一种钢结构拼装临时支撑胎架体系的建立方法_3

文档序号:9708494阅读:来源:国知局
料,利于项目成本控制。
[0038]空间钢结构拼装支撑胎架体系的设计一般都是利用计算机建立起来的三维仿真模型来完成的,主要是因为在三维仿真模型中,模型的参数都是根据拼装单元体的实际尺寸建立起来的,在模型空间中可以直观的反映出设计的胎架在实际施工中所处的位置及型式,可以观察到胎架与构件有无外形干涉情况(即胎架与构件有无互相碰撞)。因此,在三维模型空间中直接进行胎架设计是空间钢结构拼装不可缺少的技术手段。
[0039]设计支撑胎架体系的一般步骤是:
(1)观察分析拼装单元体的结构型式,确定支撑胎架体系属于平面支撑型还是平面、垂直混合支撑型,根据单元体内部构件的位置及相互之间的间隔距离,粗略的定出胎架应该支撑的范围和位置。
[0040](2)细分拼装单元体的零构件组成,分离出主要构件,如重量最重、节点最多的构件,以这些构件的对接口处作为重点支撑位置向外部延伸,即次要构件依附主要构件的原贝1J,在重点支撑位置确定后,分析在支撑点的下方有无其它可以造成的干涉构件,若无其它构件干涉,即可在此设置胎架,若支撑点的下方有构件造成影响,则需要在满足上部支撑点的前提下,微调支撑胎架的位置,或设计成组合支撑胎架,即将胎架分成上下两个部分,下部分躲过造成干涉的构件,上部分任保证在选择的支撑点的正下方,达到既能稳固支撑又能防止构件与胎架干涉的目的。
[0041](3)设置胎架的具体支撑位置及数量,尽量保证构件与胎架无干涉现象,这个阶段主要是在保证支撑体系稳固安全的前提下控制胎架的数量,并把胎架设置在最合理有效的位置。在平面片状单元体结构中,基本可以不用考虑胎架与构件的干涉问题,因为胎架基本都设置在拼装单元体的下部起支撑作用。数量控制上可以采用局部小拼的型式(即将简单重复的零散小构件先拼成整体再进入大的单元体)减少胎架用量。在复杂的多面体系单元体结构中,通常都有比较多的斜拉杆件与主杆件相连,尤其在箱型结构中这些联系杆件的界面尺寸也很大,并形成“笼”状,因此需要先确定突出的或者最复杂的单体构件作为支撑的首选位置,通过在三维实体模型空间中,将胎架的模型建立起来,不断调整胎架的位置,观察胎架与构件互相干涉情况,尽量使胎架在穿过单元体的一个面去支撑在这个面上方的构件时,不能与其它的构件有碰触现象,这点在混合支撑体系的胎架设计中尤其重要,因此胎架位置设置的合理,可以大大的提高拼装效率,保证拼装过程的连续性。
[0042](4)胎架位置确定后则开始选择支撑胎架的结构型式。通常在平面片状单元体结构中,选择门型胎架比较经济合理,材料基本采用型钢制作。胎架高度的确定主要是根据支撑点处构件的外观三维标高来确定,在实际操作中,可将胎架高度制作的比构件外观标高低20?30mm,通过钢楔子来微调。在大型复杂的混合结构单元体中,可根据单元体的重量采用门型或箱型胎架,箱型或圆形截面的胎架在荷载满足的情况下尽量精简界面尺寸,减少占用单元体内部的空间,既避免与构件互相碰触,也增加了施工操作的空间。胎架高度的确定也是根据支撑点构件的外观标高确定,若构件支撑处(构件与胎架接触面)的构件截面不是平面,还需要在胎架与构件接触点处设计过渡支座,将支撑重量通过支座传递到胎架。过渡支座的设计方法是:支座的上部即与构件接触的部分需要按照构件的特殊外观形式确定,如菱形、三角形、圆形等截面的构件,转换支座与其接触的支撑面也应做成跟构件吻合的截面形式,支座的下部则需要做成与胎架顶面相吻合的截面,通常应为平板底面。
[0043]胎架在三维模型空间中布置到位后,为便于施工,需要将支撑胎架体系在拼装坐标系中的三维位置用二维图纸的方式表达出来。以拼装坐标原点作为胎架体系整体布置图定位起始点(即胎架的位置坐标要与拼装坐标系保证关联关系),支撑胎架体系内各胎架中心定位坐标的x、Y值作为其二维图纸中的尺寸依据,将各个支撑胎架的位置画出形成胎架系统的平面布置图,最后再根据胎架模型绘制用于施工的详图;至此完成了钢结构拼装临时支撑胎架体系的建立。
[0044]5.根据拼装坐标系及结构整体外观尺寸建立测量控制网,投设平面控制点,使拼装坐标系中的各外观控制点与测量控制网形成数据匹配关系;利用测量控制网中布设的测量点通过全站仪对拼装构件进行精度观测、反馈修正数据,据此微调构件最终达到设计要求精度。
