CN113338446A - 基于bim的高空连廊多维智能提升平移方法及系统 - Google Patents

基于bim的高空连廊多维智能提升平移方法及系统 Download PDF

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CN113338446A CN202110590863.9A CN202110590863A CN113338446A CN 113338446 A CN113338446 A CN 113338446A CN 202110590863 A CN202110590863 A CN 202110590863A CN 113338446 A CN113338446 A CN 113338446A
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Abstract

本申请涉及高空建筑的领域，尤其是涉及一种基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法及系统，该方法采用液压整体提升技术对连廊进行提升安装，包括以下步骤：实时获取连廊施工过程中的监测数据，并根据所述监测数据建立或更新BIM模型；安装智能平移装置，在将连廊提升到设计标高后，对所述连廊进行平移对准；安装激光对准仪，在对所述连廊进行平移对准时进行辅助定位；其中，所述BIM模型实时更新，并根据所述BIM模型，对连廊施工过程进行安全性评估，若评估结果为安全，则进入下一阶段的施工过程，若评估结果为危险，则自动调整拉力参数并发出危险警报。本申请采用BIM技术对整个连廊施工过程进行安全性评估和监测，进一步增加了施工过程的安全性。

Description

基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法及系统
技术领域
本申请涉及高空建筑的领域，尤其是涉及一种基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法及系统。
背景技术
随着城市建筑用地的日益紧张、人们对建筑艺术的追求不断提高以及建造成本的逐日剧增，超高层双塔高空大跨度重型连廊也将日益增多。
相关技术中，对于安装高度较高、跨度较大、重量较重的钢结构连廊，多采用分件高空散装方案，该方案需要在高空中搭设承重很大的拼装平台，不但高空组装、焊接工作量巨大、现场机械设备很难满足吊装要求，而且所需高空组拼胎架用量多、搭设高度大，存在很大的安全、质量风险；同时，施工的难度较大，并且对整个工程的施工工期会有很大的影响，方案的技术经济性指标较差。
而如果采用大型吊机抬吊整体安装，则需要较大吨位的吊车，对于地面基础有较高要求，并且存在一定安全风险。
针对上述中的相关技术，发明人认为对于跨度大、高度高的钢结构连廊安装方案，由于钢连廊的形式各异、重量不一，选择的具体提升方法必须兼顾成本、安全性以及施工简便性。
发明内容
为了兼顾钢结构连廊施工的成本、安全性以及简便性，本申请提供了一种基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法及系统。
第一方面，本申请提供一种基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法，采用如下的技术方案：
一种基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法，采用液压整体提升技术对连廊进行提升安装，包括以下步骤：
实时获取连廊施工过程中的监测数据，并根据所述监测数据建立或更新BIM模型；
安装智能平移装置，在将连廊提升到设计标高后，对所述连廊进行平移对准；
安装激光对准仪，在对所述连廊进行平移对准时进行辅助定位；
其中，所述BIM模型实时更新，并根据所述BIM模型，对连廊施工过程进行安全性评估，若评估结果为安全，则进入下一阶段的施工过程，若评估结果为危险，则自动调整拉力参数并发出危险警报。
