本發(fā)明涉及u梁架設(shè)，尤其涉及一種基于低熔點(diǎn)合金支撐的u梁架設(shè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在橋梁工程中，u梁架設(shè)是一種常見的施工技術(shù)，它涉及到將預(yù)制的u形梁體安全、準(zhǔn)確地安裝到預(yù)定位置。u梁因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和承載能力而被廣泛應(yīng)用于各類橋梁建設(shè)中。在架設(shè)過程中，確保梁體的精確就位對(duì)于整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性至關(guān)重要。

2、cn104594204a公開了一種城市輕軌高架橋山型u梁施工支撐體系及施工方法，解決了現(xiàn)有的搭設(shè)滿堂紅支架進(jìn)行支撐存在的占地面積大和周轉(zhuǎn)材料占用時(shí)間長(zhǎng)的問題。該發(fā)明包括在承臺(tái)的四個(gè)角上均設(shè)置有鋼柱，在鋼柱的頂端設(shè)置有落梁砂箱，在橫橋向的兩落梁砂箱之間設(shè)置有橫向支撐梁，在縱橋向的兩橫向支撐梁之間布置有縱向分配梁，在縱向分配梁的兩端分別設(shè)置有橫斷面為直角三角形的支撐架和蓋梁底模板，在蓋梁的兩側(cè)頂端面上均設(shè)置有山型u梁的外模支架，在山型u梁的外模支架的底面與最外端的縱向分配梁之間設(shè)置有山型u梁底模板外側(cè)支撐。

3、傳統(tǒng)的u梁架設(shè)方法依賴于多種臨時(shí)支撐技術(shù)，這些技術(shù)包括但不限于液壓千斤頂和沙箱支座等。液壓千斤頂通過液壓系統(tǒng)提供可控的頂升力，可以較為精確地調(diào)整梁體的垂直位置。沙箱支座則利用填充砂子的鋼筒來調(diào)節(jié)梁體的高度，是一種成本較低的傳統(tǒng)解決方案。

4、然而，這些傳統(tǒng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在一些固有的缺陷。液壓千斤頂雖然操作簡(jiǎn)便，但其機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易受環(huán)境因素影響，如在極端溫度或潮濕條件下性能可能下降，同時(shí)液壓系統(tǒng)的密封件磨損、液壓油老化等問題也可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障，增加了施工中的不確定性和安全隱患。此外，液壓千斤頂在長(zhǎng)時(shí)間承載時(shí)可能出現(xiàn)微泄露，影響梁體的穩(wěn)定性和精確定位。沙箱支座雖然成本較低，但其調(diào)整范圍有限，且承載能力有限，難以適應(yīng)超重或特殊要求的梁體。沙箱支座在撤除時(shí)也可能產(chǎn)生額外的施工負(fù)擔(dān)和環(huán)境污染，且其調(diào)整精度難以滿足高精度架設(shè)的要求。

5、對(duì)于架設(shè)精度要求較高的梁段，傳統(tǒng)支撐裝置難以滿足大跨度橋梁、曲線橋梁或特殊地質(zhì)條件下橋梁的施工要求。這些橋梁的u梁需要與橋梁的形狀精確匹配，精度要求通常比直線橋梁更高，而傳統(tǒng)方法難以達(dá)到這樣的精度要求。

6、cn215405608u公開了一種低熔點(diǎn)合金可調(diào)高支撐，包括缸體，所述缸體的頂部?jī)?nèi)圓設(shè)置有端蓋，所述端蓋的內(nèi)環(huán)凹槽處設(shè)置有第一支撐環(huán)，所述缸體的內(nèi)部設(shè)置有活塞桿，所述活塞桿的頂部外圓設(shè)置有標(biāo)尺，所述活塞桿上部的柱面貫穿第一支撐環(huán)內(nèi)圓，所述活塞桿下部的柱面外圓設(shè)置有第二組環(huán)形密封溝槽，所述第二組環(huán)形密封溝槽的上部設(shè)置有第一環(huán)形密封溝槽，所述第一組環(huán)形密封溝槽的內(nèi)部安裝有密封件，所述缸體外圓的下部設(shè)置有加熱裝置。當(dāng)裝置運(yùn)行時(shí)，首先當(dāng)其內(nèi)部合金為固態(tài)時(shí)，可調(diào)高支撐在架梁施工過程中作為臨時(shí)支撐，起支撐作用，其次當(dāng)其內(nèi)部合金為液態(tài)時(shí)，可以測(cè)得各支點(diǎn)梁體載荷，調(diào)節(jié)梁體各支點(diǎn)的高度及反力。

