[發(fā)明專利]一種既有洞室交叉口處異形鋼拱架施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911040369.4
• 申請(qǐng)日: 2019-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110617091B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳二平;劉永明;馬洪龍;冀榮華;楊永強(qiáng);李艷廠;劉寧;蔡煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵十七局集團(tuán)城市建設(shè)有限公司;貴州大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D11/18
• 分類號(hào): E21D11/18;E21D11/20
• 代理公司: 鄭州銀河專利代理有限公司 41158
• 代理人: 嚴(yán)艷麗

1.一種既有洞室垂直交叉口處異形鋼拱架施工方法，其特征在于：包括有以下步驟：

I.根據(jù)垂直交叉的主洞室和聯(lián)絡(luò)硐室交叉情況確定主洞室內(nèi)的Y字形主拱架的安裝位置、形狀以及尺寸；

II.將整個(gè)橢圓弧結(jié)構(gòu)的Y字形主拱架用多段大半徑圓弧等效代替，再將大半徑圓弧用多段小半徑橢圓弧等效代替，然后小半徑橢圓弧又使用多段折線進(jìn)行等效代替，每段折線使用30工字鋼彎曲成形，將多段橢圓曲線結(jié)構(gòu)依次焊接拼裝成Y字形主拱架；

III.完成Y字形主拱架的安裝；

IV.根據(jù)Y字形主拱架的安裝位置將其周邊劃分為三塊區(qū)域，每塊區(qū)域又劃分為若干個(gè)小區(qū)域，順序施作各塊區(qū)域的20工字鋼拱架；

所述步驟I中，首先通過(guò)聯(lián)絡(luò)硐室中軸線與主洞室隧道中軸線垂直位置上的交點(diǎn)即為Y字形主拱架的交點(diǎn)C，該交點(diǎn)C沿聯(lián)絡(luò)硐室中軸線方向延伸至主洞室遠(yuǎn)離聯(lián)絡(luò)硐室的另一側(cè)邊墻交匯處為E點(diǎn)，CE連線即為Y字形主拱架的其中一段安裝位置，交點(diǎn)C分別至聯(lián)絡(luò)硐室兩個(gè)邊墻與主洞室交匯處A點(diǎn)和B點(diǎn)的連線AC和BC即為Y字形主拱架的另外兩段安裝位置；根據(jù)主洞室尺寸確定Y字形主拱架的形狀、尺寸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有洞室垂直交叉口處異形鋼拱架施工方法，其特征在于：所述步驟II中，橢圓弧結(jié)構(gòu)的Y字形主拱架用多段大半徑圓弧等效代替的方法為：

(1)在CAD中分析橢圓弧結(jié)構(gòu)的Y字形主拱架曲線要素，通過(guò)平面投影法將空間斜向橢圓弧投影到平面內(nèi)；

(2)分析平面的橢圓弧曲線要素，確定其起點(diǎn)、中點(diǎn)及終點(diǎn)，然后通過(guò)三點(diǎn)定圓，確定等效代替圓弧的曲線要素；

小半徑橢圓弧使用折線進(jìn)行等效代替的方法為：

(1)在CAD中進(jìn)行小半徑橢圓弧曲線要素分析，并在CAD中增加其寬度信息；

(2)沿30工字鋼軸線繪制能夠近似表示小半徑橢圓弧曲線的折線段，并將此折線在CAD內(nèi)利用offset命令偏移至30工字鋼內(nèi)外翼緣處，并使相鄰內(nèi)、外翼緣折線段首尾端相連形成一個(gè)整體；

(3)在CAD中沿Y坐標(biāo)向生成與內(nèi)、外翼緣各折線等長(zhǎng)的直線段，生成過(guò)程中，內(nèi)、外翼緣首端折線的最低點(diǎn)置于同一Y坐標(biāo)高度，尾端折線的最高點(diǎn)置于同一Y坐標(biāo)高度，除此之外，其余內(nèi)、外翼緣直線段的中點(diǎn)置于同一Y坐標(biāo)高度，且每條外翼緣直線段的尾端點(diǎn)與相鄰下一條外翼緣直線段的首端點(diǎn)重合；

(4)由此得到帶V形缺口的30工字鋼加工示意圖，沿圖中V形缺口對(duì)30工字鋼進(jìn)行切割后彎折焊接，即完成此橢圓弧結(jié)構(gòu)的Y字形主拱架的加工。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有洞室垂直交叉口處異形鋼拱架施工方法，其特征在于：所述步驟III中，由Y字形主拱架的三個(gè)端點(diǎn)A、B、E確定一個(gè)△ABE，將△ABE內(nèi)的原有襯砌拆除，在Y字形主拱架的CE連線中間設(shè)置1個(gè)點(diǎn)D，拆卸原有襯砌時(shí)，沿著ACB-ADB-AEB方向拆除交匯處的原有襯砌后，安裝三榀彎折后的30工字鋼主拱架構(gòu)成Y字形主拱架。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有洞室垂直交叉口處異形鋼拱架施工方法，其特征在于：所述步驟IV中，具體的施工步驟為：

(1)平行主洞室隧道中軸線將△ABC區(qū)域劃分為幾個(gè)區(qū)域，以Y字形主拱架的交點(diǎn)C為起點(diǎn)，平行主洞室隧道中軸線依次施作幾個(gè)區(qū)域的20工字鋼拱架，錨噴完成后進(jìn)行下一階段施工；

(2)以Y字形主拱架的CE連線為分割線，沿著主洞室隧道中軸線方向拆除部分的原有襯砌，并將拆除區(qū)域平行聯(lián)絡(luò)硐室中軸線劃分為幾個(gè)區(qū)域，以交點(diǎn)C為起點(diǎn)，平行聯(lián)絡(luò)硐室中軸線依次施作幾個(gè)區(qū)域的20工字鋼拱架，錨噴后進(jìn)行下一階段施工；

(3)以Y字形主拱架的CE連線為分割線，沿著步驟(2)主洞室隧道中軸線反向方向拆除部分的原有襯砌，并將拆除區(qū)域平行聯(lián)絡(luò)硐室中軸線劃分為幾個(gè)區(qū)域，以交點(diǎn)C為起點(diǎn)，平行聯(lián)絡(luò)硐室中軸線依次施作幾個(gè)區(qū)域的20工字鋼拱架，錨噴后進(jìn)行下一階段施工；

(4)重復(fù)步驟(2)和(3)直至整個(gè)交叉區(qū)域支護(hù)完成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的既有洞室垂直交叉口處異形鋼拱架施工方法，其特征在于：所述步驟(1)、(2)和(3)中，與C點(diǎn)靠近的3個(gè)區(qū)域，間距0.95m設(shè)置1個(gè)20工字鋼拱架，其它20工字鋼拱架依次間隔0.8m設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的既有洞室垂直交叉口處異形鋼拱架施工方法，其特征在于：所述步驟(2)和(3)中，沿著主洞室隧道中軸線方向拆除2m的原有襯砌后，并將拆除區(qū)域平行聯(lián)絡(luò)硐室中軸線劃分為2個(gè)區(qū)域，完成2個(gè)區(qū)域的20工字鋼拱架架設(shè)后，再沿著主洞室隧道中軸線反向方向拆除2m的原有襯砌后，并將拆除區(qū)域平行聯(lián)絡(luò)硐室中軸線劃分為2個(gè)區(qū)域，并架設(shè)2個(gè)區(qū)域的20工字鋼拱架，如此循環(huán)往復(fù)直至整個(gè)交叉區(qū)域支護(hù)完成。