專利名稱：鑄鋼相貫管節(jié)點空間定位方法
鑄鋼相貫管節(jié)點空間定位方法
技術領域：
本發(fā)明屬于空間定位技術領域，涉及鑄鋼相貫管節(jié)點安裝的空間定位方法。
背景技術：
鑄鋼節(jié)點形式靈活多樣、節(jié)點設計自由度大、受力性能安全可靠，已在我國越來越多的會展中心、體育場、航站樓等大跨度管桁架鋼結構工程中采用。由于鑄鋼節(jié)點外形為圓管相貫形式，各分支均為圓管，無法精確確定各分支特征控制點，進而無法利用全站儀直接對鑄鋼節(jié)點進行三維坐標控制定位。目前采用的方法是測放鑄鋼相貫管節(jié)點在安裝狀態(tài)下各分支軸線水平投影線，依次作為控制線，搭設支撐架，利用線錘調整鑄鋼相貫節(jié)點分支管口中心點位置，使各分支管口中心投影與對應控制線重合，與連接桿件焊接固定，完成安裝。傳統方法存在以下缺點:1、鑄鋼相貫管節(jié)點各分支均為圓管，無法精確確定分支管口中心點；分支大都與水平面有一定角度，測量人員無法精確目測管口中心投影到控制線上，此方法控制精度不聞。2、需要多人同時對各分支進行測量控制，測量人員的專業(yè)素質和大風天氣對測量精度影響較大。3、鑄鋼相貫管節(jié)點需要反復多次調整，占用大型起重設備時間較長，安裝效率低下。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種鑄鋼相貫管節(jié)點空間定位方法，以克服現有技術控制精度不高、安裝效率低下的問題；為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:一種鑄鋼相貫管節(jié)點空間定位方法，包括以下步驟:1)、確定測控鑄鋼相貫管節(jié)點的控制分支:控制分支的數量不少于三根；控制分支包括以下兩個選擇原則:①選擇主管；②至少要保證鑄鋼相貫管節(jié)點重心線穿過各控制分支管口中心連線形成的圖形；2)、確定控制分支下定位圓弧的位置:要求定位板與對應控制分支軸線水平投影垂直；定位板與對應控制分支管口的軸向距離為5(Tl00mm ；3)、使用CAD繪圖軟件，對鑄鋼相貫管節(jié)點三維模型進行分析:建立用戶坐標系，使用戶坐標系和本工程建筑坐標系相一致；把步驟1)、2)中確定的控制分支和定位板位置輸入計算機，分析計算輸出控制分支的定位截面輪廓、定位截面最低點a三維坐標、定位截面水平投影線上任意兩點b、c的平面坐標；4)、制作鑄鋼相貫管節(jié)點定位板:根據定位截面輪廓，按1:1比例使用鋼板制作定位板，定位板圓弧夾角控制在120° 180°之間，并標記圓弧對稱軸，定位板的底面與圓弧對稱軸垂直；
5)、安裝鑄鋼相貫管節(jié)點支撐架:依據現場測量控制網、鑄鋼相貫管節(jié)點分支軸線交匯點坐標、定位截面最低點a坐標，利用全站儀測放出控制分支軸線水平投影線，再安裝支撐架；支撐架的頂面標高為定位截面最低點a的豎直坐標值與定位板最小高度h之差；6)、安裝鑄鋼相貫管節(jié)點定位板:依據b、c兩點平面坐標和a點平面坐標，在支撐架頂面測放出定位板控制線和定位截面最低點投影標記；將定位板底邊與控制線重合，圓弧對稱軸與最低點投影標記對齊，定位板調整垂直，焊接固定；7)、根據控制分支定位截面低點與管口軸向距離，標記控制分支定位截面外輪廓；將鑄鋼相貫管節(jié)點吊裝到定位支架上，調整各控制分支定位截面外輪廓線與對應定位板圓弧最低點都相切時，即安裝就位。本發(fā)明進一步的改進在于:步驟I)中，各控制分支管口中心連線形成的圖形形心最靠近鑄鋼相貫管節(jié)點重心線。本發(fā)明進一步的改進在于:步驟5)中，所述支撐架之間設置側向斜撐。本發(fā)明進一步的改進在于:步驟5)中，支撐架20頂面與水平面平行。本發(fā)明進一步的改進在于:相對于現有技術，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明首先選擇能夠方便控制鑄鋼相貫管節(jié)點的分支，確定各分支定位圓弧(定位板)的位置，要求定位圓弧面與該分支軸線水平投影垂直。根據不共線三點確定一個平面的原理，控制分支的數量不少于三根。