7、然而，盡管低熔點(diǎn)合金支撐技術(shù)相較于傳統(tǒng)技術(shù)具有一定的優(yōu)勢(shì)，它在實(shí)際應(yīng)用中仍然面臨一些挑戰(zhàn)和缺陷?，F(xiàn)有的低熔點(diǎn)合金支撐系統(tǒng)往往缺乏有效的耐用性評(píng)估和監(jiān)測(cè)機(jī)制。合金在經(jīng)歷多次加熱和冷卻后可能會(huì)出現(xiàn)疲勞或性能下降，但目前尚無成熟的技術(shù)來評(píng)估和預(yù)測(cè)合金的耐用性，這可能導(dǎo)致在關(guān)鍵時(shí)刻支撐力不足，增加了施工風(fēng)險(xiǎn)。此外，低熔點(diǎn)合金的物理特性，如熱膨脹系數(shù)和密度，在固態(tài)和液態(tài)之間存在顯著差異，這可能會(huì)在合金相變過程中引起梁體的位置和高度發(fā)生改變，從而影響架設(shè)精度。特別是在大跨度、曲線橋梁或特殊地質(zhì)條件下的橋梁施工中，這種微小的位置變化可能會(huì)被放大，對(duì)橋梁的穩(wěn)定性和安全性構(gòu)成威脅。

8、此外，一方面由于對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解存在差異；另一方面由于申請(qǐng)人做出本發(fā)明時(shí)研究了大量文獻(xiàn)和專利，但篇幅所限并未詳細(xì)羅列所有的細(xì)節(jié)與內(nèi)容，然而這絕非本發(fā)明不具備這些現(xiàn)有技術(shù)的特征，相反本發(fā)明已經(jīng)具備現(xiàn)有技術(shù)的所有特征，而且申請(qǐng)人保留在背景技術(shù)中增加相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)之權(quán)利。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供了一種基于低熔點(diǎn)合金支撐的u梁架設(shè)方法及系統(tǒng)，以解決上述至少部分技術(shù)問題。

2、本發(fā)明公開了一種基于低熔點(diǎn)合金支撐的u梁架設(shè)系統(tǒng)，其包括：第一支撐單元，利用低熔點(diǎn)合金支撐技術(shù)在u梁架設(shè)過程中提供臨時(shí)支撐；與第一支撐單元所用技術(shù)不同的第二支撐單元，用于在u梁架設(shè)過程中與第一支撐單元交替提供臨時(shí)支撐，并且第二支撐單元提供臨時(shí)支撐的時(shí)長(zhǎng)遠(yuǎn)小于第一支撐單元提供臨時(shí)支撐的時(shí)長(zhǎng)；輔助單元，用于獲取施工過程中的數(shù)據(jù)信息；控制單元，用于生成調(diào)控u梁架設(shè)過程的控制信號(hào)。

3、優(yōu)選地，第一支撐單元通過轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)于其內(nèi)的合金的相態(tài)來實(shí)現(xiàn)在為梁體提供支撐和調(diào)整梁體位置的功能之間切換，第一支撐單元在功能切換的過程中，控制單元能夠根據(jù)輔助單元獲取的當(dāng)前梁體的架設(shè)參數(shù)計(jì)算出當(dāng)前梁體在不同載荷作用下的內(nèi)力，以確定設(shè)置第二支撐單元的第二支撐位置，使得設(shè)置于相應(yīng)第二支撐位置的各第二支撐單元能夠?qū)Φ谝恢螁卧M(jìn)行暫時(shí)替換，直至第一支撐單元完成功能切換。

4、本發(fā)明的u梁架設(shè)系統(tǒng)通過創(chuàng)新性地結(jié)合第一支撐單元和第二支撐單元，實(shí)現(xiàn)了在梁體架設(shè)過程中的高效支撐與精確調(diào)整。第一支撐單元利用低熔點(diǎn)合金的相態(tài)轉(zhuǎn)換，為梁體提供必要的臨時(shí)支撐和位置調(diào)整功能。在功能切換過程中，控制單元能夠根據(jù)輔助單元獲取的梁體架設(shè)參數(shù)，精確計(jì)算出在不同載荷作用下的內(nèi)力，進(jìn)而確定第二支撐單元的最佳位置。這種智能化的控制策略，不僅提高了梁體定位的準(zhǔn)確性，還通過第二支撐單元的暫時(shí)替換功能，為第一支撐單元提供了功能切換的時(shí)間窗口，確保了整個(gè)架設(shè)過程的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

5、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，輔助單元配置有用于獲取一種或多種數(shù)據(jù)信息的采集部件，其中，采集部件能夠用于獲取與梁體和/或第一支撐單元相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)信息，與第一支撐單元相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)信息包括第一支撐單元的支撐桿側(cè)面上設(shè)置的標(biāo)尺的圖像。

