【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于大体积钢结构吊装，特别涉及一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法。
技术介绍
1、钢结构桥梁具有强度高、抗震性能好、耐久性高、可塑性好、跨度大、精度高、低碳环保等特点，目前被广泛用于桥梁设计中。钢结构桥梁通常采用模块化设计，在钢结构加工厂预制，在现场将预制好的桥梁结构进行拼装，具有工厂化、标准化、数智化等特点，避免现场施工对交通、环境的影响，可以提高工程质量，缩短建设周期。
2、钢结构桥梁具有强度高、抗震性能好、耐久性高、可塑性好、跨度大、精度高、低碳环保等特点，目前被广泛用于桥梁设计中。钢结构桥梁通常采用模块化设计，在钢结构加工厂预制，在现场将预制好的桥梁结构进行拼装，具有工厂化、标准化、数智化等特点，避免现场施工对交通、环境的影响，可以提高工程质量，缩短建设周期。
3、现有的钢梁吊装施工时，首先设计计算书，计算书包括设计依据、输入载荷、工况及载荷组合、材料许用应力、风载荷分析、横纵坡分析、结构强度计算等，计算通过后方可进行钢钢桁梁安装；然后，将钢梁、吊具等钢结构加工完成后运至施工现场，船舶抛锚定位后，桥面吊机下放吊具；在钢梁起吊前，在钢箱梁顶面适当位置安装倾角仪，以观察钢梁吊装初始姿态下的纵向、横向倾角；再后，启动桥面吊机逐级加载至钢梁脱离运梁船支垫10cm左右，停止提升，观测钢梁空间姿态，对比钢梁起始吊装纵向坡度与吊装完成纵坡，如偏差较大，须将钢梁下放至运梁船上，利用吊具纵向调节功能，调整钢梁吊装起始姿态，待调整至合适姿态，锁定吊具，并将钢梁再次提升，观察对比钢梁起始吊装纵
4、现有钢梁吊装方案中，存在以下问题：1、设计计算书所包含的计算量较大，费时费力；2、在跨海桥梁施工等复杂工况中，环境因素，如风速和水流速度对吊装施工存在较大影响，且影响随钢梁体积增大而增大，而设计计算书难以计算出环境因素对吊装作业的具体影响，使钢梁吊装存在较多不确定因素，钢梁吊装倾覆或掉落事故发生风险较大；3、吊装过程中，往往需要多次调整吊装起始姿态，以避免钢梁纵向坡度出现较大偏差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，以解决上述
技术介绍
中设计计算书编制工作量较大、不能计算环境因素对吊装的影响，以及吊装过程需要多次调整吊装起始姿态的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，包括以下步骤：
4、s1、钢梁、吊机以及吊具建模：
5、s2、获取钢梁理论重量和理论重心：
6、s3、测量钢梁的实际重量和实际重心，对钢梁理论重量和理论重心进行复核验证，实际重量或实际重心与理论重量或理论重心偏差需均不超过1%；
7、s4、将钢梁三维模型的理论重量和理论重心调整为实际重量和实际重心，然后将钢梁三维模型、吊机以及吊具模型导入动力学模拟软件中，将钢梁模型与吊具模型准确对位；
8、s5、设置动力学参数，动力学参数包括钢梁重量、重心偏移、风速和湍流速度；通过动力学模拟软件模拟在不同动力学参数的施工环境下，钢梁的空间运行轨迹和旋转角度变化，并显示在吊装过程中钢梁的实时旋转角度和对应提升高度；
9、s6、依据旋转角度的大小划分得到安全、次稳定和不稳定三种吊装状态；安全状态下，旋转角度小于10°；次稳定状态下，旋转角度为10-20°；不稳定状态下，旋转角度大于20°；其中，存在不稳定状态的工况下，不建议进行吊装作业。
10、进一步地，所述钢梁包括钢桁梁和钢箱梁；所述钢桁梁设置在钢箱梁上方，并与钢箱梁连为一体。
11、进一步地，还包括步骤s7、吊装实时监测：吊装过程中，采用收集装置实时收集提升高度、风速、湍流速度等信息，通过动力学模拟软件得出钢梁旋转角度，并显示，使操作人员确定实际吊装所处的实时施工状态。
12、进一步地，步骤s2中，通过三维建模软件给钢梁的每一个钢构件进行材料比重赋值，获取每一个构件的重量，经三维建模软件对重量进行统计，获得钢梁理论重量；再利用软件计算分析得出钢梁理论重心。
13、进一步地，步骤s3包括以下步骤：
14、s31、顶升钢梁：利用千斤顶同步顶升钢梁脱离临时支墩；
15、s32、安装传感器：钢梁顶升到位后，对应钢箱梁下弦纵梁腹板与横隔板交界位置安装传感器，并在传感器上、下放置垫板；
16、s33、传感器读数：记录传感器的初始读数，然后将千斤顶同步下降，并观察传感器接触点是否存在异常，待千斤顶与钢梁完全分离后，且传感器读数稳定后，读取传感器数据，并记录；
17、s34、重复步骤s31-s33，重复测量次数不小于传感器设置数量，取传感器数据平均值，作为实际重量和实际重心；
18、s35、将实际重量和实际重心分别与理论重心、理论重心比较，若偏差范围均在1%以内，则证明模型精度在误差允许范围内；若偏差范围超出1%，且钢梁自身生产制作无误，则需要检验建模过程，根据实际钢梁对模型进行修正，并重新获取理论重心和理论重心。
19、进一步地，步骤s32中，传感器至少间隔设置8个。
20、进一步地，步骤s5中，重心偏移为实际吊装的钢梁重心与模型重心的预计偏差。
21、进一步地，步骤s1中，首先根据设计图纸编制钢梁加工图纸，将加工图纸直接导入三维建模软件，利用三维建模软件对钢梁建立1：1三维模型；然后根据吊机和吊具尺寸，利用三维建模软件建立1：1三维模型，再对吊具模型进行材料比重赋值，确定吊具理论重量。
22、进一步地，所述吊机包括吊架、牵引驱动机构、定滑轮和定滑轮；所述吊架为菱形桥面吊架，其底部与桥面固连；所述牵引驱动机构上设置牵引绳；所述定滑轮设置在吊架顶部；所述动滑轮设置在定滑轮下方；所述牵引绳绕设于定滑轮和动滑轮上。
