CN110054087B - 一种吊装节段轴线偏差支点调整量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吊装节段轴线偏差支点调整量方法及装置,该方法包括:根据已吊装节段上端口,构建oxyz局部坐标系;当待吊装节段的下端口平面与所述已吊装节段上端口平面进行叠合后,计算所述待吊装节段上端口轴心点坐标的偏离值;所述轴心点坐标为待吊装节段上端口平面中心点;根据所述偏离值,计算所述待吊装节段下端口平面的四个棱角处点的调整量,实现支点调整。该方法可以准确计算新吊装节段的支点调整量,精度较高,可解决现有技术条件下无法准确获取新吊装节段的姿态调整量的问题。
Description
技术领域
本发明涉及土建工程技术领域,特别涉及一种吊装节段轴线偏差支点调整量方法及装置。
背景技术
目前,随着国内铁路、公路交通基础设施建设的高速发展,桥梁的架设也逐渐增多;在桥梁的建设过程中,索塔一般采用分节段依次吊装完成;索塔指的是悬索桥或斜拉桥支承主索的塔形构造物;索塔在建造的过程中,常常因多种因素需要调节新吊装节段的姿态。索塔新吊装节段在不做姿态调整的情况下,新节段下端口平面与已吊装节段上端口平面进行叠合,考虑到索塔吊装过程中支架变形、焊接收缩、环境温度等因素均会对吊装节段的形态带来影响,当累积影响量已超过设计允许或在后续吊装节段不加干涉会导致偏离设计允许,则需要对新吊装节段空间姿态调整。比如吊装完第一节后,吊装第二节,往往第二节的轴心线与理论设计存在偏差;就需要调整第二节的姿态,使第二节的轴心线与理论设计轴线偏离度降低,如图1所示,为新吊装节段轴线偏离示意图。
索塔空间吊装质量决定着设计效果能否得到贯彻,因此必须对索塔建立科学的、行之有效的调整方法,确保索塔吊装精度达到设计要求。调整的策略采用通过在新吊装节段下端口四个棱角点加设垫片,但对该四个棱角架设垫片厚度目前还没有很好的计算方法。
因此,如何能更精确的计算新吊装节段的支点调整量,是同行从业人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于,可以准确的计算新吊装节段的支点调整量,精度较高;提出的一种吊装节段轴线偏差支点调整量方法及装置,可解决现有技术条件下无法准确计算新吊装节段的支点调整量的问题。
为了解决上述技术问题,第一方面,本发明实施例提供一种吊装节段轴线偏差支点调整量方法,包括:
根据已吊装节段,构建oxyz局部坐标系;
当待吊装节段的下端口平面与所述已吊装节段上端口平面进行叠合后,计算所述待吊装节段上端口轴心点坐标的偏离值;所述轴心点坐标为待吊装节段上端口平面中心点。
根据所述偏离值,计算所述待吊装节段下端口平面的四个棱角处点的调整量,实现支点调整。
在一个实施例中,计算所述待吊装节段上端口轴心点坐标的偏离值,包括:
在一个实施例中,根据所述偏离值,计算所述待吊装节段下端口平面的四个棱角处点的调整量,实现支点调整,包括:
式中,J表示棱角处点;i表示棱角处点序号,i∈{1,2,3,4};
将反向的所述一个棱角调整向量归零,调整其他向量;
或将反向的所述多个棱角调整向量中,绝对值较大的棱角调整向量归零,调整其他向量;
第二方面,本发明还提供一种吊装节段轴线偏差支点调整量装置,包括:
构建模块,用于根据已吊装节段,构建oxyz局部坐标系;
计算模块,用于当待吊装节段的下端口平面与所述已吊装节段上端口平面进行叠合后,计算所述待吊装节段上端口轴心点坐标的偏离值;所述轴心点坐标为待吊装节段上端口平面中心点;
调整模块,用于根据所述偏离值,计算所述待吊装节段下端口平面的四个棱角处点的调整量,实现支点调整。
在一个实施例中,所述计算模块包括:
所述调整模块,包括:
