索结构压力环节点定位安装方法与流程

本发明涉及索网结构施工技术领域，尤其涉及一种索结构压力环节点定位安装方法。

背景技术：

在索网结构中，索结构通过与网架压力环节点上的耳板销轴连接进而直接与主体钢结构相连。大型大跨度场馆压力环节点通常尺寸规格巨大，重量较重，在空中难以控制耳板和与之连接的网架弦杆的位置和角度。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种索结构压力环节点定位安装方法，方便控制压力环节点上的耳板及网架弦杆的位置和角度，提高压力环节点的安装焊接精度。

为此，本发明采用的技术方案为：一种索结构压力环节点定位安装方法，其包括步骤：

根据网架拼装设计图纸，利用三维建模软件构建网架模型；

于所述网架模型中截取一组合构件并整体平移至设定的地面标高位置，所述组合构件包括压力环节点、与所述压力环节点相连的三根网架弦杆，以及与三根所述网架弦杆的另一端端头连接的三个焊接球，所述压力环节点上设置有供连接索结构的耳板；

将截取的所述组合构件绕所述压力环节点的中心轴整体旋转，使所述压力环节点的中心轴与所述耳板的定位点的垂线垂直于xy平面，停止旋转；

导出所述耳板的定位点坐标以及所述网架弦杆端头的三个焊接球的定位点坐标；

提供与所述网架模型中的组合构件参数完全一致的压力环节点构件、三根网架弦杆构件以及三个焊接球构件，进行施工现场网架拼装；

旋转所述压力环节点构件，使所述压力环节点构件上的耳板的定位点与所述压力环节点构件的中心轴的垂线垂直于地面，锁定所述压力环节点构件的旋转角度；

根据所述耳板的定位点坐标定位所述压力环节点构件上耳板的位置，并进行临时固定；

根据三个所述焊接球的定位点坐标定位三个焊接球构件的位置，并于三个所述焊接球构件与所述压力环节点构件之间安装焊接三根所述网架弦杆构件。

作为本发明安装方法的实施方式，在完成三根所述网架弦杆构件与所述压力环节点构件及三个所述焊接球的安装焊接之后，还包括步骤：拆除三个所述焊接球构件以及对所述压力环节点构件的临时固定，根据网架拼装设计坐标使用全站仪配合定位，将焊接有三根网架弦杆构件的压力环节点构件安装至网架上。

作为本发明安装方法的实施方式，所述耳板上设置有供连接索结构的孔洞，所述耳板的定位点坐标为所述孔洞中心的坐标。

作为本发明安装方法的实施方式，所述焊接球的定位点坐标为所述焊接球的球顶或球心坐标。

作为本发明安装方法的实施方式，所述组合构件中的所述压力环节点上设置有两个所述耳板，两个所述耳板相互对称地设置在垂直于所述压力环节点的中心轴的中心面的两侧。

作为本发明安装方法的实施方式，在所述三维建模软件中旋转所述组合构件的步骤中，旋转至所述压力环节点的中心轴与两个所述耳板的定位点的垂线均垂直于xy平面，停止旋转。

作为本发明安装方法的实施方式，在施工现场旋转所述压力环节点构件的步骤中，旋转至所述压力环节点构件上的两个耳板的定位点与所述压力环节点构件的中心轴的垂线均垂直于地面，锁定旋转角度。

作为本发明安装方法的实施方式，在施工现场定位所述压力环节点构件上耳板的位置的步骤中，平移所述压力环节点构件，使所述压力环节点构件上的两个耳板的定位点与所述三维建模软件中的两个耳板的定位点坐标重合。

作为本发明安装方法的实施方式，所述网架弦杆构件的长度、宽度及两端相关面的形状均与所述三维建模软件中的网架弦杆一致。

作为本发明安装方法的实施方式，在施工现场安装焊接所述网架弦杆的步骤中，用所述网架弦杆构件两端的相关面与定位的所述压力环节点构件及所述焊接球构件进行表面拟合，定位所述网架弦杆构件。

本发明由于采用上述技术方案，使其具有以下有益效果：

1、可将压力环节点移到地面与相邻的三根弦杆拼装为一个整体构件，解决了传统安装时空中定位难度大、精度差的问题，提升了安装效率；

2、通常空间定位一个三维构件需要三个坐标点位形成一个面来锁定，本方法通过将“压力环节点上的耳板孔中心点与压力环节点中心轴的垂线”垂直于地面，锁定压力环节点旋转角度的措施，使用两个坐标点(两个耳板孔中心点的坐标)即可定位压力环节点，降低了测量难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的索结构压力环节点定位安装方法中压力环节点的正视图。

图2为本发明实施例提供的索结构压力环节点定位安装方法中压力环节点的仰视图。

图3为本发明实施例提供的索结构压力环节点定位安装方法中压力环节点、网架弦杆及焊接球的组合构件的侧视图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的技术方案。

参见图1～3，图1为本实施例提供的索结构压力环节点定位安装方法中压力环节点的正视图，图2为本实施例提供的索结构压力环节点定位安装方法中压力环节点的仰视图，图3为本实施例提供的索结构压力环节点定位安装方法中压力环节点、网架弦杆及焊接球的组合构件的侧视图。下面结合图1～3对本实施例提供的索结构压力环节点定位安装方法做进一步详细说明。

