专利名称：一种大跨度屋盖整体提升施工一体化控制方法
技术领域：
本发明涉及一种大跨度屋盖整体提升施工一体化控制方法，属于结构工程技术领域。
背景技术：
现代钢结构屋盖体系一般跨度较大，其在施工过程中的受力状态与成型时的设计状态差 异较大，所以如何选取经济合理、安全适用的施工方案一直是施工技术领域研究的重点。
在传统的钢结构屋盖施工方法中， 一般采用满堂脚手架或胎架支承的施工方法，通过单 件吊装或单元吊装、高空就位焊接或栓接的连接方法实现其屋盖安装，其缺点是高空作业多 且操作困难，安装质量不易控制，工作效率低下，已经不能适应经济发展对施工技术的要求。
现代施工技术常采用整体提升的施工方法，大大地提高了工作效率，节约了施工成本。 但是，目前在屋盖结构整体提升技术中，由于提升的屋盖结构面积较大，提升点较多，同步 性要求高，使得在提升过程中要不断人为地调整其提升点处的位移大小以满足同步性的要求， 大大地降低了施工效率。还有，在提升的屋盖结构与提升设备以及计算机控制之间缺乏有效 的联系，致使在提升过程中无法实现对结构受力与变形发展的有效监控，造成提升结构内力 与变形计算完全与提升过程中的运动状态不相符合，使提升结构有时处于非常不利的受力状 态而不知晓，使得结构在施工过程中存在安全隐患。
本发明提出一种大跨度屋盖整体提升施工一体化控制方法，可以克服目前提升施工的缺 点。该方法基于一个计算机控制系统，首先通过地面拼装，然后通过整体提升实现。该方法 可以在提升施工过程中实现对提升屋盖的内力与变形计算、提升设备的油压调整与控制、提 升点位移控制与调整、提升塔架强度及稳定性计算，并实现各个环节之间的自动调节与自适 应。在预先输入的分级提升方案的基础上，依据各个提升点反馈的提升位移值，通过计算机 控制技术可以实现各个提升点位移的自动控制与调整，从而使得各提升点的同步性与准确性 得到保证；同时该控制系统可以依据各提升点的当前位置，实时跟踪计算提升结构的内力与 变形，进而判断结构的强度、稳定性是否满足设计要求，判断结构的变形状况是否合理并与 设计方案一致，可实现对结构受力与变形发展的有效监控，在提升结构的内力与变形非常不 利时，可以暂停结构的提升，从而保证结构的安全。该方法真正达到整体提升控制自动化以 及提升结构内力与变形实时监控自动化的目的，提高工作效率，确保提升过程的安全。
发明内容
本发明提出的一种大跨度屋盖整体提升施工一体化控制方法，可以实现屋盖整体提升的 自动化控制，提高工作效率，并能够实时监控提升结构的内力与变形，保证结构在提升过程 中的安全。
一种大跨度屋盖整体提升施工一体化控制方法，其特征在于，所述方法是在一个由数据 输入模块、提升点位移控制与调整模块、提升设备油压控制与调整模块、提升塔架强度与稳 定性计算与控制模块、提升结构内力与变形计算与控制模块组成的控制系统中按照以下步骤 实现的，所述控制系统中包含一个能够测量各提升点位置的提升点位置测量装置，安放于各 提升点处
步骤(1):在计算机中设置如下五个模块-
1) 数据输入模块；
2) 提升点位移控制与调整模块；
3) 提升设备油压控制与调整模块；
4) 提升塔架强度与稳定性计算与控制模块；
5) 提升结构内力与变形计算与控制模块；
其中，提升塔架强度与稳定性计算与控制模块、提升结构内力与变形计算与控制模块均包 含有一个有限元分析软件包；
步骤(2):数据输入模块接收用户进行结构分级提升方案的输入，输入数据包括-
1) 提升结构参数；
2) 提升塔吊参数；
3) 提升点的个数m与布置；
4) 分级提升的总级数
5) 第y个提升点的第/级目标提升位移~，其中，；=1,2,…,"，代表分级提升的级数； 乂-l，2，…，W，代表提升点编号；
6) 提升过程同步性与目标位置控制误差e;
7) 提升过程中为控制提升同步性对各提升点位置进行采样的时间间隔A/1;
