十二、检查井周边预制异形块结构的研制与应用

郭 高,刘召起,闫秀梅

(长春市市政工程设计研究院有限责任公司,吉林长春130033)

（2015-03-10发表于《市政技术》）

【摘要】介绍了预制装配式道路基层检查井周边的异形预制块组合件研制的基本原理与应用情况。该组合件是根据太阳轮-行星轮运动轨迹,采用虚化摇杆的方法设置可调双偏心圆环,然后转动圆环调整圆环上检查并预留孔的位置，使之

与既有检查井筒对齐，从而完成装配施工。经实践检验，异形预制块组合件具有工期短、强度高、寿命长、减轻井周基层不均匀沉降的特点，可推广应用。

【关键词】道路;装配式道路基层;双偏心圆混凝土基块;太阳轮;行星轮

1背景技术

    预制装配式道路基层是使用预制基块按方格网状铺设而成的,但在基层施工中,会遇到圆形的排水检查井,当检查井筒外径尺寸为120cm时,由于其大于基块尺寸(85 cmx100cm),就会在基块方格网内占用9个方格(见图1),而且还需要在基块直线形方框内量身定做1个圆形预制块以适应路基的施工，如此一来将严重影响施工效率，降低施工可行性。因此有必要研制出1套规格统一的检查井周边异形预制块组合件，使其适用于道路基层施工。

 

     图1异形块组合件装配图

2组件基本原理

    为简化预制件型号类别，笔者研制出1套规格统一的组合件。该组合件在使用时只要在结构上通过调整异形块之间位置,即可适应井字型内检查井筒的不同位置,从而完成检查井周边预制块的装配工作。其基本原理是:令2个三角形的斜面相对,并沿着斜面移动,这样既能保证斜面贴合,又能实现三角形位置的变化;设置1个偏心圆环并沿着外圆弧展开得到2条不平行的线,此时偏心圆环的内圆弧恰似三角形的斜边。而外圆弧恰似三角形的一条长边，由于2条边不平行。因此该偏心圆图形具有与三角形斜面相同的特征，然后将2个偏心圆环内外套叠,通过转动内、外圆环调整内圆环的圆孔位置,使之达到套在既有检查井位置的目的。

 

         

图2双偏心圆环机构数学模型            图3 太阳轮-行星轮机构运动原理图

3 技术方案

    可调圆心的双偏心圆环套件是采用3型6件组成的预制异形块结构,核心是通过偏心圆环内、外套装实现方形构件与圆形构件的无缝配合。具体步骤如下，

1）首先建立圆坐标系0.在其中的某点O 用角度α及半径R，标注,设O为另一个圆坐标系的原点。其中M点的位置用角度B及半径R标注，见图2。

2)当0点在以O为圆心R为半径旋转时，圆坐标系O 随之发生公转，此时，坐标系O,相当于太阳轮而O相当于行星轮,行星轮上的点M,就会既绕0、公转,又绕0.自转,见图 3。

因此M点轨迹范围呈现在圆环面积内，其圆环外径为R+R，圆环内径为R-RB。设R=R=R,则M点轨迹在半径为R+Rg(即2R)的圆形面积内,见图4。

3)将M点设为异形组件圆孔的圆心,则该机构可以使圆心位置移动范围在半径小于 2R的圆所围面积之内,只要既有检查井圆心在该圆面积内便可使预制件与井筒套装。结合轻型基块尺寸及混凝土圆环最薄壁厚度的限制,可得到该机构的设计参数

图4双偏心圆环机构行星轮圆弧上点的运动轨迹

    如果轻型基块设计尺寸为100cmx85cm.井筒外直径为120cm(按砖砌检查井简计算:预制井筒外径小.更适合该机构应用).则横向涉及3个预制基块长度,因此检查井安放机构的平面尺寸为300cmx300cm其中R=R=28.5cm，则当检查井圆心在300cmx300cm面积中心位置±28.5cm范围内变化时，均可应用异形块组件填充检查井周边的空隙

综上所述.利用双偏心圆机构设计的检查井周边异形块组件.能够使预制装配式道路混凝土基层与圆形排水构筑物相结合,满足基块基层施工的实际需要。

4 结语

    针对预制装配式道路基层施工,通过设置检查井周边异形块组件,使之在一定范围内适应既有检查井位置变化,实现了预制装配式道路基层预制件型号的配套设计及既有检查井周边的处理,并显现出以下优点:

1)异形块组件不但使预制装配式道路基层施工完全预制化,而且减少了预制件规格与型号的种类，可使预制道路基层结构最大限度地发挥优势

2)异形块组件通过双偏心圆机构实现装配,使预制装配式道路基层结构更具科技含量和智能化，实现了技术原理缜密性与施工灵活性的结合

3)异形块组件与预制基块配套使用,满足建筑现代化要求的模块化设计、预制化生产、机械化作业、绿色化施工的要求,有较佳的社会效益、经济效益和环境效益。

目前,检查井周边异形块组件已经在长春市世纪大街辅道改造工程中得到了实际应用，并达到了预期的目的。

参考文献:

[1]张玉轻.阜石路(西四环-西五环)城市快速路交通组织设计研究[1].市政技术,2009,27(1):14-18.

[2]崔新书.城市道路交通组织设计探讨[1].城市道桥与防洪，2004(6):21-26.