CN113807609B - 一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法 - Google Patents

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Abstract

本申请属于超高层建筑数字化施工领域，尤其是涉及一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法，其包括步骤1、输入已知初始信息；步骤2、根据输入的初始信息判断是否满足[(L1+f1)/f1]*f1+c1+2≤k_(n‑2)+t1，若判断结果为“是”，则所述钢平台可上爬一完整楼层，并输出：L1=[(L1+f1)/f1]*f1，若判断结果为“否”，此时所述钢平台不可继续爬升，而需爬升所述塔吊；步骤3、若步骤2判断结果为“是”,则判断步骤2输出的L1是否满足L1<L0，若判断结果为“是”，则继续回到步骤2进行循环，若判断结果为“否”，则程序终止，所述钢平台无需继续爬升。本申请具有提高效率，减少出错的效果。

Description

一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法
技术领域
本申请属于超高层建筑数字化施工领域，尤其是涉及一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法。
背景技术
在超高层建筑施工的过程中，塔吊是非常重要的水平和垂直运输设备，通常需要在核心筒区域内设置可自爬升塔吊，来对建筑材料进行运输。在超高层核心筒施工的过程中，通常都需要将塔吊与整体提升钢平台模架体系施工装备配合使用，将塔吊布置在钢平台内部，可以增加施工操作的空间，并提高施工的安全性。
针对上述中的相关技术，发明人认为在使用整体提升钢平台模架体系施工装备与塔吊进行配合施工时，由于竖向空间区域受限，存在有钢平台和塔吊装备在爬升时相互制约的问题，需要提前排布好塔吊和钢平台的爬升工况，保证两者的顺利爬升，否则容易发生两者交叉碰撞、工作效率低下等问题。但是采用人工排布施工工况的方式费时费力，效率较低，也容易出错，一但出现对爬升工况设置不合理的情况，可能就会导致施工进行受阻，影响工程精度，增加了项目成本。
发明内容
为了提高效率，减少出错，本申请提供一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法。
本申请提供的一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法采用如下的技术方案：
一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法，包括以下步骤：
步骤1、输入已知初始信息：
结构总高度L0；
结构标准层高f1；
初始混凝土浇筑面标高L1；
塔吊支座至回转平台底部总高度t1；
钢平台导轨每格间距g；
塔吊第一节爬升框初始位置标高t0 ；
塔吊第一节爬升框与第二爬升框t2;；
塔吊两相邻爬升框间距下限值r0；
钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离理想值d1、钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离极限值d2；
塔吊爬升框至钢平台底梁距离理想值s1、塔吊爬升框至钢平台底梁距离极限值s2；
钢平台顶梁至钢平台底梁总高度h1；
钢平台爬升柱长度c1；
塔吊新增爬升框标高k_n；
塔吊第二节爬升框初始标高k_(n-1)=t0+t2；
初始k_(n-2)=t0；
塔吊爬升次数n，n=n+1，每经历一次完整的循环之后，n迭代为n+1；
步骤2、判断是否满足：
[(L1+f1)/f1]*f1+c1+2≤k_(n-2)+ t1，
若判断结果为“是”，则所述钢平台可上爬一完整楼层，并输出：
L1=[(L1+f1)/f1]*f1，
若判断结果为“否”，此时所述钢平台不可继续爬升，而需爬升所述塔吊；
步骤3、若步骤2判断结果为“是”,则判断步骤2输出的L1是否满足L1<L0，若判断结果为“是”，则继续回到步骤2进行循环，若判断结果为“否”，所述钢平台无需继续爬升。
通过采用上述技术方案，通过在程序中的简单数据输入，使得塔吊与钢平台实现流程的自动化生成与优化，省去人工排布流程所需耗费的大量时间精力，大大提高工作效率，减少方案出错率，增加方案优化程度。
