浅谈顶管机电控系统设计.pdf

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1、浅谈顶管机电控系统设计余用木(厦门海投房地产有限公司，福建厦门361026)摘要：本电控系统具有实时性快、可靠性高、稳定性好、界面直观、简单易用等优点，先进的分布式网络控制架构在顶管机中的应用，实现了制造、使用、检修和维护等环节上的便利和快捷，采用该方案是符合项管机产品特征和使用特性的，同样也适用于盾构掘进机及相关领域。关键词：顶管机电控制系统设计1控制系统设计传统的顶管控制屏普遍采用指示灯、按钮开关、仪表盘组成，功能简单，不能实现复杂的控制，已满足不了当下施工的需要。随着自动化技术的发展，越来越多控制设备逐步采用PLC技术。顶管的控

2、制及数据采集可以由1个或多个PLc完成。使用1个PLc的技术即集中控制方式，PLC安装在一控制柜中，通过多芯信号控制线连接各设备单元如果控制单元数量较多，则相应的线路也要增加，设备布置分散就会使走线复杂，不便于维护，故障率也会增加，可靠性相对较差。使用多个独立的PLc，分别控制各系统设备运行，各自为政，相互独立不便于联动。这两类方式都不大适用于本系统，如何才能实现既能分散控制，又能互相联动?为此，在本工程中引入了网络型的分布式I／O控制方式。以PLc为控制核心，采用主从式、分布式结构，遵循“集中监测、分散控制”的原则，将集中控制和分散

3、控制相结合，数据计算与逻辑控制用集中控制方式，输入输出则分散处理，这样既保证了数据处理的完整性、统一性，实现了设备的联动控制，又避免了控制中心过于庞大、连接电缆过多的弊端，从而提高了系统的可靠性和稳定性。2硬件设计硬件设计首要是安全，要防短路，另外还需要考虑抗干扰设计，如隔离、屏蔽和布线等。目前市场上PLC产品众多，为尺寸较大而形成的“短柱”，不得大于0．55。柱截面延性还与配箍率有密切关系，因而框支柱的配箍率也比一般框架柱的大得多。箍筋不得小于‘p10@100，全长加密，且配箍率不得小于1．5％。在工程中，个别框支柱还兼做剪力墙端柱

4、，所以还应满足约束边缘构件配箍特征值不小于O．2的要求，折算成配箍率(C50混凝土)即为2．64％。框支柱为非常重要的构件，为增大安全性，对柱端剪力及柱端弯矩均要乘以相应的增大系数，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30％。因为程序计算时，一般假定楼板刚度无限大，水平剪力按竖向构件的刚度分配。底部剪力墙刚度远大于框支柱，使得框支柱剪力非常小。然而考虑到实际工程中楼板的变形以及剪力墙出现裂缝后刚度的下降，框支柱剪力会增加。因而对框支柱的剪力增大作了单独规定。另外，为了加强转换层上下连接，框支柱上部墙体范围内的纵筋应伸人上部墙体内一层；

5、其余在墙体范围外的纵筋则水平锚人转换层梁板内，满足锚固要求。3．2框支粱框支梁截面尺寸一般由剪压比控制，宽度不小于其上墙厚的2倍，且不小于400mm；高度不小于计算跨度的1／6。工程框支梁梁宽统一定为800mm。框支梁受力巨大且受力情况复杂，它不但是上下层荷载的传输枢纽，也是保证框支剪力墙抗震性能的关键部位，是一个复杂而重要的受力构件，因而在设计时应留有较多的安全储备，特一级抗震等级的框支梁纵筋配筋率不得小于o．6％。框支梁在满足计算要求下，配筋率不小于0．8％。框支梁一般为偏心受拉构件，梁中有轴力存在，因而应配置足够数量的腰筋。腰筋

6、采用‘p16，沿梁高间距不大于200mm，并且应可靠锚入支座内。框支梁受剪很大，而且对于这样的抗震重要部位，更应强调“强剪弱弯”原则，在纵筋已有一定富余的情况下，箍筋更应加强。箍筋统一采用‘p14×100八肢箍全长加密，配箍率达到1．53％，远大于特一级级抗震条件下框支梁的配箍率要求。3．3转换层楼板框支剪力墙结构以转换层为分界，上下两部分的内力分布规律是不同的。在上部楼层，外荷载产生的水平力大体上按各片剪力墙的等效刚度比例分配；而在下部楼层，由于框支柱与落地剪力墙间的刚度差异，水平剪力主要集中在落地剪力墙上，即在转换层处荷载分配产生

7、突变。转换层楼板承担着完成上下部分剪力重分配的任务；并且由于转换层楼板自身平面内受力很大，而变形也很大，所以转换层楼板必须有足够的刚度作保证。转换层楼板采用C50混凝土，厚度180mm。‘p14@150钢筋双层双向整板拉通，配筋率达到0．28％。另外，为了协助转换层楼板完成剪力重分配，将该层以上两层及以下各层楼板也适当加强，均取厚度150mm。4结束语通过高层建筑转换层结构设计的工程实践，体会如下：根据建筑平面及功能要求合理选择转换层形式，正确选择建筑抗震类别是转换层设计的关键点，结合结构布置，正确选择各分部的抗震等级，构件设计应注重

8、抗震延性设计的概念，对主要构件进行加强是设计的重点。·43·了保证整个系统的稳定性，本系统采用三菱PLc。依据本顶管机的工艺流程和复杂程度进行估算，输入输出点数统计如表1所示。另外还需要PID控制、网络传输等功能，属于中