通过采用上述技术方案，采用液压整体提升技术对钢结构连廊进行提升安装，相比于分件高空散装和大型吊机抬吊整体安装，具有施工简便、成本低、安全性高等优点，并且在施工过程中，采用BIM技术对整个连廊施工过程进行安全性评估和监测，进一步增加了施工过程的安全性。
可选的，所述连廊施工过程包括准备阶段、提升阶段、平移阶段和安装阶段。
通过采用上述技术方案，出于安全考虑，为了避免连廊在提升过程中破坏幕墙等结构，需要在连廊两端分别预留空间，因此，在连廊提升就位后，需要做平移操作，以利于将连廊焊接到设计位置。
可选的，在平移阶段中，根据所述BIM模型采用智能平移装置将所述连廊平移，所述智能平移装置包括若干个平移控制机构，所述平移控制机构包括横向平移控制组件和纵向平移控制组件，横向平移控制组件包括横向液压缸和用于驱动横向液压缸的第一驱动装置，横向液压缸一端通过球形铰接件与提升牛腿一端铰接，另一端通过球形铰接件与提升器底座侧壁铰接；纵向平移控制组件包括第一纵向液压缸、第二纵向液压缸和用于驱动所述第一纵向液压缸和第二纵向液压缸的第二驱动装置，第一纵向液压缸一端通过球形铰接件与提升牛腿另一端侧壁铰接，另一端通过球形铰接件与提升器底座底面铰接，第二纵向液压缸一端通过球形铰接件与提升牛腿另一端的另一侧壁铰接，另一端通过球形铰接件与提升器底座底面铰接，在所述BIM模型中将所述横向液压缸、第一纵向液压缸和第二纵向液压缸转化为坐标，把平移过程转化为对液压缸长度的控制。
通过采用上述技术方案，在将连廊平移并对准的施工阶段，根据BIM 模型控制智能平移装置对连廊进行平移，从而实现连廊的自动精准平移。
可选的，所述连廊一端设置有用于辅助定位的激光对准仪，所述激光对准仪包括底座、转动连接于所述底座的本体、固定连接于所述本体的水平仪和驱动所述本体转动的驱动组件，所述底座设置有多个水平调节脚，多个所述水平调节脚包括螺栓、第一螺母和第二螺母，所述螺栓一端固定连接于所述连廊一端，所述螺栓另一端依次穿过所述第一螺母、底座和第二螺母，且设计标高位置放置有多个用于供所述激光对准仪对准用的反射器，在辅助定位时，驱动所述激光对准仪旋转，并分别对准多个所述反射器，提高定位精度。
通过采用上述技术方案，在将连廊平移并对准的施工阶段，还可以设置激光对准仪进行辅助定位，由激光对准仪进行定位校准，如果存在误差，还可以上报误差数值给BIM模型，从而进一步调整平移参数。
可选的，所述根据所述BIM模型，对连廊施工过程进行安全性评估，具体包括以下步骤：
根据所述BIM模型，建立有限元分析模型；
采用有限元分析方法对所述有限元分析模型进行分析，获得所述连廊的内部应力和外部受力；
将所述内部应力与预设的内部应力安全阈值对比；
将所述外部受力与预设的外部受力安全阈值对比；
当所述内部应力和外部受力均处于安全阈值范围内时，评估结果为安全，当所述内部应力或外部受力处于安全阈值范围外时，评估结果为危险。
通过采用上述技术方案，采用有限元分析方法进行分析，获得连廊的内部应力和外部受力，从而判断连廊当前的应力和受力情况，以利于评估连廊施工过程中的安全性。
可选的，所述外部受力包括垂直于所述连廊的风荷载引起的水平力 F＝ωk×A，其中，ωk为实时风荷载，ωk＝βzμsμzωi，βz为高度z处的风振系数，μs为风荷载体型系数，μz为高度z处的风压变化系数，ωi为基本风压值，A为连廊的表面面积。
通过采用上述技术方案，由于连廊施工过程大部分都处于高空中，在沿海等风力较大的区域施工时，风荷载引起的水平力对连廊的稳定性有较大影响，因此，在外部受力参数中引入风荷载引起的水平力，有利于提高 BIM模型和限元分析模型的精确度。
可选的，所述监测数据包括连廊结构信息和各个传感器的采集信息；所述基本风压值ωi根据所述监测数据进行反向计算。
通过采用上述技术方案，基本风压值根据监测数据进行反向计算，而不是固定选择十年一遇或五十年一遇的基本风压值，这样有利于提高BIM 模型计算的准确性，在风力较大区域、风力较小区域或风力变化较大区域进行安装时，不必再手动选择基本风压值，而是根据实际所处的环境自动反向计算。
可选的，所述反向计算包括以下步骤：