然后使用CAD繪圖軟件，在本工程建筑坐標系下分析計算控制分支的定位截面輪廓(橢圓)和相關特殊點坐標，按1:1的比例制作定位截面輪廓(定位板)。依據相關特征點坐標，使用全站儀測放各控制分支軸線的水平投影，安裝并加固H型鋼支撐架。測放定位板控制線，安裝并加固定位板。鑄鋼相貫管節(jié)點安裝時，在地面進行控制分支的高程粗調，后鑄鋼節(jié)點直接安裝就位。由上述發(fā)明技術方案可以看出，定位支撐架的重量比較小，可以采用人工安裝，不占用大型起重機械；節(jié)點直接安裝就位，不必反復定位調整，安裝時間短，施工效率大大提高。若規(guī)則桁架采用地面拼裝的施工方案，該方法施工效率高的優(yōu)點更加突出。由于采用CAD軟件進行分析計算，全站儀進行測量控制，鑄鋼相貫管節(jié)點的定位精度明顯高于傳統方法。

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1為定位截面示意圖,其中a點表示定位截面最低點，b、c點表示截面水平投影線上任意兩點。圖2為定位板示意圖，h表示圓弧最低點與底邊間距離。圖3為支架安裝示意圖。圖4為定位板安裝示意圖。圖5為節(jié)點就位示意圖。
具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述:請參閱圖1至圖5所示，本發(fā)明一種鑄鋼相貫管節(jié)點空間定位方法，包括以下步驟:
1、確定測控鑄鋼相貫管節(jié)點100的控制分支1:為保證鑄鋼相貫管節(jié)點100精確定位和安裝后的穩(wěn)定性，控制分支I的數量不少于三根?？刂品种包括以下兩個選擇原則:①選擇主管至少要保證鑄鋼相貫管節(jié)點100重心線穿過各控制分支I管口中心連線形成的圖形。原則②中優(yōu)選，各控制分支I管口中心連線形成的圖形形心最靠近鑄鋼相貫管節(jié)點100重心線的一種情況。2、確定控制分支I下定位圓弧(定位板10)的位置:為方便定位板10安裝,要求定位板10與對應控制分支I軸線水平投影垂直。另要求定位板10與控制分支I管口的軸向距離宜控制在5(Tl00mm之間，以保證不影響后續(xù)鑄鋼相貫管節(jié)點100與連接桿件的焊接工作。3、使用CAD繪圖軟件，對鑄鋼相貫管節(jié)點100三維模型進行分析:建立用戶坐標系，使用戶坐標系和本工程建筑坐標系相一致。在此坐標系下，分析查詢有關數據可直接應用于工程測量，無需計算轉換。把1、2步中確定的控制分支I和定位板10位置輸入計算機，分析計算輸出控制分支I的定位截面11輪廓(橢圓或圓形)、定位截面11最低點a坐標(X、Y、Z)、定位截面11水平投影線上任意兩點b、c的平面坐標(X、Y)。見圖1。4、制作鑄鋼相貫管節(jié)點100定位板10:根據定位截面11輪廓，按1:1比例使用鋼板制作定位板10,定位板10圓弧夾角控制在120° 180°之間，并標記圓弧對稱軸101,要求定位板10圓弧面光滑平整，底面與圓弧對稱軸101垂直。見圖2。5、安裝鑄鋼相貫管節(jié)點100支撐架20:依據現場測量控制網、鑄鋼相貫管節(jié)點100分支軸線交匯點坐標、定位截面11最低點a坐標，利用全站儀測放出控制分支I軸線水平投影線，再安裝支撐架20。支撐架20的頂面標高為定位截面11最低點a的Z坐標值與定位板10最小高度h之差。支撐架20焊接應牢固，當鑄鋼相貫管節(jié)點100重量較大時，可在支撐架20之間設置側向斜撐，保證支撐架20的穩(wěn)定性。支撐架20頂面要求水平，不得傾斜。見圖3。6、安裝鑄鋼相貫管節(jié)點100定位板10:依據b、c兩點平面坐標(X、Y)和a點平面坐標(X、Y)，在支撐架20頂面測放出定位板10控制線和定位截面11最低點投影標記。將定位板10底邊與控制線重合，圓弧對稱軸101與標記對齊,定位板10調整垂直,焊接固定。見圖4。7、根據控制分支I定位截面11最低點與管口軸向距離，標記控制分支I定位截面11外輪廓(與分支軸線垂直)。鑄鋼相貫管節(jié)點100安裝就位前，利用起重設備在地面上進行控制分支I的高程粗調。將鑄鋼相貫管節(jié)點100吊離地面IOOmm左右后，再依據各控制分支I管口最高點相對高差，調整各分支管口到相應高度，對鑄鋼相貫管節(jié)點100定位進行粗調。最后將鑄鋼相貫管節(jié)點100吊裝到定位支架上，調整各控制分支I定位截面11外輪廓線與對應定位板10圓弧最低點都相切時，即安裝就位。見圖5。