8) 提升过程中为校核提升结构安全对各提升点位置进行采样的时间间隔
9) 提升过程中为校核提升塔吊安全对各提升点位置进行采样的时间间隔/W3; 数据输入模块将部分数据传输给提升点位移控制与调整模块，包括附，~， 。 Af1; 数据输入模块将部分数据传输给提升结构内力与变形计算与控制模块，包括提升结构参
数，
数据输入模块将部分数据传输给提升塔架强度与稳定性计算与控制模块，包括提升塔吊参数，A/3;
步骤(3):进行第l级提升，按下述步骤进行
步骤(3.1):提升点位移控制与调整模块接收数据输入模块进行第1级提升方案的数据输 入，包括提升点的个数m与布置，各提升点的第1级目标提升位移/217，目标位置控制误差
e，采样间隔A/n
步骤(3.2):提升点位移控制与调整模块通过计算，确定各个提升点达到第l级目标位移 Ay时各提升点处提升设备所需增加的油压A ly;提升点位移控制与调整模块将A u传输给提升 设备油压控制与调整模块；
步骤(3.3):提升设备油压控制与调整模块接收提升点位移控制与调整模块传递的数据， 包括Aly;提升设备油压控制与调整模块以A^为依据，为各提升点处的提升设备增加油压， 提高提升点的位置；
步骤(3.4):在进行步骤(3.3)的同时，进行各提升点同步性控制与调整，按下述步骤进
行
步骤(3.4.1):在开始进行步骤(3.3)的同时，提升点位移控制与调整模块向提升点位置 测量装置输入采样时间间隔A^
步骤(3.4.2):每隔A^，提升点位置测量装置向提升点位移控制与调整模块反馈一次数据， 即各提升点在第1级提升过程中的实时位移/^';
步骤(3.4.3):提升点位移控制与调整模块进行如下计算计算A广/^/;^;以第一个提升 点为参照，计算A如果|^ /"|>"计算为弥补该误差各提升点处提升设备所需 调整的油压A ";提升点位移控制与调整模块将A ^传输给提升设备油压控制与调整模块；
步骤(3.4.4):提升设备油压控制与调整模块接收提升点位移控制与调整模块传递的数据， 包括A!/;提升设备油压控制与调整模块以A!/为依据，在步骤G.3)进行的同时为各提 升点处的提升设备调整油压，使得各提升点的同步性获得保证；
步骤(3.5):在进行步骤(3.3)的同时，进行提升结构的安全校核，按如下步骤进行
步骤(3.5.1):提升结构内力与变形计算与控制模块接收数据输入模块传递的数据，包括 提升结构参数，采样间隔A^;
步骤(3.5.2):在开始进行步骤(3.3)的同时，提升点位置测量装置接收提升结构内力与 变形计算与控制模块传递的数据，包括采样间隔A,2;
步骤(3.5.3):每隔Ah，提升点位置测量装置向提升结构内力与变形计算与控制模块反馈 一次数据，即各提升点的空间位置；
步骤(3.5.4):提升结构内力与变形计算与控制模块将数据传输给有限元分析软件包，包 括各个提升点所在的位置、提升结构参数；步骤(3.5.5):有限元分析软件包根据各个提升点所在的位置、提升结构参数，确定提升 结构的有限元计算模型，包括提升结构、用于结构拼装的支承胎架、地基，确定荷载工况以 及边界约束；有限元分析软件包通过计算，得到结构内力与变形状态，并将结果传送回提升 结构内力与变形计算与控制模块；
步骤(3.5.6):提升结构内力与变形计算与控制模块依据内力判断结构是否在弹性范围内， 并检验结构强度与稳定性；依据变形状态，判断提升结构是否与周围结构发生碰撞；依据计 算结果判断结构与胎架的脱离情况，通过与设计提升方案对比，检查其是否与提升方案一致; 如果结构强度、稳定性、变形情况以及结构与胎架的脱离情况均满足要求，提升继续进行； 如果结构强度、稳定性、变形情况，包括出现提升结构与周围结构的碰揸或者结构与胎架的 脱离情况出现异常，该模块会及时发出警报，情况危险时暂停结构的提升，待重新制定方案 后继续进行；
