CN114352313A - 用于通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘 - Google Patents
用于通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘,包括拼装点位盘、上一环拼装情况盘、待拼环可拼装情况盘及下一环可拼装情况盘,所述拼装点位盘、上一环拼装情况盘、待拼环可拼装情况盘及下一环可拼装情况盘为直径不一的圆盘,通过单头细螺栓同心分层穿在一起,圆盘之间放入圆环垫片,单头螺栓顶部用螺帽固定,从而制作成能随意旋转的多圆同心转盘。本发明能便捷、直观的模拟分析待拼环管片各点位拼装情况,预判下一环管片可选取拼装点位情况,从而快速选取最优拼装点位。本发明应用于盾构隧道通用楔形管片拼装施工,制作简易、操作方便,可提高管片拼装工效。
Description
技术领域
本发明涉及一种管片拼装点位选择的辅助装置,具体涉及一种用于盾构隧道通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘。
背景技术
随着城市建设的迅速发展,越来越多的地区在盾构隧道施工中采用了通用楔形管片。相较于传统的“直线环+转弯环”管片形式,通用楔形管片可以根据施工需要选择管片的拼装点位,使楔形量分布在不同位置,从而更加灵活的实现隧道转弯、坡度变化等线型改变。实际施工中管片拼装需结合盾尾间隙、管片姿态、千斤顶行程差、盾构姿态、隧道线型等对拼装点位进行选择。通用楔形管片每环拼装时有8~9种拼装点位可供选择,每种拼装点位带来的效果相差甚大,施工时如果仅凭施工人员的记忆去分析选择点位,难度较大,极易出现差错,且工效较低。目前有利用计算机软件进行管片拼装点位选择的方式,但要求工人有一定的计算机操作水平,且费用相对较高。
发明内容
为了解决上述通用楔形管片拼装点位选取的问题,本发明提供了一种用于盾构隧道通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘。
本发明是通过以下技术方案实现:
一种用于通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘,包括拼装点位盘、上一环拼装情况盘、待拼环可拼装情况盘及下一环可拼装情况盘,所述拼装点位盘、上一环拼装情况盘、待拼环可拼装情况盘及下一环可拼装情况盘为直径不一的圆盘,通过单头细螺栓同心分层穿在一起,圆盘之间放入圆环垫片,单头螺栓顶部用螺帽固定,从而制作成能随意旋转的多圆同心转盘。
进一步,所述拼装点位盘位于底层、上一环拼装情况盘位于第三层、待拼环可拼装情况盘位于第二层、下一环可拼装情况盘位于顶层,所述上层转盘直径小于下层转盘,不能遮挡下层转盘上显示的信息。
进一步,各圆盘上设有管片径向横断面所显示的管片内外弧面轮廓、楔形量、纵向螺栓孔的信息。
进一步,所述拼装点位盘对管片纵向螺栓孔位置即管片封顶块的拼装点位进行编号标识,拼装点位盘上的两个圆圈为管片横断面内、外弧面轮廓线,用虚线将螺栓孔确定的管片直径进行标识。
进一步,所述上一环拼装情况盘表示第N环的拼装情况及相关信息,上一环拼装情况盘上的两个圆圈为管片横断面内、外弧面轮廓线,标出的管片纵向螺栓孔位置即管片封顶块的拼装点位,内弧面旁边的对号标志表示下一环即第N+1环封顶允许拼装位置,叉号标志表示下一环即第N+1环封顶不允许拼装位置,用实线标识出不同块管片之间的纵缝,标明每块管片的型号,并对封顶块区域用阴影进行填充,根据每个纵向螺栓孔位置对应的管片实际环宽,计算出每个位置实际环宽与环宽标准值的差值,从而计算出每个纵向螺栓孔位置的楔形量,楔形量采取每条直径两端大数值环宽减去小数值环宽,并将楔形量数值标记在对应的大环宽螺栓孔位置,用虚线将螺栓孔确定的管片直径进行标识,并用粗实线对最大环宽与最小环宽确定的直径、标准环宽所确定的直径进行标识。
进一步,所述待拼环可拼装情况盘表示第N+1环的拼装情况及相关信息,待拼环可拼装情况盘上的两个圆圈为管片横断面内、外弧面轮廓线,标出管片纵向螺栓孔位置即管片封顶块的拼装点位,内弧面旁边的对号标志表示下一环即第N+2环封顶允许拼装位置,叉号标志表示下一环即第N+2环封顶不允许拼装位置,用实线标识出不同块管片之间的纵缝,标明每块管片的型号,并对封顶块区域用阴影进行填充,根据每个纵向螺栓孔位置对应的管片实际环宽,计算出每个位置实际环宽与环宽标准值的差值,从而计算出每个纵向螺栓孔位置的楔形量,楔形量采取每条直径两端大数值环宽减去小数值环宽,并将楔形量数值标记在对应的大环宽螺栓孔位置,用虚线将螺栓孔确定的管片直径进行标识,并用粗实线对最大环宽与最小环宽确定的直径、标准环宽所确定的直径进行标识。
