CN113463765A - 一种大跨空间结构滑移梁及施工方法和监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大跨空间结构滑移梁及施工方法和监控方法，主要涉及建筑工程技术领域；包括滑道，所述滑道的一侧设有支撑梁，所述支撑梁与滑道之间水平设有若干个连接杆，连接杆的一端与滑道固定连接，另一端与支撑梁固定连接，支撑梁远离连接杆的一侧设有若干个撑杆，支撑梁上设有两个预应力拉索固定装置，两个预应力拉索固定装置通过拉索连接，若干个撑杆位于两个预应力拉索固定装置之间，撑杆的一端与支撑梁固定连接，另一端设有与拉索相适应的限位贯穿孔；本发明能确保滑移梁的平面外稳定，能够提高其平面内稳定承载力，能够降低滑移过程中的噪音，对滑移梁的变形量采用非接触式测量方法，精度高，布置简单快捷，能够全场同步测量。

Description

一种大跨空间结构滑移梁及施工方法和监控方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体是一种大跨空间结构滑移梁及施工方法和监控方法。
背景技术
传统的储煤场大都为露天煤场，煤尘污染较明显，为防止扬尘对空气的污染，需要对传统的露天堆场进行环保改造，一般采用大跨度煤棚，而大跨度煤棚等空间结构在施工过程中会碰到业主不停产的需要，这给大跨度空间结构的施工带来挑战。由于没有施工工作面，大跨结构的整体拼装就只能在施工场地的一些固定区域进行，而结构分部的安装到预定位置就位就常常需要借助于整体滑移实现。
大跨度拱形结构在支座部位存在较大的推力和压力，传统大跨度滑移梁常采用三角形或四边形截面格构桁架来抵抗支座部位的承载力要求。然而，在实践中，煤棚或水泥料场等大跨空间结构，为了保持煤燃料或水泥料堆放，需要设置挡墙，挡墙的设置使得传统竖直放置的滑移梁无法实施。此外，大跨空间结构的柱距和跨度都比较大，因此大跨度结构整体滑移时对滑移梁的侧向挠度变形控制很严。
在整个滑移过程中，桁架可能会产生巨大的声音，这有如下原因，一是由于桁架的巨大重量，与可能略微有些不平的轨道相互摩擦，会产生巨大的噪音；二是由于滑移可能存在些许不同步，导致结构滑移距离有些许不一致，产生声响。为保证施工安全和施工精度，在滑移过程中需要对滑移梁的关键点进行变形监控，工程上对于的结构位移测量的工具和方法主要有全站仪、加速度传感器、位移传感器、激光干涉法、GPS法等。这些方法多为接触式测量法，需要在测点附近安装传感器等设备，易受到现场客观因素的影响。实际测量中，一个设备或一次测量只能获得一个测点的数据，在目标测点较多时工作量大，成本高。
发明内容
本发明的目的在于解决大跨度空间结构长距离滑移对滑移梁外推力和平面外挠度不能过大的要求以及滑移梁不能竖直放置的问题，提供一种大跨空间结构滑移梁及施工方法和监控方法，确保滑移梁的平面外稳定，能够提高其平面内稳定承载力，能够降低滑移过程中的噪音，对滑移梁的变形量采用非接触式测量方法，精度高，布置简单快捷，能够全场同步测量。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种大跨空间结构滑移梁，包括滑道，所述滑道的一侧设有支撑梁，所述支撑梁与滑道之间水平设有若干个连接杆，所述连接杆的一端与滑道固定连接，另一端与支撑梁固定连接，所述支撑梁远离连接杆的一侧设有若干个撑杆，所述支撑梁上设有两个预应力拉索固定装置，两个所述预应力拉索固定装置通过拉索连接，若干个撑杆位于两个所述预应力拉索固定装置之间，所述撑杆的一端与支撑梁固定连接，另一端设有与拉索相适应的限位贯穿孔。
优选的，所述滑道、支撑梁的底端均设有立柱。
优选的，所述滑道上依次设有若干个滑移挡块。
