專利名稱：高拱壩砼施工中纜機吊裝鋼襯與澆筑砼之間干擾仿真方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水利工程計算機仿真技木，特別涉及ー種高拱壩砼施工中纜機吊裝鋼襯與澆筑砼之間干擾仿真方法。
背景技術：
高拱壩均具有施工期長、泄洪功率大等特點；壩體布置有導流孔、泄洪深孔、泄洪表孔、壩內廊道等復雜孔洞結構，孔洞的鋼襯、閘門、啟閉設備等的安裝施工與壩體混凝土澆筑同步施工，存在共用起重設備、空間位置沖突、工作面占用等施工干擾，因此，如何分析鋼襯安裝等金屬結構施工對混凝土澆筑施工進度的影響，關系到壩體施工進度目標的制定與相關決策。現有分析方法包括憑經驗判斷和采用倉面間歇期反映干擾的計算機仿真方法。憑經驗判斷方法是根據進度計劃制定人員在類似工程中的經驗，估計鋼襯安裝對混凝土澆筑進度的影響。該方法往往受技術人員的自身經驗影響，沒有定量的分析數據作為決策依據；對鋼襯安裝與混凝土澆筑施工在相鄰倉面干擾、纜機使用沖突、空間限制等復雜的干擾作用難以準確判斷，影響進度計劃的科學性，不利于發(fā)揮進度計劃對施工的指導作用。采用計算機仿真進行高拱壩施工進度分析是近年來逐漸推廣使用的先進方法。其主要原理是通過對高拱壩施工過程進行概化和抽象，建立與現實施工過程相對應的計算機模擬模型，模仿實際系統(tǒng)的運行過程，分析系統(tǒng)狀態(tài)隨時間的動態(tài)變化規(guī)律。對于采用纜機為主要垂直運輸設備的高拱壩，仿真系統(tǒng)通常以纜機為服務臺、澆筑倉面為服務對象，根據排隊論進行澆筑服務。當壩體倉面滿足倉面間歇期、高差限制、基礎處理、氣候條件等要求、具備開澆條件，且空閑纜機滿足待澆倉面澆筑強度要求吋，即可開始倉面澆筑；對所有倉面逐一模擬澆筑過程，直到所有倉面澆筑完成，結束仿真過程，并統(tǒng)計澆筑過程的進度數據和主要指標?，F有計算機仿真算法僅用鋼襯安裝倉面間歇期反映鋼襯安裝對混凝土澆筑的影響，具有以下缺陷1、未考慮鋼襯安裝對纜機的占用臺數、時間因素；鋼襯吊裝占用纜機，其他倉面可能因沒有空閑纜機或空閑纜機不能滿足澆筑要求而不能開倉，從而影響澆筑進度；2、纜機工作時相鄰纜機之間應滿足足夠的安全距離要求，鋼襯的吊裝可能對相鄰倉面的澆筑造成空間限制，影響相鄰倉面的開倉?，F有算法未考慮鋼襯吊裝時使用纜機在空間上對相鄰倉面混凝土澆筑的限制。3、吊裝鋼襯占用的纜機機時、臺數與相應施工単位的組織能力、協(xié)調水平、施工技術及外部環(huán)境相關，現有算法難以模擬不同施工參數下的鋼襯吊裝與混凝土燒筑的施工干擾
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提出ー種高拱壩砼施工中纜機吊裝鋼襯與澆筑砼之間干擾仿真方法，可在以纜機作為混凝土澆筑主要設備的高拱壩工程中，分析在不同鋼襯安裝施工方案下，鋼襯施工與混凝土澆筑之間的干擾狀況，為準確分析鋼襯安裝及混凝土澆筑施工進度提供理論和技術支持，從而為科學制定大壩進度目標和施工計劃提供輔助決策手段。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的方案是高拱壩砼施工中纜機吊裝鋼襯與澆筑砼之間干擾仿真方法，包括以下步驟a.掃描工程中所有纜機的空閑狀態(tài)，記錄空閑纜機數量與編號；
