地铁圆弧形隧道等腰楔形环的拼装与设计-隧道建设.PDFVIP

　　 地铁圆弧形隧道等腰楔形环的拼装与设计 ———齐次变换方法 张忠桢，骆汉宾，余群舟，盛　达 （华中科技大学工程管理研究所，湖北 武汉　４３００７４） 摘要：为提高地铁盾构隧道施工效率和管片拼装精度，提出用等腰楔形环拼装圆弧形盾构隧道的新的理论与算法。主要结论如 下：１）从理论上证明当等腰楔形环依次向相反方向旋转相同角度 时，隧道轴线在一个平面上，隧道半径 Ｒ＝Ｌ／（２ｓｉｎ ／２· θ α ｃｏｓ／２），其中Ｌ是环宽，是楔形角；２）提出一种采用容许旋转角拼装楔形环的算法，确定整个盾构隧道上每个衬砌管片环的位置 θ α 和方位；３）根据楔形环的方位可以确定隧道上的第几环是左转弯环，第几环是右转弯环，使封顶块的位置在隧道上部，从而确定整 个盾构线路所需左、右转弯环的数量。 关键词：地铁圆弧形隧道；管片拼装；等腰楔形环；容许旋转角；齐次变换 ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－７４１Ｘ．２０１７．１０．００３ 中图分类号：Ｕ４５　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１６７２－７４１Ｘ（２０１７）１０－１２１７－１０ ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｓｓｅｍｂｌｙｏｆＩｓｏｓｃｅｌｅｓＷｅｄｇｅｄＲｉｎｇｓｆｏｒＣｉｒｃｕｌａｒＭｅｔｒｏ ＳｈｉｅｌｄＴｕｎｎｅｌ：ＡＨｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ ＺＨＡＮＧＺｈｏｎｇｚｈｅｎ，ＬＵＯＨａｎｂｉｎ，ＹＵＱｕｎｚｈｏｕ，ＳＨＥＮＧＤａ （ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｗｔｈｅｏｒｙａｎｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒａｓｓｅｍｂｌｉｎｇａｃｉｒｃｕｌａｒｍｅｔｒｏｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｓｅｇｍｅｎｔｂｙｕｓｉｎｇｉｓｏｓｃｅｌｅｓｗｅｄｇｅｄ ｒｉｎｇｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｔｕｎｎｅｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｓｅｇｍｅｎｔａｓｓｅｍｂｌｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｍａｉｎｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅ ｄｒａｗｎａｓｆｏｌｌｏｗｓ：１）Ｉｔｉｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｕｎｎｅｌａｘｉｓｉｓｏｎａｐｌａｎｅｗｈｅｎｒｉｎｇｓａｒｅａｌｔｅｒｎａｔｅｌｙｒｏｔａｔｅｄａｂｏｕｔ ｔｈｅｓａｍｅａｎｇｌｅ ａｎｄｔｈｅｔｕｎｎｅｌｒａｄｉｕｓＲ＝Ｌ／（２ｓｉｎ ／２ｃｏｓ／２）ｗｈｅｒｅＬｉｓｔｈｅｒｉｎｇ′ｓｗｉｄｔｈａｎｄ ｉｓｗｅｄｇｅｄａｎｇｌｅ． θ α θ α ２）Ａｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｕｓｉｎｇａｌｌｏｗａｂｌｅｒｏｔａｔｉｏｎａｎｇｌｅｍｅｔｈｏｄ，ｉｓｇｉｖｅｎｔｏｃｏｍｐｕｔｅｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｅｖｅｒｙｌｉｎｉｎｇ ｒｉｎｇｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｃｉｒｃｕｌａｒｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌ．３）Ｅｖｅｒｙｉｓｏｓｃｅｌｅｓｗｅｄｇｅｄｒｉｎｇｃａｎｂｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄａｓａｌｅｆｔｂｅｎｄｒｉｎｇｏｒａｒｉｇｈｔ ｂｅｎｄｏｎｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｉｔｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｗｈｅｒｅｔｈｅＫｓｅｇｍｅｎｔｉｓｏｎｔｈｅｔｏｐｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌ ，ｗｈｉｃｈｍｅａｎｓｔｈａｔｔｈｅａｍｏｕｎｔｓｏｆ ｌｅｆｔａｎｄｒｉｇｈｔｂｅｎｄｒｉｎｇｓｃａｎｂｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｆｏｒｅｋｎｏｗｎｂｅｆｏｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇａｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｉｒｃｕｌａｒｍｅｔｒｏｔｕｎｎｅｌ；ｓｅｇｍｅｎｔａｓｓｅｍｂｌｙ；ｉｓｏｓｃｅｌｅｓｗｅｄｇｅｄｒｉｎｇｓ；ａｌｌｏｗａｂｌｅｒｏｔａｔｉｏｎａｎｇｌｅ；ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ０