時(shí)間:2022-09-04 23:25:57
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關(guān)鍵詞 故障樹(shù) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 專家系統(tǒng)
中圖分類號(hào):TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
0引言
故障診斷專家系統(tǒng)(FDES)是根據(jù)對(duì)癥狀的觀察與分析, 推斷故障所在, 并給出排除故障方案的系統(tǒng)。從智能診斷的發(fā)展來(lái)看, 單一的診斷知識(shí)表示方法、推理方法、診斷方法等不能很好地解決實(shí)際問(wèn)題。本文根據(jù)某綜合系統(tǒng)故障特征參數(shù)多、診斷復(fù)雜的特點(diǎn), 提出了面向故障樹(shù)的知識(shí)表示方法, 可找出所有故障及可能故障的部件,對(duì)可能故障的部件, 在存在大量故障樣本的情況下, 可采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的學(xué)習(xí)診斷最終進(jìn)行故障源定位。
1基于故障樹(shù)的診斷
1.1基于故障樹(shù)的故障診斷方法
故障樹(shù)分析法首先要在一定環(huán)境與工作條件下,找到一個(gè)系統(tǒng)最不希望發(fā)生的事件,通常以人們所關(guān)心的影響人員、裝備使用安全和任務(wù)完成的系統(tǒng)故障為分析目標(biāo),再按照系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)及功能關(guān)系,由上而下,逐層分析導(dǎo)致該系統(tǒng)故障發(fā)生的所有直接原因,并用一個(gè)邏輯門的形式將這些故障和相應(yīng)的原因事件連接起來(lái),建立分析系統(tǒng)的故障樹(shù)模型。從而,形象地表達(dá)出系統(tǒng)各功能單元故障和系統(tǒng)故障之間的內(nèi)在邏輯因果關(guān)系。
1.2計(jì)算機(jī)及傳感器分系統(tǒng)典型故障樹(shù)
本文根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與故障的邏輯關(guān)系建立故障樹(shù)。首先從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上分解為系統(tǒng)級(jí)、子系統(tǒng)級(jí)以及單體(或稱基本構(gòu)件)級(jí),故障診斷定位到電路板或?qū)Χ?jí)維修不可分割的單體(基本構(gòu)件)。基本構(gòu)件上發(fā)生的故障稱為底事件,然后以各分系統(tǒng)故障現(xiàn)象為頂事件建立故障樹(shù),得到以頂事件為“根”,中間事件為“枝”,底事件為“葉”的倒立的故障樹(shù)。
2基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)診斷
按照網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分為前饋多層式網(wǎng)絡(luò)模型、反饋遞歸式網(wǎng)絡(luò)模型、隨機(jī)型網(wǎng)絡(luò)模型等。目前在模式識(shí)別中應(yīng)用較成熟的模型是前向多層網(wǎng)絡(luò)中的BP反向傳播模型。
3故障樹(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的故障診斷技術(shù)及應(yīng)用實(shí)例
故障樹(shù)模型中的底事件集分為3部分,即必然故障源集、可能故障源集和正常底事件集。在診斷過(guò)程中,容易產(chǎn)生信息不確定性,而對(duì)于大型故障樹(shù)其搜索時(shí)間和空間必然顯著增加。
為了解決故障樹(shù)診斷中可能故障源產(chǎn)生的信息不確定性,提高診斷速度,一些故障診斷可采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本來(lái)源于同類型診斷對(duì)象在正常運(yùn)行和帶故障運(yùn)行時(shí)的各種特征參數(shù)。
當(dāng)我們采用故障樹(shù)模型判斷圖1中XP1-5故障和傾斜傳感器-4故障時(shí),由于測(cè)量點(diǎn)所得數(shù)值十分接近,難以給出唯一確定故障源,只能給出兩種可能的故障源,造成信息不確定。下面對(duì)火控系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)故障樹(shù)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測(cè)(故障分類)。其測(cè)試編碼、故障編碼分別如表1所示,其中故障0表示無(wú)故障狀態(tài)。
表1:故障編碼
此時(shí)網(wǎng)絡(luò)采用輸入層6個(gè)神經(jīng)元對(duì)應(yīng)6個(gè)測(cè)試點(diǎn),輸出層6個(gè)神經(jīng)元,隱層15個(gè)神經(jīng)元,隱層神經(jīng)元采用tansig作用函數(shù),輸入、輸出層采用purelin作用函數(shù)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練誤差曲線可看出此網(wǎng)絡(luò)是有效的。
4專家系統(tǒng)模型
對(duì)基于故障樹(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷專家系統(tǒng)構(gòu)建如圖4 示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)主要由綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、推理機(jī)、解釋程序、知識(shí)獲取程序和人機(jī)接口等部分組成。
5結(jié)論
故障樹(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是兩種不同的故障診斷技術(shù),本文利用兩種技術(shù)各自的特點(diǎn),取長(zhǎng)補(bǔ)短,相互融合構(gòu)建了本故障診斷專家系統(tǒng),在存在大量訓(xùn)練樣本的情況下, 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的學(xué)習(xí)診斷, 可彌補(bǔ)基于故障樹(shù)模型診斷的不足, 兩者的結(jié)合, 可實(shí)現(xiàn)故障源的準(zhǔn)確定位。
參考文獻(xiàn)
[1] 維齊利,W E. 故障樹(shù)手冊(cè)[M].疏松桂,唐信青譯.北京:原子能出版社,1987:116-135.
