用于空间双曲钢管桁架结构的安装定位方法

技术领域

本发明涉及钢结构施工领域，尤其是一种空间双曲钢管桁架结构的安装定位方法。

背景技术

随着当今建筑领域的发展，越来越多的建筑结构，为了满足建筑美观的需求，需要将结构设计成空间管结构，一些空间扭曲以及各种角度的钢管结构，在一些公共建筑如体育馆、火车站等，都对结构的外观和空间都有要求，此类空间管结构的安装定位难度很大，稍有不慎将导致结构安装精度不能满足设计要求，并将进一步影响后续依附于钢结构的彩板、幕墙等围护结构的安装及使用。为保证桁架制作及安装精度，常规做法是将每个分段桁架进行整体预拼装，此种方法是采用桁架整体拼装，在桁架下面设置垫梁、支撑做整体胎架，缺点是耗用技措材料多、高空作业量大、耗用机械费用较多，且安装精度不能保证完全达到设计图纸要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种用于空间双曲钢管桁架结构的安装定位方法，该方法便于调整、控制复杂双曲钢结构空间定位，安装精度高。

本发明采用如下技术方案：

一种用于空间双曲钢管桁架结构的安装定位方法，按照如下步骤进行：

A、借助计算机对桁架结构进行三维实体建模，按照施工方案对钢结构进行分段，确定各分段端口的特征控制点的理论三维坐标(X

B、桁架分段安装，通过全站仪对安装位置进行三维扫描测控，测量出桁架安装各分段端口的特征控制点的实际三维坐标(X

C、运用BIM技术，在模型中对桁架端口的特征控制点的实际三维坐标值与理论坐标值进行对比，计算出偏差(ΔX，ΔY，ΔZ)，确定分段端口特征控制点的调整值；

D、根据分段端口特征控制点的调整值，调整桁架，配合使用全站仪测量控制桁架的端口坐标值，确保桁架分段端口特征控制点的三维坐标值与理论坐标值一致，保证桁架安装精度；

E、末段端口的安装精度调整，调整其与前一段安装端口的对接口缝隙大小来进行适量微调，保证桁架端头的空间位置。

与现有技术相比，本发明采用的有益效果是：

本发明将桁架进行分段调整、控制钢结构接口空间定位，降低了桁架安装的难度，保证桁架安装精度。

进一步的，本发明的优选方案是：

步骤A中分段端口特征控制点的确定方法为：桁架结构的每根主管都在地面进行水平放样分心，以主管所在圆弧平面作为水平面进行放样，沿管周圈按90°间隔对主管的4条等分线进行样冲标记，即4条等分线分别位于0°、90°、180°、270°方位，在每条等分线上从主管端口往内侧返50mm取点作为特征控制点。

每根主管分别设置有三个特征控制点，三个特征点在三条不同的等分线上。

附图说明

图1为本实施例的安装示意图；

图2为柱脚段及分段端口示意图；

图3为悬挑段及分段端口示意图；

图4为主管端口特征控制点的分布示意图；

图5为分段端口特征控制点的测量示意图；

图6为桁架分段端口间隙调节示意图；

图中：柱脚段1；悬挑段2。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

一种用于空间双曲钢管桁架结构的安装定位方法，按照如下步骤进行：

如图1所示，以一种人字形支腿空间交联扭曲管桁架结构为例，人字形支腿空间交联扭曲管桁架结构分为柱脚段1和悬挑段2，如图2所示为柱脚段，如图3所示为悬挑段：

A、借助计算机对桁架结构进行三维实体建模，按照施工方案对钢结构进行分段，确定各分段端口的特征控制点：特征控制点确定时，桁架结构的三根主管分别编号为a、b、c，三根主管分别在地面进行水平放样分心，将主管沿圆周方向4等分，如图4所示，以a管为例，a管所在圆弧平面作为水平面进行放样，沿管周圈按照90°间隔对a管4条等分线进行样冲标记，即4条等分线分别位于0°、90°、180°、270°方位，在4条等分线中任意选取三条取点，本例中在0°、90°、180°三个方位分别从a管端口往内侧返50mm取三个点，三个点作为a管端口的三个特征控制点，然后运用BIM技术计算出桁架分段端端口的相对应的特征控制点的理论三维坐标值(X

B、桁架各分段安装，通过全站仪对安装位置进行三维扫描测控，测量出桁架主管上安装各分段端口特征控制点的实际三维坐标(X

C、如图5所示，运用BIM技术，在模型中对桁架分段端口的特征控制点的实际三维坐标值与理论坐标值进行对比，计算出偏差值(ΔX，ΔY，ΔZ)，确定分段端口处特征控制点的调整值；如图5所示，以X方向偏差为例，图中实线为桁架端口的理论位置(正确位置)，虚线为桁架端口的安装位置(需调整位置)，桁架安装偏差计算值如下表所示：

桁架安装偏差值计算表

D、根据分段端口特征控制点的调整值，调节桁架位置，配合使用全站仪测量控制桁架的端口坐标值，确保桁架分段端口的特征控制点的实际三维坐标值与理论三维坐标值一致，保证桁架安装精度。

E、末段端口的安装精度调整，由于前述各分段端口的特征控制点已经调整到位，安装精度在可控的范围内，对末端端口竖直方向的安装精度进行调整时，利用调整其前一段分段端口的对接接口缝隙大小来进行适量微调，保证桁架端头的空间位置。例如本实施例中，在悬挑段2的三根主管端头确定D点、E点、F三点，运用BIM技术分别确定三点的定位坐标，然后利用全站仪对桁架端头进行三维扫描测控，测量出桁架主管末端端头三点的实际三维坐标，通过调整悬挑段2与柱脚段1接口间隙(如图6所示，图中三个间隙分别为A、B、C三处)保证桁架末端的安装位置。本实施例中，桁架主管对接接口间隙调整为6mm，桁架下弦主管对接接口间隙调整为5.5mm，以保证桁架末端(D点、E点、F点)高度满足设计要求。

对于多分段的桁架安装时，所有分段端口安装重复上述安装步骤安装，以确保分段安装精度。

本发明通过计算机对钢结构进行三维实体建模，将桁架整体分段安装，能够更好的控制钢结构接口空间定位，保证桁架安装精度符合施工要求，降低了空间双曲钢管类桁架安装的难度。

以上仅为本发明的具体实施方式，但对本发明的保护并不局限于此，所有涉及本技术领域技术人员所能想到的对本技术方案技术特征提出的等效变化或替换，都包含在本发明的保护范围之内。