一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及大跨结构智能滑移施工计算方法及系统，包括：基于轨道与结构接触位置的摩擦特性、结构重量确定总牵拉力F；通过施工现场机具配置情况、结构布置情况，综合确定牵拉点数量n；在结构处于自重工况下，计算竖向受力响应，记录自重下所有杆件的轴力；罗列所有可能的滑移牵拉点位置，不同牵拉点组合的编号记为i；计算第i种状态下，结构受拉后的所有杆件轴力；将各杆件轴力分别叠加，记录最大轴力杆件为F

【技术实现步骤摘要】
一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法及系统


[0001]本专利技术属于土木工程学科中的大跨结构、结构设计与施工领域，尤其涉及一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法及系统。

技术介绍

[0002]大跨结构随着我国城市化进程而迅速发展，已成为最常使用的一种结构形式。因此，大跨结构的安装是目前比较受关注的方向。典型的大跨结构施工采取空中拼装单榀桁架、牵拉滑移至指定位置、结构固定的流程进行。其中的牵拉滑移过程将对结构施加面外作用，势必导致结构预期之外的受力变形，故需要加强结构截面尺寸。如果能够使牵拉滑移过程中产生的附加面外作用力控制到最小，就可以实现用材的最经济化。
[0003]因此，如何在结构上确定若干滑移牵拉点，使结构滑移过程中产生的施工内力为最小值，就成为了土木建筑专业亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法及系统，通过遍历所有可能牵拉受力状态，在结构施工中寻找其最小受力的牵拉点，以确保结构滑移牵拉过程的面外受力影响最小。
[0005]本专利技术提供了一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法，包括如下步骤：
[0006]S1，基于轨道与结构接触位置的摩擦特性和所述大跨结构的重量确定所述滑移施工所需的总牵拉力；
[0007]S2，基于所述滑移施工的现场机具配置情况和所述大跨结构的布置情况确定施加所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量；
[0008]S3，计算所述大跨结构处于自重工况下的受力响应，并基于所述受力响应计算所述自重工况下各杆件的自重轴力；其中所述杆件与所述大跨结构中的单榀桁架对应；
[0009]S4，基于所述滑移牵拉点数量确定所有对应的滑移牵拉点位置；将所有对应的滑移牵拉点位置按照第一施工要求进行排列组合，形成多个不同牵拉点组合状态；基于多个不同牵拉点组合状态构成多个不同牵拉工况；
[0010]S5，计算所述不同牵拉工况下所述大跨结构对应的各杆件的工况轴力；
[0011]S6，将S3中自重工况下一杆件的自重轴力分别和S5中的不同牵拉工况下，所述大跨结构对应的与自重工况下同一杆件的工况轴力进行叠加，获得多个轴力叠加值；比较多个轴力叠加值，记录所述轴力叠加值中最大的为N
imax
；
[0012]S7，对各杆件分别实施S6，确定各杆件的最大轴力叠加值，遍历各杆件的最大轴力叠加值并进行比较，选取其中的最小值，确定最小值对应的牵拉方案为最优施工方案；所述牵拉方案包括牵拉点组合状态和对应的工况；
[0013]S8，按照所述最优施工方案进行所述滑移施工。
[0014]优选的，所述摩擦特性包括摩擦系数。
[0015]优选的，所述大跨结构的重量根据所述大跨结构的几何参数和材料特性计算获得。
[0016]优选的，所述滑移施工所需的总牵拉力为摩擦系数与所述大跨结构的重量的乘积。
[0017]优选的，所述S2，基于所述滑移施工的现场机具配置情况和所述大跨结构的布置情况确定施加所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量包括：
[0018]S21，基于所述滑移施工的现场机具配置情况确定所述滑移施工的现场机具的额定输出牵引力g；
[0019]S22，所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量为不小于(所述大跨结构的重量/所述滑移施工的现场机具的额定输出牵引力g)个。
[0020]优选的，所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量不小于2个。
[0021]优选的，所述S3的所述受力响应为竖向受力响应，将所述大跨结构的重量等效为上弦节点荷载或杆间均布荷载，基于轨道与结构接触位置设为铰接约束，计算杆件的自重轴力。
[0022]本专利技术的第二方面还在于提供一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工系统，包括：
[0023]总牵拉力确定模块，用于基于轨道与结构接触位置的摩擦特性和所述大跨结构的重量确定所述滑移施工所需的总牵拉力；
[0024]滑移牵拉点数量确定模块，用于基于所述滑移施工的现场机具配置情况和所述大跨结构的布置情况确定施加所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量；
[0025]受力响应模块，用于计算所述大跨结构处于自重工况下的受力响应，并基于所述受力响应计算所述自重工况下各杆件的自重轴力；其中所述杆件与所述大跨结构中的单榀桁架对应；