關(guān)鍵詞:以太環(huán)網(wǎng) 可編程序控制器 組態(tài) 數(shù)據(jù)庫(kù) 故障診斷 專家系統(tǒng)
1 概述
隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展,礦山對(duì)設(shè)備自動(dòng)化程度的要求越來(lái)越高,實(shí)現(xiàn)煤礦控制系統(tǒng)的數(shù)字化、信息化、智能化和集成化,建設(shè)本質(zhì)安全型和數(shù)字化礦山已成為煤礦生產(chǎn)建設(shè)的核心。空壓機(jī)作為煤礦生產(chǎn)的重要設(shè)備,其能否安全、穩(wěn)定的運(yùn)行對(duì)整個(gè)煤礦的安全、效益起著舉足輕重的作用,因此實(shí)現(xiàn)對(duì)空壓機(jī)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制、故障診斷和及時(shí)維護(hù),保證風(fēng)壓的穩(wěn)定,對(duì)提高生產(chǎn)效率和降低經(jīng)濟(jì)成本具有十分重要的意義。
采用上位機(jī)組態(tài)王6.53軟件與現(xiàn)場(chǎng)的可編程序控制器相結(jié)合,運(yùn)用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)和CLIPS專家系統(tǒng)工具,以計(jì)算機(jī)為工控核心,采用三層集散式結(jié)構(gòu)框架,結(jié)合工程實(shí)際情況開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一套集遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制、故障診斷于一身的綜合性空壓機(jī)控制診斷系統(tǒng),使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和自動(dòng)化程度都大幅度提高,進(jìn)而在一定程度上確保空壓機(jī)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性,以及及時(shí)診斷和維護(hù)空壓機(jī)[1]。
2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
通常情況下,對(duì)于空壓機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控預(yù)警,以及相應(yīng)的故障診斷專家系統(tǒng),在總體結(jié)構(gòu)方面,其現(xiàn)場(chǎng)控制的核心主要是可編程序控制器PLC,該部件的功能是處理傳感器采集的空壓機(jī)各項(xiàng)參數(shù),通過(guò)千兆以太環(huán)網(wǎng),將各數(shù)據(jù)與視頻信號(hào),通過(guò)采用西門子以太網(wǎng)模塊的形式同時(shí)傳輸給上位的監(jiān)控機(jī),對(duì)于空壓機(jī)的各項(xiàng)參數(shù),在現(xiàn)場(chǎng)同時(shí)采用人機(jī)界面觸摸屏進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示。空壓機(jī)各項(xiàng)參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)視頻通過(guò)上位監(jiān)控機(jī)借助組態(tài)軟件構(gòu)件動(dòng)態(tài)畫(huà)面,進(jìn)而在一定程度上進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控,同時(shí)在數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存各項(xiàng)數(shù)據(jù)。對(duì)于空壓機(jī)的故障,通常情況下,工程師采用CLIPS軟件構(gòu)件相應(yīng)的專家系統(tǒng),通過(guò)對(duì)故障診斷規(guī)則進(jìn)行綜合運(yùn)用,進(jìn)而在一定程度上進(jìn)行一系列的推理分析,進(jìn)一步快速定位空壓機(jī)的各項(xiàng)故障,在一定程度上為空壓機(jī)的安全運(yùn)行,以及及時(shí)的維護(hù)奠定基礎(chǔ)和提供保障。
3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與處理
對(duì)于采集和處理現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),數(shù)據(jù)采集與處理的核心選擇西門子可編程序控制器224XP型號(hào)PLC,檢測(cè)空壓機(jī)的一、二級(jí)排氣溫度、冷卻水溫度、油溫度以及電機(jī)溫度通常情況下通過(guò)采用PT100系列的wzpj-236一體化溫度變送器來(lái)實(shí)現(xiàn);同時(shí)采用JK系列壓力變送器檢測(cè)空壓機(jī)的一、二級(jí)排氣壓力、冷卻水壓力、油壓力、儲(chǔ)氣罐壓力;設(shè)備維修及預(yù)防設(shè)備故障通常情況下以空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)的軸振動(dòng)檢測(cè)為前提,因此,檢測(cè)空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)軸振動(dòng),本系統(tǒng)通常情況下采用GW-SZD型軸振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用EM231擴(kuò)展模塊采集各模擬量,將4-20mA的電流信號(hào)作為檢測(cè)信號(hào)。通過(guò)EDA9033A電參數(shù)采集模塊和互感器采集空壓機(jī)各項(xiàng)電參數(shù),通過(guò)RS485總線與CPU的RS485串口實(shí)現(xiàn)多個(gè)電參數(shù)采集模塊之間的連接。采集與處理數(shù)據(jù)通常情況下,是CPU通過(guò)控制程序的編寫(xiě)來(lái)實(shí)現(xiàn),并且在一定程度上,通過(guò)以太網(wǎng)模塊與視頻信號(hào)將空壓機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)同時(shí)傳輸給上位監(jiān)控機(jī)。
4 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控及預(yù)警