步骤(3.6):在开始进行步骤(3.3)的同时，进行提升塔吊的安全校核，按如下步骤进行
步骤(3.6.1):提升塔架强度与稳定性计算与控制模块接收数据输入模块传递的数据，包 括提升塔吊参数，采样间隔A/3;
步骤(3.6.2):在开始进行步骤(3.3)的同时，提升点位置测量装置接收提升塔架强度与 稳定性计算与控制模块传递的数据，包括采样间隔A6;
步骤(3.6.3):每隔Af3，提升点位置测量装置向提升塔架强度与稳定性计算与控制模块反 馈一次数据，即各提升点的空间位置；
步骤(3.6.4):提升塔架强度与稳定性计算与控制模块将数据传输给有限元分析软件包， 包括各个提升点所在的位置、提升塔吊参数；
步骤(3.6.5):有限元分析软件包根据各个提升点所在的位置、提升塔吊参数，确定提升 塔吊的有限元计算模型，确定荷载工况以及边界约束，通过求解得到提升塔吊的强度与稳定 性状态，并将其传送回提升塔架强度与稳定性计算与控制模块；
步骤(3.6.6):提升塔架强度与稳定性计算与控制模块进行如下判断如果塔吊的强度、 稳定性均满足要求，提升继续进行；如果塔吊的强度、稳定性出现异常，该模块会及时发出 警报，情况危险时暂停结构的提升，待重新制定方案后继续进行；
步骤(3.7):待完成步骤(3.3)，提升点位置测量装置读取各提升点在第1级提升中实际 发生的位移值h/"，将其反馈给提升点位移控制与调整模块；
步骤(3.8):提升点位移控制与调整模块接收提升点位置测量装置传递的数据，包括各提
升点实际发生的位移值/^w，通过对比各提升点实际位置值~(1)与目标位置/^，计算出提
升位置误差A^(^/^-^/D;
步骤(3.9):提升点位移控制与调整模块进行如下判断如果IA/^W/;^l《e对每一个y均满足，进入步骤(4);否则，计算为弥补该误差各提升点处提升设备所需调整的油压A」",
将△ ,/"传输给提升设备油压控制与调整模块；
步骤(3.10):在提升设备油压控制与调整模块中，以A^W为依据，为各提升点处的提升 设备变化油压，进行提升点的位置的微调；与此同时，重复步骤(3.5) 步骤(3.6)，进行 提升结构与提升塔吊的内力与变形校核；
步骤(3.11):待提升点完成该次调整，读取提升点位置测量装置得到的各提升点在第1
级提升中实际发生的位移值/^(2)，将其反馈给提升点位移控制与调整模块；之后多次重复步 骤(3.8) 步骤(3.11)，直至第A:次调整提升点后IA/^/""/;^l《e每一个j'均满足，进入步 骤(4);
步骤(4):进行第2级以及后续的提升，重复步骤(3)，直至各提升点提升至目标位置。 本发明提出的一种大跨度屋盖整体提升施工一体化控制方法，实现了提升过程的计算机自 动控制，最大限度的减少人为干预，可极大地提高施工效率，减少人为因素造成的误差；在 施工过程中可实现对提升结构的内力、变形情况的实时监控，对结构可能处于的危险状况可 给予及时警告，避免施工过程可能对结构造成损害。
图l为各模块关系图2为数据输入模块一提升点位移控制与调整模块一提升设备油压控制与调整模块工作 流程详图3为数据输入模块一提升结构内力与变形计算与控制模块工作流程详图； 图4为数据输入模块一提升塔架强度与稳定性计算与控制模块工作流程详图。
具体实施例方式
