一种钢网架结构建筑吊装施工方法与流程

本发明涉及钢网架吊装，尤其涉及一种钢网架结构建筑吊装施工方法。

背景技术：

1、随着现代建筑技术的快速发展，钢网架结构因其优良的空间承载能力、经济性以及美观性，已广泛应用于大型体育馆、展览中心、机场等公共建筑的屋顶结构中，钢网架结构的建造通常涉及大量复杂的吊装操作，这些操作要求极高的精度和安全性，然而，传统的吊装施工方法通常依赖于经验丰富的施工人员和静态的施工计划，这不仅增加了施工难度，而且往往无法高效应对施工过程中出现的各种不可预见的环境变化。

2、当前，施工现场面临的主要技术难题包括如何实时监控和应对复杂的环境变化，以及如何确保施工过程中钢网架结构的稳定性和安全性，现有的技术很少能够有效地集成环境监测数据与施工操作，导致在恶劣天气条件下施工风险增加，施工延期和成本超支成为常见问题，此外，现有方法在施工质量控制方面也存在不足，往往缺乏有效的机制来实时评估结构稳定性，及时发现和解决施工中的问题。

3、因此，迫切需要一种新的施工方法，能够实时地集成和分析环境数据，动态调整施工计划，并在整个施工过程中持续评估和保障结构稳定性和安全性。

技术实现思路

1、基于上述目的，本发明提供了一种钢网架结构建筑吊装施工方法。

2、一种钢网架结构建筑吊装施工方法，包括以下步骤：

3、s1：依据钢网架结构设计参数和施工场地特征，设立初始吊装路径及支撑点位置，并部署环境网络以收集实时环境数据；

4、s2：利用预设的环境分析算法，对s1中收集的数据进行处理，评估未来短期内环境变化对吊装操作的影响；

5、s3：基于s2中的分析结果，采用预设的施工调整算法，动态调整吊装路径和施工时间安排，以适应预测的环境变化；

6、s4：按照设计要求进行组件预制，并在每个组件上标记安装位置和编号，确保现场安装的准确性和高效性；

7、s5：在吊装操作过程中，继续利用s1中部署的环境网络收集实时数据，并结合s3的动态调整策略，适时调整施工计划，应对突发的环境变化；

8、s6：执行吊装操作，在每个阶段使用预设的结构稳定性评估方法，进行质量检查，确保吊装质量符合设计要求；

9、s7：项目完成后，收集施工过程数据，使用预设的数据分析算法进行总结，针对发现的问题和挑战制定优化策略。

10、进一步的，所述s1具体包括：

11、s11：通过分析钢网架结构设计图纸确定关键结构组件及位置参数，并使用建筑信息模型软件模拟吊装过程，确定最优化的吊装路径和组件的吊装顺序，以实现施工效率和安全性的最大化；

12、s12：利用地理信息系统软件对施工场地的地形与地貌特征进行详细分析，确定支撑点的布局位置；

13、s13：结合s11和s12的分析结果，采用吊装规划软件绘制初始吊装路径图和支撑点布局图；

14、s14：环境网络包括风速传感器、温度传感器和湿度传感器，环境网络布置在施工现场的区域内，用于全方位监控影响吊装操作的环境因素；

15、s15：部署超声波风速仪作为风速传感器，用于测量并实时监控施工区域内不同高度和位置的风速；

16、s16：选用电容式传感器作为温度和湿度传感器，用于测量施工现场的温度和湿度，指导安全施工操作。

17、进一步的，所述s2具体包括：

18、s21：收集的环境数据首先通过数据预处理步骤，包括数据清洗和归一化处理，数据归一化处理的公式为：其中，x代表原始数据，xmax和xmin分别代表该数据集中的最大值和最小值；

19、s21：采用时间序列分析技术，特别是自回归移动平均arma模型，对经过预处理的温度、湿度和风速数据进行未来短期趋势预测，arma模型的数学表达式为：其中，xt是当前时刻t的预测值，c是常数项，和θ分别是自回归项和移动平均项的系数，∈t是白噪声误差项，p和q分别是模型的阶数；

20、s23：基于s22步骤中的预测结果，评估未来短期内的环境变化对吊装操作产生的影响，特别是分析风速变化对吊装安全的影响，使用预设的风险评估模型来确定风速阈值，超过该阈值则导致吊装操作的暂停或调整。

21、进一步的，所述s3具体包括：

22、s31：将步骤s2中的环境变化预测结果输入到施工调整算法中，该算法考虑了吊装操作的约束条件，包括吊装设备的作业范围、安全操作风速上限、以及施工人员的可用性；

23、s32：施工调整算法使用决策树模型来确定最优的吊装路径和时间安排，决策树的每一个节点代表一个吊装决策，包括吊装起止点、路径选择、以及开始吊装的时间，树的分支基于环境条件变化的预测结果；

24、s33：使用代价函数评估每个决策路径的优劣，该函数考虑了吊装路径的长度、预计所需时间、以及基于环境风险预测的安全系数，代价函数的公式为：c＝w1×l+w2×t+w3×r，其中c是总代价，l是路径长度，t是预计吊装时间，r是风险评级，w1、w2和w3是权重因子，分别对应这三个因素的重要性；

