CN117386150A - 一种钢结构网架液压顶升施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢结构网架液压顶升施工方法，属于建筑施工技术领域，该方法包括S1，施工准备；S2，网架拼接；S3，顶升、监测装置安装；S4，网架试顶和S5，动态监测，其中液压顶升装置采用标准件格构柱，监测装置包括油压传感器、静力水准仪和应变传感器，所述油压传感器安装于所述液压顶升装置的油泵输出管上，所述静力水准仪安装于网架上靠近顶升受力点的位置，所述应变传感器安装于所述液压顶升装置的伸缩杆与网架接触部位，该施工方法通过建模、自动监测的方法，将网架提升过程中应力应变、位移倾斜及顶升压力数值进行实时监测计算对比，保证网架提升的稳定性和准确性，避免安全事故的发生。

Description

一种钢结构网架液压顶升施工方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体而言，涉及一种钢结构网架液压顶升施工方法。

背景技术

随着当代建筑技术水平的提高，造型多样的空间网架结构越来越多的应用于现实生活中，在钢结构网架液压顶升过程中，由于每个液压泵的性能不一致，导致钢结构网架不同部位顶升过程中可能存在不一致现象出现，因此，钢结构网架的局部受力情况发生变化，整体平衡状态发生改变，若这种非平衡提升持续进行，局部钢构件将产生塑性变形乃至破坏，最终影响钢结构网架的稳定和长久使用，甚至在施工现场出现安全事故。

传统的监测方案采用人工测量的方法，虽然能够最终满足施工需求，但时效性较差，现场人力、机械资源耗费较多，尤其是紧急突发状况时，无法及时评估钢结构网架的受力状态，影响了现场应急措施的准备。

发明内容

本发明实施例提供了一种钢结构网架液压顶升施工方法，通过建模、自动监测的方法，将网架提升过程中应力应变、位移倾斜及顶升压力数值进行实时监测计算对比，保证网架提升的稳定性和准确性，避免安全事故的发生。

鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：

本发明提供一种钢结构网架液压顶升施工方法，包括以下步骤：

S1，施工准备，根据施工方案，建立钢结构网架三维设计模型，分析计算顶升受力点及数量，并优化网架施工图；

S2，网架拼接，按照优化后的施工图进行实际网架地面拼接施工，施工完毕后，对实际网架进行三维扫描，基于三维扫描数据建立三维实际模型，并将实际模型与设计模型进行重叠比对；

S3，顶升、监测装置安装，按照受力点位置安装液压顶升装置及监测装置，其中所述液压顶升装置采用标准件格构柱，所述监测装置包括油压传感器、静力水准仪和应变传感器；

S4，网架试顶，同步启动液压顶升装置，将网架顶升至离开地面100mm的高度并悬停，验证设计模型分析结果；

S5，动态监测，通过主控端计算机控制液压顶升装置同步顶升，并接收转换监测装置采集的信号，将顶升监测结果实时反馈至实际模型内显示，并对模型内超过稳定状态的区域进行预警。

作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤S1和步骤S2中，建立三维模型的软件为Revit软件。

作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤S1中，优化网架施工图的具体方法为：通过设定目标函数，计算设计模型内各个顶升受力点的受力负荷，自动调整顶升受力点附近杆件的规格强度，得到满足目标函数的最优结果，并输出施工图纸及材料列表。

作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤S2中，实际模型与设计模型进行重叠比对的具体方法为：在设计模型中设定一个原始节点及若干个主要节点，将两组模型中的原始节点重合，扫描两组模型内主要节点的偏移和变形情况，并设定两个对比指标，分别为偏移、变形节点数量小于2％以及偏移、变形幅度小于10mm，仅当对比结果同时满足上述两个指标条件时才允许进行下一步骤。

作为本发明的一种优选技术方案，所述油压传感器安装于所述液压顶升装置的油泵输出管上，用于检测油泵压力，所述静力水准仪安装于网架上靠近顶升受力点的位置，用于采集网架对应点位的位移量及倾斜量，所述应变传感器安装于所述液压顶升装置的伸缩杆与网架接触部位，用于采集顶升受力点的应力、应变量，所述液压顶升装置和所述监测装置均与主控端计算机通信连接。

作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤S4中，验证设计模型分析结果的具体方法为：主控端计算机通过无线传输技术接收、处理监测装置实时采集的信号，根据所述油压传感器的数据计算顶升受力点的支座反力，并将计算结果与对应点位上所述应变传感器的应力值以及设计支座反力进行对比，若三者数值偏差范围小于预设值，则设计模型验算无误，否则需调整设计模型中顶升受力点位置。

作为本发明的一种优选技术方案，在所述步骤S5中，具体包括：

S501，启动液压顶升装置将伸缩杆顶升一个行程，一个行程高度与标准节格构柱高度适配，安装标准节格构柱支架，然后将液压顶升装置顶部固定在刚拼接上的标准节上方，液压顶升装置回油使其下部上升并固定至刚拼接的标准节上，完成一个行程高度的顶升；