可选的，步骤4、若步骤2的判断结果为“否”，则开始判断是否满足：
[(L1+f1+d1-h-s1)/f1]*f1>k_(n-1)+r0，
若判断结果为“是”，则所述塔吊向上爬升，输出新增所述爬升框标高：
k_n=[(L1+f1+d1-h-s1)/f1]*f1，
然后继续回到步骤2进行循环。
通过采用上述技术方案，通过程序计算判断在塔吊爬升框至钢平台底梁距离理想值s1状态下，若新增爬升框位于整楼层面上，塔吊新增爬升框与钢平台底部距离是否大于塔吊爬升框至钢平台底梁距离理想值s1，若判断结果为“是”，则开设新一轮的判断循环，实现对塔吊以及钢平台的爬升作业。
可选的，步骤5、若步骤4的判断结果为“否”，则判断是否满足：
d1+g>d2，
若判断结果为“否”，则将所述塔吊爬升框至所述钢平台底梁距离理想值s1增加g，并输出：
d1=d1+g，
再返回步骤4进行循环。
通过采用上述技术方案，首先判断是否满足d1+g>d2，即判断将塔吊爬升框至钢平台底梁距离理想值s1增加g是否会大于塔吊爬升框至钢平台底梁距离极限值s2，若判断结果为“否”，则可将塔吊爬升框至钢平台底梁距离理想值s1增加g，实现对程序的循环，提高塔吊的爬升高度。
可选的，步骤6、若步骤5判断结果为“是”，继续判断是否满足：
s1-g>s2，
若结果为“是”，即令：
s1=s1-g，
再返回步骤4进行循环。
通过采用上述技术方案，若步骤5判断结果为“是”，则塔吊爬升框至钢平台底梁距离理想值s1已不能再增加，此时需要判断钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离理想值d1减少g是否大于钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离极限值d2，若判断为“是”，则可将钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离理想值d1缩减g后，继续判断能否爬升塔吊，实现程序的循环，进一步对程序进行完善，提高查程序的实用性。
可选的，步骤7、若步骤6的判断结果为“否”，令s1=s2，再判断是否满足：
L1+f1+d1-h-s1>k_(n-1)+r0，
若判断结果为“是”，则所述塔吊可向上爬升，输出新增所述爬升框标高：
k_n=L1+f1+d1-h-s1，
继续回到步骤2进行循环。
通过采用上述技术方案，即判断在塔吊爬升框至钢平台底梁距离极限值s2状态下，若新增爬升框不位于整楼层面上，塔吊新增爬升框与钢平台底部距离是否大于钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离极限值d2，并通过判断结果，确定程序的后续运行步骤。
可选的，步骤8、若步骤7的判断结果为“否”，令：
L1=k_(n-2)+t1-2-c1，
判断是否满足：
[(L1+d1-h-s1)/f1]*f1>k_(n-1)+r0，
若判断结果为“是”，则所述塔吊可向上爬升，输出新增所述爬升框标高：
k_n=[(L1+f1+d1-h-s1)/f1]*f1，
继续回到步骤2进行循环。
通过采用上述技术方案，若步骤7的判断结果为“否”，则需调整混凝土浇筑面使其不位于整楼层面，即通过程序判断，确认在在塔吊爬升框至钢平台底梁距离极限值s2状态下，若塔吊新增爬升框位于整楼层面上，塔吊新增爬升框与钢平台底部距离是否大于钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离极限值d2，并通过对比[(L1+d1-h-s1)/f1]*f1>k_(n-1)+r0的结构，确定程序后续运行步骤，进一步提高程序运行的稳定性。
可选的，步骤9、若步骤8的判断结果为“否”，则判断是否满足：
L1+d1-h-s1>k_(n-1)+r0，
若判断结果为“是”，则所述塔吊可在此条件下向上爬升，并输出：
k_n=L1+d1-h-s1，
继续回到步骤2最初的判断进行循环。
通过采用上述技术方案，若步骤8的判断结果为“否”，则表明塔吊新增爬升框不能位于整楼层面上，此时需要判断在塔吊爬升框至钢平台底梁距离极限值s2状态下，若塔吊新增爬升框不位于整楼层面上，且混凝土浇筑面已取极限高度时，塔吊新增爬升框与钢平台底部距离是否大于钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离极限值d2，以判断塔吊能否继续向上爬升，进一步提高塔吊提升的高度，合理利用空间，提高工作效率。
