VD系统

2024-09-30

VD系统（精选6篇）

VD系统篇1

随着海西经济社会的快速发展, 我省高速公路的车流量也在不断增加, 尤其是主线收费站车流量的压力比其他普通收费站增加更快, 高峰流量值也是屡创新高。另外, 高速公路的车流量随着节假日和季节的变化而明显变化, 尤其是黄金周期间, 车流量短时间内迅速加大, 极易造成道路和收费站口拥堵、服务质量下降及安全生产事故。为保证高速公路的安全畅通, 更好地服务社会, 成为高速公路管理部门的重要任务。因此, 研究设计一套VD预测系统对高速公路车流量数据进行预测, 能够提前预测分析高峰车流量的到来时间, 并做好相应的对策, 将高峰流量的影响降至最低程度。

1 高速公路车流量VD预测系统简介

本系统主要由每个长隧道以及每个互通的车检器、监控系统软件、数据库系统及相应的附属设施构成, 用于实现对整个路段车流量信息的一种预判断。监控系统软件运行于监控工作站上, 并不断从车检器采集数据, 实时地把车检器数据存储到数据库, 并解析车检器数据经过计算后预测出路段上在某个时刻的车流量的数据并以表格、图表等方式呈现出来。

2 系统设计

2.1 架构设计

VD系统网络架构采用分层网络架构。按照功能可以分为:监控层、通讯层、设备层。系统支持多服务器架构以满足功能的扩展, 同时支持不同功能的客户端模式, 提供开放的接口, 支持与其它系统的数据交换等。架构图如图1所示。

设备层:由V8100A型多车道线圈式车辆检测器组成。在每个主干道的互通出口和入口均安装有车检器, 检测每个互通的车辆出入情况。从而获得每个互通间运行的车辆数量。

通讯层:通讯网络由烽火通讯网络网组成, 实现每个设备与分中心的以太网通信。

监控层:利用分中心服务器上的数据采集软件将每个车检器的数据采集并归档到数据库。由数据处理软件将数据库中的数据按照特定的算法 (算法见附录二) , 计算出每个互通间实时的车流量以及按照目前的趋势在一定时间后的互通间车流量和互通出口的车流量。根据计算出的实时数据以及预测数据, 如若数据范围超出预设值, 情报板联动处理软件将根据预设的方案, 对路线上全部的情报板进行一键式情报板内容发送, 实现异常处理的快速反应。

界面管理终端将实现数据有效、清晰地显示在界面上, 使操作人员实时地了解路面上的车辆运行情况以及预测的数据。并可以对一些参数进行必要的设置。能够进行情报板的联动发送预设信息的添加、编辑和删除。

2.2 算法

车检器数据预测算编程设计为:车检器存储的前1min、2min……tmin的数据 (包含速度和车流量) 为X.v (1) 、X.n (1) 、X.v (2) 、X.n (2) ……X.v (t) 、X.n (t) ;其中X.v为速度, X.n为车流量;预测点与车检器距离为L;预测点预测到的1min后、2min后……Tmin的车流量为Y (T) ;则X.n (i) 到达预测点时间为:

M=L/ X.v (i) -i

累加计算的C语言实现:

For (int i=1;i<=T;i++)

{M=L/ X.v (i) -i;

Y (T) += X.n (M) ;}

根据经验数据, 在预测点处将P%的车从XXX互通下高速, 则该互通T时刻的车流量是Y (T) ×P%。

2.3 逻辑结构

V8100ACPU板卡负责数据处理和通讯。具有RS-232串行接口, 可接便携式电脑进行现场测试。VDU812A板卡与V8100ACPU板通讯, 其通讯采用轮循方式。检测线圈 (路面下埋设) 通过防雷板做安全处理后接VDU812A板卡模拟入口, VDU812A单元采集线圈模拟量经数据运算处理后判断车辆信息, 并通过串口上报V8100ACPU单元, V8100ACPU单元将各VDU812A单元数据经处理统计、放入数据库, 并通过母板后RJ45口可经集线器、光端机、光缆终端盒等网络通讯部件转换为光路信号, 通过光纤上传到监控中心。VDU812A检测单元能够连接4个线圈, 可管理两个车道。

车辆检测器主要功能是统计车辆交通参量, 并作为以太网接点 (具备独立的IP地址) 与监控中心进行网络通讯, 监控中心可随时接受任一地点车辆检测器数据上报, 监控中心也可根据需要对车辆检测器进行远程控制和查询, 使用时必须先校正车检测器时间, 并根据线圈接入情况, 调整检测参数, 以便正确检测车辆。具体逻辑结构图如图2所示。

2.4 功能

(1) 上报数据功能:

车辆检测器可以按任意时距上报车流量、平均车速、占有率及平均车头距等交通统计数据。

(2) 系统自适应功能:

车辆检测器能自动适应线圈的工作环境 (如温度, 湿度等) 的变化, 并随时检测线圈的工作状态 (线圈短路、断路) , 并上报监控中心。

(3) 自补偿功能:

车辆检测器可自动补偿线圈特性因某种原因发生的非损坏性变化。

(4) 实时钟功能:

车辆检测器本身具有实时日历时钟电路 (断电不间断运行) , 可随时与监控中心进行校正日期和时间, 并与中心时钟同步。

(5) 单车挂车区分功能:

车辆检测器能够准确记录正常行驶的各种单车和挂车。

(6) 车滞留处理功能:

路经车辆在任一线圈上停留超过5s时, 将记录为一滞留车, 并向中心上报车辆滞留。

(7) 强大存储功能:

本设备最多可记录存储车流量条数57600条, 即使通讯发生故障, 检测器也可独立工作并存贮5～30d内 (因车道数及设备设置不同) 的统计数据, 恢复通讯后可由监控中心通过以太网通讯提取 (此数据也可用便携计算机现场通过RS-232串口通讯提取) 。

3 系统的应用

高速公路车流量VD预测系统软件, 能够为高速公路收费广场综合交通保障在高峰车流量到达提前进行预判, 改变了以往依靠经验进行准备的状况, 在高速公路应对高峰车流的管理上实现了精细化管理。尤其在雨、雪、雾等特殊气候条件下, 以及当出现交通事故或因维修而使主线通信能力下降时, 可以对路面车流进行实时动态管理。通过本软件的预测结果, 向相关收费所站和路政部门发出不同等级警告信息, 让相关部门能够实时、动态做好应对准备, 以确保高速公路安全畅通和文明服务, 也在一定程度上提高收费管理的科学性和灵活性, 降低所、站员工的劳动强度。系统运行界面如图3～图7所示。

是否节日选择:鉴于高速公路在节假日车流偏高, 因此在节假日与平时分别备有2套车流量信息参数, 依靠该选择判断调用哪套信息参数。

参数设置:进入车流量报警阀值设置。

数据录入:进入数据录入界面, 在这可以录入每个互通在每个小时段出入的车流量信息。

系数计算:根据录入的数据, 计算出车流量预测系数。

是否开启报警:是否在车流量超过报警阀值时进行报警提示。

福州西收费站:点击进入福州西互通预测数据查看界面。单击每个数据表格即可实时更改参数。

可以输入是否节假日数据。

4 总结

本文设计的高速公路车流量VD预测系统, 人机界面友好, 操作简单方便, 通过对画面的观察和操作, 验证了设计的正确性和合理性。通过利用该系统, 能够对高速公路车流量进行分析和预警, 使高速公路管理者在日常工作中由被动变主动, 在高峰流量到来之前做好充分的准备, 从而提高高速公路车流管理的科学性和精细性。只有这样, 才能体现高速公路管理部门的优质服务, 为广大司机带来便捷, 同时也能降低自身的损失。

摘要：科学预测高速公路交通流变化情况, 对高速公路科学管理与控制十分重要。设计出的高速公路车流量VD预测系统, 能够对高速公路车流量数据进行实时分析与预警, 提前预测分析高峰车流量的到来时间, 为高速公路管理部门做好应对准备提供可靠依据, 具有较大的实际应用参考价值。

关键词：VD系统,高速公路,车流量预测

参考文献

[1]张琛, 杜军平.高速公路车流量预测方法的研究[J].北京工商大学学院 (自然科学版) , 2001 (12) :30-33.

[2]杨华.高速公路车流量高峰应对策略[J].产业与科技论坛, 2008 (2) :248.

[3]陈平.高速公路监控系统设计中的几个关键问题[J].辽宁交通科技, 2003 (3) :54-55.

[4]纪仕光.高速公路主线收费站高峰流量预测分析及对策[J].电脑知识与技术, 2011 (8) .

VD系统篇2

氢在钢中会产生氢脆即在钢热加工过程中, 钢中含有氢气的气孔会沿加工方向被拉长形成发裂, 进而引起钢材的强度、塑性、冲击韧性的降低现象;也会产生白点 ( (又称发纹) 如对钢材取样打断口样, 在纵向断面上呈现出的圆形或椭圆形的银白色斑点。产生白点的主要原因有两点第一钢中的氢在小孔隙中析出的压力和钢相变时产生的组织应力的综合力超过了钢的强度极限, 就会破裂形成裂纹。我厂针对探伤不合钢板缺陷处取样经过酸洗多数缺陷为微小裂纹, 在拉伸试验断口处发现有银灰色斑点, 因此降低钢中氢含量是提高钢板探伤合格率的有效途径。

2 真空脱氢原理

气体在钢液中溶解时服从平方根定律, 即气体的溶解度与钢液上方该气体的分压力的平方根成正比[1]:公式1:½H2 (g) =[H], ;公式2:KH=aH/√Ph2=fH[H%]/√Ph2;公式3:[H%]=KH√Ph2/fH公式中aH为氢的活度;Ph2为真空状态下氢的分压;fH为氢的活度系数;[H%]为氢含量 (百分比) ;KH为氢的反应平衡常数。由上述公式3可以看出在其他条件不变情况下降低蒸汽中氢分压可以降低钢液中氢含量。

3 影响VD脱氢因素的优化

3.1 真空保持时间与初始氢含量的保证

从理论上来讲, 延长VD真空保持时间VD脱氢率会提高[1]。但是延长真空时间, 必将影响生产节奏、增加精炼周期、增加耐材消耗, 增加生产成本。因此从生产成本和生产实践经验总结真空保持时间控制在12-15min, 以下研究均以真空时间12-15分钟为定量对其他影响因素进行优化和实践。原始氢含量过高必将增加VD炉脱氢负担, 延长VD处理时间, 因此必须控制初始氢含量, 氢含量主要来源入炉原辅材料, 我厂通过严格控制入炉原辅材料的干燥度来保证入VD前氢含量小于等于4.5PPm。

3.2 真空度对脱氢率的影响

根据脱氢热力学可知[3], 降低[H]分压有利于钢液中氢的去除, 而且真空度越低越有利于氢含量的去除, 提高脱氢率。随真空度的下降VD的脱氢率显著提高, 真空后的氢含量稳定在1.8PPm以下, 在优化前的生产中我们随机抽取400炉进行根据真空度不同按重量进行统计分析探伤合格率。真空度在67Pa以下者原合同探伤合格率达到99.06%, 67-100Pa之间原合同探伤合格率达到98.89%, 真空度在100-150Pa之间者探伤合格率为97.5%, 大于150Pa者探伤合格率仅有96%左右。因此在生产中保证VD炉真空度是提高脱氢率的首要条件也是必要条件, 我厂VD炉作业率为100%真空度低于67pa的达标率只有70%左右, 因此我们在能源介质、VD泵清理周期方面做如下优化, 蒸汽压力由0.8-0.9MPa提高至0.9-1.0MPa;蒸汽稳定由175-185℃, 提高至180-190℃, 清灰周期有170炉减少至140炉, 实践证明优化后低于67Pa真空度达标率可达到95%以上。

3.3 吹氩流量的影响和优化

真空吹氩是脱氢的主要有效手段, 氩气泡中氢气分压低, 向钢液中吹氩后, 钢中氢会向氩气泡内扩散, 并随氩气泡的上浮而排出。氩气泡在上浮过程中对钢液进行强烈搅拌, 加快了钢中H向钢渣界面和氩气泡内的扩散, 极大的改善了脱氢的动力学条件。因此增大氩气流量可以有效的提高氢在钢液中的扩散速度。但是氩气流量过大势必会造成钢液处理过程中温降过大, 增加精炼升温时间和电耗;在压渣过程中氩气流量过大会造成钢水、钢渣外溢严重时会造成损坏钢包设备以及VD设备等生产事故。因此根据生产实际和总结, 制定和优化出VD处理过程吹氩制度, 在压渣处理阶段氩气流量控制在100-200NL/Min (3-5分钟) , 真空保持前期氩气流量控制在200-300NL/Min (持续时间8分钟) , 真空保持后期流量调至100-200NL/Min (持续时间4-7分钟) 真空破坏后软吹流量控制在80-150NL/Min (持续时间4-8分钟) 。