优选的，所述支撑梁与滑道平行，若干个所述连接杆包括与支撑梁垂直的垂直杆和倾斜布置在垂直杆两侧的倾斜杆。
优选的，若干个所述撑杆水平布置，且撑杆与支撑梁垂直。
优选的，所述预应力拉索固定装置包括两个U型钢，两个U型钢通过螺丝连接成矩形框架，其中一个所述U型钢的外壁上设有支座，所述支座上设有用于固定拉索的销轴。
一种大跨空间结构滑移施工方法，包括步骤：
S11、将大跨空间结构滑移梁敷设在施工现场，滑道位于挡墙上侧，且滑道的底端与挡墙接触；
S12、在滑移桁架的下弦杆的底端焊接半球状支座，在半球状支座的底部焊接与轨道相适应的滑靴；
S13、将滑移桁架移动至滑移梁上，将止推器安装在滑道上，将顶推装置的一端与止推器铰接，另一端与半球状支座铰接；
S14、利用顶推装置将滑移桁架顶推到位，顶推时，将顶推装置的一个行程分为若干子行程，每次顶推一个子行程后，待结构稳定后，再顶推下一个子行程，直至滑完整个行程。
优选的，步骤S14中，顶推之前在滑道上涂抹黄油。
一种大跨空间结构滑移施工的监控方法，包括步骤：
S21、在支撑平台固定位置安装高分辨率相机，并在大跨空间结构滑移梁上方安装标定板，以大跨空间结构滑移梁的关键测点作为标定点，将标定板安装在相应的标定点处；
S22、采集标定板图像并进行图像处理操作，得到各标定点重心的像平面坐标；
S23、把各标定点的像平面坐标和已知的物平面坐标一一对应,形成标定样本并进行系统标定,从而得到两坐标间的映射关系；
S24、采集测量点图像并进行相应图像处理,得到各测量点重心的像平面坐标,再利用已得到的映射关系映射出测量点的物平面坐标,各点物平面坐标减去各自的初始值,便得到各测点相应的物平面位移。
对比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明滑道、支撑梁、连接杆组成了平面桁架，在平面桁架外侧设置的预应力拉索体系，能够提高平面桁架平面内稳定承载力，能够满足由于场地原因所限制的平面桁架的平面尺寸；
2、本发明的施工方法能够降低滑移过程中的噪音；
3、本发明对滑移梁的变形量采用非接触式测量方法，通过高分辨率相机对测量目标进行拍摄，对比变形前后的拍摄图像，计算得到其位移和变形，精度高，布置简单快捷，能够全场同步测量，成本低。
附图说明
附图1是本发明的大跨空间结构滑移梁的俯视图；
附图2是本发明的大跨空间结构滑移梁的左视图；
附图3是本发明的大跨空间结构滑移梁的主视图；
附图4是预应力拉索固定装置的结构示意图；
附图5是本发明的滑移装备的使用状态示意图；
附图6是本发明的滑移梁关键测点位移变化监测示意图。
附图中标号：1、滑道；2、支撑梁；3、连接杆；4、撑杆；5、预应力拉索固定装置；51、U型钢；52、螺丝；53、支座；54、销轴；6、拉索；7、限位贯穿孔；8、立柱；9、滑移挡块；10、下弦杆；11、半球状支座；12、滑靴；13、止推器；14、顶推装置；21、高分辨率相机；22、标定板。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
实施例1：本发明所述是一种大跨空间结构滑移梁，包括滑道1，滑道1采用H型钢，所述滑道1的一侧设有支撑梁2，支撑梁2可采用圆管，所述支撑梁2与滑道1之间水平设有若干个连接杆3，所述连接杆3的一端与滑道1固定连接，另一端与支撑梁2固定连接，优选的，所述支撑梁2与滑道1平行，若干个所述连接杆3包括与支撑梁2垂直的垂直杆和倾斜布置在垂直杆两侧的倾斜杆，连接杆3可采用圆管，连接杆3的一端焊接在支撑梁2上，另一端焊接在滑道1上。本发明的滑道、支撑梁、连接杆组成了平面桁架，滑道相当于传统的腹式滑移梁，本发明以实腹式滑移梁为主要目标，构造了以滑移梁为核心的平面桁架。