将预设的基本风压值ω0作为初始值代入所述有限元分析模型，得到所述连廊结构中各个传感器位置处的位移或应力数据作为计算值；
将所述各个传感器的采集信息作为采集值；
将所述计算值与采集值进行一一比较；
若误差处于预设范围内，则所述预设的基本风压值ω0就是待求的基本风压值；若误差处于预设范围外，则对所述初始值进行优化，并重新计算和比较。
通过采用上述技术方案，对基本风压值采用反向计算，首先预设一个基本风压值，并将计算结果与实际采集值进行比较，如果误差处于预设范围之外表明当前的预设值并不准确，需要进行优化。
可选的，所述对所述初始值进行优化，并重新计算和比较，包括以下步骤：
根据所述初始值构建容量为n的粒子群(ω1，ω2，…，ωn)，每个粒子代表一种可能的基本风压值，各粒子的初始参数按下式进行计算：
Figure RE-GDA0003157057080000051
其中，b为(0,3)区间内的随机数；
将所述各粒子的初始参数分别代入所述有限元分析模型，得到所述连廊结构中各个传感器位置处的位移或应力数据作为计算值；
设所述连廊结构中传感器数为m，各个传感器的计算值分别为 Xj(j＝1，2，…，m)，各个传感器的采集值分别为Yj(j＝1，2，…，m)；
将所述各个传感器的计算值与采集值代入函数
Figure RE-GDA0003157057080000061
分析不同粒子代表的基本风压值与实际基本风压值的差异性；
若f值小于预设值，则表明此时粒子代表的基本风压值与实际基本风压值的差异满足误差条件，即得到了合理的基本风压值；若f值大于预设值，不满足误差条件，则需要优化各粒子中记录的参数信息，并进行迭代计算，直至获取到合理的基本风压值；
在所述迭代计算过程中，采用优化公式对各粒子中记录的参数信息进行优化，所述优化公式为：
Figure RE-GDA0003157057080000062
其中，ui为n维向量，且初始值为0；ci是介于(0，2)之间的随机数，每次计算时随机更新；ωi best为粒子代表的基本风压值与实际基本风压值差异最小时的数值；pbest为所有粒子代表的基本风压值在各次迭代中与实际基本风压值差异最小时的数值。
通过采用上述技术方案，根据初始值扩建粒子群，并对粒子群中的数值进行迭代运算和优化，从而最终得到合理的基本风压值。
第二方面，本申请提供一种基于BIM的高空连廊多维智能提升平移系统，采用如下的技术方案：
一种基于BIM的高空连廊多维智能提升平移系统，包括：
检测单元，用于实时获取连廊施工过程中的监测数据；
建模单元，用于根据所述监测数据建立或更新BIM模型；
评估单元，用于根据所述BIM模型，对连廊施工过程进行安全性评估，若评估结果为安全，则进入下一阶段的施工过程，若评估结果为危险，则自动调整拉力参数并发出危险警报。
综上所述，本申请采用液压整体提升技术对钢结构连廊进行提升安装，相比于分件高空散装和大型吊机抬吊整体安装，具有施工简便、成本低、安全性高等优点，并且在施工过程中，采用BIM技术对整个连廊施工过程进行安全性评估和监测，进一步增加了施工过程的安全性。
附图说明
图1是本申请高空连廊施工结构示意图。
图2是本申请连廊施工过程第一状态示意图。
图3是本申请提升平台结构示意图。
图4是图3中A的放大示意图。
图5是本申请连廊施工过程第二状态示意图。
图6是本申请连廊施工过程第三状态示意图。
图7是本申请连廊施工过程第四状态示意图。
图8是本申请激光对准仪结构示意图。
图9是本申请连廊施工过程第五状态示意图。
附图标记说明：1、智能平移装置；11、横向液压缸；12、第一纵向液压缸；13、第二纵向液压缸；2、连廊；20、激光对准仪；21、底座；22、本体；23、水平仪；24、驱动组件；25、水平调节脚；251、螺栓；252、第一螺母；253、第二螺母；26、反射器；3、提升平台；31、提升架；311、提升牛腿；312、斜撑；313、滑轨；32、提升器；321、提升器底座；322、钢绞线；4、主楼；41、支撑牛腿；42、预留的钢结构；5、副楼；51、型钢梁；6、裙楼。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 1-9及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例公开一种基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法。采用液压整体提升技术对钢结构连廊进行提升安装，该方法包括以下步骤：
