[發(fā)明專利]一種基于三維空間坐標(biāo)定位的超高混凝土塔柱施工方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210315061.1
• 申請(qǐng)日: 2022-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN114717954A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉;嚴(yán)來章;侯立君;馬樂樂;辛宇;王佐才;王振;程杰;朱磊;王亞坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司;合肥工業(yè)大學(xué);中鐵二十四局集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E01D21/00
• 分類號(hào): E01D21/00;E01D19/14;G06F30/13;G06T17/00
• 代理公司: 上海恩凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31459
• 代理人: 汪賀玲

1.一種基于三維空間坐標(biāo)定位的超高混凝土塔柱施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙將主塔劃分為多個(gè)施工節(jié)段，每一施工節(jié)段的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為4.5米，利用BIM類軟件建立混凝土塔柱三維仿真模型，從所述三維仿真模型中可提取獲得塔柱任意標(biāo)高位置處橫截面的三維坐標(biāo)，包括塔柱截面軸線點(diǎn)、各角點(diǎn)以及塔柱內(nèi)部構(gòu)件的控制點(diǎn)坐標(biāo)；

(2)所述施工節(jié)段通過勁性骨架進(jìn)行塔柱施工，勁性骨架基于三維空間坐標(biāo)進(jìn)行定位，內(nèi)側(cè)設(shè)置有鋼筋骨架的安裝空間，勁性骨架定位時(shí)，選擇其組件桁骨架端面角點(diǎn)作為施工控制點(diǎn)，進(jìn)入仿真模型，輸入該節(jié)段桁骨架端面的高程，即可獲得該節(jié)段桁骨架控制點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)，通過全站儀配合吊機(jī)安裝桁骨架，調(diào)整桁骨架位置直至各控制點(diǎn)坐標(biāo)精度滿足施工要求，焊接固定桁骨架，用型鋼將桁骨架連接成整體，從而完成勁性骨架的準(zhǔn)確定位；

(3)液壓爬模及模板安裝：沿勁性骨架外側(cè)設(shè)置若干內(nèi)外模板，內(nèi)外模板采用螺栓固定，內(nèi)外模板依靠勁性骨架進(jìn)行初步定位，根據(jù)模板角點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)定位；

模板定位前在模板角點(diǎn)處貼上全站儀專用反射片，根據(jù)實(shí)測(cè)模板角點(diǎn)高程，從仿真模型中提取出塔柱角點(diǎn)及軸線點(diǎn)設(shè)計(jì)三維坐標(biāo)，若實(shí)測(cè)塔柱角點(diǎn)及軸線點(diǎn)三維坐標(biāo)與設(shè)計(jì)三維坐標(biāo)不符，重新就位模板，調(diào)整至設(shè)計(jì)位置；

(4)塔柱內(nèi)索導(dǎo)管安裝：索道管安裝前，先吊裝索道管定位架到指定位置，用于支撐索道管，然后從三維仿真模型中提取出索導(dǎo)管上下口中心位置處的三維坐標(biāo)，作為索導(dǎo)管定位的控制點(diǎn)坐標(biāo)；在索導(dǎo)管的上下口用角鋼設(shè)置十字絲框，其中上下口中心位于角鋼交界處，在中心點(diǎn)位置處貼上全站儀專用反光片，用于直接測(cè)量索道管上下口中心點(diǎn)的三維坐標(biāo)；最后利用全站儀，用手拉葫蘆配合塔吊在定位架上對(duì)索導(dǎo)管上下口位置依次進(jìn)行確定；

(5)混凝土澆筑：在內(nèi)外模板之間澆筑混凝土，形成薄壁塔柱；

所述塔柱通過若干個(gè)直線段塔柱相互拼接而成，通過以直代曲形成塔柱弧形結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維空間坐標(biāo)定位的超高混凝土塔柱施工方法，其特征在于，所述塔柱每一節(jié)段的勁性骨架由多個(gè)單片桁骨架和型鋼組合而成；步驟(2)中采用全站儀三維坐標(biāo)法定位桁骨架：除首節(jié)桁骨架以底面與頂面角點(diǎn)作為安裝控制點(diǎn)外，其余節(jié)段桁骨架均以其頂面四角點(diǎn)的三維坐標(biāo)作為安裝控制點(diǎn)，從而防止桁骨架橫縱向傾斜及扭轉(zhuǎn)；

安照所述桁骨架定位步驟依次將同一節(jié)段各片桁骨架吊裝放樣到位，待同一節(jié)段上各片桁骨架全部固定完成后，使用預(yù)先制作好的型鋼將單片桁骨架焊接成整體，構(gòu)成完整節(jié)段的勁性骨架。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于三維空間坐標(biāo)定位的超高混凝土塔柱施工方法，其特征在于，在所述安裝控制點(diǎn)處粘貼全站儀專用反射片，用于桁骨架的三維坐標(biāo)定位及安裝；所述桁骨架安裝定位步驟包括初定位、糾偏以及固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于三維空間坐標(biāo)定位的超高混凝土塔柱施工方法，其特征在于，所述桁骨架的初定位過程具體為：

先按設(shè)計(jì)位置放樣出每片桁骨架底部邊線，沿著重心四周設(shè)置四個(gè)吊點(diǎn)，采用可拆卸吊耳進(jìn)行吊裝，吊裝前需調(diào)準(zhǔn)好角度，使每片桁骨架起吊后的狀態(tài)基本與安裝要求吻合，提高安裝效率；桁骨架起吊就位后，施工人員用螺栓將桁骨架與塔座內(nèi)預(yù)埋段或下方的單節(jié)桁骨架連接，并進(jìn)行初擰，實(shí)現(xiàn)桁骨架初定位。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于三維空間坐標(biāo)定位的超高混凝土塔柱施工方法，其特征在于，所述桁骨架的糾偏過程具體為：桁骨架初定位完成后，利用全站儀對(duì)桁骨架控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算出各控制點(diǎn)坐標(biāo)偏差，根據(jù)測(cè)量結(jié)果通過對(duì)講機(jī)指導(dǎo)塔吊工作人員對(duì)勁性骨架進(jìn)行調(diào)整，待整體安裝精度達(dá)到要求后，將連接螺栓全部擰緊，完成糾偏。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于三維空間坐標(biāo)定位的超高混凝土塔柱施工方法，其特征在于，所述桁骨架的固定過程具體為：讓施工人員對(duì)桁骨架底部四條邊進(jìn)行焊接固定，焊縫必須飽滿，焊接完畢后要將焊渣敲除。