[发明专利]一种大跨度屋盖整体提升施工一体化控制方法

摘要

本发明涉及一种大跨度屋盖整体提升施工一体化控制方法，属于结构工程领域。所述方法是在一个由数据输入模块、提升点位移控制与调整模块、提升设备油压控制与调整模块、提升塔架强度与稳定性计算与控制模块、提升结构内力与变形计算与控制模块组成的控制系统中按照一定的步骤实现。该方法可以实现提升点位移控制与调整、提升设备油压控制与调整、提升塔架强度与稳定性计算、提升结构内力与变形计算，且各环节之间可实现自动调节与自适应，真正达到整体提升控制自动化以及提升结构内力与变形实时监控自动化的目的，提高工作效率，确保提升结构在提升过程的安全。

主权项

1、一种大跨度屋盖整体提升施工一体化控制方法，其特征在于，所述方法是在一个由数据输入模块、提升点位移控制与调整模块、提升设备油压控制与调整模块、提升塔架强度与稳定性计算与控制模块、提升结构内力与变形计算与控制模块组成的控制系统中按照以下步骤实现的，所述控制系统中包含一个能够测量各提升点位置的提升点位置测量装置，安放于各提升点处：步骤(1)：在计算机中设置如下五个模块：1)数据输入模块；2)提升点位移控制与调整模块；3)提升设备油压控制与调整模块；4)提升塔架强度与稳定性计算与控制模块；5)提升结构内力与变形计算与控制模块；其中，提升塔架强度与稳定性计算与控制模块、提升结构内力与变形计算与控制模块均包含有一个有限元分析软件包；步骤(2)：数据输入模块接收用户进行结构分级提升方案的输入，输入数据包括：1)提升结构参数；2)提升塔吊参数；3)提升点的个数m与布置；4)分级提升的总级数：n；5)第j个提升点的第i级目标提升位移：h_ij；其中，i＝1，2，...，n，代表分级提升的级数；j＝1，2，...，m，代表提升点编号；6)提升过程同步性与目标位置控制误差：e；7)提升过程中为控制提升同步性对各提升点位置进行采样的时间间隔：Δt₁；8)提升过程中为校核提升结构安全对各提升点位置进行采样的时间间隔：Δt₂；9)提升过程中为校核提升塔吊安全对各提升点位置进行采样的时间间隔：Δt₃；数据输入模块将部分数据传输给提升点位移控制与调整模块，包括：m，h_ij，e，Δt₁；数据输入模块将部分数据传输给提升结构内力与变形计算与控制模块，包括：提升结构参数，Δt₂；数据输入模块将部分数据传输给提升塔架强度与稳定性计算与控制模块，包括：提升塔吊参数，Δt₃；步骤(3)：进行第1级提升，按下述步骤进行：步骤(3.1)：提升点位移控制与调整模块接收数据输入模块进行第1级提升方案的数据输入，包括：提升点的个数m与布置，各提升点的第1级目标提升位移h_1j，目标位置控制误差e，采样间隔Δt₁；步骤(3.2)：提升点位移控制与调整模块通过计算，确定各个提升点达到第1级目标位移h_1j时各提升点处提升设备所需增加的油压Δ_1j；提升点位移控制与调整模块将Δ_1j传输给提升设备油压控制与调整模块；步骤(3.3)：提升设备油压控制与调整模块接收提升点位移控制与调整模块传递的数据，包括：Δ_1j；提升设备油压控制与调整模块以Δ_1j为依据，为各提升点处的提升设备增加油压，提高提升点的位置；步骤(3.4)：在进行步骤(3.3)的同时，进行各提升点同步性控制与调整，按下述步骤进行：步骤(3.4.1)：在开始进行步骤(3.3)的同时，提升点位移控制与调整模块向提升点位置测量装置输入采样时间间隔Δt₁；步骤(3.4.2)：每隔Δt₁，提升点位置测量装置向提升点位移控制与调整模块反馈一次数据，即各提升点在第1级提升过程中的实时位移h_1j^t；步骤(3.4.3)：提升点位移控制与调整模块进行如下计算：计算s1j=h1jt/h1j;]]>以第一个提升点为参照，计算Δs_1j＝s_1j-s₁₁；如果|Δs_1j/s₁₁|＞e，计算为弥补该误差各提升点处提升设备所需调整的油压Δ_1j^t；提升点位移控制与调整模块将Δ_1j^t传输给提升设备油压控制与调整模块；步骤(3.4.4)：提升设备油压控制与调整模块接收提升点位移控制与调整模块传递的数据，包括：Δ_1j^t；提升设备油压控制与调整模块以Δ_1j^t为依据，在步骤(3.3)进行的同时为各提升点处的提升设备调整油压，使得各提升点的同步性获得保证；步骤(3.5)：