S01：实时获取连廊施工过程中的监测数据，并根据监测数据建立或更新BIM模型；
S02：在将连廊2提升到设计标高后，对连廊2进行平移对准；
S03：在对连廊2进行平移对准时进行辅助定位；
其中，在准备阶段中安装好智能平移装置1和激光对准仪20，在将连廊2提升到设计标高后，采用智能平移装置1对连廊2进行平移对准，在对连廊2进行平移对准时采用激光对准仪20进行辅助定位；BIM模型实时更新，并根据BIM模型，对连廊施工过程进行安全性评估，若评估结果为安全，则进入下一阶段的施工过程，若评估结果为危险，则自动调整拉力参数并发出危险警报。
参照图1，具体来说，主楼4和副楼5低层之间具有裙楼6，钢结构连廊2主要分布于主楼4和副楼5之间，该连廊属于大悬挑，通过空中连廊 2将两栋楼连接在一起；连廊施工过程包括准备阶段、提升阶段、平移阶段和安装阶段。
准备阶段：参照图2，出于安全考虑，为了避免连廊2在提升过程中破坏主楼4和副楼5的幕墙等结构，需要在连廊2两端分别预留空间，例如，在主楼4上设置有支撑牛腿41，连廊2在提升过程中，为了避开该支撑牛腿41，也需要预留一定的空间，在副楼5墙面安装有幕墙龙骨等结构，也需要预留空间，因此，在连廊2提升就位后，需要做平移操作，以利于将连廊2焊接到设计位置。
整体提升前，应将连廊2正下方区域的裙楼6楼面清理干净，且楼面满足整体拼装要求，提升时副楼5上靠近主楼4一侧的外架均应拆除完成，且主楼4和副楼5两侧的混凝土强度应达到设计要求方可进行提升工作，钢结构连廊2先在其投影面正下方的裙楼6楼面上拼装为整体，在主楼4 和副楼5的设计标高处，利用主楼4和副楼5结构设置提升平台3(上吊点)，在钢结构连廊2的上弦杆件上与上吊点对应位置处安装提升临时吊具(下吊点)，上吊点和下吊点间通过专用底锚和专用钢绞线322连接。
参照图3和图4，具体来说，提升平台3包括提升架31和提升器32，提升架31包括提升牛腿311和斜撑312，提升牛腿311上设置有供提升器32滑移的滑轨313，且提升牛腿311和滑轨313均开设有供提升器32的钢绞线322穿过的平移孔，提升器32滑移连接于滑轨313上；同时，利用主楼4结构预装支撑牛腿41，在支撑牛腿41上安装好预留的钢结构42，并利用副楼5结构预埋型钢梁51。
其中，连廊拼装使用现场塔吊进行，先拼装桁架下弦杆和底层钢梁，再拼装桁架竖向、斜向腹杆和上弦杆，最后依次拼装连廊中间层和上层钢梁。加固杆件随所连连廊结构杆件一起拼装，确保提升结构整体性。
提升阶段：参照图5和图6，主要使用液压提升装置，利用液压整体提升技术将连廊提升至设计安装位置。动力系统由泵源液压系统(为提升器提供液压动力，在各种液压阀的控制下完成相应的动作)及电气控制系统(动力控制系统、功率驱动系统、计算机控制系统等)组成。整体提升施工过程中，影响构件提升速度的因素主要有液压油管的长度及泵站的配置数量，按照本申请实施例的设备配置，整体提升约为4米/小时。
在提升之前，还需要将钢绞线322张紧进行预提升，以BIM模型计算的各提升吊点反力值为依据，对桁架钢结构单元进行分级加载(试提升)，各吊点处的液压提升系统伸缸压力应缓慢分级增加，依次为20％、40％、 60％、80％；在确认各部分无异常的情况下，可继续加载到90％、95％、 100％，直至桁架钢结构全部脱离拼装胎架约100mm，停止提升。液压缸锁紧，静置12小时，检查结构、临时杆件、提升吊点和提升平台的焊缝和变形是否正常。
为了保证桁架结构精确对口，可以在桁架的上弦断口位置设置限位挡板，当桁架结构提升至距设计高度约200mm时，开始降低提升速度，提升器32微调作业，竖值方向的偏差可以通过提升器32进行微调，调整精度可达1mm，达到设计标高后液压缸锁紧。
