盾構(gòu)隧道3D拼裝模擬與管片選型系統(tǒng)軟件研發(fā)課件

盾構(gòu)隧道3D拼裝模擬與管片選型系統(tǒng)

軟件研發(fā)

——愿為提高盾構(gòu)隧道成型質(zhì)量助力提綱2引言通用楔形環(huán)拼裝及糾偏模擬拼裝結(jié)果分析及可視化工程實(shí)例結(jié)語(yǔ)設(shè)計(jì)單位：需要根據(jù)線路資料，評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)設(shè)置的楔形量是否能匹配所設(shè)計(jì)的路線平、縱曲線參數(shù)。導(dǎo)航系統(tǒng)：目前激光自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)已普遍應(yīng)用于盾構(gòu)隧道施工，如UKZED系統(tǒng)、GmBHVMT系統(tǒng)和ROBOTEC系統(tǒng)，甚至像GmBHVMT系統(tǒng)還配套管片選型系統(tǒng)（TUnISRingSequencingsystem），可以根據(jù)前者測(cè)得的當(dāng)前空間姿態(tài)，給出后續(xù)最多10環(huán)管片的拼裝方案?，F(xiàn)場(chǎng)問題：由于地層震動(dòng)和管片上浮經(jīng)常導(dǎo)向系統(tǒng)失靈，有時(shí)全站儀氣泡不水平盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)就會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)；又如，由于設(shè)備遮擋等原因，測(cè)量與導(dǎo)航系統(tǒng)通常不能緊跟盾尾，一般會(huì)滯后盾尾10環(huán)左右。1.引言3施工單位迫切需要全區(qū)間可視化的預(yù)拼裝模擬以確定最佳的拼裝方案即每環(huán)管片的封頂塊的點(diǎn)位，實(shí)際施工中可以據(jù)此校核盾構(gòu)機(jī)是否偏離了設(shè)計(jì)軸線；施工單位需要根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)所在環(huán)的位置推測(cè)盾尾環(huán)管片的姿態(tài)，如果存在偏差，則需要及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)后續(xù)環(huán)管片的拼裝方案。平縱設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置管片環(huán)幾何參數(shù)及拼裝規(guī)則設(shè)定通用楔形環(huán)拼裝模擬最小二乘法循環(huán)糾偏算法2.通用楔形環(huán)拼裝及糾偏模擬42.1平、縱曲線偏移56設(shè)計(jì)平曲線參數(shù)結(jié)構(gòu)中心線平曲線參數(shù)偏移設(shè)計(jì)豎曲線參數(shù)結(jié)構(gòu)中心線豎曲線參數(shù)偏移當(dāng)設(shè)計(jì)平曲線與結(jié)構(gòu)中心線（或者導(dǎo)航基準(zhǔn)軸線）不吻合時(shí)，可以先輸入設(shè)計(jì)平曲線參數(shù)，然后通過偏移操作得到結(jié)構(gòu)中心線平曲線參數(shù)。如果已知結(jié)構(gòu)中心線平曲線參數(shù)則可以省略偏移這一步。對(duì)于縱面曲線同樣如此。2.2管片環(huán)幾何參數(shù)及拼裝規(guī)則設(shè)定712345678管片類型選擇管片設(shè)計(jì)參數(shù)區(qū)間隧道信息首環(huán)空間姿態(tài)特殊環(huán)設(shè)置拼裝規(guī)則糾偏設(shè)置管片環(huán)幾何參數(shù)及拼裝規(guī)則設(shè)定[PresentationTitle]|[Date]8基準(zhǔn)環(huán)空間姿態(tài)基準(zhǔn)環(huán)至盾尾各環(huán)的拼裝點(diǎn)位設(shè)置盾尾環(huán)空間姿態(tài)拼裝規(guī)則設(shè)定9錯(cuò)縫拼裝K塊點(diǎn)位直線環(huán)+左右轉(zhuǎn)彎環(huán)拼裝分析102.3通用楔形環(huán)拼裝模擬11空間點(diǎn)繞軸旋轉(zhuǎn)算法122.4最小二乘法循環(huán)糾偏算法13動(dòng)態(tài)糾偏原則：有計(jì)劃、有步驟、緩和平穩(wěn)地進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)：一環(huán)掘進(jìn)調(diào)節(jié)10mm盾構(gòu)機(jī)在直線段內(nèi)的方向偏差應(yīng)控制在20mm/m之內(nèi)在緩和曲線段及圓曲線段內(nèi)的方向偏差量控制在30mm/m以內(nèi)3.拼裝結(jié)果分析及可視化[PresentationTitle]|[Date]14前后端面中心的空間三維坐標(biāo)與設(shè)計(jì)軸線的偏差值(T,H,V)管片環(huán)類型（TY、TS）拼裝點(diǎn)位（相對(duì)、絕對(duì)）拼裝結(jié)果概覽偏差分布統(tǒng)計(jì)

顯示拼裝點(diǎn)位查看逐環(huán)拼裝結(jié)果偏差保證率分析拼裝偏差分析15總偏差值水平偏差值豎向偏差值3D可視化16逐樁坐標(biāo)和

高程分析174.工程實(shí)例——寧波地鐵4號(hào)線南高教園區(qū)站~金達(dá)南路站區(qū)間右線隧道

1895%16.890%13.0偏差分布起訖里程為SK29+656.817~SK31+449.786，盾構(gòu)區(qū)間全長(zhǎng)1792.969m共設(shè)置4段平曲線和4個(gè)變坡點(diǎn)，其中最小圓曲線半徑300m，線路最小縱坡0.2%，最大縱坡2.2%在SK30+256和SK30+854各設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道一座通用楔形環(huán)管片，每環(huán)管片有6塊組成(1+2+3)平均環(huán)寬1200mm，楔形量37.2mm（雙面楔形），結(jié)構(gòu)外徑6.2m，厚度350mm，螺栓夾角22.5o，每個(gè)相鄰塊和標(biāo)準(zhǔn)塊有3個(gè)縱向螺栓。偏差分析19No.502,K30+259.968,78.6mmNo.116,K29+796.001,33.4mmNo.992,K30+847.9324,25.8mmmNo.502,K30+259.968,21.6mmNo.509,K30+268.3662,-27.1mm

豎向偏差分布

總偏差分布糾偏分析20糾偏分析采用最小二乘法循環(huán)糾偏算法，每5環(huán)為1個(gè)糾偏步，每個(gè)糾偏步的目標(biāo)糾偏量為40mm，期望通過8個(gè)糾偏步總計(jì)40環(huán)管片使隧道軸線重新回到設(shè)計(jì)軸線。圖16為糾偏分析結(jié)果及每環(huán)管片的點(diǎn)位，最終的偏差量為