盾构隧道衬砌管片排版及线路拟合程序V1.0
21世纪将迎来地下空间开发利用的高潮,盾构法已在城市隧道(如地铁隧道,污水排放隧道,引水、供水隧道,江河湖海底隧道,电力、电讯、供气及共同沟工程等隧道)建造中确立了绝对的统治地位,将成为城市地下暗挖施工法主流之一。
盾构隧道施工,通过衬砌管片组合拼装来满足线路要求。衬砌管片拼装形式多样,计算复杂,特别是对于结构和防水均有优势的错缝拼装,即需要满足错缝拼装的几何结构约束,又要最大限度地减小拼装后与线路的误差,计算难度大。盾构排版程序,可根据线路资料,选择各种拼装形式,自动计算衬砌管片的拼装排列,并最大限度地拟合线路。
1.1 两种管片类型的排版计算
按直线段隧道和曲线段隧道的需要,管片可分为直线段管片和曲线段管片,曲线段管片又分为左曲管片和右曲管片。另外,还有既能用于直线段又能用于曲线段的通用管片,通过对通用管片的有序旋转,可完成直线段和不同半径的曲线段以及空间曲线段的拼装。盾构隧道工法在城市隧道施工中普遍使用,而通用管片以其较低的工程造价、方便施工等诸多优点,逐渐成为盾构施工中使用的主流管片形式。
本程序支持两种管片类型的排版计算:
(1)通用楔形环排版计算
一种管片模板
通过旋转楔形环来拟合缓和曲线、圆曲线段、竖曲线
通常采用错缝拼装,也可以在特殊区段(如联络横通道处)采用通缝拼装
(2)标准环+左右转弯环排版计算
三种管片模板:即标准环(直线环)、左转弯环、右转弯环
三种管片分块形式可以相同,也可以不同
标准环+旋转后的标准块用于直线段排版
标准环+楔形环用于缓和曲线、曲线段的排版
通常采用错缝拼装,即隧道整体结构缝不贯通
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还行