移动模架监测预警系统设计与实现

发布时间：2020-06-22 08:05

【摘要】：伴随着我国大规模的基础设施的建设步伐,移动模架施工技术被广泛应用于公路、铁路桥梁的建造施工中。然而,因为移动模架造桥机自身的结构复杂性和人为操作失误导致的安全事故却屡见不鲜。现有的监测系统存在监测指标单一,或只能对设备进行本地监测,数据无法共享和长期保存等问题。针对这些问题开发建设一套具有远程监控能力的移动模架监测预警系统十分必要。本文通过查阅设备图纸、使用说明书和实地调研并结合移动模架的结构和施工流程等方法,分析了移动模架造桥机的主要结构和施工作业流程,对影响设备作业安全的不安全因素进行总结。针对这些不安全因素,论文以某型下行式移动模架造桥机为研究对象,设计并实现了一套软硬件结合的移动模架监测预警系统,主要研究内容包括:1.以不安全分析结果为基础,本系统对结构应力、主梁挠度、开合模同步性、温湿度和风速风向进行监测。同时,本文对应力、挠度和位移等指标的监测方法进行了深入研究,提出了软硬件结合的监测预警系统总体设计方案。硬件部分包括传感器、数据采集与传输设备等模块;本文对硬件设备进行了相应的选型工作,并设计出以4G通信网络为载体的数据传输方案。软件部分包括实时监测、阈值设定、预警和历史数据查询等模块。2.监测预警系统软件部分采用C/S架构开发,使用C++编程语言和MFC并结合外部控件编辑了客户端软件,数据库采用MySQL。为了高效地管理数据,本文对数据库进行逻辑和物理设计,建立六张数据表对数据进行保存;客户端将处理后的移动模架结构、姿态和环境监测数据以曲线和数值的形式展示出来。考虑到数据在采集和传输中的干扰引起的误差,本系统引入中位值平均滤波法对数据进行优化。3.对系统软硬件在实验室进行了联合测试,并在现场进行了数据采集测试工作。实验表明,本系统能够对移动模架的姿态、结构和环境信息进行及时的采集和传输,切实保障了移动模架造桥机的运行安全。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP277;U445.4
【图文】：

公路建设投资,增长速度,历年

背景及意义设施投资是刺激国民经济发展的重要方式之一，其中交通基础设施建有很大比重。以公路建设为例，全国建设投资金额每年都有大幅提升%以上，详情如图 1.1 所示。桥梁作为铁路和公路网络的重要组成部通途的重要职责，正随着基础设施的建设步伐在我国各地的山川河谷更高的运行速度，更加平稳的行车舒适度和更便捷的线路走向，桥梁路网中占比也越来越大。据统计，截止 2017 年末全国共建成公路桥25.62 万米，比上年增加 2.72 万座、308.66 万米，其中特大桥梁 4646 座桥 91777 座、2424.37 万米[1]。交通路网的不断延伸为刺激国民经济发结构，提升大众出行速度和效率等诸多方面都发挥了巨大的作用[2]。

移动模架造桥机,场景

一桥在短短两年内建成，也使工人不用潜入水下在巨大的水压情况下作业，减轻了施工人员的劳动强度。先进装备的不断发展，也使更多的超级工程由蓝图变为现实。在 2018年下半年建成通车的全长 55 千米的港珠澳大桥，在其四年的建设周期中就不乏大量国内外先进的大型道路桥梁施工机械的身影[3]。如此巨大的工程量，完全依靠人力是不可能完成的。采用机械设备代替人工体力已成为现在公路桥梁建筑施工的必然趋势，其中以移动模架造桥机为代表的典型工程机械正在桥梁建设中扮演着越来越重要的角色[4]。移动模架造桥机，英文简称 MSS(Moveable Scaffolding System)，是一种在桥墩上利用钢主梁和牛腿承重，并携带模板等其他吊挂设备的可在桥墩上进行现场浇筑施工的机械装备[5]。其不需要设置地面支架，不影响桥下交通；机械自动化程度高，采用电气及液压驱动方式，梁上、下部同时施工，大大缩短了桥梁的施工周期；根据应用场景不同，移动模架能够建造多型桥梁[6,7]，如图 1.2 所示。移动模架造桥机从引进入我国到现在已经有近 30 年的历史，现已在桥梁建造中被广泛使用[8]。

【参考文献】