CN112459501B - 复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口测量辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及异形钢结构体系的整体提升作业领域，具体是复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口测量辅助系统；包括定位识别子系统、数据测量子系统、数据传输子系统、计算分析子系统和液压提升子系统；本发明能够快速高效实现点位坐标测量与对口作业的辅助系统，通过定位识别子系统、数据测量子系统、数据传输子系统、计算分析子系统与液压提升子系统联合作用，减少了人工作业成本及人工测量误差，保证了测量数据能够快速准确的反映出被提升结构的空间形态，从而为提升作业指挥人员能够快速高效的发出作业指令提供数据支撑。

Description

复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口测量辅助系统

技术领域

本发明涉及异形钢结构体系的整体提升作业领域，具体是复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口测量辅助系统。

背景技术

随着大跨度结构及超高层结构的不断增多，传统施工技术在高、大、新、特等复杂结构的施工中慢慢淡出，一些创新的施工技术应运而生，其中，钢结构的整体液压同步提升技术以其使用设备简单、地面拼装高效、安全性能好等优点，近年来成为许多大跨度钢结构屋盖体系的主要安装方法。

液压同步提升技术以液压油缸作为主要提升设备，利用计算机控制调节液压油缸的整体提升动作。主要应用于大跨度钢结构体系的整体施工领域。通常情况下，根据结构形式、场地布置情况及施工方案，确定上提升点的设置位置及数量，被提升结构在其就位位置的地面投影区域进行原位拼装，待拼装结束后，上提升点在被提升结构上部构件投影点设置下吊具，液压提升器、上提升吊具及下提升吊具中心点在一条竖直直线上，三者之间用钢绞线进行串联，通过液压提升器的循环往复升缸和缩缸，最终将被提升结构提升到设计位置。

液压同步提升施工技术在钢结构施工领域已经有较广泛应用。在采用液压提升施工时，在临近提升到位前，需要暂停提升作业，测量每个提升点位的空间坐标，针对每个点位的竖向坐标差值，进行局部区域点动作业，将各个点位竖向坐标调整至合理范围内，再进行后续提升作业。

在上述测量过程中，主要是通过人工测量结合计算机点动操作得以实现单点微调的目的。由于各个点的运动具有耦合性，不同步的调整过程中容易出现“牵一发而动全身”的现象，即某个区域的点动会带动其他区域提升点发生关联运动，基于此情况，每一次点动结束后，需要重新测量各个提升点的点位，根据复测数据重新制定下一步调整值及调整区域，如此反复作业，直至各提升点间竖向坐标差值在控制阀值内，继续提升作业。

对于规则结构，提升点位分布也较为规则，各个提升点处提升力相差幅度较小，提升过程中各提升点位竖向坐标差值幅相对较小，采用常规的调整方法，可以较容易实现被提升结构与预装结构的对口连接。但某些钢结构的平面投影呈不规则状并且同时还具有空间立体不规则结构的特征，此时，如果采用液压整体提升的方法施工，势必其提升点位分布是无规律性的，从而各个提升点位处提升力相差幅度较大，在提升过程中，各个区域、各个提升点位的空间竖向坐标差异较大，被提升结构与预装结构在对口之前，要将此差值减小至合理范围内，才能进行对口连接，次吃若采用常规的调整方法，存在大量的反复人工测量和计算分析工作，且当被提升结构提升已至较高位置时，人工测量误差较大，给数据分析和各点高差调整方案制定增加了难度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提出一种构造简单、操作方便、高效快捷的辅助系统，便于实现复杂异形钢结构体系的液压整体提升作业中的快速、精准的对口连接。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口测量辅助系统，包括定位识别子系统、数据测量子系统、数据传输子系统、计算分析子系统、和液压提升子系统；

定位识别子系统包括分别设置在预装结构和被提升结构对接口处的反光贴；

数据测量子系统包括由多台全自动全站仪所构成的测量网络，其用于监测点位并返回数据至数据传输子系统；

数据传输子系统包括数据采集仪、数据发射仪构成，数据采集仪收集全站仪测量并返回的点位坐标数据，并将坐标数据转化为计算机识别信号，传输至数据发射仪，再由数据发射仪将数据反馈至计算分析子系统；

