申请/专利权人：西南交通大学

申请日：2019-06-06

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN110144819B

主分类号：E04G21/32

分类号：E04G21/32;E01D21/00;E01D19/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2019.09.13#实质审查的生效;2019.08.20#公开

摘要：本发明公开了一种用于桁架桥人工巡检的安全行走系统及使用方法。该安全行走系统包括两个矩形抱箍装置、连接这两个矩形抱箍装置的高强度钢丝绳、贯穿在高强度钢丝绳上的可移动安全套筒、箱形抱箍装置和与箱形抱箍装置连接的高强度拼接板装置。这种安全行走系统通过矩形抱箍装置，将附有可移动安全套筒的高强度钢丝绳固定在桁架竖杆或斜腹杆上，可保证巡检人员在安全保障下具有充足的活动空间；同时，巡检人员在行进过程中可随时将腰间安全绳挂钩挂在箱形抱箍装置的穿孔耳板上，给巡检过程安全加上了双保险，从而解决了由于桁架桥主梁内部距离检修道位置较远而引起的局部构件巡检质量不足的难题。

主权项：1.一种用于桁架桥人工巡检的安全行走系统，其特征在于，包括两个矩形抱箍装置、连接这两个所述矩形抱箍装置的高强度钢丝绳、贯穿在所述高强度钢丝绳上的可移动安全套筒、箱形抱箍装置和与所述箱形抱箍装置连接的高强度拼接板装置；所述矩形抱箍装置由两片端部设有翼缘板和预留螺栓孔的槽钢栓接拼装而成；其中一片所述槽钢的腹板处还熔接有穿孔耳板，用于固定所述高强度钢丝绳；所述可移动安全套筒的中段内凹形成绑槽；所述可移动安全套筒能够在所述高强度钢丝绳上滑动，也能够围绕所述高强度钢丝绳旋转；所述箱形抱箍装置包括两片端部设有翼缘板和预留螺栓孔的槽钢栓接拼装而成的抱箍空心筒和位于所述抱箍空心筒顶部的箱室顶板；其中一片所述槽钢的腹板处还熔接有穿孔耳板；所述箱室顶板上设置有螺栓孔，以便与高强度拼接板装置栓接；所述高强度拼接板装置包括拼接板、连接板和转轴；所述拼接板的数量为2N片，N≥2；所述拼接板平铺排列成两行N列，每行上的所述拼接板通过所述连接板连接，每列上的所述拼接板通过所述转轴连接；所述箱室顶板通过螺栓与位于同一列上的两片所述拼接板连接；所述箱形抱箍装置的数量为M个，1≤M≤N。

