一种高墩施工垂直度智能化控制系统的制作方法

专利2022-05-09  49


本申请涉及桥梁施工的领域,尤其是涉及一种高墩施工垂直度智能化控制系统。



背景技术:

目前桥梁高墩施工方法主要有翻模、爬模、滑模、支架法及最新的辊模施工等,随着高速公路和高速铁路逐渐向山区、深山区的不断推进,地质条件越来越复杂,给桥梁施工带来多方面的影响,其中重要的方面之一就是对高墩施工的影响。因为在高墩施工过程中,测量人员必须随时测量并控制高墩垂直度,及时发现墩柱偏位并及时纠偏,在对高墩垂直度控制时,一般采用吊线锥法、全站仪观测法和垂准仪法。

其中,垂准仪法:在承台上架立脚架,安装垂准仪,打开垂准仪,垂准仪向下发射激光束按钮,对中点位后精确调平垂准仪;关闭向下发射按钮,打开向上发射激光束按钮,调节物镜焦距,使激光束在激光靶上形成一个直径1mm的光点,首先站在顶层翻模平台上,从模板角上沿模板内边缘的延长线拉钢卷尺,把激光靶中心十字线的一条线与钢卷尺的50cm刻度线重合,扶平激光靶,使激光靶平面与模板顶处于同一水平面内,用另一把钢卷尺丈量激光点距50cm刻度线的距离并记录。依次测量墩身4个点的偏差值,依据标准判定模板4个角点平面位置是否合格,若有一个点偏差值超过标准,则需重新调整模板,重新检查。

针对上述中的相关技术,发明人认为存在有如下缺陷:采用垂准仪对高墩垂直度进行控制时,为保证施工质量,在高墩的整个浇筑过程中垂准仪都保持打开状态,这样会使垂准仪的电池电量耗费较快,需要定时更换电池,降低了施工效率。



技术实现要素:

为了减少垂准仪的电池损耗,提高垂准仪的有效作业时长,保证施工效率,本申请提供一种高墩施工垂直度智能化控制系统。

本申请提供的一种高墩施工垂直度智能化控制系统采用如下的技术方案:

一种高墩施工垂直度智能化控制系统,包括:

激光靶,所述激光靶设于高墩支架模板上;

垂准仪,所述垂准仪设于承台上,用于发射激光信号至激光靶上;

遥控装置,所述遥控装置上设置有无线信号发射模块,用于发射无线遥控信号;

激光发射控制装置,所述激光发射控制装置设于垂准仪上,所述激光发射控制装置包括无线信号接收模块,用于接收所述无线遥控信号;所述激光发射控制装置响应于所述无线遥控信号并控制发射或关闭激光信号。

通过采用上述技术方案,每浇筑完成一节墩身,需要将高墩支架模板向上移动时,激光靶随高墩支架模板向上移动,移动后在对高墩支架模板进行调整时,作用于遥控装置,遥控装置发射无线遥控信号,激光发射控制装置响应于无线遥控信号并控制垂准仪工作,高墩支架模板调整完成后,再次作用于遥控装置,使激光发射控制装置控制垂准仪关闭激光,减少垂准仪的电池损耗,提高垂准仪的有效作业时长,保证施工效率。

优选的,所述遥控装置还包括第一开关和第二开关,所述第一开关、第二开关分别与无线信号发射模块耦合。

通过采用上述技术方案,设置第一开关、第二开关用于控制无线信号发射模块,当第一开关闭合时,无线信号发射模块发送开启信号至激光发射控制装置;当第二开关闭合时,无线信号发射模块发送关断信号至激光发射控制装置。

优选的,所述激光发射控制装置还包括电池模块、解码模块、继电器驱动模块和继电器模块,所述电池模块分别与无线信号接收模块、解码模块、继电器驱动模块耦合,所述无线信号接收模块、解码模块、继电器驱动模块和继电器模块依次耦合,所述继电器模块与垂准仪的电源电路耦合。