6、通過輔助單元配置的采集部件，本發(fā)明的u梁架設(shè)系統(tǒng)能夠獲取與梁體和第一支撐單元相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)信息，包括第一支撐單元支撐桿側(cè)面上設(shè)置的標(biāo)尺圖像。這些數(shù)據(jù)信息對(duì)于控制單元來說至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈兲峁┝肆后w位置和支撐單元狀態(tài)的實(shí)時(shí)反饋?？刂茊卧眠@些圖像數(shù)據(jù)，結(jié)合高精度圖像識(shí)別技術(shù)，可以更準(zhǔn)確地監(jiān)控梁體的架設(shè)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)梁體位置的精確調(diào)整。這種數(shù)據(jù)采集和處理方式，顯著提高了系統(tǒng)對(duì)施工過程的監(jiān)控能力，確保了梁體架設(shè)的精度和效率。

7、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，輔助單元配置有用于提高采集部件的采集范圍的運(yùn)動(dòng)部件和用于將采集部件獲取的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至控制單元并接收控制單元的控制信號(hào)的通訊部件，以使得輔助單元至少能夠覆蓋當(dāng)前正在架設(shè)的整個(gè)梁體。

8、輔助單元的運(yùn)動(dòng)部件和通訊部件的設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)梁體的全面覆蓋和數(shù)據(jù)采集。運(yùn)動(dòng)部件提高了采集部件的采集范圍，確保了對(duì)梁體的全方位監(jiān)控，而通訊部件則保障了數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)傳輸和控制信號(hào)的準(zhǔn)確接收。這種設(shè)計(jì)不僅增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性，還使得控制單元能夠基于全面的數(shù)據(jù)信息做出更加精確的控制決策。

9、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，輔助單元配置有基于光學(xué)技術(shù)的引導(dǎo)部件，其中，輔助單元能夠根據(jù)控制單元生成的第二支撐位置的空間信息而驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)單元移動(dòng)至指定位置，并驅(qū)動(dòng)引導(dǎo)部件從指定位置向橋墩表面投射光線，以利用光線圈定出的區(qū)域標(biāo)記出第二支撐位置。

10、輔助單元配置的基于光學(xué)技術(shù)的引導(dǎo)部件，能夠根據(jù)控制單元生成的空間信息，精確地投射光線以標(biāo)記出第二支撐位置。這種光學(xué)引導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了第二支撐位置確定的準(zhǔn)確性，還簡(jiǎn)化了施工人員的操作流程，減少了人為誤差。通過光線圈定的區(qū)域，施工人員可以快速、準(zhǔn)確地設(shè)置第二支撐單元，確保了架設(shè)過程的順利進(jìn)行。

11、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，控制單元能夠利用輔助單元和/或直接從第一支撐單元中獲取部分?jǐn)?shù)據(jù)信息，計(jì)算得到第一支撐單元中合金的耐用性指數(shù)，其中，控制單元計(jì)算耐用性指數(shù)所需的數(shù)據(jù)信息包括但不限于梁體的設(shè)計(jì)支撐高度、第一支撐單元對(duì)梁體的實(shí)際支撐高度、合金的當(dāng)前溫度與設(shè)計(jì)溫度的差值、合金的熱膨脹系數(shù)、合金的注入量、合金容納腔的橫截面積。

12、控制單元能夠綜合利用輔助單元和第一支撐單元獲取的數(shù)據(jù)信息，計(jì)算出合金的耐用性指數(shù)。這一指數(shù)綜合考慮了梁體設(shè)計(jì)支撐高度、實(shí)際支撐高度、合金溫度差、熱膨脹系數(shù)等多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，為合金的性能評(píng)估提供了一個(gè)全面的量化指標(biāo)。通過這一指標(biāo)，控制單元可以更準(zhǔn)確地判斷合金的工作狀態(tài)，預(yù)測(cè)其疲勞程度，從而為合金的維護(hù)和更換提供科學(xué)依據(jù)。如此設(shè)置顯著提高了系統(tǒng)對(duì)合金性能的監(jiān)控能力，減少了因合金性能下降導(dǎo)致的施工風(fēng)險(xiǎn)。

13、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，控制單元針對(duì)耐用性指數(shù)設(shè)置有至少三個(gè)閾值范圍，其中，耐用性指數(shù)處于第一閾值范圍內(nèi)時(shí)，表明當(dāng)前合金的性能處于優(yōu)秀性能區(qū)間；耐用性指數(shù)處于第二閾值范圍內(nèi)時(shí)，表明當(dāng)前合金的性能處于可接受性能區(qū)間；耐用性指數(shù)處于第三閾值范圍內(nèi)時(shí)，表明當(dāng)前合金的性能處于低性能區(qū)間。

