溢流坝段（精选10篇）
溢流坝段 篇1
摘要：采用三维有限元法对某重力坝溢流坝段竣工、正常蓄水位、校核洪水位和地震工况的应力变形进行了计算分析, 计算结果表明:各工况坝体水平和垂直位移自坝顶向下总体上呈递减的变化规律, 最大水平位移为43mm (地震工况) , 最大垂直位移约18mm (竣工工况) 。坝体和坝基岩体的拉、压应力都在合理范围之内, 最大拉应力为4.5MPa (地震工况) , 最大压应力为2.4MPa (校核洪水位工况) 。
关键词：重力坝,应力变形,有限元分析
0 引言
材料力学法和有限元法是规范[1]建议的两种重力坝应力分析方法。有限元法相对于材料力学法的优点是可考虑复杂的几何边界、地基变形、材料的非线性应力应变关系、坝体孔口等对结构应力变形的影响[2]。某水电站挡水建筑物为碾压混凝土重力坝, 最大坝高80m, 设3孔溢流表孔。本文采用三维有限元法对该重力坝溢流坝段各典型工况的应力变形进行了计算分析。
1 有限元模拟范围及结构离散
该重力坝溢流坝段三维有限元模拟范围为:横河向取25m, 即一个完整坝段的宽度;顺河向以坝轴线为界上游取160m (2倍坝高) , 下游取320m (4倍坝高) , 建基面以下深度取160m (2倍坝高) 。结构离散中坝体混凝土及坝基岩体采用8结点六面体等参单元 (含少量退化单元) , 整个计算域共剖分为21613个单元, 25139个节点。有限元计算模型位移边界条件:上下游侧、左右侧及底部边界均为法向零位移约束, 上部边界为自由边界。
2 材料本构模型及参数
坝身混凝土和坝基岩体的本构模型采用工程上常用的低抗拉弹塑性本构模型, 在坝身混凝土和坝基岩体未发生拉破坏或塑性剪切破坏之前, 可按各向同性的线弹性材料考虑。坝基岩体的容重为22 KN/m3, 弹性模量为5GPa, 泊松比为0.3, 内摩擦角为36°, 粘聚力为0.3 MPa;坝体混凝土的容重为24KN/m3, 弹性模量为27GPa, 泊松比为0.17, 内摩擦角为42°, 粘聚力为1.1MPa。坝前淤沙的浮容重为10KN/m3, 内摩擦角为25°。
3 计算结果分析
竣工工况由于仅有重力作用, 产生的位移矢量总体趋势是倾向上游。坝体位移以坝顶位移最大, 水平位移约6mm、垂直位移约18mm。坝体位移从上到下总体上呈逐渐递减的变化规律。对于坝基岩体, 垂直位移均为垂直向下;坝踵上游侧强风化地基水平位移向上游。对于整个坝体而言, 由于不同部位材料力学特性之间的差异, 在材料分界面附近, 应力也具有不连续分布变化特征。表孔坝段在护坦出现零星拉应力, 拉应力约为0.05MPa, 其余部分最大主应力和最小主应力均为压应力。底孔坝段在底孔周围及底孔出口处有一定量值的拉应力, 拉应力最大值约为0.3MPa。对于坝基岩体而言, 由于强风化层和弱风化层力学特性的差异, 在强风化层和中风化层之间的接触部位, 应力呈现不连续分布的特性。在竣工工况下, 坝基岩体的最大主应力和最小主应力基本上均为压应力, 坝基岩体应力状态良好。
正常蓄水位工况的位移矢量总体趋势是偏向下游。坝体位移以坝顶位移最大, 水平位移约为8mm, 垂直位移约为14mm。坝体位移从上到下总体呈逐渐递减的变化规律。在坝踵和坝址附近, 垂直位移向下, 水平位移向下游。对于坝基岩体, 位移从上到下逐渐减小。垂直位移均向下, 水平位移向下游。可以看出, 由于不同部位材料力学特性之间的差异, 在材料分界面附近, 应力具有不连续分布变化特征。坝体出现拉应力的部位主要集中在底孔周围和进出口处, 最大值约为0.8MPa。其余坝体部分, 最大主应力和最小主应力均为压应力, 量值最大约为2.5MPa, 小于混凝土的抗压强度, 不会发生压破坏。对于坝基岩体, 由于强风化层和弱风化层力学特性的差异, 在强风化层和弱风化层之间的接触部位, 应力呈现不连续分布的特征。在正常蓄水位工况下, 坝基岩体的最大主应力和最小主应力基本上均为压应力, 坝基岩体应力状态良好。
校核洪水位工况的位移矢量总体趋势是偏向下游。坝体位移以坝顶位移最大, 水平位移约为9mm, 垂直位移约为14mm。坝体位移从上到下总体呈逐渐递减的变化规律。在坝踵和坝趾附近, 垂直位移向下, 水平位移向下游。对于坝基岩体, 位移从上到下逐渐减小。垂直位移均向下, 水平位移向下游。可以看出, 由于不同部位材料力学特性之间的差异, 在材料分界面附近, 应力具有不连续分布变化特征。坝体出现拉应力的部位主要集中在底孔周围和进出口处, 最大值约为0.7MPa, 表孔坝段在护坦部位也出现零星拉应力, 拉应力约为0.1MPa。其余坝体部分, 最大主应力和最小主应力均为压应力, 量值最大约为2.4Mpa, 小于混凝土的抗压强度, 不会发生压破坏。对于坝基岩体, 由于强风化层和弱风化层力学特性的差异, 在强风化层和弱风化层之间的接触部位, 应力呈现不连续分布的特征。在正常蓄水位工况下, 坝基岩体的最大主应力和最小主应力基本上均为压应力, 坝基岩体应力状态良好。
正常蓄水位+地震工况的位移矢量总体趋势是偏向下游。坝体位移以坝顶位移最大, 水平位移约为43mm, 垂直位移约为10mm。坝体水平位移从上到下总体呈逐渐递减的变化规律, 坝体垂直位移从上游到下游总体呈逐渐递增的变化规律。在坝踵和坝趾附近, 垂直位移向下, 水平位移向下游。对于坝基岩体, 位移从上到下逐渐减小。垂直位移均向下, 水平位移向下游。与正常蓄水位工况相比, 由于增加了地震荷载, 因此, 此工况的位移总体比正常蓄水位工况位移总体偏大。坝体在底孔周围、进出口处以及溢流堰表层均出现了拉应力, 最大值约4.5MPa。另外, 坝踵处也有拉应力, 量值约0.8MPa。对于坝基岩体, 在正常蓄水位+地震工况下, 坝基岩体的最大主应力和最小主应力基本上均为压应力, 坝基岩体应力状态良好。
4 结论
1) 各工况坝体水平和垂直位移自坝顶向下总体上呈递减的变化规律。竣工工况的最大水平位移约6mm, 出现在坝顶, 指向上游, 最大垂直位移约18mm, 向下;正常蓄水位工况坝体位移以坝顶位移最大, 水平位移约为8mm, 垂直位移约为14mm;校核洪水位工况坝体位移也以坝顶位移最大, 水平位移约为9mm, 垂直位移约为14mm;正常蓄水位遇地震工况的位移矢量总体趋势是偏向下游, 坝体位移以坝顶位移最大, 水平位移约为43mm, 垂直位移约为10mm。
2) 坝体和坝基岩体的拉、压应力都在合理范围之内。竣工工况的拉应力最大值约为0.3MPa, 压应力最大值约为2.4MPa;正常蓄水位工况的拉应力最大值约为0.8MPa, 压应力最大值约为2.4MPa;校核洪水位工况的拉应力最大值约为0.7MPa, 压应力最大值约为2.4MPa;正常蓄水位遇地震工况, 坝体在底孔周围、进出口处以及溢流堰表层均出现了拉应力, 最大值约4.5MPa, 建议对这些地方配置一定数量的钢筋, 以提高其抗拉强度。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准编写组.DL 5108-1999混凝土重力坝设计规范[S].北京:中国电力出版社, 2000.
