基于改进蜂群算法的拱架台车机械臂逆解

拱架台车机械臂为七自由度的冗余机械臂且带有移动关节,其逆运动学求解困难,文中设计了一种基于Levy飞行的混沌蜂群算法(Chaotic Levy Artificial Bee Colony Algorithm,CFABC)。首先利用D-H(Denavit-Hartenberg)法建立机械臂运动学模型,通过正运动学的解建立末端位姿误差目标函数,求取逆运动学的最优解,接着引入混沌映射对蜜源进行初始化,再引入Levy飞行改变搜索策略来提升算法的收敛速度,最后利用Matlab编程进行仿真验证,为拱架台车机械臂逆运动学的求解提供了一种新的途径。结果表明,该算法的收敛速度相较于传统的蜂群算法和混沌蜂群算法求解速度快、稳定性好,证明了算法的可行性。

高速铁路隧道钻爆法机械化施工关键技术和装备

依托渝昆高速铁路(重庆—昆明)渝宜段缙云山隧道工程,探讨了机械化施工关键技术及装备。结果表明:改进后的三臂凿岩台车能够适应不同等级围岩和工法的转换;早强锚固剂和注浆锚杆植入工艺可快速施加预应力,使锚杆抗拔力明显提高,解决了软弱围岩支护难的问题;多功能拱架台车与“一长两中两短”拱架铰接式安装可明显增强结构抗弯刚度,减少吊装次数,提高拱架定位精度,缩短钢拱架安装和单次循环作业时间。经在渝昆高速铁路和西渝高速铁路中应用,本文提出的机械化施工技术及装备可优化施工流程,减少辅助设施的使用,降低超挖风险,显著提高施工效率和安全性。

XM1200三臂拱架台车在大断面软弱围岩隧道施工中的应用

为提高大断面软弱围岩隧道微台阶、全断面法开挖初期支护拱架施工机械化水平,引进三臂拱架安装台车进行拱架安装。通过对三臂拱架安装台车参数和性能、施工工艺、与传统台车对比应用效果等多方面进行分析,主要结论如下:1)三臂拱架安装台车抓举和连接拱架可在有效保证施工人员安全的前提下,缩短拱架安装时间; 2)钢拱架安装工艺流程更规范,有效提高拱架安装精度和质量; 3)三臂拱架安装台车和传统台架、改装机械设备应用效果相比,更适应大断面软弱围岩隧道微台阶、全断面法开挖初期支护拱架施工; 4)三臂拱架安装台车除可完成拱架安装施工外,还可辅助进行部分隧道高空作业施工。

液压仰拱台车在铁路隧道施工中的应用分析

针对以往采用整体弧形模板存在安装困难、支模和拆卸时间较长,模板支架钢筋消耗量较大、施工投入成本较高、占用仰拱作业场地较大、使用过程中不够灵活、施工效率低等缺点,对整体弧形模板进行改进,增加挂模板桁架、丝杠、液压系统等部件,形成全自动液压收支模板,制作成液压仰拱台车,从而确保模板快速定位安装,保证仰拱浇筑质量,加快施工进度,提高经济效益。

拱墙分离式台车在地铁区间大断面隧道二衬施工中的应用研究

北京地铁昌平线08标段区间右线大断面隧道全长215.254 m,单拱大跨双线断面隧道,开挖净跨12.1 m,通过方案比较分析,二衬断面形式由马蹄形改为曲拱直墙,首次采用了拱墙分离式简易台车模筑施工技术,取得了良好的效果,同时总结出了一套适用于双侧壁导坑法开挖的浅埋单拱大跨断面隧道二衬施工的施工技术。介绍大断面隧道二衬拱墙分离式简易台车模筑施工的主要工艺流程及施工技术。

精细化智能化解决高铁隧道衬砌质量通病技术研究

高铁隧道衬砌质量非常重要,是事关高铁长久运营安全的重要因素之一。杭(州)绍(兴)台(州)高铁东茗隧道工程精细化智能化采用了滑槽逐窗入模浇筑新技术、二衬带模注浆新技术、防脱空预警新技术、拱墙防排水施工新技术,并采用了提高施工缝质量等新的工装设备和工艺,有效地防止了衬砌强度和厚度不够、排水不达标、欠密实、施工缝有裂缝等质量通病,提高了隧道衬砌质量和作业效率。

开敞式TBM隧道仰拱衬砌同步施工关键技术

为实现TBM掘进与仰拱衬砌同步施工,缩短工程关键线路工期,提高隧道施工效率,设计出双通道仰拱同步衬砌台车。台车断面为非对称结构形式,以满足TBM掘进施工及其相关配套设施的布置及运行。台车采取"前斜坡段+前道岔段+4个标准段+后道岔段+后斜坡段"的布置方式,台车下方划分成多个作业面,具备仰拱混凝土浇筑准备、浇筑、养护等的功能;根据施工支洞距离长、坡度大以及TBM掘进段交通条件受限的特点,采用支洞轮式运输和主洞有轨运输的联合运输方式,保障物料运输快捷有序;台车前后采用升降坡轨道搭接装置,实现TBM配套标准轨道竖向搭接的平顺过渡。工程实践表明:仰拱同步衬砌台车应用效果较好,施工进度最大可达到648 m/月,在不影响TBM正常掘进的前提下可有效缩短关键线路工期。

