一种桥梁拉索风致振动控制报警器

本发明涉及桥梁拉索振动报警领域，具体公开了一种桥梁拉索风致振动控制报警器。

背景技术：

1、斜拉桥的主要结构一般包括索塔、桥墩、主梁和拉索，其中拉索是传递主梁与车辆荷载的部件，起到很重要的支撑作用。斜拉索的状态会直接影响整个桥梁的承载能力、稳定性和安全性。同时，由于斜拉索呈细、长、直的绳索状，所以其很容易受到风力影响而产生振动，斜拉索的服役时间越长，其疲劳寿命越短，所以需要想办法监测斜拉索的状态，当其产生振动时，如何控制其风致振动也是十分重要。

2、现有技术中也存在有拉索振动检测的相关装置，例如设置加速度传感器，加速度传感器可以检测到振动时的加速度，然后根据数据可以算出振动频率功率谱，可以探索拉索的频域特性。但是现有技术中并不能对拉索振动产生预警，也无法通过技术手段控制拉索振动。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种桥梁拉索风致振动控制报警器，以解决如何对拉索振动进行报警以及控制拉索振动的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种桥梁拉索风致振动控制报警器，包括保护筒、监测报警单元和振动控制单元；所述保护筒固定套设在桥梁的拉索上；所述监测报警单元包括加速度传感器和若干激光检测器，所述加速度传感器设置在保护筒上，所述激光检测器包括激光发射部、激光接收部和报警部，所述激光发射部设置在桥梁的索塔上，所述激光接收部设置在桥梁的主梁上，所述激光接收部与对应的激光发射部对齐，所述激光发射部和激光接收部均沿着保护筒的外壁周向均匀布置，所述报警部设置在桥梁的主梁上，所述报警部包括信号发射模块；所述振动控制单元包括设置在索塔上的振动控制底座，所述振动控制底座上设置有卷绳器、控制环和控制绳，所述控制绳卷绕在卷绳器上，所述控制绳与控制环连接，所述控制环滑动设置在保护筒上，所述控制环的内壁设置有固定钉，所述保护筒上设置有供固定钉插入的固定孔；所述信号发射模块可以将信号发送给卷绳器，卷绳器此时可以启动并将控制绳放出；所述信号发射模块还可以将信号发送到管控桥梁安全的控制中心。

4、本方案中通过加速度传感器来检测桥梁的拉索是否出现风致振动的情况，如果出现该情况则可以启动激光检测器，激光检测器包括有激光发射部和激光接受部，两者设置在拉索的侧面，位置距离根据预先计算得出，当拉索的振动摆动到阈值位置时，拉索会遮挡激光使激光接收部无法及时接收到信号，此表明拉索振动幅度大、必须进行报警和振动控制。此时信号发射模块就可以将报警信号发送到桥梁安全的控制中心，控制中心接收到该信号后可以派出专人到现场进行查验以及解决拉索振动问题。同时，信号发射模块还可以将信号发送到卷绳器上，卷绳器启动后就可以放出控制环，控制环到达指定位置后与保护筒连接起来，此时控制环就可以对保护筒以及其内的拉索起到牵制作用。

5、可选地，桥梁的主梁上设置有固定底座，所述固定底座上设置有阻尼器，桥梁的拉索设置在阻尼器上；所述固定底座上设置有电控箱，所述电控箱内设置有电路控制模块和处理模块，所述报警部设置在电控箱内，处理模块可以用于处理加速度传感器和激光接收部收集到的数据，分析后再通过信号发射模块发出，信号发射模块发出的信号可以通知管控桥梁安全的控制中心进行报警同时还可以启动振动控制单元进行拉索风致振动控制。采用本方案，电控箱设置在桥梁的主梁上，便于安装和维修。

6、可选地，所述保护筒的外壁上沿轴向布置有若干导向滑槽，两个相对的导向滑槽为一组，若干控制环的内壁上设置有与导向滑槽配合的两个导向滑块，若干控制环之间的导向滑块位置交错，每两个导向滑块为一组，一组导向滑块只与一组导向滑槽配合。采用本方案，控制环在保护筒上滑动时，导向滑槽和导向滑块均可以起到导向作用。