[2]林继镛.水工建筑物[M].4版.北京:中国水利水电出版社, 2009.
溢流坝段 篇2
为弘扬雷锋精神，倡导社会文明新风，深化学雷锋活动，积极争当“雷锋标兵”，溢流河学校团总支组织和动员全校学生广泛开展了以“学雷锋精神 做时代楷模”为主题的系列活动。
3月4日下午，溢流河学校全体共青团员拿着扫把、铁锹、垃圾桶来到溢流河街道，对街道、路面、垃圾场进行了一次全面的清扫，使街道变得清新亮丽。随后他们又来到但店镇福利院，把福利院里里外外打扫得干干净净，同学们对院内的卫生死角一一进行清理与打扫，有同学手磨起了蚕，有的生出了水泡，大家不怕脏不怕累，没叫一声苦，同学们的脸上绽放着笑容。
每年的三月份为溢流河学校“学雷锋活动月”，这次活动仅仅是“学雷锋活动月”的开始。溢流河学校全体同学将在校团委的倡议下，做到四个一：召开一次学雷锋主题班会活动；参加一次学雷锋“五个一”主题活动；学会唱一首学雷锋歌曲；出一期“学雷锋、树新风”黑板报专刊。
溢流坝段 篇3
【关键词】层压；层间对位；拉伸量；开路；短路
1、前言
作为电子产业高速发展的基础工程，印制电路板（PCB）已是现代电子设备不可缺少的配件，无论上天下海之高端电子设备，还是家用电器和电子玩具都少不了负载电子元器件和电信号的PCB，PCB是随着整个电子信息产业的发展而发展的。在这个竞争激烈的年代，随着科学技术的进步与社会要求的增加，企业要想拥有更多客户的信赖与支持，除了拥有更高性价比的产品，还须具备更加深邃而敏锐的服务与竞争意识、优良的社会责任感与严格的行为规范。作为企业，想尽一切办法与技术手段，保证产品质量的稳定性、可靠性，是对客户的最好支持与服务，这也是一种社会责任与使命。今天，虽然我国已成为线路板行业在世界范围内的超级生产大國，产值占全球的比例达到40%以上，但是，不可否认的是，我们的技术实力与水平与世界发达国家还是存在一定差距的，这是不争事实，所以，作为新一代工程技术人员的我们，要担当起社会与历史付予我们的不容推卸的责任，不断加强技术创新与科学研究。就层间对位控制技术而言，由于其技术含量、过程控制及影响深度都非常大，所以无论是现在还是不远的将来，都将是我们重点探索与研究的目标之一。
2、层间错位给产品质量带的影响与隐患
层压工序是印制多层线路板不可缺少的一个重要工序，无论线路板制造流程与工艺是多么简单或复杂，层压工序都不可或缺，层间对位技术是保证线路板产品质量的重要支撑。由于层间错位导致的一系列问题远不止上面列举的这些，类似这样的问题还有很多很多，这些问题板一旦流入到客户手中，将会对社会及人们的生命财产安全造成巨大大威胁与隐患，所以，想办法通过技术手段对层间对位控制技术进行深入研究及有效控制已成为必然。
3、问题分析
就多层线路板而言，层间错位现象是一种很常见的线路板缺陷，这种缺陷在高多层板、HDI板、特种板及高散热板等大多数线路板上普遍存在，并且随着线路板层数的增加，层间错位现象加大，层数越高，层间错位就越大、错位现象越严重。多层板的材料是指制造内层用的覆铜箔基材（芯材）和用于内层间既起绝缘作用又起层间粘接作用的B-阶粘接片（prepreg）等两种材料为主。前者是由铜箔、玻纤布和固化（C阶）了的树脂组成的复合材料，后者是由玻纤布和B-阶（半固化）程度的树脂组成的复合材料。这些料材的组织配比、物理及化学性能对产品尺寸稳定性的影响非常大。层压过程是一个物理变化过程，如何使批次或不同生产板之间的板材料变形量尽可能一致成为研究课题，了解材料的主要性能，特别是物理性能亦成为必然。对于高密度、微小孔、高层、薄板的多层板（如≥10层）来说，设计者通常是把电源层、地层和信号层分开，独立地占有某一层或几层，由于内层中各种功能性导体面积不相等，加上每一层导体部分分布不均，形成局部区域导体密度很高而另一部分区域导体密度稀疏，甚至电、地层上留有局部大面积的铜箔区，而其厚度很薄（如0.10mm），这些都会造成各层尺寸变化不一致和每一层上局部尺寸变化不相同，引起X、Y向伸缩差异等，这些原因都会导致层间错位。为了改善薄片基材的刚性（利于表面处理）和层压时层间气体均匀逸出与树脂均匀流动以填满导体间的间隙，从而改善层压时基材尺寸变化的均匀性，在每层面上四周边（成品加工框线外）应设计合理的阻流块，而不是四周包着整片铜箔。阻流块的目的主要是为了控制层压时树脂溢出的速度与均匀性，以保证层压后板边干净整洁，板内填充饱满，既无流胶过多产生的杂质对产品质量造成影响，又能保证板厚均匀并且无分层、起泡现象。
4、层间对位精度的控制与提升措施
上图所示的是一种多层板内层芯板的阻流块设计方案，它的主要目的是对层压过程中产生的气体进行有效排放，并使树脂均匀填充导线间的空隙处，使板厚均匀、板面平整、板边光滑整洁、板内无分层起泡等缺陷。随着人们对层压技术的研究越来越深，关于阻流块的设计使用方面应该已经非常成熟。对于一些较大工厂，可能已有自己的一套非常完整的设计与使用规范。图21展示的是我司的一种阻流块的设计方案，原则就是在保证产品质量的前提下实现效率的最大化。
5、下一步计划或方向
线路板技术发展至今，虽然取得了非常显著的成效，但是与发达国家之间确实也还存在一定差距，这也是不争事实，随着国家2025智能制造计划的实施，线路板行业的又迎来了一个非常良好的发展契机，作为工程技术人员应好好把握住这个机会，加强对线路板关键技术的研究与控制，与科学技术及社会的发展进步相吻合。在以后的工作中，我们会持续加强在这方面的投入与研究，为企业明天更好的发展与行业的整体进步提供更加有力的支持与保障。
参考文献
溢流坝段 篇4
关键词：门式起重机,设计,要求
1工程简介
戈枕水利枢纽工程位于海南省东方市大田镇戈枕村, 是海南岛第二大河流昌化江干流三个梯级规划电站的最下游1个梯级, 属大广坝灌区工程的配水枢纽。枢纽由拦河大坝、泄水建筑物、河床式水利发电厂房及低干渠等建筑物组成。工程具有灌溉、发电及供水等综合效益, 设计坝顶高程58.5m, 最大坝高34.5m。泄水建筑物溢流坝设计12孔泄洪闸, 安装12扇液压启闭式弧形闸门, 6片平板式检修闸门;溢流坝段纵向每孔闸墩之间尽空尺寸为17米, 每个闸墩厚度为4米, 两个闸墩之间中心距为21米, 横向从闸墩上游到闸墩下游宽度为35米。启闭机设计轨距为6200mm米, 每孔闸墩间布置2根启闭机大梁、5根公路梁、槽型引张线沟梁、滑线沟梁、油管沟梁和电缆沟梁各一根。