地下拱箱复合结构隧道明挖顺筑法修建关键技术

为解决隧道与既有道路的立体衔接问题,结合厦门市机场路(仙岳路—演武大桥段)第JC3合同段采用的拱箱复合结构明挖暗埋隧道,对大型拱箱复合结构施工的重难点进行分析,探讨安全优质、高效组织地下拱箱复合结构隧道施工的关键技术。主要结论如下:1)采用拱箱复合结构明挖暗埋隧道,解决了厦门市成功大道梧村山隧道进口段在周边环境复杂、场地狭小条件下隧道与既有道路的立体衔接问题;2)研制出的大跨度拱结构衬砌模板台车,较通常的万能杆件组合模板衬砌方法大幅提高了衬砌施工质量和工效;3)拱圈混凝土浇筑采用联拱对称、分层分段的施工方法,有效地避免了施工冷缝。

烧结机台车起拱力学行为分析及控制

针对烧结机运行过程中,台车起拱导致烧结系统能耗高、物耗高的问题,本文以分析台车起拱的力学行为特性为基础,建立台车起拱力学模型,获得台车起拱的临界条件;通过ADAMS动力学仿真获得了台车与星轮的相互作用力,揭示了传统星轮齿板齿形设计导致台车起拱的原因,并结合生产实际证明了台车起拱模型的准确性;在此基础上,提出了星轮齿板齿形的修正方法,大大减少了尾部星轮与台车之间的作用力,达到了减小起拱甚至消除起拱的目的,从而为烧结机的节能降耗提供支撑。

铁路隧道二次衬砌施工新方法及衬砌台车方案设计

为解决传统拱部二次衬砌施工存在的衬砌表面蜂窝麻面、裂缝,拱顶空洞及掉块等问题,以重庆铁路枢纽东环线胡家沟隧道为依托,介绍隧道拱部拼装式二次衬砌施工方法及对应的施工台车设计方案。同时,对台车侧边墙浇筑纵向封堵方案进行比选,最终形成了适用于3类不同衬砌结构的模板台车设计方案。方案中3种台车主体结构相通,共用支撑系统、液压系统、行走系统、边模及其他附属系统,可实现低成本改装。理论研究揭示:采用拼装式新方法后,与原二次衬砌整体式浇筑有关的拱部缺陷迅速减少,可减少行车安全隐患,节省混凝土浇筑时间,提高混凝土衬砌施工效率。

SCDZ133智能型隧道多功能作业台车及其施工技术

为了解决隧道钢拱架安装、装药、通风管路铺设、测量等常规性工作中存在的安装不到位、劳动强度大、效率低、效果差等问题。文章经过大量调研并结合中国铁建重工多年隧道产品研发经验,研发出具有自主知识产权的SCDZ133智能型隧道多功能作业台车。该设备具有先进的液压系统、独特的滑移装置与机械手装置、良好的机动性和多工况适用性、多功能特性以及自动定位及轮廓扫描特性,解决了隧道钢拱架安装、装药、测量等安装不到位、劳动强度大以及效率低等施工难题。同时,结合设备优势和隧道钢拱架施工经验,首创“322”钢拱架安装施工技术,大大地提高了施工质量与施工效率,推动了隧道钢拱架安装技术与方法的发展。

隧洞混凝土衬砌先边顶拱后仰拱的施工方案

在隧洞工程施工中,开挖与衬砌均处在关键线路上,占用直线工期。在实际施工中,往往由于工期紧张,不得已而采取超常规的施工方案。为此,经研究在大伙房水库输水工程的隧道施工中采用了先边顶拱后仰拱的衬砌施工方案,实现了开挖与衬砌平行作业,从而加快施工进度,确保了工程建设总工期。

单线铁路隧道衬砌台车软性搭接改造施工技术

铁路隧道运营的最大安全隐患就是隧道拱部掉块及仰拱隆起。产生掉块的主要原因有施工缝处衬砌台车挤压、施工缝止水带悬臂端切割混凝土、拱部施工冷缝、混凝土质量缺陷等,但最普遍并最严重的质量问题是由衬砌台车挤压造成的。为消除衬砌刚性搭接导致的隧道衬砌拱部掉块缺陷,文章通过在中老铁路努瓦山隧道施工中对隧道衬砌台车进行改造,采用托盘+橡胶垫片的软性搭接技术,有效解决了衬砌施工缝处因刚性搭接造成的质量隐患问题。