计算分析子系统根据数据发射仪传递的经转换呈数据的点位坐标信息，对测量的数据进行处理分析，得出每个提升点位对应的预装结构与被提升结构的高差数据，根据各个点位高差，计算出各自独立、对应的点动调整数值并将指令发送至液压提升子系统；

液压提升子系统包括计算机控制程序和液压提升器，计算机控制程序根据计算机分析子系统所发出的指令，对位于不同点位上的液压提升器同步进行点动提升，将被提结构逐步调平，进而进行对口作业。

所述的复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口测量辅助系统，所述由多台全自动全站仪所构成的测量网络，包括多台全站仪并且各台全站仪分布在不同的站位，每台全站仪用于测量多个点位的数据。

所述精准对口测量辅助系统进行复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口方法，包括：

步骤1、通过全自动全站仪构成的测量网络自动采集各测量点位的坐标数据，步骤2、将坐标数据传输至数据传输系统，数据传输系统将收到的坐标数据处理为计算机分析子系统能够识别读取的数据格式；

步骤3、计算机分析子系统对接受到的经转换的坐标数据进行实时处理计算，得出每个对口点位对应的高差值并将所得到的高差值转换为调整指令向液压提升子系统发出；

步骤4、液压提升子系统根据收到的调整指令按需对不同液压提升器执行不同行程的同步点动运行动作，

步骤5、重复上述步骤1~4，循环进行对口调整作业，直至对口误差在合理范围内。

所述的复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口方法，还包括

步骤1、根据对口点的位置，在预装结构与被提升结构对应的对口点处分别布置反光贴，还应对对口点位进行编号i，其中，i=1、2、3…，反光贴的编号名称与对口点的编号保持相关性，预装结构、被提升结构上分别命名为YLi，BLi，

步骤2、综合考虑现场场地情况、被提升结构形式、对口点位置因素，从便于测量及保证数据准确性及时性角度出发，确定采用全站仪的数量及每个全站仪的布置点位，待全站仪的布置点位确定后，将全站仪与反光贴进行关联，确定每台全站仪测量的点位数量及点位编号，将点位编号录入全站仪构成的测量网络中；

步骤3、根据全部全站仪的点位布置图及现场场地情况，选取空旷且距离各个全站仪距离均匀处设置数据传输子系统，在现场提升作业指挥中心设置好计算分析子系统，将反光贴编号录入至自开发数据分析软件中；

步骤4、数据传输系统还包括数据采集仪和数据发射仪，数据采集仪收集全站仪测量的坐标数据，并将其转化为计算机分析子系统识别信号，传输至数据发射仪，再由数据发射仪将数据反馈至计算分析子系统；

步骤5、将预置的数据分析软件安装至计算机分析子系统的计算机中，对传输来的坐标数据进行处理，得出每一对口点位的高差值；

步骤6、现场指挥人员根据步骤5所得出的高差值，制定出点动方案，并将指令发送给液压提升子系统，计算机控制程序发出液压提升器的点动指令，

步骤7、重复上述步骤1~6直至各对口点达到精准对接要求。

本发明提出一种用于复杂钢结构体系整体提升临近就位前，快速高效实现点位坐标测量与对口作业的辅助系统，通过定位识别子系统、数据测量子系统、数据传输子系统、计算分析子系统与液压提升子系统联合作用，减少了人工作业成本及人工测量误差，保证了测量数据能够快速准确的反映出被提升结构的空间形态，从而为提升作业指挥人员能够快速高效的发出作业指令提供数据支撑。

附图说明

图1为实施例所提出辅助测量系统的结构示意图。

图2为实施例所示的提升方法。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

如图1所示，一种复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口测量辅助系统，包括定位识别子系统、数据测量子系统、数据传输子系统、计算分析子系统、和液压提升子系统；