2简易门式起重机设计要求
2.1溢流坝段12孔共有132根混凝土预制梁, 其中有24根启闭机大梁重量为100吨, 由于坝高达到34.5m坝宽35m, 一般的起重设备很难吊装这丝混凝土梁上坝, 特别是24根100吨重启闭机大梁, 一般吊装运输手段根本没有办法实施吊装工作, 为此事项目部有关人员曾与几个很有经验的架梁专业队伍进行过技术与商务会谈, 对方一是对水利工程结构不是很了解, 架梁程序与进度不好控制, 安全工作不能保证;二是要价太高, 报价约在180至240万元, 项目部很难接受这个报价。为此事项目部请有关专家进行了多次技术分析攻关, 项目部也进行多次技术准备, 最后形成以吊装100吨启闭机大梁为主线, 综合弧门等金结安装在内的多种功能, 才有了设计适合水利工程溢流坝段吊运安装专用“简易门式起重机”设想。
2.2门机功能除具备起升吊装外, 还要求能横向空车过孔行走, 纵向能吊重100吨重启闭机大梁移动行走, 门机起重吊装和纵向行走设计成电动牵引控制方式, 过孔行走设计手动牵引方式。
2.3门机过孔轨道与溢流坝段坝顶启闭机轨道轨距相同, 按6200mm设计;门机纵向吊装运行轨道轨距按21000mm设计, 为两个闸墩之间中心距;门机主支腿与轮箱叠加在一起的高度按5000mm设计, 保证能吊装运送弧形门叶和平板检修门;门机过孔支腿与轮箱叠加高度按5100mm设计, 保证门机过孔时主支腿轮箱与坝顶之间有100mm间隙;门机主支腿轮箱上下游方向最大尺寸按5100mm设计, 保证门机前主支腿轮箱与混凝土启闭机大梁内侧各有约300mm间隙。
2.4启闭机混凝土大梁, 启闭机大梁为简支预应力混凝土梁, 采用后张法工艺。启闭机大梁单根重约100吨, 梁截面均为I型, 梁高2.30m, 腹板厚0.5m, 上翼缘宽1.56m, 下翼缘宽1.2m。
3门机设计参数计算校核后选择确定
3.1门机起吊机构起重量按启闭机大梁计算重量设计:启闭机大梁自重100吨, 计算重量约为132吨;门机自重按50吨计。
3.2起重卷扬机构设计启闭机混凝土大梁计算重量约132吨, 单钩吊重约66吨。 (1) 选起重量为5吨JM-5型慢速电动卷扬机, 上部定滑轮组配6个滑轮片, 下部动滑轮组配7个滑轮片;选准21.5-6×37+1型钢丝绳, 穿走14钢丝绳。单钩最大起重量可以吊70吨。 (2) 门机配两部起重小车, 每部起重小车配2组行走驱动轮箱, 每组轮箱设主动轮和从动轮各一个, 主动轮由电机减速后驱动, 两轮轴距1200mm, 两轮箱之间轮距 (轨距) 2100mm, 运行速度约6m/min, 轮箱中钢轮的轮径准400mm, 钢轮踏面宽度100mm, 采用电机减速双驱动, 每部小车配两套减速驱逐装置, 钢轨选P43型无缝安装。 (3) 起重吊钩起重量按70吨选用配置。 (4) 起重转向箱按吊重70吨设计配置。 (5) 吊装启闭机大梁型钢横梁按吊重70吨设计配置。 (6) 吊装启闭机大梁钢丝绳选准65-6×37+1型, 长度7m-2根。 (7) 配吊装混凝土启闭机大梁专用钢护角4付, 护角曲率半径按R=150mm设计制作。 (8) 简易门机额定起重量按:2×500KN简易门式起重机标示。
3.3门机纵向行走轮箱驱动设计 (1) 门机行走时总重量按182吨计算校核, 最大轮压为25吨。 (2) 行走大车设计四组轮箱, 每组轮箱设计主动轮和从动轮各一个, 轮箱主从动轮之间轴距500mm, 钢轮的轮径准400mm, 钢轮踏面宽度120mm。 (3) 主动钢轮由电机减速后驱动, 运行速度6m/min。 (4) 两轮箱之间轮距 (轨距) 21000mm (与闸墩之间中心距相同) 。 (5) 每组轮箱两侧设计加工两个能承担30吨顶力的顶座。 (6) 临时钢轨选P43 (利用戈枕工程丰满门机使用的钢轨) 型无缝安装。
3.4过孔行走轮箱设计与牵引 (1) 过孔时门机自重50吨, 由4组轮箱8个钢轮承担, 钢轮最大轮压为8吨。 (2) 选与起重小车相同尺寸行走轮箱, 不配电机减速驱动装置。 (3) 两轮轴距1200mm, 轮箱中钢轮的轮径准400mm。 (4) 两轮箱之间轮距 (轨距) 6200mm。 (5) 另配一台3吨慢速电动卷扬机, 牵引钢丝绳按走4穿绕, 过孔牵引运行速度约1m/min。 (6) 临时过孔轨道钢轨选P43型 (利用戈枕工程丰满门机使用的钢轨) 无缝安装。
3.5门机结构设计选定门机主梁按双梁设计选定, 每根主梁分为9m、9m、12m三段, 主梁上端接头处用螺栓联接, 下端用销接。主梁采用槽钢焊接加工, 其截面型式似梯形上窄下宽主, 上端安装起重小车运行轨道。梁下设两组支腿, 一组支腿为钢性支腿, 另一组为柔性支腿, 支腿材料为厚壁无缝钢管, 支腿与主钢梁之间用方型法兰螺栓联接, 门机主支腿与轮箱总高度5000mm。
3.6门机过孔支腿设计选定门机过孔支腿横梁为型钢组成, 横梁下设钢管支腿与轮箱, 钢管支腿上端与型钢横梁之间采用方型法兰螺栓联接, 下端与过孔轮箱之间采用销轴联接。前支腿与过孔轮箱总高度5100mm, 前支腿设计成两段:一段为1800mm, 一段为3300mm。
4结语
从费用上讲, 门机设计加工制作安装运行费用约8万元, 其中门机定做加运输费64万元, 安装运行费用约16万元。取专业架梁公司报价180至240万元的中间价220万元比较, 节约架梁费用约140万元, 这还不算安装弧形门和吊装平板检修门的吊装设备费用与工期时间。可以说设计的“简易门式起重机”解决了工程吊装施工中的很多难题, 对提前工期起了很大的作用。
参考文献
[1]高凤祥.关于门式起重机设计的几点建议[J].铁道货运, 1994 (05) .
