《隧道盾构管片设计系统》,是为某设计院定制开发的软件系统,其目标是进行参数化三维管片模型建模,并自动生成结构图和配筋图。目前已完成了参数化三维管片模型建模的功能,以及结构图自动生成功能。正在进行配筋图的自动生成功能的开发。
地铁在隧道中运行,如下图:
盾构隧道掘进机向前挖一段距离,就要在已挖处拼装隧道衬砌,也就是管片环,如下图。
隧道的支撑就是由管片一环一环地拼接起来的。
管片环是由管片块拼接起来的,如上图,一个环分成了6块。下图是管片块的照片。
管片环由一个封顶块,二个邻接块,N个标准块组成,如下图所示。
直线环也叫标准环,其特征就是环的宽度(也称幅宽)是固定的。如果隧道是直的,那用直线环拼起来就行了。如果隧道要转弯,就要用到转弯环了。如下图。
直线路线也可以用楔形环来拼接。使用一上一下或一左一右的拼接即可。
隧道除了会左右转弯之外,还会上下坡,这也是靠楔形环来实现的。还可能采取一些额外的措施。
管片环切割是指对管片环模型进行拆分,最终生成一个封顶块,二个邻接块,N个标准块。
管片接缝可以分为纵向接缝和环向接缝,环向接缝是管片环与环之间的接缝,由纵向螺栓连接;纵向接缝是组成管片环的块与块之间的接缝,由环向螺栓连接。如下图。
接缝的构造如上图所示。接缝处从外侧向内侧结构分别是外侧密封槽、榫槽、内侧密封槽、密封沟。注意,环向接缝和纵向接缝都是这样的。如下图:
管片的环向接缝和纵向接缝,是靠螺栓来连接的。管片分块对接好之后,从螺栓手孔塞进螺栓,然后把螺帽拧紧。
包括注浆孔和定位棒、吊装孔等预埋构件。
软件是在AutoCAD上运行的插件,其主要功能包括:
本系统可采用自定义的环缝切割条纹进行环缝切割,因此可适应任何环缝设计要求。软件算法充分考虑了楔形量造成的环缝切割宽度的变化,使得环缝与纵缝能够完美贯通。
在进行环缝切割之前,需要事先准备好两个dwg文件,一个为环缝上端面条纹dwg文件,另一个为环缝下端面条纹dwg文件。如下图,左侧为环缝上端面条纹dwg文件的截图,右侧为环缝下端面条纹dwg文件的截图。
按规定要求做好纵缝切割平面图形后,即可进行纵缝切割。
用户首先要做一组闭合的平面图形,需要做subtract的,放在“减”图层中;需要做union的,放在“加”图层。闭合的平面图形包括圆、椭圆、平面多段线。平面多段线中可以包含圆弧。
现在我们用一组平面图形来取代端面条纹。如下图:
可布置纵向直螺栓、环向直螺栓、纵向弯螺栓、环向弯螺栓、预埋件。
具有“一键成图”功能,可一键操作自动生成所有结构图纸。
每个管片分块各出一张图。如果有6个标准块,就一共有9张管片结构图。下图为邻接块B2的管片结构图。