[發明專利]一種大跨度屋蓋整體提升施工一體化控制方法

無效

• 申請號: 200910087772.2
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號: CN101587340A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 郭彥林;王小安
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04;G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種大跨度屋蓋整體提升施工一體化控制方法，其特征在于，所述方法是在一個包含數據輸入模塊、提升點位移控制與調整模塊、提升設備油壓控制與調整模塊、提升塔架強度與穩定性計算與控制模塊、提升結構內力與變形計算與控制模塊的控制系統中按照以下步驟實現的，所述控制系統中還包含一個能夠測量各提升點位置的提升點位置測量裝置：

步驟(1)：在計算機中設置如下五個模塊：

1)數據輸入模塊；

2)提升點位移控制與調整模塊；

3)提升設備油壓控制與調整模塊；

4)提升塔架強度與穩定性計算與控制模塊；

5)提升結構內力與變形計算與控制模塊；

其中，提升塔架強度與穩定性計算與控制模塊、提升結構內力與變形計算與控制模塊均包含有一個有限元分析軟件包；

步驟(2)：數據輸入模塊接收用戶進行結構分級提升方案的輸入，輸入數據包括：

1)提升結構參數；

2)提升塔吊參數；

3)提升點的個數m與布置；

4)分級提升的總級數：n；

5)第j個提升點的第i級目標提升位移：h_ij；其中，i＝1，2，...，n，代表分級提升的級數；

j＝1，2，...，m，代表提升點編號；

6)提升過程同步性與目標位置控制誤差：e；

7)提升過程中為控制提升同步性對各提升點位置進行采樣的時間間隔：Δt₁；

8)提升過程中為校核提升結構安全對各提升點位置進行采樣的時間間隔：Δt₂；

9)提升過程中為校核提升塔吊安全對各提升點位置進行采樣的時間間隔：Δt₃；

數據輸入模塊將部分數據傳輸給提升點位移控制與調整模塊，包括：m，h_ij，e，Δt₁；

數據輸入模塊將部分數據傳輸給提升結構內力與變形計算與控制模塊，包括：提升結構參數，Δt₂；

數據輸入模塊將部分數據傳輸給提升塔架強度與穩定性計算與控制模塊，包括：提升塔吊參數，Δt₃；

步驟(3)：進行第1級提升，按下述步驟進行：

步驟(3.1)：提升點位移控制與調整模塊接收數據輸入模塊進行第1級提升方案的數據輸入，包括：提升點的個數m與布置，各提升點的第1級目標提升位移h_1j，同步性與目標位置控制誤差：e，采樣間隔tΔ₁；

步驟(3.2)：提升點位移控制與調整模塊通過計算，確定各個提升點達到第1級目標位移h_1j時各提升點處提升設備所需增加的油壓Δ_1j；提升點位移控制與調整模塊將Δ_1j傳輸給提升設備油壓控制與調整模塊；

步驟(3.3)：提升設備油壓控制與調整模塊接收提升點位移控制與調整模塊傳遞的數據，包括：Δ_1j；提升設備油壓控制與調整模塊以Δ_1j為依據，為各提升點處的提升設備增加油壓，提高提升點的位置；

步驟(3.4)：在進行步驟(3.3)的同時，進行各提升點同步性控制與調整，按下述步驟進行：

步驟(3.4.1)：在開始進行步驟(3.3)的同時，提升點位移控制與調整模塊向提升點位置測量裝置輸入采樣時間間隔Δt₁；

步驟(3.4.2)：每隔Δt₁，提升點位置測量裝置向提升點位移控制與調整模塊反饋一次數據，即各提升點在第1級提升過程中的實時位移h_1j^t；

步驟(3.4.3)：提升點位移控制與調整模塊進行如下計算：計算s_1j＝h_1j^t/h_1j；以第一個提升點為參照，計算Δs_1j＝s_1j-s₁₁；如果|Δs_1j/s₁₁|＞e，計算為彌補該誤差各提升點處提升設備所需調整的油壓Δ_1j^t；提升點位移控制與調整模塊將Δ_1j^t傳輸給提升設備油壓控制與調整模塊；

步驟(3.4.4)：提升設備油壓控制與調整模塊接收提升點位移控制與調整模塊傳遞的數據，包括：Δ_1j^t；提升設備油壓控制與調整模塊以Δ_1j^t為依據，在步驟(3.3)進行的同時為各提升點處的提升設備調整油壓，使得各提升點的同步性獲得保證；

步驟(3.5)：在進行步驟(3.3)的同時，進行提升結構的安全校核，按如下步驟進行：

步驟(3.5.1)：提升結構內力與變形計算與控制模塊接收數據輸入模塊傳遞的數據，包括：提升結構參數，采樣間隔Δt₂；

步驟(3.5.2)：在開始進行步驟(3.3)的同時，提升點位置測量裝置接收提升結構內力與變形計算與控制模塊傳遞的數據，包括：采樣間隔Δt₂；

步驟(3.5.3)：每隔Δt₂，提升點位置測量裝置向提升結構內力與變形計算與控制模塊反饋一次數據，即各提升點的空間位置；

步驟(3.5.4)：提升結構內力與變形計算與控制模塊將數據傳輸給有限元分析軟件包，包括：各個提升點所在的位置、提升結構參數；

步驟(3.5.5)：有限元分析軟件包根據各個提升點所在的位置、提升結構參數，確定提升結構的有限元計算模型，包括提升結構、用于結構拼裝的支承胎架、地基，確定荷載工況以及邊界約束；有限元分析軟件包通過計算，得到結構內力與變形狀態，并將結果傳送回提升結構內力與變形計算與控制模塊；

步驟(3.5.6)：提升結構內力與變形計算與控制模塊依據內力判斷結構是否在彈性范圍內，并檢驗結構強度與穩定性；依據變形狀態，判斷提升結構是否與周圍結構發生碰撞；依據計算結果判斷結構與胎架的脫離情況，通過與設計提升方案對比，檢查其是否與提升方案一致；如果結構強度、穩定性、變形情況以及結構與胎架的脫離情況均滿足要求，提升繼續進行；如果結構強度、穩定性、變形情況，包括出現提升結構與周圍結構的碰撞或者結構與胎架的脫離情況出現異常，該模塊會及時發出警報，情況危險時暫停結構的提升，待重新制定方案后繼續進行；

步驟(3.6)：在開始進行步驟(3.3)的同時，進行提升塔吊的安全校核，按如下步驟進行：

步驟(3.6.1)：提升塔架強度與穩定性計算與控制模塊接收數據輸入模塊傳遞的數據，包括：提升塔吊參數，采樣間隔Δt₃；

步驟(3.6.2)：在開始進行步驟(3.3)的同時，提升點位置測量裝置接收提升塔架強度與穩定性計算與控制模塊傳遞的數據，包括：采樣間隔Δt₃；

步驟(3.6.3)：每隔Δt₃，提升點位置測量裝置向提升塔架強度與穩定性計算與控制模塊反饋一次數據，即各提升點的空間位置；

步驟(3.6.4)：提升塔架強度與穩定性計算與控制模塊將數據傳輸給有限元分析軟件包，包括：各個提升點所在的位置、提升塔吊參數；

步驟(3.6.5)：有限元分析軟件包根據各個提升點所在的位置、提升塔吊參數，確定提升塔吊的有限元計算模型，確定荷載工況以及邊界約束，通過求解得到提升塔吊的強度與穩定性狀態，并將其傳送回提升塔架強度與穩定性計算與控制模塊；

步驟(3.6.6)：提升塔架強度與穩定性計算與控制模塊進行如下判斷：如果塔吊的強度、穩定性均滿足要求，提升繼續進行；如果塔吊的強度、穩定性出現異常，該模塊會及時發出警報，情況危險時暫停結構的提升，待重新制定方案后繼續進行；

步驟(3.7)：待完成步驟(3.3)，提升點位置測量裝置讀取各提升點在第1級提升中實際發生的位移值h_1j⁽¹⁾，將其反饋給提升點位移控制與調整模塊；

步驟(3.8)：提升點位移控制與調整模塊接收提升點位置測量裝置傳遞的數據，包括各提升點實際發生的位移值h_1j⁽¹⁾，通過對比各提升點實際位置值h_1j⁽¹⁾與目標位置h_1j，計算出提升位置誤差Δh_1j⁽¹⁾＝h_1j-h_1j⁽¹⁾；

步驟(3.9)：提升點位移控制與調整模塊進行如下判斷：如果|Δh_1j⁽¹⁾/h_1j|≤e對每一個j均滿足，進入步驟(4)；否則，計算為彌補該誤差各提升點處提升設備所需調整的油壓Δ_1j⁽¹⁾，將Δ_1j⁽¹⁾傳輸給提升設備油壓控制與調整模塊；

步驟(3.10)：在提升設備油壓控制與調整模塊中，以Δ_1j⁽¹⁾為依據，為各提升點處的提升設備變化油壓，進行提升點的位置的微調；與此同時，重復步驟(3.5)～步驟(3.6)，進行提升結構與提升塔吊的內力與變形校核；

步驟(3.11)：待提升點完成該次調整，讀取提升點位置測量裝置得到的各提升點在第1級提升中實際發生的位移值h_1j⁽²⁾，將其反饋給提升點位移控制與調整模塊；之后多次重復步驟(3.8)～步驟(3.11)，直至第k次調整提升點后|Δh_1j^(k+1)/h_1j|≤e每一個j均滿足，進入步驟(4)；

步驟(4)：進行第2級以及后續的提升，重復步驟(3)，直至各提升點提升至目標位置。