钢结构三维尺寸精度管理系统
随着科学技术发展，现代建筑越建越高，造型也越来越奇特。随之而来的建造难度也相应增加，传统的制造精度检测技术已无法满足检验要求。在此情况下，我们引入三维精度管控技术，实现对异型钢结构构件的三维精度控制，并运用数字化模拟系统，实现现场模拟预拼，使问题得以预知和规避。
一、项目介绍
随着科学技术发展，现代建筑越建越高，造型也越来越奇特。随之而来的建造难度也相应增加，传统的制造精度检测技术已无法满足检验要求。在此情况下，我们引入三维精度管控技术，实现对异型钢结构构件的三维精度控制，并运用数字化模拟系统，实现现场模拟预拼，使问题得以预知和规避。
LA体育场屋顶项目，最复杂的屋顶部分长538米、宽287米，加上长306米、宽235米的中间拉索空间，屋顶面积达20万平方米、总重量约22000吨。整个屋顶由4000多个单体构件组成，线型复杂，并使用高强螺栓连接，构件的结构、装配尺寸偏差保持在1-2毫米，组装时法兰对接贴合面的间隙控制在1毫米内。
图1 LA体育场
二、精度控制技术介绍
2.1 精度控制技术流程图
图2 精度控制技术流程图
2.2 精度管理
项目前期，通过制作检测方案、难点分析、自检管理报告，对生产制作相关人员进行沟通培训，达到对项目整体的精度把控；在项目实施中，通过三维报表结合二维尺寸管理，逐步形成了一种由施工方参与的精度管理模式，使得后来的钢构件的制造速度大幅度提升，达到缩短项目周期的目的。同时为增强生产人员精度管理意识，当精度管理人员在生产无检测任务时，将到车间进行巡检。巡检事项包括：构件对接处间隙、胎架接触率、地胎板与地面锲合度、自检准确性、构件制作是否按照工艺施工等。通过建立复查率，评判各建造团队的学习力和经济性。
图3 自主检查单示意图
2.3 精度控制
项目过程中，主要通过地样管控、胎架管控、布设控制网、安装定位管控以及三维数据采集和模拟搭载等方式，以达到对项目整体的精度控制。
2.3.1 地样管控：现场施工人员根据图纸画出地样线，精控人员利用全站仪检验地样线各个节点之间的尺寸，保证地样线划设误差在±0.5mm内。
2.3.2 胎架管控：每个分段制作前，在每个分段构件下面打洞，铺设钢板进行固定，通过加固胎架地基以达到对分段精度的控制。
2.3.3 布设控制网：根据构建生产场地状态评估后续检测，根据现场场地状态评估后续检测位置，根据检测位置在构件总装位置布设控制网。控制网数据采集时，采用测回的方式进行数据采集，保证测量精度优于0.5mm。
2.3.4 安装定位管控：在精度检测时应注意胎架是否稳固，构件是否存在晃动，如有此情况，立刻反应班组，将胎架进行加固后再进行精度测量。
2.3.5 三维数据采集：根据构件现场摆放位置合理架设检测仪器，根据点位布置表使用测量软件IN-CHECK采集测量点，将仪器搬站测量精度控制在0.5mm以内。
2.3.6 模拟搭载：在发运前对构件实施模拟拼装工作，主要考察相邻构件之间的吻合度，以及构件实际值与理论值之间的差异度，以确保构件能顺利实现拼装。以数字化测量为前提，通过虚拟技术和人工干预的应用，在电脑中将多个相邻构件进行模拟演示，分析得出有效的模拟预拼方案，在确保精度的情况下，指导现场一次定位完成吊装。
图4 模拟搭载报告示意图
三、精度管控资源配置
四、总结
通过系统性的精度介入及检测方式方法的改变，实现了制造方工人员精度意识提高、技能提高、检测作业标准化、数据可视化可追溯，确保了构件精度均保证在公差要求内，同时构件制作工期，比生产排产计划工期缩减10天。
根据美国安装方反馈，模拟搭载技术的应用实现了，安装效率提升75% 。本次项目的顺利完工，为制造方后续承接制造高精度项目打下良好基础及口碑。
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