CN115613693A - 一种基于有限感知的钢结构预拼装装置及拼装方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢结构拼装技术领域，特别涉及一种基于有限感知的钢结构预拼装装置及拼装方法。该装置包括复刻板、纵向连接框架和调位连杆，复刻板包括法兰板，法兰板圆环面上均匀设有四个纵向调节螺杆孔；纵向连接框架包括环形框架，环形框架侧壁上均匀设有四个定位板，定位板两端设有定位片，内壁固定设有定位夹片，环形框架上设有径向调节螺杆孔；调位连杆包括四个连杆、四个径向连接螺杆和四个纵向连接螺杆，连杆的长臂端通过纵向调节螺杆孔与法兰板连接，短臂端通过径向调节螺杆孔与环形框架连接。本发明通过纵向连接框架、复刻板和调位连杆，物理复刻待匹配端相对位置姿态，指导相邻连接端精准匹配安装，节约了时间和空间成本，保证了经济性。

Description

一种基于有限感知的钢结构预拼装装置及拼装方法

技术领域

本发明属于钢结构拼装技术领域，特别涉及一种基于有限感知的钢结构预拼装装置及拼装方法。

背景技术

由于运输和安装条件的限制，钢结构节段需要在现场完成拼装，这就要求拼装精度严格控制。例如，钢结构节段对接接头常采用内法兰盘栓接、管外焊接的形式进行连接，因此需要保证法兰盘的姿态两两匹配，紧密贴合，以防止因为连接角度偏差引起的整体线形偏差。

传统的匹配手段是将拼装好的前后两个节段按设计地样摆放，前一端法兰完成焊接安装，后一端待安装法兰先紧贴已安装法兰点焊，形成稳定的作业面，进行法兰盘肋板焊接，随后切割掉点焊连接部位，完成一次法兰匹配。但是在实际加工过程中有几项缺点：1、连接过程需要将前后两节段放置在拼装场地，吊运和调整过程费时费力；2、由于拼装场地空间有限，需要分组匹配安装，这样每组必定有一个节段处于空闲状态，占用拼装场地，影响施工进度；3、点焊固定和焊点切割可能导致法兰盘变形，影响节段之间法兰紧密贴合。

发明内容

为了克服现有现场钢结构连接端匹配工艺耗时耗力、影响施工进度的问题，本发明的目的是提供一种基于有限感知的钢结构预拼装装置及拼装方法，实现在钢结构节段拼装时，无需前一节段辅助也可完成连接端快速匹配安装，仅需依靠设备自身姿态调整，即可精准定位，并能提供刚性施工平台。

本发明的技术方案在于：一种基于有限感知的钢结构预拼装装置，包括复刻板、纵向连接框架和调位连杆，所述复刻板包括法兰板，所述法兰板为圆环形，所述法兰板圆环面上均匀设有四个纵向调节螺杆孔；所述纵向连接框架包括环形框架，所述环形框架位于所述法兰板外侧，所述环形框架侧壁上均匀设有四个定位板，所述定位板为H形，H形定位板的左右两端分别设有定位片，所述定位板内壁固定设有定位夹片，所述定位夹片与所述定位片大小形同且平行设置，所述定位板对称中心处的环形框架上设有径向调节螺杆孔；所述调位连杆包括四个连杆、四个径向连接螺杆和四个纵向连接螺杆，所述纵向连接螺杆位于所述纵向调节螺杆孔内，所述径向连接螺杆位于所述径向调节螺杆孔内，所述连杆为L形，L形连杆的长臂端通过所述纵向连接螺杆与所述法兰板连接，L形连杆的短臂端通过所述径向连接螺杆与所述环形框架连接。

所述环形框架的上部边缘设有多个吊耳。

所述法兰板圆环面上均匀设有多个法兰孔，所述法兰板的圆环面两侧分别设有多个法兰挡块，所述法兰板用于连接与其相匹配的法兰盘，所述法兰挡块内侧距离法兰板圆环中心的长度大于与所述法兰板相匹配的法兰盘外径3mm，所述法兰板的圆环内圆尺寸和法兰孔开孔位置与其相匹配的法兰盘吻合。

所述定位片上设有刻度线，所述定位板上设有夹片螺栓，所述定位夹片通过所述夹片螺栓与所述定位板固定连接，所述定位夹片内侧设有相匹配端部钢结构，所述定位夹片的内径大于相匹配端部钢结构外径3mm，所述定位片内侧用于连接与其相匹配端部钢结构，所述定位片的内径大于与所述定位片相匹配端部钢结构外径3mm。

