一种匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁节段预制施工领域，具体涉及一种匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统。


背景技术：

2.在节段梁短线法预制施工中，每个节段都要与上一个节段进行匹配预制，通过调节上一个节段(匹配梁)的空间姿态来控制桥梁整体的线型。
3.目前匹配梁通常采用的调节方式为：
4.1)测量员在测量塔上通过全站仪测量梁面上的监测点，并通过与桥梁线型目标数据进行比对和换算给出第一个监测点的x,y,z三个方向的调节量；
5.2)工人根据第一个监测点的调节量，按照经验依次操作匹配台车上的竖向、横向、和纵向油缸进行匹配调节；
6.3)测量员反复测量第一个监测点的调节量数据并告诉操作匹配台车的工人进行调节，直至第一个监测点调节到位；
7.4)测量员再测量第二个监测点，并给出第二个监测点三个方向的调节量；
8.5)工人根据经验依次操作匹配台车上的竖向、横向、旋转和纵向油缸调节第二个监测点；
9.6)测量员和工人分别以同样的方式反复测量和调节，直到第二个监测点调节到位；
10.7)重复上述步骤，继续调节后面的其他监测点，直至完成所有六个监测点的调节；
11.由于匹配梁面上的监测点互相关联，在调节后一个监测点的位置时，前面已经到位的监测点的位置都会发生变化，因此，需要再从第一个点开始调节，继续下一个循环，不断的接近目标，直到将所有的点都调节到目标范围为止。
12.而在工人操作匹配台车的过程中，因为台车上油缸的伸长量与梁面的监测点的位移量没有直接的关系，梁面上监测点的调节量不能直接转换为油缸的动作量，所以调节的多少完全靠工人的经验。在这种情况下，调节完成一片匹配梁往往要花很长一段时间，调节过程需要多人配合操作，而且对操作人员的操作水平要求极高。
13.另外，节段梁自身重量重，高宽比大，人工调节匹配的精度完全依赖于工人的操作经验，经验不足的操作人员会导致达到目标范围所消耗的时间更长，并存在着因操作不当而产生匹配梁倾覆的风险。因此迫切需要一种能节省人工、操作简单便捷，可实现节段快速匹配、安全性高的方式来解决现有问题。
14.公告号为cn209086756u的中国实用新型专利公开了一种节段梁短线法预制模板移动小车的智能自动调节装置，其通过采集液压控制器(位移执行元件)的移动参数，与设计参数对比，形成控制反馈，以实现移动小车(匹配小车)的智能自动调节，即该专利是将位移执行元件执行端的某个点的设计参数与实时移动参数进行对比，即该专利的监测点(参照点)是位移执行元件执行端的某个点，存在的弊端是：监测点依赖于位移执行元件，监测
点的数量和监测区域覆盖的全面性有限，这势必会影响匹配梁调节的精度，进而影响梁体线行变化的精度。