进一步,所述下一环可拼装情况盘表示第N+2环的拼装情况及相关信息,下一环可拼装情况盘上的两个圆圈为管片横断面内、外弧面轮廓线,标出管片纵向螺栓孔位置即管片封顶块的拼装点位,用实线标识出不同块管片之间的纵缝,标明每块管片的型号,并对封顶块区域用阴影进行填充,根据每个纵向螺栓孔位置对应的管片实际环宽,计算出每个位置实际环宽与环宽标准值的差值,从而计算出每个纵向螺栓孔位置的楔形量,楔形量采取每条直径两端大数值环宽减去小数值环宽,并将楔形量数值标记在对应的大环宽螺栓孔位置,用虚线将螺栓孔确定的管片直径进行标识,并用粗实线对最大环宽与最小环宽确定的直径、标准环宽所确定的直径进行标识。
进一步,利用拼装点位盘、上一环拼装情况盘、待拼环可拼装情况盘及下一环可拼装情况盘模拟第N~N+2环三环管片点位选择及拼装情况,并根据需要增加转盘数量从而增加模拟的环数。
与现有的技术相比,本发明的有益效果是:
本发明降低了施工人员管片拼装的难度,便于管理人员进行交底及技术指导。有效的避免了因管片拼装点位选则错误而造成的通缝拼装情况,优化了一线施工操作人员的管片拼装点位选择。利用模拟转盘的下一环拼装点位预测、分析功能,可将下一环管片按照拼装顺序提前进行调运,同时操作工人可以直观、快速的选择拼装点位,极大的提高了施工效率。管片拼装点位选择模拟转盘制作简易、操作方便、成本低,可以在通用楔形环管片盾构隧道施工中推广应用。
附图说明
图1是本发明的通用楔形管片拼装点位选择模拟转盘俯视图;
图2是本发明的通用楔形管片拼装点位选择模拟转盘侧视图;
图3是本发明的拼装点位盘示意图;
图4是本发明的上一环拼装情况盘示意图;
图5是本发明的待拼环可拼装情况盘示意图;
图6是本发明的下一环可拼装情况盘示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述:
如图1,2所示,本发明的用于通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘,包括拼装点位盘1、上一环拼装情况盘2、待拼环可拼装情况盘3及下一环可拼装情况盘4。
将拼装点位盘1、上一环拼装情况盘2、待拼环可拼装情况盘3及下一环可拼装情况盘4四个直径不一的圆盘,通过单头细螺栓5同心分层穿在一起,圆盘之间放入圆环垫片7,单头螺栓5顶部用螺帽6固定,从而制作成可以随意旋转的多圆同心转盘。利用拼装点位盘1、上一环拼装情况盘2、待拼环可拼装情况盘3及下一环可拼装情况盘4模拟第N~N+2环3环管片点位选择及拼装情况,可以根据需要增加转盘数量从而增加模拟的环数。
各圆盘上所表示的信息为管片径向横断面所显示的管片内外弧面轮廓、楔形量、纵向螺栓孔等内容。
如图3所示,拼装点位盘1对管片纵向螺栓孔位置即管片封顶块的拼装点位进行编号标识1-1,拼装点位盘1上的两个圆圈为管片横断面内、外弧面轮廓线1-2,用虚线将螺栓孔确定的管片直径1-3进行标识。
如图4所示,上一环拼装情况盘2表示第N环的拼装情况及相关信息,上一环拼装情况盘2上的两个圆圈为管片横断面内、外弧面轮廓线2-1,标出管片纵向螺栓孔位置即管片封顶块的拼装点位2-2,内弧面旁边的对号标志2-9表示下一环即第N+1环封顶允许拼装位置,叉号标志2-9表示下一环即第N+1环封顶不允许拼装位置,用实线2-3标识出不同块管片之间的纵缝,标明每块管片的型号2-4,并对封顶块区域2-10用阴影进行填充,根据每个纵向螺栓孔位置对应的管片实际环宽,计算出每个位置实际环宽与环宽标准值的差值,从而计算出每个纵向螺栓孔位置的楔形量2-8,楔形量2-8采取每条直径两端大数值环宽减去小数值环宽,并将楔形量2-8数值标记在对应的大环宽螺栓孔位置,用虚线将螺栓孔确定的管片直径2-5进行标识,并用粗实线对最大环宽与最小环宽确定的直径2-6、标准环宽所确定的直径2-7进行标识。