3.4 LF终渣对VD脱氢的影响

LF终渣特性和渣量对脱氢率也有一定影响, 从理论上讲, LF终渣碱度越大, 氢在渣中的溶解度越高[3], 综合考虑脱氧和脱氢效果优化炉渣碱度在3.5-4.5之间。增大钢包渣量不利于钢液脱氢, 因此根据生产实际优化精炼石灰用量在10-12Kg/t钢, 占钢水比约为1.2%左右。

4 工艺优化前后效果对比

(1) VD后氢含量明显降低。通过优化VD炉蒸汽稳定压力、优化氩气搅拌等工艺参数, VD处理后氢含量明显降低。在优化后氢含量测定结果见表1, 比优化前平均真空后氢含量1.3PPm降低约30%。

注:本气体样含量分析非定氢仪结果分析方法为取钢液样用液氮冷却后分析性氢含量。

(2) 通过对LF终渣、蒸汽温度、压力优化后VD抽真空保持开始到低于67Pa时间可以控制在3-5分钟, 平均缩短2-5分钟, 有效的增加了高真空状态 (小于67Pa) 下的保持时间, 见图1;对真空过程脱氢十分有利。

(3) VD后氢含量降低后钢板探伤合格率得到明显提高;针对优化前后各三个月的探伤合格率进行对比, 探伤合格率平均提高0.5%左右;稳定在98.7%以上。

参考文献

[1]张鉴.炉外精炼的理论与实践[M].北京:冶金工业出版社, 1999.

[2]黄希祜.钢铁冶金原理[J].北京:冶金工业出版社, 1981.

VD系统篇3

众所周知,分合闸线圈烧毁将导致断路器不能正常分合,从而影响用户用电和电压合格率,严重时将造成事故范围扩大。

本文介绍了一起VD4真空断路器合闸线圈烧毁故障的处理经过,在总结经验的基础上,从检修的角度提出了切实可行的预防措施。

1 故障现象及处理经过

2010年9月22日,在某变电站10kV线路投运过程中,当VD4真空断路器推至工作位置时,开关柜面板上断路器工作位置指示正确,且弹簧已储能。远方合闸操作指令下达后,断路器未合闸,现场有焦糊味,保护装置发“控制回路断线”报警。现场检查发现,合闸线圈烧毁,二次回路接线无误。更换新合闸线圈后,断路器在检修位置、试验位置的分、合闸操作正常,推至工作位置时各状态指示也正常。履行工作票结票手续后进行远方合闸操作,合闸线圈再次烧毁。

再次检查二次回路接线并确认无误后,更换新合闸线圈,将断路器推至工作位置。推入过程中有异样阻力,但各状态指示均正常。就地合闸操作后,合闸线圈又被烧毁。第三次检查终于发现,合闸线圈烧毁是由断路器手车底盘机械故障引起的。为减少停电时间,经上级主管部门同意后换用相邻备用间隔断路器。

2 故障原因分析

2.1 合闸线圈烧毁的常见原因

图1为典型的断路器合闸控制回路。合闸指令发出后,合闸保持继电器HBJ励磁,其常开接点HBJ闭合实现自保持,使合闸回路一直导通,直至断路器合上[1]。

引起合闸线圈烧毁的常见原因有以下几种:

(1)断路器机构故障。机构本体卡涩或配合不当,在合闸回路完好但机械闭锁未解锁情况下,会导致断路器合闸失败,合闸铁芯过载引起合闸线圈烧毁。

(2)断路器行程位置不到位。正常合闸后,断路器常闭接点QF1断开,切断合闸回路。若该接点打不开或拉弧,则合闸接触器通过重合闸回路或绿灯回路继续励磁,合闸线圈会因长时间带电而烧毁。