25、s34：决策树模型将选择具有最低代价函数值的路径和时间安排作为优选决策，以此动态调整吊装计划；

26、s35：将调整后的吊装路径和施工时间安排实时反馈给施工管理团队，确保吊装操作能够在最安全和最有效的条件下进行。

27、进一步的，所述s4具体包括：

28、s41：根据钢网架结构的设计图纸和规范，制造各个钢结构组件，每个组件的制造过程中，精确按照设计尺寸和技术要求，确保组件的形状、尺寸和质量符合设计规范；

29、s42：在每个钢结构组件完成制造后，使用激光雕刻技术在组件的不显眼位置标记安装位置和编号，该标记包括组件在钢网架结构中的具体位置信息和唯一的序列编号，以便于施工现场的识别和追踪；

30、s43：开发一个与标记信息相匹配的数字化管理系统，用于存储所有组件的编号、位置信息以及与不同组件的连接关系，通过二维码或rfid技术实现对组件的快速识别和位置定位；

31、s44：在施工现场，使用手持的扫描设备读取组件上的标记信息，即时显示组件的详细信息和安装位置，用于指导施工人员将组件运输到指定的安装位置。

32、进一步的，所述s5具体包括：

33、s51：在吊装操作过程中，环境网络持续监控施工现场的风速、温度和湿度的环境参数，实时收集数据；

34、s52：使用预设的阈值判断模型来确定是否存在超出安全范围的环境变化，阈值判断模型的表达式为：vcurrent>vthreshold，其中vcurrent代表当前监测到的环境参数值，vthreshold代表该环境参数的安全阈值；

35、s53：一旦监测到的环境参数超过安全阈值，即刻向施工管理团队发出警报，并提出初步的施工计划调整建议；

36、s54：施工管理团队收到警报和调整建议后，迅速评估现场情况和资源配置，决定是否执行调整方案，决策过程考虑到施工进度、资源利用率和安全保障的权衡，采用决策优化模型u＝f(p，r，s)，其中，u代表决策的综合效用，p代表施工进度，r代表资源利用率，s代表安全保障等级；

37、s55：一旦决定执行调整方案，施工计划即时更新，并通过施工现场的通讯系统通知所有相关人员和设备，调整措施包括暂停特定作业区域的吊装操作、调整吊装顺序或路径和增加安全防护措施。

38、进一步的，所述s6具体包括：

39、s61：在吊装操作开始前，部署结构稳定性监测网络，包括应力传感器、位移传感器和倾斜传感器，分别安装在钢网架结构的节点和支撑位置，以实时监测结构在吊装过程中的响应；

40、s62：定义结构稳定性评估标准，包括允许的最大应力值、位移范围和倾斜角度，具体数值根据设计规范和施工要求制定；

41、s63：在吊装的每个阶段结束时，通过结构稳定性监测系统收集数据，并利用预设的算法进行分析，对比监测到的应力、位移和倾斜数据与评估标准，确定结构的稳定性是否符合要求；

42、s64：当监测数据显示任何参数超出了预设的安全范围时，立即暂停施工，并采取纠正措施，包括调整吊装方案、加固结构或重新定位组件。

43、进一步的，所述s7具体包括：

44、s71：在项目完成后，收集施工过程中的全部数据，包括环境监测数据、吊装操作数据、结构稳定性评估数据以及异常事件的记录；

45、s72：采用数据预处理技术，包括数据清洗、去噪和归一化，以提高后续分析的质量和准确性；

46、s73：利用统计分析方法和机器学习算法，对预处理后的数据进行深入分析，目的是识别施工过程中的关键问题和挑战，包括环境因素对施工延误的影响，以及结构稳定性的因素；

47、s74：基于s73的分析结果，使用回归分析方法确定问题因素与施工效率之间的关系，回归分析的基本公式表示为：y＝β0+β1x1+β2x2+…+βnxn+∈，其中，y是施工效率指标，x1,x2,…,xn是影响因素，β0,β1,…,βn是系数，代表各影响因素对施工效率的贡献程度，∈是误差项；

48、s75：根据回归分析的结果，识别对施工效率影响最大的因素，并据此制定针对性的优化策略，优化策略包括改进环境监测和预警系统、优化吊装路径和时间安排、以及提高结构稳定性评估的准确性。

49、本发明的有益效果：

50、本发明，通过实时监控环境条件并动态调整施工计划，显著提高了钢网架结构施工的适应性和安全性，通过部署先进的环境监测网络和采用预设的环境分析算法，本方法能够实时精确地评估各种环境因素对施工的潜在影响，如风速、温度和湿度变化，这不仅使施工团队能够及时应对恶劣天气条件，减少因环境变化导致的施工延误，也大大降低了由于环境因素引发的安全事故风险。

51、本发明，通过对施工过程数据的收集和分析，以及对结构稳定性的连续评估，有效地提升了施工质量控制的准确性和效率，通过使用预设的数据分析算法和结构稳定性评估方法，本方法能够及时发现并解决施工过程中的问题，确保每一步吊装操作都符合设计要求，这种实时的质量监控和评估机制，确保了整个钢网架结构的稳定性和安全性，同时提高了施工效率。

52、本发明，通过项目完成后的数据总结和优化策略制定，本方法能够持续改进施工技术，减少资源浪费，降低成本，为建筑行业的发展贡献了一套可靠、高效的施工解决方案。