所述L形连杆的短臂端宽度大于所述L形连杆的长臂端的宽度，所述L形连杆与所述环形框架连接的短臂端设有长圆孔。

一种钢结构虚拟拼装方法，使用如上所述任意一种基于有限感知的钢结构预拼装装置，包括如下步骤：

S1：现场确定钢结构的已匹配连接端、待匹配连接端、已安装连接件和待安装连接件，在已匹配连接端和待匹配连接端的钢结构顶部最高点距端面1000mm范围内沿钢结构纵向划定一条纵向设计基线，分别确定已匹配连接端和待匹配连接端的钢结构端面实际偏差值；

S2：根据已匹配连接端钢结构端面的实际偏差值，通过调整钢结构预拼装装置的环形框架的定位板同已匹配连接端的固定位置，同时控制钢结构预拼装装置最靠上部的定位片顶部边缘同纵向设计基线对齐，对复刻板进行控制定位；

S3：根据待匹配连接端的钢结构端面实际偏差值，调整钢结构预拼装装置同待匹配连接端的固定位置，以复刻板为作业面，完成待匹配连接端的定位安装。

所述步骤S1中确定钢结构端面实际偏差值采用放样参数法进行实体构件测量，具体为：在待测的已匹配连接端或待匹配连接端的钢结构上选取若干断面及特征点，通过激光点垂直打到地面，测量其坐标位置，将所测特征点坐标连线同已匹配连接端或待匹配连接端的钢结构设计构件作对比，确定出已匹配连接端或待匹配连接端的钢结构实际构件的设计构件端面线，从而得到已匹配连接端或待匹配连接端的钢结构实际构件端面线同设计构件端面线的位置偏差；或者对待测的已匹配连接端或待匹配连接端的钢结构进行三维激光扫描，获取待测的已匹配连接端或待匹配连接端的钢结构的实际构件的点云数据，对点云数据进行对齐处理得到实际构件的完整点云数据模型，对待测的已匹配连接端或待匹配连接端的钢结构的理论设计构件进行三维建模，提取出设计实体模型的点云模型，将实际点云模型同设计点云模型进行偏差检测，得到待测的已匹配连接端或待匹配连接端的钢结构实际构件端面线同设计构件端面线的位置偏差。

所述步骤S2中对复刻板进行控制定位，具体过程为：控制钢结构预拼装装置最靠上部的定位片顶部边缘同纵向设计基线对齐，先将各纵向连接螺杆调至最远位置，为复刻板姿态调整留出空间，通过调节径向连接螺杆和纵向连接螺杆将法兰板调整成紧贴已安装连接件姿态，将待安装连接件利用法兰挡块固定在法兰板上，并将法兰孔对齐，选取2~4个法兰孔2试拧并固定，拧紧径向连接螺杆和纵向连接螺杆；或者直接通过获取测量定位放样参数，调节径向连接螺杆和纵向连接螺杆的伸缩量，将待安装连接件利用法兰挡块固定在法兰板上，并将法兰孔对齐，选取2~4个法兰孔2试拧并固定，所述待安装连接件用于与待匹配连接端的钢结构进行安装，拧紧径向连接螺杆和纵向连接螺杆，完成复刻板的控制定位。

所述步骤S2和S3中根据钢结构端面实际偏差值，调整钢结构预拼装装置同已匹配连接端或待匹配连接端固定位置，具体过程为：通过实体构件测量确定待测已匹配连接端或待匹配连接端钢结构端面的实际构件端面线，根据偏差情况调整端口定位片处的位置，若实际构件端面线尺寸超出设计构件端面线，则调整向外侧卡位，若实际构件端面线尺寸短于设计构件端面线，则调整向内侧卡位；确定好端面位置后，将本侧定位夹片固定不动，拧紧本侧夹片螺栓，完成钢结构预拼装装置同已匹配连接端或待匹配连接端的位置固定。

