CN112878736A - 一种定位装置、定位单元、定位组件及定位组件的卸载方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑技术领域，具体而言，涉及一种定位装置、定位单元、定位组件及定位组件的卸载方法。本发明提供一种定位单元，所述定位单元用于建筑支撑柱的定位和支撑，建筑支撑柱包括辅助支柱，所述定位单元包括支撑梁、至少一个第一垫板和多个止挡结构，第一垫板垫设于支撑梁的下方，支撑梁用于支撑辅助支柱，止挡结构与支撑梁连接，所有止挡结构合围形成定位部，定位部适于辅助支柱水平方向的定位。由此，当建筑物的内应力发生变化时，通过支撑梁支撑辅助支柱，止挡结构与支撑梁连接，所有止挡结构合围形成定位部，使止挡结构可以限定辅助支柱水平方向的位移，实现了辅助支柱水平方向的定位，从而降低了所述建筑物的位型变化量，便于后续的施工找型。

Description

一种定位装置、定位单元、定位组件及定位组件的卸载方法

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，具体而言，涉及一种定位装置、定位单元、定位组件及定位组件的卸载方法。

背景技术

在大跨度建筑物的施工过程中，需要搭建临时支撑结构来支撑主体结构。在主体结构施工完成后，还要对临时支撑结构进行卸载。由于临时支撑结构通常仅能实现对主体结构的竖向支撑，当主体结构的内应力发生变化时，临时支撑结构难以限定主体结构的水平向位移，导致主体结构的位型变化幅度过大，对后续的施工找型造成麻烦。

发明内容

本发明解决的问题是如何降低主体结构的位型变化量。

为解决上述问题，本发明提供一种定位装置，用于建筑支撑柱的定位和支撑，所述建筑支撑柱包括辅助支柱，所述定位装置包括支撑梁、至少一个第一垫板和多个止挡结构，所述第一垫板垫设于所述支撑梁的下方，所述支撑梁用于支撑所述辅助支柱，所述止挡结构与所述支撑梁连接，所有所述止挡结构合围形成定位部，所述定位部适于所述辅助支柱水平方向的定位。

可选地，所述止挡结构包括止挡件和多个第二垫板，所述止挡件与所述支撑梁连接，所述第二垫板分别与所述辅助支柱和所述止挡件贴合。

可选地，所述定位装置还包括多个备用垫板，所述备用垫板的厚度不同，且所述备用垫板的厚度小于所述第一垫板或所述第二垫板的厚度。

与现有技术相比，本发明所述的定位装置所具有的有益效果是：

当所述建筑物的内应力发生变化时，本发明通过所述支撑梁支撑所述辅助支柱，所述止挡结构与所述支撑梁连接，所有所述止挡结构合围形成定位部，使所述止挡结构可以限定所述辅助支柱水平方向的位移，实现了所述辅助支柱水平方向的定位，增加了所述定位装置对所述建筑物的支撑稳定性，从而降低了所述建筑物的位型变化量，便于后续的施工找型。通过所述第一垫板位于所述支撑梁下方，在所述支撑梁的卸载过程中，仅需将所述第一垫板抽出便可实现所述第一垫板的卸载，从而便于所述第一垫板的卸载。

本发明还提供一种定位单元，包括多个如上所述的定位装置，所述定位单元还包括塔架，所述塔架上设置有两个限位柱，两个所述限位柱位于所述支撑梁的相对两侧，所述限位柱上开设有定位槽，所述定位槽沿竖直方向设置，所述支撑梁上设置有滑块，所述滑块与所述定位槽侧壁贴合，且所述滑块适于沿所述滑槽滑动。

与现有技术相比，本发明所述的定位单元所具有的有益效果是：

本发明通过两个所述限位柱位于所述支撑梁的相对两侧，所述限位柱上开设有定位槽，所述滑块与所述定位槽贴合，使所述定位槽可以限制所述支撑梁的水平位移，可以避免在所述支撑梁竖向卸载过程中，所述辅助支柱推动所述支撑梁产生水平位移，进而使所述支撑梁的卸载过程中更为稳定、安全。

本发明还提供一种定位组件，包括多个上所述的定位单元，应用于环形建筑，所述环形建筑包括建筑环梁和多个所述建筑支撑柱，所有所述建筑支撑柱沿所述建筑环梁的周向设置，所述定位单元的位置分别与所述建筑支撑柱的辅助支柱相对应，径向止挡结构用于所述辅助支柱沿所述建筑环梁径向的定位，环向止挡结构用于所述辅助支柱沿所述建筑环梁环向的定位。

与现有技术相比，本发明所述的定位组件所具有的有益效果是：

当所述建筑物的内应力发生变化时，本发明通过所述建筑支柱沿所述建筑环梁的周向设置，所述定位单元与所述辅助支柱相对应，实现了所述定位单元对所述建筑物的定位和支撑，通过所述径向止挡结构对所述辅助支柱进行径向的定位，所述环向止挡结构对所述辅助支柱进行环向的定位，增加了所述定位单元对所述辅助支柱的支撑稳定性，从而降低了所述建筑物的位型变化量，便于后续的施工找型。

本发明还提供一种定位组件的卸载方法，应用于如上所述的定位组件，所述定位组件包括多个目标定位单元组，所述目标定位单元组包括四个目标定位单元，所述目标定位单元关于建筑环梁的中心呈十字形对称设置，所述目标定位单元组包括一第一目标定位单元组；所述第一目标定位单元组包括一第一目标定位单元,所述定位组件的卸载方法包括：依次对所述第一目标定位单元的止挡结构和支撑梁进行卸载以实现对所述第一目标定位单元的卸载，其中，对所述止挡结构进行卸载包括依次对环向止挡结构和径向止挡结构进行卸载；依次和/或对所述第一定位组件中所有的所述目标定位单元进行卸载，以实现对所述第一目标定位单元组的卸载；依次对其他所述目标单元组进行卸载，以完成所述定位组件的卸载。