對(duì)于空壓機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)畫(huà)面的創(chuàng)建,對(duì)于上位監(jiān)控機(jī)來(lái)說(shuō),通常情況下采用組態(tài)王6.53軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),根據(jù)上位機(jī)系統(tǒng)的主畫(huà)面顯示,在上位監(jiān)控機(jī)上,操作人員可以遠(yuǎn)程啟停控制空壓機(jī),同時(shí)完成手動(dòng)、自動(dòng)之間的切換;通過(guò)采用直觀數(shù)據(jù)和趨勢(shì)曲線方式監(jiān)控各檢測(cè)數(shù)據(jù):通過(guò)參數(shù)顯示畫(huà)面,操作員直接實(shí)時(shí)監(jiān)控空壓機(jī)各項(xiàng)參數(shù),對(duì)于空壓機(jī)的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等,通常情況下通過(guò)趨勢(shì)曲線畫(huà)面查看區(qū)間段劃分形式,作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)SQL Server 2005能夠?qū)崟r(shí)存儲(chǔ)空壓機(jī)監(jiān)測(cè)的各項(xiàng)參數(shù)和報(bào)警信息;對(duì)于空壓機(jī)機(jī)房,借助空壓機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控。
5 故障診斷專家系統(tǒng)
以CLIPS專家系統(tǒng)工具為平臺(tái),開(kāi)發(fā)空壓機(jī)故障診斷專家系統(tǒng),通常情況下,事實(shí)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)、推理機(jī)三部分共同組成CLIPS的核心,基本的知識(shí)表示方式選擇產(chǎn)生式規(guī)則[2]。在故障診斷系統(tǒng)中,全部引入SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)中空壓機(jī)的所有檢測(cè)參數(shù),進(jìn)而在一定程度上實(shí)現(xiàn)多參數(shù)綜合診斷,為了提高故障診斷的精確度,通常情況下將儀表傳感器的監(jiān)測(cè)與故障診斷進(jìn)行結(jié)合。
在空壓機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)中,知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)作為系統(tǒng)的核心所在,通常情況下將數(shù)據(jù)采集、信號(hào)分析、專家診斷、故障預(yù)測(cè)等多個(gè)子系統(tǒng)融合為一身[3],通常情況下,其組成主要包括:知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、人機(jī)接口、推理機(jī)、知識(shí)獲取機(jī)制和解釋機(jī)制等。
在整個(gè)故障診斷專家系統(tǒng)中,知識(shí)庫(kù)作為核心,通常情況下,知識(shí)庫(kù)連接著系統(tǒng)的各項(xiàng)操作,通過(guò)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)輸入界面,將故障診斷、維修方面的專家經(jīng)驗(yàn)輸入到相應(yīng)的知識(shí)庫(kù)管理模塊中,然后通過(guò)知識(shí)庫(kù)轉(zhuǎn)換程序,進(jìn)而在一定程度上將其存儲(chǔ)到知識(shí)庫(kù)中。通常情況下經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫(kù)中都存儲(chǔ)著空壓機(jī)的故障案例、故障診斷、維修專家等,進(jìn)而在一定程度上便于在處理實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中,直接調(diào)用知識(shí)庫(kù),例如:利用專家系統(tǒng)對(duì)空壓機(jī)的電動(dòng)機(jī)軸振動(dòng)幅度較大的故障進(jìn)行診斷時(shí),經(jīng)專家系統(tǒng)分析故障原因是轉(zhuǎn)子出現(xiàn)平衡不良,通過(guò)在知識(shí)庫(kù)中調(diào)用相應(yīng)的故障處理方案,對(duì)故障進(jìn)行處理。對(duì)于故障診斷專家系統(tǒng)來(lái)說(shuō),通常情況下構(gòu)建知識(shí)庫(kù)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中,需要進(jìn)行不斷的修改和完善,進(jìn)而不斷優(yōu)化專家系統(tǒng),進(jìn)而在一定程度上確保診斷結(jié)果的縝密性和精確性[4]。
6 結(jié)語(yǔ)
對(duì)于空壓機(jī)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、超限報(bào)警以及故障診斷等,通過(guò)礦用空壓機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控預(yù)警及故障診斷專家系統(tǒng)進(jìn)行多系統(tǒng)的集成,借助以太環(huán)網(wǎng),在一定程度上對(duì)空壓機(jī)的遠(yuǎn)程控制和各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程顯示和超限預(yù)警;構(gòu)建空壓機(jī)故障診斷專家系統(tǒng),充分利用專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具,以及龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),進(jìn)而在一定程度上對(duì)空壓機(jī)出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析,進(jìn)而對(duì)空壓機(jī)的故障類型和故障走向進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷,并且在一定程度上給出經(jīng)驗(yàn)處理和維修方案,避免維修的盲目性,同時(shí)降低了維修成本,為空壓機(jī)的安全運(yùn)行和煤礦的安全生產(chǎn)提供了保證。
參考文獻(xiàn):
[1]于芹,翁正新,蘇成.基于現(xiàn)場(chǎng)總線與 PLC的空壓機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J].控制系統(tǒng),2008,24(3):1-3.
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關(guān)鍵詞:移動(dòng)模架法制梁;分階段張拉;應(yīng)力監(jiān)控;預(yù)應(yīng)力效果;梁端局部應(yīng)力
Abstract: Through the box beam stress monitoring in the tensioning process of the prestressing, we think it very necessary to use stretching process by moving die carrier cast-in-place box beam prestressed, and also can detect the passage hole quality, mold design stiffness and end wall design of the prestress pore, thus we can decide whether they meet the requirements.
