本发明涉及大跨结构智能滑移施工计算方法及系统，包括：基于轨道与结构接触位置的摩擦特性、结构重量确定总牵拉力F；通过施工现场机具配置情况、结构布置情况，综合确定牵拉点数量n；在结构处于自重工况下，计算竖向受力响应，记录自重下所有杆件的轴力；罗列所有可能的滑移牵拉点位置，不同牵拉点组合的编号记为i；计算第i种状态下，结构受拉后的所有杆件轴力；将各杆件轴力分别叠加，记录最大轴力杆件为Fi；遍历Fi选取最小值，其所属的牵拉方案为最优。本发明通过遍历方式获得滑移牵拉点的最优位置，使结构滑移过程中产生的施工内力为最小值。通过确保结构滑移牵拉过程的面外受力影响最小，减小了结构内力值，最终实现节省用材。
1.一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，基于轨道与结构接触位置的摩擦特性和所述大跨结构的重量确定所述滑移施工所需的总牵拉力；
S2，基于所述滑移施工的现场机具配置情况和所述大跨结构的布置情况确定施加所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量，包括：S21，基于所述滑移施工的现场机具配置情况确定所述滑移施工的现场机具的额定输出牵引力g；
S22，所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量为不小于所述大跨结构的重量除以所述滑移施工的现场机具的额定输出牵引力g个；
S3，计算所述大跨结构处于自重工况下的受力响应，并基于所述受力响应计算所述自重工况下各杆件的自重轴力；其中所述杆件与所述大跨结构中的单榀桁架对应；
S4，基于所述滑移牵拉点数量确定所有对应的滑移牵拉点位置；将所有对应的滑移牵拉点位置按照第一施工要求进行排列组合，形成多个不同牵拉点组合状态；基于多个不同牵拉点组合状态构成多个不同牵拉工况；
S5，计算所述不同牵拉工况下所述大跨结构对应的各杆件的工况轴力；
S6，将S3中自重工况下一杆件的自重轴力分别和S5中的不同牵拉工况下，所述大跨结构对应的与自重工况下同一杆件的工况轴力进行叠加，获得多个轴力叠加值；比较多个轴力叠加值，记录所述轴力叠加值中最大的为Nimax；
S7，对各杆件分别实施S6，确定各杆件的最大轴力叠加值，遍历各杆件的最大轴力叠加值并进行比较，选取其中的最小值，确定最小值对应的牵拉方案为最优施工方案；所述牵拉方案包括牵拉点组合状态和对应的工况；
2.根据权利要求1所述的一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法，其特征在于，所述摩擦特性包括摩擦系数。
3.根据权利要求2所述的一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法，其特征在于，所述大跨结构的重量根据所述大跨结构的几何参数和材料特性计算获得。
4.根据权利要求3所述的一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法，其特征在于，所述滑移施工所需的总牵拉力为摩擦系数与所述大跨结构的重量的乘积。
5.根据权利要求4所述的一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法，其特征在于，所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量不小于2个。
6.根据权利要求5所述的一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法，其特征在于，所述S3的所述受力响应为竖向受力响应，将所述大跨结构的重量等效为上弦节点荷载或杆间均布荷载，基于轨道与结构接触位置设为铰接约束，计算杆件的自重轴力。
7.一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工系统，其特征在于，包括：总牵拉力确定模块，用于基于轨道与结构接触位置的摩擦特性和所述大跨结构的重量确定所述滑移施工所需的总牵拉力；
滑移牵拉点数量确定模块，用于基于所述滑移施工的现场机具配置情况和所述大跨结构的布置情况确定施加所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量，包括：S21，基于所述滑移施工的现场机具配置情况确定所述滑移施工的现场机具的额定输出牵引力g；
S22，所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量为不小于所述大跨结构的重量除以所述滑移施工的现场机具的额定输出牵引力g个；
受力响应模块，用于计算所述大跨结构处于自重工况下的受力响应，并基于所述受力响应计算所述自重工况下各杆件的自重轴力；其中所述杆件与所述大跨结构中的单榀桁架对应；
牵拉工况确定模块，用于基于所述滑移牵拉点数量确定所有对应的滑移牵拉点位置；
将所有对应的滑移牵拉点位置按照第一施工要求进行排列组合，形成多个不同牵拉点组合状态；基于多个不同牵拉点组合状态构成多个不同牵拉工况；
工况轴力计算模块，用于计算所述不同牵拉工况下所述大跨结构对应的各杆件的工况轴力；