所述步骤S2中待匹配连接端为多肢格构时，通过分别测量待匹配连接端多肢格构两侧连接件中心连线两端距各肢间距基准线的水平和竖向距离，确定复刻板的调整偏移值。

本发明的技术效果在于：1、本发明通过径向连接螺杆和纵向连接螺杆完成姿态与已安装连接件自适应固定，在保证匹配精度的同时，又极大程度上加快了施工进度，节约了施工成本；2、本发明通过复刻板将已安装连接端的平面位置参数、倾角参数以物理模板的形式指导安装，可以将待安装的连接件在空间固定，能够精准可靠地实现相邻连接端的匹配和安装；3、本发明通过法兰板对待安装连接件进行固定，采用非焊接手段，固定过程中不会产生焊接和切割造成的形变，使得连接环节更加紧密和可靠。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1是本发明一种基于有限感知的钢结构预拼装装置的三维结构图。

图2是本发明一种基于有限感知的钢结构预拼装装置的结构主视图。

图3是本发明一种基于有限感知的钢结构预拼装装置的结构侧视图。

图4是本发明一种基于有限感知的钢结构预拼装装置与已匹配连接端连接示意图。

图5是本发明一种基于有限感知的钢结构预拼装装置与已匹配连接端连接剖视图。

图6是本发明一种基于有限感知的钢结构预拼装装置与待匹配连接端连接示意图。

图7是本发明一种基于有限感知的钢结构预拼装装置的多肢格构对接俯视示意图。

图8是本发明一种基于有限感知的钢结构预拼装装置的多肢格构对接侧视示意图。

附图标记：1-法兰板；2-法兰孔；3-法兰挡块；4-定位夹片；5-刻度线；6-夹片螺栓；7-环形框架；8-吊耳；9-连杆；10-径向连接螺杆；11-纵向连接螺杆；12-已匹配连接端；13-纵向设计基线，14-已安装连接件，15-实际构件端面线，16-设计构件端面线，17-待安装连接件，18-待匹配连接端，19-连接件中心连线，20-各肢间距基准线。

具体实施方式

实施例1

如图1~图3所示，一种基于有限感知的钢结构预拼装装置，包括复刻板、纵向连接框架和调位连杆，所述复刻板包括法兰板1，所述法兰板1为圆环形，所述法兰板1圆环面上均匀设有四个纵向调节螺杆孔；所述纵向连接框架包括环形框架7，所述环形框架7位于所述法兰板1外侧，所述环形框架7侧壁上均匀设有四个定位板，所述定位板为H形，H形定位板的左右两端分别设有定位片，所述定位板内壁固定设有定位夹片4，所述定位夹片4与所述定位片大小形同且平行设置，所述定位板对称中心处的环形框架7上设有径向调节螺杆孔；所述调位连杆包括四个连杆9、径向连接螺杆10和纵向连接螺杆11，所述纵向连接螺杆11位于所述纵向调节螺杆孔内，所述径向连接螺杆10位于所述径向调节螺杆孔内，所述连杆9为L形，L形连杆9的长臂端通过所述纵向连接螺杆11与所述法兰板1连接， L形连杆9的短臂端通过所述径向连接螺杆10与所述环形框架7连接。

本发明在实际使用时，根据图4~图6所示，先将各纵向连接螺杆11调至最远位置，为复刻板姿态调整留出空间，随后检查已匹配连接端12端面的偏差情况，通过实体构件测量确定该端面的实际构件端面线15，根据偏差情况调整端口定位片处的位置，若实际构件端面线15尺寸超出设计构件端面线16，则调整向外侧卡位，若实际构件端面线15尺寸短于设计构件端面线16，则调整向内侧卡位，本发明可以调整每端 20mm的制造误差；控制最靠上部的定位片顶部边缘同纵向设计基线13对齐；确定好端面位置后，将本侧定位夹片4固定不动，拧紧本侧夹片螺栓6，随后根据需要拧松并调整径向连接螺杆10和纵向连接螺杆11，将法兰板1与相匹配的法兰盘固定，拧紧径向连接螺杆10和纵向连接螺杆11，完成姿态复刻固定，本发明实施方案提供的钢结构虚拟拼装接头装置，在保证匹配精度的同时，又极大程度上加快了施工进度，节约了施工成本。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例中，所述环形框架7的上部边缘设有多个吊耳8。

本发明所述环形框架7的上部边缘设有多个吊耳8，使用时便于吊装。

实施例3

在实施例1或实施例2的基础上，本实施例中，所述法兰板1圆环面上均匀设有多个法兰孔2，所述法兰板1的圆环面两侧分别设有多个法兰挡块3，所述法兰板1用于连接与其相匹配的法兰盘，所述法兰挡块3内侧距离法兰板1圆环中心的长度大于与所述法兰板1相匹配的法兰盘外径3mm，所述法兰板1的圆环内圆尺寸和法兰孔2开孔位置与其相匹配的法兰盘吻合。

