CN114837692A - 一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法 - Google Patents

一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法 Download PDF

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CN114837692A
CN114837692A CN202210291064.6A CN202210291064A CN114837692A CN 114837692 A CN114837692 A CN 114837692A CN 202210291064 A CN202210291064 A CN 202210291064A CN 114837692 A CN114837692 A CN 114837692A
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duct
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吕延豪
冷彪
游龙飞
孙雪兵
张海涛
张婕
符瑞安
周健
杜虎
王海水
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China Railway Siyuan Survey and Design Group Co Ltd
Original Assignee
China Railway Siyuan Survey and Design Group Co Ltd
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    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
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Abstract

一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法，包括：根据线路平面图、纵断面图和楔形管片结构尺寸，计算初始管片的中心位置、矩形管片在平面上的角度和沿隧道纵向的坡度角；当前一环楔形管片定位后，对后一环管片的将结合前一环管片和左右线路中线分析确定，对后续管片进行定位。本发明能可以明确管片拼装的可行性、以及管片位置、方位等，有利于指导现场施工。

Description

一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法
技术领域
本发明涉及的是明挖地铁区间领域，特别涉及一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法。
背景技术
装配式结构在建设的过程中，涉及设计、生产、运输和装配等多个环节，具有显著的集成性和系统性特征，须采用一体化的建造方式。特别在设计和施工环节中，对信息有大量需求，如果某一环节出现信息不对称，信息传递不及时，都会导致施工环节岀现问题，从而影响工期和工程质量。为了解决上述问题，提高装配式结构建造中参建各方的协同工作效率，在装配式结构设计和施工阶段，对施工情况进行模拟，能够促进装配式结构产业更好地发展。
我国地铁区间通常采用矿山法或盾构法施工，盾构法施工也是一种装配式衬砌，在盾构隧道中得到广泛应用，形成了其独立的管片设计、机械装备、标准施工成套技术体系，国内外学者在衬砌设计，接头构造、装配机械、施工方法等方面也有大量研究和工程应用。
近年来开始出现了明挖地铁区间矩形管片装配式衬砌结构，即通过矩形管片排版方式建立隧道主体结构。由于我国以往未出现明挖地铁区间矩形管片装配式衬砌结构，明挖地铁区间装配式衬砌相关研究也几乎不存在，但近年来，随着综合管廊的大力发展，与地铁区间矩形管片相似的管片在综合管廊中得到了一定的应用。我国建设上海世博会装配式管廊后，还开发了分块预制装配式、顶板预制装配式、叠合装配式和钢波纹管式等预制管廊。
总体上，明挖地铁区间装配式管片设计及施工目前还处于起步阶段，通过数字模拟楔形形管片的设计和拼装，尤其是线路曲线段，采用楔形管片进行拼装时，可以明确管片拼装的可行性、以及管片位置、方位等，有利于指导现场施工。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
本发明一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法，如图1，包括：
S100.根据线路平面图、纵断面图和楔形管片结构尺寸，计算初始管片的中心位置、矩形管片在平面上的角度和沿隧道纵向的坡度角；
S200.当前一环楔形管片定位后，对后一环管片的将结合前一环管片和左右线路中线分析确定，对后续管片进行定位。
进一步地，S100中，初始管片的中心位置中平面位置的计算的方法为：
根据设计要求，设定左线线路中线到结构左边线距离为dA，右线线路中线到结构右边线的距离为dB，左、右线线路中线与管片在平面上的交点分别为A1、B1、A2、B2，管片高度为h；
当右线线路中线刚好经过B1、B2交点，其中，B1(XB1,YB1)坐标通过右线线路起始位置直接确定，设管片保持水平时B1、B2的水平距离为
Figure BDA0003560137530000021
则管片沿纵坡倾斜β1角度后，B1、B2的水平距离
