CN109977492A - 一种模板配置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体地指一种模板配置方法。根据承台设计要求，确定模板配置的评价指标，选定一个模板尺寸范围，将选定的模板尺寸范围划分为若干个区间，通过分级穷举法获得所有的初始模板尺寸组合，选定一个初始模板尺寸组合对所有的承台进行初始配置，整理配置后的承台模板边角料尺寸并将其与初始配置的模板尺寸组合合并成为最终模板尺寸组合，依次进行，直至所有的初始模板尺寸组合完成初始配置并获得最终模板尺寸组合，最后通过模板配置评价指标对所有最终模板尺寸组合进行筛选，选取最符合模板配置评价指标的组合作为承台模板设计方案。本发明将实际问题理论化，简单高效。

Description

一种模板配置方法
技术领域
本发明涉及桥梁施工技术领域，具体地指一种模板配置方法。
背景技术
随着我国交通行业的发展，铁路及公路桥梁具有相当大的建设需求，对于长线路的铁路项目、高速公路项目及轨道项目，往往有着非常多的桥梁跨度，于是伴随着大量的承台以及承台模板的施工需求。在承台设计为规则的矩形平面时，为达到节约施工成本的目的，会根据这些承台的尺寸进行模板加工配置，由此带来了许多难题，面对如此巨大的模板配置数量，人为的配置一方面消耗了大量的精力，另一方面无法同时满足所有承台的配置要求，导致部分承台模板尺寸规划不合理，增加了模板设计与加工的种类。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种模板配置方法。
本发明的技术方案为：一种模板配置方法，其特征在于：根据承台设计要求，确定承台模板板件配置的评价指标，选定一个板件尺寸范围，将选定的板件尺寸范围划分为若干个区间，通过分级穷举法获得所有的初始板件尺寸组合，选定一个初始板件尺寸组合对所有的承台模板进行初始配置，整理配置后的承台模板板件边角料尺寸并将其与初始配置的板件尺寸组合合并成为最终板件尺寸组合，依次进行，直至所有的初始板件尺寸组合完成初始配置并获得最终板件尺寸组合，最后通过板件配置评价指标对所有最终板件尺寸组合形成的配置方案进行筛选，选取最符合模板板件配置评价指标的配置方案作为承台模板板件设计方案。
进一步的所述的确定模板板件配置的评价指标的方法为：选择配置板件的尺寸类型数X、配置板件的总块数Y和单块模板的配置板件块数Z作为模板板件配置的评价指标。
进一步的所述的分级穷举法获得所有的初始板件尺寸组合的方法为：选定的板件尺寸范围为[A1，An]，将板件尺寸范围划分为若干个区间为[A1，A2]、[A2，A3]、…[An-1，An]，按照长度为t的精度对每个区间进行分级，通过穷举法获得所有的尺寸组合一共有
种。
进一步的所述的选定一个初始板件尺寸组合对所有的承台模板进行初始配置的方法为：选取初始板件尺寸组合，按照板件尺寸由大到小的方法对承台模板进行初始配置，在该组合中最小板件尺寸无法对剩余的承台模板部分进行配置时，选用新的尺寸板件作为边角料板件尺寸对剩余的承台模板部分进行配置。
进一步的所述的整理配置后的承台模板板件边角料尺寸并将其与初始配置的板件尺寸组合合并成为最终板件尺寸组合的方法为：选定一个初始板件尺寸组合中的板件尺寸种类为i，将其与所有的承台模板进行初始配置后剩余的边角料尺寸需要另外j种新板件尺寸进行配合，则获得的最终板件尺寸组合的板件尺寸种类为i+j。
进一步的所述的通过模板板件配置的评价指标对所有最终板件尺寸组合进行筛选的方法为：筛选最终板件组合中板件尺寸种类X少、板件总块数Y少和单块模板的配置板件块数Z少的方案作为承台模板设计方案。
进一步的对板件尺寸种类X设定一个限值a，对板件总块数Y设定一个限值b，对单块模板的配置板件块数Z设定一个限值c，筛选所有最终板件组合中X<a、Y<b和Z<c的组合，逐渐调整a、b和c的取值，直至筛选出最符合的组合作为设计方案。
进一步的优先调整a的取值，筛选所有最终板件组合中板件尺寸种类少的组合，在板件尺寸种类数量相同的情况下选择板件总块数少的方案，当板件尺寸种类数量相同、板件总块数相同的情况下，选择单块模板的配置板件块数少的方案。
