[发明专利]基于力与位移双控的大悬挑安全智能施工系统及方法

权利要求书

1.基于力与位移双控的大悬挑安全智能施工系统，其特征在于，包括已建成结构(1)、悬挑结构模板(2)、智能调控拉索(3)、临时性斜拉体系(4)和装有应变片(501)的钢筋组(5)；所述悬挑结构模板(2)安装在已建成结构(1)上，悬挑结构模板(2)上设有多个模板侧边拉索穿孔(201)和混凝土浇灌与振捣孔(202)，在悬挑结构模板(2)的底面上布置有位移测点(203)；

所述智能调控拉索(3)的一端与临时性斜拉体系(4)连接，另一端与悬挑结构模板(2)上设有的多个模板侧边拉索穿孔(201)连接；

所述临时性斜拉体系(4)包括斜拉体系压杆底座(401)、斜拉体系压杆(402)、斜拉体系拉索(403)和斜拉体系拉索底座(404)；所述斜拉体系压杆底座(401)与斜拉体系拉索底座(404)预埋在已建成结构(1)上或与已建成结构(1)上的预埋件连接；所述斜拉体系压杆(402)套接固定在斜拉体系压杆底座(401)上，所述斜拉体系拉索(403)的一端与斜拉体系压杆(402)相连，另一端与斜拉体系拉索底座(404)连接；

所述钢筋组(5)连接在悬挑结构模板(2)的内部，钢筋组(5)由四根装有应变片(501)的钢筋组成，分散在悬挑结构模板(2)的四角，与悬挑结构模板(2)底端相连。

2.如权利要求1所述的基于力与位移双控的大悬挑安全智能施工系统，其特征在于：所述位移测点(203)分两排布置，与位移测点(203)相对应的设有位移传感器，位移传感器采用普通市面上的激光或者拉线传感器，安装在悬挑结构模板(2)上。

3.如权利要求1所述的基于力与位移双控的大悬挑安全智能施工系统，其特征在于：所述智能调控拉索(3)为根据方程计算出的拉力可调设备，智能调控拉索(3)对称设置，分别向两边斜拉。

4.如权利要求1所述的基于力与位移双控的大悬挑安全智能施工系统，其特征在于：所述智能调控拉索(3)包括液压缸(301)、拉索(302)和液压活塞(303)；拉索(302)的一端与液压活塞(303)连接，液压活塞(303)受控于液压缸(301)。

5.如权利要求1所述的基于力与位移双控的大悬挑安全智能施工系统，其特征在于：所述临时性斜拉体系(4)相对于悬挑结构模板(2)成对布置。

6.如权利要求4所述的基于力与位移双控的大悬挑安全智能施工系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：施工时，首先进行初次浇筑，将混凝土从混凝土浇灌与振捣孔(202)中注入悬挑结构模板(2)中并进行振捣，获得浇筑混凝土流量，悬挑结构模板(2)的尺寸相关结构参数，并根据装有应变片(501)的钢筋组(5)得到已浇筑结构的应力值，再根据施工安排，可获得悬挑结构模板(2)内的混凝土分布，因此可获得混凝土引起的悬挑结构模板(2)的荷载；

S2：根据现场的其他荷载条件，包括风荷载，模板荷载，施工荷载获得悬挑结构模板(2)的综合荷载，然后根据悬挑结构模板(2)的力学平衡方程算出此时刻拉索(302)的初步拉力；

S3：将拉索(302)的初步拉力输入到拉索力输出设备，即智能调控拉索(3)的控制设备里，通过液压设备输出拉索(302)拉力并反馈拉力与拉索(302)变形信息；

S4：混凝土浇筑引起了荷载的改变以及拉索(302)的拉力发生了改变二者同时作用于悬挑结构模板(2)上，悬挑结构模板(2)发生变形，布置在悬挑结构模板(2)底端的多个位移测点(203)，时刻对悬挑结构模板(2)变形测量，根据多点的测量结果知道悬挑结构模板(2)的竖向变形模式和扭转变形情况；

S5：将悬挑结构模板(2)的变形条件与S3中获得的拉索(302)拉力，同时输入到悬挑结构模板(2)的位移条件与力学平衡方程中，判断位移条件与力学平衡方程是否满足要求；如果满足要求，即可保持拉索(302)拉力不变，如果不满足要求，根据力学平衡方程和力与位移条件重新计算拉索(302)拉力，将迭代出的新拉索(302)拉力输入到拉索力输出设备中，重复S3-S5过程，循环，一直满足要求后，退出，保持拉索(302)拉力；

S6：继续施工，再进入S1，依次循环，直至浇筑完成，当悬挑结构模板(2)由于混凝土凝固逐步卸载，拉索(302)拉力和悬挑结构模板(2)变形发生变化，S3和S4中的条件发生改变，依次循环。