可选地，对目标定位单元的环向止挡结构和径向止挡结构进行卸载包括分别对所述环向止挡结构和所述径向止挡结构进行止挡结构多级分步卸载，所述止挡结构多级分步卸载按照卸载量从小到大的顺序逐步对不同的所述第二垫板进行拆除；所述对所述支撑梁进行卸载包括对所述支撑梁进行支撑梁多级分步卸载，所述支撑梁多级分步卸载按照卸载量从小到大的顺序逐步对不同的所述第一垫板进行拆除。

可选地，所述定位组件的卸载方法还包括：获取所述环形建筑和所述定位组件的应力信息和/或应变信息；当所述应力信息大于预设应力值和/或所述应变信息大于预设应变值时，采用三维扫描仪获取所述环形建筑和所述定位组件的位移信息；当所述位移信息超出第一预设位移值时，减小所述环向止挡结构、所述径向止挡结构和所述支撑梁的卸载量。

可选地，当所述位移信息超出第二预设位移值时，其中，所述第二预设位移值大于所述第一预设位移值，停止对当前所述目标定位单元组的卸载，对择优对定位单元进行卸载，其中，所述择优定位单元位于相邻的两个所述目标定位单元之间，所述择优定位单元为根据Midas软件的应力应变模拟结果重新确定所得的定位单元。

可选地，采用三维扫描仪获取所述环形建筑和所述定位单元的位移信息，包括：获取所述环形建筑和所述定位单元的施工图模型；在第一时刻对所述环形建筑和所述定位单元进行三维扫描以确定第一时刻点云数据；在第二时刻对所述定位单元和所述定位单元进行三维扫描以确定第二时刻点云数据，其中，所述第二时刻在所述第一时刻之后；针对所述主体结构和所述临时支撑结构的设定部位确定所述第一时刻点云数据与所述施工图模型之间的第一位移差；所述环形建筑和所述定位单元确定所述第二时刻点云数据与所述施工图模型之间的第二位移差；根据所述第一位移差和所述第二位移差确定环形建筑和定位单元的所述设定部位的所述第一时刻与所述第二时刻之间的位移信息。

与现有技术相比，本发明所述的定位组件的卸载方法具有的有益效果是：

在所述定位组件的卸载过程中，本发明通过所述定位组件包括多个目标单元组，所述目标单元组包括四个目标单元，所述目标定位单元关于建筑环梁的中心呈十字形对称设置，避免了所述目标定位单元不对称卸载引起的所述建筑物的变形过大。在所述支撑梁卸载的过程中，通过先卸载所述止挡结构再卸载所述支撑梁，一方面可以避免所述环形建筑物在所述止挡结构的阻挡下产生弯曲变形，另一方面可以避免所述环形建筑产生下挠变形而推动所述定位单元，造成安全隐患。由于所述径向止挡结构用于所述辅助支柱的径向定位，所述环向止挡结构用于所述辅助支柱的环向定位，所述建筑物的环向应力小于径向应力，在所述止挡结构的卸载过程中，通过先进行所述环向止挡结构的卸载，然后再进行所述径向止挡结构的卸载，可以保证分步卸载的安全性，降低所述建筑物的位型变化量，便于后续的施工找型。

附图说明

图1为本发明实施例中的定位单元的结构示意图；

图2为本发明图1中的A处结构放大示意图；

图3为本发明实施例中的定位组件的结构示意图；

图4为本发明实施例中的环形建筑的结构示意图；

图5为本发明实施例中的定位组件的卸载方法流程图。

附图标记说明：

1-支撑梁，11-第一垫板，12-垫板支撑柱，14-滑块；3-止挡结构，31-径向止挡结构，32-环向止挡结构，311-径向止档件，312-径向垫板；321-环向止挡件；322-环向垫板；4-限位柱，41-定位槽；5-塔架；6-建筑环梁；7-建筑支撑柱；72-辅助支柱。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。

本发明实施例的一种定位装置，用于建筑支撑柱的定位和支撑，所述建筑支撑柱包括辅助支柱，所述定位装置包括支撑梁1、多个第一垫板11和多个止挡结构3，所述第一垫板11位于所述支撑梁1下方，所述支撑梁1用于支撑所述辅助支柱72，所述止挡结构3与所述支撑梁1连接，所有所述止挡结构3合围形成定位部，所述定位部适于所述辅助支柱72水平方向的定位。

如图1至图4所示，所述建筑物包括建筑环梁6，所述建筑支撑柱7的一端与所述建筑环梁6焊接，所述建筑支撑柱7的另一端通过支座固定于钢筋混凝土柱中。所述建筑支撑柱7包括支撑柱本体和辅助支柱72，所述辅助支柱72呈现为方形柱体结构，所述辅助支柱72与所述支撑柱本体焊接，所述支撑柱本体呈现为V型结构，所述辅助支柱72与所述支撑柱本体的相对两侧壁连接。

所述定位单元包括塔架5，所述塔架5包括第一端部、工作平台和垫板支撑柱12，所述第一端部与地面螺栓紧固连接，所述垫板支撑柱12与所述工作平台的上端面焊接，所述第一垫板11位于所述垫板支撑柱12和所述支撑梁 1之间，所述第一垫板11分别与所述垫板支撑柱12和所述支撑梁1贴合。由此，通过所述第一垫板11位于所述垫板支撑柱12和所述支撑梁1之间，使所述垫板支撑柱12可以支撑所述第一垫板11，减少了所述第一垫板11的适用数量，同时增加了竖向支撑的稳定性。