其中,J表示棱角处点;i表示棱角处点序号,i∈{1,2,3,4};
将反向的所述一个棱角调整向量归零,调整其他向量;
或将反向的所述多个棱角调整向量中,绝对值较大的棱角调整向量归零,调整其他向量;
本发明的优点在于,本发明提出一种吊装节段轴线偏差支点调整量方法及装置,可以准确的计算新吊装节段的支点调整量,精度较高;为后续吊装节段安全生产提供了有力的保障。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明实施例提供的下端口棱角垫高调整轴线思路示意图;
图2为本发明实施例提供的吊装节段轴线偏差支点调整量方法的流程图;
图3为本发明实施例提供的棱角垫高厚度计算参数定义示意图;
图4为本发明实施例提供的步骤S12的流程图;
图5为本发明实施例提供的步骤S13的流程图;
图6为本发明实施例提供的压缩调整的示意图;
图7为本发明实施例提供的吊装节段轴线偏差支点调整量装置的框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供了一种吊装节段轴线偏差支点调整量方法,参照图2所示,包括:
S11、根据已吊装节段,构建oxyz局部坐标系;
S12、当待吊装节段的下端口平面与所述已吊装节段上端口平面进行叠合后,计算所述待吊装节段上端口轴心点坐标的偏离值;所述轴心点坐标为待吊装节段上端口平面中心点;
S13、根据所述偏离值,计算所述待吊装节段下端口平面的四个棱角处点的调整量,实现支点调整;
本实施例中,步骤S11中的根据已吊装节段,构建oxyz局部坐标系,如图3所示,其中:所谓局部坐标系(Local Coordinate),也就是以已吊装节段(已确定好位置的节段)为参考,建立的坐标系,对之后吊装的新节段进行的旋转、平移等操作都是围绕局部坐标系进行的。
步骤S12中,在实际吊装过程中,当吊装节段的下端口平面与所述已吊装节段上端口平面进行叠合后,计算上述待吊装节段上端口轴心点坐标的偏离值;该偏离值为e0到e1的差值;其中如图1所示,该轴心点坐标为待吊装节段上端口平面中心点;其中,e0处坐标值为e1处坐标值为”0”标识为实测推算坐标,”1”标识为拟调整到位坐标。
步骤S13中,拟定待吊装节段在局部坐标系oxyz中调整策略仅限制为绕ox轴、oy轴旋转,因上下节段匹配件限制,不考虑新节段绕oz轴旋转。绕ox轴旋转角度命名为α,绕oy轴旋转角度命名为β。根据步骤S12中计算的偏离值,该偏离值,即为绕ox轴α角度,绕oy轴β角度。那么根据α、β角度,进而就可以计算出待吊装节段下端口平面的四个棱角处点的调整量,实现支点调整。该方法可以准确计算待吊装节段的姿态调整量,精度较高。
具体地,上述步骤S12中,计算所述待吊装节段上端口轴心点坐标的偏离值,参照图4 所示,包括:
参照图5所示,步骤S13包括:
式中,J表示棱角处点;i表示棱角处点序号,i∈{1,2,3,4};
比如参照图6所示,当其中1个J2反向时,将反向的棱角调整向量归零,调整其他向量;即:将其他向量分别增加该J2调整向量的绝对值,J2处调整向量置为零,从而完成4 个棱角处的支点调整。调整其他向量公式:式中为与其他向量反向的调整向量。
下面通过具体实施例来详细说明本发明的技术方案:
本发明提供的吊装节段轴线偏差支点调整量方法,调整指标主要涉及到上端口轴心点偏离度,调整策略采用通过在下端口四个棱角点加设垫片,四个棱角点垫片厚度计算步骤如下:
(1)准备工作
当前节段下端口四个棱角点定义为J1、J2、J3、J4;
(2)条件限制及说明
①鉴于新吊装节段与已吊装节段之间在预拼装场内已设置了连接匹配件,新吊装节段调整策略受到一定条件的限制,如各棱角点只能沿往上端口的方向进行调整,无法往下调整,鉴于上下节段吊装匹配件的限制,在节段轴向进行旋转调整的可能性较小;
