CN109117558A - 一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法 - Google Patents

一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法，包括检测钢结构梁段的分段预拼装和桥梁数字模拟预拼装,所述检测钢结构梁段的分段预拼装，具体包括如下步骤：步骤a1：根据设计数据建立钢结构桥梁整体模型，步骤a2：提取分段模型并建立坐标系，步骤a3：确定分段尺寸控制点和模型中控制点坐标值，涉及建筑技术领域。该钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法，这样可实现通过模拟预拼装采用全站仪打点的方式测量，测量误差小、精度高，操作快捷，安全系数较高，实体拼装中的控制点在单根构件检测时均进行了检测，包括所有相邻间的各控制点，后期采用计算机进行数据处理，对预拼装构件同时进行坐标值对比和三维模型拟合。

Description

一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体为一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法。
背景技术
大型钢结构桥梁由于受到运输或吊装等条件的限制，一般采用分段方式进行制作安装，为了检测桥梁制作的整体性和准确性，保证现场安装的顺利实施，在分段桥体出厂前需进行厂内预拼装。钢结构桥梁结构形式比较复杂，且构件之间具有空间关联性，对构件间接口的制作精度要求很高，由于累计误差的影响，有时仅仅依靠控制单体构件制作精度无法满足现场安装要求，因此，大型复杂的桥梁，通常要求在工厂进行预拼装。
传统采用实体预拼装方法往往需要大量场地、多台起重机吊装设备以及大量的胎架，消耗大量的人力物力，对于焊接接口，预拼装时不能进行焊接，只能通过增设临时支撑或连接件等措施来实现对接口的连接，不仅耗费财力，而且还存在安全隐患，实体预拼装方法存在效率低、成本高、工期长及安全隐患多等缺点。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法，解决了现有的实体预拼装方法往往需要大量场地、多台起重机吊装设备以及大量的胎架，消耗大量的人力物力，对于焊接接口，预拼装时不能进行焊接，只能通过增设临时支撑或连接件等措施来实现对接口的连接，不仅耗费财力，而且还存在安全隐患，实体预拼装方法存在效率低、成本高、工期长及安全隐患多的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法，包括检测钢结构梁段的分段预拼装和桥梁数字模拟预拼装,所述检测钢结构梁段的分段预拼装，具体包括如下步骤：
步骤a1：根据设计数据建立钢结构桥梁整体模型；
步骤a2：提取分段模型并建立坐标系；
步骤a3：确定分段尺寸控制点和模型中控制点坐标值；
步骤a4：在钢结构桥梁分段加工制作、地样检测的基础上，利用全站仪打点测量实际分段构件各控制点坐标值，再进行坐标转换；
步骤a5：对比拟合各控制点实际坐标与模型坐标偏差；进行相互对比，对构件进行误差校核，检验构件是否合格，不合格构件进行校正后再返回到步骤a4；
步骤a6：若检验分段构件尺寸合格，则分段预拼装结束，所有钢结构梁段均符合要求后进入桥梁数字模拟预拼装；
所述桥梁数字模拟预拼装，具体包括以下步骤：
步骤b1：确定合适的预拼装单元；
步骤b2：查找出单元中各分段构件接口处控制点坐标；
步骤b3：坐标转换；
步骤b4：对比各接口处两构件控制点坐标偏差；
步骤b5：拼装误差验收：将预拼装完成的实体模型与深化模型进行对比，找出预拼装模型各连接部位数值偏差并与相关规范进行对比，给出检测数据，如果不满足要求，分析原因并校正；如果满足要求则记录偏差值；
步骤b6：预拼装结束，出具模拟预拼装报告，指导钢结构的现场拼装与安装。
优选的，所述模拟预拼装时，各构件的胎架不需统一布置，而是单独设置，单独测量，每个构件可根据自身特点设置相应的胎架，选取合适的坐标系，以便于检测构件各个控制点，减少作业强度和时间。
优选的，所述还包括了合龙段的模拟预拼装。