S502，所述应变传感器和所述静力水准仪分别实测网架顶升过程的应力应变数据和网架顶升位移倾斜量，主控端计算机将实时数据以插值的方式反馈至实际模型内显示，并根据采集频率对比前后数值，以不同颜色显示数据变化趋势，若数据变化幅值超出设定阈值时发出报警信号，在实际模型内高亮显示故障点位，并停止顶升。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：通过建立三维模型，模拟施工工况，优化网架拼装结构，防止拼接焊装偏差，保证网架施工质量，然后通过布设监测装置实时分析网架顶升的变形、位移程度，并反馈至三维模型上可视化展示，对影响网架顶升安全、稳定问题及时预警，降低了顶升施工过程的安全风险，监测效率高，实时性、准确性强，保障了施工过程的安全可靠。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1是本发明实施例所公开的一种钢结构网架液压顶升施工方法的步骤示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例

参照附图1所示，本发明提供一种技术方案：一种钢结构网架液压顶升施工方法，包括以下步骤：

S1，施工准备，根据施工方案，通过Revit软件建立钢结构网架三维设计模型，分析计算顶升受力点及数量，并优化网架施工图；

优化网架施工图的具体方法为：通过设定目标函数，计算设计模型内各个顶升受力点的受力负荷，自动调整顶升受力点附近杆件的规格强度，得到满足目标函数的最优结果，并输出施工图纸及材料列表，通过对Revit软件进行二次开发，并设置材料强度与受力负荷的函数关系，自动优化调整网架布局，提高设计效率，并具有更优的结构合理性与经济性；

S2，网架拼接，按照优化后的施工图进行实际网架地面拼接施工，施工完毕后，对实际网架进行三维扫描，基于三维扫描数据在Revit软件上建立三维实际模型，并将实际模型与设计模型进行重叠比对；

实际模型与设计模型进行重叠比对的具体方法为：在设计模型中设定一个原始节点及若干个主要节点，将两组模型中的原始节点重合，扫描两组模型内主要节点的偏移和变形情况，并设定两个对比指标，分别为偏移、变形节点数量小于2％以及偏移、变形幅度小于10mm，仅当对比结果同时满足上述两个指标条件时才允许进行下一步骤；重叠对比的过程使实际拼接的网架尽量与设计方案匹配，保证网架拼接焊装质量，也使后续的监测数据更加准确有效，通过三维扫描技术，利用激光雷达与相机的结合对拼接后的网架进行多角度扫描，采集数据逆向建模，保证比对结果的准确可靠；

S3，顶升、监测装置安装，按照受力点位置安装液压顶升装置及监测装置，其中液压顶升装置采用标准件格构柱，监测装置包括油压传感器、静力水准仪和应变传感器；

其中，油压传感器安装于液压顶升装置的油泵输出管上，用于检测油泵压力，静力水准仪安装于网架上靠近顶升受力点的位置，用于采集网架对应点位的位移量及倾斜量，应变传感器安装于液压顶升装置的伸缩杆与网架接触部位，用于采集顶升受力点的应力、应变量，液压顶升装置和监测装置均与主控端计算机通信连接，监测装置将实时信号无线传输至主控端计算机上进行处理转换，通过多组仪器全面感知网架顶升状态，提高监测效率，减少人工成本，同时主控端计算机还控制液压顶升装置启停，并调节装置顶升速度，确保网架顶升过程的稳定；

S4，网架试顶，同步启动液压顶升装置，将网架顶升至离开地面100mm的高度并悬停，验证设计模型分析结果；

验证设计模型分析结果的具体方法为：主控端计算机通过无线传输技术接收、处理监测装置实时采集的信号，根据油压传感器的数据计算顶升受力点的支座反力，并将计算结果与对应点位上应变传感器的应力值以及设计支座反力进行对比，若三者数值偏差范围小于预设值，则设计模型验算无误，否则需调整设计模型中顶升受力点位置；试顶阶段用于检验液压顶升装置的可靠性，并检查网架顶升的受力平衡情况，避免顶升过程发生安全事故；

S5，动态监测，通过主控端计算机控制液压顶升装置同步顶升，并接收转换监测装置采集的信号，将顶升监测结果实时反馈至实际模型内显示，并对模型内超过稳定状态的区域进行预警；

其中，具体包括：

S501，启动液压顶升装置将伸缩杆顶升一个行程，一个行程高度与标准节格构柱高度适配，安装标准节格构柱支架，然后将液压顶升装置顶部固定在刚拼接上的标准节上方，液压顶升装置回油使其下部上升并固定至刚拼接的标准节上，完成一个行程高度的顶升；

标准节由标准受力片、标准连接片和高强螺栓连接，相邻标准片之间采用高强螺栓连接，标准节两侧设置有固定爬梯，安装过程中最上一节标准节两侧设置有电动葫芦，方便材料运输，标准节安装使用方便，可周转性高，有效节省了施工成本，另外，标准节在安装至15m后，需在四角拉设缆风绳，缆风绳另一端通过花篮螺栓连接至地面锚杆上，以后每上升3-5m，需增设一道缆风绳，保证顶升格构柱的安全稳定；