②根据上端口轴心点坐标的偏离,为获取新吊装节段的空间姿态调整策略,将新吊装节段置于预拼装与现场吊装衔接的局部坐标系oxyz之内;
通过棱角接触间隙施调节段几何形态关键参数布局如图3所示。
(3)计算步骤
②拟定新节段在局部坐标系oxyz中调整策略仅限制为绕ox轴、oy轴旋转,因上下节段匹配件限制,不考虑新节段绕oz轴旋转。绕ox轴旋转角度命名为α,绕oy轴旋转角度命名为β。规定在右手坐标系中,物体旋转的正方向是右手螺旋方向,即从该轴正半轴向原点看是逆时针方向。α,β为待求变量。
③求解α,β,计算方法如下:
其中T为转换矩阵,计算如下:
根据泰勒级数展开公式:
在上述矩阵中,α,β均为微小量,忽略高次项,转换矩阵可简化为:
按照此矩阵可快速结算出α,β值。
(4)判别向量方向,避免压缩调整
按照(3)之⑤所计算的个别棱角向量与其他向量反向的情况,即出现了压缩调整向量,如图6所示。
现实中在待吊装节段下端口与已吊装节段上端口叠合的情况下,无法通过压缩调整向量对轴线进行调整,为此,需将压缩调整向量归零,其他各调整向量分别考虑此修正的影响。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种吊装节段轴线偏差支点调整量装置,由于该装置所解决问题的原理与前述方法相似,因此该装置的实施可以参见前述方法的实施,重复之处不再赘述。
第二方面,本发明还提供一种吊装节段轴线偏差支点调整量装置,参照图7所示,包括:
构建模块71,用于根据已吊装节段,构建oxyz局部坐标系;
计算模块72,用于当待吊装节段的下端口平面与所述已吊装节段上端口平面进行叠合后,计算所述待吊装节段上端口轴心点坐标的偏离值;所述轴心点坐标为待吊装节段上端口平面中心点;
调整模块73,用于根据所述偏离值,计算所述待吊装节段下端口平面的四个棱角处点的调整量,实现支点调整。
在一个实施例中,所述计算模块72包括:
所述调整模块73,包括:
其中,J表示棱角处点;i表示棱角处点序号,i∈{1,2,3,4};
将反向的所述一个棱角调整向量归零,调整其他向量;
或将反向的所述多个棱角调整向量中,绝对值较大的棱角调整向量归零,调整其他向量;
最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种吊装节段轴线偏差支点调整量方法,其特征在于,包括:
根据已吊装节段,构建oxyz局部坐标系;
当待吊装节段的下端口平面与所述已吊装节段上端口平面进行叠合后,计算所述待吊装节段上端口轴心点坐标的偏离值;所述轴心点坐标为待吊装节段上端口平面中心点;
根据所述偏离值,计算所述待吊装节段下端口平面的四个棱角处点的调整量,实现支点调整;
其中,上述计算所述待吊装节段上端口轴心点坐标的偏离值,包括:
根据泰勒级数展开公式:
在上述矩阵中,忽略高次项,转换矩阵可简化为:
按照此矩阵结算出α,β值。
4.一种吊装节段轴线偏差支点调整量装置,其特征在于,包括:
构建模块,用于根据已吊装节段,构建oxyz局部坐标系;
计算模块,用于当待吊装节段的下端口平面与所述已吊装节段上端口平面进行叠合后,计算所述待吊装节段上端口轴心点坐标的偏离值;所述轴心点坐标为待吊装节段上端口平面中心点;
调整模块,用于根据所述偏离值,计算所述待吊装节段下端口平面的四个棱角处点的调整量,实现支点调整;
其中,所述计算模块包括:
根据泰勒级数展开公式:
在上述矩阵中,忽略高次项,转换矩阵可简化为:
按照此矩阵结算出α,β值。
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