平移阶段：参照图7，根据BIM模型采用智能平移装置1将连廊2往副楼5方向平移并定位，使得连廊2上的焊接点与副楼5上的预埋型钢梁51对准。
参照图4，智能平移装置1包括若干个平移控制机构，本申请实施例中设置有五个提升平台3，对应设置有五个平移控制机构，平移控制机构包括横向平移控制组件和纵向平移控制组件，横向平移控制组件包括横向液压缸11和用于驱动横向液压缸11的第一驱动装置(图中未示出)，横向液压缸11一端通过球形铰接件与提升牛腿311一端铰接，另一端通过球形铰接件与提升器底座321侧壁铰接；纵向平移控制组件包括第一纵向液压缸12、第二纵向液压缸13和用于驱动第一纵向液压缸12和第二纵向液压缸13的第二驱动装置(图中未示出)，第一纵向液压缸12一端通过球形铰接件与提升牛腿311另一端侧壁铰接，另一端通过球形铰接件与提升器底座321底面铰接(另一端也可以通过球形铰接件与提升器底座321另一侧壁铰接)，第二纵向液压缸13一端通过球形铰接件与提升牛腿311另一端的另一侧壁铰接，另一端通过球形铰接件与提升器底座321底面铰接 (另一端也可以通过球形铰接件与提升器底座321另一侧壁铰接)，在BIM 模型中将横向液压缸11、第一纵向液压缸12和第二纵向液压缸13转化为坐标，把平移过程转化为对液压缸长度的控制。
参照图8，连廊2一端设置有用于辅助定位的激光对准仪20，激光对准仪20包括底座21、转动连接于底座21的本体22、固定连接于本体22 的水平仪23和驱动本体22转动的驱动组件24，底座21设置有多个水平调节脚25，多个水平调节脚25包括螺栓251、第一螺母252和第二螺母 253，螺栓251一端固定连接于连廊2一端，螺栓251另一端依次穿过第一螺母252、底座21和第二螺母253，第一螺母252和第二螺母253用于配合水平仪23调整激光对准仪20的水平，对应的主楼4或副楼5设计标高位置放置有多个用于供激光对准仪20对准用的反射器26，在辅助定位时，驱动激光对准仪20旋转，并分别对准多个反射器26，提高定位精度。
在平移阶段中，连廊2除了需要由横向平移控制组件控制往副楼5方向进行平移，可能也需要由纵向平移控制组件控制在同一水平面上垂直于该平移方向的方向上进行微移，在本申请实施例中，可以采用BIM模型进行精确计算连廊2所需移动的目标位置，转化为坐标，并将该目标位置对应的坐标转换为横向液压缸11、第一纵向液压缸12和第二纵向液压缸13 的长度数据，把平移过程转化为对液压缸长度的控制，从而精确控制连廊 2的平移。
具体来说，设连廊2往副楼5的平移方向为X轴，连廊2提升方向为 Z轴，在同一水平面上垂直于X轴的方向为Y轴，由此可以将BIM模型中的每个点均转换为坐标点，连廊2提升过程是Z轴的对准过程，当连廊2 提升到设计标高时，Z轴已经对准，只需要再调整X轴和Y轴；假设此时横向液压缸11与提升牛腿311铰接位置的坐标为(x11，y11)，横向液压缸11 与提升器底座321侧壁铰接位置的坐标为(x12，y12)，第一纵向液压缸12与提升牛腿311侧壁铰接位置的坐标为(x21，y21)，第一纵向液压缸12与提升器底座321底面铰接位置的坐标为(x22，y22)；第二纵向液压缸13与提升牛腿311另一侧壁铰接位置的坐标为(x31，y31)，第二纵向液压缸13与提升器底座321底面铰接位置的坐标为(x32，y32)；通过BIM模型验证换算，获得平移对准后，横向液压缸11与提升器底座321侧壁铰接位置的目标坐标为 (x13，y13)，第一纵向液压缸12与提升器底座321底面铰接位置的目标坐标为(x23，y23)，第二纵向液压缸13与提升器底座321底面铰接位置的目标坐标为(x33，y33)，计算得出平移对准后，横向液压缸11的长度为
Figure RE-GDA0003157057080000131
第一纵向液压缸12的长度为
Figure RE-GDA0003157057080000132
第二纵向液压缸13的长度为
Figure RE-GDA0003157057080000133