轴力叠加模块，用于将自重工况下一杆件的自重轴力分别和不同牵拉工况下，所述大跨结构对应的与自重工况下同一杆件的工况轴力进行叠加，获得多个轴力叠加值；比较多个轴力叠加值，记录所述轴力叠加值中最大的为Nimax；
最优施工方案确定模块，用于对各杆件分别确定各杆件的最大轴力叠加值，遍历各杆件的最大轴力叠加值并进行比较，选取其中的最小值，确定最小值对应的牵拉方案为最优施工方案；所述牵拉方案包括牵拉点组合状态和对应的工况；
滑移施工模块，用于按照所述最优施工方案进行所述滑移施工。
8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有多条指令，所述处理器用于读取所述指令并执行如权利要求1‑6任一所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有多条指令，所述多条指令可被处理器读取并执行如权利要求1‑6任一所述的方法。
一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法及系统
技术领域
[0001] 本发明属于土木工程学科中的大跨结构、结构设计与施工领域，尤其涉及一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法及系统。
背景技术
[0002] 大跨结构随着我国城市化进程而迅速发展，已成为最常使用的一种结构形式。因此，大跨结构的安装是目前比较受关注的方向。典型的大跨结构施工采取空中拼装单榀桁架、牵拉滑移至指定位置、结构固定的流程进行。其中的牵拉滑移过程将对结构施加面外作用，势必导致结构预期之外的受力变形，故需要加强结构截面尺寸。如果能够使牵拉滑移过程中产生的附加面外作用力控制到最小，就可以实现用材的最经济化。
[0003] 因此，如何在结构上确定若干滑移牵拉点，使结构滑移过程中产生的施工内力为最小值，就成为了土木建筑专业亟待解决的问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法及系统，通过遍历所有可能牵拉受力状态，在结构施工中寻找其最小受力的牵拉点，以确保结构滑移牵拉过程的面外受力影响最小。
[0005] 本发明提供了一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工方法，包括如下步骤：
[0006] S1，基于轨道与结构接触位置的摩擦特性和所述大跨结构的重量确定所述滑移施工所需的总牵拉力；
[0007] S2，基于所述滑移施工的现场机具配置情况和所述大跨结构的布置情况确定施加所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量；
[0008] S3，计算所述大跨结构处于自重工况下的受力响应，并基于所述受力响应计算所述自重工况下各杆件的自重轴力；其中所述杆件与所述大跨结构中的单榀桁架对应；
[0009] S4，基于所述滑移牵拉点数量确定所有对应的滑移牵拉点位置；将所有对应的滑移牵拉点位置按照第一施工要求进行排列组合，形成多个不同牵拉点组合状态；基于多个不同牵拉点组合状态构成多个不同牵拉工况；
[0010] S5，计算所述不同牵拉工况下所述大跨结构对应的各杆件的工况轴力；
[0011] S6，将S3中自重工况下一杆件的自重轴力分别和S5中的不同牵拉工况下，所述大跨结构对应的与自重工况下同一杆件的工况轴力进行叠加，获得多个轴力叠加值；比较多个轴力叠加值，记录所述轴力叠加值中最大的为Nimax；
[0012] S7，对各杆件分别实施S6，确定各杆件的最大轴力叠加值，遍历各杆件的最大轴力叠加值并进行比较，选取其中的最小值，确定最小值对应的牵拉方案为最优施工方案；所述牵拉方案包括牵拉点组合状态和对应的工况；
[0013] S8，按照所述最优施工方案进行所述滑移施工。
[0014] 优选的，所述摩擦特性包括摩擦系数。
[0015] 优选的，所述大跨结构的重量根据所述大跨结构的几何参数和材料特性计算获得。
[0016] 优选的，所述滑移施工所需的总牵拉力为摩擦系数与所述大跨结构的重量的乘积。
[0017] 优选的，所述S2，基于所述滑移施工的现场机具配置情况和所述大跨结构的布置情况确定施加所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量包括：
[0018] S21，基于所述滑移施工的现场机具配置情况确定所述滑移施工的现场机具的额定输出牵引力g；
[0019] S22，所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量为不小于(所述大跨结构的重量/所述滑移施工的现场机具的额定输出牵引力g)个。
[0020] 优选的，所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量不小于2个。
[0021] 优选的，所述S3的所述受力响应为竖向受力响应，将所述大跨结构的重量等效为上弦节点荷载或杆间均布荷载，基于轨道与结构接触位置设为铰接约束，计算杆件的自重轴力。
[0022] 本发明的第二方面还在于提供一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工系统，包括：
