【技術實現步驟摘要】
本申請涉及橋梁工程，具體涉及一種鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法、裝置及設備。
技術介紹
1、在現代橋梁工程項目中，特別是那些追求極致精度和結構完整性的大跨度橋梁建設中，數字拼裝技術已成為一種創新的解決方案。該技術利用最先進的三維掃描和激光測量技術，為橋梁桁段提供了精確的幾何信息。這種高精度信息的獲取，理論上應當能夠大幅度提高桁段拼裝的準確度，減少施工中的誤差，進而優化整個橋梁的結構穩定性和性能。
2、然而，當利用算法將桁段點云逆向模型在數字層面上精確地拼裝在一起，最終的拼裝結果表示端頭螺栓孔心的拼裝偏差數值超出了傳統拼裝技術的常規閾值。盡管螺栓孔心的拼裝偏差數值都超出了預期，但在這些偏差之間遵循著種裝置的線形關系：如果對橋梁的一個桁段端頭進行適當的旋轉和平移調整，那么兩個桁段就能夠實現精確對接。
3、因此，在現場的實際拼裝過程中，將子桁段（源桁段）與母桁段（目標桁段）拼接實際施工中子桁段的弦桿必須經歷了某種形式的強制變形，這種變形使得兩個桁段能夠適應彼此之間的螺栓孔心偏差，最終成功地實現了精確拼接。所以，傳統的拼裝閾值在數字拼裝技術中不適用，數字拼裝閾值需要重新評估和定義。
技術實現思路
1、本申請提供一種鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法、裝置、設備及存儲介質，可以解決現有技術中存在的數字拼裝技術中的數字拼裝閾值應用在實際施工中導致其難以精確拼裝的問題。
2、第一方面，一種鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其包括以下步驟：
3、基于子桁段
4、在不同施加力下對子桁段進行有限元分析，得到拉伸變形量和彎曲變形量的散點圖；施加力包括其力值大小和力的角度；
5、基于所述散點圖對理論變形函數模型進行修正，得到鋼梁數字拼裝的拼裝孔偏差閾值線函數圖象。
6、結合第一方面，在一種實施方式中，所述理論變形函數模型中最大軸向變形量為x軸，最大彎曲變形量為y軸；理論變形函數模型為弦桿的最大軸向變形量和最大彎曲變形量之間的一次函數與x軸和y軸閉合形成的三角區域；
7、所述散點圖中拉伸變形量為x軸，彎曲變形量為y軸；散點圖包括多組散點，每組散點由設定角度的施加力從零加載到許用應力得到；不同組散點對應的設定角度不同。
8、結合第一方面，在一種實施方式中，所述設定角度的范圍為0°-90°。
9、結合第一方面，在一種實施方式中，基于所述散點圖對理論變形函數模型進行修正，得到鋼梁數字拼裝的拼裝孔偏差閾值線函數圖象，包括以下步驟：
10、將設定角度的范圍內的每組散點中與許用應力對應的點標記出，并記作目標點；
11、將多個目標點連接形成目標函數線，然后將所述理論變形函數模型中的一次函數替換為所述目標函數線；
12、將所述目標函數線和理論變形函數模型中x軸和y軸相交形成的閉合區域作為所述拼裝孔偏差閾值線函數圖象。
13、結合第一方面，在一種實施方式中，還包括以下步驟：
14、獲取消除子桁段與母鋼梁數字拼裝孔偏差的平移長度和旋轉角度，然后映射在拼裝孔偏差閾值線函數圖象上，并判斷是否位于所述拼裝孔偏差閾值線函數圖象內；
15、若是，則表示子桁段與母桁段可拼裝成功，否則，表示子桁段與母桁段不可拼裝成功。
16、結合第一方面，在一種實施方式中，在不同施加力下對子桁段進行有限元分析，得到拉伸變形量和彎曲變形量的散點圖，之前包括以下步驟：
17、通過三維掃描和激光測量對子桁段和母桁段進行逆向建模得到基礎模型；
18、利用所述基礎模型建立fea有限元分析模型，然后利用fea有限元分析模型在不同施加力下對子桁段進行有限元分析。
19、結合第一方面，在一種實施方式中，基于子桁段的弦桿懸臂段長度、寬度和高度，拼接板的許用應力，合力與設計中軸線之間的角度，確定弦桿的軸向變形和彎曲變形之間的理論變形函數模型，包括以下步驟：
20、將合力f分解為垂直于中軸線的分力和平行于中軸線的分力；
21、按照公式一計算得到弦桿軸向變形，公式一為：；
22、按照公式二計算得到彎曲變形，公式二為：；
23、利用公式三，并結合公式一和公式二，得到弦桿的最大軸向變形量δl和最大彎曲變形量δθ為一次函數關系；
24、所述公式三為：；一次函數關系為：；其中，為弦桿的軸向應力和彎曲應力之和；a為弦桿的橫截面積，，e是材料的彈性模量，弦桿懸臂段長度為a，寬度為b，高度為c，合力f與中軸線的角度為θ，拼接板的許用應力為。
25、結合第一方面，在一種實施方式中，所述弦桿的軸向應力的計算公式為：；
26、所述弦桿的彎曲應力的計算公式為：；
27、其中，為彎曲應力；為軸向應力；m為由引起的最大彎矩；i是弦桿的截面慣性矩，。
28、第二方面，本申請實施例提供了一種桁段拼裝孔偏差閾值計算裝置，其包括：
29、第一模塊，其用于基于子桁段的弦桿懸臂段長度、寬度和高度，拼接板的許用應力，合力與設計中軸線之間的角度，確定弦桿的軸向變形和彎曲變形之間的理論變形函數模型；
30、第二模塊，其用于在不同施加力下對子桁段進行有限元分析，得到拉伸變形量和彎曲變形量的散點圖；施加力包括其力值大小和力的角度；