通过采用上述技术方案,电池模块用于给无线信号接收模块、解码模块、继电器驱动模块供电,无线信号接收模块用于接收无线遥控信号,并将无线遥控信号发送至解码模块;解码模块分析无线遥控信号是发射或关闭激光信号,并发送解码后的控制信号至继电器驱动模块;继电器驱动模块根据控制信号,导通或者关闭继电器模块,继电器模块控制垂准仪发射或者关闭激光信号。

优选的,所述解码模块包括解码芯片、第一线路和第二线路,所述第一线路和第二线路的一端分别与解码芯片的数据输出端耦合,所述第一线路和第二线路另一端分别与继电器驱动模块耦合。

通过采用上述技术方案,设置解码芯片用于解码无线遥控信号并传输控制信号;设置第一线路用于输出解码后的控制信号,即发射激光信号;设置第二线路用于输出解码后的控制信号,即关闭激光信号。

优选的,所述继电器模块包括磁保持继电器、第一线圈和第二线圈,所述第一线圈和第二线分别绕设在磁保持继电器内,所述第一线圈与磁保持继电器的导通机构耦合,所述第二线圈与磁保持继电器的关断机构耦合。

通过采用上述技术方案,使用时,继电器驱动模块接收发射激光信号后,传递电流信号至第一线圈,磁保持继电器与垂准仪电源电路导通;继电器驱动模块接收关闭激光信号后,传递电流信号至第二线圈,磁保持继电器与垂准仪电源电路断开。

优选的,所述第一线圈顺时针绕设在磁保持继电器上,所述第二线圈逆时针绕设在磁保持继电器上。

通过采用上述技术方案,第一线圈和第二线圈在磁保持继电器内绕设方向不同,便于磁保持继电器根据第一线圈和第二线圈的通电情况,使磁保持继电器内的永磁体保持常通或者常断状态。

优选的,所述垂准仪的电源电路耦合有ac/dc转换器,所述ac/dc转换器与交流电源耦合。

通过采用上述技术方案,实际施工中,在承台浇筑混凝土之前预埋电力管线,ac/dc转换器与预埋的电力管线耦合,ac/dc转换器将电力管线中的交流电转换成直流电,为垂准仪提供稳定充足的电力,无需更换电池,减少测量人员的劳动强度和人员数量,且无需重新架设垂准仪,减少仪器操作误差,提高了施工效率。

优选的,所述电池模块与ac/dc转换器耦合。

通过采用上述技术方案,电池模块与ac/dc转换器耦合,为无线信号接收模块、解码模块、继电器驱动模块提供稳定充足的电力,保证无线信号接收模块工作的稳定性。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1.本申请中设置有遥控装置和激光发射控制装置,遥控装置发射无线遥控信号,激光发射控制装置响应于无线遥控信号,并控制垂准仪发射或者关闭激光信号,使垂准仪间隔工作,减少了长时间工作对垂准仪电池的损耗,提高垂准仪的有效作业时长;

2.本申请中设置有垂准仪,垂准仪的电源电路耦合有ac/dc转换器,实际施工中,在承台浇筑混凝土之前预埋电力管线,ac/dc转换器与预埋的电力管线耦合,ac/dc转换器将电力管线中的交流电转换成直流电,为垂准仪提供稳定充足的电力,使垂准仪无需更换电池,减少测量人员的劳动强度和人员数量,且无需重新架设垂准仪,减少仪器操作误差,提高了施工效率。

附图说明

图1是本申请一种高墩施工垂直度智能化控制系统的结构示意图。

图2是本申请实施例的遥控装置与激光发射控制装置结构框图。

图3是本申请实施例的磁保持继电器导通状态结构示意图;

图4是本申请实施例的磁保持继电器关断状态结构示意图;

