一种桥梁转体平衡预警装置的制作方法

1.本实用新型属于桥梁转体施工技术领域，具体涉及一种桥梁转体平衡预警装置。


背景技术：

2.随着我国交通事业的快速发展，交通网络逐渐完善，铁路与公路交汇的节点也越来越多。在大型繁忙的交通干线上修建跨线桥，桥梁转体技术存在显著优势，交通运输部明确规定：公铁路线中存在跨越的地方必须采用转体施工。但桥梁转体过程中，桥梁的平衡是一个关键问题，桥梁转动全过程中其长、宽方向均需保持较高平稳性。
3.目前桥梁转体过程中为保证桥梁平衡，所采用的方式为：桥梁转动预定的角度后，人工利用测量仪进行检测，然后再进行下一次的转体动作。前述方式存在的缺陷为：（1）检测过程需要由人工完成，并且每一次的转体动作完成后需要重复进行一次人工检测工作，不但效率低下，而且安全性低；（2）人工检测工作是在每一次的转体动作完成后进行，为一种滞后性的检测方式，无法做到实时动态检测。因而在转体过程中，桥梁的平衡状态难以保证，转体施工效率较低。


技术实现要素：

4.针对前述技术问题，本实用新型的目的在于提出一种桥梁转体平衡预警装置，在转体过程中能够对桥梁的平衡状态进行实时动态监测，提高转体过程的安全性和转体施工效率。
5.本实用新型的目的是采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种桥梁转体平衡预警装置，包括：
6.环绕承重桥墩20布置且轴线与转体30的轴线在一条直线上的环形轨道501，环形轨道通过多个支腿502支撑于承重平面基础40上；
7.第一光信号接收板和第二光信号接收板，第一光信号接收板601设置于桥梁沿长度方向的至少一侧的底面上且第一光信号接收板上设有第一光电传感器701、基准光电传感器700、第二光电传感器702和第五光电传感器705，第二光信号接收板602设置于桥梁沿宽度方向的至少一侧的底面上且第二光信号接收板上设有第三光电传感器703、基准光电传感器700和第四光电传感器704；
8.设置于环形轨道上的牵引小车503，该牵引小车上安装多个光信号发射器80，所述第一光信号接收板、第二光信号接收板与多个光信号发射器一一对应配合；
9.与光信号发射器、牵引小车电性连接的控制器，该控制器的输入端分别与基准光电传感器、第一光电传感器、第二光电传感器、第三光电传感器、第四光电传感器、第五光电传感器电性连接，该控制器的输出端分别与信号灯900、第一声光报警器901、第二声光报警器902、第三声光报警器903、第四声光报警器904、第五声光报警器905电性连接。
10.进一步的，环形轨道501包括多个弧形轨道，弧形轨道通过可拆卸结构组装成环形轨道。
11.进一步的，第一光信号接收板601上沿竖直方向设置三个第一光电传感器701、基准光电传感器700、三个第二光电传感器702且相邻的两个第一光电传感器之间的距离、相邻的第一光电传感器和基准光电传感器之间的距离、相邻的基准光电传感器和第二光电传感器之间的距离、相邻的两个第二光电传感器之间的距离相等，所述第一光信号接收板601上设置沿水平方向对称分布于基准光电传感器两侧的两个第五光电传感器705。
12.进一步的，第一光信号接收板601设置于桥梁沿长度方向的左侧底面的中间位置。
13.进一步的，三个第一声光报警器901分别标记为第一声光报警器ⅰ、第一声光报警器ⅱ、第一声光报警器ⅲ，第一声光报警器ⅰ、第一声光报警器ⅱ、第一声光报警器ⅲ与沿远离基准光电传感器的方向分布的三个第一光电传感器一一对应；三个第二声光报警器902分别标记为第二声光报警器ⅰ、第二声光报警器ⅱ、第二声光报警器ⅲ，第二声光报警器ⅰ、第二声光报警器ⅱ、第二声光报警器ⅲ与沿远离基准光电传感器的方向分布的三个第二光电传感器一一对应；两个第五声光报警器905分别标记为第五声光报警器ⅰ、第五声光报警器ⅱ，第五声光报警器ⅰ与位于基准光电传感器左侧的第五光电传感器对应，第五声光报警器ⅱ与位于基准光电传感器右侧的第五光电传感器对应。
14.进一步的，第二光信号接收板602上沿竖直方向设置两个第三光电传感器703、基准光电传感器700、两个第四光电传感器704且相邻的两个第三光电传感器之间的距离、相邻的第三光电传感器和基准光电传感器之间的距离、相邻的基准光电传感器和第四光电传感器之间的距离、相邻的两个第四光电传感器之间的距离相等。
15.进一步的，第二光信号接收板602设置于桥梁沿宽度方向的前侧底面的中间位置。
16.进一步的，两个第三声光报警器903分别标记为第三声光报警器ⅰ、第三声光报警器ⅱ，第三声光报警器ⅰ、第三声光报警器ⅱ与沿远离基准光电传感器的方向分布的两个第三光电传感器一一对应；两个第四声光报警器904分别标记为第四声光报警器ⅰ、第四声光报警器ⅱ，第四声光报警器ⅰ、第四声光报警器ⅱ与沿远离基准光电传感器的方向分布的两个第四光电传感器一一对应。