b.掃描所有倉面狀態(tài)，記錄滿足混凝土齡期及備倉時間要求的待澆倉面序列，并按照倉面部位、高差限制進行優(yōu)先級排序，選擇最高優(yōu)先級的倉面作為當前模擬倉面，若該倉面為鋼襯安裝倉面，則進入步驟C，若該倉面為非鋼襯安裝倉面，則進入步驟d ；c.若該倉面已處于“鋼襯安裝”狀態(tài)，則進入步驟f ;否則，判斷該倉面是否滿足步驟cl_c4中的條件，如果均滿足，則開始鋼襯安裝倉面的鋼襯抬吊施工，將纜機工作狀態(tài)標記為“工作”，倉面狀態(tài)標記為“鋼襯安裝”，進入步驟e ;若不滿足步驟cl_c4中的任意ー個條件，則將該倉面從待澆倉面序列中移除，返回步驟b ；Cl.空閑纜機數量大于兩臺且在空間上可以聯(lián)合作業(yè)；c2.鋼襯安裝倉面優(yōu)先級最高；c3.該倉面處于纜機覆蓋范圍內；c4.正在施工的纜機運行范圍與該倉面范圍滿足安全距離要求；d.判斷選擇的非鋼襯安裝倉面，是否滿足步驟dl-d4中的條件，如果均滿足，則模擬倉面的拆模、立模、混凝土澆筑等主要エ序，計算澆筑時間和機械，模擬完成后，返回步驟a:如果不滿足步驟dl-d4中的任意ー個條件，則將該倉面從待澆倉面序列中移除，返回步驟b;dl.空閑纜機數量及其生產率滿足混凝土初凝時間要求；d2.倉面間歇期滿足拆模、立模、埋件安裝、冷卻水管鋪設、基礎處理等備倉工作時間的要求；d3.滿足高差限制約束；d4.與正在工作的纜機之間滿足安全距離要求；e.根據倉面拆模、立模、預埋件安裝等鋼襯安裝前準備工作的工作量，計算準備エ作歷時，準備工作完畢即開始鋼襯抬吊，記錄準備工作時長和抬吊施工起始時間，進入步驟f ;f.模擬纜機吊裝鋼襯的單個施工循環(huán)，并記錄吊裝歷時，倉面待安裝鋼襯數量減1，若當前倉面待安裝鋼襯數量為0，則將當前倉面標記為“當前層鋼襯安裝完成”，進入步驟g;否則進入步驟h;g.若當前鋼襯安裝倉面齡期大于鋼襯安裝倉面的控制間歇期，且倉面狀態(tài)為“當前層鋼襯安裝完成”，返回步驟a ;否則進入步驟h ；h.判斷纜機機時和吊裝間隔參數是否相同，若是，則返回步驟f，否則返回步驟a。進ー步，步驟b中，按照倉面部位、高差限制進行優(yōu)先級排序的具體方法是將已經處于“鋼襯安裝”狀態(tài)的倉面設置為最高優(yōu)先級，將鋼襯待安裝施工的倉面設置為較高優(yōu)先級，將位于大壩施工關鍵路線的孔洞壩段為第三優(yōu)先級，將其它部位倉面優(yōu)先級最低，同一優(yōu)先級的各倉面中，齡期越長，排序越靠前，且與相鄰壩段高差越大的倉面，排序越靠前。
進ー步，步驟d4中，若該倉面與正在進行鋼襯安裝施工的纜機不滿足安全距離要求則形成纜機機位干擾，記錄干擾時間。進ー步，步驟f中，所述纜機吊裝鋼襯的單個施工循環(huán)為掛鉤-起吊-運輸-就位-調整-定位_摘鉤。本發(fā)明的有益效果是將鋼襯抬吊與混凝土澆筑之間的干擾，抽象為數字化參數，并通過這些數字化參數建立鋼襯安裝與混凝土澆筑之間干擾的數字化模型，從而可以通過變換參數取值、進行多方案仿真和敏感性分析，以反映真實施工系統(tǒng)中鋼襯抬吊與混凝土澆筑之間的干擾現象，從而更準確的對鋼襯施工過程進行分析與預測。
具體實施例方式本發(fā)明將鋼襯抬吊與混凝土澆筑之間的干擾抽象為數字化參數，包括吊裝占用纜
機機時、吊裝間隔、纜機機位干擾因子、鋼襯安裝倉面間歇期等。其中吊裝占用纜機機時是指單節(jié)鋼襯由供料平臺起吊至鋼襯安裝倉面并利用纜機定位所占用的纜機時間；吊裝間隔是指連續(xù)兩節(jié)鋼襯吊裝的時間間隔；纜機機位干擾因子指由于纜機吊裝鋼襯、工作纜機工作區(qū)域一定范圍內的倉面因空間沖突或緊鄰，造成其他纜機無法進入澆筑而形成的干擾程度；鋼襯安裝倉面間歇期是指鋼襯底部倉面因拆模、備倉、鋼襯吊裝和焊接等工作占用的時間。