附图标记说明:1、高墩支架模板;2、激光靶;3、垂准仪;4、遥控装置;5、激光发射控制装置;51、电池模块;52、无线信号接收模块;53、解码模块;54、继电器驱动模块;55、继电器模块;6、混凝土墩身;7、承台。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种高墩施工垂直度智能化控制系统。参照图1和图2,高墩施工垂直度智能化控制系统包括激光靶2、垂准仪3、遥控装置4和激光发射控制装置5。

参照图1和图2,在出厂前,模板厂在高墩支架模板1的对角位置焊接有支架,激光靶2通过螺栓安装在支架上,若高墩支架模板1有多层,为不影响垂准仪3的激光投射到激光靶2上,高墩支架模板1上还会预留有孔洞。此外,在承台7上浇筑第一节混凝土墩身6时,因受施工现场的各种因素影响,先将垂准仪3架设在垂准仪支架上,测量高墩支架模板1垂直度,根据测量数值调整支架模板1,使支架模板1保持垂直状态,待第一节混凝土墩身6浇筑完成并凝固后,高墩支架模板1向上移动,安装在混凝土墩身6上,之后通过螺栓将垂准仪3固定安装在承上。

除此之外,在每浇筑完一节混凝土墩身6,就需要将高墩支架模板1向上移动,激光靶2随高墩支架模板1向上移动。每移动一次,则需要重新测量高墩支架模板1的垂直度。测量时,遥控装置4发射无线遥控信号,激光发射控制装置5响应于无线遥控信号,并控制垂准仪3工作,垂准仪3工作时,将激光投射到激光靶2上,根据激光光点在激光靶2上的相对位置,直观判断高墩支架模板1偏位情况,作业人员根据偏位及时调整高墩支架模板1的垂直度,调整完成后,遥控装置4再次发射无线遥控信号,垂准仪3停止工作,如此往复直至完成高墩施工。继而了实现准仪2间隔工作,有效减少了垂准仪3的电池损耗,提高垂准仪3的有效作业时长,在一定程度上提高了施工作业的效率。

具体的,参照图2,遥控装置4包括第一开关sw1、第二开关sw2和无线信号发射模块,第一开关sw1、第二开关sw2分别与无线信号发射模块耦合,第一开关sw1和第二开关sw2控制无线信号发射模块,发射无线遥控信号,当第一开关sw1闭合时,无线信号发射模块发送发射激光信号至激光发射控制装置5;当第二开关sw2闭合时,无线信号发射模块发送关闭激光信号至激光发射控制装置5。

参照图2,激光发射控制装置5包括电池模块51、无线信号接收模块52、解码模块53、继电器驱动模块54和继电器模块55,电池模块51分别与无线信号接收模块52、解码模块53、继电器驱动模块54耦合,无线信号接收模块52、解码模块53、继电器驱动模块54和继电器模块55依次耦合,继电器模块55与垂准仪3开关电路耦合,无线信号接收模块52接收无线遥控信号,无线信号接收模块52具体为rf433m,rf433m的接受灵敏度高,可靠传输距离可达350米;具有中继功能,可选择中级节点进行传输,有效扩大传输距离;且支持透明传输方式和地址传输方式,可以组成点对点、点对多点、多点对多点等无线通信网络。

参照图2,解码模块53包括解码芯片、第一线路a和第二线路b,第一线路a和第二线路b的一端分别与解码芯片的数据输出端耦合,第一线路a和第二线路b另一端分别与继电器驱动模块54耦合,第一线路a用于传输解码后的发射激光信号,第二电路b用于传输解码后的关闭激光信号,其中,解码芯片采用sc2272,sc2272解码芯片可以存储有预先设置的设置码地址以及预先设置的数据,sc2272解码芯片接收到信号后,会将信号包含的接收码地址与设置码地址进行比较,当检测到接收码地址与设置码地址匹配,并且数据也一致时,对应的数据输出端有输出。例如,当导通信号包含的接收码地址与设置码地址中的第一设置码地址匹配,并且导通信号中的数据与预先设置的数据中的第一数据匹配时,sc2272解码芯片与第一线路a相连的引脚可以输出高电平,而与第二线路b相连的引脚没有输出;当关断信号包含的接收码地址与设置码地址中的第二设置码地址匹配,并且关断信号中的数据与预先设置的数据中的第二数据匹配时,sc2272解码芯片与第一线路a相连的引脚没有输出,sc2272解码芯片与第二线路b相连的引脚输出高电平。