31、第三模塊，其用于基于所述散點圖對理論變形函數模型進行修正，得到鋼梁數字拼裝的拼裝孔偏差閾值線函數圖象。
32、第三方面，本申請實施例提供了一種桁段拼裝孔偏差閾值計算設備，所述桁段拼裝孔偏差閾值計算設備包括處理器、存儲器、以及存儲在所述存儲器上并可被所述處理器執行的桁段拼裝孔偏差閾值計算程序，其中所述桁段拼裝孔偏差閾值計算程序被所述處理器執行時，實現鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法的步驟。
33、本申請實施例提供的技術方案帶來的有益效果包括：
34、由于通過子桁段的弦桿懸臂段長度、寬度和高度，拼接板的許用應力，合力與設計中軸線之間的角度，可以計算出弦桿的軸向變形和彎曲變形之間的理論變形函數模型；然后在不同施加力下對子桁段進行有限元分析，得到拉伸變形量和彎曲變形量的散點圖；然后利用散點圖對理論變形函數模型進行修正，得到鋼梁數字拼裝的拼裝孔偏差閾值線函數圖象，從而避免傳統數字分析中忽略了實際應用中拼接板可能會因材料缺陷、幾何不規則性、或是復雜的邊界條件等多種因素而表現出遠非均勻的應力分布，這些復雜性往往超出了簡單理論模型的預測范圍，最終導致的不準確的問題，通過以上的步驟可以模擬拼接板在實際施工條件下可能發生的最大變形，并且計算出了弦桿的最大變形閾值即拼裝孔偏差閾值線函數圖象；對于提高施工過程中橋梁桁段拼裝的精確性至關重要，并有助于提高橋梁組裝效率，減少返工和修正的需求，這一方法為數字桁段拼裝提供了本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其特征在于，其包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其特征在于：
3.如權利要求2所述的鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其特征在于:所述設定角度的范圍為0°-90°。
4.如權利要求3所述的鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其特征在于，基于所述散點圖對理論變形函數模型進行修正，得到鋼梁數字拼裝的拼裝孔偏差閾值線函數圖象，包括以下步驟：
5.如權利要求4所述的鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其特征在于，還包括以下步驟：
6.如權利要求1所述的鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其特征在于，在不同施加力下對子桁段進行有限元分析，得到拉伸變形量和彎曲變形量的散點圖，之前包括以下步驟：
7.如權利要求2所述的鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其特征在于，基于子桁段的弦桿懸臂段長度、寬度和高度，拼接板的許用應力，合力與設計中軸線之間的角度，確定弦桿的軸向變形和彎曲變形之間的理論變形函數模型，包括以下步驟：
8.如權利要求7所述的鋼梁數字拼裝孔偏
9.一種桁段拼裝孔偏差閾值計算裝置，其特征在于，其包括：
10.一種桁段拼裝孔偏差閾值計算設備，其特征在于，所述桁段拼裝孔偏差閾值計算設備包括處理器、存儲器、以及存儲在所述存儲器上并可被所述處理器執行的桁段拼裝孔偏差閾值計算程序，其中所述桁段拼裝孔偏差閾值計算程序被所述處理器執行時，實現如權利要求1至7中任一項所述的鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其特征在于，其包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其特征在于：
3.如權利要求2所述的鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其特征在于:所述設定角度的范圍為0°-90°。
4.如權利要求3所述的鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其特征在于，基于所述散點圖對理論變形函數模型進行修正，得到鋼梁數字拼裝的拼裝孔偏差閾值線函數圖象，包括以下步驟：
5.如權利要求4所述的鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其特征在于，還包括以下步驟：
6.如權利要求1所述的鋼梁數字拼裝孔偏差閾值計算方法，其特征在于，在不同施加力下對子桁段進行有限元分析，得到拉伸變形量和彎曲變形量的散點圖，之前包括以下步驟：...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王劼耘，雷小偉，朱龍，鄒歡，柴小鵬，陳文，李成鋼，葉平玉，黃啟文，盛兆琦，雷超超，彭江，李帥，杜鵬偉，劉立群，肖雙龍，
申請(專利權)人：中鐵大橋局集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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