进一步的所述的板件尺寸不小于0.5m。
进一步的所述的单块模板中的配置板件块数不大于4。
本发明有效利用计算机处理大数据的优点，将实际问题理论化，形成一套完整的承台模板配置优化方法，由于该方法已程序化，在使用时非常方便，只需人为指定一些控制与优化因素，即可迅速产生想要的模板配置方案，对比人工的配置方案，此方法可有效平衡模板尺寸种类与总的模板数量，能产生较大的经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
针对某铁路桥承台进行模板设计，因为承台模板板件尺寸类型众多、板件数量大，本实施例对模板配置方法进行理论化，采用更为合理、高效的方法选择最优的配置方案。
首先确定模板配置的优化原则，其原则主要是：配置的板件尺寸类型尽量少、配置的板件总数量尽量少、单块模板上配置的板件数足够少和加工及施工对模板配置的其他要求，这个其他要求指的是：配置板件的尺寸不应小于0.5m；单块模板上配置的板件数控制在4块以内。根据这一优化原则，确定模板配置的评价指标。本实施例的模板配置评价指标主要包括：配置板件的尺寸类型数X、配置板件的总块数Y和一块模板的配置板件块数Z。由于优化目标需要使三个主要评价指标均尽量小，而三个指标存在此消彼长的关系，故实际配置时需要设定一个匹配度，用来反应配置情况的优劣。匹配度应根据三个指标在模板加工与施工中的重要性确定，提前给出在优化时的权重。
划定一个模板板件尺寸范围，如根据本实施例配置承台的结构，选定的板件尺寸范围为[0.5,8]，板件的尺寸级别由大到小依次进行配置，级别覆盖范围不重合，且覆盖所有可行尺寸，尺寸精度为0.1m，将板件尺寸范围分割为三个区间，分别为[0.5,3]、[3,5]和[5,8]，输入基本数据并穷举处所有初始配置板件尺寸，可知本实施例按照当前的板件尺寸划分可以一共有25*20*30＝15000种初始板件尺寸组合。
统计所有的承台模板尺寸规格，然后将穷举法获得的一种初始板件尺寸组合去配合承台模板尺寸。所有承台模板尺寸为需要统一配置的全部承台平面尺寸，即矩形的四条边尺寸，在计算前应按尺寸进行统计整理。选取初始板件尺寸组合进行初始配置时，对每种承台模板尺寸按初始板件尺寸组合的级别由大到小进行配置，即优先将初始板件尺寸组合中的最大尺寸板件去配置承台模板，从大到小依次进行，当初始板件尺寸组合中的最小尺寸的板件无法对承台模板进行配置时，剩余的部分即为承台模板板件边角料尺寸，每种承台模板尺寸在初始配置时最多产生一个板件边角料尺寸。然后将这个板件边角料尺寸与初始板件尺寸组合进行合并，形成最终板件尺寸组合，将获得的最终板件尺寸组合再次进行承台模板进行配置，判断该尺寸组合的正确性，为保证配置的正确，应进行检查，若配置错误，应检查调整配置的程序。
依次进行，直至所有的初始板件尺寸组合全部配置完成，即15000中初始板件尺寸组合配置完成，全部获得最后的最终板件尺寸组合。然后根据上文所述的模板配置的优化原则：配置的板件尺寸类型尽量少、配置的板件总数量尽量少、单块模板上配置的板件数足够少和加工及施工对模板配置的其他要求(配置板件的尺寸不应小于0.5m)进行筛选。
分别对配置板件的尺寸类型数X、配置板件的总块数Y和单块模板的配置板件块数Z设定限值为a、b和c，即筛选满足X<a、Y<b和Z<c的尺寸组合，
第一次筛选：X<12、Y<4000和Z<5，经过筛选后没有满足要求的配置组合。
第二次筛选：X<12、Y<5000和Z<5，经过筛选后没有满足要求的配置组合。
第三次筛选：X<18、Y<5000和Z<5，经过筛选后存在4个满足要求的配置组合。
表1：三轮筛选后满足筛选要求的四组板件尺寸配置方案
本实施例的筛选首先满足配置板件的尺寸类型数X，即需要X越小越好，其次在配置板件的尺寸类型数X相同的情况下，需要配置板件的总块数Y越小越好，在配置板件的尺寸类型数X、配置板件的总块数Y均相同的情况下，单块模板的配置板件块数Z越小越好。按照此原则对筛选出来的4个尺寸组合进行筛选，选取标号为4的尺寸组合为最优尺寸组合，按照此尺寸组合进行承台模板配置设计。配置板件尺寸类型共16种，板件数量共3928块，且单个模板的配置板件数量均不超过4块。详细的模板配置信息见表2。
