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一种多点同步定位的拱肋预拼装偏量数字化控制方法实质审查 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及拱肋施工技术领域,尤其涉及一种多点同步定位的拱肋预拼装偏量数字化控制方法。

相关背景技术

[0002] 在拱桥施工中,拱肋的预拼装是关键步骤之一。目前,拱肋的预拼装通常依靠人工测量和经验进行定位,容易导致误差累积,影响施工质量和结构安全。传统方法效率低下,准确性不足,难以满足现代大型拱桥高精度施工的要求。因此,需要一种多点同步定位的拱肋预拼装偏量数字化控制方法。

具体实施方式

[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0032] 参照图1,一种多点同步定位的拱肋预拼装偏量数字化控制方法,包括以下步骤:步骤一、建立数字化模型:首先,根据拱肋的设计图纸和参数,利用计算机辅助设计软件建立拱肋的三维数字化模型;步骤一中模型包括拱肋的几何形状、尺寸和材料属性,收集预拼装场地的信息,场地平面图、地形地貌和现有设施,在模型中添加起重设备和运输车辆的三维模型,将场地、拱肋、起重设备和运输车辆等模型元素整合到一起,形成一个完整的预拼装环境模型。
[0033] 通过建立精确的三维数字化模型,可以直观地展示拱肋的几何形状和尺寸,以及其在预拼装场地中的位置,确保设计和施工的一致性;在模型中整合起重设备和运输车辆等元素,可以进行碰撞检测,避免在实际施工过程中出现设备与结构或环境之间的干涉,减少施工风险;数字化模型可以用来模拟整个预拼装过程,包括起重、运输和拼装等步骤,通过虚拟施工预演,可以优化施工方案,减少实际操作中的错误和返工。
[0034] 步骤二、划分预拼装单元:根据拱肋的结构特点和生产工艺要求,将整个拱肋划分为若干个预拼装单元;每个预拼装单元包括若干个拱肋段和相应的连接节点;步骤二中分析拱肋的结构形式、跨度、高度和曲率参数,确定分割点;根据预制场地的条件,起重能力、存储空间和加工设备,确定预拼装单元的尺寸。
[0035] 步骤三、确定预拼装顺序:根据拱肋的结构特点和施工工艺要求,确定各预拼装单元的预拼装顺序。
[0036] 通过对拱肋的结构形式、跨度、高度和曲率参数的深入分析,可以确保分割点的合理设置,使预拼装单元既满足结构力学要求,又便于施工;合理的预拼装单元尺寸可以降低施工难度,使施工过程更加顺畅,减少施工中的技术问题和风险。
[0037] 步骤四、生成预拼装路径:根据预拼装单元的预拼装顺序,利用计算机辅助设计软件生成各预拼装单元的预拼装路径;预拼装路径包括预拼装单元的移动方向、移动距离和移动速度;步骤四中利用软件中为每个预拼装单元定义相关的属性,包括重量、尺寸和重心位置;利用软件的模拟功能,对预拼装过程进行虚拟操作,检查路径规划,根据模拟验证的路径规划,生成预拼装单元的移动和吊装指令;将规划好的预拼装路径和指令输出为可执行文件。
[0038] 通过计算机辅助设计软件生成的预拼装路径,可以确保施工流程的合理性和高效性,减少不必要的施工步骤;预拼装路径的规划考虑了单元的重量、尺寸和重心位置,可以确保吊装和移动过程的安全性,减少事故发生的风险;通过软件模拟预拼装过程,可以在实际施工前发现和解决潜在的问题,减少现场操作错误和返工。
[0039] 步骤五、设计预拼装工装:根据预拼装路径和拱肋的结构特点,设计预拼装工装;预拼装工装包括用于固定和调整拱肋段的夹具、用于支撑和稳定拱肋的支架、用于测量和调整拱肋段位置的测量设备;步骤五中将测量设备与计算机控制系统集成,实现数据的实时采集和处理,对设计好的工装和测量系统进行测试,确保预拼装过程中的要求,测量设备通过布置多个高精度全站仪和激光测距仪,形成覆盖整个预拼装区域的测量网络;利用测量设备实时采集各测量点的空间坐标数据,生成预拼装区域的三维模型。
