高速铁路隧道洞门的施工放样_pdf

圆 进 行 截 取 ．轮 廓 线 ａ 取 椭 圆 最 高 点 以 下 ８ ０ｍ 的 部 截 ９ｃ
分 ． 余 参 见 图 ３． 而 得 到 完 工 后 四 条 曲线 的 需 要 部 分 ， 其 从
如图 ４
该 洞 门由 四 条 椭 圆 曲线 形 成 ．每 条 椭 圆 曲 线 的 长 短 轴 的大 小 均 不 相 同 ． 且 这 四条 椭 圆 曲线 的 圆心 ． 于 与 线 路 并 位
方 向垂直 的 不 同平 面 内 ．而 且 每 个 椭 网 所 在 的 平 面 与 水 平
方 向的 夹 角 也 是不 同 的 ．使 得 每 条 曲线 的 放 样 数 据 学 要 经 过 推 导 数学 公 式 ， 能计 算 得 ｝ 这 样 做 不 仅麻 烦 同 时 也 才 ｝ Ｉ
会 降 低挡 头 板 尺 寸 的 计 算 精 度 、 里利 用 Ａ ｔＣ Ｄ 的 维 这 ｕ Ａ ｏ
出 的表 ２ 帽 檐 轮 廓 线 椭 圆要 素 表 ” “ 中取 得 但 是 四条 椭 圆
曲线 与 水 平 面 的 夹 角 没有 直 接 给 出 ．要 从 隧 道 洞 门结 构 图 中 的纵 剖 面 图 经 过 汁算 得 出 计 算 过 程 也 可 以 用 Ａ ｔＣ ｕｏ ＡＤ 自动 完 成 ．根据 纵 剖 面 冈 中 的尺 寸 及 坡 度 数据 可 以 得 到 如 图 ３．从 而直 接 量 取 得 到 四条 椭 圆 曲 线 所 在 平 面 与水 平 面
中图分 类号 ： Ｐ ９ Ｔ ３１
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ９ ３ ４ （０ ７２ — ０ ９ — ２ １ ０ — ０ ４２ ０ ）１ ４ ７ ８ ０
Ａｓ ｉｔ ｇ Ｓｅｔ ｇ － ｕ ｒ ｅ ｆ ｈ ｕ ｎ ｌ ｔ ｈ ｇ — ｐ ｅ ａ ｌ ｙ ｓｓ ｉ ｔ ｎ — ｔ ｎ ｉ ｏ Ｓｕｖ ｙ ｏ ｅ Ｔ ｎ ｅ ｔ Ｇａ ｅ ｉ ｔ ｅ Ｈｉｈ － ｅ ｄ Ｒ ｉ ｎ ｓ ｗａ
计方案 “ 帽檐式” 隧道洞 门． 如图 １ 在施 工中存 在“ ． 帽檐” 难
定 位 的 问题 ． 里 结 合 石 太 客 运 专 线 小 寨 隧 道 “ 檐 式 ” 这 帽 隧
道 洞 门的 放 线 数 据 的 采 集 ． 绍 一 种 利 用 Ａ ｔＣ 介 ｕｏ ＡＤ制 图 软 件快速 、 准确 的对 洞 门施 工 数据 进 行 定 位 的方 法
正面
纵剖面
图 ２洞 门构 造 图
表 １断 面 尺 寸表 （ ｍ ） ｃ
图 １洞 门侧 视 轮 廓 图 Ａｕｏ Ａ 软 件 是 Ａｕｏ ｅｋ公 司 推 出 的 图形 处 理 软 件 ． ｔＣ Ｄ ｔｄ ｓ
椭 圆横 轴 （ 一半 ） 椭 圆竖 轴 （ 半 ） 一
Ｍｃ ７４ ２ Ｍｄ ８０ １ Ｍｅ ８１ ８ Ｍｄ ８ ２１
＝
的夹 角 分 别 是 ， 轮廓 线 ａ ３ ｏ５ １”轮 廓 线 ｂ ３ 。２４ 轮 ：８３ ７ ． ：９５ ５ ．
廓 线 Ｃ ４ ｏ ６ １ 轮 廓 线 ｄ：３ ５ ４ ：６４ ９ ． ４ ￣ ２５ ”