S502，应变传感器和静力水准仪分别实测网架顶升过程的应力应变数据和网架顶升位移倾斜量，主控端计算机将实时数据以插值的方式反馈至实际模型内显示，并根据采集频率对比前后数值，以不同颜色显示数据变化趋势，若数据变化幅值超出设定阈值时发出报警信号，在实际模型内高亮显示故障点位，并停止顶升；

在动态监测过程中，主控端计算机将各个节点上的静力水准仪上传的位移数据结合时差计算得到节点顶升速度，主控端计算机实时调节各个液压顶升装置的输油量，使各个顶升受力点移动速度尽量保持相等，从而保证网架顶升平衡，避免不同顶升装置性能不一致导致的异步提升的问题。

该施工方法采用三维建模技术对网架设计结构进行变形能力和承载能力分析，保证安全的前提下优化拼接施工方案，同时通过试顶校验顶升装置和网架结构的可靠性，并采用多参数传感仪器进行网架结构提升全过程的监测，达到数据实时准确，提高提升过程的准确同步，大大提高施工效率。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。

对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (7)

1.一种钢结构网架液压顶升施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，施工准备，根据施工方案，建立钢结构网架三维设计模型，分析计算顶升受力点及数量，并优化网架施工图；

S2，网架拼接，按照优化后的施工图进行实际网架地面拼接施工，施工完毕后，对实际网架进行三维扫描，基于三维扫描数据建立三维实际模型，并将实际模型与设计模型进行重叠比对；

S3，顶升、监测装置安装，按照受力点位置安装液压顶升装置及监测装置，其中所述液压顶升装置采用标准件格构柱，所述监测装置包括油压传感器、静力水准仪和应变传感器；

S4，网架试顶，同步启动液压顶升装置，将网架顶升至离开地面100mm的高度并悬停，验证设计模型分析结果；

S5，动态监测，通过主控端计算机控制液压顶升装置同步顶升，并接收转换监测装置采集的信号，将顶升监测结果实时反馈至实际模型内显示，并对模型内超过稳定状态的区域进行预警。

2.根据权利要求1所述的一种钢结构网架液压顶升施工方法，其特征在于，在所述步骤S1和步骤S2中，建立三维模型的软件为Revit软件。

3.根据权利要求1所述的一种钢结构网架液压顶升施工方法，其特征在于，在所述步骤S1中，优化网架施工图的具体方法为：通过设定目标函数，计算设计模型内各个顶升受力点的受力负荷，自动调整顶升受力点附近杆件的规格强度，得到满足目标函数的最优结果，并输出施工图纸及材料列表。

4.根据权利要求1所述的一种钢结构网架液压顶升施工方法，其特征在于，在所述步骤S2中，实际模型与设计模型进行重叠比对的具体方法为：在设计模型中设定一个原始节点及若干个主要节点，将两组模型中的原始节点重合，扫描两组模型内主要节点的偏移和变形情况，并设定两个对比指标，分别为偏移、变形节点数量小于2％以及偏移、变形幅度小于10mm，仅当对比结果同时满足上述两个指标条件时才允许进行下一步骤。

5.根据权利要求1所述的一种钢结构网架液压顶升施工方法，其特征在于，所述油压传感器安装于所述液压顶升装置的油泵输出管上，用于检测油泵压力，所述静力水准仪安装于网架上靠近顶升受力点的位置，用于采集网架对应点位的位移量及倾斜量，所述应变传感器安装于所述液压顶升装置的伸缩杆与网架接触部位，用于采集顶升受力点的应力、应变量，所述液压顶升装置和所述监测装置均与主控端计算机通信连接。

6.根据权利要求1所述的一种钢结构网架液压顶升施工方法，其特征在于，在所述步骤S4中，验证设计模型分析结果的具体方法为：主控端计算机通过无线传输技术接收、处理监测装置实时采集的信号，根据所述油压传感器的数据计算顶升受力点的支座反力，并将计算结果与对应点位上所述应变传感器的应力值以及设计支座反力进行对比，若三者数值偏差范围小于预设值，则设计模型验算无误，否则需调整设计模型中顶升受力点位置。

7.根据权利要求1所述的一种钢结构网架液压顶升施工方法，其特征在于，在所述步骤S5中，具体包括：

S501，启动液压顶升装置将伸缩杆顶升一个行程，一个行程高度与标准节格构柱高度适配，安装标准节格构柱支架，然后将液压顶升装置顶部固定在刚拼接上的标准节上方，液压顶升装置回油使其下部上升并固定至刚拼接的标准节上，完成一个行程高度的顶升；

S502，所述应变传感器和所述静力水准仪分别实测网架顶升过程的应力应变数据和网架顶升位移倾斜量，主控端计算机将实时数据以插值的方式反馈至实际模型内显示，并根据采集频率对比前后数值，以不同颜色显示数据变化趋势，若数据变化幅值超出设定阈值时发出报警信号，在实际模型内高亮显示故障点位，并停止顶升。