全文数据：一种用于桁架桥人工巡检的安全行走系统及使用方法技术领域本发明涉及大跨径桥梁运营阶段检测维护领域，具体涉及到一种用于桁架桥人工巡检的安全行走系统及使用方法。背景技术现今我国正在大规模修建大跨径桥梁，这类桥梁结构形式以悬索桥、斜拉桥构型为主，普遍具有柔性大、易受到自然的作用而发生不利振动等特点，同时，这些大跨度桥梁往往建造在山区等特殊地形地貌区域，其主梁形式多采用钢桁架加劲梁形式。这类桁架桥易受到复杂自然环境的影响，在运营过程中出现油漆脱落、构件锈蚀、螺栓扭曲变形等病害，同时还会出现疲劳损伤裂纹，高强螺栓松动等现象，这些病害如果不能及时防治，则会对桥梁本身的强度、使用寿命造成严重的影响，因此对桁架桥进行健康监测以及巡检养护是非常有必要的，其对保证交通正常运行以及人民生命财产具有重大意义。现有的大型桥梁巡检按检测深入程度分为5级：1级是指在远处目视检查或利用望远镜的目视检查；2级是指基本接近检查部位的目视检查，允许眼睛到检查部位距离在50cm以上；3级是指基本接近检查部位的目视检查要求眼镜到检查距离部位在50cm以内；4级是指非常接近检查部位，除了目视外还可采用触摸、敲击、扳动、光学放大等方式进行了检查；5级是指借助专用仪器的检查或测量，比如健康监测系统实时监测或荷载试验等。由于健康监测系统只是在一些关键位置和关键点上布设传感器，无法保证钢桁架结构整体都被传感器网络所覆盖，传感器所不能覆盖的局部构件往往是桥梁安全检查的盲点所在，比如钢桁架上的锈蚀以及螺栓松动等等，都需借助必要的人工巡检，经常或定期对这些部位进行巡检，方能与健康监测系统的整体安全检测进行优劣互补。现有的针对桁架桥的人工巡检通常是巡检人员站在主梁两边的检修道上进行目测观察，受到目视距离限制，目前这种针对桁架桥主梁的巡检方法仅达到1级或2级，其安全检查效果显然是不够的。一旦这些局部构件发生疲劳开裂或者螺栓松动，若未能及时检查并予以处治，势必会造成桥梁承载力和耐久性下降，甚至引起安全事故。因此有必要近距离对钢桁架构件进行人工巡检。发明内容为了解决由于桁架桥主梁内部距离检修道位置较远而引起的局部构件巡检质量不足的难题，本发明提供了一种用于桁架桥人工巡检的安全行走系统，包括两个矩形抱箍装置、连接这两个矩形抱箍装置的高强度钢丝绳、贯穿在高强度钢丝绳上的可移动安全套筒、箱形抱箍装置和与箱形抱箍装置连接的高强度拼接板装置。进一步地，矩形抱箍装置由两片端部设有翼缘板和预留螺栓孔的槽钢栓接拼装而成。具体地，其中一片槽钢的腹板处还熔接有穿孔耳板，用于固定高强度钢丝绳。进一步地，可移动安全套筒的中段内凹形成绑槽；可移动安全套筒能够在高强度钢丝绳上滑动，也能够围绕高强度钢丝绳旋转。进一步地，箱形抱箍装置包括两片端部设有翼缘板和预留螺栓孔的槽钢栓接拼装而成的抱箍空心筒和位于抱箍空心筒顶部的箱室顶板；其中一片槽钢的腹板处还熔接有穿孔耳板；箱室顶板上设置有螺栓孔，以便与高强度拼接板装置栓接。进一步地，高强度拼接板装置包括拼接板、连接板和转轴；拼接板的数量为2N片，N≥2；拼接板平铺排列成两行N列，每行上的拼接板通过连接板连接，每列上的拼接板通过转轴连接。进一步地，箱室顶板通过螺栓与位于同一列上的两片拼接板连接；箱形抱箍装置的数量为M个，1≤M≤N。进一步地，矩形抱箍装置的尺寸大小根据巡检工作的需要和受检桁架桥主梁斜腹杆、竖杆的尺寸而事先定制。另一方面，本发明还涉及如上所述的用于桁架桥人工巡检的安全行走系统的使用方法，包括以下步骤：步骤一、将两个矩形抱箍装置分别抱箍栓接固定在两根位于桁架桥同一横截面内即横桥向的不同斜腹杆或竖杆上；步骤二、将高强度钢丝绳贯穿可移动安全套筒，再张拉高强度钢丝绳，并将高强度钢丝绳的两端分别固定在步骤一中已固定好的两个矩形抱箍装置上；步骤三、将M个箱形抱箍装置抱箍栓接固定在受检构件附近的下平联处，M≥1；步骤四、先将2N片拼接板通过转轴连接呈N对，再通过连接板栓接，从而使得2N片拼接板成两行N列平铺排布，然后将位于同一列上的两片拼接板栓接到箱形抱箍装置的箱室顶板上，M≤N；步骤五、完成步骤四后，将系于巡检人员双肩的安全绳端头挂钩环绕固定在可移动安全套筒的绑槽上；步骤六、巡检人员根据工作需要，每走到一处位置巡检，就将系于腰间的安全绳端头挂钩固定在距离最近的箱形抱箍装置的穿孔耳板上。巡检人员可将系于双肩的安全绳端部挂钩环绕固定在可移动安全套筒的绑槽上，可移动安全套筒可沿着高强度钢丝绳方向移动，则可帮助巡检人员在横桥向上安全移动；此外，设有绑槽的可移动安全套筒绕高强度钢丝绳转动可使巡检人员在顺桥向上安全移动。因此，本系统既保障巡检人员安全，又可为人工巡检提供充足的操作空间。进一步地，步骤一中两个矩形抱箍装置水平设置，且其水平位置高度与巡检人员肩膀高度平齐。进一步地，步骤二中将高强度钢丝绳的两端分别固定在步骤一中已固定好的两个矩形抱箍装置的穿孔耳板上。本发明在保证巡检安全的前提下，彻底解决了由于桁架桥主梁内部距离检修道位置较远而引起的局部构件巡检质量不足的难题。具体而言，本发明的该系统采用高强度钢制成，抱箍装置和拼接板等都经过数控车床加工，不仅易于携带，同时可方便地在检修道上就地拼装。此外，这种安全行走系统完全通过高强螺栓将各组件进行栓接拼装，在不破坏钢桁架自身力学特性和结构耐久性的前提下增加了人工巡检的便利性。