Key words: movable formwork method beam; stretching process; stress monitoring ; prestressed effect; local stress of beam end
中圖分類號(hào):U445.463 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2012)
武漢天興洲天興洲長(zhǎng)江大橋正橋40.6m后張預(yù)應(yīng)力混凝土雙線簡(jiǎn)支箱梁受橋位、梁重、地質(zhì)水文等不利條件限制,采用移動(dòng)模架法施工,其預(yù)應(yīng)力束的張拉工作需在橋位上帶模進(jìn)行。
箱梁混凝土澆筑后,移動(dòng)模架會(huì)產(chǎn)生一定的下?lián)希藭r(shí)梁體自重全部由移動(dòng)模架承受;箱梁預(yù)施應(yīng)力時(shí),隨預(yù)應(yīng)力不斷增加,梁體將逐漸拱起,移動(dòng)模架逐步卸載。由于梁體的剛度較移動(dòng)模架的剛度大,預(yù)應(yīng)力張拉后梁體的上拱度比移動(dòng)模架在梁體混凝土自重作用下的下?lián)闲。虼祟A(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中,梁體除承受部分自重荷載、預(yù)應(yīng)力作用外,還將承受移動(dòng)模架未釋放變形生成的荷載。如果移動(dòng)模架的剛度選擇不合理(偏低),梁體上拱與移動(dòng)模架下?lián)献冃尾顒e過(guò)大,則梁體自重大部分仍由支架承受,會(huì)造成在預(yù)應(yīng)力作用下梁體上下緣局部應(yīng)力過(guò)大,引起橋面板開(kāi)裂。同時(shí),由于梁體底面在預(yù)施應(yīng)力過(guò)程中始終與移動(dòng)模架壓緊,會(huì)對(duì)梁體的縱向移動(dòng)生產(chǎn)阻礙,影響梁體的預(yù)應(yīng)力效果。此外,箱梁底板中心線兩側(cè)預(yù)應(yīng)力束間距很大,張拉后容易引起端部底板沿中心線開(kāi)裂,對(duì)梁體質(zhì)量造成不利影響。
為此,該橋首孔箱梁張拉時(shí)需對(duì)預(yù)應(yīng)力效果及梁端局部應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試,以達(dá)到檢驗(yàn)梁體預(yù)施應(yīng)力效果、驗(yàn)證施工工藝的目的。
箱梁主要設(shè)計(jì)參數(shù)
箱梁采用等高度預(yù)應(yīng)力混凝土單箱單室箱梁,箱梁中心線處梁高為3.591m,頂板寬度為13.4m,底板寬度為5.54m,腹板為斜腹板,斜率為1:5。箱梁頂板設(shè)雙向橫坡,在距箱梁中心線4.55m范圍內(nèi)設(shè)2%橫坡。簡(jiǎn)支梁跨中截面中心線處頂板厚度為0.341m,底板厚0.3m,腹板厚0.5m,支點(diǎn)截面頂、底板厚度增至0.5m,腹板厚度增至0.65m。在梁端設(shè)橫隔墻,隔墻厚度為1.0m(圖1、圖2)。
運(yùn)營(yíng)階段主梁上緣最大應(yīng)力-5.86MPa,最小應(yīng)力+0.11MPa;主梁下緣最大應(yīng)力-12.44MPa,最小應(yīng)力-6.29MPa。靜活載最大撓度(不計(jì)沖擊)-6.5mm,為跨度的1/5815;恒載撓度+28.2mm(其中箱梁自重?fù)隙?11.3mm,二期恒載撓度-8.5mm,預(yù)應(yīng)力上拱度+28.9mm,徐變上拱度+19.1mm),為跨度的1/1340。
箱梁自重作用下移動(dòng)模架設(shè)計(jì)撓度(不含模架重量)為100mm。
圖1 箱梁跨中截面圖(單位:cm)
圖2 箱梁端部截面圖(單位:cm)
2測(cè)點(diǎn)布置及主要儀器設(shè)備
梁體鋼筋綁扎完成、混凝土澆筑前,在梁體的跨中截面埋設(shè)了8個(gè)內(nèi)埋應(yīng)變測(cè)點(diǎn);梁體預(yù)應(yīng)力張拉前,在箱梁跨中截面內(nèi)布置了5個(gè)外貼應(yīng)變測(cè)點(diǎn),以測(cè)試梁體預(yù)施應(yīng)力的效果,測(cè)點(diǎn)的位置及編號(hào)見(jiàn)圖3。
圖3 箱梁跨中截面應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置圖(單位:cm)
圖4 箱梁兩端部截面應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置圖(單位:cm)
同時(shí),在箱梁兩端部底板中心線處還分別布置了各3個(gè)外貼應(yīng)變測(cè)點(diǎn),測(cè)試梁體預(yù)施應(yīng)力時(shí)梁端橫向應(yīng)力的變化情況(圖4)。
首孔箱梁試驗(yàn)中,共布置內(nèi)埋及外貼振弦式應(yīng)變測(cè)點(diǎn)19個(gè),采用便攜式讀數(shù)儀測(cè)試預(yù)施應(yīng)力及落梁前后梁體的應(yīng)力變化,儀器設(shè)備的型號(hào)、性能見(jiàn)表1。
表1 試驗(yàn)設(shè)備及測(cè)點(diǎn)
