一种基于结构状态信息反馈控制预应力钢桁梁挠度的方法及其系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及预应力钢桁梁技术，尤其涉及一种基于结构状态信息反馈控制预应力钢桁梁挠度的方法及其系统。
【背景技术】
[0002]钢桁梁具有十分广泛的用途:既能用于突发事件中桥梁的应急抢修，又能用于修建半永久性或永久性桥梁；既可作桥梁使用，也可作施工支架、移动模架、起重机架或滑移轨道梁等使用。
[0003]传统上，对于承受以永久荷载为主的钢桁梁，常采用预应力技术实现一种预应力钢桁梁系统，从而达到减轻结构重量、增大结构刚度的目的。然而，工程实践中经常出现一些承受可变荷载相对较大且变形限制严格的钢桁梁，例如，作为施工支架的钢桁梁，在施工过程中承受的可变荷载是不断增大的，变形限制也很严格；作为滑移轨道梁的钢桁梁，在上部物体滑移过程中，其荷载作用点的位置是不断变化的，为保证轨道平顺性，其变形也须进行限制。对于这种承受可变荷载相对较大且变形限制严格的钢桁梁，现有预应力技术已不能有效改善结构性能，需要直接增大结构自身的刚度，这将增加结构重量及其附属建设工程量，实践中并不完全可取。
[0004]为此，需要提供一种能够根据结构状态信息主动调整自身预应力大小以适应较大可变荷载的预应力钢桁梁挠度控制方法，并基于该方法实现一套智能预应力钢桁梁系统。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于结构状态信息反馈控制预应力钢桁梁挠度的方法，并基于该方法实现一套智能预应力钢桁梁系统，该方法及其系统能够根据钢桁梁受力、变形等结构状态信息主动调整自身预应力大小，从而适用于承受可变荷载相对较大且变形限制严格的情况。
[0006]本发明采用的技术方案:一种基于结构状态信息反馈控制预应力钢桁梁挠度的方法，包括如下步骤:
[0007]I)用户通过控制器的交互平台，设定传感器的数据采集频率、钢桁梁的上拱限位值和下挠限位值，以及作动器的伸缩速度；
[0008]2)传感器按照步骤I)设定的数据采集频率采集钢桁梁跨中监测点处的挠度信息，并经滤波、放大和A/D转换步骤后传输至控制器；
[0009]3)控制器将步骤2)采集来的挠度测量值与步骤I)设定的钢桁梁上拱限位值和下挠限位值进行比较:如果该挠度测量值在此限位范围内，则控制器不给作动器下达指令；如果该挠度测量值大于下挠限位值，则控制器给作动器下达伸长指令；如果该挠度测量值小于上拱限位值，则控制器给作动器下达缩短指令；上述指令经D/A转换和放大后传输至作动器；
[0010]4)作动器没有收到步骤3)中控制器下达的指令后，将不进行顶升或缩短，钢桁梁保持当前预应力度；作动器收到步骤3)中控制器下达的伸长或缩短指令后，将按照步骤I)中设定的伸缩速度进行顶升或缩短，钢桁梁的预应力度随之增大或减小；
[0011]5)循环执行步骤2)、步骤3)和步骤4)，直至关闭电源。
[0012]一种基于上述方法实现的智能预应力钢桁梁系统，包括钢桁梁、撑杆、预应力筋、固定端锚具、张拉端锚具、传感器、控制器和作动器，所述钢桁梁中间位置的底部设置有采集其状态信息传感器，钢桁梁下面沿传感器两边对称安装有两个撑杆，所述固定端锚具连接于钢桁梁的一端，所述张拉端锚具通过作动器连接于钢桁梁的另一端，所述预应力筋的两端分别锚固于固定端锚具和张拉端锚具，预应力筋与两个撑杆底部活动连接，所述作动器与控制器连接，所述控制器与传感器连接。
[0013]作为优选，所述作动器为自锁式作动器，其在不伸缩时具有自锁功能。
[0014]本发明充分利用了钢桁梁受压弯和预应力筋受拉的特性，将受弯结构转换为以受拉、受压为主的组合结构，同时由于设置了传感器、控制器和作动器，使得该系统能够根据钢桁梁受力、变形情况主动调整自身预应力的大小，从而达到了调整结构内力和控制结构变形的目的，特别适用于承受可变荷载相对较大且变形限制严格的情况。
[0015]有益效果:本发明具有以下特点:自重轻、刚度大、承载能力强。本发明对灾后生命线抢通的快速化、大跨施工支架的轻型化以及超大吨位结构的运输和安装等具有重要意义。
【附图说明】
[0016]图1是本发明基于结构状态信息反馈控制预应力钢桁梁挠度方法的流程图。
[0017]图2是本发明智能预应力钢桁梁系统的示意图。
[0018]图中标号:1钢桁梁；2撑杆；3预应力筋；4固定端锚具；5张拉端锚具；6传感器；7控制器；8作动器。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
[0020]如图1所示，一种基于结构状态信息反馈控制预应力钢桁梁挠度的方法，包括如下步骤:
[0021]I)用户通过控制器的交互平台，设定传感器的数据采集频率、钢桁梁的上拱限位值和下挠限位值，以及作动器的伸缩速度；