在另一种实施方式中，所述第一垫板11有多个，多个所述第一垫板11依次叠合。本实施例对所述第一垫板11的厚度不进行限定，具体地，所述第一垫板11的厚度可以为2mm、4mm、6mm、14mm或20mm。由此，在所述支撑梁1 的卸载过程中，通过设置多个所述第一垫板11，多个所述第一垫板11依次叠合，可以依次卸载一个或多个所述第一垫板11，从而增加了所述支撑梁1卸载量的选择，使所述支撑梁1的卸载更为灵活。

所述支撑梁1的上端面与所述辅助支柱72的下端面贴合，所述支撑梁1 通过所述辅助支柱72实现对所述建筑支撑柱7竖直方向上的支撑。每个定位单元需要定位的支撑梁1有四个，四个所述支撑梁1设置于沿所述工作平台的四个角上，所述止挡结构3分别在每个所述支撑梁1上合围形成定位部。所述止挡结构3为挡板，所述挡板有四个，四个所述挡板分别与所述支撑梁1 的上端面焊接，四个所述挡板合围形成定位部，所述定位部呈现为通槽结构，所述辅助支柱插设于所述定位部内。

这样设置的好处在于，当所述建筑物的内应力发生变化时，通过所述支撑梁1支撑所述辅助支柱72，所述止挡结构3与所述支撑梁1连接，所有所述止挡结构3合围形成定位部，使所述止挡结构3可以限定所述辅助支柱72在环向和径向的位移，实现了所述辅助支柱72水平方向的定位，增加了所述定位装置对所述建筑物的支撑稳定性，从而降低了所述建筑物的位型变化量，便于后续的施工找型。通过所述第一垫板11位于所述支撑梁1下方，在所述支撑梁1的卸载过程中，仅需将所述第一垫板11抽出便可实现所述第一垫板11 的卸载，从而便于所述第一垫板11的卸载。

如图1、图2所示，所述止挡结构3包括止挡件和多个第二垫板，所述止挡件与所述支撑梁1连接，所述第二垫板分别与所述辅助支柱72和所述止挡件贴合。

在一种实施方式中，所述止挡件为挡板，所述止挡件与所述支撑梁1焊接，所述第二垫板位于所述止挡件和所述辅助支柱72之间，所述第二垫板的一端面与所述辅助支柱72的外侧壁贴合，所述第二垫板的另一端面与所述止挡件贴合。

在另一种实施方式中，所述第二垫板有多个，多个所述第二垫板依次叠合，本实施例对所述第二垫板的厚度不进行限定，具体地，所述第二垫板厚度可以为2mm、4mm、6mm、10mm、14mm或20mm。由此，在所述环向和径向卸载过程中，通过设置多个所述第二垫板，多个所述第二垫板依次叠合，可以依次卸载一个或多个所述第二垫板，从而增加了所述第二垫板的卸载量的选择，使所述第二垫板的卸载更为灵活。

在另一种实施方式中，所述止挡结构包括径向止挡结构31和环向止挡结构32，所述径向止挡结构31包括径向止挡件311和径向垫板312，所述径向垫板312分别与所述径向止挡件311和所述辅助支柱72贴合，所述环向止挡结构32包括环向止挡件321和环向垫板322，所述环向垫板322分别与所述环向止挡件321和所述辅助支柱72贴合。

由此，通过所述止挡件与所述支撑梁1连接，使所述止挡件可以限定所述第二垫板和所述辅助支柱72的水平向位移，通过所述第二垫板分别与所述辅助支柱72和所述止挡件贴合，仅需将所述第二垫板抽出便可实现环向和径向卸载，进而便于水平向卸载。

所述定位装置还包括多个备用垫板，所述备用垫板的厚度不同，且所述备用垫板的厚度小于所述第一垫板11或所述第二垫板的厚度。

需要说明的是，在所述定位装置的卸载过程中，当所述第一垫板11抽出后，采用所述备用垫板垫设于所述支撑梁1的下方，当所述第二垫板抽出后，采用所述备用垫板垫设于所述止挡结构3和所述辅助支柱72之间。所述备用垫板的厚度不同指的是，多个所述备用垫板之间的厚度互不相同，所述备用垫板的厚度介于2-25mm之间，具体地，所述备用垫板的厚度可以为：2mm、6mm、 8mm、15mm或25mm。

由此，通过设置多个所述备用垫板，多个所述备用垫板的厚度不同，多个所述备用垫板的厚度小于所述第一垫板11或所述第二垫板的厚度，当所述第一垫板11卸载后，通过将所述备用垫板垫设于所述支撑梁1的下方，以对所述第一垫板11的竖向卸载量进行控制，使所述支撑梁1的卸载更为灵活；当所述第二垫板卸载后，通过将所述备用垫板垫设于所述挡板和所述辅助支柱之间，以对所述支撑梁1的水平向卸载量进行控制，使所述支撑梁1的水平卸载更为灵活。

在一种实施方式中，所述径向止挡件311和环向止挡件321之间间隔设置，使其留有一定避让空间，所述避让空间用于方便所述第二垫板的抽出，从而便于所述第二垫板的卸载。

在一种实施方式中，所述定位装置还包括第一滑板，所述第一滑板由低摩擦系数材料制成，例如，所述低摩擦系数材料可以为聚四氟乙烯材料。所述第一滑板位于所述支撑梁1和所述辅助支柱72之间，所述第一滑板包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面贴合于所述辅助支柱72的下端面，所述第二表面贴合于所述支撑梁1的上端面。

由此，在所述第二垫板的卸载过程中，通过所述第一滑板位于所述支撑梁1和所述辅助支柱72之间，使所述第一滑板可以减小所述辅助支柱72与所述支撑梁1之间的水平向摩擦力，一方面，便于所述第二垫板的卸载，另一方面，防止所述辅助支柱72刮伤所述支撑梁1。

