倾角传感器在海上打桩船姿态监控中的原理与应用

在克罗地亚最大规模基建项目佩列莎茨跨海大桥钢桩打设施工中,中国企业通过在打桩船上安装高精度的倾角传感器,配合GPS流动站,实时监控打桩船体位置、方向和姿态,进而确定船体移动方向和移动量,确保精准打设。

  日前,在我国一带一路沿线国家克罗地亚的跨海大桥项目建设中,我国企业通过在打桩船上安装倾角传感器,实现了对船体姿态的精确监控,确保了精准打设。

佩列莎茨跨海大桥效果图

佩列莎茨跨海大桥效果图

  克罗地亚最大规模基建项目

  一直以来,建造佩列莎茨跨海大桥都是克罗地亚人的梦想。据悉,该桥是克罗地亚自独立以来最大规模的基建项目,该桥将连接起克罗地亚南北国土,成为克罗地亚人民期待已久的“统一之桥”。同时,大桥建成后,将让用三分钟走完原来三小时的路程成为可能。

  10多年前,克罗地亚就开始筹建这座关键的大桥,却因财政等原因在2012年停工。近年来,建桥一事再次提上议程。2018年,中国企业中标该桥及其连接线一期工程项目。同时,该工程将对“一带一路”建设做出重要贡献。

打桩船完成所有钢桩打设

钢桩打设圆满完成

  首次采用钢桩整体打入工艺

  5月9日,在该桥项目施工现场,世界第一高打桩船雄程1号落下最后一锤。这标志着项目完成全桥共计150根钢桩打设,全桥钢桩打设工程提前完成。

  其中,长达130.6米的钢桩整体打入在世界范围内尚属首次。100多米的桩要打进海里,可不是有了打桩船就万事大吉,还要做好各种施工准备。据悉,该桥共打设钢桩150根,单根最长达130.6米、重约260吨,全部采用我国先进的打桩船进行整体性一次打入工艺,在世界范围内尚属首次。

打桩船钢桩打设施工

最长130.6米钢桩打设

  传感器助力打桩船精准打设

  最初,大桥主设计师根据欧洲现有设备情况推荐采用钢桩分节加工、现场接高打入的工艺,项目在充分调研论证后认为现场焊接接高的工艺,无法达到欧洲EXC4标准的质量要求,大胆创新采用整体性一次打入工艺。

  2019年1月11日,首根钢桩开始打设,从钢桩吊装上打桩船到打桩船在设计桩位抛锚定位,历时3小时,随后立桩、定位、打设一气呵成。过程中,采用3台GPS流动站,配合两台倾角传感器实时监控打桩船体位置、方向和姿态,与待打设钢桩设计标高处的坐标进行比较,从而确定船体的移动方向和移动量,确保精准打设。

安装有倾角传感器等监控设备的打桩船

大桥施工现场的打桩船

  打桩船与倾角传感器的原理

  打桩船用于水上打桩作业,船体为钢箱型结构,在甲板的端部装有打桩架,可前俯后仰以适应施打斜桩的需要。目前,打桩船广泛用于桥梁、码头、水利工程施工中。

  高精度的倾角传感器,能够监测并反映出船体的细微角度变化,现已成为船舶行驶中的重要监测仪器之一,并广泛应用于挖泥船、起重船、打桩船、布缆船等工程船的施工监控中。

  倾角传感器监控打桩船的原理,可简单理解为,倾角传感器可实时测量打桩船的倾斜角度,如俯仰角和侧滚角的数据。通过这类数据,可以反映出打桩船船身的姿态,配合GPS定位技术,经过与设定坐标对比后,便可得出船体的移动方向和移动量,从而确保精准打设。

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