發(fā)布時(shí)間：2020-04-01 08:14

【摘要】：高拱壩施工纜機(jī)架設(shè)在河谷兩岸邊坡上,其纜索和纜繩均為柔性結(jié)構(gòu),在外部荷載作用下易發(fā)生變形和搖晃;纜機(jī)吊運(yùn)混凝土吊罐往返于入料點(diǎn)與卸料點(diǎn)之間,運(yùn)動(dòng)過(guò)程復(fù)雜,速度改變會(huì)造成吊罐擺動(dòng);高拱壩施工倉(cāng)面機(jī)械和人員密集、交叉作業(yè)多,易造成纜機(jī)與其他設(shè)備和人員發(fā)生時(shí)空沖突;同時(shí),纜機(jī)操作平臺(tái)遠(yuǎn)離倉(cāng)面,操作員無(wú)法直觀地獲取倉(cāng)面障礙物的信息,其操作信息來(lái)源于信號(hào)工的觀測(cè)和判斷。因此,結(jié)合高拱壩施工纜機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn),從實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)纜機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)入手,考慮吊罐擺動(dòng)的影響制定合理的碰撞檢測(cè)和預(yù)警機(jī)制,才能達(dá)到纜機(jī)安全避障的目標(biāo)。本文著眼整個(gè)高拱壩纜機(jī)澆筑系統(tǒng),分析施工纜機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)并提出了能夠?qū)|機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位監(jiān)測(cè)的GPS、UWB組合定位系統(tǒng),采用動(dòng)態(tài)仿真和大風(fēng)模擬試驗(yàn)分析了吊罐擺動(dòng)特性,并設(shè)計(jì)了考慮吊罐擺動(dòng)的纜機(jī)碰撞檢測(cè)方法,結(jié)合實(shí)際纜機(jī)操作方式,制定距離和時(shí)間預(yù)警模式及加、減檔位的避障調(diào)控措施,最終形成了纜機(jī)安全防碰模型,從而保證纜機(jī)在過(guò)程中及時(shí)預(yù)測(cè)潛在碰撞情況,并提前做好避障調(diào)控準(zhǔn)備,確保運(yùn)行安全。本文主要針對(duì)以下問(wèn)題展開研究:(1)從纜機(jī)組成結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和施工環(huán)境等方面深入分析高拱壩施工纜機(jī)運(yùn)行特點(diǎn),從而闡明掌握纜機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)信息和了解吊罐擺動(dòng)特性對(duì)纜機(jī)防碰的重要性。(2)利用GPS和UWB定位技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì),將兩者結(jié)合,采用粒子濾波器和定位數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化方法建立了組合定位系統(tǒng),并進(jìn)行定位精度試驗(yàn),其結(jié)果表明該組合定位系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)纜機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)縫隙的高精度定位監(jiān)測(cè)。(3)考慮纜機(jī)吊罐受速度改變和大風(fēng)作用發(fā)生擺動(dòng)的現(xiàn)象,分別采用SIMULINK動(dòng)態(tài)仿真手段研究吊罐對(duì)速度驟變的動(dòng)態(tài)響應(yīng),并設(shè)計(jì)大風(fēng)模擬試驗(yàn)分析吊罐風(fēng)致擺動(dòng)的規(guī)律,兩者合成,得到吊罐的擺角預(yù)測(cè)模型。(4)以實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),并考察纜機(jī)吊罐擺幅的影響范圍,建立纜機(jī)碰撞檢測(cè)方法,并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)不同類型障礙物設(shè)計(jì)了實(shí)際可操作的安全預(yù)警及加減檔調(diào)整機(jī)制。(5)采用系統(tǒng)仿真手段,結(jié)合Unity 3D三維動(dòng)態(tài)可視化及C#編程技術(shù)建立纜機(jī)防碰模型,通過(guò)纜機(jī)施工模擬試驗(yàn)對(duì)該模型的可靠性、實(shí)用性進(jìn)行驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果表明該防碰模型能在纜機(jī)運(yùn)行過(guò)程中檢測(cè)出潛在的碰撞情況,并及時(shí)作出調(diào)整指示。
【圖文】：

其柔性表現(xiàn)為：一方面，水平纜索在受到外部荷載（例如風(fēng)荷載）時(shí)會(huì)發(fā)生晃動(dòng)，如圖2.2 所示；另一方面，小車在纜索上運(yùn)動(dòng)發(fā)生突變以及裝載或卸載過(guò)程中，纜索會(huì)發(fā)生明顯振動(dòng)，如圖 2.3 所示。而對(duì)于豎直纜繩，其柔性主要表現(xiàn)為受外部作用會(huì)導(dǎo)致吊罐擺動(dòng)。例如，，在溪洛渡纜機(jī)[63]進(jìn)行混凝土吊運(yùn)過(guò)程中，載重小車水平方向最大的牽引速度可達(dá) 7.5m/s，若發(fā)生驟停，在 200m 的提升高度下吊罐的最大擺幅可達(dá) 33m。

圖 2.2 水平纜索晃動(dòng)示意圖 圖 2.3 水平纜索振動(dòng)示意圖綜上所述，由于纜機(jī)水平纜索及垂直纜繩均為彈性材料制成，表現(xiàn)出高柔特受荷載等作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)、振動(dòng)或兩者疊加的情況是不可避免的，而這種不可的運(yùn)動(dòng)對(duì)纜機(jī)的施工安全有一定的影響。.2 纜機(jī)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)纜機(jī)運(yùn)行需調(diào)動(dòng)大車、小車進(jìn)行平移，同時(shí)也需完成重物的起吊或下降，且各
【學(xué)位授予單位】：三峽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TV642.4;TV53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2610197