在一种实施方式中，所述定位装置还包括第二滑板，所述第二滑板位于所述第二垫板和所述辅助支柱72之间，所述第二滑板包括相对设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面贴合于所述辅助支柱72的侧面，所述第二侧面贴合于所述第二垫板。所述第二滑板由低摩擦系数材料制成，例如，所述低摩擦系数材料可以为聚四氟乙烯材料。

由此，在所述第二垫板的卸载过程中，通过所述第二滑板位于第二垫板和所述辅助支柱72之间，使所述第二滑板可以减小所述第二垫板与所述辅助支柱72之间的摩擦力，从而便于所述第二垫板的卸载。

如图1、图2所示，本发明另一实施例的一种定位单元，所示定位单元还包括塔架5，所述塔架5上设置有两个限位柱4，两个所述限位柱4位于所述定位装置的支撑梁1的相对两侧，所述限位柱4上开设有定位槽41，所述定位槽41沿竖直方向设置，所述支撑梁1上设置有滑块14，所述滑块14与所述定位槽41的侧壁贴合，且所述滑块14适于沿所述定位槽41滑动。

在一种实施方式中，所述限位柱4与所述塔架5焊接。所述支撑梁1包括支撑梁本体和两个滑块14，两个滑块14分别与所述支撑梁本体的相对两端连接。这样设置的好处在于，通过两个所述限位柱4位于所述支撑梁1的相对两侧，所述限位柱4上开设有定位槽，所述滑块14与所述定位槽41贴合，使所述定位槽41可以限制所述支撑梁1的水平位移，可以避免在所述支撑梁 1竖向卸载过程中，所述辅助支柱72推动所述支撑梁1产生水平位移，进而使所述支撑梁1的卸载过程中更为稳定、安全。

在一种实施方式中，所述限位柱4包括限位块42，所述限位块42位于所述定位槽41内，所述限位块42上开设有第一通孔，所述滑块14上开设有第二通孔，螺栓紧固件穿过所述第一通孔和所述第二通孔以实现所述限位块42 和所述滑块14的连接。由此，通过所述限位块42与所述滑块14螺栓紧固连接，实现了所述滑块14在所述定位槽41的定位，防止所述支撑梁1在竖向卸载之前在所述定位槽41内滑动。

本发明另一实施例的一种定位组件，包括多个如上所述的定位单元，应用于环形建筑，所述环形建筑包括建筑环梁6和多个所述建筑支撑柱7，所有所述建筑支撑柱7沿所述建筑环梁6的周向设置，所述定位单元的位置分别与所述建筑支撑柱7的辅助支柱72相对应，径向止挡结构31用于所述辅助支柱72沿所述建筑环梁径向的定位，环向止挡结构32用于所述辅助支柱72沿所述建筑环梁6环向的定位。

在一种实施方式中，所述建筑环梁6呈现为马鞍型双曲面结构，所述建筑环梁6由多榀环梁单元拼接而成，每榀环梁单元对应两个所述建筑支撑柱 7，所述建筑支撑柱7与所述建筑环梁6焊接，所述建筑支撑柱7呈现为V型结构，所述辅助支柱72设置于所述V型结构的外侧壁上，所述外侧壁指的是相邻的两个所述建筑支撑柱7的相对两侧壁。所述定位单元位于相邻的两个所述建筑支撑柱7之间。所述建筑支撑柱7共设置有八个，八个所述建筑支撑柱7沿所述建筑环梁6的环向方向设置，定位单元位于相邻的两个所述建筑支撑柱7之间。在一个支撑梁1上，所述径向止挡结构31共有两个，两个所述径向止挡结构31相对设置，所述环向止挡结构32共有两个，两个所述环向止挡结构32相对设置。

所述定位组件不仅具有所述定位单元所具有的有益效果，当所述建筑物的内应力发生变化时，所述定位组件还通过所述建筑支撑柱7沿所述建筑环梁6的周向设置，所述定位组件与所述辅助支柱72相对应，实现了所述定位组件对所述建筑物的定位和支撑，通过所述径向止挡结构31对所述辅助支柱 72进行径向的定位，所述环向止挡结构32对所述辅助支柱72进行环向的定位，增加了所述定位单元对所述辅助支柱72的支撑稳定性，从而降低了所述建筑物的位型变化量，便于后续的施工找型。

本发明另一实施例的一种定位组件的卸载方法，应用于如上所述的定位组件，所述定位组件包括多个目标定位单元组，所述目标定位单元组包括四个目标定位单元，所述目标定位单元关于建筑环梁的中心呈十字形对称设置。所述目标定位单元组包括一第一目标定位单元组；所述第一目标定位单元组包括一第一目标定位单元。

在一种实施方式中，所述定位单元共有二十四个，将二十四个所述定位单元划分成六个所述目标定位单元组，每个所述目标定位单元组包括四个目标定位单元，四个目标单元分别为第一目标单元、第二目标单元、第三目标单元和第四目标单元，所述第一目标单元和所述第二目标单元相对设置，所述第一目标单元和所述第二目标单元位于第一直线上，所述第一直线穿过所述建筑环梁6的中心，所述第三目标单元和所述第四目标单元相对设置，所述第三目标单元和所述第四目标单元位于第二直线上，所述第二直线穿过所述建筑环梁6的中心。

所述定位组件的卸载方法包括：

S1：依次对所述第一目标定位单元的止挡结构3和支撑梁1进行卸载以实现对所述第一目标定位单元的卸载，其中，对所述止挡结构3进行卸载包括依次对环向止挡结构32和径向止挡结构31进行卸载。