17.本实用新型一种桥梁转体平衡预警装置通过位置分布不同的光电传感器接收光信号发射器发出的光信号，并上传相应的电信号至控制器，控制器输出控制不同的声光报警器动作进行预警，将桥梁的主体和转速是否处于平衡状态的信息第一时间反馈给工作人员，整个预警过程无需人工参与，不但监测效率高，而且安全性高，同时能够实现实时动态预警，从而在转体过程中确保桥梁的平衡状态，提高转体施工效率。
18.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
19.图1是本实施例一种桥梁转体平衡预警装置的结构示意图。
20.图2是位于桥梁沿长度方向的左侧的第一光信号接收板的正面示意图。
21.图3是位于桥梁沿宽度方向的前侧的第二光信号接收板的正面示意图。
22.图4是图1所示的平衡预警装置的原理框图。
具体实施方式
23.下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和现有技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸、形状。下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量。
24.下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.请参阅图1，为本实用新型一种桥梁转体平衡预警装置的一个实施例，本实施例将“沿桥梁10长度的方向”定义为“左右方向”、将“沿桥梁10宽度的方向”定义为“前后方向”。本实施例中所述平衡预警装置包括环形轨道501，考虑到承重桥墩20和转动设置于承重桥墩顶部的转体30已预先施工完成，本实施例将多个弧形轨道通过可拆卸的连接方式组装成一个完整的环形轨道，该环形轨道501通过多个支腿502支撑于承重平面基础40上并靠近桥梁10的底面，所述环形轨道环绕承重桥墩布置且环形轨道501的轴线与转体30的轴线在一条直线上；两个光信号接收板，第一光信号接收板601设置于桥梁沿长度方向的左侧底面且第一光信号接收板601上沿竖直方向依次设置三个第一光电传感器701、基准光电传感器700、三个第二光电传感器702（如图2所示），相邻的两个第一光电传感器之间的距离、相邻的第一光电传感器与基准光电传感器之间的距离、相邻的基准光电传感器与第二光电传感器之间的距离、相邻的两个第二光电传感器之间的距离一致，第二光信号接收板602设置于桥梁沿宽度方向的前侧底面且第二光信号接收板602上沿竖直方向依次设置两个第三光电传感器703、基准光电传感器700、两个第四光电传感器704（如图3所示），相邻的两个第三光电传感器之间的距离、相邻的第三光电传感器与基准光电传感器之间的距离、相邻的基准光电传感器与第四光电传感器之间的距离、相邻的两个第四光电传感器之间的距离一致，具体的：相邻两个第一光电传感器之间的距离、相邻两个第三光电传感器之间的距离根据桥梁倾斜的角度预先通过理论计算后确定，此外，第一光信号接收板601上还设置沿水平方向对称分布于基准光电传感器700两侧的第五光电传感器705，具体的：相邻的基准光电传感器与第五光电传感器之间的距离根据理论转速与实际转速的允许差值通过理论计算后确定；设置于环形轨道501的牵引小车503，所述牵引小车的速度与转体过程中桥梁的理论转速一致，所述牵引小车上安装两个光信号发射器80（例如激光发射器），两个光信号发射器与两个光信号接收板一一对应且当桥梁处于平衡状态时，光信号发射器80发射的光被相应光信号接收板上的基准光电传感器700接收，当桥梁的主体处于非平衡状态时，光信号发生器80发射的光被第一光电传感器、第二光电传感器、第三光电传感器、第四光电传感器中的一个接收，当桥梁的转速处于非平衡状态时，光信号发生器80发射的光被第五光电传感
器接收；与两个光信号发射器80、牵引小车503电性连接的控制器（例如mcu控制器），该控制器的输入端分别与基准光电传感器700、三个第一光电传感器701、三个第二光电传感器702、两个第三光电传感器703、两个第四光电传感器704、两个第五光电传感器705电性连接，该控制器的输出端分别与信号灯900、三个第一声光报警器901、三个第二声光报警器902、两个第三声光报警器903、两个第四声光报警器904、两个第五声光报警器905电性连接，其中信号灯和五类声光报警器应靠近工作人员布置，从而在第一时间引起工作人员的注意。
26.为便于调试及提高监测的精准度，本实施例将第一光信号接收板设置于桥梁左侧的中间位置、将第二光信号接收板设置于桥梁前侧的中间位置。
