滑模系统简介

滑模系统简介设计设计1.1滑模工作原理滑模系统原理，在斜井混凝土衬砌滑模模体上安装液压提升系统，该系统由两台连续拉伸式液压千斤顶、液压泵站、控制台、安全夹持器等组成。液压泵站通过高压油管与千斤顶连接。通过控制台操作液压泵站及千斤顶进行工作，液压泵站设有截流阀，可控制千斤顶的出力。通过两台连续拉伸式液压千斤顶抽拔锚固在上弯段顶拱的两束钢绞线，牵引模体提升。模体受力方向与斜井轴线平行。钢绞线为1×7标准型，为防止钢绞线缠绕在一起，每束钢绞线由左捻4根和右捻4根组成，钢绞线固定端锚固在上弯段顶拱围岩中。1.2滑模系统斜井滑模采用LSD连续拉伸式液压千斤顶爬升钢绞线提升模体，钢绞线与斜洞段洞轴线平行布置。整个滑模系统分为3个组成部分，分别为滑模模体装置、牵引机具及设施、运料小车系统。其详细布置见下图图标应有编号，其他图表不再批注所示：图标应有编号，其他图表不再批注1.2.1滑模模体装置滑模模体主要由中梁、操作平台、钢筋平台、主平台（模板）、修补平台、尾部平台及前、后支腿组成。中梁长度为15.53m，长×宽为2.5m×2.5m，整体为桁架结构，槽钢采用背靠背连接，中间设置10mm厚的加劲板和连接板。主平台在整个平台中受力最大，整个模板为椭圆形，上口大、下口小，锥度为0.6%。模板支撑为桁架结构，采用交叉式腹杆体系，其特点是腹杆可以承受变向荷载，提高结构的稳定性和刚度。模板与桁架接触为空间扭曲线，采用无缝钢管可保证模板与桁架贴实，保证混凝土浇筑过程中模板不会发生变形。1.2.2运料小车系统（1）钢丝绳牵引系统运料小车（载物）受力计算（10倍安全系数）计算小车重量为2100kg，承载重量3600kg(混凝土1.5m3)，小车滑轮摩擦系数为0.05，Φ32钢丝绳重量390kg/100m，按374m计算1458.6kg，总计重量为G=71.6KN。计算示意图为：平衡方程为：F1=Gsin55°=58.7KNF2=Gcos55°=41.1KNf=F2μ=41.1*0.05=2.1KN求得FN=60.7KN按10倍安全系数计算：10FN=607KN＜610KN满足SL398-2007水利水电工程施工通用安全技术规程要求固采用φ32，δ=1870Mpa，最小破断拉力Fmin=610KN的钢丝绳。（2）运料小车在使用中承担载人功能，在运输人员时不得运输其他物品，钢丝绳牵引系统（载人）受力计算（14倍安全系数）计算台车重量为2100kg，承载重量1500kg（按照每次运输15人计算），Φ32钢丝绳重量390kg/100m，按374m计算1458.6kg，总计重量为G=50.6KN,小车车轮滚动摩阻系数取0.05。计算示意图下图所示：平衡方程为：F1=Gsin55°=41.4KNF2=Gcos55°=29.0KNf=F2μ=29.0*0.05=1.5KN求得FN=42.9KN按14倍安全系数计算：14FN=600.4KN＜610KN满足SL398-2007水利水电工程施工安全技术通用规程要求。固采用φ32，δ=1870Mpa，最小破断拉力Fmin=610KN的钢丝绳。（3）限载保护装置在引水隧洞上平段设置限载保护装置，保护装置放置在滑轮下方，主要由承重传力机构（平台）、高精度称重传感器、称重显示仪表三大主件组成，通过滑轮受力传递至承重传力机构（平台），平台下部放置3个称重传感器，并通过电缆串联警示灯，当小车上物品超过设计荷载时，位移传感器连接的警示灯将报警，在控制箱里电源开关自动关闭，卷扬机停止工作。限载保护装置工作原理：在物体重力作用下，钢丝绳下压滑轮和平台，使称重传感器弹性体产生弹性形变，粘贴于弹性体上的应变计桥路阻抗失去平衡，输出与重量数值成比例的电信号，经称重仪表的放大器、A/D转换器等将模拟信号转换成数字信号，再经仪表的微处理器（CPU）对重量信号进行处理后直接显示出重量等数据。（4）上、下限位开关上限位布置在上平段轨道中间，当小车到达设计起始位置时，小车触发限位开关，起始开关与卷扬机控制箱通过电缆线连接，控制箱内电源自动跳闸，卷扬机停止运行。