本发明所述法兰板1圆环面上均匀设有多个法兰孔2，通过法兰板1的法兰孔2对待安装连接件17进行固定，采用非焊接手段，固定过程中不会产生焊接和切割造成的形变，使得连接环节更加紧密和可靠。所述法兰板1的圆环面两侧分别设有多个法兰挡块3，所述法兰板1连接有相匹配的法兰盘，所述法兰挡块3内侧距离法兰板1圆环中心的长度大于相匹配的法兰盘外径3mm，便于法兰的姿态匹配和固定。

实施例4

在实施例1或实施例3的基础上，本实施例中，所述定位片上设有刻度线5，所述定位板上设有夹片螺栓6，所述定位夹片4通过所述夹片螺栓6与所述定位板固定连接，所述定位片内侧设有相匹配端部钢结构，所述定位片的内径大于相匹配端部钢结构外径3mm。

本发明所述定位片内侧设有相匹配端部钢结构，所述定位片的内径大于相匹配端部钢结构外径3mm，便于夹片的插入，定位夹片4的位置可由夹片螺栓6活动调整，每对所述定位夹片4与所述定位片的卡位位置间距为比连接端设计间距小30mm，每侧预留20mm用于调整连接端固定位置，可以保证相邻连接端间距为设计间距。

实施例5

在实施例1或实施例4的基础上，本实施例中，所述L形连杆9的短臂端宽度大于所述L形连杆9的长臂端的宽度，所述L形连杆9与所述环形框架7连接的短臂端设有长圆孔。

本发明所述L形连杆9的短臂端宽度大于所述L形连杆9的长臂端的宽度，宽度加宽100mm，便于连接，所述L形连杆9与所述环形框架7连接的短臂端设有长圆孔，以便复刻板在环形平面内调位。

实施例6

一种钢结构虚拟拼装方法，使用如上所述任意一种基于有限感知的钢结构预拼装装置，包括如下步骤：

S1：现场确定钢结构的已匹配连接端12、待匹配连接端18、已安装连接件14和待安装连接件17，在已匹配连接端12和待匹配连接端18的钢结构顶部最高点距端面1000mm范围内沿钢结构纵向划定一条纵向设计基线13，分别确定已匹配连接端12和待匹配连接端18的钢结构端面实际偏差值；

S2：根据已匹配连接端12钢结构端面的实际偏差值，通过调整钢结构预拼装装置的环形框架7的定位板同已匹配连接端12的固定位置，同时控制钢结构预拼装装置最靠上部的定位片顶部边缘同纵向设计基线13对齐，对复刻板进行控制定位；

S3：根据待匹配连接端18的钢结构端面实际偏差值，调整钢结构预拼装装置同待匹配连接端18的固定位置，以复刻板为作业面，完成待匹配连接端18的定位安装。

所述步骤S2中对复刻板进行控制定位，具体过程为：控制钢结构预拼装装置最靠上部的定位片顶部边缘同纵向设计基线13对齐，先将各纵向连接螺杆11调至最远位置，为复刻板姿态调整留出空间，通过调节径向连接螺杆10和纵向连接螺杆11将法兰板1调整成紧贴已安装连接件14姿态，将待安装连接件17利用法兰挡块3固定在法兰板1上，并将法兰孔2对齐，选取2~4个法兰孔2试拧并固定，所述待安装连接件17用于与待匹配连接端18的钢结构进行安装，拧紧径向连接螺杆10和纵向连接螺杆11，完成复刻板的控制定位。

所述步骤S2中对复刻板进行控制定位，具体过程为：省略装置同已匹配连接端的固定连接步骤，直接通过获取测量定位放样参数，精确调节径向连接螺杆10和纵向连接螺杆11的伸缩量，将待安装连接件17利用法兰挡块3固定在法兰板1上，并将法兰孔2对齐，选取2~4个法兰孔2试拧并固定，拧紧径向连接螺杆10和纵向连接螺杆11，完成复刻板的控制定位。

