一种斜拉桥监测实训装备的制作方法

本技术涉及教学实训装备领域，具体涉及一种斜拉桥监测实训装备。

背景技术：

1、在目前的高校教育中，土建工程、建造工程和智能建造等相关专业的教学现状更多还是停留在本专业知识传授或少许的信息和通讯技术工程应用现场的观摩等，造成学生严重缺乏就业所需要技能实训和动手能力差。造成这种现象的原因是，信息和通讯技术工程应用现场往往路途遥远且环境比较复杂，学校出于对师生人身安全和时间上的考虑，大多只能远远的观摩或者直接放弃了实训；如果学校花费大量资金在学校搭建实训场景，供学生实训，不仅成本高、拆卸繁琐，而且同样存在学生人身安全问题；有些学校采用播放应用现场视频或者制作沙盘模型供学生观察的教学方式，这也无法满足学生亲自动手操作的实训效果，导致教学效果比较差。

2、申请号为cn202022987093.5的专利公开了一种斜拉桥施工工艺实体教学模型，包括斜拉桥下部结构施工展示区和斜拉桥上部结构施工展示区，斜拉桥下部结构施工展示区按照地面观摩通道从左至右的方向划分为桩基施工展示单元，墩柱施工展示单元，墩柱-盖梁成品展示单元和下塔柱-墩帽施工展示单元，墩柱施工展示单元的顶部设置有盖梁施工展示单元，斜拉桥上部结构施工展示区包括斜拉桥大箱梁搭建展示单元，上塔柱施工展示单元，斜拉索安装展示单元和桥面铺装搭建单元，桥面铺装搭建单元设置有可用于实操的伸缩缝绑扎实训操作练习区。该装置虽然可以提高学生的认知能力、实际操作能力和综合能力，消除施工现场存在的安全隐患和管理难度，但是该教学模型的结构仍然比较复杂，且不具有对斜拉桥模型的安全监测功能，无法进行斜拉桥安全监测相关的教学实训。

3、综上所述，如何设计一种既能体现信息和通讯技术应用在工程上的场景，特别是安全监测方面的，又能满足学生亲自动手操作，深入其境的学习信息和通讯技术的应用，且成本低、安全性高、容易组装和拆卸的斜拉桥实训装备，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种斜拉桥监测实训装备，该装备不仅结构简单，装拆方便，可以仿真斜拉桥结构及工作场景，而且具有丰富的监测功能，易于实训操作、调节。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种斜拉桥监测实训装备，包括斜拉桥仿真模型、监测模块、实训模块和采集传输模块，所述斜拉桥仿真模型包括底座、桥墩、主梁、拉索、索塔、索梁锚固件和拉索紧固模块，所述监测模块包括倾角监测模块、振动监测模块、压力监测模块和应力监测模块，所述实训模块包括滑动模块和载荷模块；所述底座固定安装于水平台面上，所述主梁通过桥墩固定安装于底座上，所述索塔固定安装于主梁上，位于索塔前、后两侧的主梁的上侧面对称安装有多个所述索梁锚固件，下侧面对应索梁锚固件安装有多个所述拉索紧固模块，多根所述拉索分别穿过索塔，每根拉索两端分别通过相应的索梁锚固件进行初步固定，再穿过主梁，通过相应的拉索紧固模块进行固定；所述倾角监测模块、振动监测模块、应力监测模块分别安装于主梁下部，所述压力监测模块粘贴安装于主梁上部，所述倾角监测模块、振动监测模块、压力监测模块和应力监测模块分别与采集传输模块电性连接，以采集监测数据并上传；所述滑动模块、载荷模块分别放置于主梁上，以仿真模拟主梁不同受力、承载的应用场景。

3、进一步地，所述底座四角开设有固定孔，所述底座的固定孔通过螺栓紧固固定于水平台面上。

4、进一步地，包括两个桥墩，两个桥墩沿主梁宽度方向设置于主梁中部的左、右两侧，所述桥墩上、下部分别通过紧固件与主梁、底座固定连接。

5、进一步地，所述索塔由两根塔柱和一根横梁固定连接组成，两根塔柱下部分别通过紧固件与主梁固定连接；每根塔柱从上到下依次穿设有若干根拉索，每根拉索两端分别通过相应的索梁锚固件进行初步固定，再穿过主梁，通过相应的拉索紧固模块进行固定。