(3)保护控制装置故障。若发出合闸指令的保护控制装置的合闸继电器故障(如接点粘连),则会造成合闸指令不能及时退出,使合闸线圈因长时间带电而烧毁[2]。

(4)合闸电源容量下降或合闸回路电阻偏大。这会使合闸瞬间线圈两端电压达不到动作值,线圈会因长时间带电而烧毁。

(5)在带有合闸接触器的电磁操动机构中,若合闸接触器发生故障,不能及时断开,不但会引起合闸接触器线圈烧毁,也会使合闸线圈因通电时间太长而烧毁。

2.2 本次故障原因分析

为防止误操作,VD4真空断路器装有A、B两套合闸闭锁装置(如图2所示),只有两套合闸闭锁装置同时解除才可以合闸。A为电气—机械闭锁,断路器处于试验位置或工作位置时,接通电源,合闸闭锁电磁铁吸合,解除限位锁对限位杆的闭锁,以实现断路器合闸;B是机械合闸闭锁,闭锁的是合闸推杆,它在VD4真空断路器产品说明书中没有明确描述,因而易被忽视。

断路器底盘小车闭锁结构如图3所示。本次故障的原因是底盘小车内的丝杆D变形,导致底盘行程开关C已到位,但机械闭锁未解除。当电气回路接通,发出合闸指令后,合闸线圈励磁,铁芯顺时针转动,但受到机械阻挡,合闸未能完成,辅助开关未切换使合闸线圈长时间带电而烧毁。

目前,我局所用的VD4真空断路器底盘小车因长期承受断路器重量而变形,若在操作过程中遇到不正常阻力时强行操作,就易导致丝杆变形。

3 防范措施

3.1 改进合闸控制回路

改进后的断路器合闸原理图如图4所示。正常情况下,当断路器合闸指令发出后,合闸线圈与时间继电器SJ1同时励磁,断路器合闸。在异常情况下,如辅助接点QF1未可靠断开,则由时间继电器延时开启常闭接点SJ1,断开断路器合闸回路,使合闸线圈失电[3]。此时,监控系统报“控制回路断线”,提醒运行人员检查。

需要指出的是,时间继电器的整定值应综合考虑VD4真空断路器特性、保护装置及重合闸装置的要求,整定值太接近断路器的合闸时间可能会使合闸回路在合闸完成前就断开;整定值太大又会使异常情况下合闸线圈长时间通电而无法起到保护作用。

3.2 改进检修策略

(1)现场安装调试时,要确保断路器手车进出自如。

断路器在中置柜内放置时间较长,由于其自身重量或其它强力冲击,柜内导轨可能会变形,因此在日常检修预试时,要特别检查断路器触头活门机构、传动机构有无变形、断裂。另外需保持断路器底盘滑轮的润滑。

(2)断路器(特别是额定电流较大的主变、母联断路器)本身较重,若车式VD4真空断路器的底盘小车存在缺陷,则检修人员(一般2～3人)在现场很难处理,往往需要厂家派人到现场配合甚至返厂维修。

在这种情况下,为及时恢复送电,检修人员在汇报主管部门后可直接更换备用间隔设备。

(3)制作专用的修理平台。

现场维修时,将断路器推至平台并固定好后,就可对其做0～180°自由翻转,且任意角度均能可靠固定,从而提高检修效率,实现工厂化检修。

3.3 提高自身素质

对运行人员而言,断路器手车进出中置柜受阻时,应停止操作并进行检查,分析原因,不宜强行操作,以免手车元件产生机械损伤;对检修人员而言,应提高对设备的熟悉程度和应急检修水平。

4 结束语

本文分析了断路器合闸线圈烧毁的原因,给出了切实可行的防范措施,为防止合闸线圈烧毁和提高检修效率提供了保障,具有一定的推广价值和现实意义。

参考文献

[1]张希泰,陈康龙.二次回路识图及故障查找与处理[M].北京:中国水利水电出版社,2006

[2]王国光.加强二次回路工作,确保微机保护安全运行[J].继电器,2002(1):50-53

VD系统篇4

粤港供水公司沿线各泵站使用的是6/10kV中置式开关柜,开关柜配的VD4型真空断路器是ABB公司生产的一种中压真空断路器。该断路器自投用以来,发生了多起合闸闭锁电磁铁线圈烧焦及烧断事故,使真空断路器处于闭锁状态,机械、电动操作均不能合闸,严重影响了供水生产,同时也增加了维修人员的工作量。曾经有一种观点认为,故障原因是断路器操作过程中因位置接点的抖动引起电磁铁的自感电势过高,进而引起电流过大,烧断线圈。笔者试验发现,将手车由工作位置拉至试验位置或由试验位置拉至工作位置时,进行合闸操作,断路器不能合闸。由此判断线圈烧焦、烧断是在手车位置改变时发生的,因而上述看法并不正确。

