十二、檢查井周邊預(yù)制異形塊結(jié)構(gòu)的研制與應(yīng)用

郭 高,劉召起,閆秀梅

(長(zhǎng)春市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司,吉林長(zhǎng)春130033)

（2015-03-10發(fā)表于《市政技術(shù)》）

【摘要】介紹了預(yù)制裝配式道路基層檢查井周邊的異形預(yù)制塊組合件研制的基本原理與應(yīng)用情況。該組合件是根據(jù)太陽(yáng)輪-行星輪運(yùn)動(dòng)軌跡,采用虛化搖桿的方法設(shè)置可調(diào)雙偏心圓環(huán),然后轉(zhuǎn)動(dòng)圓環(huán)調(diào)整圓環(huán)上檢查并預(yù)留孔的位置，使之

與既有檢查井筒對(duì)齊，從而完成裝配施工。經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，異形預(yù)制塊組合件具有工期短、強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、減輕井周基層不均勻沉降的特點(diǎn)，可推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】道路;裝配式道路基層;雙偏心圓混凝土基塊;太陽(yáng)輪;行星輪

1背景技術(shù)

??? 預(yù)制裝配式道路基層是使用預(yù)制基塊按方格網(wǎng)狀鋪設(shè)而成的,但在基層施工中,會(huì)遇到圓形的排水檢查井,當(dāng)檢查井筒外徑尺寸為120cm時(shí),由于其大于基塊尺寸(85 cmx100cm),就會(huì)在基塊方格網(wǎng)內(nèi)占用9個(gè)方格(見圖1),而且還需要在基塊直線形方框內(nèi)量身定做1個(gè)圓形預(yù)制塊以適應(yīng)路基的施工，如此一來將嚴(yán)重影響施工效率，降低施工可行性。因此有必要研制出1套規(guī)格統(tǒng)一的檢查井周邊異形預(yù)制塊組合件，使其適用于道路基層施工。

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???? 圖1異形塊組合件裝配圖

2組件基本原理

??? 為簡(jiǎn)化預(yù)制件型號(hào)類別，筆者研制出1套規(guī)格統(tǒng)一的組合件。該組合件在使用時(shí)只要在結(jié)構(gòu)上通過調(diào)整異形塊之間位置,即可適應(yīng)井字型內(nèi)檢查井筒的不同位置,從而完成檢查井周邊預(yù)制塊的裝配工作。其基本原理是:令2個(gè)三角形的斜面相對(duì),并沿著斜面移動(dòng),這樣既能保證斜面貼合,又能實(shí)現(xiàn)三角形位置的變化;設(shè)置1個(gè)偏心圓環(huán)并沿著外圓弧展開得到2條不平行的線,此時(shí)偏心圓環(huán)的內(nèi)圓弧恰似三角形的斜邊。而外圓弧恰似三角形的一條長(zhǎng)邊，由于2條邊不平行。因此該偏心圓圖形具有與三角形斜面相同的特征，然后將2個(gè)偏心圓環(huán)內(nèi)外套疊,通過轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)、外圓環(huán)調(diào)整內(nèi)圓環(huán)的圓孔位置,使之達(dá)到套在既有檢查井位置的目的。

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圖2雙偏心圓環(huán)機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型?????????? ?圖3 太陽(yáng)輪-行星輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理圖

3 技術(shù)方案

??? 可調(diào)圓心的雙偏心圓環(huán)套件是采用3型6件組成的預(yù)制異形塊結(jié)構(gòu),核心是通過偏心圓環(huán)內(nèi)、外套裝實(shí)現(xiàn)方形構(gòu)件與圓形構(gòu)件的無縫配合。具體步驟如下，

1）首先建立圓坐標(biāo)系0.在其中的某點(diǎn)O 用角度α及半徑R，標(biāo)注,設(shè)O為另一個(gè)圓坐標(biāo)系的原點(diǎn)。其中M點(diǎn)的位置用角度B及半徑R標(biāo)注，見圖2。