参照图3和图4,继电器模块55包括磁保持继电器、第一线圈j1和第二线圈j2,第一线圈j1顺时针绕设在磁保持继电器上,且第一线圈j1与磁保持继电器的导通机构耦合,第二线圈j2逆时针绕设在磁保持继电器上,且第二线圈j2与磁保持继电器的关断机构耦合,第一线圈j1和第二线圈j2在磁保持继电器内绕设方向不同,便于磁保持继电器根据第一线圈和第二线圈的通电情况,使磁保持继电器内的永磁体保持常通或者常断状态。

参照图2和图3,继电器驱动模块54采用l293d集成电路,l293d集成电路能够提供双向驱动电流,当l293d集成电路接收到第一线路a输出高电平而第二线路b没有输出(即第二线路b相当于低电平)时,l293d集成电路发送第一电流至第一线圈j1,永磁体的s端向右倾斜,永磁体的n端向左倾斜,磁保持继电器与垂准仪3开关电路导通,垂准仪3开始工作。

参照图4,当l293d集成电路接接收到第一线路a没有输出(即第一线路a相当于低电平)而第二线路b输出高电平时,传递第二电流信号至第二线圈j2,永磁体的s端向左倾斜,永磁体的n端向右倾斜,磁保持继电器与垂准仪3的开关电路断开,垂准仪3停止工作。

参照图2,为进一步减少垂准仪的电池损耗,降低测试人员的工作量,在浇筑承台7时,根据激光靶2至预浇筑混凝土墩身6的相对位置,承台7上预埋有垂准仪底座和电力管线。垂准仪3通过螺栓固定安装在垂准仪底座上,打开垂准仪3的电源盒,将垂准仪3的电源电路rl电连接ac/dc转换器,ac/dc转换器与电力管线电连接,ac/dc转换器将电力管线的交流电转换成直流电,为垂准仪3提供稳定充足的电力,无需更换电池,在一定程度上减少了测量人员的工作量及数量;而且减少了因更换电池导致垂准仪3偏移的情况,保证了施工的精准度。此外,电池模块51可以采用单独的直流电源进行供电,也可以与ac/dc转换器电连接,保证激光发射控制装置5的稳定性。

本申请实施例一种高墩施工垂直度智能化控制系统的实施原理为:

在承台7上架设垂准仪3,确定高墩支架模板1的垂直度,之后浇筑混凝土墩身6的第一节墩身,在第一节墩身浇筑完成后,将高墩支架模板1向上移动,将垂准仪3固定安装在垂准仪底座上,利用垂准仪3的激光光点在激光靶2的相对位置,直观观测高墩支架模板1偏位情况,作业人员根据偏位及时调整高墩支架模板1的垂直度,调整完成后继续进行浇筑,如此直至完成高墩施工;

在高墩支架模板1的调整前,作用于第一开关sw1,无线信号发射模块发送发射激光的信号,无线信号接收模块52接收发射激光的信号,并发送给解码模块53,解码模块53解码发射激光的信号,之后将解码后的信号通过第一线路a传递给继电器驱动模块54,继电器驱动模块54响应于控制信号,控制继电器模块55导通,垂准仪3开始工作;调整好高墩支架模板1后,作用于第二开关sw2,无线信号发射模块发送关闭激光信号,无线信号接收模块52接收关闭激光信号,并发送给解码模块53,解码模块53解码并将解码后的控制信号通过第二线路b传递给继电器驱动模块54,继电器驱动模块54响应于控制信号,控制继电器模块55关闭,垂准仪3停止工作。