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斜 截 面 内轮 廓 线 ｄ上 沿竖 直方 向每 隔 １ 的各 点 中 ｔ支 距 ｍ ． ２
为 例 来 说 明 如 何 在 ｊ 维模 型上 进 行 计 算
从 维 模 型 中 提 取 出 轮 廓 线 ｄ的 正 面 图 和 侧 面 图 ． 在
提 取 的 正 面 和 侧 面 图 中就 可 以直 接 标 注 尺 寸 ． 图 ５． 为 如 即 放 样 中 需 要 的 尺 寸 数据
露 部分 ． 同时 因 为 隧 道 洞 门 的样 式 复 杂 多 变 ． 得 隧道 洞 门 使
施 工成 为整 个 隧 道施 工 中 的难 点
在 铁 路 客 运 专线 上 多 数 采 用 的是 “ 檐 式 ” 门 ． 同 帽 洞 不
于 以往 铁 路 隧 道 洞 门采 用 的柱 式 洞 门 、端墙 式 洞 门或 者 翼
桥 梁 等 工 程 施 １ 中 ． 定 会 有 很 多 问题 可 以 通 过 电 脑 ３维 二 一 技 术 来 更好 、 有 效 地 解 决 更
３２建 立三 维 模 型 ．
利 用 椭 圆 要 素 表 ． 找 到 轮 廓 线 ａ 的 椭 圆 中 心 （ ，９ ０，０ ９ ， Ａ ｔＣ ０ １ ７ ３ ６ ）在 ｕｏ ＡＤ 中 的 三 维 建 模 状 态 下 调 整 为 四 个视 Ｉ ５分别 显示 立 面 图 、 面 图 、 面 图 和 轴 测 图 在 立 面 侧 平
Ａｂ ｔａｃ ： ｓｍｏ ｅ ｕ ｉｇ ｔ ｅｔ ｎ ｅ ａｅ ｌ ｉ ｇｔ ｅ ｂ ｉ ｏ ａ ｎ ｔ ｅ ｈｇ －ｓ ｅ ｄ ｒｉ ｙ ，ｔａ ’ ｉｅ ｒｔ ｓ ｃ ｍｐｉａｅ ｓ ｒ ｔＩ ｉ ｒ ｓｎ ｈ ｕ ｎ ｌｇ ｔ ｉ ｎ ｈ ｒｍ ｆａ ｈ ｔｉ ｈ ｉｈ ｐ ｅ ａｌ ｔ ｋ ｗａ ｈ ｔ Ｓｌ ａｉｙ ｉ ｏ ｌｃ ｔ ｄ ｎ ｔａ ｔ ｅｓ ． ｈ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｔ ｏ ｔ ｔＣＡＤ ｓ ｔｉ ｇｕ ｈ ｅ －ｄｍｅ ｓｏ ａ ｄ ｌ， ｏ ｗｅ ｃ ｎ ｕｓ ｈ ｕｏ ｔｃｃ ｍｐ ｔ ｈ ｎ ｏｈ ｒ Ｔ ｅ ｅ ｉｔｏ ｕ ｅａ ｍｅｈ ｄｗｉ Ａｕｏ ｈ ｅｔｎ ｐ ｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ｉｎ ｌｍｏ ｅ Ｓ ａ ｅ ｔ ｅａ ｔ ｍａｉ ｏ ｕ － ｉｇｆ ｎ ｔ ｎ ｔ ｅ ｈ ａａｏ ｅｔ ｇ ｏ ｔＳ ｒｅ ｆｔｅ ｔ ｎ ｅ ａｅ ｎ ｕ ｃ ｉ ｏ ｇ ｔｔ ｅ ｄ ｔ ｆｓ ｔ ｎ － ｕ ｕ ｖ ｙｏ ｕ ｎ ｌｇ ｔ． ｏ ｉ ｈ
建 模功 能进 行 计 算 ．只 要 严 格按 照 没计 尺寸 建 立 洞 门 部 位 的 模 型 ．则 轮 廓 线 上关 键 点 的相 对 坐 标 和衬 砌 挡 头 模 扳 尺 寸 就 可 以利 用 Ａｕ（ ＡＤ 的 汁 算 功 能 在 三维 模 型 上 自 动 进 ｔＣ ， 行 计算 。