这种安全行走系统通过矩形抱箍装置，将附有可移动安全套筒的高强度钢丝绳固定在桁架竖杆或斜腹杆上，可保证巡检人员在安全保障下具有充足的活动空间，便于巡检人员对钢桁架各个部分的构件进行详细充分的检查。同时，位于高强度拼接板装置下方的箱形抱箍装置上熔接有穿孔耳板，巡检人员在行进过程中可连续不断地将腰间安全绳挂钩挂在穿孔耳板上，给巡检过程安全加上了双保险。拼接板通过转轴折叠、铺展从而方便携带上桥，拼接安装简单方便，可操作性较强。与现有人工巡检系统相比，本发明的有益效果是：本发明采用定制的抱箍装置分别将高强钢丝绳与高强拼接板固定在桁架桥的指定杆件上，通过在箱形抱箍装置上设置穿孔耳板、在高强钢丝绳上设置可移动安全套筒，既保障了巡检人员安全，又可为人工巡检提供充足的操作空间。矩形抱箍装置、箱形抱箍装置和高强度拼接板装置均采用Q235钢材制作而成，矩形抱箍装置、箱形抱箍装置拼接板尺寸不大，且均是根据巡检需要和桁架桥主梁杆件尺寸事先定制的，这保证了这套用于桁架桥人工巡检的安全行走系统可在检修道上就地拼装，各组件便于携带，组装方便，且组装后满足实际巡检需要。此外，高强度拼接板装置通过数控车床加工后其表面具有一定深度的纹路，在使用前应对节点板表面进行清洁，保证其具有充分的摩擦力，可以提高巡检工作的安全性，有利于现场安全作业。综上所述，本发明易于携带、安装方便，能够为桁架桥巡检人员提供安全可靠的作业平台，在构造本身的设计上节约了成本、提升了便捷性。本发明避免了穿孔、焊接等破坏桁架桥主结构力学特性的不利行为；同时，本发明不仅大幅增大了巡检人员的在桁架桥主梁中的工作范围和操作空间，还保障了巡检工作的安全，这是因为本系统可使巡检人员肩部安全绳端头挂钩固定在可移动安全套筒上、腰部安全绳端头挂钩固定在箱形抱箍装置的穿孔耳板上、脚下踩在具有纹路的防滑高强拼接板上。对于安装有健康监测系统的桁架桥，本发明还有助于系统调试与维护人员进入到主梁内部较深处检查、更换失效的传感器。与现有的站立在检修道上目视观察的巡检方法相比，本发明尤其适用于环境条件复杂的山区桥梁的巡检工作，保证了巡检人员在桁架桥主梁内自由地对桥梁构件的局部进行稳定、安全、精密地检测。以下将结合附图对本发明作进一步说明，以充分说明本发明的目的、技术特征和技术效果。附图说明图1是本发明所涉及的用于桁架桥人工巡检的安全行走系统的一个具体实施例的结构示意图。图2-5分别是一个具体实施例中矩形抱箍装置的右视图、主视图、立体图和俯视图。图6-9分别是一个具体实施例中高强度拼接板装置的左视图、主视图、立体图和俯视图。图10-13分别是一个具体实施例中箱形抱箍装置的左视图、主视图、立体图和俯视图。图14-17分别是一个具体实施例中可移动安全套筒的左视图、主视图、立体图和俯视图。具体实施方式以下通过具体的实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。以下的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。图1示出了本发明的一个具体实施例，在该实施例中，用于桁架桥人工巡检的安全行走系统包括两个矩形抱箍装置1、连接这两个矩形抱箍装置1的高强度钢丝绳12、贯穿在高强度钢丝绳12上的可移动安全套筒10、箱形抱箍装置和与箱形抱箍装置连接的高强度拼接板装置4。矩形抱箍装置1如图2-5所示由两片端部设有翼缘板2和预留螺栓孔的槽钢栓接拼装而成，其中一片槽钢的腹板处还熔接有穿孔耳板3，用于固定高强度钢丝绳12。矩形抱箍装置1的尺寸大小根据巡检工作的需要和受检桁架桥主梁斜腹杆、竖杆的尺寸而事先定制。可移动安全套筒10如图14-17所示的中段内凹形成绑槽11，且可移动安全套筒10能够在高强度钢丝绳12上滑动，也能够围绕高强度钢丝绳12旋转。箱形抱箍装置如图10-13所示包括两片端部设有翼缘板21和预留螺栓孔的槽钢栓接拼装而成的抱箍空心筒和位于抱箍空心筒顶部的箱室顶板9；其中一片槽钢的腹板处还熔接有穿孔耳板31；箱室顶板9上设置有螺栓孔，以便与高强度拼接板装置4栓接。高强度拼接板装置4如图6-9所示包括拼接板7、连接板8和转轴6；拼接板7的数量为2N片，N≥2。拼接板7平铺排列成两行N列，每行上的拼接板7通过连接板8连接，每列上的拼接板7通过转轴6连接。箱室顶板9通过螺栓与位于同一列上的两片拼接板7连接。箱形抱箍装置的数量为M个，1≤M≤N。该用于桁架桥人工巡检的安全行走系统的使用方法，包括以下步骤：步骤一、将两个矩形抱箍装置分别抱箍栓接固定在两根位于桁架桥同一横截面内即横桥向的不同斜腹杆或竖杆上；两个矩形抱箍装置水平设置，且其水平位置高度与巡检人员肩膀高度平齐。步骤二、将高强度钢丝绳贯穿可移动安全套筒，再张拉高强度钢丝绳，并将高强度钢丝绳的两端分别固定在步骤一中已固定好的两个矩形抱箍装置的穿孔耳板上。步骤三、将M个箱形抱箍装置抱箍栓接固定在受检构件附近的下平联处，M≥1。步骤四、先将2N片拼接板通过转轴连接呈N对，再通过连接板栓接，从而使得2N片拼接板成两行N列平铺排布，然后将位于同一列上的两片拼接板栓接到箱形抱箍装置的箱室顶板上，M≤N。步骤五、完成步骤四后，将系于巡检人员双肩的安全绳端头挂钩环绕固定在可移动安全套筒的绑槽上。步骤六、巡检人员根据工作需要，每走到一处位置巡检，就将系于腰间的安全绳端头挂钩固定在距离最近的箱形抱箍装置的穿孔耳板上。以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