本發(fā)明中的干擾仿真方法，具體包括如下步驟I、掃描工程中所有纜機的空閑狀態(tài)，記錄空閑纜機數量與編號；2、掃描所有倉面狀態(tài)，記錄滿足混凝土齡期及備倉時間要求的待澆倉面序列，并按照倉面部位(已經處于“鋼襯安裝”狀態(tài)的倉面設置為最高優(yōu)先級，鋼襯安裝施工一般為較高優(yōu)先級，位于大壩施工關鍵路線的孔洞壩段為第三優(yōu)先級，其他部位倉面優(yōu)先級最低。同一優(yōu)先級的各倉面中，齡期越長，排序越靠前)、高差限制(通過上述優(yōu)先級排序后，部分倉面可能仍處于相同優(yōu)先級。其中，與相鄰壩段高差越大的倉面，優(yōu)先級越高)等進行優(yōu)先級排序。選中最高優(yōu)先級的倉面，作為當前模擬倉面。若選中的倉面為鋼襯安裝倉面，進入步驟3 ;否則進入步驟4。3、若選中倉面為已處干“鋼襯安裝”狀態(tài)，則直接進入步驟6。否則，判斷當前倉面是否滿足以下條件a.空閑纜機數量大于兩臺且在空間上可以聯(lián)合作業(yè)；b.鋼襯安裝倉面優(yōu)先級最高；c.該倉面處于纜機覆蓋范圍內；d.正在施工(澆筑、吊物、備倉等)的纜機運行范圍與該倉面范圍滿足安全距離要求。判斷結果為“是”，則開始鋼襯安裝倉面的鋼襯抬吊施工，將纜機工作狀態(tài)標記為“工作”，倉面狀態(tài)標記為“鋼襯安裝”，轉入步驟5);若不滿足上述條件，則將當前倉面從待澆倉面序列中移除，進入步驟2重新選擇當前模擬倉面。4、對選中的非鋼襯安裝倉面，判斷是否滿足下列條件a.空閑纜機數量及其生產率滿足混凝土初凝時間要求；b.倉面間歇期滿足拆立模、埋件安裝、冷卻水管鋪設、基礎處理等備倉工作時間的要求；c.滿足高差限制約束；d.與正在工作的纜機之間滿足安全距離要求，若與正在進行鋼襯安裝施工的纜機不滿足安全距離要求則形成纜機機位干擾，記錄干擾時間。若滿足以上條件，則模擬倉面的拆立模、混凝土澆筑等主要エ序，計算澆筑時間和機械，模擬完成后，進入步驟1，繼續(xù)下ー循環(huán)；若不滿足以上條件，將當前選中倉面從待澆序列中移除，進入步驟2，重新選擇待澆倉面。5、根據倉面拆模、立模、預埋件安裝等鋼襯安裝前準備工作的工作量，計算準備エ作歷時，準備工作完畢即開始鋼襯抬吊，記錄準備工作時長和抬吊施工起始時間，進入步驟6。6、以單次抬吊纜機機時為時間步長，推進纜機工作子時鐘，倉面待安裝鋼襯數量減I。若當前倉面待安裝鋼襯數量為0，將當前倉面標記為“當前層鋼襯安裝完成”，進入步驟7 ;否則進入步驟8。7、若當前鋼襯安裝倉面間歇期大于鋼襯安裝倉面間歇期，且倉面狀態(tài)為“當前層鋼襯安裝完成”，則轉入第I步；否則進行步驟8。 8、判斷纜機機時和吊裝間隔參數是否相同，是則直接轉入步驟6(即鋼襯吊裝連續(xù)施工)。否則轉入第I步，繼續(xù)下一次循環(huán)。通過上述各數字化參數，建立鋼襯安裝與混凝土澆筑之間干擾的數字化模型，從而可以通過變換參數取值、進行多方案仿真和敏感性分析，以反映真實施工系統(tǒng)中鋼襯抬吊與混凝土澆筑之間的干擾現象，從而更準確的對鋼襯等金結施工過程進行分析與預測。
權利要求
1.高拱壩砼施工中纜機吊裝鋼襯與澆筑砼之間干擾仿真方法，其特征在于，包括以下步驟 a.掃描工程中所有纜機的空閑狀態(tài)，記錄空閑纜機數量與編號； b.掃描所有倉面狀態(tài)，記錄滿足混凝土齡期及備倉時間要求的待澆倉面序列，并按照倉面部位、高差限制進行優(yōu)先級排序，選擇最高優(yōu)先級的倉面作為當前模擬倉面，若該倉面為鋼襯安裝倉面，則進入步驟c，若該倉面為非鋼襯安裝倉面，則進入步驟d ； c.