一种桥梁施工主梁和拱肋线形调控设备及其方法与流程

本发明属于桥梁智能施工，具体地说，涉及一种桥梁施工主梁和拱肋线形调控设备及其方法。

背景技术：

1、在斜拉桥和斜拉口挂施工的拱桥中，缆索都是至关重要的组件，不仅承担着力学上的关键角色，还直接影响到桥梁的设计、施工以及长期使用性能和安全性。在斜拉桥中，缆索是主要的承重构件之一。它们通过与主梁连接，并由索塔锚固支撑，将主梁承受的荷载传递给索塔和地基，从而实现大跨度跨越。在拱桥斜拉扣挂施工过程中，缆索起着关键的临时受力作用，协助各拱肋节段悬空对接并形成稳定的结构体系。

2、目前在主梁上设计气象站用于实时监测桥区及周边环境的气象参数，如温度、湿度以及降水量等，通过气象站的数据分析，可以评估并预测桥梁在各种气候条件下的性能表现；全站仪用于获取主梁或拱肋各阶段施工关键节点坐标和整体线形；力传感器用于获取缆索索力。

3、一般来说，缆索假设施工质量是整座斜拉桥或拱桥建造过程的关键，且会显著影响主梁和拱肋线形。目前常见大跨径斜拉桥和斜拉扣挂施工的拱桥缆索调整过程和手段较为原始，一般施工监测人员定时测量缆索受力和线形等数据，反馈至设计人员进行数据分析和指令下达，再由施工人员到现场完成指令。通常上述方法工作效率较低，耽误施工进度甚至影响施工质量。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

2、一种桥梁施工主梁和拱肋线形调控设备，包括主梁、拱肋、缆索和调控器外壳，所述拱肋安装在主梁两侧，所述主梁上安装有调控器外壳，所述调控器外壳上安装有缆索，所述缆索与拱肋固定连接，所述调控器外壳内部安装有角度调控单元、拉力调控单元和缆索解锁单元；

3、所述角度调控单元包括导向套，所述导向套内部插接设置有缆索，所述导向套侧壁安装有滑套，所述滑套内部活动拧合设置有丝杆轴，且丝杆轴其中一侧末端活动设置在调控器外壳内壁，另一侧末端安装有调控电机；

4、所述拉力调控单元包括转盘，所述转盘上开设有螺旋导轨，所述螺旋导轨上滑动设置有滑块，所述滑块表面活动设置有第三导向轮，所述第三导向轮中心轴固定设置有连接板，所述连接板内部插接设置有限位杆，且限位杆两端贯穿安装在调控器外壳侧壁；

5、所述缆索解锁单元包括固定块，所述固定块侧壁安装有套筒，所述套筒内部活动插接设置有定位杆，所述定位杆底部安装有竖杆，所述竖杆末端安装有推板，所述推板末端设置有卡板，所述卡板外壁贯穿设置有固定座，且卡板外壁活动贯穿拉环，所述拉环与缆索固定连接。

6、作为本发明的一种优选实施方式，所述调控器外壳上活动安装有检修门，所述检修门与调控器外壳内部腔室相互连通，所述检修门上安装有把手，所述调控器外壳上设置有安装板，所述安装板上开设有安装孔，所述安装孔内部设置有螺栓，所述螺栓拧合设置在主梁上，所述主梁上安装有全站仪。

7、作为本发明的一种优选实施方式，所述调控器外壳上横向开设有导向滑槽，所述导向滑槽内部上滑动设置有导向套，所述导向套内部开设有导向孔，所述导向孔内部贯穿设置有缆索，所述导向套底部对称设置有一对第二导向轮，一对所述第二导向轮之间的缝隙活动插接设置有缆索，所述调控器外壳上安装有橡胶罩，所述橡胶罩顶部与缆索活动插接。

8、作为本发明的一种优选实施方式，所述调控器外壳内部活动设置有第一导向轮，所述第一导向轮、第二导向轮和第三导向轮外壁均开设有凹槽，所述凹槽尺寸与缆索尺寸适配，所述缆索与第二导向轮侧壁相互贴合，所述缆索和第一导向轮顶部相互贴合。

9、作为本发明的一种优选实施方式，所述调控器外壳内部安装有驱动电机，所述驱动电机输出端安装有蜗杆，所述蜗杆呈横向分布，且蜗杆中心轴活动设置在调控器外壳内壁，所述蜗杆顶部啮合设置有蜗轮，所述蜗轮旋转中心安装有旋转轴，所述旋转轴末端与转盘中心轴固定连接。