[2]鲍存坤.1100t门式起重机设计计算及试验分析[J].桥梁建设, 2006 (04) .
溢流坝段 篇5
石灰石/石灰-石膏湿法脱硫浆液溢流问题研究
在火电厂石灰石/石灰-石膏湿法脱硫系统中,吸收塔浆液溢流是运行过程中常见的问题之一,它对FGD系统的稳定运行非常不利.分析了吸收塔浆液溢流的.成因,介绍了浆液溢流对FGD系统运行的危害,提出了吸收塔浆液溢流的预防和处理措施.
作 者：吕宏俊 LV Hong-jun 作者单位：宇星科技发展,深圳,有限公司,广东,深圳,518057刊 名：电力环境保护英文刊名：ELECTRIC POWER ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：25(6)分类号：X701.3关键词：湿法烟气脱硫 浆液溢流 真实液位 虚假液位 消泡剂
水液压溢流阀设计及研究 篇6
水液压溢流阀作为水液压系统中的关键部件, 其研究具有重要意义。目前国内外主要是对先导式水压溢流阀进行研究[1,2], 主要是当溢流阀在高压大流量情况下工作时, 采用直动式溢流阀结构, 会使调压弹簧力很大, 使调压性能和动态性能变差。另外水压溢流阀的二级节流阀口结构存在同时密封的问题。为克服以上直动式溢流阀的缺点以及水介质带来的一系列技术难题, 设计了一种水液压溢流阀。
1 溢流阀的设计
1.1 水介质对溢流阀带来的技术难题
由于水介质不同于液压油的性质, 水液压溢流阀一般被设计成串联式二级节流阀口形式。但要求两级节流口同时密封, 因此造成了过大的加工难度。并且使用一段时间后阀口的磨损和侵蚀, 使两级节流口更加难以同时密封, 影响了溢流阀的可靠性和稳定性[3,4]。
直动式溢流阀相对于先导式溢流, 具有结构简单、泄漏量小、密封控制容易、工作稳定可靠等优点。但他的弹簧刚度太大, 在高压、大流量情况下, 使调压性能变差, 灵敏度降低, 影响了其动态特性。
由于水的密度和弹性模量大于液压油, 使水更容易通过压力冲击形成水锤现象。而水的低粘度、低阻尼和汽蚀影响, 使的水液压溢流阀的震动、噪声和稳定性的问题较油压阀更加突出。
1.2 结构工作原理
为解决上述难题, 设计了一种新型的水液压溢流阀[5], 如图1所示。
注:1、手轮, 2、后弹簧, 3、后阀芯, 4、后端盖, 5、前弹簧, 6、前阀芯, 7、阻尼塞, 8、阀座, 9、后端盖, 10、阀体, 11、前弹簧阀座, 12、后弹簧阀座。
工作时, 高压水从进水口P进入到阀体10, 再通过阻尼塞7进入后阀芯3的前后两侧, 并通过前阀芯6与后阀芯3之间的环形缝隙进入第二级节流口上游, 此时各处压力相同。随着压力的增加, 由于后阀芯3前侧面积稍微大于后侧面积, 因此前后两侧所受的压力不同, 在压力差的作用下, 克服后弹簧2预压缩力, 使后阀芯开启。接着有液体流出出口T, 在阻尼塞7和环形缝隙两侧形成了压力降, 于是前阀芯6在压力差的作用下, 克服前弹簧5预压缩力快速开启, 形成了二级节流阀口溢流结构, 最终达到稳定状态。
1.3 结构特点
阀座的台阶结构部分分别与阀芯的两个锥面接触, 使得阀芯与阀座形成二级节流阀口结构。阀芯分为前阀芯和后阀芯两部分, 可以使两阀芯同时压紧与阀座上面, 避免了整体结构中加工精度导致的间隙存在, 以及后期使用时磨损和侵蚀造成的不能同时密封, 因此可以减低其气蚀和泄露的危害, 提高了溢流阀的可靠性。
流体通过小孔进入后阀芯后端, 产生压力抵消一部分前端流体产生的压力。通过前后两侧的面积差, 使得弹簧刚度大大降低。弹簧刚度降低, 有利于提高阀芯运动的灵敏度, 减小动态响应时间, 且增大了阀的调压范围。
后阀芯的两侧通过小孔连通, 在其后端形成了阻尼活塞的结构, 使阀芯在移动时受到液压油的阻尼作用, 使之灵活而又平稳的移动, 压力的平稳性增加, 且降低了振动和噪声的影响。
而本设计由于后阀芯前后两侧作用液压力, 以及弹簧刚度减小, 因此当在后阀芯后端接卸荷孔时, 只需克服较小弹簧力, 就能使阀芯有很大开度, 实现卸荷功能。
2 结束语
文章根据已有溢流阀的优缺点, 结合水介质对溢流阀的关键技术难题, 设计了一种新型的水液压溢流阀, 为下一步的样机制造与实验提供了可靠的依据。
摘要：结合水介质的特性, 分析了水压溢流阀和其二级节流阀口结构存在的关键技术难题, 在此基础上设计了一种新型的水液压溢流阀。针对关键技术难题, 在结构上主要采取了如下措施:阀芯分为两部分, 分别以弹簧力压紧与阀座上面, 确保了二级节流口的密封性;流体同时作用于阀芯后端, 抵消了部分液压力, 从而减小了弹簧预压缩力, 提高了动态性能和调压范围。
关键词：水液压,溢流阀,二级节流
参考文献
[1]李壮云.液压元件与系统[M].北京:机械工业出版社, 2005.
[2]弓永军.纯水液压控制阀关键技术研究[C].浙江大学, 2005.
[3]谢伟, 周华, 等.先导式纯水溢流阀的研究[J].液压气动与密封, 2004 (4) :14-16.
[4]张铁华, 杨友胜, 李壮云.二级节流式阀口的设计及实验研究.液压与气动, 2001 (11) :12~15.