所述步骤S1中确定钢结构端面实际偏差值采用放样参数法进行实体构件测量，具体为：在待测的已匹配连接端钢结构预拼装装置12钢结构预拼装装置或待匹配连接端钢结构预拼装装置18钢结构预拼装装置的钢结构上选取若干断面及特征点，通过激光点垂直打到地面，测量其坐标位置，将所测特征点坐标连线同已匹配连接端钢结构预拼装装置12钢结构预拼装装置或待匹配连接端钢结构预拼装装置18钢结构预拼装装置的钢结构设计构件作对比，确定出已匹配连接端钢结构预拼装装置12钢结构预拼装装置或待匹配连接端钢结构预拼装装置18钢结构预拼装装置的钢结构实际构件的设计构件端面线钢结构预拼装装置16钢结构预拼装装置，从而得到已匹配连接端钢结构预拼装装置12钢结构预拼装装置或待匹配连接端钢结构预拼装装置18钢结构预拼装装置的钢结构实际构件端面线钢结构预拼装装置15钢结构预拼装装置同设计构件端面线钢结构预拼装装置16钢结构预拼装装置的位置偏差；或者对待测的已匹配连接端钢结构预拼装装置12钢结构预拼装装置或待匹配连接端钢结构预拼装装置18钢结构预拼装装置的钢结构进行三维激光扫描，获取待测的已匹配连接端钢结构预拼装装置12钢结构预拼装装置或待匹配连接端钢结构预拼装装置18钢结构预拼装装置的钢结构的实际构件的点云数据，对点云数据进行对齐处理得到实际构件的完整点云数据模型，对待测的已匹配连接端钢结构预拼装装置12钢结构预拼装装置或待匹配连接端钢结构预拼装装置18钢结构预拼装装置的钢结构的理论设计构件进行三维建模，提取出设计实体模型的点云模型，将实际点云模型同设计点云模型进行偏差检测，得到待测的已匹配连接端钢结构预拼装装置12钢结构预拼装装置或待匹配连接端钢结构预拼装装置18钢结构预拼装装置的钢结构实际构件端面线钢结构预拼装装置15钢结构预拼装装置同设计构件端面线钢结构预拼装装置16钢结构预拼装装置的位置偏差。

所述步骤S1中确定钢结构端面实际偏差值采用放样参数法进行实体构件测量，具体为：或者对待测钢结构进行三维激光扫描，获取实际构件的点云数据，对点云数据进行对齐处理得到实际构件的完整点云数据模型，对待测钢结构的理论设计构件进行三维建模，提取出设计实体模型的点云模型，将实际点云模型同设计点云模型进行偏差检测，得到实际构件端面线15同设计构件端面线16的位置偏差，随即可以根据实施例1中偏差调整步骤调整已匹配连接端12钢结构在所述定位片和刻度线5上的固定位置。对已匹配连接端12的钢结构进行三维激光扫描处理的过程中，同时可以得到已匹配连接端12同已安装连接件14之间的相对位置，提取出的相对位置参数可以作为指导待安装连接件17安装的放样参数；在对复刻板进行控制定位时，利用放样参数指导径向连接螺杆10和纵向连接螺杆11伸长或者缩短，将法兰板1调整到位。

所述步骤S2和S3中根据钢结构端面实际偏差值，调整钢结构预拼装装置同已匹配连接端12或待匹配连接端18固定位置，具体过程为：通过实体构件测量确定待测已匹配连接端12或待匹配连接端18钢结构端面的实际构件端面线15，根据偏差情况调整端口定位片处的位置，若实际构件端面线15尺寸超出设计构件端面线16，则调整向外侧卡位，若实际构件端面线15尺寸短于设计构件端面线16，则调整向内侧卡位；确定好端面位置后，将本侧定位夹片4固定不动，拧紧本侧夹片螺栓6，完成钢结构预拼装装置同已匹配连接端12或待匹配连接端18的位置固定。

所述步骤S2中待匹配连接端18为多肢格构时，通过分别测量待匹配连接端18多肢格构两侧连接件中心连线19两端距各肢间距基准线20的水平和竖向距离，确定复刻板的调整偏移值。

如图7、图8所示，在一个节段多肢格构各肢待匹配连接端18确定出各自端面中心点，以对角中心点连线的交点对应的纵向延长线作为各肢间距基准线20，假定相邻节段对接时各肢间距基准线20相互重合，则以此为根据计算偏移值；可选地采用测量方法或者三维激光扫描技术提取特征参数的方法，获得待对接两端格构的整体横向中心间距L1和L11、L2和L22，整体竖向中心间距L3和L33、L4和L44；在实施例1中按照已安装连接件14的安装姿态调整复刻板的姿态后，拧紧纵向连接螺杆11，再根据所得的参数，沿装置环形框架7的环形平面内分别按水平方向

