瀝青灘鋪機雙縱向跨越式平均梁的分析

tags:    時間:2014-03-11 13:16:57
瀝青灘鋪機雙縱向跨越式平均梁的分析簡介
     1 概述目前技術擋次較高的瀝青攤鋪機,都配有一套與之相適應的自動調平系統,這套系統的應用,是提高路……
瀝青灘鋪機雙縱向跨越式平均梁的分析正文
    

1 概述

目前技術擋次較高的瀝青攤鋪機,都配有一套與之相適應的自動調平系統,這套系統的應用,是提高路面平整度最為有效的方法。正確地配置、調整、使用這套系統,是攤鋪機自動調平系統能否達到最佳效果的關鍵。

作業寬度較大的攤鋪機都配有兩縱一橫三個自動調平控制器,可以實現單縱向、一縱一橫、雙縱向等三種配置方法,以適應不同的施工工況。單縱向的配置方法,最常用於多幅攤鋪時處理縱向接縫;一縱一橫的方法,在攤鋪寬度較小(一般小於6m)時,使用比較方便有效。在攤鋪寬度較大(一般大於8m)時,就只能採用雙縱向的方法了。但是,無論採用哪一種方法,用來控制高程及厚度方向誤差(平整度)的縱向控制器是必不可少的,而縱向控制器的使用,必須要有一個精確可靠的基準。縱向基準同時又是一整個調平系統的參考線。它的設置及使用,是整個調平系統能否最大限度發揮作用的保證。使用移動式平均梁為基準,是目前先進的工藝方法。

2 平均梁基本原理

平均梁有鏟接式和彈簧浮動式兩大類。它的基本原理是,將平均梁長度 範圍內地基高度方向的誤差幅度值,通過幾何關係(鉸接式)或力學關係(彈簧浮動式)進行多級數學平均、濾波,減少了幅值,使攤鋪機在運動過程中,平均梁中點的運動軌跡成為一個過渡平滑的曲線,這個曲線幅值的絕對值很小,處於整個控制系統所允許的誤差範圍之內,作為自動調平儀的參考基準。由此可見,平均梁是安裝在瀝青攤鋪機機身上,隨機前進的基準,它雖然和攤鋪機同時行駛在有較大誤差的路基上,但是卻能產生一個獨立的基準線。這種方法對道路施工非常適宜,它不受道路固有的縱坡、橫坡的影響,不家受道路長度的限制。

鏟接式平均梁結構簡圖,它是通過純幾何關係來產生一個理想基準點的。圖中A、B、C、D、E、F、G、H點是平均梁與地面的接觸點,K、M、N、P點是第二級鉸點,位置設在AB、CD、EF、GH的中點;R、Q點是第三級鉸點,位置設在KM、NP的中點;O點是誤差檢測點,位置設在TQ的中點。是在理想地面上情況。這時第二級鉸點、第三級鉸點的高度分別是h1、h2 。

如果在行駛過程中,A點首先遇到了一個高區,位置被抬高了e,如圖1(b)所示,這時,由於A繞B、D繞M、R繞Q點轉動,使A、K、R點相對原來位置上移,各點的位置分別為:

△hA=he △hk=△hA/2=he/2
△hR=△hk/2=he/4
△hO=△hR/2=he/2

這說明地面出現一個誤差時,O點的變化是該值的1/8。這一點就可以作為調平系統的參考點。理論上講,平均梁的級數越多,檢測點的位移變化就越小,理論上講,n級平均梁可以得到1/2n誤差的基準線。但受實際結構和使用要求的限制,一般只能做到三、四級。

由於鉸接式平均梁的精度受到級數的限制,同時因為結構的限制很容易與大型攤鋪機的水平、垂直直拉杆等干涉,所以這種結構的平均梁在大型攤鋪機上應用較少。

另一種彈簧浮動式平均梁。這種結構的平均梁簡圖如圖2所示,它是通過純力學關係來產生一個理想基準點的。


圖中一個重量為G的橫樑在彈性係數為K的n個彈簧支撐下前進。當地面是一水平面時,每一個彈簧的彈力是G/n,壓縮量為S,根據虎克定理可知:

S·K=G/n
S=G.(n·K)

在行駛過程中,某一個彈簧遇到了一個高區He,橫樑由原來的位置H變成了新的位置H1,梁的位置被抬高了S>e,遇到高區的彈簧被進一步壓縮,壓縮量變成了:

S1=S+He-Se

它所產生的彈力變成

F2=K·(S+He-Se)

其餘彈簧的壓縮量減少了Se,每個所產生的彈力變成

S1=K·(S-Se

由於 G=F1·(n-12)+F2
因而可以得出
GT=(n-1) ·K ·(S-Sfont size="1">e+K·(S+He-Se)
即 G=nS-nSe+He
結合S=G/(n·K) 可以得到
Se=He/n

這說明由n個彈簧組成的梁式機構,在其中一個發生誤差He時,整個梁的位置僅僅變化了該值的1/n。

以上分析是這種平均梁在地基不平的最大誤差出現的情況,實際上當誤差區域出現並從平均梁下方越過時,梁會出現傾斜,根據槓桿原理可知,只有誤差區域位下地梁的重心下

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