[0045]在拼装坐标系建立完成、单元体各控制点的三维坐标输出、胎架的制作详图和地面布置图完成后,空间钢结构拼装的前期技术准备工作就基本完成,开始进入测量实施准备阶段。测量实施准备阶段的目的是需要将所有的构件外观数据反映在施工测量的控制网范围内,并达到可以直接观测构件控制点并分析其实测值与设计值的差别,反馈出调整数据,指导现场拼装施工。这个阶段主要是通过下面步骤完成的:
(1)测量仪器的选择,在复杂的空间结构施工中通常选用全站仪作为首选测量仪器,它综合了电子经纬仪、水平仪、测距仪的功能,自动化程度高,具有数据采集、分析迅速,实时反馈被测点的三维坐标,精度高等特点。
[0046](2)以拼装坐标系为依据建立测量控制网的测量坐标系,使拼装坐标系中的各外观控制点与测量控制网形成数据匹配的关系,建站并定向闭合。
[0047](3)在拼装平台的周围选择可以通视的位置设置测量控制点,互相关联起来组成测量控制网。控制点的数量可以根据施工实际情况确定,保证能在360度的范围内不被其它构件或支撑胎架挡住。
[0048](4)根据各控制点的三维坐标,通过全站仪等测量仪器把构件的控制点垂直投影在拼装平台上,如箱型构件可将其下表面的两个角点垂直投影到拼装平台上,并用油漆做好标记,做为构件平面方向定位的依据,通过这个方法可以在构件拼装的初步阶段提高构件拼装的速度,因为在拼装平台上投影的各个控制点,实际上就是该构件外观控制点在XY坐标面的垂直投影,在构件初步定位时,可利用线垂等简单的工具结合投影点将构件初步定位到需要拼装的位置。此方法操作简单、反应快速,可以很大程度上提高拼装的效率,并达到构件初步定位的精度要求(此时可以将构件定位到离设计控制位置5_之内)。
[0049](5)控制点的空间标高可在投影控制点平面位置的时候由全站仪一并确定,标高起始值就为控制点投影处的地面点在测量坐标系中的相对标高,通过与坐标系原点标高的计算,就可得出该控制点在其平面投影点处需要控制的实际标高。施工班组就可以根据需要控制的实际标高,把构件标高方向调整到位。这种方法相当于测量一次性将控制点的X向、Y向、Z向都反映在拼装平台上,不需要实时观测和跟踪观测,多用于结构型式比较规则的空间钢结构拼装中。在单元体结构型式比较复杂或异型的情况下,通常采用精度控制更高的观测方法,投影到地面的控制点只作为构件初步就位的依据,当构件根据投影点初步就位后(此时可以将构件定位到离设计控制位置5_之内),采用全站仪在控制网内通过棱镜实时观测构件的外观控制点,实时反馈其实际三维坐标数据,不断的与设计坐标比对,得出需要在X、Y、Z方向调整的具体数据指导现场施工。
[0050]测量控制是空间钢结构拼装过程中最为关键的一步,直接影响拼装的施工质量和进度,测量精度得到控制,构件的拼装质量在源头上就有了保证,通过上述的五个步骤,都可以精确,高效的完成大多数复杂空间钢结构的测量控制。
[0051 ] 6.根据单元体拼装顺序编制直观、精确的作业方案指导现场施工。
[0052]对于空间钢结构来说,由于其构件数量多,结构复杂多变,因此,在拼装施工前要构思好整个单元体的拼装顺序,并根据拼装思路编制具有指导性的施工作业方案指导施工。空间结构通常具有外形结构复杂,节点多的特点,其图纸标识也大多采用坐标的方式表达,普通的二维视图的方案在表达空间实体的位置关系就显得比较困难,难以直观的表现出各个构件的相对位置关系。因此,在大型复杂的空间钢结构拼装施工中,通常都采用计算机建立起来的模型实体图来编制施工方案,这样编制出来的施工方案直观明了,大大的加快了作业层对图纸的理解,提高了拼装效率。具体作业方案的编制可以通过以下步骤完成
(1)将建立好的单元体三维模型按照各零构件标识不同的颜色便于区分。
[0053](2)将支撑胎架及不同拼装顺序的构件分别置于不同的图层中便于显示控制,把所有构件图层都隐藏,保留胎架图层显示。
[0054](3)按照施工思路按顺序的打开相应的构件图层,用来表示拼装的顺序,并将该步完成时的拼装姿态输出图片的格式,便于编制作业方案。
[0055](4)将所有步骤的拼装姿态图片输出后,再编辑文字说明信息及拼装过程中的关键技术质量要求,最终形成完整的拼装作业方案,下发作业层用于施工。下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
[0056]1.深化图纸,建立建筑物的空间三维仿真模型及局部细节模型。
[0057]大型钢结构通常具有比较复杂的节点,还有
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