多角度多牛腿复杂节点斜吊柱精确定位方法与流程

本发明适用于悬挂式钢结构复杂节点斜吊柱的精确定位安装，具体涉及一种多角度多牛腿复杂节点斜吊柱精确定位方法。

背景技术：

随着钢结构在建筑领域中的应用越来越广泛，越来越多的新型钢结构逐渐进行大众视线，悬挂式钢结构构以其优越的结构特点大量的应用高、低层民用建筑中，但其精度要求较高。特别是竖向斜吊杆作为连接顶部桁架与底部楼层的主要杆件，要确保安装完成后吊杆各层各向牛腿能够准确无误的与楼层梁完成对接，且与顶部桁架对接准确无误，定位难度极大。

钢结构在建造过程中精度控制技术是建筑钢结构件的一个重要内容，也是钢结构件得以顺利进行的重要保证。特别是带有角度的钢构件很难为现场制造人员所理解、吸收和消化，因此提出了多角度多牛腿复杂节点斜吊柱精确定位方法。

技术实现要素：

本发明为了实现各层各向牛腿能够准确无误的与楼层梁完成对接，进而提供了一种多角度多牛腿复杂节点斜吊柱精确定位方法。

本发明采用如下技术方案：

一种多角度多牛腿复杂节点斜吊柱精确定位方法，是基于bim模型提前在斜吊柱构件出厂前进行整体拟合，虚拟预控留设基准线；现场通过三维建模以基准线作为现场对接复合点形成绝对控制坐标，再采用高精度全站仪进行定位，复合各层牛腿节点的三维坐标；然后在地面放出各层牛腿节点控制线进行复核后再将吊柱就位，确保斜吊柱牛腿精度。

斜吊柱是由若干吊柱分段拼装而成，利用bim模型对斜吊柱进行整体拟合时，根据拟合值给出工厂修整参数，提供各吊柱分段节点的补偿量，直至吊柱分段节点对接精度达到要求为止。

每层牛腿节点的上方和下方分别设置一个吊柱分段节点。

每层牛腿节点距离上方或下方的吊柱分段节点的高度不小于500mm。

本发明具有如下有益效果：

1、应用bim技术在工厂虚拟预拼，复核各断点的三维坐标，减提高精度检测的同时减小构件的返修率，并能够提供现场对接控制线，是实现精度控制的基础。

2、应用bim模型转换生成三维坐标，进行空间定位，应用in-check高精度全站仪复核，效率快，精度高。

3、在地面上放出各楼层牛腿控制的平面坐标，进行二次复核，可确保斜吊柱牛腿精度。

附图说明

图1为吊柱大样图；

图中：1-牛腿节点、2-吊柱分段节点。

具体实施方式

本发明的工艺原理为：是基于bim的基础上提前在构件出厂前进行虚拟预控留设基准线，现场通过三维建模形成的绝对坐标，采用搭载in-check的高精度全站仪进行定位，并在地面放出多牛腿控制线进行复核。

本发明的工艺过程如下：

1、多角度多牛腿斜吊柱工厂精度预控

多牛腿斜吊柱单构件制作完成后，应用虚拟预拼装软件将相连构件在bim模型中进行整体拟合，并根据拟合值给出工厂修整参数，提供各构件的补偿量，直至节点对接精度达到要求为止。具体操作如下：

1.1、基准线设计

为了更好的保证多角度多牛腿斜吊柱拼装精度，在钢构件建造的各个阶段，除了制作地样线外，对每个钢构件标示了基准线，作为虚拟拼装的复核点。

1.2、初期余量管理

传统的余量管理，一般是严格按照地样基准线等进行余量切割。因构件各部位可能存在结构偏差，往往容易出现累计偏差，造成最终原始坡口的二次修割或者堆焊，影响产品最终质量且增加了成本。

本工艺采用了三维整体分析，最终根据综合情况确定最终修割量。过程中通过对焊前及焊后的主体焊接收缩量统计所获得的收缩量，在构件焊前检查合格后马上对余量进行划线切割，准确高效地保证了无余量精度。