技术实现要素：

15.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，以便在解决现有施工中台车匹配操作耗时长、劳动量大、操作要求高、匹配过程存在安全风险的问题的同时，确保匹配梁调节的精度。
16.本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：一种匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，包括固定端模、匹配台车、匹配梁底模、用于调节匹配梁底模位移的位移执行元件、用于采集位移执行元件位移参数的位移监测模块、位移计算模块和逻辑控制模块，所述位移执行元件安装在匹配台车上，所述位移计算模块包括匹配梁监测点参数与位移执行元件位移参数关联单元以及位移执行元件调节量计算单元，所述位移监测模块与位移计算模块电连接，所述逻辑控制模块分别与位移监测模块、位移计算模块和位移执行元件电连接。
17.进一步，所述匹配台车上方设置有防倾覆监测装置，所述防倾覆检测装置与逻辑控制模块电连接。
18.进一步，所述位移执行元件包括顶升执行元件、横移执行元件、旋转执行元件和纵移执行元件。
19.进一步，所述顶升执行元件为安装在匹配台车顶部四角的顶升油缸，所述横移执行元件为安装在匹配台车前后两端的横移油缸，所述旋转执行元件为安装在匹配台车上下两层之间的旋转油缸，所述纵移执行元件为纵移油缸或行走马达。
20.进一步，所述位移监测模块包括顶升动作位移传感器、横移动作位移传感器、旋转动作位移传感器和纵移动作位移传感器。
21.进一步，所述顶升动作位移传感器安装在顶升油缸上，所述横移动作位移传感器安装在横移油缸上，所述旋转动作位移传感器安装在旋转油缸上，所述纵移动作位移传感器安装在固定端模和匹配台车之间。
22.进一步，所述位移计算模块和所述逻辑控制模块集成在中心控制台上，所述中心控制台设置有控制面板和/或外接遥控器。
23.进一步，所述中心控制台还包括存储器和计数器。
24.进一步，所述中心控制台包括用来安置位移计算模块、逻辑控制模块、防倾覆监测装置的主控柜。
25.进一步，所述中心控制台还包括安装在固定端模处的分控柜。
26.本实用新型的有益效果：
27.本技术的匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，包括固定端模、匹配台车、匹配梁底模、用于调节匹配梁底模位移的位移执行元件、用于采集位移执行元件位移参数的位移监测模块、位移计算模块和逻辑控制模块，所述位移执行元件安装在匹配台车上，所述位移计算模块包括匹配梁监测点参数与位移执行元件位移参数关联单元以及位移执行元件调节量计算单元，所述位移监测模块与位移计算模块电连接，所述逻辑控制模块分别与位移监测模块、位移计算模块和位移执行元件电连接。具体应用时，一方面，实现了匹配
台车的智能自动调节，解决了现有施工中台车匹配操作耗时长、劳动量大、操作要求高、匹配过程存在安全风险的问题，另一方面，通过在匹配梁上构造监测点，再建立监测点参数与位移执行元件位移参数的关联，最后通过监测点的位移量，反馈作用来控制位移执行元件的调节量或位移量，相比将监测点建立在位移执行元件处，不仅可以根据需要增加监测点的数量，而且提高了监测区域覆盖的全面性，有效确保了匹配梁位移调节的精度，进而确保了梁体线型控制的精度。
附图说明
28.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
29.图1为本实用新型优选实施例的结构示意图；
30.图2为匹配台车的结构示意图；
31.图3为逻辑控制原理图；
32.图4为工作状态示意图。
具体实施方式
33.以下将结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
34.如图1-3所示，本实施例的匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，包括固定端模1、匹配台车5、匹配梁底模6、用于调节匹配梁底模6位移的位移执行元件、用于采集位移执行元件位移参数的位移监测模块、位移计算模块和逻辑控制模块。
35.所述匹配台车5沿纵移轨道4纵向移动，所述位移执行元件安装在匹配台车5上，位移执行元件包括顶升执行元件51、横移执行元件53、旋转执行元件52和纵移执行元件54，所述顶升执行元件51为安装在匹配台车顶部四角的顶升油缸，所述横移执行元件53为安装在匹配台车前后两端的横移油缸，所述旋转执行元件52为安装在匹配台车上下两层之间的旋转油缸，所述纵移执行元件54为纵移油缸或行走马达。
36.所述位移监测模块包括顶升动作位移传感器55、横移动作位移传感器57、旋转动作位移传感器56和纵移动作位移传感器58。所述顶升动作位移传感器55安装在顶升油缸上，所述横移动作位移传感器57安装在横移油缸上，所述旋转动作位移传感器56安装在旋转油缸上，所述纵移动作位移传感器58安装在固定端模和匹配台车之间，纵移动作位移传感器采用激光传感器。
37.所述位移计算模块包括匹配梁监测点参数与位移执行元件位移参数关联单元以及位移执行元件调节量计算单元。所述匹配梁监测点参数与位移执行元件位移参数关联单元的工作原理为：通过设置一个自定义坐标系，建立匹配梁3上的监测点31与位移执行元件之间的位置关联。所述位移执行元件调节量计算单元的工作原理为：将所有监测点的位移向量值转换为以自定义坐标系为参照的向量值，在自定义坐标系内进行位移计算，通过至少三个监测点的初始位置坐标及位移向量值计算出监测点目标坐标所在的平面方程(监测点目标位置)，由此再推算出所有位移执行元件的调节量，再通过逻辑控制模块控制位移执行元件的动作。
38.所述位移监测模块与位移计算模块电连接，所述逻辑控制模块分别与位移监测模块、位移计算模块和位移执行元件电连接。位移监测模块将采集到的参数传输给位移计算
模块，通过位移计算模块将各位移执行元件的调节量计算出后，将信号反馈给逻辑控制模块，再通过逻辑控制模块控制位移执行元件的动作。此外，位移监测模块和逻辑控制模块之间也形成控制反馈，以便实时采集位移执行元件的位移量、通过该位移量实时调节位移执行元件的动作，控制位移执行元件的启停。
39.所述位移计算模块和所述逻辑控制模块集成在中心控制台7上，所述中心控制台设置有控制面板和/或外接遥控器；两者均可控制执行所有计算步骤和调节动作。