Figure BDA0003560137530000022
为：
Figure BDA0003560137530000023
根据
Figure BDA0003560137530000024
右线线路中线定位和
Figure BDA0003560137530000025
计算出
Figure BDA0003560137530000026
点坐标值；令B1B2单位方向向量为
Figure BDA0003560137530000027
结构中线单位方向向量为
Figure BDA0003560137530000028
A1、A2的水平距离为
Figure BDA0003560137530000029
则根据平面位置关系，
Figure BDA00035601375300000210
两点的平面坐标可由如下公式计算得到：
Figure BDA00035601375300000211
Figure BDA00035601375300000212
假设A1、A2到左线路中线距离分别为
Figure BDA00035601375300000213
当A1、A2在左线线路中线左侧时为负，在右侧时为正，令
Figure BDA0003560137530000031
则将管片向
Figure BDA0003560137530000032
方向平移d，平移后重新计算
Figure BDA0003560137530000033
Figure BDA0003560137530000034
点坐标，此时，管片结构中心O1的平面坐标为：
O1＝((A1+A2)/2+(B1+B2)/2)/2
并将结构中线与水平x轴正方向的夹角α1作为水平方向定位。
进一步地，S100中，初始管片的中心位置中竖直位置的计算的方法为：
确定当前拼装管片位置沿纵坡的坡角为β1，坡度为i，轨面结构底部距离为h1，则当前安装里程范围内的所有管片都将沿线路纵向产生倾斜，且倾斜角度均为β1；
假设B1、B2所在位置里程分别为
Figure BDA0003560137530000035
则在纵断面图中可通过“里程－高程”坐标系下的轨面线获得对应的高程
Figure BDA0003560137530000036
根据轨面线在结构中的位置，可以计算得出结构中心位置高程为：
Figure BDA0003560137530000037
其中，β1＝arctan(i)；i为坡度值，h1为轨面结构底部距离，h为管片高度。
进一步地，通过初始管片的中心位置中水平位置和竖直位置的计算，则初始管片位置及姿态可确定为
Figure BDA0003560137530000038
其中，
Figure BDA0003560137530000039
分别为结构中心x轴、y轴、z轴坐标，α1为结构中线与水平x轴正方向的夹角，β1＝arctan(i)；i为坡度值。
进一步地，S200中，当前管片分为左转弯管片和右转弯管片，后续管片也分为左转弯管片和右转弯管片，下一管片线路曲线类型为下一环管片在直线线路上、下一环管片在左拐弯曲线上和下一环管片在右拐弯曲线上。
进一步地，当当前管片为左转弯管片，下一环管片为左转弯管片时，水平定位的方法为：由于当前管片和下一环管片紧密贴合在一起，可计算出在水平面上，下一环管片相对于当前管片的偏转角度为γ＝π-2θ，此时下一环管片相对于水平向右的轴线的旋转角度为：
αn＝αn-1+(π-2θ)
将线段An-1An向前延伸
Figure BDA0003560137530000041
长度得到端点
Figure BDA0003560137530000042
以
Figure BDA0003560137530000043
为圆心，
Figure BDA0003560137530000044
为半径，将A'n+1沿逆时针旋转γ角度即得到线路在管片中的理想位置
Figure BDA0003560137530000045
点坐标，则：
Figure BDA0003560137530000046
Figure BDA0003560137530000047
Figure BDA0003560137530000048
同理可得到Bn+1点坐标，分别计算An+1至左线线路中线距离
Figure BDA0003560137530000049
Bn+1至右线线路中线距离
Figure BDA00035601375300000410
进一步地，当当前管片为左转弯管片，下一环管片为左转弯管片时，则下一环管片与上一环管片在同一方向上，其平面旋转角度αn＝αn-1，将线段An-1An向前延伸
Figure BDA00035601375300000411
长度可得到端点An+1，即根据An-1、An点坐标和
Figure BDA00035601375300000412
长度可直接计算出An+1坐标，到左线线路中线距离为
Figure BDA00035601375300000413
同理可得到Bn+1坐标和
Figure BDA00035601375300000414
其中，
Figure BDA00035601375300000415
长度可按初始管片分析时，
Figure BDA00035601375300000416
的计算方法得到。
进一步地，根据计算的An+1至左线线路中线距离
Figure BDA00035601375300000417
和
Figure BDA00035601375300000418
Bn+1至右线线路中线距离
Figure BDA00035601375300000419
和
Figure BDA00035601375300000420