1.3、数字化测量

传统方法检测及控制情况简述：通过地样线，通过激光经纬仪保证角度，通过水准控制测量，保证牛腿装配角度，通过地样进行最终的余量切修。这种简单有效的方法在钢结构制造领域颇为通用。存在着一系列有待改善的问题：

1）分解测量，纯在累积偏差，精度相对难以保证；

2）对地样线依赖性强，翻身焊接后必须精准复位方可进行检测，胎位有限，影响进度。

3）施工方根据施工节点剖视图进行装配及检验，容易出现镜像错装。

本工艺实行数字化三维检测，辅佐以精度管理流程实施，实现精度控制，其过程主要通过in-check高精度全站仪可直接测量现场分段点相对坐标，并通过实体坐标与设计坐标的匹配得到现场数据和理论数据的偏差，提高了测量效率及测量数据的准确性和可靠性。

现场通过全站仪对构件进行数据采集，转站测量实现快速三维整体检测，原始数据及最终提交完工报告将全部实施三维立体数据报表。可实现多根构件同时批量检测，后续数据单根处理。大大的提高了检测精度及效率。检测结束后进行点位与模型的精度分析出具检测报告，进行结构调整或余量切修。同时在检测前出具二维检测报表，进行二维确认后，保证建造精度降低返修成本，提高建造效率。

1.4、虚拟拼装技术：

为了确保构件在运输往安装地前，确保构件能顺利实现拼装，保证现场安装周期，在发运前，实施对构件的模拟拼装工作。其主要考察相邻构件之间的吻合度，以及和设计理论值之间的差异度。以数字化测量为前提，通过虚拟技术和人工干预的应用，在电脑中将多个相邻构件进行模拟演示并分析得出有效的模拟预拼方案，在确保精度的情况下，指导现场吊装的一次定位完成。

2、多角度多牛腿斜吊柱现场精确定位

多牛腿斜吊柱顶部与桁架对接部位，通过车间应用精控系统进行虚拟预拼装留设的基准线，作为现场对接复核点；并用bim模型转换生成三维控制坐标，采用高精度全站仪空间复核；底部与核心筒衔接点通过bim模型转换平面坐标在地面上放多牛腿地样线，结合全站仪复核各层牛腿的三维坐标。吊柱与混凝土核心筒连接部位设置八字临时拉结横杆,辅助吊柱就位。

以某工程为例，采用本发明工艺后，吊柱与上部桁架连接精度达到1mm，与底部核心筒对接精度达到1.2mm。吊柱各层牛腿与楼层梁对接偏差最大2mm。螺栓穿孔率100%。较传统精度控制技术相比，更好的保证了节点角度，降低了精度检测时间，实现了吊柱的快速安装，可在全社会范围内推广使用。

注：吊柱在牛腿相应位置须设内隔板，由于吊柱为无缝钢管，注设内隔板时需将吊柱断开（即图示中的吊柱分段节点），分断位置应距离牛腿高度500mm，吊柱分段位置须设十字加劲。根据起拱要求，该根吊柱位置向上相对提升11mm。

技术特征：

技术总结
本发明适用于悬挂式钢结构复杂节点斜吊柱的精确定位安装，具体涉及一种多角度多牛腿复杂节点斜吊柱精确定位方法，是基于BIM模型提前在斜吊柱构件出厂前进行整体拟合，虚拟预控留设基准线；现场通过三维建模以基准线作为现场对接复合点形成绝对控制坐标，再采用高精度全站仪进行定位，复合各层牛腿节点的三维坐标；然后在地面放出各层牛腿节点控制线进行复核后再将吊柱就位，确保斜吊柱牛腿精度。本发明方法较传统精度控制技术相比，更好的保证了节点角度，降低了精度检测时间，实现了吊柱的快速安装，可在全社会范围内推广使用。

技术研发人员：杜晓莲;刘勇庆;李彦春;白丽霞;郭二滨;常煜;庄利军
受保护的技术使用者：山西四建集团有限公司
技术研发日：2018.12.12
技术公布日：2019.03.15