下面结合附图1 4具体说明这种大跨度屋盖整体提升施工一体化控制方法。 如图1所述，这种大跨度屋盖整体提升施工一体化控制方法是在一个由数据输入模块、 提升点位移控制与调整模块、提升设备油压控制与调整模块、提升塔架强度与稳定性计算与 控制模块、提升结构内力与变形计算与控制模块组成的控制系统中按照特定的步骤实现的。 该系统还包含一个能够测量各提升点位置的提升点位置测量装置，安放于各提升点处。 其中，数据输入模块接收用户进行分级提升方案的输入，并向各模块传送数据； 其中，提升点位移控制与调整模块，接收数据输入模块传递的分级提升方案，计算出达 到分级目标提升位置时提升设备所需增加的油压值，将数据传输给提升设备油压控制与调整 模块；在提升过程中，接收提升点位置测量装置反馈的各提升点的位置，以某一提升点为参照，计算其他提升点与参照提升点的位移同步误差，若误差超出控制范围，计算出为修正位 移同步误差各提升点处提升设备所需变化的油压，将数据传输给提升设备油压控制与调整模 块；分级提升完成时，根据提升位置测量装置反馈的各点实际提升位置，计算出目标提升位 置与实际提升位置之间的误差，若误差超出控制范围，计算出为修正提升位置误差所需变化 的提升设备油压值，将数据传输给提升设备油压控制与调整模块。
其中，提升设备油压控制与调整模块，接收提升点位移控制与调整模块传递的提升设备 油压值，对各提升点进行提升；接收提升点控制与调整模块传递的修正提升点误差所需的提 升设备油压值，对各提升点的位置进行微调。
其中，提升结构内力与变形计算与控制模块，在提升过程中不断接收由提升位置测量装 置反馈的各个提升点的位置，依据各个提升点所在的位置，决定提升结构的有限元计算模型， 包括提升结构、拼装胎架与地基，确定荷载工况以及边界约束，计算结构内力与变形状态； 依据内力判断结构是否在弹性范围内，并检验结构强度与稳定性；依据变形状态，判断提升 结构是否与周围结构发生碰撞；根据计算结果判断并实时显示提升结构各支承点脱离拼装胎 架的情况，并判断是否与设计提升方案相符；若提升结构的安全性不能满足要求，会发出警 报，若情况严重，暂停结构提升。
其中，提升塔架强度与稳定性计算与控制模块，在提升过程中不断接收由提升位置测量 装置反馈的各个提升点的位置，根据各个提升点所在的位置，决定提升塔架的有限元计算模 型，校核提升塔架当前的强度与稳定性是否满足要求，若不满足要求，会发出警报，若情况 严重，暂停结构提升。
下面结合附图2 4，具体说明大跨度屋盖整体提升施工一体化控制的具体步骤
步骤(1):在计算机中设置如下五个模块数据输入模块，提升点位移控制与调整模块， 提升设备油压控制与调整模块，提升塔架强度与稳定性计算与控制模块，提升结构内力与变 形计算与控制模块；其中，提升塔架强度与稳定性计算与控制模块、提升结构内力与变形计 算与控制模块均包含有一个有限元分析软件包；
步骤(2):数据输入模块接收用户进行结构分级提升方案的输入，输入数据包括提升结 构参数；提升塔吊参数，提升点的个数m与布置，分级提升的总级数仏第/个提升点的第 /级目标提升位移~。其中。/=1,2,...,"，代表分级提升的级数；产1,2,.,.,W，代表提升点编 号，提升过程同步性与目标位置控制误差。提升过程中为控制提升同步性对各提升点位置 进行采样的时间间隔提升过程中为校核提升结构安全对各提升点位置进行采样的时间 间隔Af2,提升过程中为校核提升塔吊安全对各提升点位置进行釆样的时间间隔
数据输入模块将部分数据传输给提升点位移控制与调整模块，包括m，~， e，
数据输入模块将部分数据传输给提升结构内力与变形计算与控制模块，包括提升结构参数，
数据输入模块将部分数据传输给提升塔架强度与稳定性计算与控制模块，包括提升塔吊 参数，
步骤(3):进行第l级提升，按下述步骤进行
步骤(3.1):如图2所示，提升点位移控制与调整模块接收数据输入模块进行第1级提升 方案的数据输入，包括提升点的个数W与布置，各提升点的第1级目标提升位移/^，目标 位置控制误差。釆样间隔/Wi;
步骤(3.2):如图2所示，提升点位移控制与调整模块通过计算，确定各个提升点达到第 1级目标位移/^时各提升点处提升设备所需增加的油压A^提升点位移控制与调整模块将 A u传输给提升设备油压控制与调整模块；
