块b无线连接，所述数据库11内保存有提升转体过程的所有数据和提升转体模拟数据。

结合图2、图3和图6可以看出，所述梁体浇筑平台72的中部开有平台通孔，所述墩柱71的底部矗立在该平台通孔内，所述墩柱71柱身伸出平台通孔；在浇筑所述旋转梁体1时，在该旋转梁体1中部留有转座通孔11，所述墩柱71柱身伸出所述转座通孔11，所述墩柱71的正投影在所述转座通孔11内；所述墩柱71的顶部为水平的旋转支撑台71a，该旋转支撑台71a台面的外轮廓为条形，且旋转支撑台71a的台面竖直投影在所述平台通孔内；所述旋转支撑台71a上安装有水平旋转的转盘73，所述转盘73上固定有提升装置74，所述提升装置74的拉索74a和吊钩伸向所述梁体浇筑平台72；所述梁体浇筑平台72的底部设置有梁体顶升装置75，该梁体顶升装置75对所述梁体浇筑平台72进行顶升；所述梁体顶升装置75包括至少2个液压顶升机构75a，每个液压顶升机构75a的液压泵分别与顶升变频器连接，该顶升变频器经所述plc控制器4控制；所述提升装置74设置有至少四台变频电机74c，每台变频电机74c连接一组滑轮机构，每套滑轮机构装设有一套所述拉索74a和吊钩，四台所述变频电机74c连接有提升变频器，所述提升变频器经所述plc控制器4控制。

结合图2、3和图6还可以看出，所述梁体顶升装置75还包括平行设置的基座75b和升降台75c，每个所述液压顶升机构75a安装在所述基座75b与所述升降台75c之间，所述梁体浇筑平台72设置在所述升降台75c上；在所述升降台75c上还设置有高度传感器75d，所述高度传感器75d与所述plc控制器4连接；

所述转盘73上设有升降导向孔73a；所述拉索74a和吊钩穿过所述升降导向孔73a后伸向所述梁体浇筑平台72；在每一条所述拉索74a上安装有拉力传感器74b，在所述plc控制器4上设置有至少4个拉力信号输入端，每个拉力信号输入端上连接有一个所述拉力传感器74b。

结合图2、3、4、5、6可以看出，在所述转盘73和旋转支撑台71a之间设有旋转支撑柱76和平衡稳定装置77，所述平衡稳定装置77包括至少4台平衡小车77a，所述旋转支撑台71a上围绕所述旋转支撑柱76设有环形的导向滑槽78，所述平衡小车77a随所述转盘73的旋转在所述导向滑槽78内滑动；在每台所述平衡小车77a上固定有稳定砂筒79，所述稳定砂筒79的外套筒固定安装在所述平衡小车77a上，所述稳定砂筒79的筒塞固定安装在所述转盘73的下表面；在每台所述平衡小车77a上安装位移传感器77b和小车驱动电机77d，在所述导向滑槽78设有至少4个压力传感器77c；所述plc控制器4设置有至少4个位移信号输入端，每个位移信号输入端上连接一个所述位移传感器77b；所述plc控制器4设置有至少4个小车驱动输出端，每个小车驱动输出端分别与一个所述小车驱动电机77d连接；所述plc控制器4设置有至少4个压力信号输入端，每个压力信号输入端分别与一个所述压力传感器77c连接。

在所述旋转梁体1设置有北斗定位器3、旋转红外线收发装置5a、旋转超声波收发装置6a和摄像头8，所述北斗定位器3、旋转红外线收发装置5a、旋转超声波收发装置6a和摄像头8均与所述plc控制器4连接。

还包括固定梁体2，所述旋转梁体1用于旋转到与所述固定梁体2相连接，固定梁体2的连接端面上设置固定超声波收发装置6b和固定红外线收发装置5b，当旋转梁体1旋转至和固定梁体2同一线上时，固定红外线收发装置5b通过发出或者接收红外线与旋转红外线收发装置5a对准。

在本实施例中，所述提升转体模拟数据包括提升转体模型、预测天气数据、预测传感器数据、预测施工时间和历史实际提升转体数据；

所述提升转体模型根据所述墩柱71、梁体浇筑平台72和旋转梁体1的尺寸构建的软件模型；

所述预测天气数据根据天气预报数据获取；

所述预测传感器数据为根据提升转体模型和历史实际提升转体数据，设定旋转梁体1参数模拟得到的数据；

所述预测施工时间根据所述提升转体模型设定提升速度得到的时间数据；

所述智能终端12根据获取到的实际提升转体数据和所述数据库11保存的数据，进行对比，对旋转梁体1提升和转体过程进行监测。

在本实施例中，还包括固定梁体监测模块13，所述墩柱监测模块13用于监测桥梁所有墩柱偏移量和沉降量，所述固定梁体监测模块13与所述plc控制器4连接。

从图2可以看出，所述防干涉面呈锯齿状或倾斜状。

本发明的工作原理：

浇筑过程：在梁体浇筑平台72上浇筑旋转梁体1，其中旋转梁体1上留有转座通孔11。

提升过程：plc控制器4驱动梁体升降装置75和提升装置74，对旋转梁体1进行提升，其中，提升装置74经钢丝绳82与旋转梁体1连接，旋转梁体1下部设置有梁体升降装置75，plc控制器4控制梁体升降装置75和提升装置74同步对旋转梁体1进行驱动。

旋转过程：当旋转梁体1上升到与旋转支撑台4同等高度后，plc控制器9控制梁体升降装置75、提升装置74停止上升。plc控制器4控制旋转装置10带动旋转梁体1旋转，旋转过程中，北斗定位器3对旋转梁体1进行实时定位，固定红外线收发装置5b和转红外线收发装置5a实现旋转梁体1和固定梁体2之间的对准。旋转超声波收发装置6a和固定超声波收发装置6b进行旋转梁体1和固定梁体2之间的距离进行检测。实现对准后，旋转控制结束。所述旋转梁体1的支撑部停放在支撑台上。

回收过程：当提升和旋转施工完毕后，对旋转支撑柱76、转盘73和旋转装置进行拆除并回收。再对转座通孔进行密封处理，并对旋转梁体1和固定梁体2之间的缝隙进行填补。

应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。