一种大跨度高空连廊吊装精细化控制施工方法技术

本发明专利技术公开了一种大跨度高空连廊吊装精细化控制施工方法，包括以下步骤：步骤一：通过将有限元软件与影响矩阵算法嵌入式融合，根据最小能量原理的目标函数，计算出大跨度的高空连廊在吊装过程结构总体变形最小时，用于提升大跨度高空连廊的各提升次缆的索力值。步骤二：连接吊装设备，吊具设备包括提升架体、液压同步提升器、提升主缆、圆形吊盘、提升次缆。步骤三、提升高空连廊，保持提升次缆的索力值在计算索力值的

【技术实现步骤摘要】
一种大跨度高空连廊吊装精细化控制施工方法


[0001]本专利技术涉及吊装控制施工方法，尤其涉及一种大跨度高空连廊吊装精细化控制施工方法。

技术介绍

[0002]随着建筑功能和使用要求的提高，一些大跨度高空连廊(跨度通常大于60米，提升高度达50米以上)不断出现。传统的现浇混凝土大跨度高空连廊，需要借助大截面型钢或定型钢平台提供施工面，且模板支撑结构与连廊两端的主体结构的连接部分还需做额外处理，作业难度较大；传统的钢结构高空散拼，超高空作业危险性较大。因此，大跨度高空连廊一般采用预制连廊吊装连接的施工方法。预制连廊的结构一般为钢桁架结构，结构杆件包括上弦杆、下弦杆和腹杆，各杆件之间通过焊接相连。
[0003]现有的技术对于应对大跨度重荷载连廊吊装施工的能力有限，即使在吊装仿真模拟均满足指标要求的情况下，大跨度高空连廊吊装过程中的挠度控制依旧是高空吊装的难题。目前，对于吊装的挠度控制，主要采用变形监测手段，对吊装过程中持续变化的位移监测不够及时和准确。当变形积累较多时，就很难进行调整。若在吊装过程中不能对挠度进行精准控制，模型受力将会与模拟结果差异很大，部分构件会出现超应力的情况，同时合拢的构件节点连接处会产生转角，影响构件连接处节点的平顺度和焊接质量。因此，如何精确的控制大跨度连廊吊装过程整体形态，进一步保证连廊与主体结构高质量的连接是本领域施工亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大跨度高空连廊吊装精细化控制施工方法，提高了连廊的吊装精度，减小了吊装过程结构的变形。
[0005]本专利技术的一种大跨度高空连廊吊装精细化控制施工方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、通过将有限元软件与影响矩阵算法嵌入式融合，根据最小能量原理的目标函数，计算出大跨度的高空连廊在吊装过程结构总体变形最小时，用于提升大跨度高空连廊的各提升次缆的索力值，包括以下步骤：
[0007]第一步、确定提升单元的吊装布置模型，步骤为：
[0008]步骤101，初步确定提升次缆的根数和材料属性，然后通过公式计算得到提升次缆的根数n；
[0009]其中F为高空连廊荷载；[S]为提升次缆的容许应力，通过求出，式中α为提升次缆破断拉力转换系数；P为提升次缆的破断力；K为提升次缆安全系数；
[0010]步骤102，建立待提升的高空连廊的有限元模型以及与高空连廊的有限元模型相连的左右两组提升次缆单元的初始模型，左右两组提升次缆单元的初始模型在跨中两侧对称布置，每组所述的提升次缆单元的初始模型中的提升次缆一端与高空连廊上的吊耳一一
对应相连且另一端与圆形吊盘相连形成提升单元初始布置模型；
[0011]步骤103，确定提升次缆的最终布置方式得到提升次缆单元的吊装布置模型，过程为：试算每根次缆与吊耳连接的一端至每根次缆另一端与待连接的圆形吊盘上的次缆吊孔之间的长度以及每根次缆与沿水平方向设置的高空连廊之间的夹角，直至每根提升次缆索力在提升次缆的容许应力的40％以下，高空连廊的挠度在设计最大挠度范围内时的提升次缆的长度和角度作为提升次缆选取的长度值和角度值；
[0012]第二步、调用第一步确定的提升单元的吊装布置模型，将吊装布置模型中的每根提升次缆设置为一个单元，对提升次缆单元进行顺序编号；且以高空连廊的杆件交叉节点为单元节点将高空连廊自动划分为若干单元；
[0013]第三步、对第一根提升次缆施加单位轴向力，通过模型分析计算得到各根次缆的索力值，以及在单位轴向力下高空连廊的有限元模型最大位移处的位移值；
[0014]第四步、重复第三步骤对每一根提升次缆施加单位轴向力，通过模型分析计算得到各根提升次缆的索力值，以及在单位轴向力下高空连廊的有限元模型最大位移处的位移值；
[0015]第五步、建立提升次缆的索力影响矩阵H和高空连廊最大位移影响矩阵f；
[0016]第六步、调用MATLAB中的Quadprog函数输入已求得的吊装布置模型中提升次缆索力影响矩阵H与高空连廊最大位移影响矩阵f，保持各次缆索力值在极限抗拉强度的0
‑
40％以内，迭代算出高空连廊位移f(x)最小值时各次缆索力值；式中x为各次缆索力值矩阵；x
T
代表各次缆索力值矩阵的转置矩阵；f
T
为位移影响矩阵f的转置矩阵；