可选的，步骤10、若步骤9的判断结果为“否”，则程序报错，此时所述塔吊以及所述钢平台均无法继续向上爬升，程序终止。
通过采用上述技术方案，当步骤9的判断结果为“否”时，则表示塔吊以及钢平台没有向上爬升的空间，此时程序报错并终止，以提醒工作人员塔吊以及钢平台爬升完成。
可选的，传感器的设置，在所述塔吊以及所述钢平台周测设置多个传感器，通过多个所述传感器实时获取数据并输入到程序中，对步骤1的初始信息进行输入。
通过采用上述技术方案，在施工的过程中，设置的传感器能够对步骤1输入的初始数值进行实时检测，并通过程序进行输入，从而能够实现对步骤1中程序输入的准确性。
可选的，所述钢平台爬升柱顶部至所述塔吊回转平台底部的距离不得小于行业规范所要求的安全距离。
通过采用上述技术方案，有利于提高钢平台与塔吊之间相对移动的稳定性，减少发生碰撞的情况发生。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
在施工前，可以通过在程序中的简单数据输入，使得塔吊与钢平台实现流程的自动化生成与优化，省去人工排布流程所需耗费的大量时间精力，大大提高工作效率，减少方案出错率，增加方案优化程度；
在施工的过程中，设置的传感器能够对步骤1输入的初始数值进行实时检测，并通过程序进行输入，从而能够提高施工过程中爬升结果的准确性；
钢平台爬升柱顶部至塔吊回转平台底部的距离不得小于行业规范所要求的安全距离的设置，有利于提高钢平台与塔吊之间相对移动的稳定性，减少发生碰撞的情况发生。
附图说明
图1是本申请实施例中一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法的流程图。
图2是本申请实施例中一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法的另一实施方式流程图。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法，应用于超高层建筑施工过程中，核心筒区域内设置的可自爬升塔吊。参照图1，一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法包括如下步骤：
步骤1、输入已知初始信息：
结构总高度L0；
结构标准层高f1；
初始混凝土浇筑面标高L1；
塔吊支座至回转平台底部总高度t1；
钢平台导轨每格间距g；
塔吊第一节爬升框初始位置标高t0 ；
塔吊第一节爬升框与第二爬升框t2;；
塔吊两相邻爬升框间距下限值r0；
钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离理想值d1、钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离极限值d2；
塔吊爬升框至钢平台底梁距离理想值s1、塔吊爬升框至钢平台底梁距离极限值s2；
钢平台顶梁至钢平台底梁总高度h1；
钢平台爬升柱长度c1；
塔吊新增爬升框标高k_n；
塔吊第二节爬升框初始标高k_(n-1)=t0+t2；
初始k_(n-2)=t0；
塔吊爬升次数n，n=n+1，每经历一次完整的循环之后，n迭代为n+1。
步骤2、判断是否满足：
[(L1+f1)/f1]*f1+c1+2≤k_(n-2)+ t1，
即钢平台爬升柱长度加上2米限值是否小于塔吊回转平台底部的高度，即判断钢平台爬升一层后，钢平台爬升柱是否不会与塔吊回转平台底部发生碰撞。若判断结果为“是”，则钢平台可上爬一完整楼层，输出：
L1=[(L1+f1)/f1]*f1。
若判断结果为“否”，则表示若钢平台爬升一层，钢平台爬升柱顶部会与塔吊发生碰撞，此时钢平台不可继续爬升，而需爬升塔吊。
步骤3、若步骤2判断结果为“是”,则判断步骤2输出的L1是否满足L1<L0，即此时的混凝土浇筑面是否小于结构总高度，若判断结果为“是”，则继续回到步骤2进行循环。若判断结果为“否”，则程序终止，钢平台无需继续爬升。然后，程序可以通过运行的结果并根据二次开发AUTOCAD软件的VBA程序接口，自动绘制爬升CAD图纸，以方便观看计算预制结果图。
步骤4、若步骤2的判断结果为“否”，则开始判断是否满足：
[(L1+f1+d1-h-s1)/f1]*f1>k_(n-1)+r0，
即判断在塔吊爬升框至钢平台底梁距离理想值s1状态下，若新增爬升框位于整楼层面上，塔吊新增爬升框与钢平台底部距离是否大于塔吊爬升框至钢平台底梁距离理想值s1。若判断结果为“是”，则塔吊向上爬升，输出新增爬升框标高：
k_n=[(L1+f1+d1-h-s1)/f1]*f1，