１引言
隧道 洞 门是 隧道 进 出 的 咽喉 ．是 隧 道建 筑 物 的 唯一 暴
三维 建 模 功 能 可 以和 工 程 实 际 中 的一 些 测 量 放 线 等 内业 资
料 的处 理结 合 在 一起 ． 而使 测 量数 据 采 集 与施 测 数据 准备 从
电脑 化 、 自动 化 ． 样 得 到 的 结果 不仅 快 速 、 确 ． 这 精 而且 在 工 程 未 完 工之 前 就看 到 了它 的 “ 面 目” 对现 场 施 工 人 员尽 快 真 ．
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曼
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图 ５轮 廓 线 ａ 样 尺 寸 放
４ 结 束 语
本 文 以小 寨 隧 道 帽檐 式 洞 门 工 程 为 例 对 如 何 将 电脑 ３ 维 技 术 应 用 到 测 量 放 线 的 内业 资 料计 算 工 作 中做 了一 些 粗 Hale Waihona Puke Baidu
图 ３ 椭 圆 面 夹 角 图
浅 的探 讨 ， 望 能 起 到一 个 抛 砖 引 玉 的作 用 ， 信 在 隧道 、 希 相
参考文献 ：
３建 立 模 型
３１ 提 取 所 需 数据 ． 帽 檐 式 洞 门 的 四 条椭 圆 曲线 的要 素 ．可 以 从 图纸 中给
图 ４隧道 洞 门三 维 图
３ 进 行 数 据 的 提取 ３ 洞 门三 维 模 型 建 好 后 ．就 可 以在 模 型 上 利 用 Ａ ｔＣ ｕｏ ＡＤ 的 自动 计 算 功 能 进 行 相对 坐标 等 的计 算 操 作 下 面 以 计算
它提供 了强大的三维造型功能 ． 可以设计出各种各样的三维 模型， 并且可 以计算 出模型的重量 、 体积 、 惯性距 等值 。它的
其 中外 椭 圆 中心 为 Ｏｃ 内椭 圆 中 心 为 Ｏｄ ． 。
表 ２ 帽檐轮廓线椭圆要素表 （ ｍｍ）
轮廓 线
要 素 椭 圆 Ｘ
中心
Ｚ
墙 式 洞 门等 “ 檐 式 ” 道 洞 门是 国 际 上 专 门 为 高 速 铁 帽 隧
路 设 计 的 新 式 隧道 洞 门 ．其 特 点 是 它能 最 大 限 度 地 减 少 高
速 运 行 进 入 隧 道 时 瞬 间 高 压 气 流 对 列 车 的 损 害 和 不 良影 响 ． 我 国 近 年 修 建 铁 路 客 运 专 线 时 才 “ 进 ” 项 先 进 设 是 引 一
熟悉设计图纸 ． 更快 湮 好完成施工任务会有很大的帮助。
２工 程 概 况 及 帽 檐 式 洞 门
小 寨 隧 道 穿 越 太行 山 东麓 的低 山丘 陵 区 ．地 貌 形 态 复 杂 ， 谷 纵横 ， 沟 沿线 地 形 起 伏 较 大 ， 势 陡 峻 。 道 全 长 位 于 地 隧 直 线 上 ， 道 内 坡度 为 １ 口 ｌ‰ 的 上 坡 ． 间距 为 ５０ 隧 ％与 ｌ 线 ．ｍ。 隧 道 全 长 根 据接 触 网 专 业 要 求 ． 面 加 宽 ７ ｃ 断 ０ ｍ 进 出 口洞
