【正文】 根據(jù)公式： 式中：Ps－安全強度；W－重量；D－纖維纜直徑(mm)；g－；K－安全系數(shù)；KK2－分別為重量和強度系數(shù)見表4－9。三、試驗論證做內(nèi)孔長8m，寬2m，(相當于A構件一孔尺寸的1/2)模具，共兩層，每層3只，先充下層氣囊，氣囊開始鼓起并互相靠擾時暫停，再充上層氣囊，氣囊鼓起并相互靠擾時暫行，再充下層、上層，循環(huán)均勻充氣2－3次，氣囊與模具四壁己密切接觸，氣囊相互之間也己塞的很緊，只有模具四角和氣囊之間有很小空隙。沉放時接口容易處理，安放質量好，并可隨時充氣再次安放，因膠囊端頭沒有伸出涵箱，對涵箱安放的端頭處理沒有影響。如此處置妥當之后，才能繼續(xù)溜放箱涵。箱涵進入出運碼頭陸上段后，其下滑力大于摩擦力，不需要前牽引力即能自動下滑。在水中預先安裝好定位樁，直接將氣囊固定在定位樁上。填充氣囊充完氣后，再連接一根5m長的高壓氣管，氣管都用管卡緊緊固定在氣囊上，因為有氣管上設有倒牙，因此氣管不會脫落。配備的人員如下：指揮長1名、充氣泵站2人、每臺卷揚機操作員l人共3人、氣囊作業(yè)組20人，潛水員2名，船員12人，其它作業(yè)人員3名。以此作為箱涵下水浮運的主要控制指標。箱涵下水是一關鍵環(huán)節(jié)。 移運中偏移的糾正措施糾正物體移運過程中的偏移有多種方法，通常采用的方法有：；。氣囊水平出運重件，已有較成熟的施工工藝，其方法即是把氣囊放在需要移動的箱涵下面，氣囊充氣后將箱涵頂升，然后用小牽引力拉動箱涵，使氣囊滾動，從而使箱涵水平移動達到箱涵的水平運輸目的地。(3)電機具有獨立的電流反饋與速度反饋雙閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，便于電機獨立同步控制，也容易實現(xiàn)多臺電機的同步控制。為提高系統(tǒng)中的電機控制精度和響應速度，系統(tǒng)軟件設計采用了中斷服務控制，將閉環(huán)控制程序置于中斷服務程序中實現(xiàn)，同時系統(tǒng)軟件設計中為提高系統(tǒng)的性能和魯棒性，系統(tǒng)軟件設計采用了目前在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛使用的離散遞推增量式PID控制算法。各個電機閉環(huán)回路中控制器的控制規(guī)律和控制參數(shù)按常規(guī)電機控制系統(tǒng)設計。光電編碼器檢測的信號經(jīng)光隔離接入DSP的正交編碼器接口，可實現(xiàn)速度閉環(huán)控制。如圖3－1系統(tǒng)，設牽引鋼絲繩張力為F，單元鋼絲繩線速度為，單元運行的線速度為。（3）將平移過程中各點的高度偏差限制在設計允許范圍內(nèi)（4）在各點負載差異很大時，氣動系統(tǒng)采用不同氣壓組合配置進行負載的均衡控制（5）自動采集存儲搬運過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，并能進行各種檢索和分析，輔助工程技術人員做好系統(tǒng)調(diào)試、技術分析和技術總結。（2）實現(xiàn)同步作業(yè)與負荷均衡高壓氣囊集群應保證頂升搬運移動過程中各氣囊同步作業(yè)，才能實現(xiàn)各氣囊的負荷均衡，達到使大型結構件的姿態(tài)平穩(wěn)的目的，從而順利完成大型構件頂升或搬運任務。氣囊的技術參數(shù)關系到系統(tǒng)的工作性能，確定氣囊的公稱直徑、工作高度、長度、承載力及其氣囊數(shù)量的計算模型。故箱梁穩(wěn)定性校核時，可簡化為箱梁穩(wěn)定狀態(tài)的計算。下面以某箱梁構件為例進行分析。動滑輪在大型構件在牽引系統(tǒng)中作用重大，主要用來減少卷揚機的牽引力，一般選擇多門動滑輪，其位置在卷揚機和大型構件之間。