优选的，所述坐标转换，由于各构件的自身特点不同，为了便于测量作业，测量所得各控制点坐标值所在坐标系往往异于建模时的理想坐标系，必须将模型中各控制点坐标值与测量时的坐标值转换至同一坐标系中，方能进行比对。在绝对坐标系中列出端口的绝对坐标值，进行比较后所得的公差值满足验收标准则合格，否则进行调整。
优选的，所述三维模型拟合，将测量坐标输入CAD模型中，与设计模型进行比较，测出控制点的尺寸偏差，同时对于偏差超标的点分析原因，根据要求进行调整，三维模型拟合可以更加直观地观察到实际构件的外形偏差，更好地指导工厂对未达标构件进行偏差调整，避免现场安装时可能出现的由构件尺寸精度偏差所带来的问题。
优选的，所述各构件整体数字模拟预拼装，各分段构件模拟检测调整完成后，进行各分段构件整体模拟预拼装，将实测数据分别转化成与实体拼装工艺中相对应的坐标值，并与之作比较，对所有控制点输入CAD软件进行整体建模，模拟整体拼装效果，仔细验证其误差是否满足安装要求，否则进行修整，以达到构件整体拼装的效果。
（三）有益效果
本发明提供了一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法，通过在钢结构桥梁数字模拟预拼装是以建立整体模型为基础，从整体模型中提取分段构件的模型，在各个制作的分段构件上分别建立各自的坐标系，选取构件尺寸关键控制点作为主要测量控制点，采用全站仪测量各控制点的坐标值，将各构件实测坐标值输入CAD软件，在CAD中实现坐标转换，再与模型中相对应控制点的坐标值进行拟合比较，检测出构件尺寸是否合格，获得各合格构件的控制点坐标后，便可计算出接口处两构件控制点空间尺寸偏差，并对偏差过大的点进行分析校正，将所有偏差值反馈于工厂，从而达到预拼装的目的，这样可实现通过模拟预拼装采用全站仪打点的方式测量，测量误差小、精度高，操作快捷，安全系数较高，实体拼装中的控制点在单根构件检测时均进行了检测，包括所有相邻间的各控制点，后期采用计算机进行数据处理，对预拼装构件同时进行坐标值对比和三维模型拟合，达到实际预拼装效果，同时也可以对超标偏差进行分析，对后续构件制作起到一个预控效果，模拟预拼装所需场地小，对于场地要求低，无需专用预拼装胎架，在构件制作胎架上即可进行测量，大大缩短了预拼装工期，节约成本。
附图说明
图1为本发明钢结构梁段构件制造误差检测工艺流程图；
图2为本发明桥梁数字模拟预拼装工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明实施例提供一种技术方案：一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法，包括检测钢结构梁段的分段预拼装和桥梁数字模拟预拼装,检测钢结构梁段的分段预拼装，具体包括如下步骤：
步骤a1：根据设计数据建立钢结构桥梁整体模型；
步骤a2：提取分段模型并建立坐标系；
步骤a3：确定分段尺寸控制点和模型中控制点坐标值；
步骤a4：在钢结构桥梁分段加工制作、地样检测的基础上，利用全站仪打点测量实际分段构件各控制点坐标值，再进行坐标转换；
步骤a5：对比拟合各控制点实际坐标与模型坐标偏差；进行相互对比，对构件进行误差校核，检验构件是否合格，不合格构件进行校正后再返回到步骤a4；
步骤a6：若检验分段构件尺寸合格，则分段预拼装结束，所有钢结构梁段均符合要求后进入桥梁数字模拟预拼装；
桥梁数字模拟预拼装，具体包括以下步骤：
步骤b1：确定合适的预拼装单元；
步骤b2：查找出单元中各分段构件接口处控制点坐标；
步骤b3：坐标转换；
步骤b4：对比各接口处两构件控制点坐标偏差；
步骤b5：拼装误差验收：将预拼装完成的实体模型与深化模型进行对比，找出预拼装模型各连接部位数值偏差并与相关规范进行对比，给出检测数据，如果不满足要求，分析原因并校正；如果满足要求则记录偏差值；
步骤b6：预拼装结束，出具模拟预拼装报告，指导钢结构的现场拼装与安装。
本发明中，模拟预拼装时，各构件的胎架不需统一布置，而是单独设置，单独测量，每个构件可根据自身特点设置相应的胎架，选取合适的坐标系，以便于检测构件各个控制点，减少作业强度和时间。
本发明中，还包括了合龙段的模拟预拼装。
本发明中，坐标转换，由于各构件的自身特点不同，为了便于测量作业，测量所得各控制点坐标值所在坐标系往往异于建模时的理想坐标系，必须将模型中各控制点坐标值与测量时的坐标值转换至同一坐标系中，方能进行比对。在绝对坐标系中列出端口的绝对坐标值，进行比较后所得的公差值满足验收标准则合格，否则进行调整。