根據(jù)模架在梁重作用下的設(shè)計(jì)撓度為100mm,梁體張拉設(shè)計(jì)上拱值(不計(jì)自重)為28.9mm,則移動(dòng)模架在梁體自重下產(chǎn)生的豎向變形為全部預(yù)應(yīng)力作用下(不計(jì)自重)上拱度的3.46倍,因此當(dāng)全部預(yù)應(yīng)力束張拉完成后,僅有約28%的自重作用于梁體,而其余部分
仍由移動(dòng)模架承受。
圖5 箱梁預(yù)應(yīng)力束布置圖(單位:cm)
根據(jù)計(jì)算結(jié)果(表2),在全部預(yù)應(yīng)力及自重作用下,箱梁上、下緣的應(yīng)力分別為-2.12MPa和-12.49MPa,與設(shè)計(jì)計(jì)算值-12.44MPa一致。在僅有28%自重作用時(shí)(移動(dòng)模架不落架,預(yù)應(yīng)力束全部張拉),箱梁上、下緣的應(yīng)力分別為+1.24MPa和-18.65MPa。此時(shí),箱梁頂板拉應(yīng)力較大,容易造成橋面板的開(kāi)裂。
表2預(yù)應(yīng)力及自重下梁體應(yīng)力計(jì)算結(jié)果匯總(單位:MPa)
為此,需采用分段張拉工藝,在張拉完8束W1~W4束、6束B(niǎo)2束(第一階段張拉)后落梁,待全部自重作用后,再?gòu)埨S嗟?束B(niǎo)2及4束B(niǎo)1束(第二階段張拉)。根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果(表3),調(diào)整預(yù)應(yīng)力束的張拉順序后,在扣除2束B(niǎo)2及4束B(niǎo)1束作用后,預(yù)應(yīng)力作用下梁體上、下緣的應(yīng)力分別為+1.64MPa和
-14.64MPa,與28%自重應(yīng)力疊加后上、下緣的應(yīng)力分別為+0.33MPa和-12.25MPa,可以確保梁體預(yù)施應(yīng)力過(guò)程中的安全。
表3調(diào)整張拉順序后梁體應(yīng)力計(jì)算結(jié)果匯總(單位:MPa)
4試驗(yàn)內(nèi)容、結(jié)果與分析
試驗(yàn)過(guò)程中,實(shí)測(cè)梁體混凝土最高溫度為34.5℃,最低溫度為28.6℃,各測(cè)點(diǎn)測(cè)試前后溫差不大,說(shuō)明環(huán)境變化對(duì)測(cè)試結(jié)果影響很小,可忽略不計(jì)。
根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果,梁體跨中截面實(shí)測(cè)平均應(yīng)變與梁高呈良好線性關(guān)系(第一束張拉和落梁外),相關(guān)系數(shù)大于0.999,說(shuō)明預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中梁體變形符合平截面原理,測(cè)試數(shù)據(jù)可靠,可以反映梁體的受力狀況。
4.1 預(yù)應(yīng)力效果測(cè)試結(jié)果
根據(jù)落梁前W1~W4、B2-1~3等14束預(yù)應(yīng)力束第一階段張拉前后梁體跨中截面的應(yīng)力變化的實(shí)測(cè)結(jié)果(見(jiàn)表4),張拉過(guò)程中,箱梁上緣應(yīng)力增加較小,最大實(shí)測(cè)拉應(yīng)力為+0.79MPa,小于C50混凝土的抗拉強(qiáng)度,說(shuō)明預(yù)應(yīng)力張拉后箱梁頂板不會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力過(guò)大的現(xiàn)象。實(shí)測(cè)箱梁底板最大壓應(yīng)力分別為-10.48MPa、-10.79MPa和-10.88MPa,底板應(yīng)力分別較為均勻,與理論計(jì)算值-12.55MPa較為接近,說(shuō)明采用分段張拉后,箱梁上、下緣應(yīng)力得到有效控制。
表4第一階段張拉后跨中截面應(yīng)力實(shí)測(cè)結(jié)果(單位:MPa)
應(yīng)力拉為+、壓為-(與理論計(jì)算相反)。
進(jìn)一步分析實(shí)測(cè)結(jié)果可以看出,由于移動(dòng)模架對(duì)梁體的縱向移動(dòng)會(huì)有所阻礙,因此實(shí)測(cè)箱梁應(yīng)力比理論計(jì)算值偏低。通過(guò)理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)考慮34%自重作用與第一階段張拉預(yù)應(yīng)力作用組合的計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果更為平行,中性軸處軸向應(yīng)力偏差約為0.74MPa。
圖6 第一階段張拉后箱梁跨中截面應(yīng)力測(cè)試結(jié)果
上述結(jié)果說(shuō)明,第一階段張拉完成后、移動(dòng)模架拆除前,箱梁的自重約2/3仍由支架承受,同時(shí)由于模板的阻礙,箱梁跨中截面軸向應(yīng)力比理論計(jì)算值偏小0.74MPa。
根據(jù)箱梁第二階段預(yù)應(yīng)力束(B2-4、B1-1、B1-2)張拉后的實(shí)測(cè)應(yīng)力變化結(jié)果(表5及圖7),移動(dòng)模架拆除后,箱梁跨中截面實(shí)測(cè)應(yīng)力分布較為均勻,平均應(yīng)力與理論計(jì)算值十分接近,換算至箱梁下緣的實(shí)測(cè)應(yīng)力為6.20MPa,僅比理論計(jì)算值6.40MPa偏小3.1%。