以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。


技术特征:

1.一种高墩施工垂直度智能化控制系统,其特征在于,包括:

激光靶(2),所述激光靶(2)设于高墩支架模板(1)上;

垂准仪(3),所述垂准仪(3)设于承台(7)上,用于发射激光信号至激光靶(2)上;

遥控装置(4),所述遥控装置(4)上设置有无线信号发射模块,用于发射无线遥控信号;

激光发射控制装置(5),所述激光发射控制装置(5)设于垂准仪(3)上,所述激光发射控制装置(5)包括无线信号接收模块(52),用于接收所述无线遥控信号;所述激光发射控制装置(5)响应于所述无线遥控信号并控制发射或关闭激光信号。

2.根据权利要求1所述一种高墩施工垂直度智能化控制系统,其特征在于:所述遥控装置(4)还包括第一开关和第二开关,所述第一开关、第二开关分别与无线信号发射模块耦合。

3.根据权利要求1所述一种高墩施工垂直度智能化控制系统,其特征在于:所述激光发射控制装置(5)还包括电池模块(51)、解码模块(53)、继电器驱动模块(54)和继电器模块(55),所述电池模块(51)分别与无线信号接收模块(52)、解码模块(53)、继电器驱动模块(54)耦合,所述无线信号接收模块(52)、解码模块(53)、继电器驱动模块(54)和继电器模块(55)依次耦合,所述继电器模块(55)与垂准仪(3)的电源电路耦合。

4.根据权利要求3所述一种高墩施工垂直度智能化控制系统,其特征在于:所述解码模块(53)包括解码芯片、第一线路和第二线路,所述第一线路和第二线路的一端分别与解码芯片的数据输出端耦合,所述第一线路和第二线路另一端分别与继电器驱动模块(54)耦合。

5.根据权利要求3所述一种高墩施工垂直度智能化控制系统,其特征在于:所述继电器模块(55)包括磁保持继电器、第一线圈和第二线圈,所述第一线圈和第二线分别绕设在磁保持继电器内,所述第一线圈与磁保持继电器的导通机构耦合,所述第二线圈与磁保持继电器的关断机构耦合。

6.根据权利要求5所述一种高墩施工垂直度智能化控制系统,其特征在于:所述第一线圈顺时针绕设在磁保持继电器上,所述第二线圈逆时针绕设在磁保持继电器上。

7.根据权利要求3所述一种高墩施工垂直度智能化控制系统,其特征在于:所述垂准仪(3)的电源电路耦合有ac/dc转换器,所述ac/dc转换器与交流电源耦合。

8.根据权利要求7所述一种高墩施工垂直度智能化控制系统,其特征在于:所述电池模块(51)与ac/dc转换器耦合。

技术总结
本申请涉及桥梁施工的领域,尤其是涉及一种高墩施工垂直度智能化控制系统。其包括激光靶,所述激光靶设于高墩支架模板上;垂准仪,所述垂准仪设于承台上,用于发射激光信号至激光靶上;遥控装置,所述遥控装置上设置有无线信号发射模块,用于发射无线遥控信号;激光发射控制装置,所述激光发射控制装置设于垂准仪上,所述激光发射控制装置包括无线信号接收模块,用于接收所述无线遥控信号;所述激光发射控制装置响应于所述无线遥控信号并控制发射或关闭激光信号。本申请具有减少垂准仪的电池损耗,提高垂准仪的有效作业时间的效果。

技术研发人员:郭伟平;韩涛;上官洲境;刁荣兴;万卓江;张汉武;魏来;陈安;蔡虎
受保护的技术使用者:中交一公局西北工程有限公司;中交隧道工程局有限公司
技术研发日:2020.10.27
技术公布日:2021.08.03

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