單利峰
(深圳市建筑工程公司，廣東深圳518001)

　　摘　要：針對(duì)清水池集水坑與管道相交的特殊情況，避開(kāi)常規(guī)的管道放線法，應(yīng)用數(shù)學(xué)方法對(duì)復(fù)雜止水翼環(huán)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，使管道放線更準(zhǔn)確、簡(jiǎn)潔，提高了工作效率。?
　　關(guān)鍵詞：大口徑管道；曲面方程；精確定位；施工?
　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU991.05
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)03-0087-02

　　深圳市寶安區(qū)朱坳水廠三期工程是為緩解寶安部分地區(qū)用水緊張的狀況而建設(shè)的，包括30×10⁴m³/d的凈水工程和50×10⁴m³/d的污泥處理工程，設(shè)有清水池兩座，設(shè)計(jì)容積為22500m³/座，有效水深為3.60m。凈水由清水池的集水坑通過(guò)兩條DN1600×10mm的輸水鋼管自流到送水泵房的吸水井中，輸水管與集水坑的連接及位置見(jiàn)圖1。?

1 　方案分析

　　對(duì)集水坑與管道相交的特殊情況，常規(guī)的做法是采用展開(kāi)圖法，因?yàn)楝F(xiàn)在施工現(xiàn)場(chǎng)通常采用成品鋼管，所以還要把展開(kāi)圖上的尺寸還原到鋼管上，經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為這種做法誤差較大。由于該管道管徑較大、翼環(huán)彎曲程度大，而集水坑的壁厚僅為200mm，如果放線有較大的誤差，就不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求而影響工程質(zhì)量，而且這種將圓錐與圓柱斜交圖展開(kāi)的方法，只有在機(jī)械書(shū)籍中才能找到類(lèi)似方法，很復(fù)雜并且誤差較大。
　　基于以上分析，在工程中把集水坑看作一個(gè)圓臺(tái)，鋼管看作一圓柱，在統(tǒng)一的坐標(biāo)下求出兩者的相交軌跡，然后依軌跡在管道上放線，具體操作如下：
　　取鋼管與集水坑相交的范圍為研究對(duì)象，以集水坑與鋼管相交的下徑作為坐標(biāo)原點(diǎn)、集水坑的中心軸為z軸建立坐標(biāo)系(見(jiàn)圖2)。?

　　圓臺(tái)方程為：?

　　　　

　　由集水坑平面、剖面圖可以推算出D=1189.6mm，d=930.4mm，又已知r=810mm，把D、d、r代入式(3)，則每一個(gè)z值就有一個(gè)對(duì)應(yīng)的x值。此方程如果進(jìn)行人工迭代則很麻煩，而采用Office2000中的Excel解此方程則較簡(jiǎn)便。在A列輸入z值，B列輸入“=POWER((930.4+D1),2)”，C列輸入“=POWER((A1-810),2)”，D列輸入“ =A1*(1189.6-930.4)/1620”,E列輸入“=POWER(B1+C1-810*810，0.5)”(E列即為x值)，F(xiàn)列輸入“=1189.6-E1”，然后復(fù)制第一列的數(shù)據(jù)到以下的每一列。根據(jù)放線的要求決定迭代的個(gè)數(shù)，這里取了42組數(shù)據(jù)(即每隔40mm取一組數(shù))，有了數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行管道放線(見(jiàn)圖3)。?

2 管道放線

　　① 矯正好管道并固定，找到通過(guò)管中心的豎軸，標(biāo)明豎軸與管壁的上交點(diǎn)，以此點(diǎn)為起點(diǎn)，沿著管道量出與管道中心軸平行長(zhǎng)度為F列的最大數(shù)值(526.7mm)，即找到Q點(diǎn)，把Q點(diǎn)作為參照點(diǎn)，也就是z=2r時(shí)管道與集水坑的交點(diǎn)，把通過(guò)Q點(diǎn)并與中心軸垂直的直線作為基準(zhǔn)線。?
　?、? 按照基準(zhǔn)線進(jìn)行管道放線，如z值為2r時(shí)(z=1620)，x=1189.9,F列數(shù)值為0；z=1000時(shí)x=751.9，F(xiàn)列的數(shù)值為435.3，則圖中的P點(diǎn)即為z值=1000mm的放線點(diǎn)。管道豎軸兩側(cè)放線是對(duì)稱(chēng)的，依此類(lèi)推完成管道放線。

3 特點(diǎn)分析

　　①運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行大口徑管道翼環(huán)、管件等的放線可為施工提供可靠的數(shù)據(jù)。
　?、谂c常規(guī)采用的展開(kāi)圖法比較，節(jié)省了制作紙皮樣品的人工和材料費(fèi)用，提高了工作效率。
　?、鬯捎玫那娣匠谭椒ū容^簡(jiǎn)單，且Office2000中的Excel也只是簡(jiǎn)單的應(yīng)用，整個(gè)計(jì)算花費(fèi)的時(shí)間較少。

4 　結(jié)語(yǔ)

　　在一些外形復(fù)雜或用展開(kāi)圖法展開(kāi)困難的管件，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠使工程施工化繁為簡(jiǎn)、降低工作難度、提高準(zhǔn)確性、加快工程進(jìn)度、提高工作效率。?

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　　收稿日期：2001-08-13