[发明专利]高拱坝砼施工中缆机吊装钢衬与浇筑砼之间干扰仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及水利工程计算机仿真技术，特别涉及一种高拱坝砼施工中缆机吊装钢衬与浇筑砼之间干扰仿真方法。

背景技术

高拱坝均具有施工期长、泄洪功率大等特点；坝体布置有导流孔、泄洪深孔、泄洪表孔、坝内廊道等复杂孔洞结构，孔洞的钢衬、闸门、启闭设备等的安装施工与坝体混凝土浇筑同步施工，存在共用起重设备、空间位置冲突、工作面占用等施工干扰，因此，如何分析钢衬安装等金属结构施工对混凝土浇筑施工进度的影响，关系到坝体施工进度目标的制定与相关决策。

现有分析方法包括凭经验判断和采用仓面间歇期反映干扰的计算机仿真方法。

凭经验判断方法是根据进度计划制定人员在类似工程中的经验，估计钢衬安装对混凝土浇筑进度的影响。该方法往往受技术人员的自身经验影响，没有定量的分析数据作为决策依据；对钢衬安装与混凝土浇筑施工在相邻仓面干扰、缆机使用冲突、空间限制等复杂的干扰作用难以准确判断，影响进度计划的科学性，不利于发挥进度计划对施工的指导作用。

采用计算机仿真进行高拱坝施工进度分析是近年来逐渐推广使用的先进方法。其主要原理是通过对高拱坝施工过程进行概化和抽象，建立与现实施工过程相对应的计算机模拟模型，模仿实际系统的运行过程，分析系统状态随时间的动态变化规律。对于采用缆机为主要垂直运输设备的高拱坝，仿真系统通常以缆机为服务台、浇筑仓面为服务对象，根据排队论进行浇筑服务。当坝体仓面满足仓面间歇期、高差限制、基础处理、气候条件等要求、具备开浇条件，且空闲缆机满足待浇仓面浇筑强度要求时，即可开始仓面浇筑；对所有仓面逐一模拟浇筑过程，直到所有仓面浇筑完成，结束仿真过程，并统计浇筑过程的进度数据和主要指标。

现有计算机仿真算法仅用钢衬安装仓面间歇期反映钢衬安装对混凝土浇筑的影响，具有以下缺陷：1、未考虑钢衬安装对缆机的占用台数、时间因素；钢衬吊装占用缆机，其他仓面可能因没有空闲缆机或空闲缆机不能满足浇筑要求而不能开仓，从而影响浇筑进度；2、缆机工作时相邻缆机之间应满足足够的安全距离要求，钢衬的吊装可能对相邻仓面的浇筑造成空间限制，影响相邻仓面的开仓。现有算法未考虑钢衬吊装时使用缆机在空间上对相邻仓面混凝土浇筑的限制。3、吊装钢衬占用的缆机机时、台数与相应施工单位的组织能力、协调水平、施工技术及外部环境相关，现有算法难以模拟不同施工参数下的钢衬吊装与混凝土浇筑的施工干扰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种高拱坝砼施工中缆机吊装钢衬与浇筑砼之间干扰仿真方法，可在以缆机作为混凝土浇筑主要设备的高拱坝工程中，分析在不同钢衬安装施工方案下，钢衬施工与混凝土浇筑之间的干扰状况，为准确分析钢衬安装及混凝土浇筑施工进度提供理论和技术支持，从而为科学制定大坝进度目标和施工计划提供辅助决策手段。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：高拱坝砼施工中缆机吊装钢衬与浇筑砼之间干扰仿真方法，包括以下步骤：

a.扫描工程中所有缆机的空闲状态，记录空闲缆机数量与编号；

b.扫描所有仓面状态，记录满足混凝土龄期及备仓时间要求的待浇仓面序列，并按照仓面部位、高差限制进行优先级排序，选择最高优先级的仓面作为当前模拟仓面，若该仓面为钢衬安装仓面，则进入步骤c，若该仓面为非钢衬安装仓面，则进入步骤d；

c.若该仓面已处于“钢衬安装”状态，则进入步骤f；否则，判断该仓面是否满足步骤c1-c4中的条件，如果均满足，则开始钢衬安装仓面的钢衬抬吊施工，将缆机工作状态标记为“工作”，仓面状态标记为“钢衬安装”，进入步骤e；若不满足步骤c1-c4中的任意一个条件，则将该仓面从待浇仓面序列中移除，返回步骤b；

c1.空闲缆机数量大于两台且在空间上可以联合作业；

c2.钢衬安装仓面优先级最高；

c3.该仓面处于缆机覆盖范围内；

c4.正在施工的缆机运行范围与该仓面范围满足安全距离要求；

d.判断选择的非钢衬安装仓面，是否满足步骤d1-d4中的条件，如果均满足，则模拟仓面的拆模、立模、混凝土浇筑等主要工序，计算浇筑时间和机械，模拟完成后，返回步骤a：如果不满足步骤d1-d4中的任意一个条件，则将该仓面从待浇仓面序列中移除，返回步骤b；

d1.空闲缆机数量及其生产率满足混凝土初凝时间要求；

d2.仓面间歇期满足拆模、立模、埋件安装、冷却水管铺设、基础处理等备仓工作时间的要求；

d3.满足高差限制约束；

d4.与正在工作的缆机之间满足安全距离要求；