表5第二階段張拉后跨中截面應(yīng)力實(shí)測(cè)結(jié)果(單位:MPa)
應(yīng)力拉為+、壓為-(與理論計(jì)算相反)。
圖7 第二階段張拉后箱梁跨中截面應(yīng)力變化測(cè)試結(jié)果
上述分析結(jié)果表明,二階段預(yù)應(yīng)力張拉完成時(shí),實(shí)測(cè)箱梁跨中截面的預(yù)應(yīng)力效果與理論計(jì)算值基本吻合,說(shuō)明梁體各部位結(jié)構(gòu)尺寸控制較好,預(yù)應(yīng)力管道的定位計(jì)預(yù)應(yīng)力張拉較為準(zhǔn)確,梁體預(yù)施應(yīng)力效果符合設(shè)計(jì)要求。
4.2 移動(dòng)模架落架后應(yīng)力測(cè)試結(jié)果
表6模架落架后跨中截面應(yīng)力變化實(shí)測(cè)結(jié)果(單位:MPa)
應(yīng)力拉為+、壓為-(與理論計(jì)算相反)。
根據(jù)移動(dòng)模架落架后實(shí)測(cè)結(jié)果(表6及圖8),箱梁跨中截面頂板最大壓應(yīng)力為-3.44MPa、底板最大拉應(yīng)力為+3.40MPa。由于上述測(cè)試結(jié)果中包含第一階段因移動(dòng)模架阻礙造成的影響,因此應(yīng)進(jìn)行修正;根據(jù)第一階段實(shí)測(cè)結(jié)果修正后的實(shí)測(cè)應(yīng)力與按66%自重作用下的計(jì)算結(jié)果基本接近,底板平均應(yīng)力偏差約12.3%。由于移動(dòng)模架的拆除工作持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),并在白天進(jìn)行,因此環(huán)境變化會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果的精度造成一定影響。上述結(jié)果說(shuō)明,雖然移動(dòng)模架會(huì)對(duì)箱梁預(yù)施應(yīng)力的分布造成一定影響,但拆除后可基本消除。
圖8 移動(dòng)模架落架后跨中截面應(yīng)力測(cè)試結(jié)果
4.3 各張拉階段預(yù)應(yīng)力效果測(cè)試結(jié)果匯總
由表7及圖9可知,箱梁實(shí)測(cè)預(yù)應(yīng)力效果與理論計(jì)算值十分接近,根據(jù)扣除66%梁體自重后實(shí)測(cè)結(jié)果,換算至箱梁上、下緣的應(yīng)力分別為-1.96MPa和-12.32MPa,與相應(yīng)理論計(jì)算值-2.11MPa和-12.49MPa僅相差7.1%和1.4%。
表7梁體預(yù)應(yīng)力束張拉后跨中截面應(yīng)力實(shí)測(cè)結(jié)果匯總(單位:MPa)
圖9各張拉階段箱梁跨中截面應(yīng)力測(cè)試結(jié)果與計(jì)算值比較
4.4 梁端局部應(yīng)力測(cè)試結(jié)果
隨箱梁腹板及底板預(yù)應(yīng)力束的張拉,梁端底板橫向拉應(yīng)力呈不斷上升的趨勢(shì)(除梁端底板頂面在張拉W1束外);落梁時(shí),橫向拉應(yīng)力有減小的現(xiàn)象,此結(jié)果與箱梁設(shè)計(jì)綜合試驗(yàn)的結(jié)果基本一致。根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果(表8及圖10),預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中,梁端局部橫向最大拉應(yīng)力分別為2.25MPa(南側(cè))和2.67MPa(北測(cè)),均出現(xiàn)在梁端底板的頂面。小于C50混凝土的抗拉強(qiáng)度(3.1MPa),梁端未出現(xiàn)局部開(kāi)裂現(xiàn)象。
表8各張拉階段箱梁梁端局部應(yīng)力測(cè)試結(jié)果(單位:MPa)
應(yīng)力拉為+、壓為-(與理論計(jì)算相反)。
圖10 各張拉階段箱梁梁端局部應(yīng)力測(cè)試結(jié)果
5結(jié)論
(1)移動(dòng)模架法現(xiàn)澆箱梁進(jìn)行張拉時(shí)采用分階段張拉工藝是非常必要的,否則極易引起橋面頂板及端部隔墻底板頂面混凝土因拉應(yīng)力過(guò)大而開(kāi)裂,同時(shí)箱梁底板的壓應(yīng)力還可以得到有效性控制。
(2)測(cè)試結(jié)果表明,箱梁預(yù)應(yīng)力效果及分布與理論計(jì)算結(jié)果較為吻合,說(shuō)明梁體各部位結(jié)構(gòu)尺寸控制較好,預(yù)應(yīng)力管道的定位及預(yù)應(yīng)力張拉較為準(zhǔn)確,梁體預(yù)施應(yīng)力效果符合設(shè)計(jì)要求。
(3)帶模張拉會(huì)對(duì)箱梁預(yù)應(yīng)力施工造成一定影響,當(dāng)支架拆除后上述影響可基本消除;但預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程中需加強(qiáng)對(duì)移動(dòng)模架的觀測(cè),防止因阻力過(guò)大造成支架的損壞。