结合下一环管片位置处的线路曲线类型确定下一环管片，确定的方法为：
当下一环管片在直线线路上时，若
Figure BDA00035601375300000421
则将下一环管片设置为左转弯管片；反之，则将下一环管片设置为右转弯管片；当下一环管片在左拐弯曲线上，若
Figure BDA00035601375300000422
且
Figure BDA00035601375300000423
则设置下一环管片为右转弯管片；否则，设置下一环管片为左转弯管片；其中，dT为给定值，根据实际楔形管片尺寸和线路曲率确定；当下一环管片在右拐弯曲线上，若
Figure BDA00035601375300000424
且
Figure BDA00035601375300000425
则设置下一环管片为左转弯管片；否则，设置下一环管片为右转弯管片。
进一步地，当当前管片为左转弯管片，下一环管片为左转弯管片时，竖直定位的方法为：
下一环管片无论是左转弯管片，还是右转弯管片，其竖向旋转角度均与上一环管片相同，即竖向旋转角度始终为β1；
设Bn、Bn+1所在位置里程分别为
Figure BDA0003560137530000051
则在纵断面图中可通过“里程－高程”坐标系下的轨面线获得对应的高程
Figure BDA0003560137530000052
根据轨面线在结构中的位置，可以计算得出结构中心位置高程为：
Figure BDA0003560137530000053
其中，β1＝arctan(i)；i为坡度值，h1为轨面结构底部距离，h为管片高度。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
本发明公开的一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法，其特征在于，包括：根据线路平面图、纵断面图和楔形管片结构尺寸，计算初始管片的中心位置、矩形管片在平面上的角度和沿隧道纵向的坡度角；当前一环楔形管片定位后，对后一环管片的将结合前一环管片和左右线路中线分析确定，对后续管片进行定位。本发明能可以明确管片拼装的可行性、以及管片位置、方位等，有利于指导现场施工。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例1中，一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法流程图；
图2是本发明实施例1中，平面投影楔形管片的两种类型；
图3是本发明实施例1中，初始管片平面定位图；
图4是本发明实施例1中，初始矩形管片剖面示意图；
图5是本发明实施例1中，当前管片为左转弯管片的两种拼接情况；
图6是本发明实施例1中，当前管片为右转弯管片的两种拼接情况。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法。
实施例1
本实施例公开的一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法，如图1，包括：
S100.根据线路平面图、纵断面图和楔形管片结构尺寸，计算初始管片的中心位置、矩形管片在平面上的角度和沿隧道纵向的坡度角；
S200.当前一环楔形管片定位后，对后一环管片的将结合前一环管片和左右线路中线分析确定，对后续管片进行定位。
具体的，地铁区间线路中线在平面上分为直线、缓和曲线和圆曲线三种情况，均可采用楔形管片拼装。在纵断面上左轨顶面曲线分为直线和圆弧竖曲线，楔形管片连续拼装里程范围一般在纵断面上左轨顶面线为直线，且在横断面上没有突变，即横断面上不会出现射流风机段、联络通道位置的扩大断面，一般这些地方为现浇段。
设沿线路前进方向上，左宽小于右宽的楔形管片称为“左转弯管片”，反之则称为“右转弯管片”。左转弯管片的左、右侧宽度分别等于右转弯管片的右、左侧宽度，见图2。
在本实施例中，初始管片定位即根据线路平面图、纵断面图和楔形管片结构尺寸，计算初始管片的中心位置、矩形管片在平面上的角度和沿隧道纵向的坡度角。
(1)平面定位
设左、右线线路中线平曲线向左侧弯曲，如图2所示，则第1节楔形管片可设为左转弯管片。设根据设计要求，理想情况下左线线路中线到结构左边线距离为dA，右线线路中线到结构右边线的距离为dB，左、右线线路中线与管片在平面上的交点分别为A1、B1、A2、B2。
设置初始管片平面位置时，先设定右线线路中线刚好经过B1、B2交点，其中，B1(XB1,YB1)坐标可通过右线线路起始位置直接确定，计算B2(XB2,YB2)坐标时，设管片保持水平时B1、B2的水平距离为
Figure BDA0003560137530000071
则管片沿纵坡倾斜β1角度后，B1、B2的水平距离为
Figure BDA0003560137530000072
根据
Figure BDA0003560137530000073
右线线路中线定位和
Figure BDA0003560137530000074
可计算出
Figure BDA0003560137530000075
点坐标值。在图3(a)中，B1B2∥A1A2，B1B2⊥结构中线，B1B2单位方向向量为
Figure BDA0003560137530000076
结构中线单位方向向量为
Figure BDA0003560137530000077
A1、A2的水平距离为
Figure BDA0003560137530000078
则根据平面位置关系，
Figure BDA0003560137530000079