40.所述中心控制台7还包括存储器和计数器，若第一次调节后，由于各方面的累计误差导致没有达到预期目标值，则可再进行第二次调节。所述存储器存储第一次调节后监测点和各执行元件作用点在自定义坐标系下的位置坐标，所述计数器记录调节次数，所述位移计算模块第一次调节后梁面监测点的理论坐标为初始值，根据梁面线型控制软件提供的第二次监测点的位移向量值进行计算，算出位移执行元件第二次的调节量，再通过逻辑控制模块执行调节动作以达到目标。
41.所述匹配台车5上方设置有防倾覆监测装置，所述防倾覆检测装置与逻辑控制模块电连接，用于监测匹配梁的倾角和顶升动作，当检测到异常时则系统自动停止。
42.所述中心控制台7包括用来安置位移计算模块、逻辑控制模块、防倾覆监测装置的主控柜，所述主控柜上设置有控制面板，用于显示系统的状态和进行界面操作；所述主控柜还包括信号接收装置，用于接收从固定端模处传递的激光传感器(纵移动作位移传感器)数据。
43.所述中心控制台7还包括安装在固定端模处的分控柜，用于处理和传输安装在固定端模上的激光传感器的数据，所述分控柜上设有无线信号发射装置，将收集并处理完的激光传感器数据传输给主控柜，无需设置数据传输的信号线。
44.如图4所示，匹配梁3位置调整好后，在匹配梁3和固定端模1之间成型待浇梁段2。
45.综上所述，采用本技术的匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，一方面，实现了匹配台车的智能自动调节，解决了现有施工中台车匹配操作耗时长、劳动量大、操作要求高、匹配过程存在安全风险的问题，另一方面，通过在匹配梁上构造监测点，再建立监测点参数与位移执行元件位移参数的关联，最后通过监测点的位移量，反馈作用来控制位移执行元件的调节量或位移量，相比将监测点建立在位移执行元件处，不仅可以根据需要增加监测点的数量，而且提高了监测区域覆盖的全面性，有效确保了匹配梁位移调节的精度，进而确保了梁体线行变化的精度。
46.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，其特征在于：包括固定端模(1)、匹配台车(5)、匹配梁底模(6)、用于调节匹配梁底模(6)位移的位移执行元件、用于采集位移执行元件位移参数的位移监测模块、位移计算模块和逻辑控制模块，所述位移执行元件安装在匹配台车上，所述位移计算模块包括匹配梁监测点参数与位移执行元件位移参数关联单元以及位移执行元件调节量计算单元，所述位移监测模块与位移计算模块电连接，所述逻辑控制模块分别与位移监测模块、位移计算模块和位移执行元件电连接。2.根据权利要求1所述的匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，其特征在于：所述匹配台车(5)上方设置有防倾覆监测装置，所述防倾覆检测装置与逻辑控制模块电连接。3.根据权利要求2所述的匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，其特征在于：所述位移执行元件包括顶升执行元件(51)、横移执行元件(53)、旋转执行元件(52)和纵移执行元件(54)。4.根据权利要求3所述的匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，其特征在于：所述顶升执行元件(51)为安装在匹配台车顶部四角的顶升油缸，所述横移执行元件(53)为安装在匹配台车前后两端的横移油缸，所述旋转执行元件(52)为安装在匹配台车上下两层之间的旋转油缸，所述纵移执行元件(54)为纵移油缸或行走马达。5.根据权利要求4所述的匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，其特征在于：所述位移监测模块包括顶升动作位移传感器(55)、横移动作位移传感器(57)、旋转动作位移传感器(56)和纵移动作位移传感器(58)。6.根据权利要求5所述的匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，其特征在于：所述顶升动作位移传感器(55)安装在顶升油缸上，所述横移动作位移传感器(57)安装在横移油缸上，所述旋转动作位移传感器(56)安装在旋转油缸上，所述纵移动作位移传感器(58)安装在固定端模和匹配台车之间。7.根据权利要求1-6任意一项所述的匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，其特征在于：所述位移计算模块和所述逻辑控制模块集成在中心控制台(7)上，所述中心控制台设置有控制面板和/或外接遥控器。8.根据权利要求7所述的匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，其特征在于：所述中心控制台(7)还包括存储器和计数器。9.根据权利要求8所述的匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，其特征在于：所述中心控制台(7)包括用来安置位移计算模块、逻辑控制模块、防倾覆监测装置的主控柜。10.根据权利要求9所述的匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，其特征在于：所述中心控制台(7)还包括安装在固定端模处的分控柜。

技术总结
本实用新型公开了一种匹配台车自动调节的节段梁短线法预制系统，包括固定端模、匹配台车、匹配梁底模、用于调节匹配梁底模位移的位移执行元件、用于采集位移执行元件位移参数的位移监测模块、位移计算模块和逻辑控制模块，所述位移执行元件安装在匹配台车上，所述位移计算模块包括匹配梁监测点参数与位移执行元件位移参数关联单元以及位移执行元件调节量计算单元，所述位移监测模块与位移计算模块电连接，所述逻辑控制模块分别与位移监测模块、位移计算模块和位移执行元件电连接。具体应用时，不仅解决了现有施工中台车匹配操作耗时长、劳动量大、操作要求高、匹配过程存在安全风险的问题，而且确保了匹配梁调节的精度。而且确保了匹配梁调节的精度。而且确保了匹配梁调节的精度。


技术研发人员：王薪程 杨波 蒋平文 徐彪彪 尹斌 辜天天
受保护的技术使用者：湖南中铁五新钢模有限责任公司
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2022/5/25