14、控制單元針對(duì)耐用性指數(shù)設(shè)置的多閾值范圍，為合金性能的實(shí)時(shí)監(jiān)控和維護(hù)提供了明確的指導(dǎo)。通過將耐用性指數(shù)與預(yù)設(shè)的閾值范圍進(jìn)行比較，系統(tǒng)可以自動(dòng)判斷合金的性能狀態(tài)，并根據(jù)其所處的性能區(qū)間，采取相應(yīng)的維護(hù)措施。這種設(shè)計(jì)不僅提高了合金使用的安全性和可靠性，還通過預(yù)防性維護(hù)減少了意外停機(jī)和維修成本。

15、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，隨著第一支撐單元的使用，其內(nèi)合金的耐用性指數(shù)在首次進(jìn)入第二閾值范圍內(nèi)之后，控制單元能夠?qū)ζ渚幪?hào)進(jìn)行記錄，并在達(dá)到安全次數(shù)且從未進(jìn)入第三閾值范圍內(nèi)之時(shí)，發(fā)出替換合金的提示信號(hào)。

16、隨著第一支撐單元的使用，控制單元能夠記錄合金耐用性指數(shù)的變化，并在合金性能下降至第二閾值范圍時(shí)發(fā)出替換提示信號(hào)。這一功能使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)合金使用壽命的精確管理，避免了因合金性能突然下降導(dǎo)致的施工中斷。通過及時(shí)的合金更換，系統(tǒng)確保了施工的連續(xù)性和梁體支撐的穩(wěn)定性。

17、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，第一支撐單元在通過調(diào)溫的方式使其內(nèi)部的合金發(fā)生相變時(shí)，控制單元能夠基于其針對(duì)各第一支撐單元分別計(jì)算得到的合金耐用性指數(shù)，結(jié)合所用的合金分別在固態(tài)和液態(tài)時(shí)的理化性質(zhì)，計(jì)算得到合金容納腔內(nèi)所需補(bǔ)充或排出的合金的量，并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的第一支撐單元根據(jù)計(jì)算量執(zhí)行補(bǔ)充或排出操作。

18、在第一支撐單元的合金相變過程中，控制單元能夠基于合金耐用性指數(shù)和合金的理化性質(zhì)，精確計(jì)算出合金容納腔內(nèi)所需補(bǔ)充或排出的合金量。這種精確的計(jì)算和控制，保證了合金在相變過程中體積的一致性，從而維持了梁體支撐高度的穩(wěn)定。這一技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了梁體支撐的可靠性，還減少了因合金體積變化導(dǎo)致的梁體位置偏差。

19、本發(fā)明還公開了一種基于低熔點(diǎn)合金支撐的u梁架設(shè)方法，其包括：

20、在第一支撐位置設(shè)置基于低熔點(diǎn)合金支撐技術(shù)的第一支撐單元；

21、將梁體放置于第一支撐單元上，并通過控制第一支撐單元內(nèi)的液態(tài)合金來實(shí)現(xiàn)對(duì)梁體位置的調(diào)整；

22、待完成梁體位置的調(diào)整之后，確定第二支撐位置，并在第二支撐位置上設(shè)置第二支撐單元，以替換第一支撐單元并對(duì)梁體提供臨時(shí)支撐；

23、使第一支撐單元內(nèi)的合金由液態(tài)轉(zhuǎn)換為固態(tài)，并在第一支撐單元的合金容納腔內(nèi)補(bǔ)充部分合金，以保持第一支撐單元的支撐高度，然后移除第二支撐單元；

24、澆筑支座，在支座砂漿強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，移除第一支撐單元。

25、本發(fā)明的u梁架設(shè)方法通過在第一支撐位置設(shè)置基于低熔點(diǎn)合金支撐技術(shù)的第一支撐單元，實(shí)現(xiàn)了對(duì)梁體位置的精確調(diào)整。在梁體位置調(diào)整完成后，通過確定第二支撐位置并設(shè)置第二支撐單元，實(shí)現(xiàn)了對(duì)第一支撐單元的暫時(shí)替換，為合金的相態(tài)轉(zhuǎn)換提供了條件。隨后，通過使合金由液態(tài)轉(zhuǎn)換為固態(tài)，并在合金容納腔內(nèi)補(bǔ)充部分合金，保持了第一支撐單元的支撐高度，確保了梁體的穩(wěn)定支撐。最后，通過澆筑支座并在其強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后移除第一支撐單元，完成了整個(gè)架設(shè)過程。本發(fā)明的u梁架設(shè)方法體現(xiàn)了其對(duì)梁體架設(shè)過程的精確控制和對(duì)施工效率的顯著提升。

26、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，待完成梁體位置的調(diào)整之后，利用控制單元計(jì)算第一支撐單元中合金的耐用性指數(shù)，并在向合金容納腔內(nèi)補(bǔ)充部分合金時(shí)利用耐用性指數(shù)計(jì)算補(bǔ)充的量。