Figure BDA00035601375300000710
两点的平面坐标可由如下公式计算得到：
Figure BDA00035601375300000711
Figure BDA00035601375300000712
A1、A2点可能不在左线线路中线上，设A1、A2到左线路中线距离分别为
Figure BDA00035601375300000713
Figure BDA00035601375300000714
当A1、A2在左线线路中线左侧时为负，在右侧时为正，令
Figure BDA00035601375300000715
则将管片向
Figure BDA00035601375300000716
方向平移d，平移后重新计算
Figure BDA00035601375300000717
Figure BDA00035601375300000718
点坐标，平移结果如图3(b)所示，此时，管片结构中心O1的平面坐标为：
O1＝((A1+A2)/2+(B1+B2)/2)/2
根据平面图3(b)，将结构中线与水平x轴正方向的夹角α1作为水平方向定位。
(2)竖向定位
用于拼装楔形管片的一段线路里程范围内，坡度必然保持不变，已知当前拼装管片位置沿纵坡的坡角为β1(见图4(a))，坡度为i，轨面结构底部距离为h1，则当前安装里程范围内的所有管片都将沿线路纵向产生倾斜，且倾斜角度均为β1。
设B1、B2所在位置里程分别为
Figure BDA0003560137530000081
则在纵断面图中可通过“里程－高程”坐标系下的轨面线获得对应的高程
Figure BDA0003560137530000082
根据轨面线在结构中的位置，可以计算得出结构中心位置高程为：
Figure BDA0003560137530000083
其中，β1＝arctan(i)；i为坡度值。
根据以上分析，初始管片位置及姿态可确定为
Figure BDA0003560137530000084
2、后续管片定位
当前一环楔形管片定位后，对后一环管片的将结合前一环管片和左右线路中线分析确定。
在当前管片为左转弯管片时，下一环管片既可能是左转弯管片，也可能是右转弯管片，具体需要结合下一环管片位置的平曲线类型考虑，对于当前管片为左转弯管片的情况，也同样如此。
1)当前管片为左转弯管片
(1)平面定位
平面上，下一环管片可能为左转弯管片或右转弯管片两种情况，通过分析确定具体使用哪种转弯管片。
①下一环管片为左转弯管片
若下一环管片为左转弯管片，如图5(a)所示，由于当前管片和下一环管片紧密贴合在一起，可计算出在水平面上，下一环管片相对于当前管片的偏转角度为γ＝π-2θ，此时下一环管片相对于水平向右的轴线的旋转角度为：
αn＝αn-1+(π-2θ)
将线段An-1An向前延伸
Figure BDA0003560137530000091
长度得到端点
Figure BDA0003560137530000092
以
Figure BDA0003560137530000093
为圆心，
Figure BDA0003560137530000094
为半径，将A'n+1沿逆时针旋转γ角度即得到线路在管片中的理想位置
Figure BDA0003560137530000095
点坐标，则
Figure BDA0003560137530000096
Figure BDA0003560137530000097
Figure BDA0003560137530000098
同理可得到Bn+1点坐标，分别计算An+1至左线线路中线距离
Figure BDA0003560137530000099
Bn+1至右线线路中线距离
Figure BDA00035601375300000910
②下一环管片为右转弯管片
若下一环管片为右转弯管片，如图5(b)所示，则下一环管片与上一环管片在同一方向上，其平面旋转角度αn＝αn-1，将线段An-1An向前延伸
Figure BDA00035601375300000911
长度可得到端点An+1，即根据An-1、An点坐标和
Figure BDA00035601375300000912
长度可直接计算出An+1坐标，到左线线路中线距离为
Figure BDA00035601375300000913
同理可得到Bn+1坐标和
Figure BDA00035601375300000914
其中，
Figure BDA00035601375300000915
长度可按初始管片分析时，
Figure BDA00035601375300000916
的计算方法得到。
根据上面①、②计算结果，结合下一环管片位置处的线路曲线类型确定下一环管片设置方法：
①下一环管片在直线线路上
若
Figure BDA00035601375300000917
则将下一环管片设置为左转弯管片；
反之，则将下一环管片设置为右转弯管片。
②下一环管片在左拐弯曲线上
若
Figure BDA00035601375300000918
且
Figure BDA00035601375300000919
则设置下一环管片为右转弯管片；
否则，设置下一环管片为左转弯管片。
其中，dT为给定值，根据实际楔形管片尺寸和线路曲率确定。
③下一环管片在右拐弯曲线上
若
Figure BDA00035601375300000920
且
Figure BDA00035601375300000921
则设置下一环管片为左转弯管片；
否则，设置下一环管片为右转弯管片。
分析下一环管片时，当前管片中已经知道了
Figure BDA0003560137530000101