将连廊2所需平移的横纵位移数据转换为横向液压缸11、第一纵向液压缸12和第二纵向液压缸 13的长度数据，从而精确控制连廊2的平移。
具体来说，第一驱动装置控制横向液压缸11向着目标长度数据变化时，应尽量降低横向液压缸11的长度变化速度，以减小移动过程中对于连廊2 的晃动影响。实际工况中提升器32沿X轴移动的变化幅度不会太大(一般的变化幅度在500mm内)，提升器32沿Y轴移动的变化幅度也不会太大(一般的变化幅度在100mm内)，可以让横向液压缸11、第一纵向液压缸12 和第二纵向液压缸13同时完成长度变化；具体来说，可以先计算横向液压缸11、第一纵向液压缸12和第二纵向液压缸13各自所需的长度变化量，并各自在预设的安全变化速度范围内选择各自对应的变化速度，从而在同一时间内同时完成变化过程。
本申请实施例中，对于横向液压缸11、第一纵向液压缸12和第二纵向液压缸13的长度变化控制方式，可以采用由系统自动控制，也可以采用由人工控制。在采用由人工控制时，横向液压缸11、第一纵向液压缸12 和第二纵向液压缸13均由一遥控器进行长度控制，且在连廊2上设置有激光对准仪20，在主楼4或副楼5对应的目标位置设置有反射器26，遥控器由人工进行控制，人工通过观察并利用激光对准仪20进行操作遥控器，从而使得连廊2实现平移和对准。
安装阶段：参照图9，平移并对准完成后，将连廊2上的焊接点与副楼5上的预埋型钢梁51焊接固定，然后在连廊2与主楼4预留的钢结构 42之间嵌补构件，完成安装。
本申请实施例中，根据BIM模型，对连廊施工过程进行安全性评估，连廊施工过程包括准备阶段、提升阶段、平移阶段和安装阶段，具体包括以下步骤：
根据BIM模型，利用有限元分析软件建立有限元分析模型；
采用有限元分析方法对有限元分析模型进行分析，获得连廊的内部应力和外部受力；
将内部应力与预设的内部应力安全阈值对比；
将外部受力与预设的外部受力安全阈值对比；
当内部应力和外部受力均处于安全阈值范围内时，评估结果为安全，当内部应力或外部受力处于安全阈值范围外时，评估结果为危险。
具体来说，外部受力包括垂直于连廊的风荷载引起的水平力F＝ωk×A，其中，ωk为实时风荷载，ωk＝βzμsμzωi，βz为高度z处的风振系数，μs为风荷载体型系数，μz为高度z处的风压变化系数，ωi为基本风压值，A为连廊的表面面积。
具体来说，监测数据包括连廊结构信息和各个传感器的采集信息；基本风压值ωi根据监测数据进行反向计算。
本申请实施例中，反向计算包括以下步骤：
将预设的基本风压值ω0作为初始值代入有限元分析模型，得到连廊结构中各个传感器位置处的位移或应力数据作为计算值；
将各个传感器的采集信息作为采集值；
将计算值与采集值进行一一比较；
若误差处于预设范围内，则预设的基本风压值ω0就是待求的基本风压值；若误差处于预设范围外，则对初始值进行优化，并重新计算和比较。
具体来说，对初始值进行优化，并重新计算和比较，包括以下步骤：
根据初始值构建容量为n的粒子群(ω1，ω2，…，ωn)，每个粒子代表一种可能的基本风压值，各粒子的初始参数按下式进行计算：
Figure RE-GDA0003157057080000151
其中，b为(0,3)区间内的随机数；
将各粒子的初始参数分别代入有限元分析模型，得到连廊结构中各个传感器位置处的位移或应力数据作为计算值；
设连廊结构中传感器数为m，各个传感器的计算值分别为 Xj(j＝1，2，…，m)，各个传感器的采集值分别为Yj(j＝1，2，…，m)；
将各个传感器的计算值与采集值代入函数
Figure RE-GDA0003157057080000152
分析不同粒子代表的基本风压值与实际基本风压值的差异性；
若f值小于预设值，则表明此时粒子代表的基本风压值与实际基本风压值的差异满足误差条件，即得到了合理的基本风压值；若f值大于预设值，不满足误差条件，则需要优化各粒子中记录的参数信息，并进行迭代计算，直至获取到合理的基本风压值；
在迭代计算过程中，采用优化公式对各粒子中记录的参数信息进行优化，优化公式为：
Figure RE-GDA0003157057080000161