步骤(3.3):如图2所示，提升设备油压控制与调整模块接收提升点位移控制与调整模块 传递的数据，包括A1;;提升设备油压控制与调整模块以Au为依据，为各提升点处的提升 设备增加油压，提高提升点的位置；
步骤(3.4):如图2所示，在进行步骤(3.3)的同时，进行各提升点同步性控制与调整， 按下述步骤进行
步骤(3.4.1):在开始进行步骤(3.3)的同时，提升点位移控制与调整模块向提升点位置 测量装置输入采样时间间隔A h;
步骤(3.4,2):每隔An，提升点位置测量装置向提升点位移控制与调整模块反馈一次数据， 即各提升点在第1级提升过程中的实时位移
步骤(3.4.3):提升点位移控制与调整模块进行如下计算计算^广/^V/^;以第一个提升 点为参照，计算^%= 力1;如果IA Aul;^，计算为弥补该误差各提升点处提升设备所需
调整的油压A !/;提升点位移控制与调整模块将△"传输给提升设备油压控制与调整模块； 步骤(3.4.4):提升设备油压控制与调整模块接收提升点位移控制与调整模块传递的数据，
包括Aly(;提升设备油压控制与调整模块以A〃为依据，在步骤(3.3)进行的同时为各提
升点处的提升设备调整油压，使得各提升点的同步性获得保证；
步骤(3.5):如图3所示，在进行步骤(3.3)的同时，进行提升结构的安全校核，按如下
步骤进行
步骤(3.5.1):提升结构内力与变形计算与控制模块接收数据输入模块传递的数据，包括 提升结构参数，采样间隔A,2;
步骤(3.5.2):在开始进行步骤(3.3)的同时，提升点位置测量装置接收提升结构内力与 变形计算与控制模块传递的数据，包括采样间隔A^;
步骤(3.5.3):每隔A,2，提升点位置测量装置向提升结构内力与变形计算与控制模块反馈一次数据，即各提升点的空间位置；
步骤(3.5.4):提升结构内力与变形计算与控制模块将数据传输给有限元分析软件包，包 括各个提升点所在的位置、提升结构参数；
步骤(3.5.5):有限元分析软件包根据各个提升点所在的位置、提升结构参数，确定提升 结构的有限元计算模型，包括提升结构、用于结构拼装的支承胎架、地基，确定荷载工况以 及边界约束；有限元分析软件包通过计算，得到结构内力与变形状态，并将结果传送回提升 结构内力与变形计算与控制模块；
步骤(3.5.6):提升结构内力与变形计算与控制模块依据内力判断结构是否在弹性范围内， 并检验结构强度与稳定性；依据变形状态，判断提升结构是否与周围结构发生碰撞；依据计 算结果判断结构与胎架的脱离情况，通过与设计提升方案对比，检査其是否与提升方案一致; 如果结构强度、稳定性、变形情况以及结构与胎架的脱离情况均满足要求，提升继续进行； 如果结构强度、稳定性、变形情况，包括出现提升结构与周围结构的碰撞或者结构与胎架的 脱离情况出现异常，该模块会及时发出警报，情况危险时暂停结构的提升，待重新制定方案 后继续进行；
步骤(3.6):如图4所示，在开始进行步骤(3.3)的同时，进行提升塔吊的安全校核，按 如下步骤进行
步骤(3.6.1):提升塔架强度与稳定性计算与控制模块接收数据输入模块传递的数据，包 括提升塔吊参数，采样间隔A^
步骤(3.6.2):在开始进行步骤(3.3)的同时，提升点位置测量装置接收提升塔架强度与 稳定性计算与控制模块传递的数据，包括采样间隔A/3;
步骤(3.6.3):每隔A6，提升点位置测量装置向提升塔架强度与稳定性计算与控制模块反 馈一次数据，即各提升点的空间位置；
步骤(3.6.4):提升塔架强度与稳定性计算与控制模块将数据传输给有限元分析软件包， 包括各个提升点所在的位置、提升塔吊参数；
步骤(3.6.5):有限元分析软件包根据各个提升点所在的位置、提升塔吊参数，确定提升