[0023] 总牵拉力确定模块，用于基于轨道与结构接触位置的摩擦特性和所述大跨结构的重量确定所述滑移施工所需的总牵拉力；
[0024] 滑移牵拉点数量确定模块，用于基于所述滑移施工的现场机具配置情况和所述大跨结构的布置情况确定施加所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量；
[0025] 受力响应模块，用于计算所述大跨结构处于自重工况下的受力响应，并基于所述受力响应计算所述自重工况下各杆件的自重轴力；其中所述杆件与所述大跨结构中的单榀桁架对应；
[0026] 牵拉工况确定模块，用于基于所述滑移牵拉点数量确定所有对应的滑移牵拉点位置；将所有对应的滑移牵拉点位置按照第一施工要求进行排列组合，形成多个不同牵拉点组合状态；基于多个不同牵拉点组合状态构成多个不同牵拉工况；
[0027] 工况轴力计算模块，用于计算所述不同牵拉工况下所述大跨结构对应的各杆件的工况轴力；
[0028] 轴力叠加模块，用于将自重工况下一杆件的自重轴力分别和不同牵拉工况下，所述大跨结构对应的与自重工况下同一杆件的工况轴力进行叠加，获得多个轴力叠加值；比较多个轴力叠加值，记录所述轴力叠加值中最大的为Nimax；
[0029] 最优施工方案确定模块，用于对各杆件分别确定各杆件的最大轴力叠加值，遍历各杆件的最大轴力叠加值并进行比较，选取其中的最小值，确定最小值对应的牵拉方案为最优施工方案；所述牵拉方案包括牵拉点组合状态和对应的工况；
[0030] 滑移施工模块，用于按照所述最优施工方案进行所述滑移施工。
[0031] 本发明的第三方面提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有多条指令，所述处理器用于读取所述指令并执行如第一方面所述的方法。
[0032] 本发明的第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有多条指令，所述多条指令可被处理器读取并执行如第一方面所述的方法。
[0033] 本发明提供的方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，具有如下[0034] 有益效果：
[0035] 借由上述方案，通过大跨结构智能滑移施工计算方法及系统，通过遍历方式获得滑移牵拉点的最优位置，使结构滑移过程中产生的施工内力为最小值。通过确保结构滑移牵拉过程的面外受力影响最小，减小了结构内力值，最终实现节省用材。该计算方法适用于大跨结构的牵拉滑移施工过程。
[0036] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0037] 图1为根据本发明优选实施方式的大跨结构智能滑移施工计算方法的流程图；
[0038] 图2为根据本发明优选实施方式的大跨滑移结构的主视图；
[0039] 图3为根据本发明优选实施方式的大跨滑移结构的俯视图；
[0040] 图4为根据本发明优选实施方式的大跨结构智能滑移施工系统示意图。
[0041] 图中标号：
[0042] 1‑结构左侧支撑点；2‑结构右侧支撑点；3‑待滑移结构；4‑待滑移结构在支撑点处摩擦力受力点；5‑总牵拉力施力点。
[0043] 300‑电子设备；301‑存储器；302‑处理器；303‑通信接口；304‑总线架构。
具体实施方式
[0044] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0045] 实施例一
[0046] 如图1所示，本实施例提供了一种大跨结构智能滑移施工方法，包括如下步骤：
[0047] S1，基于轨道与结构接触位置的摩擦特性和所述大跨结构的重量确定所述滑移施工所需的总牵拉力。
[0048] 根据轨道与结构接触面特点确定摩擦系数μ；根据结构几何、材料计算结构重量G。总牵拉力F＝μ×G。
[0049] S2，基于所述滑移施工的现场机具配置情况和所述大跨结构的布置情况确定施加所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量a。施工现场机具的额定输出牵引力为g，牵拉点数量a不小于(G/g)个，且不小于2。
[0050] S3，计算所述大跨结构处于自重工况下的受力响应，并基于所述受力响应计算所述自重工况下各杆件的自重轴力；其中所述杆件与所述大跨结构中的单榀桁架对应。本实施例中，根据结构几何、材料计算结构重量G，并等效为上弦节点荷载(或杆间均布荷载)，基于轨道与结构接触位置设为铰接约束，计算杆件的自重轴力Ng。
[0051] S4，基于所述滑移牵拉点数量确定所有对应的滑移牵拉点位置；将所有对应的滑移牵拉点位置按照第一施工要求进行排列组合，形成多个不同牵拉点组合状态；基于多个不同牵拉点组合状态构成多个不同牵拉工况，编号分别为：1，2，……，i，……,n。
[0052] S5，计算所述不同牵拉工况下所述大跨结构对应的各杆件的工况轴力，记为Nfi；
[0053] S6，将S3中自重工况下一杆件的自重轴力分别和S5中的不同牵拉工况下，所述大跨结构对应的与自重工况下同一杆件的工况轴力进行叠加，获得多个轴力叠加值；比较多个轴力叠加值，记录所述轴力叠加值中最大的为Nimax；