在S1中，在一个目标单元中，采用顶升机构沿所述建筑物的环向方向推动所述辅助支柱72，以让出所述环向止挡结构32上的环向垫板322的卸载空间，抽出所述环向止挡结构32上的环向垫板322，以实现对所述环向垫板322 的卸载。采用顶升机构沿所述建筑物的径向方向推动所述辅助支柱72，以让出所述径向止挡结构31上的径向垫板312的卸载空间，抽出所述径向止挡结构31上的径向垫板312，以实现对所述径向止挡结构31上径向垫板312的卸载。采用顶升机构沿竖向方向推动所述支撑梁1的底部，以让出所述第一垫板11的卸载空间，将所述第一垫板11抽出，以实现所述第一垫板11的竖向卸载，这里，所述第一垫板11为竖向垫板。所述顶升机构可以为液压千斤顶、电动千斤顶或螺旋千斤顶中的任意一种。

S2：依次和/或同步对所述第一目标定位单元组中所有的所述目标定位单元进行卸载，以实现对所述第一目标定位单元组的卸载；

在S2中，在一种实施方式中，依次对所述目标定位单元组中的其它三个目标定位单元的环向止挡结构32、径向止挡结构31和所述支撑梁1进行卸载，以实现对一个目标单元组的卸载。在另一种实施方式中，对所述定位组件中的四个所述目标定位单元进行同步卸载，避免不对称卸载对所述环形建筑造成过大的变形。

S3：依次对其他所述目标单元组进行卸载，以完成所述定位组件的卸载。

这样设置的好处在于，在所述定位组件的卸载过程中，通过所述定位组件包括目标定位分成多个目标单元组，所述目标单元组包括四个目标单元，所述目标定位单元关于建筑环梁的中心呈十字形对称设置，避免了所述目标定位单元不对称卸载引起的所述建筑物的变形过大。在所述支撑梁1卸载的过程中，通过先卸载所述止挡结构3再卸载所述支撑梁1，可以让出所述建筑物的水平位移空间，一方面，可以避免所述建筑物在所述止挡结构3的阻挡下产生弯曲变形，另一方面可以避免所述建筑物产生下挠变形而推动所述定位单元，造成安全隐患。由于所述径向止挡结构31用于所述辅助支柱72的径向定位，所述环向止挡结构32用于所述辅助支柱72的环向定位，所述建筑物的环向应力小于切向应力，在所述止挡结构3的卸载过程中，通过先进行所述环向止挡结构32的卸载，然后再进行所述径向止挡结构31的卸载，可以保证分步卸载的安全性，降低所述建筑物的位型变化量，便于后续的施工找型。

可选地，所述对目标定位单元的环向止挡结构32和径向止挡结构31进行卸载包括分别对所述环向止挡结构32和所述径向止挡结构31进行多级分步卸载，所述止挡结构多级分步卸载按照卸载量从小到大的顺序逐步对不同的所述第二垫板进行拆除；对所述支撑梁1进行卸载包括对所述支撑梁1进行多级分步卸载，所述支撑梁多级分步卸载按照卸载量从小到大的顺序逐步对不同的所述第一垫板11进行拆除。

例如，将所述环向止挡结构32的卸载分成四步进行。第一步，使用顶升机构沿所述建筑的环向方向推动所述辅助支柱72，使所述辅助支柱72脱离所述环向止挡结构32上的径向垫板2mm，抽出10mm厚的环向垫板322，然后放入6mm厚的备用垫板，回落千斤顶，完成所述环向止挡结构32的第一步4mm 卸载。第二步，使用顶升机构沿所述建筑的环向方向推动所述辅助支柱72，使所述辅助支柱72脱离所述环向止挡结构32上的环向垫板2mm，抽出6mm厚的备用垫板，回落千斤顶，完成所述环向止挡结构32的第二步6mm卸载。第三步，使用顶升机构沿所述建筑的环向方向推动所述辅助支柱72，使所述辅助支柱72脱离所述环向止挡结构32上的环向垫板2mm，抽出所述环向止挡结构32上的一片环向垫板322，回落顶升机构，实现所述环向止挡结构32的第三步10mm卸载。第四步，完成全部止挡结构的多级分步卸载。径向止挡结构 31的卸载与此类似。

所述对所述支撑梁1进行卸载包括对所述支撑梁1进行支撑梁多级分步卸载，所述支撑梁多级分步卸载按照卸载量从小到大的顺序逐步对所述第一垫板11进行拆除。例如：将所述支撑梁1的卸载分四步进行。三步的卸载量依次为：6mm、8mm、10mm。第一步，使用顶升机构沿竖向方向推动所述支撑梁 1，使支撑梁1脱离第一垫板2mm，取出20mm厚的第一垫板，放入14mm厚的备用垫板，回落所述顶升机构，完成所述支撑梁1的第一步6mm卸载。第二步，使用顶升机构沿竖向方向推动所述支撑梁1，使支撑梁1脱离第一垫板 2mm，取出14mm厚的备用垫板，放入6mm厚的备用垫板，回落所述顶升机构，完成所述支撑梁1的第二步8mm卸载。第三步，取出一片第一垫板11，回落顶升机构，完成所述支撑梁1的20mm卸载。第四步，完成剩余的所有第一垫板11的卸载。

这样设置的好处在于，通过按照卸载量从小到大的顺序逐步对所述第二垫板进行拆除，实现了对所述止挡结构3的多级分步卸载，在所述止挡结构3 的卸载过程中，通过逐步增大所述止挡结构3的卸载量，一方面，可以避免一步卸载到位后，由卸载量过大导致所述建筑物应力急剧增长引起所述建筑物变形，另一方面，可以在卸载效率和卸载质量之间达到平衡，以提高施工效率，并可以进行多次的监测和纠偏，保证卸载施工的安全性和稳定性。通过按照卸载量从小到大的顺序逐步对所述第一垫板11进行拆除，实现了对所述支撑梁 1的多级分步卸载，通过逐步增大所述支撑梁1的卸载量，可以避免卸载量过大导致所述建筑物应力急剧增长而导致所述建筑物变形。

可选地，在步骤S1前包括：利用计算机对卸载施工过程中主体钢结构的应力和/或应变进行模拟分析，以卸载对主体钢结构的应力和/或应变的影响最小为原则，确定每个定位单元的卸载先后顺序；以卸载量由小到大为原则，确定每个定位装置在三个方向上的卸载先后顺序；以卸载高效可靠为原则，确定竖向分级卸载的卸载次数和每次的卸载量。在三个维度的卸载顺序都确定后，按照最终拟定的卸载顺序进行仿真模拟，确定每一步卸载的应力和/或应变的理论值和/或理论变化值。

可选地，所述定位组件的卸载方法还包括：获取所述环形建筑和所述定位组件的应力信息和/或应变信息；当所述应力信息大于预设应力值和/或所述应变信息大于预设应变值时，采用三维扫描仪获取所述环形建筑和所述定位组件的位移信息；当所述位移信息超出第一预设位移值时，减小所述径向止挡结构31、所述环向止挡结构32和所述支撑梁1的卸载量。

获取所述环形建筑和所述定位组件的应力信息和/或应变信息。所述获取所述环形建筑和所述定位组件的应力信息包括：在所述环形建筑和所述定位组件上的目标位置上设置应力传感器，周期性地获取所述应力传感器的应力信息。在一种实施方式中，将所有所述建筑支撑柱7和所述建筑环梁6分成四个象限，在任意一个象限的所有建筑支撑柱7的顶部和中部设置应力传感器。在所述建筑环梁6与所述建筑支撑柱7相对应的位置布置应力传感器，所述应力传感器可以为振弦式传感器，应力信息的获取周期介于5-12min之间，具体地，所述应力获取周期可以为5min、、6min、8min、10min或12min。在另一种实施方式中，所述应力传感器布置目标位置与所述定位单元相对应。

获取所述环形建筑和所述定位组件的应变信息包括：在预设位置布置应变测试仪，在预设时间获取目标位置的应变信息。在一种实施方式中，所述目标位置为：与所述定位单元相对应的环梁单元的两端、与所述定位单元相对应的建筑支撑柱7和所述目标定位单元。所述预设时间为所述定位单元的多级分步卸载中的每一步的卸载前、卸载后。所述应变测试仪为全站仪、3D扫描仪、直尺等。

当所述应力信息小于预设应力值和所述应变信息小于预设应变值时，这时，所述环形建筑的应力应变信息仍处于安全范围内，维持多级分步卸载过程中下一步的卸载量和卸载顺序。例如，在所述支撑梁1的卸载过程中，将所述支撑梁1的卸载分四步进行，四步的卸载量依次为：6mm、8mm、10mm和剩余全部卸载量。在完成第一步6mm的卸载后，所述应力信息小于预设应力值和所述应变信息小于预设应变值，进行第二步8mm卸载。需要说明的是，所述预设应力值和所述应变预设值为根据理论施工模型进行应力应变的Midas模拟分析所得到安全施工的预设应力值和预设应变值。

当所述应力信息大于预设应力值和/或所述应变信息大于预设应变值时，采用三维扫描仪获取所述环形建筑和所述定位组件的位移信息。例如，在所述支撑梁1的卸载过程中，将所述支撑梁1的卸载分四步进行，四步的卸载量依次为：6mm、8mm、10mm和剩余全部卸载量。在完成第一步6mm的卸载后，所述应力信息大于预设应力值或所述应变信息大于预设应变值，建筑物可能已经产生较大的变形，这时，启动三维扫描仪获取所述建筑物的实际模型，将所述建筑物的实际模型与施工模型图作对比，得到所述建筑物的实际位型变形信息，避免产生过大误差或结构失稳。

在一种实施方式中，利用应力监测仪的传感器实时采集主体钢结构的应力实际值和/或应力实际差值，通过云平台对监测数据进行分析处理，与理论值和/或理论差值进行自动对比，实现对卸载应力的实时监测，当所述应力信息超出预设应变值时进行自动预警。

当所述位移信息超出第一预设位移值时，减小所述环向止挡结构32、所述径向止挡结构31的卸载量，减小所述支撑梁1的卸载量。当所述位移信息超出第一预设位移值时，说明这时所述环形建筑物的实际位移量已超过预设值，但仍在可控的安全范围内，这时，为了降低所述环形建筑物的卸载位移对后续施工找型的影响，需要减小所述止挡结构多级分步卸载过程中环向垫板 322或径向垫板312下一步的卸载量，减小所述支撑梁1多级分步卸载过程中的第一垫板11的卸载量，以减缓所述建筑物的卸载偏差。例如：在所述支撑梁1的卸载过程中，所述第一预设位移值为20mm，将所述支撑梁1的卸载分四步进行，四步的卸载量依次为：6mm、8mm、10mm和剩余全部卸载量。在完成第一步6mm的卸载后，所述应力信息大于预设应力值或所述应变信息大于预设应变值，且所述环形建筑和所述定位组件的位移信息大于第一位移预设值时，将第二步的卸载量改成7mm。

当所述实际位移量小于第一预设位移值时，这时，所述环形建筑仍处于安全范围内，维持多级分步卸载过程中的卸载量，维持所述支撑梁多级分步卸载过程中的卸载量。

可选地，当所述位移信息超出第二预设位移值时，其中，所述第二预设位移值大于所述第一预设位移值，停止对当前所述目标定位单元组的卸载，对择优对定位单元进行卸载，其中，所述择优定位单元位于相邻的两个所述目标定位单元之间，所述择优定位单元为根据Midas软件的应力应变模拟结果重新确定所得的定位单元。