權利要求
1.一種鑄鋼相貫管節(jié)點空間定位方法，其特征在于，包括以下步驟: I)、確定測控鑄鋼相貫管節(jié)點(100)的控制分支(I):控制分支(I)的數量不少于三根；控制分支(I)包括以下兩個選擇原則:①選擇主管至少要保證鑄鋼相貫管節(jié)點(100)重心線穿過各控制分支(I)管口中心連線形成的圖形； 2 )、確定控制分支(I)下定位圓弧的位置:要求定位板(IO )與對應控制分支(I)軸線水平投影垂直；定位板(10)與對應控制分支(I)管口的軸向距離為5(Tl00mm ； 3)、使用CAD繪圖軟件，對鑄鋼相貫管節(jié)點(100)三維模型進行分析:建立用戶坐標系，使用戶坐標系和本工程建筑坐標系相一致；把步驟1)、2)中確定的控制分支(I)和定位板(10)位置輸入計算機，分析計算輸出控制分支(I)的定位截面(11)輪廓、定位截面(11)最低點a三維坐標、定位截面(11)水平投影線上任意兩點b、C的平面坐標； 4)、制作鑄鋼相貫管節(jié)點(100)定位板(10):根據定位截面(11)輪廓，按1:1比例使用鋼板制作定位板(10)，定位板(10)圓弧夾角控制在120° 180°之間，并標記圓弧對稱軸(101)，定位板(10 )的底面與圓弧對稱軸(101)垂直； 5)、安裝鑄鋼相貫管節(jié)點(100)支撐架(20):依據現場測量控制網、鑄鋼相貫管節(jié)點(100)分支軸線交匯點坐標、定位截面(11)最低點a坐標，利用全站儀測放出控制分支(I)軸線水平投影線，再安裝支撐架(20 );支撐架(20 )的頂面標高為定位截面(11)最低點a的豎直坐標值與定位板(10)最小高度h之差； 6)、安裝鑄鋼相貫管節(jié)點(100)定位板(10):依據b、c兩點平面坐標和a點平面坐標，在支撐架(20)頂面測放出定位板(10)控制線和定位截面(11)最低點投影標記；將定位板(10)底邊與控制線重合，圓弧對稱軸(101)與最低點投影標記對齊，定位板(10)調整垂直，焊接固定； 7 )、根據控制分支(I)定位截面(11)最低點與管口軸向距離，標記控制分支(I)定位截面(11)外輪廓；將鑄鋼相貫管節(jié)點(100)吊裝到定位支架上，調整各控制分支(I)定位截面(11)外輪廓線與對應定位板(10)圓弧最低點都相切時，即安裝就位。
2.根據權利要求1所述的一種鑄鋼相貫管節(jié)點空間定位方法，其特征在于，步驟I)中，各控制分支(I)管口中心連線形成的圖形形心最靠近鑄鋼相貫管節(jié)點(100)重心線。
3.根據權利要求1所述的一種鑄鋼相貫管節(jié)點空間定位方法，其特征在于，步驟5)中，所述支撐架(20)之間設置側向斜撐。
4.根據權利要求1所述的一種鑄鋼相貫管節(jié)點空間定位方法，其特征在于，步驟5)中，支撐架20頂面與水平面平行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鑄鋼相貫管節(jié)點空間定位方法，包括選擇能夠方便控制鑄鋼相貫管節(jié)點的分支；確定各定位板的位置；控制分支的數量不少于三根；然后使用CAD繪圖軟件，在本工程建筑坐標系下分析計算控制分支的定位截面輪廓和相關特殊點坐標，按1:1的比例制作定位截面輪廓；依據相關特征點坐標，使用全站儀測放各控制分支軸線的水平投影，安裝并加固H型鋼支撐架；測放定位板控制線，安裝并加固定位板；鑄鋼相貫管節(jié)點安裝時，在地面進行控制分支的高程粗調，后鑄鋼節(jié)點直接安裝就位。本發(fā)明定位支撐架的重量比較小，可以采用人工安裝，不占用大型起重機械；節(jié)點直接安裝就位，不必反復定位調整，安裝時間短，施工效率大大提高。
文檔編號E04G21/14GK103114732SQ201310047290
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權日2013年2月6日
發(fā)明者薛鵬飛, 馮戰(zhàn)坤, 張濤, 洪玉龍, 許靜波 申請人:陜西建工集團機械施工有限公司