7、可选地，所述控制环的内壁上设置有至少两个钉槽，所述钉槽中设置有复位弹簧，所述复位弹簧与固定钉连接；一个控制环上的所有固定钉为一组，保护筒上位于同一虚拟圆上的固定孔为一组，每组固定钉对应配合一组固定孔，若干组固定孔之间的排布交错，若干组固定钉之间的排布也交错。本方案中，钉槽位置交错，固定钉的位置也交错，所以只有控制环移动到指定的配合位置时，才可以与保护筒固定连接，以起到控制振动的作用。

8、可选地，所述卷绳器设置在索塔的内部，所述索塔上设置有穿过槽，所述卷绳器包括电动卷筒和分卷筒，所述电动卷筒包括机架、电机和卷筒本体，所述电机和卷筒本体均设置在机架上，卷筒本体的一端与电机的输出端连接，卷筒本体的另一端与机架转动连接，所述卷筒本体内设置有电磁铁；若干所述分卷筒均沿卷筒本体的长度方向均匀排布，每个分卷筒对应缠绕和固定连接一根控制绳，分卷筒转动设置在卷筒本体上；所述穿过槽能够供控制绳穿过。本方案中，每个控制绳分别与一个卷筒本体连接，所以若干控制绳之间相互独立，不会出现缠绕到一起的情况。同时，当控制环到达指定位置后，启动电磁铁，电磁铁可以吸引所有的分卷筒，然后反向转动卷筒本体，卷筒本体带动分卷筒反向转动并拉紧控制绳，控制绳就可以对桥梁的拉索起到拉紧的作用，以控制拉索的风致振动。

9、可选地，所述穿过槽中设置有第一定滑轮，所有控制绳均与第一定滑轮接触；所述振动控制底座中设置有若干第二定滑轮，每个第二定滑轮对应一根控制绳，第二定滑轮按照控制绳的位置排布，控制绳可以穿过第二定滑轮，当控制绳穿过第二定滑轮后能够与保护筒平行。本方案中，可以采用第一定滑轮和第二定滑轮来对控制绳进行导向限位，使其可以与保护筒平行，避免其在工作过程中发生交错缠绕。

10、可选地，所述穿过槽设置有四个，均匀布置在保护筒的四周。

11、本方案的工作原理及有益效果在于：

12、本方案中，先采用加速度传感器来检测拉索是否出现振动，如果其出现振动情况，就可以启动激光检测器，激光检测器设置在拉索振动的阈值位置，该阈值位置表面拉索振动已经影响到桥梁安全性以及拉索安全性，需要进行振动控制。当激光检测器检测到拉索的振动晃动幅度已达阈值时，启动卷绳器放开锁定，此时控制环就可以向下滑动，直到控制环到达指定位置，固定钉弹出并锁定到顶槽内，此时控制环与保护筒固定连接。然后卷绳器再反向转动来带动控制绳收紧，减少桥梁拉索的振动幅度。所以，本方案既可以通过监测报警单元来检测桥梁拉索的振动情况并且向控制中心进行报警，同时还可以使用振动控制单元来对桥梁拉索的振动幅度进行控制。

