砂漿墊層料攤鋪方式及攤鋪機研究

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砂漿墊層料攤鋪方式及攤鋪機研究簡介
     【論文摘要】本文分析了碾壓混凝土層面墊層料的現有攤鋪方式的不足,提出採用仿形原理的攤鋪機械。敘述了……
砂漿墊層料攤鋪方式及攤鋪機研究正文
     【論文摘要】本文分析了碾壓混凝土層面墊層料的現有攤鋪方式的不足,提出採用仿形原理的攤鋪機械。敘述了攤鋪機設計中的關鍵技術,並進行了理論分析和現場模型實驗,為解決碾壓混凝土壩快速施工提供了有效方法。

碾壓混凝土壩層間砂漿墊層料施工是大壩澆築主要工序之一,但砂漿墊層料施工至今沒有專用施工機械,目前的攤鋪方式厚度和均勻性都得不到保證,尤其不能適應龍灘大壩這樣大規模的施工要求。根據要求,龍灘大壩層間砂漿墊層料攤鋪厚度為15±5mm,且大壩澆築強度高,施工倉面大(最大達8000m2),要求砂漿墊層料倉面覆蓋施工能力大於碾壓混凝土倉面澆築能力,以達到前後工序生產能力協調,充分發揮碾壓混凝土施工快速的優點。要滿足以上要求,必需研製專用的砂漿攤鋪機,以保證施工質量和施工強度,簡化施工管理、降低施工成本、提高整體施工機械化水平。國家「九五」攻關課題中就列有這部分內容,本文即為該課題研究的一部分。

1 砂漿攤鋪的主要方式及特點

碾壓混凝土壩層間砂漿墊層料的攤鋪方式主要有:人工攤鋪、裝載機或自卸車攤鋪、噴攤和仿形攤鋪等。

1.1 人工攤鋪

目前砂漿攤鋪主要採用人工方式--人工以鐵鍬、木拖板等簡單工具將卸在倉面上的砂漿料堆攤開、攤平。其缺點在於攤鋪速度低、攤鋪厚度不均勻、人工在倉面上的反覆作業往往導致砂漿層面上留下零亂的腳印;大面積的攤鋪,經常出現攤鋪后久不覆蓋,薄薄的砂漿墊層料在碾壓混凝上覆蓋前已發白變干,致使上下兩層混凝土間形成砂質夾層,其接縫的透水性有增無減,極大地影響了壩體接縫處的抗剪強度。

1.2 裝載機或自卸車攤鋪

採用裝載機攤鋪是將其鏟斗平放於倉面,依靠裝載機動臂油缸對倉面上砂漿料施加壓力,同時行走機構後退,完成攤平砂漿作業。但攤鋪時厚度無法精確控制,僅依靠倉面上凸起的骨料來支承鏟斗,因此對碾壓層表面不平適應能力差,倉面凸起部分沒有砂漿。施工中也有在自卸車車箱後部加裝一擋板來成砂漿攤鋪,但同樣存在攤鋪厚度無法控制的問題,且行駛速度直接影響攤鋪表層質量。

1.3 濕噴機與機械手噴攤

噴攤是利用噴射砂漿和混凝土的技術,將墊層料均勻。薄層噴攤在倉面上。為了能在整個倉面上連續、均勻、薄層噴料,噴攤機械具備有行走機構、機械手和二次攪拌功能。此方案在國家「八五」攻關項目被列為專項進行過研究,並取得了預期的成果,但需要的設備龐大,轉運不靈活,投資較大,難以推廣。

1.4 仿形攤鋪

根據砂漿墊層料的施工要求及現有攤鋪方式存在的問題,在「八五」攻關項目所取得的成果的基礎上,課題組對砂漿的噴攤原理和仿形攤鋪原理進行了深人對比分析研究,提出砂漿仿形攤鋪方案,並對仿形攤鋪機進行開發研究。

仿形攤鋪是利用具有滾輪的攤鋪板與倉面保持一定的距離,即墊層厚度。工作裝置在行走時,隨著倉面的上下起伏而自動地跟隨(隨動),以保證對碾壓混凝土倉面不平度的適應能力。

2 攤鋪機研製的關鍵技術

仿形攤鋪機由基礎牽引車和懸挂在車體後部的攤鋪工作裝置組成,故研製工作包括基礎牽引車的評價選型和工作裝置的動態分析與設計。

2.1 基礎牽引車選型和模糊綜合評判

根據碾壓混凝土層間墊層料的施工工藝對攤鋪機的要求,確定了攤鋪機的設計原則、各總成的結構及攤鋪機總體設計參數。按照國產化、適應化、經濟性和簡化機型的原則,對基礎車進行了初步選擇,包括輪式裝載機、機動翻斗車、四輪驅動拖拉機等不同特徵的機型。在預選機型的基礎上,引人模糊優選方法並與層次分析法相結合進行綜合評判,最終選定鉸接式四輪驅動翻斗車作為攤鋪機的基礎牽引車。

2.2 牽引特性的概率憧型及計算機模擬

評價基礎車的關鍵指標之一為牽引性能參數,它是用牽引特性曲線表示的。現有的牽引特性曲線分為理論牽引特性曲線和試驗牽引特性曲線,前者是根據機械的基本參數在一定的假設條件下作出的,通過它可以對同類型不同參數機械的牽引特性進行比較,但在計算繪製中,忽略了發動機調速特性、行走機構滑轉率的非線性特徵,而這些恰恰又是使理論牽引特性與實際牽引特性產生差異的關鍵因素。後者是樣車在典型地面上,由負荷車模擬牽引阻力,利用轉速、油耗、拉力等感測器測試各工況下的牽引阻力與行駛速度、耗油量等牽引參數,它比較真實地反映了機械的牽引特性,但存在的問題是普通工程機械的典型地麵條件多為新切土、填積土等,攤鋪機的典型地面為砂漿層,描述這些典型地面的特性參數如密度、濕度等都不是恆定的,而是具有隨機性。為了避免地面隨機性引起的試驗結果不可比性及降低地面處理的難度,在實際的牽引試驗中常選用水泥路面作為試驗路面,這大大降低了試驗牽引特性的真實性。同時牽引試驗需要具備專用的設備、必要的跑道、熟練的人員,費時費力。因此,如何使牽引特性曲線既真實又獲取方便,是一個迫切需要解決的問題。

為了解決這一難題,將
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