基于QT Creator的无砟轨道施工物流比选研究

吴 勇

(中铁十九局集团第一工程有限公司 辽宁辽阳 111010)

1 工程概况

(1)施工便道分布

隧道全长约13.3 km，地质条件多样，共设有1＃、2＃、3＃共 3 个斜井[1－3]。

设有 a、b、c、d、e共 5 个施工便道，分布在隧道进口、出口及3个洞口处。

以隧道进口便道到便道b区段无砟轨道施工物流运输为例，介绍物流比选系统，实际情况如表1所示。

表1 施工便道情况

(2)施工材料运输

隧道地理位置偏僻，大部分道路蜿蜒曲折、盘山修建且为临时工程，此运输道路修建年限已久，难以满足当前的运输需求，运输环境艰难。在这种环境下，适当的运输物料方案能大量缩短工期，提高工程效率[4－6]。隧道施工中主要用到的材料及其运输方式如表2所示。

表2 材料运输方式

2 施工物流方案

轨道结构为CRTSⅢ型板式无砟轨道，输送线路采用5个施工便道、隧道出入口及3个斜井，以提高物料输送效率，如图1所示。隧道被分为4个输送段，分别为 AC、CE、EG、GI输送段。 以 AC段为例，分析无砟轨道施工过程中物料的输送方案，AC段底座板预计每天完成6个单元，单线进行，则完成施工需40 d左右；AC段轨道板预计每天完成6个单元，双线进行，则完成施工需20 d左右[7－8]。

图1 隧道平面

轨道板双线施工，物料单向运输；底座板单线施工，物料运输方向可变。根据底座板和轨道板的施工过程，现拟定了四种物料运输方案并计算各关键施工步骤所需时长，以图形的方式来呈现不同输送方案[9－10]。四种运输线路中轨道板的物流输送方案相同，如图2所示；底座板的物流运输方案不同，下文分别描述。

图2 轨道板施工物料运输示意

(1)方案一

整个施工过程中，底座板采用单向运输，不受工期影响，底座板钢筋及混凝土砂浆输送线路同轨道板一致；底座板及轨道板施工阶段，其他物料输送均从进口至工作面；施工第1天，混凝土模板输送始于存放点经过1＃斜井输送到工作面，底座板物料运输如图3所示。

图3 方案一底座板施工物料运输示意

(2)方案二

底座板施工阶段，底座板钢筋输送路线按时间早晚分为两个路线，前期线路经1＃斜井至工作面，后期线路经隧道进口至工作面。两种路线的输送时长和工期的关系式分别为T2＝－0.051d＋1.08和T2＝0.051d＋0.56，当两者相等可得到临界日期，即－0.051d＋1.08＝0.051d＋0.56，可得d＝5，即前5 d按照路线4输送，后5 d按路线1输送；底座板与轨道板施工阶段，施工第1天，混凝土模板输送均从存放点经1＃斜井至工作面；底座板混凝土输送均从进口至工作面；轨道板施工阶段，其他施工材料输送均从进口至工作面，底座板物料运输如图4所示。

图4 方案二底座板施工物料运输示意

(3)方案三

底座板施工阶段，底座板混凝土输送路线按时间早晚分为两个路线，前期线路经1＃斜井至工作面，后期线路经隧道进口至工作面。两种路线的输送时长和工期的关系式分别为T3＝－0.051d＋1.24和T3＝0.051d＋0.43，当两者相等可得到临界日期，即－0.051d＋1.24＝0.051d＋0.43，可得d＝8，即前8 d按照路线4输送，后12 d按路线3输送；底座板与轨道板施工阶段，施工第1天，混凝土模板输送均从存放点经1＃斜井至工作面；底座板钢筋输送均从进口至工作面；轨道板施工阶段，其他施工材料输送均从进口至工作面，底座板物料运输如图5所示。

图5 方案三底座板施工物料运输示意

(4)方案四

底座板施工阶段，底座板钢筋与底座板混凝土输送路线按时间早晚分为两个路线，底座板钢筋输送路线同方案二，底座板混凝土输送路线同方案三；底座板与轨道板施工阶段，施工第1天，混凝土模板输送线路均从存放点经1＃斜井至工作面；轨道板施工阶段，其他施工材料输送路线均从隧道进口至工作面，底座板物料运输如图6所示。

图6 方案四底座板施工物料运输示意

(5)方案汇总

总结四种CRTSⅢ型板式无砟轨道施工物料运输方案，得到方案一～四在底座板和轨道板施工阶段不同施工物料输送时长与工期的关系式，如表3、表4所示。

表4 轨道板施工物料运输方案统计

3 施工物流比选系统设计

为了从方案一～四中选出最优输送路线，设计开发了无砟轨道板施工物流比选系统。该系统设计基于QT creator集成开发平台，应用C＋＋编程语言；系统开发需要首先设置编程环境，其次设置系统界面，最后设置系统功能[11－12]。

3.1 设置编程环境

(1)打开 Qt Creator IDE，新建项目，选择 Qt Widgets Application。

(2)程序编译器选择MinGW。

(3)程序基类更改为QWidget。

3.2 设置系统界面

(1)主界面布局设置在格栅布局(Grid Layout)中进行，选定后开始设置。

(2)纵向布局(Vertical Layout)放置在左侧，再分别放置两个横向布局窗口(Horizontal Layout)；基于上述设计，在格栅布局中放置一个标签部件栏(Label)及两个横向布局窗口。

(4)在子布局中，分别设置 slider、Label、spinbox部件以及四个按钮；在界面下方加入次级布局及Label部件，次级布局中再加入LineEdit和Label部件。

(5)界面美化，找到 QFrame的相关属性，将frameShape设置为Box。

3.3 设置功能

由于轨道板与底座板施工阶段需要的输送时长范围为1～20，故将Slide r和Spinbox部件的值域设置为1～20。

利用QT中“信号－槽”机制完成spinbox、slider部件的值域绑定，在Widget的构造函数中补充以下代码:

选定方案后，系统即可计算相应时间，需在QT creator中设置“clicked()”信号，单击(click)运行[13－14]。

4 施工物流方案比选

启动系统，界面视图如图7所示。选定施工方案和天数即可查看施工物料输送时长。将四种方案施工前20 d各施工物料输送时长进行总结，数据汇总如表5所示。

图7 计算结果界面

表5 底座板施工物料输送时长统计

将四种CRTSⅢ型板式无砟轨道施工物料输送方案在同一施工周期内各工程材料输送总时长进行计算对比。由表5、表6可知，方案四中各物料运输时长最短，故方案四为隧道AC段物流运输最优方案。

表6 轨道板施工物料输送时长统计

5 结束语

本文结合高铁隧道工程实际情况，制定CRTSⅢ型板式无砟轨道施工物流最优方案。

首先，以隧道进口至1＃斜井段为研究对象，拟定了四种CRTSⅢ型板式无砟轨道施工物流方案。

其次，开发CRTSⅢ型板式无砟轨道施工物流比选系统。

最后，利用该系统对四种方案进行综合比选，最终确定方案四为最优施工物流方案。