2 闭锁电磁铁作用

VD4型真空断路器采用弹簧储能操作机构,配有防误合闸闭锁装置,实际上该断路器是通过合闸闭锁电磁铁Y1来实现电气及机械闭锁功能的。当断路器处于合闸状态或断路器手车在非试验、非工作位置时,通过辅助开关S3、S8、S9接点断开闭锁电磁铁回路,电磁铁不带电,此时断路器处于闭锁状态,电气及机械操作均不能合闸;当断路器处于分闸状态,且手车在试验位置或工作位置时,闭锁电磁铁带电,断路器无闭锁,此时电气及机械均可进行合闸操作。

3 故障分析

3.1 故障线圈的特征

测量发生故障的合闸闭锁电磁铁,绝缘没有击穿。卸下电磁铁线圈,发现线圈内部缠绕的漆包线有数处出现烧焦现象,初步判断是因流过线圈的电流过大造成。漆包线烧焦的长度在2～30mm范围,其余部位没有烧焦变黄,说明漆包线过流的时间并不长,而是由于线径较小部位瞬间通过较大电流,过热而烧焦漆包线。

3.2 线圈正常载流范围

闭锁电磁铁线圈漆包线的线径为0.12mm,绝缘电阻不小于100MΩ,线圈的直流电阻在1.9～2.1kΩ之间,电感约为0.05mH,额定电压为DC 110V。电磁铁带电吸合时,通过线圈的电流I为0.055A。对该线圈的漆包线进行通电试验,在通过400mA电流时仍未出现发热现象,这表明线圈长时间通过55mA的电流,其载流量应在允许范围之内,线圈长时间通电并不是造成线圈烧焦的直接原因。

3.3 原因分析及解决方法

初步判断线圈烧焦的原因有2种:(1)电路突然失电,产生较大的自感应电势,造成绕圈过电流;(2)外部过电压,引起线圈过电流。

原因(1)分析:实际闭锁控制电路,并没有大的电感器件,线圈本身的电感较小。分析如图1所示电路可知,当手车由工作位置拉至试验位置或由试验位置拉至工作位置时,位置辅助接点S8(手车在试验位置时接通)、S9(手车在工作位置时接通)会产生抖动,在接点S8、S9断开瞬间,Y1产生自感电势(下正、上负),此时桥堆起续流管的作用,电流仍按接点断开前的方向流动,与桥堆形成回路,电流变化率很小,闭锁电磁铁不可能产生大的自感应电势。从实际情况上说,即使没有桥堆,合闸闭锁回路在带电情况下突然断电,也不可能产生较大的自感电势,这是因为电流不可能瞬间为0(瞬间为0只在理想情况下存在)。因此可以判断产生过电压的原因只可能是外部过电压,它是造成线圈烧断的主要原因。

原因(2)分析:外部过电压最为常见的是由直击雷、感应雷产生的过电压。以粤港供水公司雁田泵站情况进行分析,该站的110V直流系统电源采用二级防雷装置,瞬间过电压很难从电源处窜入;结合雁田泵站110V直流元器件多次因雷击损坏的现象,分析避雷线、地网、电缆分布,该站避雷线、地网与直流控制电缆共用同一电缆沟且相互间距离很近。由此,判断感应过电压产生于该区域。

对于这2种原因造成的故障,可采用以下措施来解决。

(1)增大避雷线、地网与生产生活电缆的距离,避免因感应过电压造成生产、生活设备的损坏。

VD系统篇5

全球领先的特种计算机厂商研祥(EVOC)近日发布新一代IntelPineview AtomTM D510处理器嵌入式多网口单板计算机,NET-1815VD6N采用Intel 45 nm技术的Luna Pier Dual-Core AtomTM D510芯片及相关平台。AtomTM D510采用双核心四线程,主频1.66 GHz,前端总线667 MHz,一级缓存2×24 KB+2×32 KB,二级缓存2×512 KB,支持EM64T技术。