电液比例溢流阀动态特性研究 篇7
随着机电液一体化的不断发展,液压设备在机械行业中已经具有举足轻重的作用,为了减少重复设计和试验带来的成本增加,液压控制系统的动态响应仿真计算一直是液压行业不断研究的一个课题[1]。比例阀是液压系统中最重要的一个元件,其动态特性的好坏在很大程度上决定着整个液压系统的性能,因此,对电液比例阀的动态特性进行分析研究在工程实际中有着很重要的意义。
1 电液比例溢流阀动态数学仿真模型
普通电液比例溢流阀结构简图见图1。在系统回路中,R1、R2为固定液阻,R3为先导阀口可变液阻。对先导回路而言,主阀芯是先导回路控制的执行元件,主阀芯上腔的压力由先导回路输出控制口压力决定,它是一个典型的B型半桥先导回路。
根据各个容腔的流量连续方程、阀芯受力平衡方程和比例电磁铁线圈动态方程及电磁吸力方程,可得到普通电液比例溢流阀的动态数学模型[2]。
(1)比例电磁铁输出指令(力)FB(N):
FB=kD1i+kD2y 。 (1)
其中:kD1为比例电磁铁的电流-力增益系数,kD1=115.6 N/A;i为线圈中的电流,A;kD2为比例电磁铁的位移-力增益系数,kD2=16 000 N/m;y为衔铁位移,m。
线圈的动态方程可简写为:
undefined。 (2)
其中:R为线圈电阻和放大器内阻之和,R=21 Ω;L为线圈电感,L=0.2 H;kD3为放大器电压放大系数,kD3=3.36;ug为放大器输入电压,V;kD4为比例电磁铁的电流反馈增益,kD4=6.25 V/A。
(2)固定液阻R1和R2的流量压力方程:
undefined。 (3)
undefined。 (4)
其中:qv1为流过固定液阻R1的流量,m3/s;qv2为流过固定液阻R2的流量,m3/s;p为阀的进口压力,MPa;p1为先导阀口的压力,MPa;p2为主阀上腔压力,MPa;undefined为流量系数,cd=0.6,dR1为固定液阻R1的直径,dR1=0.8 mm,dR2为固定液阻R2的直径,dR2=1.4 mm;ρ为工作油液的密度,ρ=900 kg/m3。
(3)先导阀口和主阀口的流量压力方程:
undefined。 (5)
undefined。 (6)
其中:qv3为先导阀阀口流量,m3/s;qvz为主阀阀口溢流量,m3/s;x为主阀口轴向开口量,m;undefined为先导阀口的流量系数,cq=0.62,D1为先导阀座直径,D1=4 mm,α为先导阀芯半锥角,α=20o,cd1为主阀阀口流量系数,cd1=0.62,D2为主阀阀口下端直径,D2=20 mm,β为主阀阀芯半锥角,β=35o。
(4)先导阀芯组件和主阀芯受力平衡方程:
undefined。 (7)
undefined。 (8)
其中:a1为主阀芯下端有效作用面积,m2;a2为主阀芯上端有效作用面积,m2;a3为先导阀芯有效作用面积,m2;m1为先导阀组件和衔铁的等效质量,kg;m2为主阀芯等效质量,kg;f1为先导阀阀芯的运动黏性阻尼系数;f2为主阀阀芯的运动黏性阻尼系数;k1为主阀弹簧刚度,N/m;xl为主阀弹簧预压缩量,m;ke1和ke2分别为先导阀口和主阀口液动力刚度。
(5)主阀芯上、下腔及先导阀口腔的流量连续方程:
undefined。 (9)
undefined。 (10)
undefined。 (11)
其中:qv为进入主阀口的总流量,m3/s;V1为主阀芯下腔容积,m3;V2为主阀芯上腔容积,m3;V3为先导活塞前腔容积,m3;E为油液弹性模量,Pa。
2 仿真与试验结果分析
采用MATLAB的Simulink为仿真工具,此仿真系统有3个流量连续方程、2个力平衡方程和1个比例电磁铁线圈动态方程,据此建立了6个子系统,并考虑到其他一些约束条件,得到以电压信号ug为比例放大器输入,阀的入口压力p为输出的Simulink仿真模型[3],见图2。制定的电液比例溢流阀仿真参数如下:a1=3.1×10-4 m2;a2=3.8×10-4 m2;a3=3.14×10-4 m2;b=1.26×10-4;m1=3.0×10-2kg;m2=6.8×10-2kg;f1=5;f2=7.5;k1=6.47×103 N/m;xl=12×10-3 m;E=1.4×109 Pa;V1=8.5×10-3m3;V2=2.4×10-3 m3;V3=0.5×10-3 m3;b1=1.0×10-3。
图3为dR1=0.8 mm、dR2=1.4 mm时入口压力p的仿真响应曲线。从图3中可以看出,系统的超调量比较小,达到稳定的时间为0.12 s。
图4为压力p的试验曲线,从图4中可以看出系统压力达到稳定的时间为0.15 s。
从图3、图4中可以看出,仿真曲线与试验曲线达到稳定的时间是基本相同的,超调量都比较小,结果说明所建立的数学模型和仿真模型是正确的。
3 影响阀动态性能因素分析
电液比例溢流阀的动态特性与液阻及阀芯锥角的取值有关[4],它们中任何参数的变化都会影响阀的动态特性。图5为进口液阻R1的直径dR1取不同值时,进口压力p的仿真曲线,随着固定液阻直径dR1的增加,其稳定的压力增大,达到峰值的时间有所增加,但超调量和振荡次数减少了,系统的动态特性总体是变好的。
图6为先导阀和主阀芯锥角取不同值时压力p的动态响应曲线。从图6中可以看出,随着锥角的取值不同,系统的超调量和达到稳定的时间有比较大的不同。
综上所述,比例溢流阀回路各液阻对其综合性能的影响是很重要的,只要合理地搭配各个液阻,了解每个液阻的功能,就可以较好地对该阀进行设计,获得最佳系统设置。
4 结束语
本文对普通的电液比例溢流阀进行了数学建模,并应用MATLAB的Simulink仿真软件对其阶跃响应特性进行了仿真和试验研究。研究表明,电液比例溢流阀的动态特性与该阀系统的结构参数有关,通过适当增大溢流阀固定液阻直径和合理设置阀芯的锥角可以使该比例溢流阀具有比较好的动态特性。
参考文献
[1]邓习树,李自光.当前液压系统仿真技术发展现状及趋势[J].机床与液压,2003(1):20-23.
[2]胡燕平,彭佑多,吴根茂.液阻网络系统学[M].北京:机械工业出版社,2003.
[3]Bora Eryilmaz,Bruce H Wilson.Unified modeling andanalysis of a proportional valve[J].Journal of theFranklin Institute,2006,343(1):48-68.
