调整吊装变形量实现装配式车站顶板与侧墙装配的方法技术

本发明专利技术公开了一种调整吊装变形量实现装配式车站顶板与侧墙装配的方法，其特征是：基于有限元模型分析法建立顶板

【技术实现步骤摘要】
调整吊装变形量实现装配式车站顶板与侧墙装配的方法


[0001]本专利技术涉及装配式地铁车站顶板与侧墙的装配方法，更具体地说是一种调整吊装变形量实现装配式车站顶板与侧墙装配的方法。

技术介绍

[0002]目前，装配式地铁车站工程较少，尚未形成系统和全面的施工技术，在装配式地铁车站施工中，装配精度是影响工程质量的重要因素。根据现有工程案例，如图2所示，车站主体结构拼装顺序一般为底板5
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侧墙4
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立柱3
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中板2
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顶板1，在针对底板5、侧墙4、立柱3和中板2的拼装中，能够针对特定构件设计相应的调节装置，从而对结构偏位进行有效调整；但是，在针对车站顶板1进行吊装时，由于其它结构均已就位，基本无调节余量。同时，因受施工工艺、构件制造误差、测量误差等因素的影响，在顶板拼装就位之前，与侧墙难以保证设计位置一致，常常造成吊装过程中顶板与侧墙两者榫槽无法对齐就位的情况，极大地影响了施工进度。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种调整吊装变形量实现装配式车站顶板与侧墙装配的方法，通过调整顶板的吊装变形量使其满足侧墙已存在的偏位，实现精确、高效和快速的顶板与侧墙之间的装配。
[0004]本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：
[0005]本专利技术调整吊装变形量实现装配式车站顶板与侧墙装配的方法的特点是：基于有限元模型分析法建立顶板
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吊索有限单元耦合模型；针对所述顶板
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吊索有限单元耦合模型通过瞬态动力学求解，获得顶板吊装变形量与吊索索力分配值之间的对应关系；装配过程中，通过调整吊索索力分配值改变顶板吊装变形量，使顶板底部两端榫槽的中心点相对距离满足侧墙已存在的偏位，保证顶板与侧墙之间拼装就位顺利完成。
[0006]本专利技术调整吊装变形量实现装配式车站顶板与侧墙装配的方法的特点也在于：
[0007]在所述顶板
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吊索有限单元耦合模型中，设定吊索数量为n，n不小于4；
[0008]将顶板底部两端榫槽中心分别记为端点A和端点B；按如下步骤计算获得不同吊索索力分配工况下端点A和端点B之间的相对距离：
[0009]步骤1、建立装配车站顶板
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吊索几何模型，是根据结构设计并采用分离式建模方法分别构造顶板与吊索的几何实体，针对几何实体建立顶板
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吊索几何模型；
[0010]步骤2、在所述顶板
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吊索几何模型中通过单元定义、材料选择和网格划分获得顶板
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吊索有限单元耦合模型；
[0011]步骤3、在所述ANSYS的软件中选择瞬态动力学计算模块，依据顶板
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吊索有限单元耦合模型的动力学方程进行瞬态动力学计算，获得各吊索的索力分配值与发生弹性变形的顶板变形量的对应关系，所述顶板变形量是指因顶板发生弹性变形致使顶板底部两端点榫槽中心点之间的相对距离的变化量，即端点A和端点B之间的相对距离的变化量；
[0012]步骤4、荷载边界处理
[0013]将荷载边界与位移边界相结合，调整各吊索索力分配值与设定的吊索索力分配值相一致，进而得到设定的吊力分配值状态下的顶板变形量，以满足顶板装配时所存在的侧墙装配偏位的要求。
[0014]本专利技术调整吊装变形量实现装配式车站顶板与侧墙装配的方法的特点也在于在步骤2中：
[0015]所述单元定义是将吊索设置为仅具有抗拉刚度的杆单元，基于顶板的拱形体结构将所述顶板设置为六面实体单元；
[0016]所述材料选择是根据变形条件进行选择，吊装状态下顶板满足材料力学小变形假设，材料设为弹性本构，仅考虑弹性模量、泊松比和密度；
[0017]所述网格划分选择为映射划分，以提高计算精度。
[0018]本专利技术调整吊装变形量实现装配式车站顶板与侧墙装配的方法的特点也在于：在所述瞬态动力学计算中，考虑模型惯性力，计算过程中顶板结构随时间变化存在相应的顶板速度和顶板加速度，实际吊装实施是在顶板起吊稳定状态下进行，则顶板速度和顶板加速度设定0值；为获得稳定的顶板悬吊状态，设置阻尼耗散顶板速度和顶板加速度，并设定足够的时间长度T获得顶板的稳定吊装状态。
[0019]与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在：
[0020]1、本专利技术针对顶板采用多点吊装，通过调节吊索的索力分配值来改变顶板两侧榫槽相对距离，进而适应侧墙已存在的偏位，使拼装就位顺利完成。
