钢结构虚拟预拼装技术

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钢结构虚拟预拼装技术

5.4.1 技术内容
（1）虚拟预拼装技术
采用三维设计软件，将钢结构分段构件控制点的实测三维坐标，在计算机中模拟拼装形成分段构件的轮廓模型，与深化设计的理论模型拟合比对，检查分析加工拼装精度，得到所需修改的调整信息。经过必要校正、修改与模拟拼装，直至满足精度要求。
（2）虚拟预拼装技术主要内容
1）根据设计图文资料和加工安装方案等技术文件，在构件分段与胎架设置等安装措施可保证自重受力变形不致影响安装精度的前提下，建立设计、制造、安装全部信息的拼装工艺三维几何模型，完全整合形成一致的输入文件，通过模型导出分段构件和相关零件的加工制作详图。
2）构件制作验收后，利用全站仪实测外轮廓控制点三维坐标。
①设置相对于坐标原点的全站仪测站点坐标，仪器自动转换和显示位置点（棱镜点）在坐标系中的坐标。
②设置仪器高和棱镜高，获得目标点的坐标值。
③设置已知点的方向角，照准棱镜测量，记录确认坐标数据。
3）计算机模拟拼装，形成实体构件的轮廓模型。
①将全站仪与计算机连接，导出测得的控制点坐标数据，导入到EXCEL表格，换成（x，y，z）格式。收集构件的各控制点三维坐标数据、整理汇总。
②选择复制全部数据，输入三维图形软件。以整体模型为基准，根据分段构件的特点，建立各自的坐标系，绘出分段构件的实测三维模型。
③根据制作安装工艺图的需要，模拟设置胎架及其标高和各控制点坐标。
④将分段构件的自身坐标转换为总体坐标后，模拟吊上胎架定位，检测各控制点的坐标值。
4）将理论模型导入三维图形软件，合理地插入实测整体预拼装坐标系。
5）采用拟合方法，将构件实测模拟拼装模型与拼装工艺图的理论模型比对，得到分段构件和端口的加工误差以及构件间的连接误差。
6）统计分析相关数据记录，对于不符规范允许公差和现场安装精度的分段构件或零件，修改校正后重新测量、拼装、比对，直至符合精度要求。
（3）虚拟预拼装的实体测量技术
1）无法一次性完成所有控制点测量时，可根据需要，设置多次转换测站点。转换测站点应保证所有测站点坐标在同一坐标系内。
2）现场测量地面难以保证绝对水平，每次转换测站点后，仪器高度可能会不一致，故设置仪器高度时应以周边某固定点高程作为参照。
3）同一构件上的控制点坐标值的测量应保证在同一人同一时段完成，保证测量准确和精度。
4）所有控制点均取构件外轮廓控制点，如遇到端部有坡口的构件，控制点取坡口的下端，且测量时用的反光片中心位置应对准构件控制点。
5.4.2 技术指标
预拼装模拟模型与理论模型比对取得的几何误差应满足《钢结构工程施工规范》GB50755和《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205以及实际工程使用的特别需求。
无特别需求情况下，结构构件预拼装主要允许偏差：
预拼装单元总长            ±5.0 mm
各楼层柱距                 ±4.0 mm
相邻楼层梁与梁之间距离     ±3.0 mm
拱度（设计要求起拱）     ±l/5000
各层间框架两对角线之差      H/2000，且不应大于5.0mm
任意两对角线之差          ∑H/2000，且不应大于8.0mm
接口错边                  2.0mm
节点处杆件轴线错位          4.0mm
5.4.3 适用范围
各类建筑钢结构工程，特别适用于大型钢结构工程及复杂钢结构工程的预拼装验收。
5.4.4 工程案例
天津宝龙国际中心、天津宝龙城市广场、深圳平安金融中心、北京中国尊大厦等。

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