6、进一步地，所述索梁锚固件由锚固件底座和拉索穿引件组成，所述拉索穿引件铰接于锚固件底座上；所述拉索紧固模块由紧固模块底座、带孔螺栓和拉索固定件组成，所述紧固模块底座具有一向下弯折的螺栓连接部，所述螺栓连接部上开设有与带孔螺栓配合的螺栓孔，所述带孔螺栓安装于螺栓孔上；所述锚固件底座、紧固模块底座分别通过紧固件固定连接于主梁的上、下两侧，且锚固件底座、主梁、紧固模块底座上对应开始有通孔；所述拉索穿过拉索穿引件后，依次穿过锚固件底座、主梁和紧固模块底座，而后穿过带孔螺栓上的孔，再将拉索固定件固定在拉索端部，从而通过旋转带孔螺栓调节拉索的拉紧力。

7、进一步地，所述底座、主梁分别由金属板构成，所述桥墩、索塔分别由金属板焊接构成。

8、进一步地，所述倾角监测模块、应力监测模块分别通过紧固件与主梁下部固定连接，所述振动监测模块通过磁吸方式连接于主梁下部，所述压力监测模块通过胶合剂粘贴于主梁上部。

9、进一步地，所述倾角监测模块采用工程级倾角传感器，其通过rs485信号与采集传输模块进行数据交互；所述振动监测模块采用工程级加速度传感器，其通过4~20ma模拟信号与采集传输模块进行数据交互；所述压力监测模块采用压力传感器，其通过电压信号与采集传输模块进行数据交互；所述应力监测模块采用工程级应力应变传感器，其通过rs232信号与采集传输模块进行数据交互。

10、进一步地，所述滑动模块可在主梁上往返滑动，产生振动和对主梁的压力，进而使主梁产生应力和形变，仿真模拟往来车辆的应用场景；所述载荷模块可放置在主梁上不同部位，产生不同的应力、形变和倾斜变化，仿真模拟主梁受到不同载荷时的应用场景。

11、进一步地，该装备还包括监测系统，所述监测系统由数据中心和交互显示模块组成，所述数据中心通过通信传输专网与采集传输模块进行数据通信，所述交互显示模块与数据中心连接，以显示监测实训中采集的数据及其变化，并与用户进行交互。

12、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：提供了一种斜拉桥监测实训装备，该装备构建了具有安全监测及实训功能的斜拉桥仿真模型，不仅结构简单，易于组装和拆卸，建造成本低，而且具有倾角、振动、压力和应力监测等丰富的安全监测功能，易于进行实训方面的操作及调节，教学实训效果好。本装备既实现信息和通讯技术在斜拉桥安全监测方面的应用，又能够让学生自己动手进行实训操作，动态还原外部环境变化对斜拉桥相关性能的影响，从而深入其境的学习信息和通讯技术在斜拉桥安全监测方面的应用

技术特征：

1.一种斜拉桥监测实训装备，其特征在于，包括斜拉桥仿真模型、监测模块、实训模块和采集传输模块，所述斜拉桥仿真模型包括底座、桥墩、主梁、拉索、索塔、索梁锚固件和拉索紧固模块，所述监测模块包括倾角监测模块、振动监测模块、压力监测模块和应力监测模块，所述实训模块包括滑动模块和载荷模块；所述底座固定安装于水平台面上，所述主梁通过桥墩固定安装于底座上，所述索塔固定安装于主梁上，位于索塔前、后两侧的主梁的上侧面对称安装有多个所述索梁锚固件，下侧面对应索梁锚固件安装有多个所述拉索紧固模块，多根所述拉索分别穿过索塔，每根拉索两端分别通过相应的索梁锚固件进行初步固定，再穿过主梁，通过相应的拉索紧固模块进行固定；所述倾角监测模块、振动监测模块、应力监测模块分别安装于主梁下部，所述压力监测模块粘贴安装于主梁上部，所述倾角监测模块、振动监测模块、压力监测模块和应力监测模块分别与采集传输模块电性连接，以采集监测数据并上传；所述滑动模块、载荷模块分别放置于主梁上，以仿真模拟主梁不同受力、承载的应用场景。