权利要求：1.一种用于桁架桥人工巡检的安全行走系统，其特征在于，包括两个矩形抱箍装置、连接这两个所述矩形抱箍装置的高强度钢丝绳、贯穿在所述高强度钢丝绳上的可移动安全套筒、箱形抱箍装置和与所述箱形抱箍装置连接的高强度拼接板装置。2.如权利要求1所述的用于桁架桥人工巡检的安全行走系统，其特征在于，所述矩形抱箍装置由两片端部设有翼缘板和预留螺栓孔的槽钢栓接拼装而成。3.如权利要求2所述的用于桁架桥人工巡检的安全行走系统，其特征在于，其中一片所述槽钢的腹板处还熔接有穿孔耳板，用于固定所述高强度钢丝绳。4.如权利要求3所述的用于桁架桥人工巡检的安全行走系统，其特征在于，所述可移动安全套筒的中段内凹形成绑槽；所述可移动安全套筒能够在所述高强度钢丝绳上滑动，也能够围绕所述高强度钢丝绳旋转。5.如权利要求4所述的用于桁架桥人工巡检的安全行走系统，其特征在于，所述箱形抱箍装置包括两片端部设有翼缘板和预留螺栓孔的槽钢栓接拼装而成的抱箍空心筒和位于所述抱箍空心筒顶部的箱室顶板；其中一片所述槽钢的腹板处还熔接有穿孔耳板；所述箱室顶板上设置有螺栓孔，以便与高强度拼接板装置栓接。6.如权利要求5所述的用于桁架桥人工巡检的安全行走系统，其特征在于，所述高强度拼接板装置包括拼接板、连接板和转轴；所述拼接板的数量为2N片，N≥2；所述拼接板平铺排列成两行N列，每行上的所述拼接板通过所述连接板连接，每列上的所述拼接板通过所述转轴连接。7.如权利要求6所述的用于桁架桥人工巡检的安全行走系统，其特征在于，所述箱室顶板通过螺栓与位于同一列上的两片所述拼接板连接；所述箱形抱箍装置的数量为M个，1≤M≤N。8.如权利要求1所述的用于桁架桥人工巡检的安全行走系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将两个所述矩形抱箍装置分别抱箍栓接固定在两根位于桁架桥同一横截面内的不同斜腹杆或竖杆上；步骤二、将所述高强度钢丝绳贯穿所述可移动安全套筒，再张拉所述高强度钢丝绳，并将所述高强度钢丝绳的两端分别固定在所述步骤一中已固定好的两个矩形抱箍装置上；步骤三、将M个所述箱形抱箍装置抱箍栓接固定在受检构件附近的下平联处，M≥1；步骤四、先将2N片拼接板通过转轴连接呈N对，再通过连接板栓接，从而使得2N片所述拼接板成两行N列平铺排布，然后将位于同一列上的两片所述拼接板栓接到所述箱形抱箍装置的箱室顶板上，M≤N；步骤五、完成所述步骤四后，将系于巡检人员双肩的安全绳端头挂钩环绕固定在所述可移动安全套筒的绑槽上；步骤六、所述巡检人员根据工作需要，每走到一处位置巡检，就将系于腰间的安全绳端头挂钩固定在距离最近的所述箱形抱箍装置的穿孔耳板上。9.如权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述步骤一中两个所述矩形抱箍装置水平设置，且其水平位置高度与巡检人员肩膀高度平齐。10.如权利要求8或9所述的使用方法，其特征在于，所述步骤二中将所述高强度钢丝绳的两端分别固定在所述步骤一中已固定好的两个矩形抱箍装置的穿孔耳板上。

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