一种基于桥梁转体姿态实时监测的桥梁转体方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115435810A(43)申请公布日2022.12.06(21)申请号202211097695.0(51)Int.Cl.(22)申请日2022.09.08G01C23/00(2006.01)(71)申请人中铁大桥科学研究院有限公司地址430034湖北省武汉市硚口区建设大道103号申请人信阳城发路桥建设开发有限公司中铁大桥局集团有限公司(72)发明人罗力军陈锋张美玲彭旭民侍刚王克兵李泽露李华鹏庞文晋王吉周雄侯澳星何奇余飞金春雷(74)专利代理机构武汉智权专利代理事务所(特殊普通合伙)42225专利代理师彭程程权利要求书4页说明书10页附图5页(54)发明名称一种基于桥梁转体姿态实时监测的桥梁转体方法及系统(57)摘要本发明涉及一种基于桥梁转体姿态实时监测的桥梁转体方法及系统，涉及桥梁施工技术领域，包括于桥梁的纵向中心线上设置多个360°棱镜，向全站仪间隔发送采集指令，采集所述多个360°棱镜的空间坐标。根据空间坐标构建桥梁方向向量，并得到转体姿态数据。根据转体姿态数据，得到所述间隔的时长、所述采集指令、以及控制指令。根据控制指令控制桥梁进行转体。本申请能够对桥梁转体施工过程中的桥梁空间姿态和角速度线速度进行实时监测，以便在其出现异常时及时采取相应措施，确保在限定时间内，顺利完成转体，精准对中，确保转体全过程铁路安全和桥梁安全。CN115435810ACN115435810A权利要求书1/4页1.一种基于桥梁转体姿态实时监测的桥梁转体方法，其特征在于，包括：于桥梁的纵向中心线上设置多个360°棱镜，并于桥梁外侧设置全站仪；向全站仪间隔发送采集指令，以控制全站仪采集所述多个360°棱镜的空间坐标；根据空间坐标构建桥梁方向向量，根据桥梁方向向量，得到转体姿态数据；根据转体姿态数据，得到所述间隔的时长、所述采集指令、以及控制指令；根据控制指令控制桥梁进行转体。2.如权利要求1所述的基于桥梁转体姿态实时监测的桥梁转体方法，其特征在于，所述多个360°棱镜包括设置于桥梁一侧悬臂端的第一360°棱镜、设置于桥梁旋转中心的第二360°棱镜、以及设置于桥梁另一侧悬臂端的第三360°棱镜；所述转体姿态数据包括角速度、线速度、以及空间姿态数据；所述空间姿态数据包括已转距离、剩余距离、已转角度、剩余角度、以及净间距。3.如权利要求2所述的基于桥梁转体姿态实时监测的桥梁转体方法，其特征在于，当对单个桥梁进行转体时，采用下述公式计算得到所述桥梁方向向量：其中，表示对单个桥梁进行转体时，单个桥梁的纵向中心线AO所在直线在第n秒的桥梁方向向量；A表示第一360°棱镜所处的第一监测点；O表示第二360°棱镜所处的第二监测点；n表示时间，单位为秒，n为不小于60的正整数；xAn表示第一360°棱镜在第n秒的x轴坐标；yAn表示第一360°棱镜在第n秒的y轴坐标；zAn表示第一360°棱镜在第n秒的z轴坐标；xOn表示第二360°棱镜在第n秒的x轴坐标；yOn表示第二360°棱镜在第n秒的y轴坐标；zOn表示第二360°棱镜在第n秒的z轴坐标。4.如权利要求3所述的基于桥梁转体姿态实时监测的桥梁转体方法，其特征在于，采用下述公式计算得到指定时间段内的每一秒中桥梁的转动弧度：其中，Δθn表示指定时间段内的每一秒中桥梁的转动弧度，所述指定时间段为桥梁进行转体60秒后的时间段。5.如权利要求4所述的基于桥梁转体姿态实时监测的桥梁转体方法，其特征在于，采用下述公式计算得到指定时间段内的各个时刻的角速度、线速度：2CN115435810A权利要求书2/4页其中，ωn表示第n秒时桥梁的角速度；π表示圆周率，取值为3.1415；vn＝(Δθn+Δθn‑1+…+Δθn‑59)L′其中，vn表示第n秒时桥梁的线速度；L′表示第一360°棱镜和第二360°棱镜之间的距离。6.如权利要求4所述的基于桥梁转体姿态实时监测的桥梁转体方法，其特征在于，采用下述公式计算得到指定时间段内的各个时刻的空间姿态数据：ln＝θnL′其中，ln表示第n秒时桥梁的已转距离；θn表示第n秒时桥梁的全部转动弧度；Δln＝l‑ln其中，Δln表示第n秒时桥梁的剩余距离；l表示桥梁完成转体时的全部转动距离；其中，αn表示第n秒时桥梁的已转角度；Δαn＝α‑αn其中，Δαn表示第n秒时桥梁的剩余角度；α表示桥梁完成转体时的全部转动角度。7.如权利要求2所述的基于桥梁转体姿态实时监测的桥梁转体方法，其特征在于，利用控制指令控制桥梁进行匀速转动；根据桥梁的转体姿态数据判断角速度大于1.15°/min或线速度vn大于2.0m/min时，进行预警，并利用控制指令降低桥梁转体的转动速度后，使桥梁继续进行匀速转动；根据桥梁的转体姿态数据判断剩余角度为1°时，利用控