然后继续回到步骤2进行循环。
步骤5、若步骤4的判断结果为“否”，则判断是否满足：
d1+g>d2，
即判断将塔吊爬升框至钢平台底梁距离理想值s1增加g是否会大于塔吊爬升框至钢平台底梁距离极限值s2。若判断结果为“否”，则将塔吊爬升框至钢平台底梁距离理想值s1增加g，输出：
d1=d1+g，
再返回步骤4进行循环。
步骤6、若步骤5判断结果为“是”，则塔吊爬升框至钢平台底梁距离理想值s1已不能再增加，需继续判断是否满足：
s1-g>s2，
即判断钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离理想值d1减少g是否大于钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离极限值d2。若判断结果为“是”，则可将钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离理想值d1缩减g后，继续判断能否爬升塔吊，即令：
s1=s1-g，
再返回步骤4进行循环。
步骤7、若步骤6的判断结果为“否”，则表明最多只能将钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离理想值d1缩减至钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离极限值d2，令s1=s2，再判断是否满足：
L1+f1+d1-h-s1>k_(n-1)+r0，
即判断在塔吊爬升框至钢平台底梁距离极限值s2状态下，若新增爬升框不位于整楼层面上，塔吊新增爬升框与钢平台底部距离是否大于钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离极限值d2。若判断结果为“是”，则塔吊可向上爬升，输出新增爬升框标高：
k_n=L1+f1+d1-h-s1，
继续回到步骤2进行循环。
步骤8、若步骤7的判断结果为“否”，则需调整混凝土浇筑面使其不位于整楼层面，令：
L1=k_(n-2)+t1-2-c1，
直接取混凝土浇筑面可取的极限高度，判断是否满足：
[(L1+d1-h-s1)/f1]*f1>k_(n-1)+r0，
即判断在塔吊爬升框至钢平台底梁距离极限值s2状态下，若塔吊新增爬升框位于整楼层面上，塔吊新增爬升框与钢平台底部距离是否大于钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离极限值d2。若判断结果为“是”，则塔吊可向上爬升，输出新增爬升框标高：
k_n=[(L1+f1+d1-h-s1)/f1]*f1，
继续回到步骤2进行循环。
步骤9、若步骤8的判断结果为“否”，则表明塔吊新增爬升框不能位于整楼层面上，继续判断是否满足：
L1+d1-h-s1>k_(n-1)+r0，
即判断在塔吊爬升框至钢平台底梁距离极限值s2状态下，若塔吊新增爬升框不位于整楼层面上，且混凝土浇筑面已取极限高度时，塔吊新增爬升框与钢平台底部距离是否大于钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离极限值d2。
步骤10、若步骤9的判断结果为“是”，则塔吊可在此条件下向上爬升，输出：
k_n=L1+d1-h-s1，
继续回到步骤2进行循环；若判断结果为“否”，则程序报错，此时塔吊以及钢平台均无法继续向上爬升，最后程序给出建议更换塔吊选型的结果，并结束程序。
进一步，为了保证施工安全，塔吊两相邻爬升框间距不得小于塔吊使用手册要求必须保证的安全距离；同时不得大于施工所要求的最大安全距离。钢平台爬升柱顶部至塔吊回转平台底部的距离不得小于行业规范所要求的安全距离，以确保钢平台与塔吊不会发生碰撞。位于钢平台下方的爬升框顶部至钢平台最下部筒架的距离不得小于行业规范所要求的安全距离，以确保两者不会发生碰撞，同时预留出足够的施工操作空间。钢平台施工平台面的顶部至核心筒预浇筑混凝土完成面顶部的距离不得大于行业规范所要求的安全距离，以确保钢平台不致发生倾覆。
本申请实施例的实施原理为：在施工前，可以通过在程序中的简单数据输入，即可实现塔吊与钢平台爬升流程的自动化生成与优化，省去人工排布流程所需耗费的大量时间精力，大大提高工作效率，减少方案出错率，增加方案优化程度，提前预测爬升方案。