[0040] 通过设计专用的预拼装工装,可以确保拱肋段在预拼装过程中的精确定位和调整,从而提高整体结构的拼装精度;集成的测量设备与计算机控制系统可以实现数据的实时采集和处理,自动化程度高,减少了人工测量的误差和劳动强度;通过布置多个高精度全站仪和激光测距仪,形成覆盖整个预拼装区域的测量网络,可以实时监控拱肋段的位置,快速发现并调整偏差;实时采集的空间坐标数据可以迅速反馈至计算机控制系统,快速生成预拼装区域的三维模型,提高了施工效率和决策速度。
[0041] 步骤五中测量点坐标计算:设测量点Pi的实际坐标为(Xi,Yi,Zi),理论设计坐标为(Xi0,Yi0,Zi0),则偏移量ΔPi:
[0042] ΔXi=Xi‑Xi0;
[0043] ΔYi=Yi‑Yi0;
[0044] ΔZi=Zi‑Zi0。
[0045] 步骤六、多点同步定位:利用预拼装工装和测量设备,对各预拼装单元进行多点同步定位;步骤六中使用预拼装工装和测量设备,将第一个预拼装单元放置在预定的起始位置,根据预拼装路径和施工计划,逐个定位后续的预拼装单元,每个单元的定位应与前一个单元的精确对接。
[0046] 多点同步定位允许施工团队同时进行多个预拼装单元的定位工作,大大提高了施工效率,缩短了施工周期;多点同步定位减少了因单元位置不准确而导致的调整工作,降低了高空作业和大型设备使用的风险,提高了施工安全性。
[0047] 步骤七、偏量数字化控制:利用测量设备实时测量各预拼装单元的位置偏差,并将测量数据传输给计算机控制系统;计算机控制系统根据测量数据和控制算法,对各预拼装单元进行实时调整,以实现偏量的数字化控制;
[0048] 步骤七中拱肋的整体偏移量计算:设拱肋的整体偏移量ΔP为各测量点偏移量的加权平均值,则:
[0049] 其中,wi为第i个测量点的权重;
[0050] 步骤七中实时调整量计算:在调整过程中,实时监测到的测量点坐标变化δPi:
[0051] δPi=Pinew‑Picurrent,其中,Pinew为调整后新对的测量点坐标,Picurrent为当前测量点坐标。
[0052] 步骤七中通过控制算法,用于处理测量数据并生成调整指令,调整策略应能够自动识别偏差,并实时调整预拼装单元的位置,计算机控制系统根据控制算法和调整策略,生成调整指令,调整指令通过执行机构对预拼装单元进行实时调整,调整过程形成闭环控制,实时反馈调整效果,根据反馈数据,调整控制算法和调整策略,优化调整过程。
[0053] 步骤八、预拼装质量检测:在预拼装过程中,定期对拱肋的预拼装质量进行检测;检测内容包括拱肋的几何形状、尺寸和对接间隙;当发现质量问题,及时进行调整和处理。
[0054] 步骤九、预拼装完成:当所有预拼装单元按照预拼装顺序和要求完成预拼装后,整个拱肋的预拼装工作即告完成。
[0055] 多点同步定位的拱肋预拼装偏量数字化控制方法,通过多点同步测量和数字化控制技术,显著提高了拱肋预拼装的准确性和施工效率。相比传统方法,本发明能够实时监测和动态调整预拼装偏量,避免了人工操作中的误差累积,确保了施工质量和结构安全;数字化控制方法可以显著提高拱肋预拼装的精度,减少误差,保证结构的稳定性和安全性;通过数字化技术,可以自动化地完成测量、定位和调整工作,大大提高施工效率,缩短建设周期;数字化控制可以减少人力成本和材料浪费,通过精确的数据分析和控制,实现资源的优化配置。
[0056] 精确的预拼装可以减少施工过程中的安全风险,确保工程质量和人员安全;数字化控制系统能够实时监控各个关键点的状态,一旦发现偏差,可以迅速进行调整,确保工程按照设计要求进行;减少施工过程中的误差和返工,降低了能源消耗和材料浪费;数字化控制可以详细记录施工过程中的各项数据,便于事后的分析和总结,为未来的工程提供参考。
[0057] 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,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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