27.为使工作人员第一时间知道接收光信号的光电传感器的位置，本实施例在同种类的声光报警器上设置区分标记，例如：在三个第一声光报警器上分别粘贴区分标记
“ⅰ”
、
“ⅱ”
、
“ⅲ”
（如图4所示），那么第一声光报警器ⅰ、第一声光报警器ⅱ、第一声光报警器ⅲ与沿远离基准光电传感器的方向排布的三个第一光电传感器分别一一对应，其余种类的声光报警器也可采用前述区分标记
“ⅰ”
、
“ⅱ”
、
“ⅲ”
。
28.请参阅图4，本实施例一种桥梁转体平衡预警装置在桥梁转体过程中进行预警的原理为：
29.当桥梁进行转体动作时，牵引小车503以理论转速在环形轨道501行走，在桥梁转体过程中，如果桥梁的主体和转速均处于平衡状态，则光信号发射器80发出的光分别被相应的基准光电传感器700接收，基准光电传感器上传电信号至控制器，控制器输出控制信号灯900亮绿光，工作人员第一时间即可知道桥梁处于平衡状态，继续进行转体工作；
30.在桥梁转体过程中，一旦桥梁的主体沿长度方向发生倾斜，例如桥梁左侧微微下沉、右侧微微上移，则与第一光信号接收板601对应的光信号发射器80发出的光信号被三个第一光电传感器701中的一个接收，相应的第一光电传感器上传电信号至控制器，控制器输出控制第一声光报警器i、第一声光报警器ⅱ、第一声光报警器ⅲ中的一个亮红光并发出警鸣声进行预警，工作人员第一时间即可知道桥梁沿长度方向的左侧微微下沉，并获悉桥梁左侧下沉的相应参数（角度或距离）；或者例如桥梁左侧微微上移、右侧微微下沉，则与第一光信号接收板601对应的光信号发射器80发出的光被三个第二光电传感器702中的一个接收，相应的第二光电传感器上传电信号至控制器，控制器输出控制第二声光报警器i、第二声光报警器ⅱ、第二声光报警器ⅲ中的一个亮黄光并发出警鸣声进行预警，工作人员第一时间即可知道桥梁沿长度方向的左侧微微上移，并获悉桥梁左侧上移的相应参数（角度或距离）；
31.在桥梁转体过程中，一旦桥梁的主体沿宽度方向发生倾斜，例如桥梁前侧微微下沉、后侧微微上移，则与第二光信号接收板602对应的光信号发射器80发出的光被两个第三光电传感器703中的一个接收，相应的第三光电传感器上传电信号至控制器，控制器输出控制第三声光报警器i、第三声光报警器ⅱ中的一个亮蓝光并发出警鸣声进行预警，工作人员第一时间即可知道桥梁沿宽度方向的前侧微微下沉，并获悉桥梁前侧下沉的相应参数（角度或距离）；或者例如桥梁前侧微微上移、后侧微微下沉，则与第二光信号接收板602对应的光信号发射器80发出的光被两个第四光电传感器704中的一个接收，相应的第四光电传感器上传电信号至控制器，控制器输出控制第四声光报警器i、第四声光报警器ⅱ中的一个亮
紫光并发出警鸣声进行预警，工作人员第一时间即可知道桥梁沿宽度方向的前侧微微上移，并获悉桥梁前侧上移的相应参数（角度或距离）。
32.在桥梁转体过程中，一旦桥梁的转速处于非平衡状态时，例如桥梁的实际转速低于牵引小车的转速，则光信号发射器80发出的光会被第一光信号接收板上位于基准光电传感器左侧的第五光电传感器905接收，第五光电传感器上传电信号至控制器，控制器输出控制第五声光报警器i亮橙光并发出警鸣声进行预警，工作人员第一时间即可知道桥梁的实际转速低于牵引小车的转速，而后进行相应调整；或者桥梁的实际转速高于牵引小车的转速，则光信号发射器发出的光会被第一光信号接收板上位于基准光电传感器右侧的第五光电传感器905接收，第五光电传感器上传电信号至控制器，控制器输出控制第五声光报警器ⅱ亮橙光并发出警鸣声进行预警，工作人员第一时间即可知道桥梁的实际转速高于牵引小车的转速，而后进行相应调整。
33.在本实用新型的其他实施例中，可以根据实际需要增加第一光信号接收板、第二光信号接收板的数量，例如：实际施工中桥梁的主体倾斜大多是沿长度方向的倾斜，因而可以在桥梁左侧的中间位置、两端分别设置一个第一光信号接收板（共计三个第一光信号接收板），此时应配套相应的三个光信号发射器。
34.在本实用新型的其他实施例中，可以在桥梁沿长度方向的左侧、右侧中的至少一侧上设置第一光信号接收板，在桥梁沿宽度方向的前侧、后侧中的至少一侧上设置第二光信号接收板。
35.在本实用新型的其他实施例中，可以根据理论计算和软件模拟等现有技术手段，调整第一光电传感器、基准光电传感器、第二光电传感器在第一光信号接收板上的位置及第三光电传感器、基准光电传感器、第四光电传感器在第二光信号接收板上的位置，仅需实现：当桥梁的主体处于平衡状态时，光信号发射器发射的光被基准光电传感器接收，当桥梁的主体处于非平衡状态时，光信号发生器发射的光被第一光电传感器、第二光电传感器、第三光电传感器、第四光电传感器中的一个接收。
36.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。