这样设置的好处在于，在所述位移信息超过第二预设位移值时，通过对所述择优定位单元进行卸载，所述择优定位单元已通过Midas软件的应力应变模拟结果重新确定，进而优化了由卸载顺序带来了卸载超限影响。

可选地，在步骤S3后还包括：采用三维扫描仪和全站仪对位型进行测量，与理论位型和卸载前后的理论位型变化量进行对比分析。利用应力监测仪对应力进行监测，并与理论应力和卸载前后的理论应力变化量进行对比分析，以检验卸载施工质量并据此指导下一步施工。

可选地，采用三维扫描仪获取所述环形建筑和所述定位单元的位移信息，包括：获取所述环形建筑和所述定位单元的施工图模型；在第一时刻对所述环形建筑和所述定位单元进行三维扫描以确定第一时刻点云数据；在第二时刻对所述定位单元和所述定位单元进行三维扫描以确定第二时刻点云数据，其中，所述第二时刻在所述第一时刻之后；针对所述主体结构和所述临时支撑结构的设定部位确定所述第一时刻点云数据与所述施工图模型之间的第一位移差；所述环形建筑和所述定位单元确定所述第二时刻点云数据与所述施工图模型之间的第二位移差；根据所述第一位移差和所述第二位移差确定述环形建筑和所述定位单元的所述设定部位的所述第一时刻与所述第二时刻之间的位移信息。

获取所述环形建筑和所述定位单元的施工图模型。在本发明实施例中，采用Midas软件建立所述环形建筑和所述定位单元的BIM模型，根据Midas建立的竣工后的模型，采用Tekla软件建立详细的将该BIM模型转换为施工图 BIM模型IFC(Issue for Construction，施工图)，模型发展等级设计精度为 LOD350，为竣工后的最终状态。该IFC模型通过Revit软件转化为Navisworks 的.NWC格式后，可作为基准参考模型使用。

在第一时刻对所述环形建筑和所述定位单元进行三维扫描以确定第一时刻点云数据。

在第二时刻对所述环形建筑和所述定位单元进行三维扫描以确定第二时刻点云数据，其中，所述第二时刻在所述第一时刻之后。

在本发明实施例中，设定了两个时间点来对所述环形建筑和所述定位单元位型变化进行监测比较。在第一时刻，通过高精度3D扫描仪对所述环形建筑和所述定位单元进行扫描以获取现场扫描数据，并通过扫描仪软件Scene对获取的扫描数据进行处理、配准、点云生成与裁剪以得到第一时刻点云数据。同理，可得到第二时刻点云数据。在本发明实施例中，选用FARO S350型扫描仪，该扫描仪350米内测距误差仅为1mm，角精度达到19角秒，当测距为25 米时三维位置精度达到3.5mm，最大测量速度达到976000pts/秒。在进行扫描前，需要利用扫描仪软件Scene对扫描仪进行现场补偿(On-Site Compensation)，即对转角精度进行检查和校准，以提高扫描数据的可靠性。在进行扫描前，需对扫描仪各项参数进行设置，基于扫描对象、距离与精度要求，选取扫描分辨率为1/4、质量为4x，打开倾角仪，并拍摄全景彩色照片。在扫描时，需要使用棋盘板式标靶，使用全站仪对其三维坐标进行测量，以建立空间坐标系统。

针对所述环形建筑和所述定位单元的设定部位确定所述第一时刻点云数据与所述施工图模型之间的第一位移差。

针对所述环形建筑和所述定位单元的设定部位确定所述第二时刻点云数据与所述施工图模型之间的第二位移差。

根据所述第一位移差和所述第二位移差确定所述环形建筑和所述定位单元的所述设定部位的所述第一时刻与所述第二时刻之间的位型差值。

在本发明实施例中，由于点云数据之间难以进行位型对比，需借用参考模型。通过分别计算第一时刻点云数据和第二时刻点云数据与该参考模型的位移差值，进而得到第一时刻点云数据和第二时刻点云数据之间的位型差值。在本发明实施例中，采用模型整合软件NavisWorks将第一时刻的点云数据和第二时刻的点云数据分别与钢结构的施工图IFC参考模型进行整合。由于点云数据和IFC模型采用了统一的坐标体系，在NavisWorks软件中整合时可自动对准，无需其他对准操作处理。利用NavisWorks的剖分工具和测量工具，分别得到第一时刻和第二时刻点云数据与该IFC参考模型的位移差值，进而得到第一时刻点云数据和第二时刻点云数据之间的位型差值。

比较所述位型差值与预设位型差限值以判断是否超限。在本发明实施例中，采用Midas软件建立钢结构施工各阶段的BIM模型，其中包括上述第一时刻和第二时刻的BIM模型，并在Midas软件中模拟计算这两个时刻的BIM 模型之间的理论位移差，作为预设的位型差限值。若步骤中得到的位型差值超过该预设的位型差限值，则钢结构在这两个时刻之间的位型差超限。

本发明将3D激光扫描技术与BIM技术进行结合与创新，提供了一种基于三维扫描技术的钢结构施工的监测方法。三维扫描技术是指对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标的技术，其重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。三维扫描技术能实现非接触测量，且具有速度快、精度高的优点。BIM技术将建筑项目的所有相关信息都整合到三维可视化模型之中，供各参与方进行交互式管理和协同工作，可以提高工作效率和节省资源，可提升项目管理精细化程度。在很多应用场景中，BIM是反馈信息并最终实现指导现场施工的重要载体。