2)當(dāng)0點(diǎn)在以O(shè)為圓心R為半徑旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓坐標(biāo)系O 隨之發(fā)生公轉(zhuǎn)，此時(shí)，坐標(biāo)系O,相當(dāng)于太陽(yáng)輪而O相當(dāng)于行星輪,行星輪上的點(diǎn)M,就會(huì)既繞0、公轉(zhuǎn),又繞0.自轉(zhuǎn),見圖 3。

因此M點(diǎn)軌跡范圍呈現(xiàn)在圓環(huán)面積內(nèi)，其圓環(huán)外徑為R+R，圓環(huán)內(nèi)徑為R-RB。設(shè)R=R=R,則M點(diǎn)軌跡在半徑為R+Rg(即2R)的圓形面積內(nèi),見圖4。

3)將M點(diǎn)設(shè)為異形組件圓孔的圓心,則該機(jī)構(gòu)可以使圓心位置移動(dòng)范圍在半徑小于 2R的圓所圍面積之內(nèi),只要既有檢查井圓心在該圓面積內(nèi)便可使預(yù)制件與井筒套裝。結(jié)合輕型基塊尺寸及混凝土圓環(huán)最薄壁厚度的限制,可得到該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)

圖4雙偏心圓環(huán)機(jī)構(gòu)行星輪圓弧上點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡

??? 如果輕型基塊設(shè)計(jì)尺寸為100cmx85cm.井筒外直徑為120cm(按磚砌檢查井簡(jiǎn)計(jì)算:預(yù)制井筒外徑小.更適合該機(jī)構(gòu)應(yīng)用).則橫向涉及3個(gè)預(yù)制基塊長(zhǎng)度,因此檢查井安放機(jī)構(gòu)的平面尺寸為300cmx300cm其中R=R=28.5cm，則當(dāng)檢查井圓心在300cmx300cm面積中心位置±28.5cm范圍內(nèi)變化時(shí)，均可應(yīng)用異形塊組件填充檢查井周邊的空隙

綜上所述.利用雙偏心圓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的檢查井周邊異形塊組件.能夠使預(yù)制裝配式道路混凝土基層與圓形排水構(gòu)筑物相結(jié)合,滿足基塊基層施工的實(shí)際需要。

4 結(jié)語

??? 針對(duì)預(yù)制裝配式道路基層施工,通過設(shè)置檢查井周邊異形塊組件,使之在一定范圍內(nèi)適應(yīng)既有檢查井位置變化,實(shí)現(xiàn)了預(yù)制裝配式道路基層預(yù)制件型號(hào)的配套設(shè)計(jì)及既有檢查井周邊的處理,并顯現(xiàn)出以下優(yōu)點(diǎn):

1)異形塊組件不但使預(yù)制裝配式道路基層施工完全預(yù)制化,而且減少了預(yù)制件規(guī)格與型號(hào)的種類，可使預(yù)制道路基層結(jié)構(gòu)最大限度地發(fā)揮優(yōu)勢(shì)

2)異形塊組件通過雙偏心圓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)裝配,使預(yù)制裝配式道路基層結(jié)構(gòu)更具科技含量和智能化，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)原理縝密性與施工靈活性的結(jié)合

3)異形塊組件與預(yù)制基塊配套使用,滿足建筑現(xiàn)代化要求的模塊化設(shè)計(jì)、預(yù)制化生產(chǎn)、機(jī)械化作業(yè)、綠色化施工的要求,有較佳的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

目前,檢查井周邊異形塊組件已經(jīng)在長(zhǎng)春市世紀(jì)大街輔道改造工程中得到了實(shí)際應(yīng)用，并達(dá)到了預(yù)期的目的。

參考文獻(xiàn):

[1]張玉輕.阜石路(西四環(huán)-西五環(huán))城市快速路交通組織設(shè)計(jì)研究[1].市政技術(shù),2009,27(1):14-18.

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