[发明专利]一种桁式拱桥节段相对变形监测系统及方法

说明书

本发明涉及桁式拱桥施工过程监测技术领域，特别涉及一种桁式拱桥节段相对变形监测系统，包括监测元件，所述监测元件包括激光位移计和激光反射装置，所述激光位移计和所述激光反射装置分别通过安装支座磁吸连接于桁式拱桥节段，所述激光位移计和所述激光反射装置相对设置形成测线，所述测线与桁式拱桥节段的待监测边和/或面平行。监测系统安装拆卸极为方便，可反复利用，降低监测成本，不受桁式拱桥节段在动态吊装过程中的姿态动作影响，监测精度较高，其监测方法通过监测测线的变化，实现节段实时姿态的同步监测，监测结果能够真实反应桁式拱桥节段在动态吊装过程中的变形状态，实现桁式拱桥节段平面和空间三维运动下的无损高精度测量。

技术领域

本发明涉及桁式拱桥施工过程监测技术领域，特别涉及一种桁式拱桥节段相对变形监测系统及方法。

背景技术

钢管混凝土拱桥与劲性骨架混凝土拱桥现代化制造技术，主要通过在钢结构加工厂将杆件焊接拼装形成节段骨架结构，然后经龙门吊、缆索吊、桅杆吊等设备进行竖向起吊、翻转、平移等动作，来实现节段骨架结构的姿态调整与安装，在姿态调整过程中，节段骨架结构会发生变形，如果该变形量过大，将直接影响桥梁的对接拼装，甚至还会造成严重的质量事故，对于超大跨径的桁式结构，这一问题尤为突出，因此，很有必要对节段骨架结构姿态调整过程进行监测。

但是，目前常规的直接测量和高频扫描的变形监测方式都需要在地面设置固定机位，无法完成节段骨架结构在吊装过程的动态测量，采用摄影测量又存在需要给结构增加额外的辅助措施，设备安装复杂，对应用人员技术要求高，附属构安装还会损伤原始结构等问题，此外，节段骨架结构翻转后，相机及其配套附属设施的拆除也变得更加困难。

因此，目前亟需要一种技术方案，以解决现有监测方式无法适应于节段骨架结构吊装过程的动态监测，且监测设备安装拆卸复杂的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有监测方式无法适应于节段骨架结构吊装过程的动态监测，且监测设备安装拆卸复杂的技术问题，提供了一种桁式拱桥节段相对变形监测系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种桁式拱桥节段相对变形监测系统，包括监测元件，所述监测元件包括激光位移计和激光反射装置，所述激光位移计和所述激光反射装置分别通过安装支座磁吸连接于桁式拱桥节段，所述激光位移计和所述激光反射装置相对设置形成测线，所述测线与桁式拱桥节段的待监测边和/或面平行。

本发明的一种桁式拱桥节段相对变形监测系统，通过磁吸方式实现监测元件的安装，安装拆卸极为方便，不会对结构造成损伤，可反复利用，降低监测成本，同时，通过激光位移计和激光反射装置直接磁吸连接于桁式拱桥节段形成测线，与桁式拱桥节段的待监测边、任意表面、任意断面进行较好的匹配，形成多断面分布布设的监测系统，实现桁式拱桥节段在吊装过程中的动态姿态监测，不受桁式拱桥节段在动态吊装过程中平移、平面翻滚、空中翻滚等多姿态动作的影响，实现桁式拱桥节段平面和空间三维运动下的无损高精度测量，监测精度较高。

作为本发明的优选方案，包括至少三条测线，若干所述测线在桁式拱桥节段空间的投影构成封闭多边形。实现高频数据拼接，形成多点联合监测系统，使能够通过监测封闭多边形的边长及推算相关测线角度变化，实现对节段变形量的监测。

作为本发明的优选方案，所述安装支座包括若干排列设置的磁性件，所述磁性件的相对两端分别设置连接螺栓，相邻所述磁性件的连接螺栓通过连接杆铰接连接。能够适应于在不同尺寸桁式拱桥节段上的适应安装。

作为本发明的优选方案，所述磁性件包括可控磁体和条形磁石，所述可控磁体具有充磁和消磁功能，若干所述条形磁石排列设置在所述可控磁体的两侧，所述可控磁体上可拆卸连接用于安装监测元件的调节支架。可控磁体可通过充磁和消磁的方式进行安装和拆除，磁性较好，能够确保调节支架在节段动态吊装过程中的安装稳定性。