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NET-1815VD6N是一款面向中低端网络行业应用的低功耗产品,能广泛应用在网络防火墙、网关、网络增值服务、低端网络服务器领域,可兼容Microsoft Win7/XP/XPe/Vista及Linux操作平台。

VD系统篇6

路基施工质量是客运专线建设需关注的关键问题之一,而路基填筑质量检测技术是路基施工质量控制的关键环节,科学、合理的试验检测方法是保证路基压实质量的重要措施。多年来国内外一直沿用的现场压实质量检测指标即压实系数K或相对密度Dr作为路基设计及施工控制的土压实质量指标,该检测技术历经多年的使用,已经形成一套较为完善的方法及配套的室内外试验检测仪器和标准,但是,对于高速铁路或其他对强度指标要求严格的情况,仅靠压实度参数来反映填土的压实质量有其局限性。因此,在检测密实度的基础上,将强度及变形指标作为反映路基承载力的压实标准,已经成为国内外路基施工质量检测技术的发展方向。随着动态变形模量Evd标准在我国的应用和研究,Evd标准已纳入《铁路工程土工试验规程》。在现有的压实度、地基系数K30或静态变形模量Ev2等压实标准的基础上,增加动态变形模量Evd标准,更能全面、真实的反映列车动荷载对路基质量的影响,因此它已成为客运专线路基填筑质量控制标准的发展方向。

1国内外Evd标准研究概况

动态变形模量Evd是德国20世纪90年代开始采用的新型路基压实质量标准,从研究开发至今已有近20年的历史。动态变形模量Evd标准首先应用于道路建设、路面垫层、管道和电缆沟槽、渠道、基础回填等工程。1997年2月德国颁布执行的NGT39德国铁路建设轻中轻型落锤仪的使用规定标志着动态变形模量Evd标准开始在铁路工程中正式采用。1999年12月20日颁布执行的德国铁路规范DS 836中,按路基结构形式、设计速度、填土种类、工程部位的不同,明确规定了各种情况下的动态变形模Evd的设计标准值,其中,设计速度300 km/h的高速铁路路基基床表层的Evd设计标准为50 MPa。随着设计速度的降低,对Evd的要求值也逐渐降低。与其相关的标准规范还有ZTVE-StB94德国道路建设土方工程补充合同技术条款和规定、ZTVE-StB95德国土方工程基层补充合同技术条款和ZTVE-StB97德国交通区域开挖工程补充合同技术条款和规定等。

1999年我国铁道部在国内率先开始对动态变形模量Evd的检测方法、标准和仪器设备进行立项研究,结合项目“秦沈客运专线路基关键技术研究(D)———施工质量监控测试仪器的研制(合同编号:99613)”由石家庄铁道学院、铁道建筑研究设计院、铁道部科学研究院3家分别研制出3套不同的路基施工质量检测仪别样机。铁道建筑研究设计院———DBM型动态变形模量测试仪———检测的是动态变形模量Evd,原理与德国LFG型Evd动态变形模量测试仪基本相同。经过了5年的研究和应用,动态变形模量Evd的检测方法纳入了2004年4月1日起开始实施的TB10102-2004铁路工程土工试验规程,并根据设计速度为350 km/h,结合Evd在秦沈客运专线、新长线、宁启线以及昆山软土地基处理试验研究项目中实测情况和研究成果,确定了级配碎石基床表层Evd的要求值为Evd≥55 MPa。目前动态变形模量Evd在我国铁路中主要应用于新建铁路、既有线提速改造工程中和高速客运专线铁路建设中。

2 动态变形模量Evd的定义及测试原理

动态变形模量(dynamic modulus of deformation)是指土体在一定大小的竖向冲击力Fs和冲击时间ts作用下抵抗变形能力的参数。根据TB 10102-2004铁路工程土工试验规程可得平板压力计算公式:

Evd=1.5×r×σ/S。

其中,Evd为动态变形模量,MPa,计算至0.1 MPa;r为圆形刚性荷载板的半径,mm,即r=150 mm;σ为荷载板下的最大动应力,它是通过在刚性基础上,由最大冲击Fs=7.07 kN且冲击时间ts=18 ms时标定得到的,σ=0.1 MPa;S为实测荷载板下沉幅值,mm;1.5为荷载板形状影响系数。