如图5所示,待拼环可拼装情况盘3表示第N+1环的拼装情况及相关信息,待拼环可拼装情况盘3上的两个圆圈为管片横断面内、外弧面轮廓线3-1,标出管片纵向螺栓孔位置即管片封顶块的拼装点位3-2,内弧面旁边的对号标志3-9表示下一环即第N+2环封顶允许拼装位置,叉号标志3-9表示下一环即第N+2环封顶不允许拼装位置,用实线3-3标识出不同块管片之间的纵缝,标明每块管片的型号3-4,并对封顶块区域3-10用阴影进行填充,根据每个纵向螺栓孔位置对应的管片实际环宽,计算出每个位置实际环宽与环宽标准值的差值,从而计算出每个纵向螺栓孔位置的楔形量3-8,楔形量3-8采取每条直径两端大数值环宽减去小数值环宽,并将楔形量3-8数值标记在对应的大环宽螺栓孔位置,用虚线将螺栓孔确定的管片直径3-5进行标识,并用粗实线对最大环宽与最小环宽确定的直径3-6、标准环宽所确定的直径3-7进行标识。
如图6所示,下一环可拼装情况盘4表示第N+2环的拼装情况及相关信息,下一环可拼装情况盘4上的两个圆圈为管片横断面内、外弧面轮廓线4-1,标出管片纵向螺栓孔位置即管片封顶块的拼装点位4-2,用实线4-3标识出不同块管片之间的纵缝,标明每块管片的型号4-4,并对封顶块区域4-9用阴影进行填充,根据每个纵向螺栓孔位置对应的管片实际环宽,计算出每个位置实际环宽与环宽标准值的差值,从而计算出每个纵向螺栓孔位置的楔形量4-8,楔形量4-8采取每条直径两端大数值环宽减去小数值环宽,并将楔形量4-8数值标记在对应的大环宽螺栓孔位置,用虚线将螺栓孔确定的管片直径4-5进行标识,并用粗实线对最大环宽与最小环宽确定的直径4-6、标准环宽所确定的直径4-7进行标识。
使用时,操作人员手持拼装模拟转盘,将拼装点位盘1的1号点位旋转至最上部,将上一环拼装情况盘2封顶块位置2-10旋转至实际已拼装完成的第N环管片封顶块的拼装点位,例如:盾构施工已完成第30环拼装,且第30环封顶块拼装于1号点位,则将上一环拼装情况盘2封顶块位置2-10旋转至1号点位,这时第31环能够选择的拼装点位可以在上一环拼装情况盘2标识的对号和叉号2-9中快速看出,第31环封顶块允许拼装点位为2、3、5、6、12、13、15、16号点位9号点位虽然为对号,但位于隧道最底部,根据本发明使用工程的设计要求,封顶块不允许拼装于隧道最底部。如果此时盾尾间隙左侧最小,则可以将管片环宽最大位置放置于13号点位,即将封顶块拼装于6号点位;如果此时盾尾间隙左下侧最小,则可以将管片环宽最大位置放置于11号点位,即将封顶块拼装于4号点位,但4号点位为不允许拼装位置,那么则可以将封顶块拼装于3号或者5号点位,原则是将环宽最大位置放置于距离盾尾间隙最小的位置越近越好,确定了第31环管片的拼装点位,就可以提前安排第31环管片不同块的调运顺序。同理可对第32环管片的拼装点位进行快速、预先选择。
在实际施工中操作人员还可以结合当前隧道线型、盾构机油缸行程差、盾构机姿态等数据对模拟转盘进行使用,例如:隧道为右转弯线型,第30环拼装于2号点位,第30环拼装完成后左侧盾尾间隙最小、行程差为左长20mm、切口姿态偏左10mm、盾尾姿态偏右10mm,这时盾构机需要向右纠偏,管片也需要向右纠偏,我们可以通过上述方法快速选取31、32环的拼装点位,例如将31环封顶块拼装于6号点位、32环封顶块拼装于5号点位,这样31、32两环管片左侧楔形量数值的和为56mm,由于目前行程差为左长20mm,故31、32两环掘进过程中再需要增加36mm左右左长的行程差就可以。
进一步,在缓和曲线、圆曲线管片拼装时,可以根据每5环、每10环需要的楔形量,对管片拼装点位进行预排布。例如转弯半径为1000m的右转弯圆曲线,每掘进5环管片左侧相对于右侧的累计楔形量为48mm,则可以选择第一环拼装在3号点位(左超量10mm,下超量26mm)、第二环拼装在8号点位(左超量20mm,上超量20mm)、第三环拼装在10号点位(左超量0mm,上超量30mm)、第四环拼装在2号点位(左超量0mm,下超量30mm)、第五环拼装在7号点位(左超量26mm,上超量10mm),以这样的5环为一个循环,这5环的累计水平楔形量为左侧长50mm、累计上下楔形量为上侧长4mm,基本能满足施工需求。但实际拼装施工需要结合当时盾尾间隙、盾构姿态等多方面进行实时的调整。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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效物界定。
Claims (8)
1.一种用于通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘,其特征在于:包括拼装点位盘、上一环拼装情况盘、待拼环可拼装情况盘及下一环可拼装情况盘,所述拼装点位盘、上一环拼装情况盘、待拼环可拼装情况盘及下一环可拼装情况盘为直径不一的圆盘,通过单头细螺栓同心分层穿在一起,圆盘之间放入圆环垫片,单头螺栓顶部用螺帽固定,从而制作成能随意旋转的多圆同心转盘。