[0022]2)传感器按照步骤I)设定的数据采集频率采集钢桁梁跨中监测点处的挠度信息，并经滤波、放大和A/D转换步骤后传输至控制器；
[0023]3)控制器将步骤2)采集来的挠度测量值与步骤I)设定的钢桁梁上拱限位值和下挠限位值进行比较:如果该挠度测量值在此限位范围内，则控制器不给作动器下达指令；如果该挠度测量值大于下挠限位值，则控制器给作动器下达伸长指令；如果该挠度测量值小于上拱限位值，则控制器给作动器下达缩短指令；上述指令经D/A转换和放大后传输至作动器；
[0024]4)作动器没有收到步骤3)中控制器下达的指令后，将不进行顶升或缩短，钢桁梁保持当前预应力度；作动器收到步骤3)中控制器下达的伸长或缩短指令后，将按照步骤I)中设定的伸缩速度进行顶升或缩短，钢桁梁的预应力度随之增大或减小；
[0025]5)循环执行步骤2)、步骤3)和步骤4)，直至关闭电源。
[0026]如图2所示，本发明智能预应力钢桁梁系统包括钢桁梁1、撑杆2、预应力筋3、固定端锚具4、张拉端锚具5、传感器6、控制器7和作动器8，各部分的位置关系为:预应力筋3的两端分别锚固于固定端锚具4和张拉端锚具5，预应力筋3的中部通过撑杆2连接于钢桁梁I的中部，固定端锚具4连接于钢桁梁I的一端，张拉端锚具5通过作动器8连接于钢桁梁I的另一端，作动器8受控于控制器7，控制器7接收来自传感器6的信号，传感器6布置于钢桁梁I上并采集其挠度信息。
[0027]控制器7的工作原理是:传感器6将钢桁梁I跨中监测点处测得的挠度信息按一定时间间隔传输给控制器7，控制器7将该信息与设定的上拱限位值和下挠限位值进行比较，如果该信息在此限位范围内，则控制器7不给作动器8下达作动指令，预应力筋3将保持当前预应力值；如果该信息大于下挠限位值，则控制器7给作动器8下达伸长指令，预应力筋3的预应力值将增大，钢桁梁I监测点处的挠度将减小，直至该信息重新回到此限位范围内；如果该信息小于上拱限位值，则控制器7给作动器8下达缩短指令，预应力筋3的预应力值将减小，钢桁梁I监测点处的挠度将增大，直至该信息重新回到此限位范围内。
[0028]应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种基于结构状态信息反馈控制预应力钢桁梁挠度的方法，其特征在于:包括如下步骤: 1)用户通过控制器的交互平台，设定传感器的数据采集频率、钢桁梁的上拱限位值和下挠限位值，以及作动器的伸缩速度； 2)传感器按照步骤I)设定的数据采集频率采集钢桁梁跨中监测点处的挠度信息，并经滤波、放大和Α/D转换步骤后传输至控制器； 3)控制器将步骤2)采集来的挠度测量值与步骤I)设定的钢桁梁上拱限位值和下挠限位值进行比较:如果该挠度测量值在此限位范围内，则控制器不给作动器下达指令；如果该挠度测量值大于下挠限位值，则控制器给作动器下达伸长指令；如果该挠度测量值小于上拱限位值，则控制器给作动器下达缩短指令；上述指令经D/Α转换和放大后传输至作动器; 4)作动器没有收到步骤3)中控制器下达的指令后，将不进行顶升或缩短，钢桁梁保持当前预应力度；作动器收到步骤3)中控制器下达的伸长或缩短指令后，将按照步骤I)中设定的伸缩速度进行顶升或缩短，钢桁梁的预应力度随之增大或减小； 5)循环执行步骤2)、步骤3)和步骤4)，直至关闭电源。
2.一种基于权利要求1所述方法实现的智能预应力钢桁梁系统，其特征在于:包括钢桁梁、撑杆、预应力筋、固定端锚具、张拉端锚具、传感器、控制器和作动器，所述钢桁梁中间位置的底部设置有采集其状态信息传感器，钢桁梁下面沿传感器两边对称安装有两个撑杆，所述固定端锚具连接于钢桁梁的一端，所述张拉端锚具通过作动器连接于钢桁梁的另一端，所述预应力筋的两端分别锚固于固定端锚具和张拉端锚具，预应力筋与两个撑杆底部活动连接，所述作动器与控制器连接，所述控制器与传感器连接。
3.根据权利要求2所述的智能预应力钢桁梁系统，其特征在于:所述作动器为自锁式作动器。
【专利摘要】本发明公开了一种基于结构状态信息反馈控制预应力钢桁梁挠度的方法及其系统，充分利用了钢桁梁受压弯和预应力筋受拉的特性，将受弯结构转换为以受拉、受压为主的组合结构，同时由于设置了传感器、控制器和作动器，使得该系统能够根据钢桁梁受力、变形情况主动调整自身预应力的大小，从而达到了调整结构内力和控制结构变形的目的，特别适用于承受可变荷载相对较大且变形限制严格的情况。
【IPC分类】E01D21-00, E04G21-12, E01D101-32
【公开号】CN104831937
【申请号】CN201510230796
【发明人】徐伟炜, 杨毅, 陈樑明
【申请人】东南大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月7日