和竖直方向

调节径向连接螺杆10调整偏位，若待匹配连接端18较已匹配连接端12处于内侧或上侧，则复刻板向外侧或下侧调整，反之，则复刻板向内侧或上侧调整。

优选地，以多肢格构节段一端各肢端面顶部最高点作为测量目标，推算对角连线交点坐标，在竖向减去端面半径后的坐标点，即为各肢间距基准线20上的一点，同时假定各肢间距基准线20平行于设计端面法线方向，各肢端面分别推算出端面中心距各肢间距基准线20的水平和竖直距离，作为参数推算调整偏位

、

。

优选地，对节段一端多肢格构整体进行三维激光扫描，提取点云模型各肢端面中心的对角连线交点作为各肢间距基准线20，该基准线平行于设计端面法线方向，各肢端面分别推算出端面中心距各肢间距基准线20的水平和竖直距离，作为参数推算调整偏位

、

。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于有限感知的钢结构预拼装装置，其特征在于：包括复刻板、纵向连接框架和调位连杆，所述复刻板包括法兰板（1），所述法兰板（1）为圆环形，所述法兰板（1）圆环面上均匀设有四个纵向调节螺杆孔；所述纵向连接框架包括环形框架（7），所述环形框架（7）位于所述法兰板（1）外侧，所述环形框架（7）侧壁上均匀设有四个定位板，所述定位板为H形，H形定位板的左右两端分别设有定位片，所述定位板内壁固定设有定位夹片（4），所述定位夹片（4）与所述定位片大小形同且平行设置，所述定位板对称中心处的环形框架（7）上设有径向调节螺杆孔；所述调位连杆包括四个连杆（9）、四个径向连接螺杆（10）和四个纵向连接螺杆（11），所述纵向连接螺杆（11）位于所述纵向调节螺杆孔内，所述径向连接螺杆（10）位于所述径向调节螺杆孔内，所述连杆（9）为L形，L形连杆（9）的长臂端通过所述纵向连接螺杆（11）与所述法兰板（1）连接，L形连杆（9）的短臂端通过所述径向连接螺杆（10）与所述环形框架（7）连接。

2.根据权利要求1所述一种基于有限感知的钢结构预拼装装置，其特征在于：所述环形框架（7）的上部边缘设有多个吊耳（8）。

3.根据权利要求1所述一种基于有限感知的钢结构预拼装装置，其特征在于：所述法兰板（1）圆环面上均匀设有多个法兰孔（2），所述法兰板（1）的圆环面两侧分别设有多个法兰挡块（3），所述法兰板（1）用于连接与其相匹配的法兰盘，所述法兰挡块（3）内侧距离法兰板（1）圆环中心的长度大于与所述法兰板（1）相匹配的法兰盘外径3mm，所述法兰板（1）的圆环内圆尺寸和法兰孔（2）开孔位置与其相匹配的法兰盘吻合。

4.根据权利要求1所述一种基于有限感知的钢结构预拼装装置，其特征在于：所述定位片上设有刻度线（5），所述定位板上设有夹片螺栓（6），所述定位夹片（4）通过所述夹片螺栓（6）与所述定位板固定连接，所述定位片内侧用于连接与其相匹配端部钢结构，所述定位片的内径大于与所述定位片相匹配端部钢结构外径3mm。

5.根据权利要求1所述一种基于有限感知的钢结构预拼装装置，其特征在于：所述L形连杆（9）的短臂端宽度大于所述L形连杆（9）的长臂端的宽度，所述L形连杆（9）与所述环形框架（7）连接的短臂端设有长圆孔。

6.一种钢结构虚拟拼装方法，使用如权利要求1~5所述任意一种基于有限感知的钢结构预拼装装置，其特征在于：包括如下步骤：

S1：现场确定钢结构的已匹配连接端（12）、待匹配连接端（18）、已安装连接件（14）和待安装连接件（17），在已匹配连接端（12）和待匹配连接端（18）的钢结构顶部最高点距端面1000mm范围内沿钢结构纵向划定一条纵向设计基线（13），分别确定已匹配连接端（12）和待匹配连接端（18）的钢结构端面实际偏差值；