在进行步骤(3.3)的同时，进行提升结构的安全校核，按如下步骤进行：步骤(3.5.1)：提升结构内力与变形计算与控制模块接收数据输入模块传递的数据，包括：提升结构参数，采样间隔Δt₂；步骤(3.5.2)：在开始进行步骤(3.3)的同时，提升点位置测量装置接收提升结构内力与变形计算与控制模块传递的数据，包括：采样间隔Δt₂；步骤(3.5.3)：每隔Δt₂，提升点位置测量装置向提升结构内力与变形计算与控制模块反馈一次数据，即各提升点的空间位置；步骤(3.5.4)：提升结构内力与变形计算与控制模块将数据传输给有限元分析软件包，包括：各个提升点所在的位置、提升结构参数；步骤(3.5.5)：有限元分析软件包根据各个提升点所在的位置、提升结构参数，确定提升结构的有限元计算模型，包括提升结构、用于结构拼装的支承胎架、地基，确定荷载工况以及边界约束；有限元分析软件包通过计算，得到结构内力与变形状态，并将结果传送回提升结构内力与变形计算与控制模块；步骤(3.5.6)：提升结构内力与变形计算与控制模块依据内力判断结构是否在弹性范围内，并检验结构强度与稳定性；依据变形状态，判断提升结构是否与周围结构发生碰撞；依据计算结果判断结构与胎架的脱离情况，通过与设计提升方案对比，检查其是否与提升方案一致；如果结构强度、稳定性、变形情况以及结构与胎架的脱离情况均满足要求，提升继续进行；如果结构强度、稳定性、变形情况，包括出现提升结构与周围结构的碰撞或者结构与胎架的脱离情况出现异常，该模块会及时发出警报，情况危险时暂停结构的提升，待重新制定方案后继续进行；步骤(3.6)：在开始进行步骤(3.3)的同时，进行提升塔吊的安全校核，按如下步骤进行：步骤(3.6.1)：提升塔架强度与稳定性计算与控制模块接收数据输入模块传递的数据，包括：提升塔吊参数，采样间隔Δt₃；步骤(3.6.2)：在开始进行步骤(3.3)的同时，提升点位置测量装置接收提升塔架强度与稳定性计算与控制模块传递的数据，包括：采样间隔Δt₃；步骤(3.6.3)：每隔Δt₃，提升点位置测量装置向提升塔架强度与稳定性计算与控制模块反馈一次数据，即各提升点的空间位置；步骤(3.6.4)：提升塔架强度与稳定性计算与控制模块将数据传输给有限元分析软件包，包括：各个提升点所在的位置、提升塔吊参数；步骤(3.6.5)：有限元分析软件包根据各个提升点所在的位置、提升塔吊参数，确定提升塔吊的有限元计算模型，确定荷载工况以及边界约束，通过求解得到提升塔吊的强度与稳定性状态，并将其传送回提升塔架强度与稳定性计算与控制模块；步骤(3.6.6)：提升塔架强度与稳定性计算与控制模块进行如下判断；如果塔吊的强度、稳定性均满足要求，提升继续进行；如果塔吊的强度、稳定性出现异常，该模块会及时发出警报，情况危险时暂停结构的提升，待重新制定方案后继续进行；步骤(3.7)：待完成步骤(3.3)，提升点位置测量装置读取各提升点在第1级提升中实际发生的位移值h_1j(1)，将其反馈给提升点位移控制与调整模块；步骤(3.8)：提升点位移控制与调整模块接收提升点位置测量装置传递的数据，包括各提升点实际发生的位移值h_1j⁽¹⁾，通过对比各提升点实际位置值h_1j⁽¹⁾与目标位置h_1j，计算出提升位置误差Δh_1j⁽¹⁾＝h_1j-h_1j⁽¹⁾；步骤(3.9)：提升点位移控制与调整模块进行如下判断：如果|Δh_1j⁽¹⁾/h_1j|≤e对每一个j均满足，进入步骤(4)；否则，计算为弥补该误差各提升点处提升设备所需调整的油压Δ_1j⁽¹⁾，将Δ_1j⁽¹⁾传输给提升设备油压控制与调整模块；步骤(3.10)：在提升设备油压控制与调整模块中，以Δ_1j⁽¹⁾为依据，为各提升点处的提升设备变化油压，进行提升点的位置的微调；与此同时，重复步骤(3.5)～步骤(3.6)，进行提升结构与提升塔吊的内力与变形校核；步骤(3.11)：待提升点完成该次调整，读取提升点位置测量装置得到的各提升点在第1级提升中实际发生的位移值h_1j⁽²⁾，将其反馈给提升点位移控制与调整模块；之后多次重复步骤(3.8)～步骤(3.11)，直至第k次调整提升点后|Δh_1j^(k+1)/h_1j|≤e每一个j均满足，进入步骤(4)；步骤(4)：进行第2级以及后续的提升，重复步骤(3)，直至各提升点提升至目标位置。