技术特征：

1.一种桥梁拉索风致振动控制报警器，其特征在于：包括保护筒、监测报警单元和振动控制单元；所述保护筒固定套设在桥梁的拉索上；所述监测报警单元包括加速度传感器和若干激光检测器，所述加速度传感器设置在保护筒上，所述激光检测器包括激光发射部、激光接收部和报警部，所述激光发射部设置在桥梁的索塔上，所述激光接收部设置在桥梁的主梁上，所述激光接收部与对应的激光发射部对齐，所述激光发射部和激光接收部均沿着保护筒的外壁周向均匀布置，所述报警部设置在桥梁的主梁上，所述报警部包括信号发射模块；所述振动控制单元包括设置在索塔上的振动控制底座，所述振动控制底座上设置有卷绳器、控制环和控制绳，所述控制绳卷绕在卷绳器上，所述控制绳与控制环连接，所述控制环滑动设置在保护筒上，所述控制环的内壁设置有固定钉，所述保护筒上设置有供固定钉插入的固定孔；所述信号发射模块可以将信号发送给卷绳器，卷绳器此时可以启动并将控制绳放出；所述信号发射模块还可以将信号发送到管控桥梁安全的控制中心。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁拉索风致振动控制报警器，其特征在于：桥梁的主梁上设置有固定底座，所述固定底座上设置有阻尼器，桥梁的拉索设置在阻尼器上；所述固定底座上设置有电控箱，所述电控箱内设置有电路控制模块和处理模块，所述报警部设置在电控箱内，处理模块可以用于处理加速度传感器和激光接收部收集到的数据，分析后再通过信号发射模块发出，信号发射模块发出的信号可以通知管控桥梁安全的控制中心进行报警同时还可以启动振动控制单元进行拉索风致振动控制。

3.根据权利要求2所述的一种桥梁拉索风致振动控制报警器，其特征在于：所述保护筒的外壁上沿轴向布置有若干导向滑槽，两个相对的导向滑槽为一组，若干控制环的内壁上设置有与导向滑槽配合的两个导向滑块，若干控制环之间的导向滑块位置交错，每两个导向滑块为一组，一组导向滑块只与一组导向滑槽配合。

4.根据权利要求3所述的一种桥梁拉索风致振动控制报警器，其特征在于：所述控制环的内壁上设置有至少两个钉槽，所述钉槽中设置有复位弹簧，所述复位弹簧与固定钉连接；一个控制环上的所有固定钉为一组，保护筒上位于同一虚拟圆上的固定孔为一组，每组固定钉对应配合一组固定孔，若干组固定孔之间的排布交错，若干组固定钉之间的排布也交错。

5.根据权利要求4所述的一种桥梁拉索风致振动控制报警器，其特征在于：所述卷绳器设置在索塔的内部，所述索塔上设置有穿过槽，所述卷绳器包括电动卷筒和分卷筒，所述电动卷筒包括机架、电机和卷筒本体，所述电机和卷筒本体均设置在机架上，卷筒本体的一端与电机的输出端连接，卷筒本体的另一端与机架转动连接，所述卷筒本体内设置有电磁铁；若干所述分卷筒均沿卷筒本体的长度方向均匀排布，每个分卷筒对应缠绕和固定连接一根控制绳，分卷筒转动设置在卷筒本体上；所述穿过槽能够供控制绳穿过。

6.根据权利要求5所述的一种桥梁拉索风致振动控制报警器，其特征在于：所述穿过槽中设置有第一定滑轮，所有控制绳均与第一定滑轮接触；所述振动控制底座中设置有若干第二定滑轮，每个第二定滑轮对应一根控制绳，第二定滑轮按照控制绳的位置排布，控制绳可以穿过第二定滑轮，当控制绳穿过第二定滑轮后能够与保护筒平行。

7.根据权利要求6所述的一种桥梁拉索风致振动控制报警器，其特征在于：所述穿过槽设置有四个，均匀布置在保护筒的四周。

技术总结
本发明涉及桥梁拉索振动报警领域，具体公开了一种桥梁拉索风致振动控制报警器，包括保护筒、监测报警单元和振动控制单元；保护筒固定套设在桥梁的拉索上；监测报警单元包括加速度传感器和若干激光检测器，加速度传感器设置在保护筒上，激光检测器包括激光发射部、激光接收部和报警部，报警部设置在桥梁的主梁上，报警部包括信号发射模块；振动控制单元包括设置在索塔上的振动控制底座，振动控制底座上设置有卷绳器、控制环和控制绳，控制绳卷绕在卷绳器上，控制绳与控制环连接，控制环滑动设置在保护筒上，控制环的内壁设置有固定钉，保护筒上设置有供固定钉插入的固定孔。本发明的目的在于解决如何对拉索振动进行报警以及控制拉索振动的技术问题。

技术研发人员：陈力华,杨海清,陆春昌,饶洎衔
受保护的技术使用者：重庆工程职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15