(4)根據(jù)應(yīng)力測(cè)試結(jié)果,在滿足模架落架的條件下,即預(yù)施應(yīng)力完全抵抗梁體自重時(shí),一階段張拉孔束盡量減少,這樣可以有效控制箱梁頂板及端部隔墻底板的開(kāi)裂。
參考文獻(xiàn)
這些簡(jiǎn)單動(dòng)聽(tīng)的童謠內(nèi)容非常貼近孩子們的生活,能滋養(yǎng)孩子們的心靈。這種文學(xué)形式是孩子們最容易理解和掌握的。因此,家長(zhǎng)和朋友不應(yīng)忽視童謠在孩子成長(zhǎng)中的作用。這里給大家分享一些關(guān)于簡(jiǎn)單的童謠,供大家參考。
1、小鴨子小鴨子,一身黃,
扁扁嘴巴紅腳掌。
嘎嘎嘎嘎高聲唱,
一搖一擺下池塘。
2、小手絹小手絹,四方方,
天天帶在我身上。
又擦鼻涕又擦汗,
干干凈凈真好看。
3、大蜻蜓大蜻蜓,綠眼睛,
一對(duì)眼睛亮晶晶,
飛一飛,停一停,
飛來(lái)飛去捉蚊蠅。
4、大駱駝駱駝駱駝志氣大,
風(fēng)吹日曬都不怕。
走沙漠,運(yùn)鹽巴,
再苦再累不講話。
5、小白兔小白兔,白又白,
兩只耳朵豎起來(lái),
愛(ài)吃蘿卜愛(ài)吃菜,
蹦蹦跳跳真可愛(ài)。
6、小螃蟹小螃蟹,真驕傲,
橫著身子到處跑,
嚇跑魚(yú),撞倒蝦,
一點(diǎn)也不懂禮貌。
7、慶六一兒童節(jié),是六一,
小朋友們真歡喜。
又唱歌來(lái)又跳舞,
高高興興慶六一。
8、小青蛙小青蛙,呱呱呱,
水里游,岸上爬,
吃害蟲(chóng),保莊稼,
人人都要保護(hù)它。
9、花兒好看我不摘公園里,花兒開(kāi),
紅的紅,白的白,
花兒好看我不摘,
人人都說(shuō)我真乖。
10、紅綠燈大馬路,寬又寬,
警察叔叔站中間,
紅燈亮,停一停,
綠燈亮,往前行。
11、耗子長(zhǎng)了一身毛兒
快來(lái)看 快來(lái)看
黑雞下了個(gè)白雞蛋
快來(lái)瞧 快來(lái)瞧
耗子長(zhǎng)了一身毛兒
12、蓮花燈蓮花燈 蓮花燈
今兒點(diǎn) 明兒扔
燈籠會(huì) 燈籠會(huì)
燈籠燒了回家睡
13、蛤蟆謠蛤蟆蛤蟆叫喳喳
青草池塘是你家
月夜齊聲叫呱呱
不叫爸爸叫媽媽
14、洗澡娃娃洗澡澡,
肥皂變泡泡,
泡泡散開(kāi)嘍,
娃娃干凈嘍。
15、小鳥(niǎo)自己飛小鳥(niǎo)自己飛,
小鳥(niǎo)自己跑,
我是好寶寶,
特級(jí)教師管建剛老師數(shù)年如一日辦《班級(jí)作文周報(bào)》,以提升學(xué)生的作文成績(jī),受其啟發(fā),我們嘗試辦綜合性的《班級(jí)周報(bào)》,既提高學(xué)生的作文水平,又記錄下學(xué)生和班級(jí)成長(zhǎng)的足跡。
一、如何辦好綜合性的《班級(jí)周報(bào)》
1.做好辦刊的準(zhǔn)備工作
辦班報(bào)最好是從學(xué)生進(jìn)入新學(xué)校的第一周做起。辦報(bào)之始,要做好這樣一些準(zhǔn)備:①確定刊名。刊名可以直白樸實(shí),“XX學(xué)校XX班班級(jí)周報(bào)”即可;也可來(lái)一點(diǎn)藝術(shù)性,“小星星報(bào)”“太陽(yáng)花報(bào)”“小浪花報(bào)”“足跡”等。②確定刊徽(最好是與班級(jí)精神、班級(jí)序號(hào)相聯(lián)系)。③固定刊頭。④確定辦刊宗旨:溝通家校,記錄成長(zhǎng)歷程;聯(lián)系師生,打造成長(zhǎng)樂(lè)園。
2.版面安排
《班級(jí)周報(bào)》用A3紙印刷,每周一期,每期四個(gè)版面,每版約1000個(gè)字符,一版與四版印在同一頁(yè)面,A3紙沿中縫折疊后可以在中縫處裝訂。
《班級(jí)周報(bào)》的一、二版為《成長(zhǎng)足跡》,內(nèi)容有刊頭、班級(jí)新聞(詳細(xì)報(bào)道一周內(nèi)班級(jí)發(fā)生的事)、校園簡(jiǎn)訊(從學(xué)校網(wǎng)站或校園日記上摘錄學(xué)校發(fā)生的新聞,用簡(jiǎn)短的一句話表述出來(lái))、上周班級(jí)情況小結(jié)、本周班級(jí)活動(dòng)安排、班主任寄語(yǔ)、任課教師的話、班級(jí)表?yè)P(yáng)欄(表?yè)P(yáng)一周的好人好事)、班級(jí)曝光臺(tái)(批評(píng)一周中班級(jí)不好的現(xiàn)象)、班級(jí)每周一星(介紹班上的一位同學(xué)的先進(jìn)事跡)、說(shuō)說(shuō)我的老師和同學(xué)(眾人聚焦班上的一位老師或同學(xué))、班級(jí)辯論臺(tái)(圍繞學(xué)校或班級(jí)的某一規(guī)定或現(xiàn)象大家參與辯論,主導(dǎo)班級(jí)輿論)、我想說(shuō)(班級(jí)師生把自己想對(duì)班級(jí)、班級(jí)同學(xué)說(shuō)的話寫(xiě)下來(lái),說(shuō)出來(lái))、家長(zhǎng)園地(記錄家長(zhǎng)對(duì)班級(jí)的希望、優(yōu)秀家長(zhǎng)的事跡以及家庭教育經(jīng)驗(yàn)),等等。當(dāng)然,每學(xué)期的第一期,還要介紹班級(jí)情況、課表、任課教師情況、班紀(jì)班規(guī)、班級(jí)工作計(jì)劃等;每學(xué)期的最后一期還要對(duì)班級(jí)情況做小結(jié);期中、期末還可以公布學(xué)生考試成績(jī)(以表?yè)P(yáng)的形式公布學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)異者)。總之,《班級(jí)周報(bào)》的一、二版既要記下班級(jí)、師生成長(zhǎng)的點(diǎn)點(diǎn)滴滴;又要激濁揚(yáng)清,主導(dǎo)班級(jí)輿論。