下限位开关布置在滑模上平台底板位置，电缆线连接限位开关和卷扬机电源控制箱，运料小车下部焊接[14槽钢，槽钢长度保证与限位开关相接触，当运料小车接触限位开关，卷扬机停止运行。（5）送料小车的制动装置采用双向制动方式。即控制开关分别设置在上平段及斜井中的送料小车上。正常情况下，由设在上平段的开关对送料小车进行控制。在紧急状态下，则由设在送料小车上的开关进行制动及运行控制。（6）断绳保护装置为确保施工安全，本工程牵引卷扬机为10t双绳双筒卷扬机，选择此类卷扬机可避免两根牵引钢丝绳出现一长一短造成小车出现倾斜等现象，卷扬机在起始盘绳时圈数必须一致，另在运料小车上安装2个液压平衡油缸，2个液压油缸通过高压油管连接，钢丝绳连接至平衡油缸上，两根钢丝绳出现长度不一致时液压平衡油缸将自动调节其长度，使其长度一致，台车平稳不会出现倾斜现象。1.2.3电气控制系统（1）通信控制。在斜井混凝土施工中，上弯段卷扬机操作与模体和运输小车相互之间的联系，采用对讲机与座机结合的方式。由于运输小车在斜井中运行速度较快、巡行骗饭，为保证小车巡行安全可靠，在斜井上弯段安装1只无线遥控装置进行联系。当小车需要紧急停止时，小车上的信号员可直接停车按钮使小车停车。（2）卷扬机电气控制。运输小车由2台无极变速卷扬机通过平衡轮共同牵引，通过集中控制台控制2台卷扬机同时运行或停止。为保证2台卷扬机同步运行，在集中控制台安装1只双层电位器，对2台卷扬机进行调速控制，达到同步。为了保证运行安全，在小车上、下总店位置分别安装限位开关，同时在接近终点位置处安装自动减速控制开关。当小车运行接近终点是，触碰自动减速控制开关，改开关控制发射器发射信号自动将变频器输出频率减小，是卷扬机减速，并发出警报信号，提醒卷扬机司机注意，即时卷扬机四级没有及时操作停车，小车也会在撞到限位开关时自动停车，避免由于误操作使小车拉出轨道或与模体碰撞。（3）备用电源。为确保斜井滑膜的连续运行，防治由于供电线路长时间停电，造成混凝土凝固，模体无法滑升，在平洞内安装了1台160KW柴油发电机组作为备用电源。1.3滑模系统受力分析计算滑模台车为钢结构形式，在引水下平段进行组装，在台车运行前从顶部到底部安装两束钢绞线，台车上安装2台连续自锁式千斤顶，千斤顶型号为LSD1000，千斤顶通过两束钢绞线爬升。1.1.1钢绞线锚固力验算根据《预应力锚索设计规范》DL/T5176-2003中锚固段长度的计算公式：L=0dcpPm/Dc式中：L—内锚固段长度m0—结构的重要性系数，I级锚固工程采用1.1，II级锚固工程采用1.0，III级锚固工程采用0.9；—设计状况系数，持久状况采用1.0，短暂状况采用0.95，偶然状况采用0.85；d—结构系数，仰孔采用1.3，俯孔采用1.0；c—黏结强度分项系数，采用1.2；p—单根预应力锚杆张拉力分项系数，采用1.15Pm—单根预应力锚杆超张拉力kN；D—锚杆孔直径，mm；c—胶结材料与孔壁的黏结强度，MPa，缺乏试验资料按照下表选取。围岩类别IIIIIIVV黏结强度1.5～1.21.2～0.80.8～0.3≤0.3L=1.11.01.31.21.151000/（1.141500.8）=5.24m钢绞线满足100t的锚固长度为5.24m，设计锚固长度15m，满足锚固力要求。参考其他工程15m锚固长度均满足施工要求，另我部施工的主变运输洞100t预应力锚索锚固端为7.6m，为保证安全起见采用15m锚固长度。1.1.2钢绞线承载力计算：钢绞线采用直径15.2mm，强度级别1860Mpa，17标准型钢绞线，钢绞线距斜井中心线距离为2.5m，两束钢绞线的距离为5m，钢绞线与斜井中心线平行，每束有8根钢绞线。根据计算结果,选择提升能力为1000

kN的连续拉伸式液压千斤顶2台,其提升能力总计为2000

kN,台车安装完后总计重量约60t，则千斤顶平均安全系数约为1.33;选择钢绞线为1×7标准型,公称直径15.2

mm,强度级别1860M