塔吊的有限元计算模型，确定荷载工况以及边界约束，通过求解得到提升塔吊的强度与稳定
性状态，并将其传送回提升塔架强度与稳定性计算与控制模块；
步骤(3.6.6):提升塔架强度与稳定性计算与控制模块进行如下判断如果塔吊的强度、 稳定性均满足要求，提升继续进行；如果塔吊的强度、稳定性出现异常，该模块会及时发出 警报，情况危险时暂停结构的提升，待重新制定方案后继续进行；
步骤(3.7):如图2所示，待完成步骤(3.3)，提升点位置测量装置读取各提升点在第1 级提升中实际发生的位移值/^,(1)，将其反馈给提升点位移控制与调整模块；步骤(3.8):如图2所示，提升点位移控制与调整模块接收提升点位置测量装置传递的数 据，包括各提升点实际发生的位移值~(1)，通过对比各提升点实际位置值~(1)与目标位置 ~，计算出提升位置误差△ ~(1)= ~
步骤(3.9):如图2所示，提升点位移控制与调整模块进行如下判断如果IA/n/V/^1《 e对每一个/均满足，进入步骤(4);否则，计算为弥补该误差各提升点处提升设备所需调整 的油压A J1、将A ,/"传输给提升设备油压控制与调整模块；
步骤(3.10):如图2所示，在提升设备油压控制与调整模块中，以AyW为依据，为各提 升点处的提升设备变化油压，进行提升点的位置的微调；与此同时，重复步骤(3.5) 步骤 (3.6)，进行提升结构与提升塔吊的内力与变形校核；
步骤(3.11):如图2所示，待提升点完成该次调整，读取提升点位置测量装置得到的各 提升点在第1级提升中实际发生的位移值&/2)，将其反馈给提升点位移控制与调整模块；之 后多次重复步骤(3.8) 步骤(3.11)，直至第^次调整提升点后|/^1/^^/~|《6每一个_/
均满足，进入步骤(4);
步骤(4):进行第2级以及后续的提升，重复步骤(3)，直至各提升点提升至目标位置。
权利要求
1、一种大跨度屋盖整体提升施工一体化控制方法，其特征在于，所述方法是在一个由数据输入模块、提升点位移控制与调整模块、提升设备油压控制与调整模块、提升塔架强度与稳定性计算与控制模块、提升结构内力与变形计算与控制模块组成的控制系统中按照以下步骤实现的，所述控制系统中包含一个能够测量各提升点位置的提升点位置测量装置，安放于各提升点处步骤(1)在计算机中设置如下五个模块1)数据输入模块；2)提升点位移控制与调整模块；3)提升设备油压控制与调整模块；4)提升塔架强度与稳定性计算与控制模块；5)提升结构内力与变形计算与控制模块；其中，提升塔架强度与稳定性计算与控制模块、提升结构内力与变形计算与控制模块均包含有一个有限元分析软件包；步骤(2)数据输入模块接收用户进行结构分级提升方案的输入，输入数据包括1)提升结构参数；2)提升塔吊参数；3)提升点的个数m与布置；4)分级提升的总级数n；5)第j个提升点的第i级目标提升位移hij；其中，i＝1，2，...，n，代表分级提升的级数；j＝1，2，...，m，代表提升点编号；6)提升过程同步性与目标位置控制误差e；7)提升过程中为控制提升同步性对各提升点位置进行采样的时间间隔Δt1；8)提升过程中为校核提升结构安全对各提升点位置进行采样的时间间隔Δt2；9)提升过程中为校核提升塔吊安全对各提升点位置进行采样的时间间隔Δt3；数据输入模块将部分数据传输给提升点位移控制与调整模块，包括m，hij，e，Δt1；数据输入模块将部分数据传输给提升结构内力与变形计算与控制模块，包括提升结构参数，Δt2；数据输入模块将部分数据传输给提升塔架强度与稳定性计算与控制模块，包括提升塔吊参数，Δt3；步骤(3)进行第1级提升，按下述步骤进行步骤(3.1)提升点位移控制与调整模块接收数据输入模块进行第1级提升方案的数据输入，包括提升点的个数m与布置，各提升点的第1级目标提升位移h1j，目标位置控制误差e，采样间隔Δt1；