若該倉面已處于“鋼襯安裝”狀態(tài)，則進入步驟f;否則，判斷該倉面是否滿足步驟cl_c4中的條件，如果均滿足，則開始鋼襯安裝倉面的鋼襯抬吊施工，將纜機工作狀態(tài)標記為“工作”，倉面狀態(tài)標記為“鋼襯安裝”，進入步驟e ;若不滿足步驟cl_c4中的任意ー個條件，則將該倉面從待澆倉面序列中移除，返回步驟b ; Cl.空閑纜機數量大于兩臺且在空間上可以聯(lián)合作業(yè)； c2.鋼襯安裝倉面優(yōu)先級最高； c3.該倉面處于纜機覆蓋范圍內； c4.正在施工的纜機運行范圍與該倉面范圍滿足安全距離要求； d.判斷選擇的非鋼襯安裝倉面，是否滿足步驟dl-d4中的條件，如果均滿足，則模擬倉面的拆模、立模、混凝土澆筑等主要エ序，計算澆筑時間和機械，模擬完成后，返回步驟a :如果不滿足步驟dl-d4中的任意ー個條件，則將該倉面從待澆倉面序列中移除，返回步驟b ； dl.空閑纜機數量及其生產率滿足混凝土初凝時間要求； d2.倉面間歇期滿足拆模、立模、埋件安裝、冷卻水管鋪設、基礎處理等備倉工作時間的要求； d3.滿足高差限制約束； d4.與正在工作的纜機之間滿足安全距離要求； e.根據倉面拆模、立模、預埋件安裝等鋼襯安裝前準備工作的工作量，計算準備工作歷時，準備工作完畢即開始鋼襯抬吊，記錄準備工作時長和抬吊施工起始時間，進入步驟f ； f.模擬纜機吊裝鋼襯的單個施工循環(huán)，并記錄吊裝歷時，倉面待安裝鋼襯數量減1，若當前倉面待安裝鋼襯數量為O，則將當前倉面標記為“當前層鋼襯安裝完成”，進入步驟g ;否則進入步驟h; g.若當前鋼襯安裝倉面齡期大于鋼襯安裝倉面的控制間歇期，且倉面狀態(tài)為“當前層鋼襯安裝完成”，返回步驟a ;否則進入步驟h ； h.判斷纜機機時和吊裝間隔參數是否相同，若是，則返回步驟f，否則返回步驟a。
2.如權利要求I中所述高拱壩砼施工中纜機吊裝鋼襯與澆筑砼之間干擾仿真方法，其特征在于，步驟b中，按照倉面部位、高差限制進行優(yōu)先級排序的具體方法是將已經處于“鋼襯安裝”狀態(tài)的倉面設置為最高優(yōu)先級，將鋼襯待安裝施工的倉面設置為較高優(yōu)先級，將位于大壩施工關鍵路線的孔洞壩段為第三優(yōu)先級，將其它部位倉面優(yōu)先級最低，同一優(yōu)先級的各倉面中，齡期越長，排序越靠前，且與相鄰壩段高差越大的倉面，排序越靠前。
3.如權利要求I或2中所述高拱壩砼施工中纜機吊裝鋼襯與澆筑砼之間干擾仿真方法，其特征在于，步驟d4中，若該倉面與正在進行鋼襯安裝施工的纜機不滿足安全距離要求則形成纜機機位干擾，記錄干擾時間。
4.如權利要求I或2中所述高拱壩砼施工中纜機吊裝鋼襯與澆筑砼之間干擾仿真方法，其特征在干，步驟f中，所述纜機吊裝鋼襯的單個施工循環(huán)為掛鉤-起吊-運輸-就位-調整-定位_摘鉤。
全文摘要
本發(fā)明涉及水利工程計算機仿真技術，其公開了一種高拱壩砼施工中纜機吊裝鋼襯與澆筑砼之間干擾仿真方法。該方法將鋼襯抬吊與混凝土澆筑之間的干擾抽象為數字化參數，包括吊裝占用纜機機時、吊裝間隔、纜機機位干擾因子、鋼襯安裝倉面間歇期等，并通過這些數字化參數建立鋼襯安裝與混凝土澆筑之間干擾的數字化模型，從而可以通過變換參數取值、進行多方案仿真和敏感性分析，以反映真實施工系統(tǒng)中鋼襯抬吊與混凝土澆筑之間的干擾現象，從而更準確的對鋼襯施工過程進行分析與預測。本發(fā)明適用于高拱壩建設施工。
文檔編號E02B7/12GK102677635SQ20121016576
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權日2012年5月25日
發(fā)明者何友忠, 劉金飛, 尹習雙, 邱向東, 陳萬濤 申請人:中國水電顧問集團成都勘測設計研究院