10、作为本发明的一种优选实施方式，所述滑块底部安装有滑座，所述滑座内部活动贯穿设置有滑杆，所述滑杆两端安装有安装座，所述安装座末端安装在调控器外壳内部的隔档上，所述滑杆外壁安装有复位弹簧，所述复位弹簧一侧卡接在安装座上，所述复位弹簧另一侧卡接在滑座上，所述滑块侧壁安装有固定块。

11、作为本发明的一种优选实施方式，所述套筒内部滑动设置有挡板，所述挡板中心处安装有定位杆，所述套筒外壁活动插接设置有导向座，所述导向座末端安装在调控器外壳上，所述竖杆内部活动插接设置有插杆，所述竖杆侧壁安装有连接臂，所述连接臂底部安装有压块，且压块滑动在调控器外壳上。

12、作为本发明的一种优选实施方式，所述调控器外壳内部安装有一对固定座，所述固定座内部夹持设置有拉环，位于中心的固定座表面开设有卡槽，所述卡槽内部插接设置有卡板，位于外侧的固定座侧壁安装有定位套，所述挡板滑动设置在定位套内部，所述挡板和挡板内部卡接设置有挤压弹簧，所述定位套顶部开设有缺口，所述缺口内部滑动设置有竖杆，所述拉环内壁和卡板上安装有压力传感器。

13、作为本发明的一种优选实施方式，所述调控器外壳底部安装有安全防护组件，所述安全防护组件包括夹套，所述夹套活动插接在主梁上开设的安装槽，所述夹套内部活动插接设置有定位凸起，所述定位凸起底部和夹套内部的横板之间安装有解锁弹簧，所述定位凸起底部安装有推杆，所述夹套底部活动插接设置有卡杆，所述卡杆插接到安装槽底部开设的定位槽中，所述卡杆末端安装有导向块，所述导向块顶部进行倒角处理，且倒角处和推杆末端滑动连接，所述导向块上安装有拉簧。

14、作为本发明的一种优选实施方式，一种桥梁施工主梁和拱肋线形调控设备的调控方法，步骤如下：

15、步骤一：在施工过程中，实时连续检测主梁和拱肋温度、湿度等监测数据发送至计算机单元，计算机系统获取监测数据进行分析和判断，计算当前环境效应对结构的影响；

16、步骤二：通过全站仪获取主梁和拱肋各阶段施工关键节点坐标和整体线形，并且将结果发送给计算机，分析当前主梁和拱肋线形与预设线形偏差；

17、步骤三：计算机分析当前线形偏差与环境效应关系，计算各监测点坐标调整量，进而计算各缆索受力和变形调整量；

18、步骤四：计算机将缆索受力和变形调整量发送至计算机，计算机将所需要调整的数据发送给角度调控单元和拉力调控单元，进而对缆索索力和线形进行精确调整。

19、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

20、1、当进行角度的调节后，首先启动调控电机，通过调控电机带动丝杆轴发生旋转，而丝杆轴旋转后可以带动滑套发生位置上的变化，而滑套带动导向套同步移动，且导向套内部安装有缆索，进而可以带动缆索底部的位置发生移动，而缆索与拱肋的连接点是不变的，进而带动缆索的角度发生偏移，进而使得形状发生变化，直接通过调控电机完成角度的调节，操作更加简单；

21、2、当进行拉力的调节后，转动转盘，通过转盘带动表面的螺旋导轨发生位置上的变化，而螺旋导轨上的滑块的移动位置被限位，导致滑块随着螺旋导轨的转动而左右移动，带动第三导向轮拉动缆索移动，控制缆索的张紧力，进而可以达到控制缆索拉力的目的，通过机械操作，使得操作更加简单，并且可以在远程直接进行控制；

22、3、本发明基于缆索智能调整系统，并可以时刻考虑环境因素的影响，显著提高了施工过程中缆索施工假设效率?；肪臣嗖庀低车囊肟梢粤欢匣袢』肪呈?，时刻对缆索以及主梁或拱肋线形进行调整，将传统阶梯式调整(单一时刻检测、反馈、调整)转变为连续式控制，施工过程更为可靠，调整精度高，施工效率和安全性显著提升。

23、下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。