《班級(jí)周報(bào)》的三、四版,我們借鑒特級(jí)教師管建剛老師辦《班級(jí)作文周報(bào)》提升學(xué)生的作文成績(jī)的方法,辦成《作文周報(bào)》。在這里,我們主要公布一周中學(xué)生的優(yōu)秀習(xí)作或優(yōu)秀的片段;也可以邀請(qǐng)語(yǔ)文老師或作文寫(xiě)得好的同學(xué)談?wù)剬?xiě)作的方法和技巧;或者登載同步優(yōu)秀作文的范文供大家借鑒。當(dāng)然,有寫(xiě)作興趣的同學(xué)可以在這里曬曬自己的小詩(shī)、小散文、小議論文等作品。在第四版的下部,設(shè)計(jì)成學(xué)生、家長(zhǎng)閱報(bào)意見(jiàn)欄,及時(shí)收集和反饋學(xué)生、家長(zhǎng)的意見(jiàn)和建議;第四版的最下方,設(shè)計(jì)報(bào)尾,記錄這一期班報(bào)的編輯、打印、宣傳人員名單,以及出版的時(shí)間等內(nèi)容。
3.人員安排
(1)班報(bào)指導(dǎo)委員會(huì)。由班主任、語(yǔ)文老師、其他科有辦報(bào)興趣和特長(zhǎng)的任課教師、學(xué)生家長(zhǎng)等組成。班報(bào)指導(dǎo)委員會(huì)在辦報(bào)的第一個(gè)月,要詳細(xì)指導(dǎo);當(dāng)辦報(bào)走上正軌后,主要是對(duì)報(bào)樣予以審定。
(2)班報(bào)編輯組。由10余名有這方面特長(zhǎng)和愛(ài)好的學(xué)生組成,組長(zhǎng)和副組長(zhǎng)各1人(語(yǔ)文方面有特長(zhǎng),且有一定的社交和組織能力),其中4人負(fù)責(zé)一、二版的組稿和編排,4人負(fù)責(zé)三、四版的組稿和編排,2人負(fù)責(zé)打字,2人負(fù)責(zé)版面的美化工作。
(3)班報(bào)印刷組。2~3人專門負(fù)責(zé)將已定報(bào)樣送學(xué)校油印室,印刷出來(lái)后,領(lǐng)回班級(jí)。
(4)班報(bào)宣傳組。安排3~4人負(fù)責(zé)將班報(bào)下發(fā)至本班老師和同學(xué),并對(duì)同學(xué)和家長(zhǎng)的閱報(bào)情況進(jìn)行檢查,對(duì)家長(zhǎng)的意見(jiàn)進(jìn)行登記,反饋給班主任;同時(shí)將本班班報(bào)送學(xué)校相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、老師以及同年級(jí)的班級(jí)和老師傳閱。
二、小小《班級(jí)周報(bào)》,作用還真不小
《班級(jí)周報(bào)》可以提升學(xué)生的作文水平,正如管建剛老師所說(shuō),《作文周報(bào)》讓學(xué)生學(xué)寫(xiě)作文,學(xué)有園地,班報(bào)就是學(xué)生練筆的園地;學(xué)有示范,班報(bào)中的范文和同學(xué)的優(yōu)秀習(xí)作就是最好的范例;學(xué)有興趣,辦班報(bào)的歷程就是語(yǔ)文實(shí)踐的過(guò)程,在辦報(bào)的一小步一小步的成功喜悅中,累積的是對(duì)語(yǔ)文學(xué)習(xí)的濃厚興趣,“知之者不如好之者,好之者不如樂(lè)之者”,在豐富的語(yǔ)文實(shí)踐活動(dòng)中形成的對(duì)語(yǔ)文學(xué)科的愛(ài)好,也許將激勵(lì)學(xué)生一生對(duì)語(yǔ)文的熱愛(ài),如此,哪還有語(yǔ)文水平不提高的道理呢?
《班級(jí)周報(bào)》架設(shè)了家校有效溝通的橋梁。一周一報(bào),家長(zhǎng)對(duì)班級(jí)、學(xué)校的事了如指掌;閱報(bào)意見(jiàn),又及時(shí)將學(xué)生的家庭情況反饋給了班主任,家校溝通,班級(jí)就更好管理了。
《班級(jí)周報(bào)》主導(dǎo)了班級(jí)輿論,有利于形成班級(jí)正能量。
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
天津市教育委員會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
南京出版社主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級(jí)期刊
中華人民共和國(guó)教育部主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
未來(lái)出版社主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級(jí)期刊
中華全國(guó)婦女聯(lián)合會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
安徽省婦女聯(lián)合會(huì)主辦