其中，ui为n维向量，且初始值u0＝0；ci是介于(0，2)之间的随机数，每次计算时随机更新；ωi best为粒子代表的基本风压值与实际基本风压值差异最小时的数值；pbest为所有粒子代表的基本风压值在各次迭代中与实际基本风压值差异最小时的数值。
本申请实施例还公开一种基于BIM的高空连廊多维智能提升平移系统。参照图3，该系统包括：
检测单元，用于实时获取连廊施工过程中的监测数据；
建模单元，用于根据监测数据建立或更新BIM模型；
评估单元，用于根据BIM模型，对连廊施工过程进行安全性评估，若评估结果为安全，则进入下一阶段的施工过程，若评估结果为危险，则自动调整拉力参数并发出危险警报。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (10)

1.一种基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法，其特征在于，采用液压整体提升技术对连廊进行提升安装，包括以下步骤：
实时获取连廊施工过程中的监测数据，并根据所述监测数据建立或更新BIM模型；
安装智能平移装置(1)，在将连廊(2)提升到设计标高后，对所述连廊(2)进行平移对准；
安装激光对准仪(20)，在对所述连廊(2)进行平移对准时进行辅助定位；
其中，所述BIM模型实时更新，并根据所述BIM模型，对连廊施工过程进行安全性评估，若评估结果为安全，则进入下一阶段的施工过程，若评估结果为危险，则自动调整拉力参数并发出危险警报。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法，其特征在于：所述连廊施工过程包括准备阶段、提升阶段、平移阶段和安装阶段。
3.根据权利要求2所述的基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法，其特征在于：在平移阶段中，根据所述BIM模型采用智能平移装置(1)将所述连廊(2)平移，所述智能平移装置(1)包括若干个平移控制机构，所述平移控制机构包括横向平移控制组件和纵向平移控制组件，横向平移控制组件包括横向液压缸(11)和用于驱动横向液压缸(11)的第一驱动装置，横向液压缸(11)一端通过球形铰接件与提升牛腿(311)一端铰接，另一端通过球形铰接件与提升器底座(321)侧壁铰接；纵向平移控制组件包括第一纵向液压缸(12)、第二纵向液压缸(13)和用于驱动所述第一纵向液压缸(12)和第二纵向液压缸(13)的第二驱动装置，第一纵向液压缸(12)一端通过球形铰接件与提升牛腿(311)另一端侧壁铰接，另一端通过球形铰接件与提升器底座(321)底面铰接，第二纵向液压缸(13)一端通过球形铰接件与提升牛腿(311)另一端的另一侧壁铰接，另一端通过球形铰接件与提升器底座(321)底面铰接，在所述BIM模型中将所述横向液压缸(11)、第一纵向液压缸(12)和第二纵向液压缸(13)转化为坐标，把平移过程转化为对液压缸长度的控制。
4.根据权利要求3所述的基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法，其特征在于：所述连廊(2)一端设置有用于辅助定位的激光对准仪(20)，所述激光对准仪(20)包括底座(21)、转动连接于所述底座(21)的本体(22)、固定连接于所述本体(22)的水平仪(23)和驱动所述本体(22)转动的驱动组件(24)，所述底座(21)设置有多个水平调节脚(25)，多个所述水平调节脚(25)包括螺栓(251)、第一螺母(252)和第二螺母(253)，所述螺栓(251)一端固定连接于所述连廊(2)一端，所述螺栓(251)另一端依次穿过所述第一螺母(252)、底座(21)和第二螺母(253)，且设计标高位置放置有多个用于供所述激光对准仪(20)对准用的反射器(26)，在辅助定位时，驱动所述激光对准仪(20)旋转，并分别对准多个所述反射器(26)，提高定位精度。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法，其特征在于，所述根据所述BIM模型，对连廊施工过程进行安全性评估，具体包括以下步骤：