定位识别子系统包括分别设置在预装结构和被提升结构对接口处的反光贴；

数据测量子系统包括由多台全自动全站仪所构成的测量网络，其用于监测点位并返回数据至数据传输子系统；

数据传输子系统包括数据采集仪、数据发射仪构成，数据采集仪收集全站仪测量并返回的点位坐标数据，并将坐标数据转化为计算机识别信号，传输至数据发射仪，再由数据发射仪将数据反馈至计算分析子系统；

计算分析子系统根据数据发射仪传递的经转换呈数据的点位坐标信息，对测量的数据进行处理分析，得出每个提升点位对应的预装结构与被提升结构的高差数据，根据各个点位高差，计算出各自独立、对应的点动调整数值并将指令发送至液压提升子系统；

液压提升子系统包括计算机控制程序和液压提升器，计算机控制程序根据计算机分析子系统所发出的指令，对位于不同点位上的液压提升器同步进行点动提升，将被提结构逐步调平，进而进行对口作业。

所述的复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口测量辅助系统，所述由多台全自动全站仪所构成的测量网络，包括多台全站仪并且各台全站仪分布在不同的站位，每台全站仪用于测量多个点位的数据。

所述精准对口测量辅助系统进行复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口方法，包括：

步骤1、通过全自动全站仪构成的测量网络自动采集各测量点位的坐标数据，步骤2、将坐标数据传输至数据传输系统，数据传输系统将收到的坐标数据处理为计算机分析子系统能够识别读取的数据格式；

步骤3、计算机分析子系统对接受到的经转换的坐标数据进行实时处理计算，得出每个对口点位对应的高差值并将所得到的高差值转换为调整指令向液压提升子系统发出；

步骤4、液压提升子系统根据收到的调整指令按需对不同液压提升器执行不同行程的同步点动运行动作，

步骤5、重复上述步骤1~4，循环进行对口调整作业，直至对口误差在合理范围内。

上述精准对口测量辅助系统进行复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口方法，实际作业时具有如下过程：

根据被提升结构10、预装结构11的特点，确定对口点2、3的数量及位置，对对口点进行编号，依次为1、2、3…，在对口位置设置反光贴4，位于被提升结构10对口点处的反光贴，根据对口点的编号，依次编号为BLi（i=1、2、3…），位于预装结构11对口点处的反光贴，根据对口点的编号，依次编号为YLi（i=1、2、3…）。

综合考虑现场场地情况、被提升结构10形式、对口点2、3布置位置等因素，从便于测量及保证数据准确性及时性角度出发，确定采用全站仪5的数量及每个全站仪的布置点位，全站仪5组网呈闭合环形，确保所有对口点2、3在提升任意位置，均能被测量，待全站仪5的布置点位确定后，将全站仪与反光贴4进行关联，确定每台全站仪5测量的点位数量及点位编号，将点位编号（BLi/YLi）录入全站仪系统。根据全部全站仪5的点位布置图及现场场地情况,选取较为空旷位置设置数据传输系统6，数据传输系统6包括数据采集仪61、数据发射仪62构成，其特点为数据采集仪61收集全站仪5测量的坐标数据，并将其转化为计算机分析子系统71识别信号，传输至数据发射仪62，再由数据发射仪62将数据反馈至计算分析子系统71。自主开发数据分析软件安装至专用计算机71上，对传输来的坐标数据进行处理，得出每一对口点位的高差，现场指挥人员根据此数据，制定出点动方案，并将指令发送给液压提升子系统，计算机控制程序81发出液压提升器82的点动指令，此为一个调整流程，上述流程反复循环，直至对口点2和对口点3实现精准对接。

由上述实施例及发明内容可知，本发明提出了一种自动化、精确度高得钢结构组对过程观测及反馈系统，其可有效的节省人工作业，尤其当提升点位数量多且分布不规律时，节省人工的效益更加明显。同时，本发明还可有效的提高测量精度，避免人工测量度数造成的主观误差，尤其当被提升结构提至较高位置，人工测量的误差较大，而采用本发明进行数据测量和采集，能够有效避免人为误差。进一步，本发明大大缩短了从数据测量、数据反馈、数据分析、结果呈现整个流程的时间差，更高效的为不同步调整方案的制定提供数据支撑，从而本发明大大缩短的整个对口作业的时间跨度，降低了施工风险。