两点的平面坐标，则结合前面计算得到的An+1、Bn+1坐标，可计算得出下一环管片的中心
Figure BDA0003560137530000102
坐标如下：
On＝(An+Bn+An+1+Bn+1)/4
(2)竖向定位
下一环管片无论是左转弯管片，还是右转弯管片，其竖向旋转角度均与上一环管片相同，即竖向旋转角度始终为β1。
在图5(a)或5(b)中，设Bn、Bn+1所在位置里程分别为
Figure BDA0003560137530000103
则在纵断面图中可通过“里程－高程”坐标系下的轨面线获得对应的高程
Figure BDA0003560137530000104
根据轨面线在结构中的位置，可以计算得出结构中心位置高程为：
Figure BDA0003560137530000105
其中，β1＝arctan(i)；
i为坡度值。h1、h、β1见图3。
根据以上分析可知：
若下一环管片为左转弯管片，则下一片位置及姿态可确定为
Figure BDA0003560137530000106
Figure BDA0003560137530000107
若下一环管片为右转弯管片，则平面上下一环管片相对于上一环管片未发生旋转，其角度仍为αn-1，则下一片位置及姿态可确定为：
Figure BDA0003560137530000108
2)当前管片为右转弯管片
若当前管片为右转弯管片，其下一环管片可能为左转弯管片或右转弯管片，如图6所示。其分析计算过程与当前管片为左转弯管片类似，不再赘述。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (9)

1.一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法，其特征在于，包括：
S100.根据线路平面图、纵断面图和楔形管片结构尺寸，计算初始管片的中心位置、矩形管片在平面上的角度和沿隧道纵向的坡度角；
S200.当前一环楔形管片定位后，对后一环管片的将结合前一环管片和左右线路中线分析确定，对后续管片进行定位。
2.如权利要求1所述的一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法，其特征在于，S100中，初始管片的中心位置中平面位置的计算的方法为：
根据设计要求，设定左线线路中线到结构左边线距离为dA，右线线路中线到结构右边线的距离为dB，左、右线线路中线与管片在平面上的交点分别为A1、B1、A2、B2，管片高度为h；
当右线线路中线刚好经过B1、B2交点，其中，B1(XB1,YB1)坐标通过右线线路起始位置直接确定，设管片保持水平时B1、B2的水平距离为
Figure FDA0003560137520000011
则管片沿纵坡倾斜β1角度后，B1、B2的水平距离
Figure FDA0003560137520000012
为：
Figure FDA0003560137520000013
根据
Figure FDA0003560137520000014
右线线路中线定位和
Figure FDA0003560137520000015
计算出
Figure FDA0003560137520000016
点坐标值；令B1B2单位方向向量为
Figure FDA0003560137520000017
结构中线单位方向向量为
Figure FDA0003560137520000018
A1、A2的水平距离为
Figure FDA0003560137520000019
则根据平面位置关系，
Figure FDA00035601375200000110
两点的平面坐标可由如下公式计算得到：
Figure FDA00035601375200000111
Figure FDA00035601375200000112
假设A1、A2到左线路中线距离分别为
Figure FDA00035601375200000113
当A1、A2在左线线路中线左侧时为负，在右侧时为正，令
Figure FDA00035601375200000114
则将管片向
Figure FDA00035601375200000115
方向平移d，平移后重新计算
Figure FDA00035601375200000116
Figure FDA00035601375200000117
点坐标，此时，管片结构中心O1的平面坐标为：
O1＝((A1+A2)/2+(B1+B2)/2)/2
并将结构中线与水平x轴正方向的夹角α1作为水平方向定位。
3.如权利要求2所述的一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法，其特征在于，S100中，初始管片的中心位置中竖直位置的计算的方法为：
确定当前拼装管片位置沿纵坡的坡角为β1，坡度为i，轨面结构底部距离为h1，则当前安装里程范围内的所有管片都将沿线路纵向产生倾斜，且倾斜角度均为β1；
假设B1、B2所在位置里程分别为
Figure FDA0003560137520000021
则在纵断面图中可通过“里程－高程”坐标系下的轨面线获得对应的高程
Figure FDA0003560137520000022
根据轨面线在结构中的位置，可以计算得出结构中心位置高程为：
Figure FDA0003560137520000023
其中，β1＝arctan(i)；i为坡度值，h1为轨面结构底部距离，h为管片高度。
4.如权利要求3所述的一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法，其特征在于，通过初始管片的中心位置中水平位置和竖直位置的计算，则初始管片位置及姿态可确定为