[0021]2、本专利技术基于ANSYS瞬态动力学的计算方式满足了顶板
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吊索的耦合关系，能实现精确调整，过程高效快捷。
附图说明
[0022]图1为本专利技术中顶板吊装方法示意图；
[0023]图2为本专利技术中装配式车站的装配结构示意图
[0024]图中标号：1顶板，2中板，3立柱，4侧墙，5底板；
具体实施方式
[0025]图2所示为本专利技术中装配式车站的装配结构示意图，对于此类装配工结构的拼装顺序通过为底板5、侧墙4、立柱3、中板2，最后在两侧侧墙上利用榫槽和凸榫装配顶板1。
[0026]本实施例中调整吊装变形量实现装配式车站顶板与侧墙装配的方法是：基于有限元模型分析法建立顶板
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吊索有限单元耦合模型；针对顶板
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吊索有限单元耦合模型通过瞬态动力学求解，获得顶板吊装变形量与吊索索力分配值之间的对应关系；装配过程中，通过调整吊索索力分配值改变顶板吊装变形量，使顶板底部两端榫槽的中心点相对距离满足侧墙已存在的偏位，保证顶板与侧墙之间拼装就位顺利完成。
[0027]图1所示本实施例中在顶板
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吊索有限单元耦合模型中设定吊索数量为n，n不小于4；
[0028]将顶板1中自一端朝向另一端的各吊索依次记为吊索S1,吊索S2，
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，吊索Sn
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1和吊索Sn；各吊索的上端点为控制点，一一对应记为控制点K1,控制点K2，
…
，控制点Kn
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1和控
制点Kn；各吊索的下端点为吊点，一一对应记为吊点D1,吊点D2，
…
，吊点Dn
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1和吊点Dn；各吊索的索力值一一对应为索力N1,索力N2，
…
，索力Nn
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1和索力Nn；将顶板底部两端榫槽中心分别记为端点A和端点B；按如下步骤计算获得不同吊索索力分配工况下端点A和端点B之间的相对距离：
[0029]步骤1、建立装配车站顶板
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吊索几何模型，是根据结构设计并采用分离式建模方法分别构造顶板与吊索的几何实体，针对几何实体建立顶板
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吊索几何模型；
[0030]步骤2、在顶板
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吊索几何模型中通过单元定义、材料选择和网格划分获得顶板
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.调整吊装变形量实现装配式车站顶板与侧墙装配的方法，其特征是：基于有限元模型分析法建立顶板
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吊索有限单元耦合模型；针对所述顶板
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吊索有限单元耦合模型通过瞬态动力学求解，获得顶板吊装变形量与吊索索力分配值之间的对应关系；装配过程中，通过调整吊索索力分配值改变顶板吊装变形量，使顶板底部两端榫槽的中心点相对距离满足侧墙已存在的偏位，保证顶板与侧墙之间拼装就位顺利完成。2.根据权利要求1所述的调整吊装变形量实现装配式车站顶板与侧墙装配的方法，其特征是：在所述顶板
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吊索有限单元耦合模型中，设定吊索数量为n，n不小于4；将顶板底部两端榫槽中心分别记为端点A和端点B；按如下步骤计算获得不同吊索索力分配工况下端点A和端点B之间的相对距离：步骤1、建立装配车站顶板
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吊索几何模型，是根据结构设计并采用分离式建模方法分别构造顶板与吊索的几何实体，针对几何实体建立顶板
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吊索几何模型；步骤2、在所述顶板
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吊索几何模型中通过单元定义、材料选择和网格划分获得顶板
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吊索有限单元耦合模型；步骤3、在所述ANSYS的软件中选择瞬态动力学计算模块，依据顶板
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈文尹，朱家稳，黄成，宗超，余诚，冷彪，汪开发，赵为磊，
申请(专利权)人：中铁发展投资有限公司青岛市地铁六号线有限公司中国中铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：