[0026]牵拉工况确定模块，用于基于所述滑移牵拉点数量确定所有对应的滑移牵拉点位置；将所有对应的滑移牵拉点位置按照第一施工要求进行排列组合，形成多个不同牵拉点组合状态；基于多个不同牵拉点组合状态构成多个不同牵拉工况；
[0027]工况轴力计算模块，用于计算所述不同牵拉工况下所述大跨结构对应的各杆件的工况轴力；
[0028]轴力叠加模块，用于将自重工况下一杆件的自重轴力分别和不同牵拉工况下，所述大跨结构对应的与自重工况下同一杆件的工况轴力进行叠加，获得多个轴力叠加值；比较多个轴力叠加值，记录所述轴力叠加值中最大的为N
imax
；
[0029]最优施工方案确定模块，用于对各杆件分别确定各杆件的最大轴力叠加值，遍历各杆件的最大轴力叠加值并进行比较，选取其中的最小值，确定最小值对应的牵拉方案为最优施工方案；所述牵拉方案包括牵拉点组合状态和对应的工况；
[0030]滑移施工模块，用于按照所述最优施工方案进行所述滑移施工。
[0031]本专利技术的第三方面提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有多条指令，所述处理器用于读取所述指令并执行如第一方面所述的方法。
[0032]本专利技术的第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储
有多条指令，所述多条指令可被处理器读取并执行如第一方面所述的方法。
[0033]本专利技术提供的方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，具有如下
[0034]有益效果：
[0035]借由上述方案，通过大跨结构智能滑移施工计算方法及系统，通过遍历方式获得滑移牵拉点的最优位置，使结构滑移过程中产生的施工内力为最小值。通过确保结构滑移牵拉过程的面外受力影响最小，减小了结构内力值，最终实现节省用材。该计算方法适用于大跨结构的牵拉滑移施工过程。
[0036]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0037]图1为根据本专利技术优选实施方式的大跨结构智能滑移施工计算方法的流程图；
[0038]图2为根据本专利技术优选实施方式的大跨滑移结构的主视图；
[0039]图3为根据本专利技术优选实施方式的大跨滑移结构的俯视图；
[0040]图4为根据本专利技术优选实施方式的大跨结构智能滑移施工系统示意图。
[0041]图中标号：
[0042]1‑
结构左侧支撑点；2
‑
结构右侧支撑点；3
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，基于轨道与结构接触位置的摩擦特性和所述大跨结构的重量确定所述滑移施工所需的总牵拉力；S2，基于所述滑移施工的现场机具配置情况和所述大跨结构的布置情况确定施加所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量；S3，计算所述大跨结构处于自重工况下的受力响应，并基于所述受力响应计算所述自重工况下各杆件的自重轴力；其中所述杆件与所述大跨结构中的单榀桁架对应；S4，基于所述滑移牵拉点数量确定所有对应的滑移牵拉点位置；将所有对应的滑移牵拉点位置按照第一施工要求进行排列组合，形成多个不同牵拉点组合状态；基于多个不同牵拉点组合状态构成多个不同牵拉工况；S5，计算所述不同牵拉工况下所述大跨结构对应的各杆件的工况轴力；S6，将S3中自重工况下一杆件的自重轴力分别和S5中的不同牵拉工况下，所述大跨结构对应的与自重工况下同一杆件的工况轴力进行叠加，获得多个轴力叠加值；比较多个轴力叠加值，记录所述轴力叠加值中最大的为N
imax
；S7，对各杆件分别实施S6，确定各杆件的最大轴力叠加值，遍历各杆件的最大轴力叠加值并进行比较，选取其中的最小值，确定最小值对应的牵拉方案为最优施工方案；所述牵拉方案包括牵拉点组合状态和对应的工况；S8，按照所述最优施工方案进行所述滑移施工。2.根据权利要求1所述的一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法，其特征在于，所述摩擦特性包括摩擦系数。3.根据权利要求2所述的一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法，其特征在于，所述大跨结构的重量根据所述大跨结构的几何参数和材料特性计算获得。4.根据权利要求3所述的一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法，其特征在于，所述滑移施工所需的总牵拉力为摩擦系数与所述大跨结构的重量的乘积。5.根据权利要求4所述的一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法，其特征在于，所述S2，基于所述滑移施工的现场机具配置情况和所述大跨结构的布置情况确定施加所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量包括：S21，基于所述滑移施工的现场机具配置情况确定所述滑移施工的现场机具的额定输出牵引力g；S22，所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量为不小于所述大跨结构的重量/所述滑移施工的现场机具的额定输出牵引力g个。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成，赵丹，李礼强，孙志国，洪重诺，邵俊涛，沈悦，
申请(专利权)人：中交建筑集团有限公司，
类型：发明
国别省市：