步骤(3.2)提升点位移控制与调整模块通过计算，确定各个提升点达到第1级目标位移h1j时各提升点处提升设备所需增加的油压Δ1j；提升点位移控制与调整模块将Δ1j传输给提升设备油压控制与调整模块；步骤(3.3)提升设备油压控制与调整模块接收提升点位移控制与调整模块传递的数据，包括Δ1j；提升设备油压控制与调整模块以Δ1j为依据，为各提升点处的提升设备增加油压，提高提升点的位置；步骤(3.4)在进行步骤(3.3)的同时，进行各提升点同步性控制与调整，按下述步骤进行步骤(3.4.1)在开始进行步骤(3.3)的同时，提升点位移控制与调整模块向提升点位置测量装置输入采样时间间隔Δt1；步骤(3.4.2)每隔Δt1，提升点位置测量装置向提升点位移控制与调整模块反馈一次数据，即各提升点在第1级提升过程中的实时位移h1jt；步骤(3.4.3)提升点位移控制与调整模块进行如下计算计算<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>s</mi> <mrow><mn>1</mn><mi>j</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><msubsup> <mi>h</mi> <mrow><mn>1</mn><mi>j</mi> </mrow> <mi>t</mi></msubsup><mo>/</mo><msub> <mi>h</mi> <mrow><mn>1</mn><mi>j</mi> </mrow></msub><mo>;</mo> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2009100877720003C1.tif" wi="18" he="4" top= "138" left = "143" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>以第一个提升点为参照，计算Δs1j＝s1j-s11；如果|Δs1j/s11|＞e，计算为弥补该误差各提升点处提升设备所需调整的油压Δ1jt；提升点位移控制与调整模块将Δ1jt传输给提升设备油压控制与调整模块；步骤(3.4.4)提升设备油压控制与调整模块接收提升点位移控制与调整模块传递的数据，包括Δ1jt；提升设备油压控制与调整模块以Δ1jt为依据，在步骤(3.3)进行的同时为各提升点处的提升设备调整油压，使得各提升点的同步性获得保证；步骤(3.5)在进行步骤(3.3)的同时，进行提升结构的安全校核，按如下步骤进行步骤(3.5.1)提升结构内力与变形计算与控制模块接收数据输入模块传递的数据，包括提升结构参数，采样间隔Δt2；步骤(3.5.2)在开始进行步骤(3.3)的同时，提升点位置测量装置接收提升结构内力与变形计算与控制模块传递的数据，包括采样间隔Δt2；步骤(3.5.3)每隔Δt2，提升点位置测量装置向提升结构内力与变形计算与控制模块反馈一次数据，即各提升点的空间位置；步骤(3.5.4)提升结构内力与变形计算与控制模块将数据传输给有限元分析软件包，包括各个提升点所在的位置、提升结构参数；步骤(3.5.5)有限元分析软件包根据各个提升点所在的位置、提升结构参数，确定提升结构的有限元计算模型，包括提升结构、用于结构拼装的支承胎架、地基，确定荷载工况以及边界约束；有限元分析软件包通过计算，得到结构内力与变形状态，并将结果传送回提升结构内力与变形计算与控制模块；步骤(3.5.6)提升结构内力与变形计算与控制模块依据内力判断结构是否在弹性范围内，并检验结构强度与稳定性；依据变形状态，判断提升结构是否与周围结构发生碰撞；依据计算结果判断结构与胎架的脱离情况，通过与设计提升方案对比，检查其是否与提升方案