实测结果可采用下列简化公式:

Evd=22.5/S。

动态变形模量测试仪的工作原理主要是采用落锤自由落下冲击路基面和测试沉陷值,模拟列车高速运行时对路基面产生的冲击效应,进行动力加载,检测路基在动荷载作用下的动应力和动应变参数,并以此计算反映路基动力特性承载力指标——动态变形模量Evd值。Evd动态平板荷载试验弥补了K30平板荷载试验仪用静力加载,不能真实反映列车高速运行时动荷载对路基的作用状况的不足。因此,动态变形模量Evd更适合高速铁路路基施工质量的监控。从理论上讲,路基越密实,变形值S越小,路基的动态变形模量Evd值越高;反之,路基的动态变形模量Evd值越低。沉陷测试范围(0.1～0.2)mm±0.05 mm,Evd测试范围10 MPa<Evd<225 MPa。

3 试验仪器设备与试验操作步骤

动态变形模量测试仪由加载装置、荷载板和沉陷测定仪三部分组成,加载装置主要由挂(脱)钩装置、落锤、导向杆、阻尼装置等部分构成;荷载板主要由圆形钢板和传感器等部分构成;沉陷测定仪主要由信号处理、显示、打印和电源等部分构成。

试验操作步骤:1)选择并处理试验点;2)将荷载板放置在平整好的测试面上,安装导向杆并保持其垂直;3)接上传感器与沉陷测试仪的连接线,并打开电源开关;4)将落锤提升至脱钩装置上挂住,然后使落锤脱钩并自由落下,当落锤弹起后将其抓住并挂在脱钩装置上,按此操作进行3次预冲击;5)按上述方法进行3次冲击测试,测试时应避免荷载板的移动和跳跃;6)记录或打印3次冲击测试的沉陷值、平均沉陷值和动态变形模Evd值。关闭仪器电源开关,拆下传感器电缆线,即完成该点测试。

4 动态变形模量Evd测试仪的优点

1)模拟高速列车对路基产生的动应力进行动载测试,能反映土体实际受力情况。其荷载板下的最大动应力σ=0.1 MPa,与高速铁路设计的土的动应力相符。2)测试速度快,检测一点只需约3 min。在检测数量不变的情况下,可以缩短检测时间,不影响施工进度;在相同的检测时间内,可以增加检测数量,使测试数据更具有代表性;施工中可以随时跟踪检测,发现问题及时处理,真正实现施工过程中的质量监控。3)操作简便、自动化程度高、大幅度减轻劳动强度。避免人工读表、记录、绘图、计算产生的误判和误差;全自动数据处理系统,数据液晶显示且现场打印输出波形及结果,确保测试结果的准确、客观。4)体积小、质量轻、便于携带、安装及拆卸方便。仪器总质量不超过35 kg,最大单件质量不超过15 kg,不需要额外的加载设备;仪器测试地点转移迅速、方便。5)适用范围广,该测试仪器除了可适用的土壤种类范围与K30相同外,还特别适应于施工场地狭窄的困难地段,如路基与桥涵过渡段的检测。6)特别适合于受动荷载作用的铁路、公路、机场及工业建筑的地基质量监控测试。7)环保型产品。无核辐射以及废气等污染,利于环境保护和试验人员的身体健康。

5 动态变形模量Evd的应用

1)铁路新线建设、既有线提速改造建设。依据TB 10102-2004铁路工程土工试验规程、TB 10414-2003,J 285-2004铁路路基工程施工质量验收标准,将“Evd动态平板载荷试验”作为“K30平板载荷试验”的快速试验方法,根据Evd与K30的相关关系式,由Evd测试值推算出K30值(见表1)。2)高速客运专线铁路建设。依据《京沪高速铁路设计暂行视定》《客运专线铁路路基施工指南》《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》等可将通过“Evd动态平板载荷试验”取得的动态变形模量Evd值直接用于评判路基的压实质量。《京沪高速铁路设计暂行规定(上、下)》中Evd的相关规定级配碎石基床表层的压实标准见表2。