Claims (4)

1.一种复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口测量辅助系统，其特征是：包括定位识别子系统、数据测量子系统、数据传输子系统、计算分析子系统和液压提升子系统；

定位识别子系统包括分别设置在预装结构和被提升结构对接口处的反光贴；

数据测量子系统包括由多台全自动全站仪所构成的测量网络，其用于监测点位并返回数据至数据传输子系统；

数据传输子系统包括数据采集仪、数据发射仪构成，数据采集仪收集全站仪测量并返回的点位坐标数据，并将坐标数据转化为计算机识别信号，传输至数据发射仪，再由数据发射仪将数据反馈至计算分析子系统；

计算分析子系统根据数据发射仪传递的经转换呈数据的点位坐标信息，对测量的数据进行处理分析，得出每个提升点位对应的预装结构与被提升结构的高差数据，根据各个点位高差，计算出各自独立、对应的点动调整数值并将指令发送至液压提升子系统；

液压提升子系统包括计算机控制程序和液压提升器，计算机控制程序根据计算机分析子系统所发出的指令，对位于不同点位上的液压提升器同步进行点动提升，将被提结构逐步调平，进而进行对口作业。

2.根据权利要求1所述的复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口测量辅助系统，其特征是：所述由多台全自动全站仪所构成的测量网络，包括多台全站仪并且各台全站仪分布在不同的站位，每台全站仪用于测量多个点位的数据。

3.采用权利要求1或2所述精准对口测量辅助系统进行复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口方法，其特征是：包括：

步骤1、通过全自动全站仪构成的测量网络自动采集各测量点位的坐标数据，步骤2、将坐标数据传输至数据传输系统，数据传输系统将收到的坐标数据处理为计算机分析子系统能够识别读取的数据格式；

步骤3、计算机分析子系统对接受到的经转换的坐标数据进行实时处理计算，得出每个对口点位对应的高差值并将所得到的高差值转换为调整指令向液压提升子系统发出；

步骤4、液压提升子系统根据收到的调整指令按需对不同液压提升器执行不同行程的同步点动运行动作，

步骤5、重复上述步骤1~4，循环进行对口调整作业，直至对口误差在合理范围内。

4.根据权利要求3所述的复杂钢结构整体提升临就位前的精准对口方法，其特征是：还包括

步骤1、根据对口点的位置，在预装结构与被提升结构对应的对口点处分别布置反光贴，还应对对口点位进行编号i，其中，i=1、2、3…，反光贴的编号名称与对口点的编号保持相关性，预装结构、被提升结构上分别命名为YLi，BLi，

步骤2、综合考虑现场场地情况、被提升结构形式、对口点位置因素，从便于测量及保证数据准确性及时性角度出发，确定采用全站仪的数量及每个全站仪的布置点位，待全站仪的布置点位确定后，将全站仪与反光贴进行关联，确定每台全站仪测量的点位数量及点位编号，将点位编号录入全站仪构成的测量网络中；

步骤3、根据全部全站仪的点位布置图及现场场地情况，选取空旷且距离各个全站仪距离均匀处设置数据传输子系统，在现场提升作业指挥中心设置好计算分析子系统，将反光贴编号录入至自开发数据分析软件中；

步骤4、数据传输系统还包括数据采集仪和数据发射仪，数据采集仪收集全站仪测量的坐标数据，并将其转化为计算机分析子系统识别信号，传输至数据发射仪，再由数据发射仪将数据反馈至计算分析子系统；

步骤5、将预置的数据分析软件安装至计算机分析子系统的计算机中，对传输来的坐标数据进行处理，得出每一对口点位的高差值；

步骤6、现场指挥人员根据步骤5所得出的高差值，制定出点动方案，并将指令发送给液压提升子系统，计算机控制程序发出液压提升器的点动指令，

步骤7、重复上述步骤1~6直至各对口点达到精准对接要求。

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