高寒隧道水泥混凝土路面滑模施工技术研究

作     者：李传平 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈新轩

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：滑模施工 引气剂 振动液化 自动找平系统 

摘      要：水泥混凝土路面因强度高、耐久性好、施工及行车安全等优势在高寒隧道中有着广泛的应用,但高寒隧道滑模施工水泥混凝土路面存在平整度低,盐腐蚀损害等问题,滑模施工过程中易出现振动液化不均匀及DBI自动插入传力杆引起的施工缺陷。为改善高寒隧道水泥混凝土路面滑模施工的整体质量,以维特根SP500滑模摊铺机为对象,依托金盆湾隧道水泥混凝土路面的滑模施工,进行以下几个方面的研究:(1)滑模混凝土往往由于水灰比波动和减水剂多掺而无法保证其和易性和均质性,通过设计进行一系列不同掺量的引气剂混凝土试验,研究引气剂对混凝土工作性、力学强度、抗盐腐蚀性以及滑模施工性能的影响。结果表明掺加适量的引气剂可以改善上述混凝土的性能并且有利于混凝土的滑模施工。(2)进行单根振捣棒对模具中混凝土振动液化的试验研究,通过软件E-TestLab测量并分析振动加速度在混凝土内部的传递和衰减情况,从而推导出实际滑模施工过程中振捣棒合理的横向排布间距;然后在室外利用试验型滑模摊铺机模拟施工现场的滑模摊铺,分析移动振捣棒组对混凝土滑模施工的影响,推导出滑模摊铺低坍落度混凝土时的合理行驶速度。(3)建立滑模摊铺机自动找平系统的数学模型并进行稳定性分析,然后在Simulink界面下创建其仿真模型并进行仿真分析,得出系统稳定,模型有效,但是响应时间太长的结论,故在系统模型中引入PID控制但出现超调和振荡,最后改进引入模糊自适应PID控制,仿真结果显示系统的响应速度和动态品质都有很大的提升。(4)通过施工现场和实验室内的相关试验,研究高寒隧道水泥混凝土路面滑模施工工艺的优化,对金盆湾隧道路面滑模施工过程中基准线布设工艺、消除DBI缺陷工艺、人工抹面工艺以及刻槽抗滑工艺进行了改进优化。