农村污水溢流式处理流程与工艺 篇8
关键词：农村污水处理,溢流式,流程,工艺
农村污水溢流式处理流程工艺, 即利用农村住户地势高到污水处理场地地势低的优势进行建设, 能达到工程项目建设投资小、降低或避免污水处理成本、污水处理效果好的目的。现对其流程与工艺进行探讨。
1 农村污水溢流式处理流程
污水溢流式处理, 就是根据污水源到污水处理场地过程中有一定落差地势, 利用落差的优势, 按污水处理工艺要求建造相关的处理设施, 让污水通过建造的处理设施自然溢流的处理方式。其处理流程为分户污水收集格栅过滤沉淀溢流池→污水溢流输送管或落差沉淀溢流池→污水总收集沉淀溢流池→污水三级厌氧发酵处理池→四级沉淀、细石砂粒过滤处理池→人工湿地 (水生植物湿地) →水生动物养殖池→全过程处理溢流水排放。
2 农村污水溢流式处理工艺
(1) 分户污水收集格栅过滤沉淀溢流池处理工艺, 是对每户农村住户排放的污水采取相应的设施或方法收集到格栅过滤沉淀处理池, 达到分离粗大污物和沉淀泥沙的预处理目的。保证污水通过支网管自然溢流输送到主网管;格栅过滤沉淀处理池建造大小根据每户污水的排放量确定, 一般在0.5 m3左右。
(2) 污水溢流输送网管落差沉淀溢流池的作用或处理工艺, 其中污水溢流输送网管起到输送污水的作用, 途中地势有落差, 要修建沉淀溢流池, 解决泥沙和污物给污水溢流输送网管带来堵塞的问题, 同时起到沉淀分离泥沙和氧化分解有机污物的预处理作用;池体的大小根据污水溢流量而定, 一般在1.5 m3左右[1,2,3]。
(3) 污水总收集沉淀溢流池的处理工艺, 是将污水处理工程项目区域内的农村住户排放的污水, 通过污水溢流输送网管收集到污水总收集沉淀溢流池里, 再次进行泥沙沉淀分离和有机污物氧化分解预处理工艺, 建造池子的大小根据人口排污量而建, 一般每100人建5 m3左右[1,2,3]。
(4) 污水三级厌氧发酵处理工艺, 是利用沼气厌氧发酵的生产原理修建3个相连的污水厌氧处理池, 就是污水三级厌氧发酵处理池, 要求每级厌氧发酵处理池的溢流口与下级池的进水口相接, 并高出5~10 cm;处理工艺是污水从污水总收集沉淀池溢流口出进第一级污水厌氧发酵处理池进水口内入池, 让污水中有机物在厌氧环境条件下发酵, 并通厌氧细菌 (微生物) 分解吸收, 同时灭杀需氧的有害细菌和病原物, 达到无害化处理的工艺要求;通过第一级污水厌氧处理池处理过的污水溢流出再进入第二、笫三污水厌氧发酵处理池, 按同样的流程和工艺进行2次再处理, 让排出的污水更达标;每级污水厌氧处理池容积建造的大小, 根据工程项目区域居住人口数而建, 按每人每日污水排放量0.05 m3计算, 100个人口的污水排放, 需要每级污水厌氧发酵处理池建造的溶积应是10 m3, 这样污水要通过6 d的厌氧处理才能溢流排出, 确保厌氧发酵无害化处理的工艺要求。
(5) 污水四级沉淀过滤处理工艺, 污水通过三级厌氧发酵处理后溢流排出进入第一级沉淀过滤池, 先从沉淀间溢流到过滤间底部, 再由下至上溢流排出进入第二级沉淀过滤池, 按同样的沉淀过滤处理工艺进入第三级、第四级沉淀过滤池沉淀过滤处理溢流排出;沉淀过滤池的内空深度在1 m左右, 沉淀间上面宽应以方便取出沉淀泥沙为宜, 底与过滤间底部相通, 过滤间底部空间深度0.4 m, 过滤间上部到过滤底板深度为0.6 m, 过滤底板按0.15 m×0.20 m预留过滤孔, 过滤孔内径25~30 mm, 过滤间装过滤石砂0.4~0.5m厚, 第一级过滤间装直径25~30 mm的鹅卵石, 第二级过滤间装直径10~15 mm的鹅卵石, 第三级过滤间装直径4~6 mm的粗砂, 第四级过滤间装直径1~2 mm的细砂, 每级过滤处理间表面积1 m2处理30~40人的生活污水排放, 这样从三级厌氧处理排放进入四级沉淀过滤处理池里的污水要经过3~4 d的沉淀过滤处理才能排出, 通过四级沉淀过滤处理工艺排放出的水已达标透明清亮, 可在过滤间水面种植水生植物吸收氮、磷以提高出水水质[4]。
(6) 水生植物吸收氮、磷等养分处理工艺 (人工湿地) , 建造人工湿池, 池深0.8~1.0 m, 池四周或中间开建水沟, 池底靠水沟边间隔0.3 m左右预留1个水渗透孔, 让水渗透到修建的水沟里, 水沟可以饲养耐低氧的鱼;人工湿地池建成后, 底层铺垫0.3 m厚的鹅卵石, 中层铺垫0.2 m厚的粗砂, 上层铺垫0.2 m厚的泥沙, 然后按要求种植相关的喜肥好水植物, 吸收转化水中的氮、磷等养分, 这样污水通过前面处理工艺处理后再经过水生植物吸收转化氮、磷等养分处理工艺 (人工湿地) 的处理, 使排放的水经过更高的净化, 实现水质达标排放。每人所排的污水需人工湿地面积1~2 m[1,2,3,4]。
(7) 水生动物养殖池 (水池养鱼) 处理工艺, 养鱼水池根据场地实际情况而建, 农村生活排放的污水通过前面流程和处理工艺的处理后, 水质已基本达到排放标准, 将水引入水池内放养一些耐低氧的鱼类, 如泥鳅、鲶鱼等, 并结合在水池中种植一些水生植物, 如水葫芦、水白菜等, 使水中的富养物和微生物能被鱼和水生植物吸收利用, 进一步净化检验水质达到排放标准。
3 结语
农村污水溢流式处理的作用, 主要是安装污水溢流网管, 建设污水处理流程工艺设施, 将农村住户排放的污水通过溢流网管收集到污水处理流程工艺设施进行分级处理, 最终达到排放标准。避免污水乱排放溢流污染环境、影响卫生, 给人们生产生活带来危害。对保护生态、美化环境、改善农村环境卫生条件、建设社会主义新农村具有重要的意义。
农村污水溢流式处理流程与工艺是农村新形势发展环保建设的需要, 污水溢流式处理流程与工艺的理论依据是根据污水溢流通过格栅、沉淀、过滤, 水和渣、泥沙、凝聚物分离的物理量变原理进行升级处理;又经过氧化酸化, 厌氧发酵、灭菌, 微生物的分解吸收, 进一步升级处理, 使经过全过程流程工艺处理的污水排放达标。该农村污水溢流式处理流程与工艺建设简便, 投资小, 使用管理成本低, 最适合农村住户与污水处理建设场地有落差地势的村寨选用。
参考文献
[1]张立辉.水生植物在水体景观中的生态设计应用[J].现代农业科技, 2013 (21) :204.