中 提 取 出 的 数 据 ．轮 廓 线 ｄ与 水 平 面 的夹 角 为 ３ ｏ５ ｌ ” ８３ ７ ．
轮 廓线 轮 廓 线 轮 廓线 轮 廓线
ａ Ｏ
１ ＂ ９７ ０
３１＂ ０ ７
因此 还 要 把 轮 廓 线 ａ 转 到 与 水 平 面 夹 角 为 ３ 。５１ ” 旋 旋 ８３ ７。
ＺＨＡＮ Ｇ —ｙ ｎ ， ＨＥＮ ｉ ｇ ｈ ｎ Ｄｅ ｉ ｇ Ｃ Ｍ ｎ —ｚ ａ ｇ
（ｃ ｏ ｌ ｆ ｖｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇＳ ｉａｈ ａ ｇＲａ ｗａ ｎｔｕｅ Ｓ ｉａｈ ａ ｇ０ ０ ４ ， ｈｎ ） Ｓ ｈ ｏ ｉ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｈ ｉ ｕ ｎ ｉ ｙＩ ｓｔｔ， ｈ ｉ ｕ ｎ ５ ０ ３ ｃ ｉａ ｏ Ｃｉ ｎ ｊｚ ｌ ｉ ｊｚ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ：ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｒ ｉ ｙｇ ｔ ｉ ｉｇ ｔｅ ｂ ｉ ｏ ａ ； ｒ ｅ ｄ ｍｅ ｓｏ ａ ｄ ｌ ｅｔｎ 一 ｕｔｓ ｒ ｅ ｄ ｈ ｇ － ｐ ｅ ａｌ ；ａｅ ｌｋｎ ｈ ｒｍ ｆａｈ ｔ ｈ ｅ － ｉ ｎ ｉｎ ｌｍ０ ｅ； ｔｉ ｇ ０ ｕ ｙ ｗａ ｔ ｓ ｖ
高速铁路隧道洞 门的施工放样
张德 莹 ， 明 长 陈
（ 家 庄铁 道 学 院 土木 工程 分 院 ， 北 石 家 庄 ０ ０４ ） 石 河 ５ ０３
摘要 ： 高速铁 路 专 线 中 隧道 洞 门采 用 国外 引进 的帽 檐 式 洞 门 ， 线 性 复 杂 ， 现 场 的施 工放 样 作 业 中存 在较 大 困难 ， 其 在 针 对 该 问题 提 出通 过 Ａｕｏ Ｄ 建 立三 维 建 模 ． 而 自动 计 算施 工 放 样 数 据 的 方 法 ｔＣＡ 从 关键词 ： 高速 铁 路 ； 檐 式 洞 门 ； 维建 模 ； 工放 样 帽 三 施
在 建 立 的 模 型 中对 于 洞 门施 工 有用 的是 四条 椭 圆 曲线 中 的一 部 分 ．所 以 最 后 要 按 照 纵 剖 面 冈 中给 出 的尺 寸 对 椭
长 轴 短 轴
１１３ １１ ７ １ ３０
儿８ ９ ８ １ ００
１２６ １２ ＂２ ４５
１８ ： １ ５ ８ １｝ ０（
转 的时 候 要 注 意 旋 转 的基 点 为 椭 圆 的 圆 ． 从 而 得 到 帽 檐 ｔ ２
ｂ Ｏ
１ ， ９０
３ ９ Ｏ６
Ｃ Ｏ
２ ＿６
２５ ６＂
ｄ Ｏ
２ ８ ５８
２６ ９２
式 洞 门 的轮 廓 线 ｄ的 位 置 用 同样 的方 法 ． 别 建立 轮 廓 利 分 线 ｂ 轮廓 线 ｃ 轮廓 线 ｄ的三 维 模 型 、 和