Figure FDA0003560137520000024
其中，
Figure FDA0003560137520000025
分别为结构中心x轴、y轴、z轴坐标，α1为结构中线与水平x轴正方向的夹角，β1＝arctan(i)；i为坡度值。
5.如权利要求1所述的一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法，其特征在于，S200中，当前管片分为左转弯管片和右转弯管片，后续管片也分为左转弯管片和右转弯管片，下一管片线路曲线类型为下一环管片在直线线路上、下一环管片在左拐弯曲线上和下一环管片在右拐弯曲线上。
6.如权利要求5所述的一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法，其特征在于，当当前管片为左转弯管片，下一环管片为左转弯管片时，水平定位的方法为：由于当前管片和下一环管片紧密贴合在一起，可计算出在水平面上，下一环管片相对于当前管片的偏转角度为γ＝π-2θ，此时下一环管片相对于水平向右的轴线的旋转角度为：
αn＝αn-1+(π-2θ)
将线段An-1An向前延伸
Figure FDA0003560137520000031
长度得到端点
Figure FDA0003560137520000032
以
Figure FDA0003560137520000033
为圆心，
Figure FDA0003560137520000034
为半径，将A'n+1沿逆时针旋转γ角度即得到线路在管片中的理想位置
Figure FDA0003560137520000035
点坐标，则：
Figure FDA0003560137520000036
Figure FDA0003560137520000037
Figure FDA0003560137520000038
同理可得到Bn+1点坐标，分别计算An+1至左线线路中线距离
Figure FDA0003560137520000039
Bn+1至右线线路中线距离
Figure FDA00035601375200000310
7.如权利要求6所述的一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法，其特征在于，当当前管片为左转弯管片，下一环管片为左转弯管片时，则下一环管片与上一环管片在同一方向上，其平面旋转角度αn＝αn-1，将线段An-1An向前延伸
Figure FDA00035601375200000311
长度可得到端点An+1，即根据An-1、An点坐标和
Figure FDA00035601375200000312
长度可直接计算出An+1坐标，到左线线路中线距离为
Figure FDA00035601375200000313
同理可得到Bn+1坐标和
Figure FDA00035601375200000314
其中，
Figure FDA00035601375200000315
长度可按初始管片分析时，
Figure FDA00035601375200000316
的计算方法得到。
8.如权利要求7所述的一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法，其特征在于，根据计算的An+1至左线线路中线距离
Figure FDA00035601375200000317
和
Figure FDA00035601375200000318
Bn+1至右线线路中线距离
Figure FDA00035601375200000319
和
Figure FDA00035601375200000320
结合下一环管片位置处的线路曲线类型确定下一环管片，确定的方法为：
当下一环管片在直线线路上时，若
Figure FDA00035601375200000321
则将下一环管片设置为左转弯管片；反之，则将下一环管片设置为右转弯管片；当下一环管片在左拐弯曲线上，若
Figure FDA00035601375200000322
且
Figure FDA00035601375200000323
则设置下一环管片为右转弯管片；否则，设置下一环管片为左转弯管片；其中，dT为给定值，根据实际楔形管片尺寸和线路曲率确定；当下一环管片在右拐弯曲线上，若
Figure FDA00035601375200000324
且
Figure FDA00035601375200000325
则设置下一环管片为左转弯管片；否则，设置下一环管片为右转弯管片。
9.如权利要求5所述的一种明挖地铁区间装配式楔形管片模拟拼装方法，其特征在于，当当前管片为左转弯管片，下一环管片为左转弯管片时，竖直定位的方法为：
下一环管片无论是左转弯管片，还是右转弯管片，其竖向旋转角度均与上一环管片相同，即竖向旋转角度始终为β1；
设Bn、Bn+1所在位置里程分别为
Figure FDA0003560137520000041
则在纵断面图中可通过“里程－高程”坐标系下的轨面线获得对应的高程
Figure FDA0003560137520000042
根据轨面线在结构中的位置，可以计算得出结构中心位置高程为：
Figure FDA0003560137520000043
其中，β1＝arctan(i)；i为坡度值，h1为轨面结构底部距离，h为管片高度。
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