2.根据权利要求1所述的用于通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘,其特征在于:所述拼装点位盘位于底层、上一环拼装情况盘位于第三层、待拼环可拼装情况盘位于第二层、下一环可拼装情况盘位于顶层,所述上层转盘直径小于下层转盘,不能遮挡下层转盘上显示的信息。
3.根据权利要求1所述的用于通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘,其特征在于:各圆盘上设有管片径向横断面所显示的管片内外弧面轮廓、楔形量、纵向螺栓孔的信息。
4.根据权利要求3所述的用于通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘,其特征在于:所述拼装点位盘对管片纵向螺栓孔位置即管片封顶块的拼装点位进行编号标识,拼装点位盘上的两个圆圈为管片横断面内、外弧面轮廓线,用虚线将螺栓孔确定的管片直径进行标识。
5.根据权利要求3所述的用于通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘,其特征在于:所述上一环拼装情况盘表示第N环的拼装情况及相关信息,上一环拼装情况盘上的两个圆圈为管片横断面内、外弧面轮廓线,标出的管片纵向螺栓孔位置即管片封顶块的拼装点位,内弧面旁边的对号标志表示下一环即第N+1环封顶允许拼装位置,叉号标志表示下一环即第N+1环封顶不允许拼装位置,用实线标识出不同块管片之间的纵缝,标明每块管片的型号,并对封顶块区域用阴影进行填充,根据每个纵向螺栓孔位置对应的管片实际环宽,计算出每个位置实际环宽与环宽标准值的差值,从而计算出每个纵向螺栓孔位置的楔形量,楔形量采取每条直径两端大数值环宽减去小数值环宽,并将楔形量数值标记在对应的大环宽螺栓孔位置,用虚线将螺栓孔确定的管片直径进行标识,并用粗实线对最大环宽与最小环宽确定的直径、标准环宽所确定的直径进行标识。
6.根据权利要求3所述的用于通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘,其特征在于:所述待拼环可拼装情况盘表示第N+1环的拼装情况及相关信息,待拼环可拼装情况盘上的两个圆圈为管片横断面内、外弧面轮廓线,标出管片纵向螺栓孔位置即管片封顶块的拼装点位,内弧面旁边的对号标志表示下一环即第N+2环封顶允许拼装位置,叉号标志表示下一环即第N+2环封顶不允许拼装位置,用实线标识出不同块管片之间的纵缝,标明每块管片的型号,并对封顶块区域用阴影进行填充,根据每个纵向螺栓孔位置对应的管片实际环宽,计算出每个位置实际环宽与环宽标准值的差值,从而计算出每个纵向螺栓孔位置的楔形量,楔形量采取每条直径两端大数值环宽减去小数值环宽,并将楔形量数值标记在对应的大环宽螺栓孔位置,用虚线将螺栓孔确定的管片直径进行标识,并用粗实线对最大环宽与最小环宽确定的直径、标准环宽所确定的直径进行标识。
7.根据权利要求3所述的用于通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘,其特征在于:所述下一环可拼装情况盘表示第N+2环的拼装情况及相关信息,下一环可拼装情况盘上的两个圆圈为管片横断面内、外弧面轮廓线,标出管片纵向螺栓孔位置即管片封顶块的拼装点位,用实线标识出不同块管片之间的纵缝,标明每块管片的型号,并对封顶块区域用阴影进行填充,根据每个纵向螺栓孔位置对应的管片实际环宽,计算出每个位置实际环宽与环宽标准值的差值,从而计算出每个纵向螺栓孔位置的楔形量,楔形量采取每条直径两端大数值环宽减去小数值环宽,并将楔形量数值标记在对应的大环宽螺栓孔位置,用虚线将螺栓孔确定的管片直径进行标识,并用粗实线对最大环宽与最小环宽确定的直径、标准环宽所确定的直径进行标识。
8.根据权利要求1所述的用于通用楔形管片拼装点位选择的模拟转盘,其特征在于:利用拼装点位盘、上一环拼装情况盘、待拼环可拼装情况盘及下一环可拼装情况盘模拟第N~N+2环三环管片点位选择及拼装情况,并根据需要增加转盘数量从而增加模拟的环数。
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