2.根据权利要求1所述的一种斜拉桥监测实训装备，其特征在于，所述底座四角开设有固定孔，所述底座的固定孔通过螺栓紧固固定于水平台面上。

3.根据权利要求1所述的一种斜拉桥监测实训装备，其特征在于，包括两个桥墩，两个桥墩沿主梁宽度方向设置于主梁中部的左、右两侧，所述桥墩上、下部分别通过紧固件与主梁、底座固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种斜拉桥监测实训装备，其特征在于，所述索塔由两根塔柱和一根横梁固定连接组成，两根塔柱下部分别通过紧固件与主梁固定连接；每根塔柱从上到下依次穿设有若干根拉索，每根拉索两端分别通过相应的索梁锚固件进行初步固定，再穿过主梁，通过相应的拉索紧固模块进行固定。

5.根据权利要求1所述的一种斜拉桥监测实训装备，其特征在于，所述索梁锚固件由锚固件底座和拉索穿引件组成，所述拉索穿引件铰接于锚固件底座上；所述拉索紧固模块由紧固模块底座、带孔螺栓和拉索固定件组成，所述紧固模块底座具有一向下弯折的螺栓连接部，所述螺栓连接部上开设有与带孔螺栓配合的螺栓孔，所述带孔螺栓安装于螺栓孔上；所述锚固件底座、紧固模块底座分别通过紧固件固定连接于主梁的上、下两侧，且锚固件底座、主梁、紧固模块底座上对应开始有通孔；所述拉索穿过拉索穿引件后，依次穿过锚固件底座、主梁和紧固模块底座，而后穿过带孔螺栓上的孔，再将拉索固定件固定在拉索端部，从而通过旋转带孔螺栓调节拉索的拉紧力。

6.根据权利要求1所述的一种斜拉桥监测实训装备，其特征在于，所述底座、主梁分别由金属板构成，所述桥墩、索塔分别由金属板焊接构成。

7.根据权利要求1所述的一种斜拉桥监测实训装备，其特征在于，所述倾角监测模块、应力监测模块分别通过紧固件与主梁下部固定连接，所述振动监测模块通过磁吸方式连接于主梁下部，所述压力监测模块通过胶合剂粘贴于主梁上部。

8.根据权利要求1所述的一种斜拉桥监测实训装备，其特征在于，所述倾角监测模块采用工程级倾角传感器，其通过rs485信号与采集传输模块进行数据交互；所述振动监测模块采用工程级加速度传感器，其通过4~20ma模拟信号与采集传输模块进行数据交互；所述压力监测模块采用压力传感器，其通过电压信号与采集传输模块进行数据交互；所述应力监测模块采用工程级应力应变传感器，其通过rs232信号与采集传输模块进行数据交互。

9.根据权利要求1所述的一种斜拉桥监测实训装备，其特征在于，所述滑动模块可在主梁上往返滑动，产生振动和对主梁的压力，进而使主梁产生应力和形变，仿真模拟往来车辆的应用场景；所述载荷模块可放置在主梁上不同部位，产生不同的应力、形变和倾斜变化，仿真模拟主梁受到不同载荷时的应用场景。

10.根据权利要求1所述的一种斜拉桥监测实训装备，其特征在于，还包括监测系统，所述监测系统由数据中心和交互显示模块组成，所述数据中心通过通信传输专网与采集传输模块进行数据通信，所述交互显示模块与数据中心连接，以显示监测实训中采集的数据及其变化，并与用户进行交互。

技术总结本技术涉及一种斜拉桥监测实训装备，包括斜拉桥仿真模型、监测模块、实训模块和采集传输模块，斜拉桥仿真模型包括底座、桥墩、主梁、拉索、索塔、索梁锚固件和拉索紧固模块，监测模块包括倾角、振动、压力和应力监测模块，实训模块包括滑动模块和载荷模块；主梁通过桥墩安装于底座上，索塔安装于主梁上，多根拉索分别穿过索塔，两端分别通过索梁锚固件及主梁，再通过拉索紧固模块固定；倾角、振动、应力监测模块安装于主梁下部，压力监测模块安装于主梁上部，各监测模块与采集传输模块电性连接；滑动模块、载荷模块放置于主梁上。该装备不仅结构简单，装拆方便，可以仿真斜拉桥结构及工作场景，而且具有丰富的监测功能，易于实训操作、调节。技术研发人员：王知军,李自强,张志远,詹家坤,陈友武,黄喆,黄祖海受保护的技术使用者：福建中锐网络股份有限公司技术研发日：20230926技术公布日：2024/6/5