S2：根据已匹配连接端（12）钢结构端面的实际偏差值，通过调整钢结构预拼装装置的环形框架（7）的定位板同已匹配连接端（12）的固定位置，同时控制钢结构预拼装装置最靠上部的定位片顶部边缘同纵向设计基线（13）对齐，对复刻板进行控制定位和锁定；

S3：根据待匹配连接端（18）的钢结构端面实际偏差值，调整钢结构预拼装装置同待匹配连接端（18）的固定位置，以复刻板为作业面，完成待匹配连接端（18）的定位安装。

7.根据权利要求6所述一种钢结构虚拟拼装方法，其特征在于：所述步骤S1中确定钢结构端面实际偏差值采用放样参数法进行实体构件测量，具体为：在待测的已匹配连接端（12）或待匹配连接端（18）的钢结构上选取若干断面及特征点，通过激光点垂直打到地面，测量其坐标位置，将所测特征点坐标连线同已匹配连接端（12）或待匹配连接端（18）的钢结构设计构件作对比，确定出已匹配连接端（12）或待匹配连接端（18）的钢结构实际构件的设计构件端面线（16），从而得到已匹配连接端（12）或待匹配连接端（18）的钢结构实际构件端面线（15）同设计构件端面线（16）的位置偏差；或者对待测的已匹配连接端（12）或待匹配连接端（18）的钢结构进行三维激光扫描，获取待测的已匹配连接端（12）或待匹配连接端（18）的钢结构的实际构件的点云数据，对点云数据进行对齐处理得到实际构件的完整点云数据模型，对待测的已匹配连接端（12）或待匹配连接端（18）的钢结构的理论设计构件进行三维建模，提取出设计实体模型的点云模型，将实际点云模型同设计点云模型进行偏差检测，得到待测的已匹配连接端（12）或待匹配连接端（18）的钢结构实际构件端面线（15）同设计构件端面线（16）的位置偏差。

8.根据权利要求6所述一种钢结构虚拟拼装方法，其特征在于：所述步骤S2中对复刻板进行控制定位，具体过程为：控制钢结构预拼装装置最靠上部的定位片顶部边缘同纵向设计基线（13）对齐，先将各纵向连接螺杆（11）调至最远位置，为复刻板姿态调整留出空间，通过调节径向连接螺杆（10）和纵向连接螺杆（11）将法兰板（1）调整成紧贴已安装连接件（14）姿态，将待安装连接件（17）利用法兰挡块（3）固定在法兰板（1）上，并将法兰孔（2）对齐，选取2~4个法兰孔2试拧并固定，拧紧径向连接螺杆（10）和纵向连接螺杆（11）；或者省略装置同已匹配连接端的固定连接步骤，直接通过获取测量定位放样参数，精确调节径向连接螺杆（10）和纵向连接螺杆（11）的伸缩量，将待安装连接件（17）利用法兰挡块（3）固定在法兰板（1）上，并将法兰孔（2）对齐，选取2~4个法兰孔2试拧并固定，所述待安装连接件（17）用于与待匹配连接端（18）的钢结构进行安装，拧紧径向连接螺杆（10）和纵向连接螺杆（11），完成复刻板的控制定位。

9.根据权利要求6所述一种钢结构虚拟拼装方法，其特征在于：所述步骤S2和S3中根据钢结构端面实际偏差值，调整钢结构预拼装装置同已匹配连接端（12）或待匹配连接端（18）固定位置，具体过程为：通过实体构件测量确定待测已匹配连接端（12）或待匹配连接端（18）钢结构端面的实际构件端面线（15），根据偏差情况调整端口定位片处的位置，若实际构件端面线（15）尺寸超出设计构件端面线（16），则调整向外侧卡位，若实际构件端面线（15）尺寸短于设计构件端面线（16），则调整向内侧卡位；确定好端面位置后，将本侧定位夹片（4）固定不动，拧紧本侧夹片螺栓（6），完成钢结构预拼装装置同已匹配连接端（12）或待匹配连接端（18）的位置固定。

10.根据权利要求6所述一种钢结构虚拟拼装方法，其特征在于：所述步骤S2中待匹配连接端（18）为多肢格构时，通过分别测量待匹配连接端（18）多肢格构两侧连接件中心连线（19）两端距各肢间距基准线（20）的水平和竖向距离，确定复刻板的调整偏移值。

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