氣囊長度的選擇是根據(jù)氣囊的承載面長度和氣囊公稱直徑D而定，氣囊的承載面長度與大型構件的底板尺寸有關。表3－2 行走氣囊內(nèi)外層橡膠力學性能表序號項目名稱指 標國家標準內(nèi)層橡膠外層橡膠1扯斷強度(MPa)GB/T5282扯斷伸長率（％）GB/T5313硬度，邵式A硬度40，5050，704扯斷強度老化系數(shù)（％）GB/T35125扯斷伸長率老化系數(shù)（％）6硬度變化，邵式A硬度GB/T531(1)氣囊囊體承載能力計算公式為： 式中 －每米囊體承載力， －氣囊公稱壓力， S－氣囊受壓后的橫截面積，氣囊是柔性彈性體，在使用過程中其形狀受構件形狀、地面形狀、構件寬度、氣囊長度和布置位置等多種因素的影響而改變。 行走氣囊結構設計行走氣囊既承受大型構件的重量，又要完成滾動的功能，這就要求氣囊不僅具有良好的承載能力和耐沖擊性能，還需要高的耐磨損性能。(2)箱體型大型構件的氣囊布置方式的選擇箱體型大型構件的氣囊擺放方式如圖3－8所示，在氣囊布置形式的具體設計過程中，應根據(jù)大型構件的特點，選擇確定氣囊集群的具體布置形式。由此計算出承載面積，按照氣囊的公稱壓力計算出所需氣囊的最短總長度。(3)氣囊工作高度的選擇氣囊工作高度是指在頂升作業(yè)時大型構件底平面至頂升溝基礎表面的高度。具有吸收沖擊能量大，作用大型構件單位面積上的壓力低，耐沖擊疲勞性能優(yōu)。如：威海港口建設工程中的22O0t大型沉箱頂升使用3條直徑的1m頂升氣囊，每條氣囊底部承載力為35t/m，左右，這部分載荷通過頂升溝槽的混凝土基礎將荷載分散傳遞給地基，要求的地基承載力在10t/m，左右，完全能夠滿足了碼頭后方地基承載力的要求。大型構件的結構通常分為圓柱型和箱體型，各種類型的構件頂升集群的布置形式也有所不同。氣動控制系統(tǒng)的工作原理是利用空壓機把電動機或其它原動機輸出的機械能轉換為空氣的壓力能，然后在控制元件的作用下，通過執(zhí)行元件把壓力能轉換為直線運動或回轉運動形式的機械能，從而完成各種動作，并對外做功。搬運是隨輸送和倉儲而產(chǎn)生的必要物流活動，是在統(tǒng)一地域范圍內(nèi)進行的、以改變物料的存放狀態(tài)和空間位置為主要內(nèi)容和目的的活動，是對運輸、倉儲等物流活動進行銜接的中間環(huán)節(jié)。 (5)探討氣囊搬運的優(yōu)點和經(jīng)濟效益分析。本文將對氣囊出運大型沉箱搬運系統(tǒng)和施工工藝進行探討，主要研究內(nèi)容包括：氣囊選型、氣囊工作壓力確定與控制、氣囊工作高度、間距、條數(shù)設計以及沉箱移動牽引系統(tǒng)的設計、預制沉箱的底模、沉箱上駁工藝等關鍵技術，氣囊的性能、氣囊的承載力、沉箱預制場的平面布置、沉箱搬運牽引和充氣系統(tǒng)、搬運的技術工藝、沉箱預制底模、堆場和運輸通道、上駁工藝、經(jīng)濟效益分析及推廣應用價值評估等。(3)系統(tǒng)適應強成本低氣囊頂升搬運時因為荷載分布均勻，避免了因為局部荷載過大而使地基產(chǎn)生的不均勻沉降，避免了在頂升過程中因局部沉降過大造成對混凝土基礎的損壞。這種新穎的起重技術在大噸位、大體積構件頂升方面的特點和優(yōu)越性，是傳統(tǒng)的液壓式起重技術不能比擬的，隨著氣動頂升技術應用的推廣和發(fā)展，并且由于控制技術發(fā)展，使這種新工藝的科技含量日益提高。適應性強，現(xiàn)有的機器可方便的改為氣動傳動，氣動執(zhí)行元可以直接安裝在要求出力的地方。因而，大多數(shù)工廠有方便的壓縮空氣氣源。由風動技術和液壓技術演變、發(fā)展而成為獨立技術門類的氣動技術，己經(jīng)在自動化控制領域內(nèi)得到廣泛的應用，顯示出強大的生命力，成為20世紀應用最廣、發(fā)展最快、也最易被接受及重視的技術之一。例如Defrag和Liebherr公司。