一致；如果结构强度、稳定性、变形情况以及结构与胎架的脱离情况均满足要求，提升继续进行；如果结构强度、稳定性、变形情况，包括出现提升结构与周围结构的碰撞或者结构与胎架的脱离情况出现异常，该模块会及时发出警报，情况危险时暂停结构的提升，待重新制定方案后继续进行；步骤(3.6)在开始进行步骤(3.3)的同时，进行提升塔吊的安全校核，按如下步骤进行步骤(3.6.1)提升塔架强度与稳定性计算与控制模块接收数据输入模块传递的数据，包括提升塔吊参数，采样间隔Δt3；步骤(3.6.2)在开始进行步骤(3.3)的同时，提升点位置测量装置接收提升塔架强度与稳定性计算与控制模块传递的数据，包括采样间隔Δt3；步骤(3.6.3)每隔Δt3，提升点位置测量装置向提升塔架强度与稳定性计算与控制模块反馈一次数据，即各提升点的空间位置；步骤(3.6.4)提升塔架强度与稳定性计算与控制模块将数据传输给有限元分析软件包，包括各个提升点所在的位置、提升塔吊参数；步骤(3.6.5)有限元分析软件包根据各个提升点所在的位置、提升塔吊参数，确定提升塔吊的有限元计算模型，确定荷载工况以及边界约束，通过求解得到提升塔吊的强度与稳定性状态，并将其传送回提升塔架强度与稳定性计算与控制模块；步骤(3.6.6)提升塔架强度与稳定性计算与控制模块进行如下判断；如果塔吊的强度、稳定性均满足要求，提升继续进行；如果塔吊的强度、稳定性出现异常，该模块会及时发出警报，情况危险时暂停结构的提升，待重新制定方案后继续进行；步骤(3.7)待完成步骤(3.3)，提升点位置测量装置读取各提升点在第1级提升中实际发生的位移值h1j(1)，将其反馈给提升点位移控制与调整模块；步骤(3.8)提升点位移控制与调整模块接收提升点位置测量装置传递的数据，包括各提升点实际发生的位移值h1j(1)，通过对比各提升点实际位置值h1j(1)与目标位置h1j，计算出提升位置误差Δh1j(1)＝h1j-h1j(1)；步骤(3.9)提升点位移控制与调整模块进行如下判断如果|Δh1j(1)/h1j|≤e对每一个j均满足，进入步骤(4)；否则，计算为弥补该误差各提升点处提升设备所需调整的油压Δ1j(1)，将Δ1j(1)传输给提升设备油压控制与调整模块；步骤(3.10)在提升设备油压控制与调整模块中，以Δ1j(1)为依据，为各提升点处的提升设备变化油压，进行提升点的位置的微调；与此同时，重复步骤(3.5)～步骤(3.6)，进行提升结构与提升塔吊的内力与变形校核；步骤(3.11)待提升点完成该次调整，读取提升点位置测量装置得到的各提升点在第1级提升中实际发生的位移值h1j(2)，将其反馈给提升点位移控制与调整模块；之后多次重复步骤(3.8)～步骤(3.11)，直至第k次调整提升点后|Δh1j(k+1)/h1j|≤e每一个j均满足，进入步骤(4)；步骤(4)进行第2级以及后续的提升，重复步骤(3)，直至各提升点提升至目标位置。
全文摘要
本发明涉及一种大跨度屋盖整体提升施工一体化控制方法，属于结构工程领域。所述方法是在一个由数据输入模块、提升点位移控制与调整模块、提升设备油压控制与调整模块、提升塔架强度与稳定性计算与控制模块、提升结构内力与变形计算与控制模块组成的控制系统中按照一定的步骤实现。该方法可以实现提升点位移控制与调整、提升设备油压控制与调整、提升塔架强度与稳定性计算、提升结构内力与变形计算，且各环节之间可实现自动调节与自适应，真正达到整体提升控制自动化以及提升结构内力与变形实时监控自动化的目的，提高工作效率，确保提升结构在提升过程的安全。
文档编号G05D3/12GK101587340SQ20091008777
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日
发明者王小安, 郭彦林 申请人:清华大学