一种绞吸船钢桩应力监测系统及方法

专利主权项内容

1.一种绞吸船钢桩应力监测系统，钢桩位于台车中，所述台车位于绞吸船的船艏或船艉、并与船体滑动连接；其特征在于：绞吸船钢桩应力监测系统基于角度测量装置实现，所述角度测量装置包括支撑板、测杆、测环和角度传感器，所述支撑板一端与台车固定连接；测杆位于支撑板的底面与钢桩之间，测杆一端与支撑板铰接，另一端始终抵接在钢桩外壁面上；测环呈圆弧状，测环一端与测杆固定连接，另一端与角度传感器固定连接，使钢桩产生变形的过程中，推动测杆绕其铰接点转动，进而带动测环绕测杆铰接点转动；绞吸船钢桩应力监测系统，包括：岩土参数模块，用于获取绞吸船施工区域岩土的相关参数，包括岩土疏浚深度、岩土总厚度、分层土体名称、分层土体厚度；钢桩信息模块，用于获取钢桩结构信息，包括钢桩材料性质、钢桩外径、钢桩总体长度、钢桩各分段长度、钢桩各分段壁面厚度、钢桩焊缝位置、桩尖尺寸；海况参数模块，用于获取绞吸船施工区风场的风速风向数据、水流的流速流向数据、波浪的周期、浪高、浪向数据；实时疏挖模块，用于获取横移速度、绞刀转速、步进长度、挖掘厚度、船体朝向；结构仿真模块，包括几何建模子模块、材料子模块、网格划分子模块、接触子模块、边界条件子模块和计算子模块，用于建立钢桩在不同水深、不同入土深度、不同船体吃水、不同变形角度的受力仿真模型，分析并得到钢桩在边界条件下的应力分布，同时计算出钢桩不同变形角度对应的测杆变化角度，形成可查询的数据库；角度测量模块，用于实时获取疏挖时角度传感器数值；钢桩应力分布模块，包括处理模块和信息显示模块，所述处理模块用于根据所述角度测量模块获取的疏挖时角度数值处理得到测杆的角度变化值，根据测杆角度变化值查找结构仿真模块中关联的钢桩应力分布信息，并传输至信息显示模块，在信息显示模块显示，同时标注最大应力点位置及其对应的最大应力值；预警模块，用于当钢桩最大应力值、钢桩变形角度值、或测杆角度变化值中的任一值超过对应预警值时，向控制中枢系统发送报警信息。