[2]刘晓玲.污水处理现状及改造措施[J].现代农业科技, 2011 (15) :272.
[3]徐祖信, 王卫刚, 李怀正, 等.合流制排水系统溢流污水处理技术[J].环境工程, 2010 (增刊1) :153-156.
溢流型球磨机出料筛形式演化 篇9
球磨机广泛应用于电力、黑色金属和有色金属选矿、化工、建材等行业, 它是将一定粒度的矿石或其它物料磨制成更细粒度物料的设备。球磨机根据物料排矿方式不同而分为格子型球磨机和溢流型球磨机, 可用于开路或闭路磨矿流程中对物料进行干磨或湿磨。
我国幅员辽阔, 矿藏资源丰富。目前全国共拥有规模以上大中型钢铁企业100多家, 化工、建材、电力行业的企业数量也不断增加。因此, 球磨机的需求量正以平稳的速度, 逐年递增。
近年来, 随着磨矿技术的不断发展, 湿式磨矿成为目前的主流工艺;溢流型球磨机作为湿式磨矿中的主要磨碎设备, 被广泛使用。
对于溢流型球磨机来说, 在出料端外加装出料筛, 可以帮助磨碎产物及介质强制排出, 加快实现粉磨过程。但是, 传统的出料筛寿命短、重量大、更换不方便、备件成本高, 严重降低了磨矿作业的生产效率。且该问题不仅在国产产品中普遍出现, 在进口产品中也无法避免。这一问题的出现为企业造成极大损失, 也严重污染了磨矿作业的下道流程, 给企业带来了极大的困扰。因此, 各磨机设备生产厂家都在积极的研发, 试图解决这一问题。在这个过程中, 出现了形式多样的出料筛。
我公司自1951年生产出新中国第一台球磨机以来, 已经设计和生产各类球磨机万余台, 销售业绩居国内首位;我公司通过与美国A-C公司、法国ALSTOM公司、美国FULLER公司、美国Foster Wheeler公司及美国Svedala公司合作, 掌握了世界最先进的球磨机设计和制造技术。
我公司通过与国外合作, 吸收国外公司的先进技术, 采用计算机模拟有限元分析优化设计并结合磨机现场实际运行反馈意见, 吸收公司其它产品成型结构, 也开发出了钢板制一体式出料筛, 橡胶制分体式出料筛, 扁钢制分体式出料筛及特殊形式出料筛, 以适应不同的磨矿要求。
2 出料筛的作用
依据不同设备生产厂家的理解, 溢流型球磨机的出料筛分为两种用途;一种思路是将出料筛作为阻挡溢流型球磨机内部介质的最后措施, 通过在出料筛内部焊接正向螺旋, 实现这一功能;另一种思路是将阻挡溢流型球磨机内部介质的功能放在球磨机回转部内部完成, 出料筛只负责将少量溢到出料筛里的介质强制排出, 出料筛通过内部焊接反向螺旋, 实现该功能;我公司开发出的不同形式出料筛是以第二种思路为设计原则。
3 出料筛的形式
3.1 钢板制一体式出料筛
钢板制一体式出料筛是一种传统的出料筛形式;它主要通过一体式的钢制圆筒筛实现强制排料功能;钢制圆筒筛采用整块钢板作为筛网材质, 筛网内部焊接反向螺旋筋, 钢制排渣口与筛网焊接在一起, 位于圆筒筛后端。圆筒筛配有防护罩, 该防护罩既起到保护筛网作用, 又带有排料口, 可将符合粒度的物料自然排出磨机。
钢板制一体式出料筛筛网采用金属材质, 其加工生产方便, 安装精度小, 使用方便;但由于金属材质容易磨损且钢制排渣口, 反向螺旋筋均与筛网整体焊接在一起, 导致圆筒筛使用寿命短, 备件成本高, 重量大, 不易更换。
3.2 橡胶制分体式出料筛
橡胶制分体式出料筛改变了传统出料筛的结构形式, 去掉了重量大、使用寿命短、成本高的筛网, 并增加了焊接结构的出料筛架、分块式的筛板和排渣箱体。其中, 出料筛架、分块式的筛板和排渣箱体组成橡胶制分体式出料筛体, 橡胶制分体式出料筛体与球磨机出料衬套连接, 固定在球磨机上, 上下分体的出料筛罩将橡胶制分体式出料筛体包围其中, 出料筛罩本身依靠支座固定在球磨机的基础上。
出料筛架、分块式筛板和排渣箱体共同作用替代传统出料筛, 实现强制排料作用;上下分体的出料筛罩起到保护出料筛架和筛板的作用。
橡胶制分体式出料筛, 减小了金属材料的比重, 利用多块耐磨橡胶材质的分块式筛板代替原金属材质的筛网, 结合出料筛架内部焊接的双头反螺旋实现强制排料功能。由于这种橡胶制分体出料筛的筛板采用耐磨橡胶材质, 重量小、使用寿命高, 且各分块式筛板的几何尺寸一致, 具有良好的互换性, 排渣箱体与出料筛架采用螺栓连接。所以, 具有更换易损件时简便易行, 出料筛整体使用寿命高, 重量小的特点。但由于筛网采用橡胶材质, 长期使用橡胶易受温度影响, 刚度较差, 容易脱落。
3.3 扁钢制分体式出料筛
扁钢制分体式出料筛在整体结构上与橡胶制分体式出料筛类似;其主要由焊接结构的出料筛架、分块式的筛板、排渣箱体及上下分体的出料筛罩共同组成。其中, 出料筛架、分块式的筛板和排渣箱体组成扁钢制分体式出料筛体, 扁钢制分体式出料筛与球磨机出料衬套连接, 固定在球磨机上, 上下分体的出料筛罩将扁钢制分体式出料筛体包围其中, 出料筛罩本身依靠支座固定在球磨机的基础上。
出料筛架、分块式筛板和排渣箱体共同作用替代传统出料筛, 实现强制排料作用;上下分体的出料筛罩起到保护出料筛架和筛板的作用。
整个扁钢制分体式出料筛的出料筛架、排渣箱体及上下分体的出料筛罩均采用金属焊接结构;分块式的筛板采用金属扁钢材质。
扁钢制分体式出料筛除具有橡胶制分体式出料筛的结构特点, 由于筛板采用金属扁钢材质, 筛板刚度好, 成本低, 加工方便。
3.4 特殊形式出料筛
为适应某些特殊工况条件需要, 筛板也可采用不锈钢材质, 者采用特殊的耐磨橡胶, 并可在出料筛上加装喷水装置, 用于工作中降低筛板温度, 提高寿命及停车时清理筛板使用。
结语
根据不同设备生产厂家, 不同工况, 可能有不同的出料筛结构。但都应该以适应现场使用条件为前提, 以加工简单, 安装方便, 使用寿命高为最终目的。
参考文献
[1]张卯均.选矿手册[M].北京:冶金工业出版社, 2008:99-100.
