[发明专利]一种高空大跨网架滑移定位安装及监测方法

权利要求书

1.一种高空大跨网架滑移定位安装的监测方法，其特征在于，所述高空大跨网架滑移定位安装方法包括如下步骤：

(1)依据设计文件在MIDAS软件中建立钢结构的高空大跨网架以及滑移拼装时的滑移操作架的有限元模型，采用MIDAS软件提供的施工仿真功能，输入高空大跨网架的单元材料信息，结构受力信息以及边界条件，计算出钢结构的高空大跨网架在滑移施工过程中上弦螺栓球中心点位移，形成相应的螺栓球节点的变形数据；

(2)将螺栓球节点的变形数据作为钢结构的高空大跨网架滑移施工安装的关键节点进行监测，并对现场钢结构网架的位置标记物进行颜色标记，以方便识别；

(3)在钢结构的高空大跨网架的滑移安装施工现场建立三维激光扫描系统，建立步骤包括：

(301)根据施工现场的控制点，对三维激光扫描仪位置进行标定，确保钢结构的高空大跨网架拼装都在三维激光扫描仪的扫描范围内，且不受施工影响；

(302)利用三维激光扫描仪发出的脉冲信号经过物体反射到接收器所用的时间t，计算出三维激光扫描仪和目标监测点的距离S，控制三维激光编码同步测量出扫描的横向角度α和纵向角度β；根据以上信息以及光的传播速度，计算出目标监测点相对扫描仪的坐标；点P为目标监测点，点P的坐标即为目标监测点的相对坐标，点P的坐标为(X_P，Y_P，Z_P)：

于是得到：

X_P＝Scosβcosα；

Y_P＝Scosβsinα；

Z_P＝Scosβ

其中，S＝ct/2，c为光速；

(4)网架安装之前，需要对螺栓球节点的位置进行精确定位，利用三维激光扫描系统中的三维激光扫描仪扫描颜色标记的位置标记物，将扫描结果传输到电脑终端，识别位置标记物的顶点坐标，不断调整，直到满足设计的精度要求，将各个螺栓球节点固定至位置标记物所处的位置上，标记各个螺栓球节点的中心位置，然后固定钢结构的高空大跨网架；

(5)滑移操作架在滑移施工之前，利用三维激光扫描系统中的三维激光扫描仪对已完成拼装的钢结构网架上弦杆的螺栓球进行扫描，将所得到的点云数据实时传输到电脑终端；利用与相应三维激光扫描仪的配套的数据处理软件对点云数据进行处理；将得到的点云数据进行去噪处理，即利用多变滤波算法剔除测量获得的数据中的离群点，利用多项式曲线拟合，将点云数据的坐标进行拟合，测算钢结构的空间大跨网架上弦杆螺栓球节点顶点的三维空间坐标；

(6)滑移操作架滑移到下一片钢结构的高空大跨网架的操作位置时，对上一片脱离滑移操作架的网架再次扫描，将得到的点云数据进行去噪以及坐标拟合，测算钢结构的空间大跨网架上弦杆螺栓球节点顶点的三维空间坐标；

(7)并重复步骤(5)至(6)中的操作，直至完成所有钢结构的高空大跨网架的滑移安装操作；

(8)将MIDAS软件分析的螺栓球节点变形数据作为阈值f_i，其中i为第i个关键节点，比较(5)和(6)中的对应的螺栓球关键节点的位移S_i，当对应的S_i＞f_i时，进行预警，同时对已安装的网架重新进行调整。