曲面型混凝土桥面节点测控标高定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明创造涉及曲面型混凝土桥面施工建筑领域，具体涉及一种基于有限元分割 法的曲面型混凝土桥面节点测控标高定位方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着建筑业的发展，各种独特曲面造型设计越来越多，曲面造型的建筑因 其"富于变化的造型、灵活的空间应用和良好的排水性能等优点"而被广泛应用。目前，因 曲面造型桥面的施工难度大，对施工的要求也越来越高，常见的都是采用高造价钢结构的， 而采用混凝土的极为鲜见。曲面型混凝土桥面施工技术填补了国内在该技术领域研宄的空 白。该施工技术不但可以降低施工难度，提高施工速度，保证施工质量和安全，而且节省劳 动力和材料的投入，降低制造成本，具有显著的经济效益。同时，与定制钢模相比，采用可重 复使用的普通竹、木模板，降低了吊装能耗，还具有环保意义。
[0003] 曲面型混凝土桥面的施工前期准备，需要对曲面造型的桥面进行标高，再将标高 连接起来形成一个曲面以作为搭架及支模的依据。现有技术中，对于曲面型混凝土桥面的 标高其难度较大，而且操作繁琐，最终在测量定位上也常常会出现定位不准确的情况，导致 最后支模不准确，从而影响曲面型混凝土桥面的施工质量。
【发明内容】
[0004] 本发明创造的目的在于避免现有技术中的上述不足之处而提供一种操作简单、定 位准确的基于有限元分割法的曲面型混凝土桥面节点测控标高定位方法，以提高标高准确 性并降低测放难度和劳动强度。
[0005] 本发明创造的目的通过以下技术方案实现：
[0006] 提供了曲面型混凝土桥面节点测控标高定位方法，包括以下步骤内容：
[0007] A.利用有限元分析软件将曲面型混凝土桥面进行三个方向的投影，分别是沿竖直 方向将曲面型混凝土桥面向水平面投影、将曲面型混凝土桥面向后侧投影和将曲面型混凝 土桥面向左侧投影；
[0008] B.曲面型混凝土桥面在水平面投影形成第一投影面，以第一投影面的右下角端点 处作为原点〇建立水平坐标系，水平坐标系包括互相垂直的横轴a和纵轴b，曲面型混凝土 桥面向左侧投影形成第二投影面，曲面型混凝土桥面向后侧投影形成第三投影面，第二投 影面连接第一投影面的左边界，第三投影面连接第一投影面的上边界，从而组成曲面型混 凝土桥面的三向投影面，其中，第二投影面的上边界对应曲面型混凝土桥面的左边曲线，第 三投影面的上边界对应曲面型混凝土桥面的后边曲线；
[0009] C.在步骤B中完成的三向投影面上分别沿水平坐标系的横轴a和纵轴b以相同的 间距画分割线，将三向投影面分成若干个网格；
[0010] D.在施工现场按上述步骤C中的分割线分布弹墨线于现场底板混凝土面层上；
[0011] E.计算三向投影面中任一网格节点的竖向标高Z，该节点在水平坐标系上的 横坐标为a，纵坐标为b，首先计算该网格节点在左侧投影上的竖向标高H。，计算公式为
【主权项】
1. 曲面型混凝土桥面节点测控标高定位方法，其特征在于包括以下步骤内容： A. 利用有限元分析软件将曲面型混凝土桥面进行三个方向的投影，分别是沿竖直方向 将曲面型混凝土桥面向水平面投影、将曲面型混凝土桥面向后侧投影和将曲面型混凝土桥 面向左侧投影； B. 曲面型混凝土桥面在水平面投影形成第一投影面，以第一投影面的右下角端点处作 为原点〇建立水平坐标系，水平坐标系包括互相垂直的横轴a和纵轴b，曲面型混凝土桥面 向左侧投影形成第二投影面，曲面型混凝土桥面向后侧投影形成第三投影面，第二投影面 连接第一投影面的左边界，第三投影面连接第一投影面的上边界，从而组成曲面型混凝土 桥面的三向投影面，其中，第二投影面的上边界对应曲面型混凝土桥面的左边曲线，第三投 影面的上边界对应曲面型混凝土桥面的后边曲线； C. 在步骤B中完成的三向投影面上分别沿水平坐标系的横轴a和纵轴b以相同的间距 画分割线，将三向投影面分成若干个网格； D. 在施工现场按上述步骤C中的分割线分布弹墨线于现场底板混凝土面层上； E. 计算三向投影面中任一网格节点的竖向标高Z，该节点在水平坐标系上的横 坐标为a，纵坐标为b，首先计算该网格节点在左侧投影上的竖向标高H。，计算公式为 Hc = R1-V-Rf-Cfe-bo)2 +公式中R1为第二投影面的上边界的半径，b C1为第二投影 面的上边界与其纵切线的切点m的纵坐标，Ii1为所述切点m的竖向标高，其中R i、Iv匕均 为已知常数，然后计算该网格节点对应所处的后侧投影曲线的半径R，计算公式为1?=〇1。-IOWL2A(Hc^h tl)，L为第一投影面的横向长度，Iltl为坐标原点相对于第三投影面的相对竖向 标尚，其中L、hQ为已知常数，最后计算Z，计算公式为Z = Z^ + h = R- +紅〇，当网 格节点取在第二投影面的上边界时，计算所得即为曲面型混凝土桥面的左边曲线的竖向标 高，当网格节点取在第三投影面的上边界时，计算所得即为曲面型混凝土桥面的后边曲线 的竖向标尚； F. 将计算所得的每个网格节点的标高进行现场引测标注，作为搭架及支模的依据，将 所有计算出的点位标高连起来即可形成一个光滑的曲面。
2. 根据权利要求1所述的曲面型混凝土桥面节点测控标高定位方法，其特征在于：所 述网格是大小为1000mm* 1000mm的网格。
【专利摘要】本发明创造涉及曲面型混凝土桥面施工建筑领域，具体涉及曲面型混凝土桥面节点测控标高定位方法。该方法在测量定位上，参照有限元分割法对混凝土桥面的曲面进行投影分割，通过坐标平面转换计算公式，可以准确地计算出曲面上任意一点的空间标高。通过以轴线为依据，将曲面的水平投影分成若干个小规格的网格，再将这些网格的网格节点计算出标高进行测放定位，最后连接形成光滑的空间曲面。采用此法，操作简单，标高定位十分准确，可大大降低测放难度和劳动强度，加快施工进度，并为支模创造良好条件，使支模定位准确，从而确保曲面型混凝土桥面的施工质量。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104636545
【申请号】CN201510016148
【发明人】张国刚, 余军, 吕军, 吕业君
【申请人】中核华泰建设有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月13日