铁路隧道高精度悬臂边墙施工关键技术研究

采用矿山法施工时,隧道二次衬砌模筑混凝土在施工过程中易出现脱空、厚度不足、掉块等质量缺陷,对此,提出采用“拱部预制衬砌+悬臂现浇边墙”的新型装配式衬砌结构,以保证悬臂现浇边墙满足拼装要求。以重庆铁路枢纽东环线胡家沟隧道为依托,采用数值仿真+现场试验的方法,研究了悬臂边墙混凝土浇筑、边墙接头精度控制等工艺,形成了一套完整的高精度悬臂边墙施工技术。研究结果表明:1)通过“荷载+结构法计算模型”计算分析,悬臂边墙具备结构自稳定性;2)通过采用刚度大强度高的悬臂模板台车对称分次浇筑、台车二次精调、全过程监测等措施,保证了悬臂边墙的高精度和施工稳定性、安全性。

隧道仰拱施工移动台车的设计及应用

在隧道施工中,常规仰拱施工方法很难及时跟进掌子面的开挖进度,这样就会导致二衬等后续工序相应滞后,在保证工期的情况下,隧道施工很难在规定的安全距离范围内进行。为了解决这一问题,设计一种隧道仰拱施工移动台车,经过工程实际应用,表明该移动台车及相应的施工工艺技术可行、经济合理,具有推广应用的价值。

双线隧道仰拱整体式浇筑台车的研制及应用

分析了国内铁路隧道仰拱施工技术与设备存在的问题,针对铁路仰拱施工提出的新要求,介绍了云桂线高速铁路液压系统控制双线隧道仰拱整体式浇筑台车的研制及应用,并形成相应的施工工艺。采用自主研发的液压系统控制仰拱整体式浇筑台车,既能控制仰拱结构尺寸和弧线形状,大大改善了仰拱弧形段的施工质量,又做到了内实外美。通过在云桂线铁路革朗隧道中的施工应用实践证明,液压系统控制仰拱整体式浇筑台车在实际操作中切实可行,能有效加快施工进度,提高仰拱施工质量,具有广泛的推广应用价值。

软弱围岩隧道钻爆法机械化施工关键技术及装备

为实现软弱围岩大断面隧道钻爆法机械化施工,依托渝昆高速铁路(重庆—昆明)来福隧道,对凿岩钻孔与拱架安装施工工艺进行了研究。通过加长臂改造改进了凿岩台车,以适应软弱围岩条件下台阶法钻爆开挖隧道。通过增加托举装置的延长杆,改进了三臂拱架安装台车;结合“一长两短”的上台阶初期支护钢拱架设计方案,实现了拱顶初期支护钢铰接+三臂拱架安装的施工工艺。通过现场试验,采用改进后的凿岩台车施工,与传统人工手持风枪凿岩相比,两台阶与三台阶断面钻孔作业,施工效率分别提升89%、90%;采用改进后的拱架安装台车施工,与传统人工配合机械安装拱架相比,Ⅳ、Ⅴ级围岩段施工效率分别提升72%、81%。可见,采用改进后的凿岩台车和拱架安装台车机械化施工不仅可以提高施工效率,还可以降低施工风险。该套施工设备可在类似工程推广应用。

金哨水利枢纽工程引水洞衬砌施工

文章介绍了金哨水利枢纽工程引水洞衬砌施工所采取的模板工艺、钢筋工艺、砼工艺,以及回填灌浆和固结灌浆的施工,对施工中遇到的砼配合比及砼表面缺陷等问题,提出了改进措施。

蒙华铁路隧道工程施工技术要点及机械化配套

目前我国隧道钻爆法施工存在整体机械化程度较低、施工环境恶劣、工人劳动强度大的问题。以蒙华铁路隧道工程实践为依托,从建立监控量测信息化平台、大断面开挖及初期支护早封闭施工、提高硬岩地段隧道光面爆破水平、确保隧道支护结构质量等方面总结蒙华铁路隧道工程施工技术要点,即"一强化(强化量测)、二紧跟(钢架紧贴掌子面、仰拱紧跟下台阶)、三超前(超前预报、超前加固、超前支护)、四到位(工法选择到位、支护措施到位、快速封闭到位、衬砌质量到位)";并重点介绍隧道施工机械化配套情况,包括湿喷机械手、自行式仰拱长栈桥、新型二次衬砌台车工装、马蹄形盾构、预切槽设备、悬臂式掘进机等的应用和创新;为全面统筹全线路隧道施工技术管理及提高隧道施工机械化水平形成示范效应并提供技术支撑。

TBM法隧道仰拱同步现浇施工技术与装备研制

为解决现浇仰拱衬砌阻断物料运输通道难以与TBM掘进同步实施的工程难题,通过分析与比选提出带承台平面仰拱设计方案,研制由爬坡轨、U型主梁、分段支撑、步进移位、仰拱模板等系统构成的TBM法隧道仰拱同步现浇衬砌台车,开发由轨道轨枕拆除、隧底清渣、钢筋绑扎、仰拱浇筑、仰拱养护、轨道安装等工序组成的仰拱同步现浇施工工艺。在滇中引水香炉山隧洞得到成功应用。仰拱现浇衬砌不影响TBM正常施工,单仓24 m现浇仰拱作业循环时间44 h,施工进度可达200 m/月,实现了仰拱现浇与TBM掘进的同步高效作业。