23、进一步地，所述吊具采用三角型吊具，包括支架、下连接座、环形索具和上连接座；所述支架设置在动滑轮下方，由横梁和纵梁交错连接而成；所述环形索具上下两端分别通过上连接座、下连接座与动滑轮、支架连接。
24、本专利技术具有以下有益效果：
25、1、本专利技术提供的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，能够模拟环境因素，如风速和湍流速度对吊装的影响，提前兵棋推演，预测施工风险，并根据施工风险制定吊装策略，降低大体积不规则钢梁倾覆或脱落风险，适用于跨海桥梁等复杂工况。
26、2、本专利技术提供的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，通过模拟软件能够为钢梁的初始吊装姿态做出指导，减少吊装过程中的调整次数，提高吊装效率。
27、3、本专利技术提供的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，所述钢梁（1）包括钢桁梁（11）和钢箱梁（12）；所述钢桁梁（11）设置在钢箱梁（12）上方，并与钢箱梁（12）连为一体。
3.根据权利要求1所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，还包括步骤S7、吊装实时监测：吊装过程中，采用收集装置实时收集提升高度、风速、湍流速度等信息，通过动力学模拟软件得出钢梁（1）旋转角度，并显示，使操作人员确定实际吊装所处的实时施工状态。
4.根据权利要求1所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，步骤S2中，通过三维建模软件给钢梁（1）的每一个钢构件进行材料比重赋值，获取每一个构件的重量，经三维建模软件对重量进行统计，获得钢梁（1）理论重量；再利用软件计算分析得出钢梁（1）理论重心。
5.根据权利要求2所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，步骤S
6.根据权利要求5所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，步骤S32中，传感器至少间隔设置8个。
7.根据权利要求1所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，步骤S5中，重心偏移为实际吊装的钢梁（1）重心与模型重心的预计偏差。
8.根据权利要求1所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，步骤S1中，首先根据设计图纸编制钢梁（1）加工图纸，将加工图纸直接导入三维建模软件，利用三维建模软件对钢梁（1）建立1：1三维模型；然后根据吊机（2）和吊具（3）尺寸，利用三维建模软件建立1：1三维模型，再对吊具（3）模型进行材料比重赋值，确定吊具（3）理论重量。
9.根据权利要求1所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，所述吊机（2）包括吊架、牵引驱动机构、定滑轮和定滑轮；所述吊架为菱形桥面吊架，其底部与桥面固连；所述牵引驱动机构上设置牵引绳；所述定滑轮设置在吊架顶部；所述动滑轮设置在定滑轮下方；所述牵引绳绕设于定滑轮和动滑轮上。
10.根据权利要求1所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，所述吊具（3）采用三角型吊具，包括支架、下连接座、环形索具和上连接座；所述支架设置在动滑轮下方，由横梁和纵梁交错连接而成；所述环形索具上下两端分别通过上连接座、下连接座与动滑轮、支架连接。
...【技术特征摘要】
1.一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，所述钢梁（1）包括钢桁梁（11）和钢箱梁（12）；所述钢桁梁（11）设置在钢箱梁（12）上方，并与钢箱梁（12）连为一体。
3.根据权利要求1所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，还包括步骤s7、吊装实时监测：吊装过程中，采用收集装置实时收集提升高度、风速、湍流速度等信息，通过动力学模拟软件得出钢梁（1）旋转角度，并显示，使操作人员确定实际吊装所处的实时施工状态。
4.根据权利要求1所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，步骤s2中，通过三维建模软件给钢梁（1）的每一个钢构件进行材料比重赋值，获取每一个构件的重量，经三维建模软件对重量进行统计，获得钢梁（1）理论重量；再利用软件计算分析得出钢梁（1）理论重心。
5.根据权利要求2所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，步骤s3包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种用于复杂海域环境的大体积不规则钢梁吊装模拟方法，其特征在于，步骤s32中，传感器至少间隔设置8个...
【专利技术属性】
技术研发人员：任有保，郁葱，李民听，刘湘云，王湛，刘然然，许昕，
申请(专利权)人：中国土木工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。