溢流坝段 篇10
闹德海水库位于辽河支流柳河上游, 辽宁省彰武县境内, 是一座以防洪滞沙、工业供水、农业灌溉等综合利用的大 (二) 型水库。工程始建于1938年, 建成于1942年。目前水库的主要功能为:向阜新市提供工业和生活用水;同时保护水库下游农田、保护沈山、大郑、高新三条铁路, 沈锦、沈承铁路、京沈高速公路、八三石油管路。2007年11月至2010年10月闹德海水库进行了为期三年的除险加固工程施工。
2 关于水库大坝溢流面表面缺陷的分析
2.1 大坝下游面混凝土裂缝在实际运作过程中出现了一系列的问题, 根据辽宁省水利水电质量检测中心提供的《辽宁省闹德海水库工程安全检测报告》可知, 闹德海水库大坝下游坝面混凝土出现多处竖向或近似竖向的裂缝, 总数量近百条。混凝土裂缝长度范围为2.1m～31.2m, 宽度范围为0.1mm～2.7mm, 裂缝深度范围为23cm～107cm。主要裂缝数量为29条, 其中, 右岸挡水坝8条, 左岸挡水坝7条, 溢流坝14条。溢流坝段的4号、5号及6号工作桥桥墩与堰顶面连接处有倾向上游的近乎45度角的裂缝, 裂缝是贯穿桥墩的裂缝。
2.2 目前来说, 其下游侧表面剥蚀现状也是不乐观的, 下游侧溢流坝面混凝土表面冲刷和冻融剥蚀严重, 混凝土表面普遍出现麻面, 骨料裸露, 表面凸凹不平。混凝土表面剥蚀面积大小不一, 其中溢流坝面剥蚀占总溢流坝面的50～60%, 左右挡水坝段剥蚀占总挡水坝面的15～30%。左右挡水坝段、溢流坝段混凝土碳化深度均较深, 达到43.0mm～45.0mm。混凝土芯样饱和抗压强度试验为多数测点在20MPa以上, 为22.2Mpa～30.3MPa, 在左挡水坝有一点仅为18.1MPa。混凝土抗冻性能均低于F50。
上述检测结果表明裂缝、剥蚀及抗冻性能差的问题直接影响工程耐久性, 而且这些问题的继续发展, 以及局部混凝土抗压强度偏低将危及到坝体安全, 所以需要对其进行修补加固处理。
2.3 大坝溢流面的反弧段裂缝也是水库大坝溢流面表面缺陷的一种外在呈现, 为了确保大坝的顺利运行, 我们要进行其裂缝走向的分析, 在实际过程中, 其裂缝走向并不总是铅直的, 其骑缝孔, 也不能实现与相关缝隙的完全贴合, 也就难免导致了某些孔不吃浆状况的发生。其灌浆压力环节存在一定的不足, 在浆液粘度和裂缝宽度一定的条件下, 灌浆压力决定灌浆浆液扩散范围。有不少邻孔没有出现串浆现象而按设计要求结束灌浆, 浆液的扩散范围就很难判断。穿缝斜孔本身所占比重相当大, 造成浆材的浪费。
3 表面缺陷处理方案
3.1 大坝下游面混凝土裂缝的修补方法
3.1.1 对于缝宽<0.2mm的裂缝, 在裂缝表面采用PCS-3柔性抗冲磨涂料进行表面封闭处理。
3.1.2 对于缝宽0.2mm<δ<0.4mm的裂缝, 在裂缝部位进行凿槽, 嵌填GBW遇水膨胀橡胶, 用柔性聚合物水泥砂浆回填。
为了实现对表面缺陷的有效处理, 我们也要进行反弧段裂缝的应用预防, 确保其裂缝环节的加固处理, 进行施工方案的整体优化, 确保对此表面缺陷的有效防护, 在此过程中, 我们要进行综合效益高的方案。选用经济适用、施工较简单的化学灌浆与钢筋锚固相结合的方案。经比较化学浆材选用广化所研制的液态EAA环氧树脂浆材, 其具备良好的性能, 其抗压强度6015MPa, 粘结强度612MPa, 均大于溢流坝段混凝土的各种强度等级, 该浆材可常温施工, 施工工艺简单, 满足了坝体表面缺陷处理的需要。
3.2 大坝下游面表面剥蚀的修补方法
由于左右挡水坝段不过水, 因此对于该部位的剥蚀不进行处理。对于下游侧溢流坝面表面剥蚀的混凝土全部进行“凿旧补新”法进行修补:
3.2.1 清除损伤的老混凝土
先采用圆片锯切槽 (5mm以上) 划出要清除的损伤的疏松混凝土的范围, 以便形成整齐规则的边缘, 然后彻底清除受到剥蚀作用损伤的疏松混凝土, 但不能损害周围完好的混凝土。凿除厚度应该均匀, 避免出现薄弱断面;周边应垂直切除, 轮廓线宜构成凸多边形, 且相邻两线的夹角应大于90°。
3.2.2 修补体与结合面的处理
对老混凝土基面的清理工作, 包括去掉表面松动混凝土或骨料, 用高压水冲洗干净并且使老混凝土基面吸水饱和, 但表面不能有明水, 然后在老混凝土基面上涂刷一层聚合物水泥净浆作为结合面粘结涂层, 在其凝结固化前浇筑聚合物水泥砂浆。
3.2.3 聚合物水泥砂浆的浇筑回填
浇筑回填聚合物水泥砂浆分层施工, 每一层的厚度为2cm, 在上一层聚合物水泥砂浆浇筑完成之后尚没有初凝之前接着浇筑下一层。如果在层与层之间的施工中出现了延误, 应将层面凿毛, 在恢复施工时, 还要涂刷新的粘结层。
3.2.4 养护
浇筑回填聚合物水泥砂浆后, 需对其进行早期的潮湿养护, 以防止修补体和结合面粘结层在尚未能获得足够的抗力之前遭受损害或早期发育不良。
4 质量检测
4.1 表面缺陷处理效果 (聚合物砂浆) :对聚合物砂浆强度采用回弹法检测, 以不低于原有结构强度为合格。分布10个检测断面, 每个断面检测10个测区, 砂浆强度平均值为37.2Mpa, 大于设计强度值35Mpa。
4.2 溢流面防护处理效果 (水泥基防渗防碳化涂料)
采用针刺法对水泥基防渗防碳化涂料厚度进行检测, 以不小于1.5mm为合格。共检测10个检测断面, 回弹测区100点, 抽检结果均达到设计要求。
5 结束语
闹德海水库溢流坝面缺陷, 经过上述方案处理, 通过了质量评定, 达到了除险加固的目的, 这也是闹德海水库大坝正常运行的需要, 为此我们要针对大坝溢流面表面缺陷状况展开深入剖析, 通过对计算环节、探测分析环节、加固处理环节的有效控制, 来确保闹德海水库大坝内部系统各个环节的有效协调, 实现相关裂缝基本充填, 确保大坝综合效益的提升。
参考文献
[1]辽宁省闹德海水库安全鉴定报告.
[2]辽宁省闹德海水库除险加固工程竣工验收鉴定书.