本实施例提供的一种索结构压力环节点定位安装方法，其主要包括以下步骤：

步骤s1：根据网架拼装设计图纸及坐标，利用三维建模软件构建网架模型；

其中，三维建模软件可采用cad绘图软件，得到所有构图参数均与网架设计图纸完成一致的cad三维网架模型，如图3所示。

步骤s2：于网架模型中截取一组合构件并整体平移至实际场内地面标高位置，该组合构件包括压力环节点11、与压力环节点11相连的三根网架弦杆12，以及与三根网架弦杆12的另一端端头连接的三个焊接球13，压力环节点11上设置有供连接索结构的耳板14；

应当注意的是：现场实际安装定位时使用与焊接球结构相同的临时球，因为焊接球已提前安装至高空网架结构上。

其中将截取的组合构件整体平移至实际场内地面标高位置，是因为原设计图纸及坐标是拼装完成的高空网架的坐标，在这一步需要降低z轴高度，将组合构架整体沿z轴整体降低至施工场地的实际场内地面所适应的标高位置，以便在地面对组合构件进行定位拼装。

另外，压力环节点11上设有多个耳板14，如图1所示为两个耳板14，且两个耳板14相互对称地设置在垂直于压力环节点11的中心轴111的中心面112的两侧，每一耳板14的下端对称设置有两个耳板孔113，选取对称于垂直压力环节点11的中心轴111的中心面112的两个耳板孔的中心点作为耳板上的定位点。

步骤s3：将截取的组合构件绕压力环节点的中心轴整体旋转，使压力环节点11的中心轴111与耳板14的定位点的垂线114垂直于xy平面，停止旋转，此时压力环节点11的旋转角度被锁定；

步骤s4：导出两个耳板孔的定位点坐标a、b以及网架弦杆12端头的三个焊接球13的定位点坐标c、d、e，共计五个数据采样；

其中，焊接球13上的定位点坐标可以采用焊接球13的球顶或球心的坐标。

步骤s5：提供与网架模型中的组合构件参数完全一致的压力环节点构件、三根网架弦杆构件以及三个焊接球构件，进行施工现场网架拼装；

在该步骤开始实现现场网架拼装，采用真实的压力环节点构件、三根网架弦杆构件以及三个焊接球构件根据前述五个数据采样以及将“压力环节点上的耳板孔中心点与压力环节点中心轴的垂线”垂直于地面，完成一个组合构件的地面拼装。

步骤s6：旋转压力环节点构件，使压力环节点构件上的耳板的定位点与压力环节点构件的中心轴的垂线垂直于地面，锁定压力环节点构件的旋转角度；

步骤s7：根据两个耳板孔的中心点坐标a、b定位压力环节点构件上耳板孔的位置，然后采取临时加固措施固定压力环节点构件的位置；

步骤s8：根据三个焊接球的定位点坐标c、d、e定位三个焊接球构件的位置，并于三个焊接球构件与压力环节点构件之间安装焊接三根网架弦杆构件，使压力环节点构件与三根网架弦杆形成一个组合构件。

其中，网架弦杆构件的长度、宽度及两端相关面的形状均与三维建模软件中的网架弦杆一致，相对于网架弦杆在网架模型中放样，其长度以及两端的相关面(与压力环节点的焊接面以及与焊接球的焊接面)都已经限制了它的位置，在施工现场安装焊接网架弦杆的步骤中，只要锁定了压力环节点构件以及三个临时焊接球构件的位置，用长宽已定的网架弦杆构件的两端相关面去与压力环节点构件及临时焊接球节点进行表面拟合，即可准确定位网架弦杆构件的位置。

步骤s9：拆除三个焊接球构件以及压力环节点构件的临时加固措施，根据网架拼装设计坐标(高空实际坐标)使用全站仪配合定位，将焊接有三根网架弦杆构件的压力环节点构件整体安装至高空网架上预先安装好的三个焊接球上，利用三根网架弦杆构件与焊接球焊接的端部相关面与实际焊接球表面拟合，定位网架弦杆构件的位置。

本发明通过截取压力环节点及与之相连的三根网架杆件至地面放样拼装，以一个组合构件的形式进行整体吊装。利用三根杆件另一端焊接球的三维定位及两个耳边中心点位以及旋转角度，共计六个数据采样，锁定组合构件的空间唯一位置，达到精确控制耳板位置和角度的目的。

与现有技术相比，本发明一种索结构压力环节点定位安装方法具有以下有点：

1、可将压力环节点移到地面与相邻的三根弦杆拼装为一个整体构件，解决了传统安装时空中定位难度大、精度差的问题，提升了安装效率；

2、通常空间定位一个三维构件需要三个坐标点位形成一个面来锁定，本方法通过将“压力环节点上的耳板孔中心点与压力环节点中心轴的垂线”垂直于地面，锁定压力环节点旋转角度的措施，使用两个坐标点(两个耳板孔中心点的坐标)即可定位压力环节点，降低了测量难度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。