[0017]步骤二、连接吊装设备，具体过程为：
[0018]第一步，将两个提升架体分别左右相对固定在连廊两侧塔楼的左右内壁上；
[0019]第二步，在每一个提升架体上分别固定一个液压同步提升器；
[0020]第三步，将每个液压同步提升器的提升端与提升主缆的上端固定相连；
[0021]第四步，将每根提升主缆的下端与开设在一个圆形吊盘上部中间的主缆吊孔固定相连，在所述的圆形吊盘的下部外圈沿圆周方向均匀间隔开设次缆吊孔，提升次缆与次缆吊孔一一对应连接；
[0022]第五步，根据步骤一第一步的吊装布置模型将提升次缆与圆形吊盘上次缆吊孔和高空连廊上焊接吊耳的对应位置相连；在所述的主缆吊孔与次缆吊孔上均布置有限位器及索力测试仪，所述的索力测试仪与提升次缆连接，每一根提升次缆穿过限位器上的限位孔与圆形吊盘连接，通过索力测试仪读取提升次缆拉力；
[0023]步骤三、提升高空连廊，在提升过程中观察索力测试仪度数并与步骤一第六步中计算得到的每一根提升次缆承受的次缆索力值进行比较，当差值大于
±
2％时，暂停提升，通过对提升次缆的收放调整每一根提升次缆索力值至计算值，并继续起吊直至到达设定位置。
[0024]本专利技术的有益效果是：不仅能实现连廊精确的吊装就位连接，还在吊装过程中精确控制连廊的挠度和变形，提高了安装的精度和节点安装的质量，节省了吊装安装的时间，加快了连廊安装的速度。
附图说明
[0025]图1为采用本专利技术一种大跨度高空连廊吊装方法进行连廊吊装的示意图；
[0026]图2为本专利技术方法采用的吊盘的结构示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合实施图和附图对本专利技术做出详细说明。
[0028]如附图本专利技术的一种大跨度高空连廊吊装精细化控制施工方法，包括以下步骤：
[0029]步骤一、通过将有限元软件(如：midas)与影响矩阵算法嵌入式融合，根据最小能量原理的目标函数，计算出大跨度的高空连廊在吊装过程结构总体变形最小时，用于提升大跨度高空连廊的各提升次缆7的索力值，包括以下步骤：
[0030]第一步、确定提升单元的吊装布置模型，步骤为：
[0031]步骤101，初步确定提升次缆7的根数和材料属性。然后根据高空连廊荷载值F以及各根提升次缆的破断力P，考虑提升次缆安全系数K(可参考王珮云，肖绪文.建筑施工手册[M],第五版,北京：中国建筑出版社,2013:784.表12
‑
20)和提升次缆破断拉力转换系数α(可参考王珮云，肖绪文.建筑施工手册[M],第五版,北京本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大跨度高空连廊吊装精细化控制施工方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、通过将有限元软件与影响矩阵算法嵌入式融合，根据最小能量原理的目标函数，计算出大跨度的高空连廊在吊装过程结构总体变形最小时，用于提升大跨度高空连廊的各提升次缆的索力值，包括以下步骤：第一步、确定提升单元的吊装布置模型，步骤为：步骤101，初步确定提升次缆的根数和材料属性，然后通过公式计算得到提升次缆的根数n；其中F为高空连廊荷载；[S]为提升次缆的容许应力，通过求出，式中α为提升次缆破断拉力转换系数；P为提升次缆的破断力；K为提升次缆安全系数；步骤102，建立待提升的高空连廊的有限元模型以及与高空连廊的有限元模型相连的左右两组提升次缆单元的初始模型，左右两组提升次缆单元的初始模型在跨中两侧对称布置，每组所述的提升次缆单元的初始模型中的提升次缆一端与高空连廊上的吊耳一一对应相连且另一端与圆形吊盘相连形成提升单元初始布置模型；步骤103，确定提升次缆的最终布置方式得到提升次缆单元的吊装布置模型，过程为：试算每根次缆与吊耳连接的一端至每根次缆另一端与待连接的圆形吊盘上的次缆吊孔之间的长度以及每根次缆与沿水平方向设置的高空连廊之间的夹角，直至每根提升次缆索力在提升次缆的容许应力的40％以下，高空连廊的挠度在设计最大挠度范围内时的提升次缆的长度和角度作为提升次缆选取的长度值和角度值；第二步、调用第一步确定的提升单元的吊装布置模型，将吊装布置模型中的每根提升次缆设置为一个单元，对提升次缆单元进行顺序编号；且以高空连廊的杆件交叉节点为单元节点将高空连廊自动划分为若干单元；第三步、对第一根提升次缆施加单位轴向力，通过模型分析计算得到各根次缆的索力值，以及在单位轴向力下高空连廊的有限元模型最大位移处的位移值；第四步、重复第三步骤对每一根提升次缆...

【专利技术属性】
技术研发人员：高瑞琪，张倩，贾建伟，耿文宾，徐皓，田卜元，李一康，
申请(专利权)人：中国建筑第六工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：