优选的，所述滑道1、支撑梁2的底端均焊接有立柱8，为确保平面桁架的稳定姓，在纵向跨度之间设置竖向支撑，以确保平面外稳定。所述支撑梁2远离连接杆3的一侧设有若干个撑杆4，所述支撑梁2上设有两个预应力拉索固定装置5，两个所述预应力拉索固定装置5通过拉索6连接，若干个撑杆4位于两个所述预应力拉索固定装置5之间，撑杆4的一端焊接在支撑梁上，另一端设有与拉索6相适应的限位贯穿孔7，为了确保平面桁架平面内稳定以及滑移梁由于场地原因，平面尺寸受到限制，因此，在桁架外侧设置预应力拉索体系，以提高其平面内稳定承载力，能够减少滑移过程中滑道的水平向变形。优选的，若干个所述撑杆4水平布置，且撑杆4与支撑梁2垂直。
优选的，为了限定滑移轨迹，所述滑道1上依次焊接有若干个滑移挡块9。
优选的，所述预应力拉索固定装置5包括两个U型钢51，在两个U型钢51的开口端设置凸边，凸边上设有螺丝安装孔，两个U型钢51通过螺丝52连接成矩形框架，为了保证预应力拉索固定装置5固定在支撑梁2上的稳定性，在两个U型钢51的下端均设有与立柱8相适应的半圆形孔，两个两个U型钢51扣合后，两个半圆形孔组成一个完整圆，利用立柱8对预应力拉索固定装置5进行限位，能够防止预应力拉索固定装置5移动。其中一个所述U型钢51的外壁上设有支座53，支座53可通过螺栓固定在U型钢51上，所述支座53上设有用于固定拉索6的销轴54，支座53包括底座板和两个三角形的钢板，底座板用螺栓固定在方钢管上，有两块三角形的钢板焊接其上，三角形钢板上开了两个圆形的孔，装上销轴54。将预应力拉索固定装置5安装在支撑梁2上后，将拉索6经过左端的销轴54、限位贯穿孔7连接到右端的销轴54，然后再锁紧拉索6，就能形成一个预应力拉索体系。
实施例2：本发明所述是一种大跨空间结构滑移施工方法，包括步骤：
S11、将大跨空间结构滑移梁敷设在施工现场，滑道1位于挡墙上侧，且滑道1的底端与挡墙接触；
S12、在滑移桁架的下弦杆10的底端焊接半球状支座11，在半球状支座11的底部焊接与轨道1相适应的滑靴12，滑靴12配合滑移挡块9，可以固定滑移路径，使其保持在一条直线上滑行；
S13、将滑移桁架移动至滑移梁上，将止推器13安装在滑道1上，将顶推装置14的一端与止推器13铰接，另一端与半球状支座11铰接，顶推装置14可采用千斤顶；
S14、利用顶推装置14将滑移桁架顶推到位，顶推时，将顶推装置14的一个行程分为若干子行程，每次顶推一个子行程后，待结构稳定后，再顶推下一个子行程，直至滑完整个行程。
滑移之前先需要先对顶推装置14进行调零，做好准备工作之后开始进行滑移，滑移装备会进行一个行程一个行程的滑移，一个行程分为两个步骤，第一步是起顶，也就是所有顶推装置14将整个滑移桁架同步往前顶；第二步是收顶，也就是将顶推装置14收起来准备下一个行程的滑移。
本发明能够使得整个滑移过程更加安全可靠，不对周边产生噪音污染。
优选的，步骤S14中，顶推之前在滑道1上涂抹黄油，能够减少摩擦，降低噪音。
实施例3：本发明所述是一种大跨空间结构滑移施工的监控方法，包括步骤：
S21、在支撑平台固定位置安装高分辨率相机21，并在大跨空间结构滑移梁上方安装标定板22，以大跨空间结构滑移梁的关键测点作为标定点，将标定板22安装在相应的标定点处；
S22、采集标定板22图像并进行图像处理操作(包括灰度变换、滤波、二值化、开运算和区域标识等)，得到各标定点重心的像平面坐标(单位：像素)；
S23、把各标定点的像平面坐标和已知的物平面坐标(单位：mm)一一对应,形成标定样本并进行系统标定,从而得到两坐标间的映射关系；
S24、采集测量点图像并进行相应图像处理,得到各测量点重心的像平面坐标,再利用已得到的映射关系映射出测量点的物平面坐标,各点物平面坐标减去各自的初始值,便得到各测点相应的物平面位移。