参照图2，本申请实施例的另一实施方式为：多个传感器的设置，通过在塔吊以及钢平台的周测设置多个传感器，来对数据进行实时获取，并将实时获取的技术输入程序中。其中，传感器可以是距离传感器，以对距离进行检测，也可以是图像传感器，对图像进行识别，然后向步骤1中输入初始数据，从而在施工过程中，可以通过检测的数据，实时进行计算，提高运算结果的准确性。同时，多个距离传感器还能对塔吊以及钢平台爬升过程中各部分的距离进行实时监控，并将监测的数据输入程序中与预设的极限值进行比较，当传感器检测获取的实时数据达到预设的极限值时，程序终止，并发出报警，有利于提高塔吊以及钢平台在爬升过程中的准确性。
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，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤1、输入已知初始信息：
结构总高度L0；
结构标准层高f1；
初始混凝土浇筑面标高L1；
塔吊支座至回转平台底部总高度t1；
钢平台导轨每格间距g；
塔吊第一节爬升框初始位置标高t0 ；
塔吊第一节爬升框与第二爬升框t2;；
塔吊两相邻爬升框间距下限值r0；
钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离理想值d1、钢平台顶梁至混凝土浇筑面距离极限值d2；
塔吊爬升框至钢平台底梁距离理想值s1、塔吊爬升框至钢平台底梁距离极限值s2；
钢平台顶梁至钢平台底梁总高度h1；
钢平台爬升柱长度c1；
塔吊新增爬升框标高k_n；
塔吊第二节爬升框初始标高k_(n-1)=t0+t2；
初始k_(n-2)=t0；
塔吊爬升次数n，n=n+1，每经历一次完整的循环之后，n迭代为n+1；
步骤2、判断是否满足：
[(L1+f1)/f1]*f1+c1+2≤k_(n-2)+ t1，
若判断结果为“是”，则所述钢平台可上爬一完整楼层，并输出：
L1=[(L1+f1)/f1]*f1，
若判断结果为“否”，此时所述钢平台不可继续爬升，而需爬升所述塔吊；
步骤3、若步骤2判断结果为“是”,则判断步骤2输出的L1是否满足L1<L0，若判断结果为“是”，则继续回到步骤2进行循环，若判断结果为“否”，则程序终止，所述钢平台无需继续爬升；
步骤4、若步骤2的判断结果为“否”，则开始判断是否满足：
[(L1+f1+d1-h-s1)/f1]*f1>k_(n-1)+r0，
若判断结果为“是”，则所述塔吊向上爬升，输出新增所述爬升框标高：
k_n=[(L1+f1+d1-h-s1)/f1]*f1，
然后继续回到步骤2进行循环；
步骤5、若步骤4的判断结果为“否”，则判断是否满足：
若判断结果为“否”，则将所述塔吊爬升框至所述钢平台底梁距离理想值s1增加g，并输出：
d1=d1+g，
再返回步骤4进行循环；
步骤6、若步骤5判断结果为“是”，继续判断是否满足：
s1-g>s2，
若结果为“是”，即令：
s1=s1-g，
再返回步骤4进行循环；
步骤7、若步骤6的判断结果为“否”，令s1=s2，再判断是否满足：
L1+f1+d1-h-s1>k_(n-1)+r0，
若判断结果为“是”，则所述塔吊可向上爬升，输出新增所述爬升框标高：
k_n=L1+f1+d1-h-s1，
继续回到步骤2进行循环；
步骤8、若步骤7的判断结果为“否”，令：
L1=k_(n-2)+t1-2-c1，
判断是否满足：
[(L1+d1-h-s1)/f1]*f1>k_(n-1)+r0，
若判断结果为“是”，则所述塔吊可向上爬升，输出新增所述爬升框标高：
k_n=[(L1+f1+d1-h-s1)/f1]*f1，
继续回到步骤2进行循环；
步骤9、若步骤8的判断结果为“否”，则判断是否满足：
L1+d1-h-s1>k_(n-1)+r0，
若判断结果为“是”，则所述塔吊可在此条件下向上爬升，并输出：
k_n=L1+d1-h-s1，
继续回到步骤2最初的判断进行循环；
步骤10、若步骤9的判断结果为“否”，则程序报错，此时所述塔吊以及所述钢平台均无法继续向上爬升，程序终止。
2.根据权利要求1所述的一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法，其特征在于：传感器的设置，在所述塔吊以及所述钢平台周测设置多个传感器，通过多个所述传感器实时获取数据并输入到程序中，对步骤1的初始信息进行输入。
3.根据权利要求1所述的一种塔吊与钢平台爬升方案自动化生成与数字化优化方法，其特征在于：所述钢平台爬升柱顶部至所述塔吊回转平台底部的距离不得小于行业规范所要求的安全距离。
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