除此以外，履帶起重機又出現(xiàn)了新的臂架組合方式：副臂通過過渡節(jié)直接與主臂連接，副臂上連接副臂，使其作業(yè)空間得到了有效擴大，最大作業(yè)范圍可達到200m以上，現(xiàn)已應用于 Liobherr和Manitowoc公司的起重機上。3)采用超起裝置的超大型起重機，如：Manitowoc公司的2250型履帶起重機，標準型起重量為272t，增設超起臂架和超起配重后，起重量為450t，而增設環(huán)軌超起裝置，并改用重型臂架后，起重量可達到1300t。采用氣囊搬運大型沉箱、實現(xiàn)船舶上排與下水、克服了以往中小型船廠修造船能力受制于固定式下水滑道的弊端，發(fā)展成為極具靈活性的下水技術，可節(jié)省大筆修造大型船舶下水滑道的資金。實現(xiàn)沉箱橫移需要配置如下設施：預制平臺：20m20m平臺共8個；吊機：DQM540/30型2臺，吊力10t(變幅18－37m)；橫移車：兩列，中心軌距為8m；縱移車： t/列，中心軌距為9 m；斜架車：；絞車：30t絞車2臺，10t絞車2臺；電絞盤：5t，1臺；油壓千斤頂：頂力500t，10臺。使用10臺500t油壓千斤頂，東西兩側對稱，每側各布置5臺，順利進行了此超長沉箱的頂升作業(yè)。(4)頂升過程平穩(wěn)，無附加沖擊載荷。隨著生產(chǎn)工藝和要求及設備制造業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)的這些大型甚至超大型的建筑構件，由于現(xiàn)場條件的局限，設備的重量遠遠超出了常規(guī)起重設備的額定承載能力，因此氣動提升裝置在這方面突顯優(yōu)勢，在吊裝市場占有重要地位。氣動技術是流體傳動及控制技術的一個重要分支。(5)對起重搬運的基礎要求低，特別適合臨時預制場的工程。莆田八重洲飼料有限公司商住樓頂升平移施工，頂升要求受力梁規(guī)格大強度高，由基礎梁承受結構荷載?？梢钥闯霾捎密壍莱鲞\大型構件存在如下缺點：(1)該工藝需要設置軌道梁、鋼軌、平移滑車等設備，投資費用高，往往為單位所不能接受，在投標中也處于不利地位。由此可見，大型構件的頂升搬運可應用于各個行業(yè)。(2)起重業(yè)的專業(yè)分工更細有些公司專門從事港口集裝箱起重設備的安裝，有些公司專門從事鋼屋架的液壓頂升，有些公司專門從事超高超重設備的吊裝，他們充分利用液壓提升設備的特點用于超重、超高、大跨度的構件安裝。直升機吊裝工件比較普遍對于一般起重機械不能夠完成的吊裝工作往往考慮使用直升機進行吊裝，有些直升機的起吊能力達到幾十噸。一般的起重機械都采用計算機控制，能夠準確計算出工件的重量，監(jiān)控機械的工作狀態(tài)，并有報警與自鎖功能以及其它輔助功能。工業(yè)各領域如機械、電子、鋼鐵、運行車輛及其制造、橡膠、紡織、輕工、化工、食品、包裝、印刷、煙草等，氣動技術己成為不可缺少的基本部分。作為工作介質的壓縮空氣的物理性質，使氣動技術在廣泛的各種應用中具有安全、方便和費用低的優(yōu)點。便于進行能量儲存，可以進行應急或系統(tǒng)需要用。大型構件氣動頂升搬運系統(tǒng)的設計就是在氣囊搬運大型構件新工藝的基礎上，從系統(tǒng)論的觀點，就氣動頂升技術、氣動搬運、變頻調(diào)速技術、供氣系統(tǒng)等進行優(yōu)化組合，形成了集頂升與搬運于一體的氣動新系統(tǒng)。對地基承載力要求低，由于氣囊底部承載力受力均勻，再通過頂升溝的混凝土基礎將荷載分散傳遞給地基，這就進一步對地基承載力的要求。 到目前國內(nèi)氣囊搬運大型沉箱技術并無相關的技術規(guī)程和質量標準，國外也未見有此技術應用的公開報道。第2章 大型構件高壓氣囊搬運系統(tǒng)氣囊搬運技術的主要內(nèi)容包括：氣囊的性能、氣囊的承載力、沉箱預制場的平面布置、沉箱搬運牽引和充氣系統(tǒng)、搬運的技術工藝、沉箱預制底模、堆場和運輸通道、上駁工藝、經(jīng)濟效益分析及推廣應用價值評估等。