假设标定板高度为L，高度方向上像素数为P，则单位像素代表的实际长度为L/P，本发明对滑移梁的变形量采用非接触式测量方法，通过高分辨率相机对测量目标进行拍摄，对比变形前后的拍摄图像，计算得到其位移和变形，精度高，布置简单快捷，能够全场同步测量，成本低。

Claims (9)

1.一种大跨空间结构滑移梁，包括滑道(1)，其特征在于：所述滑道(1)的一侧设有支撑梁(2)，所述支撑梁(2)与滑道(1)之间水平设有若干个连接杆(3)，所述连接杆(3)的一端与滑道(1)固定连接，另一端与支撑梁(2)固定连接，所述支撑梁(2)远离连接杆(3)的一侧设有若干个撑杆(4)，所述支撑梁(2)上设有两个预应力拉索固定装置(5)，两个所述预应力拉索固定装置(5)通过拉索(6)连接，若干个撑杆(4)位于两个所述预应力拉索固定装置(5)之间，所述撑杆(4)的一端与支撑梁(2)固定连接，另一端设有与拉索(6)相适应的限位贯穿孔(7)。
2.根据权利要求1所述的一种大跨空间结构滑移梁，其特征在于：所述滑道(1)、支撑梁(2)的底端均设有立柱(8)。
3.根据权利要求1所述的一种大跨空间结构滑移梁，其特征在于：所述滑道(1)上依次设有若干个滑移挡块(9)。
4.根据权利要求1所述的一种大跨空间结构滑移梁，其特征在于：所述支撑梁(2)与滑道(1)平行，若干个所述连接杆(3)包括与支撑梁(2)垂直的垂直杆和倾斜布置在垂直杆两侧的倾斜杆。
5.根据权利要求1所述的一种大跨空间结构滑移梁，其特征在于：若干个所述撑杆(4)水平布置，且撑杆(4)与支撑梁(2)垂直。
6.根据权利要求1所述的一种大跨空间结构滑移梁，其特征在于：所述预应力拉索固定装置(5)包括两个U型钢(51)，两个U型钢(51)通过螺丝(52)连接成矩形框架，其中一个所述U型钢(51)的外壁上设有支座(53)，所述支座(53)上设有用于固定拉索(6)的销轴(54)。
7.一种大跨空间结构滑移施工方法，其特征在于，包括步骤：
S11、将大跨空间结构滑移梁敷设在施工现场，滑道(1)位于挡墙上侧，且滑道(1)的底端与挡墙接触；
S12、在滑移桁架的下弦杆(10)的底端焊接半球状支座(11)，在半球状支座(11)的底部焊接与轨道(1)相适应的滑靴(12)；
S13、将滑移桁架移动至滑移梁上，将止推器(13)安装在滑道(1)上，将顶推装置(14)的一端与止推器(13)铰接，另一端与半球状支座(11)铰接；
S14、利用顶推装置(14)将滑移桁架顶推到位，顶推时，将顶推装置(14)的一个行程分为若干子行程，每次顶推一个子行程后，待结构稳定后，再顶推下一个子行程，直至滑完整个行程。
8.根据权利要求7所述的一种大跨空间结构滑移施工方法，其特征在于：步骤S14中，顶推之前在滑道(1)上涂抹黄油。
9.一种大跨空间结构滑移施工的监控方法，其特征在于，包括步骤：
S21、在支撑平台固定位置安装高分辨率相机(21)，并在大跨空间结构滑移梁上方安装标定板(22)，以大跨空间结构滑移梁的关键测点作为标定点，将标定板(22)安装在相应的标定点处；
S22、采集标定板(22)图像并进行图像处理操作，得到各标定点重心的像平面坐标；
S23、把各标定点的像平面坐标和已知的物平面坐标一一对应,形成标定样本并进行系统标定,从而得到两坐标间的映射关系；
S24、采集测量点图像并进行相应图像处理,得到各测量点重心的像平面坐标,再利用已得到的映射关系映射出测量点的物平面坐标,各点物平面坐标减去各自的初始值,便得到各测点相应的物平面位移。
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