根据所述BIM模型，建立有限元分析模型；
采用有限元分析方法对所述有限元分析模型进行分析，获得所述连廊的内部应力和外部受力；
将所述内部应力与预设的内部应力安全阈值对比；
将所述外部受力与预设的外部受力安全阈值对比；
当所述内部应力和外部受力均处于安全阈值范围内时，评估结果为安全，当所述内部应力或外部受力处于安全阈值范围外时，评估结果为危险。
6.根据权利要求5所述的基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法，其特征在于：所述外部受力包括垂直于所述连廊的风荷载引起的水平力F＝ωk×A，其中，ωk为实时风荷载，ωk＝βzμsμzωi，βz为高度z处的风振系数，μs为风荷载体型系数，μz为高度z处的风压变化系数，ωi为基本风压值，A为连廊的表面面积。
7.根据权利要求6所述的基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法，其特征在于：所述监测数据包括连廊结构信息和各个传感器的采集信息；所述基本风压值ωi根据所述监测数据进行反向计算。
8.根据权利要求7所述的基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法，其特征在于，所述反向计算包括以下步骤：
将预设的基本风压值ω0作为初始值代入所述有限元分析模型，得到所述连廊结构中各个传感器位置处的位移或应力数据作为计算值；
将所述各个传感器的采集信息作为采集值；
将所述计算值与采集值进行一一比较；
若误差处于预设范围内，则所述预设的基本风压值ω0就是待求的基本风压值；若误差处于预设范围外，则对所述初始值进行优化，并重新计算和比较。
9.根据权利要求8所述的基于BIM的高空连廊多维智能提升平移方法，其特征在于，所述对所述初始值进行优化，并重新计算和比较，包括以下步骤：
根据所述初始值构建容量为n的粒子群(ω1，ω2，…，ωn)，每个粒子代表一种可能的基本风压值，各粒子的初始参数按下式进行计算：
Figure RE-FDA0003157057070000041
其中，b为(0,3)区间内的随机数；
将所述各粒子的初始参数分别代入所述有限元分析模型，得到所述连廊结构中各个传感器位置处的位移或应力数据作为计算值；
设所述连廊结构中传感器数为m，各个传感器的计算值分别为Xj(j＝1，2，…，m)，各个传感器的采集值分别为Yj(j＝1，2，…，m)；
将所述各个传感器的计算值与采集值代入函数
Figure RE-FDA0003157057070000042
分析不同粒子代表的基本风压值与实际基本风压值的差异性；
若f值小于预设值，则表明此时粒子代表的基本风压值与实际基本风压值的差异满足误差条件，即得到了合理的基本风压值；若f值大于预设值，不满足误差条件，则需要优化各粒子中记录的参数信息，并进行迭代计算，直至获取到合理的基本风压值；
在所述迭代计算过程中，采用优化公式对各粒子中记录的参数信息进行优化，所述优化公式为：
Figure RE-FDA0003157057070000043
其中，ui为n维向量，且初始值为0；ci是介于(0，2)之间的随机数，每次计算时随机更新；
Figure RE-FDA0003157057070000044
为粒子代表的基本风压值与实际基本风压值差异最小时的数值；pbest为所有粒子代表的基本风压值在各次迭代中与实际基本风压值差异最小时的数值。
10.一种基于BIM的高空连廊多维智能提升平移系统，其特征在于，包括：
检测单元，用于实时获取连廊施工过程中的监测数据；
建模单元，用于根据所述监测数据建立或更新BIM模型；
评估单元，用于根据所述BIM模型，对连廊施工过程进行安全性评估，若评估结果为安全，则进入下一阶段的施工过程，若评估结果为危险，则自动调整拉力参数并发出危险警报。
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