物流各階段的前后和統(tǒng)一階段的不同活動之間，都必須進行搬運作業(yè)。由此可知，氣動傳動系統(tǒng)是由四部分組成的，它們是：(1)氣源裝置是獲得壓縮空氣的裝置。（2）圓柱型和箱體型大型構件的氣囊集群布置圓柱類大型構件的頂升氣囊的平面布置形式如圖2－2所示。(2)受力均勻。我國船舶業(yè)已成功運用氣囊進行船舶的上排、下水，按照《船舶上排、下水用氣囊》標準(GB/T3795－1996)和《船舶用氣囊上排、下水工藝要求》標準(CB/T3837－1998)。氣囊的工作高度過高或過低均不利于大型構件的頂升，若氣囊的工作高度過高時，大型構件穩(wěn)定性差，此外氣囊囊體壓力大，也不利于氣囊的安全；工作高度過低時既造成氣囊的取放不便，也會造成氣囊體與構件和頂升槽的接觸面積加大，加劇了磨損，影響了氣囊的使用壽命。氣囊承載面寬度B與氣囊公稱直徑D和氣囊工作高度H有關。3－8 行走氣囊集群布置形式圖 行走氣囊的選用 行走氣囊工況說明行走氣囊搬移重物的工作原理與滾筒搬運重物的工作原理基本相同，在重物底部與地面之間有規(guī)律地支墊若干個行走氣囊，通過外力牽引，使行走氣囊向前滾動，從而使重物與地面產(chǎn)生定向相對移動，從而達到搬移大型構件的目的。根據(jù)這些要求，我們對氣囊形狀進行了優(yōu)化設計，通過分析比較確定氣囊體采用長圓柱形、氣囊頭為圓錐形狀的氣囊結構。所以，承載面積與承載力也隨著變化。一般設計時，應保證氣囊的氣囊頭從大型構件的底部伸出為宜，但伸出長度不能過長。構件的移動由數(shù)臺卷揚機通過滑輪組在大型構件兩側同步牽引實現(xiàn)，為確保大型構件移動過程的平穩(wěn)、安全，在移動的反方向上用設置同樣的牽引系統(tǒng)進行反向牽引保護。 箱梁搬運實例(1) 箱梁的技術參數(shù) 這是某工程用箱梁，箱梁重量達1525噸，根據(jù)工程要求，該構件在陸地進行預制、水上施工安裝，構件的基本技術數(shù)據(jù)見表3－3，具體形狀和行走氣囊的布置方式參見圖3－8所示。設氣囊以為支點，建立箱梁的3個受力方程： （3－14） 氣囊滾動阻力其中，由公式3－14得出：設，可得因為箱梁傾角很小，可以忽略重心的偏移及下滑力對箱梁的力矩，將原力學模型進行簡化：可得 ：所以 ，可得箱梁下滑力 氣動搬運沉箱實例(1)基本技術參數(shù)這是某工程用沉箱，沉箱重量達2365噸，是港口用大型構件。(4)為保證所建模型的準確性，結合工程實際進行了試驗，并對試驗情況進行了氣囊受力、穩(wěn)定性等性能評估分析。同步作業(yè)，是指各氣囊在工作時，應當使氣動頂升與搬運時各高壓氣囊工作的氣囊內(nèi)壓力相同、承載的工作面面積相同，即各氣囊的承載長度、承載寬度均應相同，這樣就可保證在頂升搬運大型構件時，各氣囊的負荷均衡。 控制系統(tǒng)構成及工作原理卷揚機主體的物理模型如圖3－1所示。顯而易見，當時，鋼絲繩松弛懸吊勝； 時，則鋼絲繩張緊?？臻g矢量算法生成的SVPWM控制信號由DSP的事件管理模塊EVA的PMW1—PMW6輸出，經(jīng)高速光耦隔離，帶動IR的IR2132S輸出驅動信號，驅動ST公司的STGW20NB60KDIGBT實現(xiàn)交流電機的高性能控制?？刂葡到y(tǒng)對不同電機的反饋轉速進行同步監(jiān)測，并根據(jù)存在的轉速差來確定同步補償量，進行補償控制。 氣源系統(tǒng)的功能分析根據(jù)大型構件氣動頂升搬運系統(tǒng)的要求，需要具備頂升與搬運任務。(4)氣源系統(tǒng)簡潔方便，保障了同步控制的可靠性，建立了空氣壓縮機與管道設計計算模型。一、箱涵橫移氣囊規(guī)格：； 有效工作長度16m； 總長度：工作壓力： 試驗壓力：，每米氣囊承載能力==126 KN每條氣囊承載能力