[0054] S7，对各杆件分别实施S6，确定各杆件的最大轴力叠加值，遍历各杆件的最大轴力叠加值并进行比较，选取其中的最小值，确定最小值对应的牵拉方案为最优施工方案；所述牵拉方案包括牵拉点组合状态和对应的工况；
[0055] S8，按照所述最优施工方案进行所述滑移施工。
[0056] 实施例二
[0057] 如图2‑3所示，一种最小化施工内力的大跨结构智能滑移施工系统，包括：
[0058] 总牵拉力确定模块，用于基于轨道与结构接触位置的摩擦特性和所述大跨结构的重量确定所述滑移施工所需的总牵拉力；
[0059] 滑移牵拉点数量确定模块，用于基于所述滑移施工的现场机具配置情况和所述大跨结构的布置情况确定施加所述总牵拉力所需的滑移牵拉点数量；
[0060] 受力响应模块，用于计算所述大跨结构处于自重工况下的受力响应，并基于所述受力响应计算所述自重工况下各杆件的自重轴力；其中所述杆件与所述大跨结构中的单榀桁架对应；
[0061] 牵拉工况确定模块，用于基于所述滑移牵拉点数量确定所有对应的滑移牵拉点位置；将所有对应的滑移牵拉点位置按照第一施工要求进行排列组合，形成多个不同牵拉点组合状态；基于多个不同牵拉点组合状态构成多个不同牵拉工况；
[0062] 工况轴力计算模块，用于计算所述不同牵拉工况下所述大跨结构对应的各杆件的工况轴力；
[0063] 轴力叠加模块，用于将自重工况下一杆件的自重轴力分别和不同牵拉工况下，所述大跨结构对应的与自重工况下同一杆件的工况轴力进行叠加，获得多个轴力叠加值；比较多个轴力叠加值，记录所述轴力叠加值中最大的为Nimax；
[0064] 最优施工方案确定模块，用于对各杆件分别确定各杆件的最大轴力叠加值，遍历各杆件的最大轴力叠加值并进行比较，选取其中的最小值，确定最小值对应的牵拉方案为最优施工方案；所述牵拉方案包括牵拉点组合状态和对应的工况；
[0065] 滑移施工模块，用于按照所述最优施工方案进行所述滑移施工。
[0066] 基于与前述实施例中一种大跨结构智能滑移施工计算方法相同的发明构思，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例一内的方法。
[0067] 示例性电子设备
[0068] 下面参考图4来描述本申请的电子设备，
[0069] 基于与前述实施例中一种大跨结构智能滑移施工计算方法相同的发明构思，本申请还提供了一种大跨结构智能滑移施工系统，包括：处理器，所述处理器与存储器耦合，所述存储器用于存储程序，当所述程序被所述处理器执行时，使得系统以执行实施例一所述方法的步骤。
[0070] 该电子设备300包括：处理器302、通信接口303、存储器301。可选的，电子设备300还可以包括总线架构304。其中，通信接口303、处理器302以及存储器301可以通过总线架构304相互连接；总线架构304可以是外设部件互连标(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry Standard architecture，简称EISA)总线等。所述总线架构304可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0071] 处理器302可以是一个CPU，微处理器，ASIC，或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。
[0072] 通信接口303，使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(radio access network，RAN),无线局域网(wireless local area networks，WLAN)，有线接入网等。
[0073] 存储器301可以是ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable Programmable read only memory，EEPROM)、只读光盘(compact discread only memory，CD ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线架构304与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。
[0074] 其中，存储器301用于存储执行本申请方案的计算机执行指令，并由处理器302来控制执行。处理器302用于执行存储器301中存储的计算机执行指令，从而实现本申请上述实施例提供的一种大跨钢结构智能滑移施工计算方法。
[0075] 在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。
[0076] 所述计算机指
[0077] 令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包括一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。
[0078] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