表2：最优模板板件配置方案的配置板件统计表
类似模板配置这样数量巨大的分节分块优化均能套用本计算程序，例如海上栈桥的钢管桩分节制作；另外，穷举法的思想还曾应用于大跨桥梁的施工阶段优化问题上，跟踪每一个施工阶段的梁体应力、挠度及拉索索力的水平，并在大量计算数据的基础上进行处理筛选，得到满足需求的最优调整措施量。
实际上，穷举法的核心内容就是数据处理，在人无法完成的信息量面前，只需提供优化原则，将优化思路赋予计算机，通过优化原则不断进行可能性的试算与验算筛选，充分发挥其数据处理的功能。
穷举法的思想简单，面对性质一致或规律性强的问题，当数据巨大时，能显现出其优势，做到有效解决。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种模板配置方法，其特征在于：根据承台设计要求，确定承台模板板件配置的评价指标，选定一个板件尺寸范围，将选定的板件尺寸范围划分为若干个区间，通过分级穷举法获得所有的初始板件尺寸组合，选定一个初始板件尺寸组合对所有的承台模板进行初始配置，整理配置后的承台模板板件边角料尺寸并将其与初始配置的板件尺寸组合合并成为最终板件尺寸组合，依次进行，直至所有的初始板件尺寸组合完成初始配置并获得最终板件尺寸组合，最后通过板件配置评价指标对所有最终板件尺寸组合形成的配置方案进行筛选，选取最符合模板板件配置评价指标的配置方案作为承台模板板件设计方案。
2.如权利要求1所述的一种模板配置方法，其特征在于：所述的确定模板板件配置的评价指标的方法为：选择配置板件的尺寸类型数X、配置板件的总块数Y和单块模板的配置板件块数Z作为模板板件配置的评价指标。
3.如权利要求1所述的一种模板配置方法，其特征在于：所述的分级穷举法获得所有的初始板件尺寸组合的方法为：选定的板件尺寸范围为[A1，An]，将板件尺寸范围划分为若干个区间为[A1，A2]、[A2，A3]、…[An-1，An]，按照长度为t的精度对每个区间进行分级，通过穷举法获得所有的尺寸组合一共有
种。
4.如权利要求1所述的一种模板配置方法，其特征在于：所述的选定一个初始板件尺寸组合对所有的承台模板进行初始配置的方法为：选取初始板件尺寸组合，按照板件尺寸由大到小的方法对承台模板进行初始配置，在该组合中最小板件尺寸无法对剩余的承台模板部分进行配置时，选用新的尺寸板件作为边角料板件尺寸对剩余的承台模板部分进行配置。
5.如权利要求4所述的一种模板配置方法，其特征在于：所述的整理配置后的承台模板板件边角料尺寸并将其与初始配置的板件尺寸组合合并成为最终板件尺寸组合的方法为：选定一个初始板件尺寸组合中的板件尺寸种类为i，将其与所有的承台模板进行初始配置后剩余的边角料尺寸需要另外j种新板件尺寸进行配合，则获得的最终板件尺寸组合的板件尺寸种类为i+j。
6.如权利要求2所述的一种模板配置方法，其特征在于：所述的通过模板板件配置的评价指标对所有最终板件尺寸组合进行筛选的方法为：筛选最终板件组合中板件尺寸种类X少、板件总块数Y少和单块模板的配置板件块数Z少的方案作为承台模板设计方案。
7.如权利要求6所述的一种模板配置方法，其特征在于：对板件尺寸种类X设定一个限值a，对板件总块数Y设定一个限值b，对单块模板的配置板件块数Z设定一个限值c，筛选所有最终板件组合中X<a、Y<b和Z<c的组合，逐渐调整a、b和c的取值，直至筛选出最符合的组合作为设计方案。
8.如权利要求7所述的一种模板配置方法，其特征在于：优先调整a的取值，筛选所有最终板件组合中板件尺寸种类少的组合，在板件尺寸种类数量相同的情况下选择板件总块数少的方案，当板件尺寸种类数量相同、板件总块数相同的情况下，选择单块模板的配置板件块数少的方案。
9.如权利要求1～8任一所述的一种模板配置方法，其特征在于：所述的板件尺寸不小于0.5m。
10.如权利要求1～8任一所述的一种模板配置方法，其特征在于：所述的单块模板中的配置板件块数不大于4。
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