本发明中，三维模型拟合，将测量坐标输入CAD模型中，与设计模型进行比较，测出控制点的尺寸偏差，同时对于偏差超标的点分析原因，根据要求进行调整，三维模型拟合可以更加直观地观察到实际构件的外形偏差，更好地指导工厂对未达标构件进行偏差调整，避免现场安装时可能出现的由构件尺寸精度偏差所带来的问题。
本发明中，各构件整体数字模拟预拼装，各分段构件模拟检测调整完成后，进行各分段构件整体模拟预拼装，将实测数据分别转化成与实体拼装工艺中相对应的坐标值，并与之作比较，对所有控制点输入CAD软件进行整体建模，模拟整体拼装效果，仔细验证其误差是否满足安装要求，否则进行修整，以达到构件整体拼装的效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法，其特征在于：包括检测钢结构梁段的分段预拼装和桥梁数字模拟预拼装,所述检测钢结构梁段的分段预拼装，具体包括如下步骤：
步骤a1：根据设计数据建立钢结构桥梁整体模型；
步骤a2：提取分段模型并建立坐标系；
步骤a3：确定分段尺寸控制点和模型中控制点坐标值；
步骤a4：在钢结构桥梁分段加工制作、地样检测的基础上，利用全站仪打点测量实际分段构件各控制点坐标值，再进行坐标转换；
步骤a5：对比拟合各控制点实际坐标与模型坐标偏差；进行相互对比，对构件进行误差校核，检验构件是否合格，不合格构件进行校正后再返回到步骤a4；
步骤a6：若检验分段构件尺寸合格，则分段预拼装结束，所有钢结构梁段均符合要求后进入桥梁数字模拟预拼装；
所述桥梁数字模拟预拼装，具体包括以下步骤：
步骤b1：确定合适的预拼装单元；
步骤b2：查找出单元中各分段构件接口处控制点坐标；
步骤b3：坐标转换；
步骤b4：对比各接口处两构件控制点坐标偏差；
步骤b5：拼装误差验收：将预拼装完成的实体模型与深化模型进行对比，找出预拼装模型各连接部位数值偏差并与相关规范进行对比，给出检测数据，如果不满足要求，分析原因并校正；如果满足要求则记录偏差值；
步骤b6：预拼装结束，出具模拟预拼装报告，指导钢结构的现场拼装与安装。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法，其特征在于，模拟预拼装时，各构件的胎架不需统一布置，而是单独设置，单独测量，每个构件可根据自身特点设置相应的胎架，选取合适的坐标系，以便于检测构件各个控制点，减少作业强度和时间。
3.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁模拟预拼装施工方法，其特征在于，还包括了合龙段的模拟预拼装。
4.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法，其特征在于，坐标转换，由于各构件的自身特点不同，为了便于测量作业，测量所得各控制点坐标值所在坐标系往往异于建模时的理想坐标系，必须将模型中各控制点坐标值与测量时的坐标值转换至同一坐标系中，方能进行比对，在绝对坐标系中列出端口的绝对坐标值，进行比较后所得的公差值满足验收标准则合格，否则进行调整。
5.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法，其特征在于，三维模型拟合，将测量坐标输入CAD模型中，与设计模型进行比较，测出控制点的尺寸偏差，同时对于偏差超标的点分析原因，根据要求进行调整，三维模型拟合可以更加直观地观察到实际构件的外形偏差，更好地指导工厂对未达标构件进行偏差调整，避免现场安装时可能出现的由构件尺寸精度偏差所带来的问题。
6.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁数字模拟预拼装施工方法，其特征在于，各构件整体数字模拟预拼装，各分段构件模拟检测调整完成后，进行各分段构件整体模拟预拼装，将实测数据分别转化成与实体拼装工艺中相对应的坐标值，并与之作比较，对所有控制点输入CAD软件进行整体建模，模拟整体拼装效果，仔细验证其误差是否满足安装要求，否则进行修整，以达到构件整体拼装的效果。
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