本发明提供的监测方法突破了传统监测手段只能进行单点测量的限制，可监测任意点位的位移变化，监测精度高，监测高效便捷，无需高空作业，且降低了对其他施工作业的相互干扰。本发明采用高精度3D激光扫描仪，形成的点云数据能够可视化展示和数字化存储，并可通过整合软件将点云数据与施工图BIM模型进行对比测量，为环形建筑应力应变分析提供精确的数据，从而保证了环形建筑施工质量控制的可靠性。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种定位装置，用于建筑支撑柱的定位和支撑，所述建筑支撑柱(7)包括辅助支柱(72)，其特征在于，所述定位装置包括支撑梁(1)、至少一个第一垫板(11)和多个止挡结构(3)，所述第一垫板(11)垫设于所述支撑梁(1)的下方，所述支撑梁(1)用于支撑所述辅助支柱(72)，所述止挡结构(3)与所述支撑梁(1)连接，所有所述止挡结构(3)合围形成定位部，所述定位部适于所述辅助支柱(72)水平方向的定位。

2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述止挡结构(3)包括止挡件和多个第二垫板，所述止挡件与所述支撑梁(1)连接，所述第二垫板分别与所述辅助支柱(72)和所述止挡件贴合。

3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，还包括多个备用垫板，所述备用垫板的厚度不同，且所述备用垫板的厚度小于所述第一垫板(11)或所述第二垫板的厚度。

4.一种定位单元，其特征在于，包括多个如权利要求1-3任一所述的定位装置，所述定位单元还包括塔架(5)，所述塔架(5)上设置有两个限位柱(4)，两个所述限位柱(4)位于所述定位装置的支撑梁(1)的相对两侧，所述限位柱(4)上开设有定位槽(41)，所述定位槽(41)沿竖直方向设置，所述支撑梁(1)上设置有滑块(14)，所述滑块(14)与所述定位槽(41)的侧壁贴合，且所述滑块(14)适于沿所述定位槽(41)滑动。

5.一种定位组件，其特征在于，包括多个如权利要求4所述的定位单元，应用于环形建筑，所述环形建筑包括建筑环梁(6)和多个建筑支撑柱(7)，所有所述建筑支撑柱(7)沿所述建筑环梁(6)的周向设置，所述定位单元的位置分别与所述建筑支撑柱(7)的辅助支柱(72)相对应，径向止挡结构(31)用于所述辅助支柱(72)沿所述建筑环梁(6)径向的支撑定位，环向止挡结构(32)用于所述辅助支柱(72)沿所述建筑环梁(6)环向的定位。

6.一种定位组件的卸载方法，应用于如权利要求5所述的定位组件，其特征在于，所述定位组件包括多个目标定位单元组，所述目标定位单元组包括四个目标定位单元，所述目标定位单元关于建筑环梁(6)的中心呈十字形对称设置，所述目标定位单元组包括一第一目标定位单元组；所述第一目标定位单元组包括一第一目标定位单元，所述定位组件的卸载方法包括：

依次对所述第一目标定位单元的止挡结构(3)和支撑梁(1)进行卸载以实现对所述第一目标定位单元的卸载，其中，对所述止挡结构(3)进行卸载包括依次对环向止挡结构(32)和径向止挡结构(31)进行卸载；

依次和/或同步对所述第一目标定位单元组中所有的所述目标定位单元进行卸载，以实现对所述第一目标定位单元组的卸载；

依次对其他所述目标单元组进行卸载，以完成所述定位组件的卸载。

7.根据权利要求6所述的定位组件的卸载方法，其特征在于，对目标定位单元的环向止挡结构(31)和径向止挡结构(32)进行卸载包括：

分别对所述环向止挡结构(31)和所述径向止挡结构(32)进行止挡结构多级分步卸载，所述止挡结构多级分步卸载按照卸载量从小到大的顺序逐步对不同的第二垫板进行拆除；

所述对所述支撑梁(1)进行卸载包括：

对所述支撑梁(1)进行支撑梁多级分步卸载，所述支撑梁多级分步卸载按照卸载量从小到大的顺序逐步对不同的第一垫板(11)进行拆除。

8.根据权利要求7所述的定位组件的卸载方法，其特征在于，还包括：

获取环形建筑和所述定位组件的应力信息和/或应变信息；

当所述应力信息大于预设应力值和/或所述应变信息大于预设应变值时，采用三维扫描仪获取所述环形建筑和所述定位组件的位移信息；

当所述位移信息超出第一预设位移值时，减小所述环向止挡结构(31)、所述径向止挡结构(32)和所述支撑梁(1)的卸载量。

9.根据权利要求8所述的定位组件的卸载方法，其特征在于，当所述位移信息超出第二预设位移值时，其中，所述第二预设位移值大于所述第一预设位移值，停止对当前所述目标定位单元组的卸载，对择优定位单元进行卸载，其中，所述择优定位单元位于相邻的两个所述目标定位单元之间，所述择优定位单元为根据Midas软件的应力应变模拟结果确定的定位单元。

10.根据权利要求8所述的定位组件的卸载方法，其特征在于，采用三维扫描仪获取所述环形建筑和所述定位单元的位移信息，包括：

获取所述环形建筑和所述定位单元的施工图模型；

在第一时刻对所述环形建筑和所述定位单元进行三维扫描以确定第一时刻点云数据；在第二时刻对所述环形建筑和所述定位单元进行三维扫描以确定第二时刻点云数据，其中，所述第二时刻在所述第一时刻之后；

针对所述环形建筑和所述定位单元的设定部位确定所述第一时刻点云数据与所述施工图模型之间的第一位移差；所述环形建筑和所述定位单元确定所述第二时刻点云数据与所述施工图模型之间的第二位移差；

根据所述第一位移差和所述第二位移差确定述环形建筑和所述定位单元的所述设定部位的所述第一时刻与所述第二时刻之间的位移信息。

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