滑模工作原理

滑模不僅包含普通或?qū)Ｓ玫裙ぞ呤侥０?，還包括動力滑升設(shè)備和配套施工工藝等綜合技術(shù)，主要以液壓千斤頂為滑升動力，在成組千斤頂?shù)耐阶饔孟拢瑤?米多高的工具式模板或滑框沿著剛成型的混凝土表面或模板表面滑動，混凝土由模板的上口分層向套槽內(nèi)澆灌，每層一般不超過30cm厚，當(dāng)模板內(nèi)最下層的混凝土達(dá)到一定強度后，模板套槽依靠提升機具的作用，沿著已澆灌的混凝土表面滑動或是滑框沿著模板外表面滑動，向上再滑動約30cm左右，這樣如此連續(xù)循環(huán)作業(yè)，直到達(dá)到設(shè)計高度，完成整個施工。滑模施工技術(shù)作為一種現(xiàn)代（鋼筋）混凝土工程結(jié)構(gòu)高效率的快速機械施工方式，在土木建筑工程各行各業(yè)中，都有廣泛的應(yīng)用。只要這些混凝土結(jié)構(gòu)在某個方向是邊界不變化的規(guī)則幾何截面，便可采用滑模技術(shù)進(jìn)行快速、高效率的施工制作或生產(chǎn)。在各種規(guī)則幾何截面的混凝土結(jié)構(gòu)上，滑模技術(shù)顯示出無窮的威力。混凝土結(jié)構(gòu)的施工經(jīng)濟(jì)性和安全性大大提高，施工制作效率成倍增加。

滑模工程技術(shù)是我國現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中機械化程度高、施工速度快、現(xiàn)場場地占用少、結(jié)構(gòu)整體性強、抗震性能好、安全作業(yè)有保障、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)綜合效益顯著的一種施工技術(shù)，通常簡稱為“滑?！薄?

滑模技術(shù)的最突出特點就是取消了固定模板，變固定死模板為滑移式活動鋼模，從而不需要準(zhǔn)備大量的固定模板架設(shè)技術(shù)，僅采用拉線、激光、聲納、超聲波等作為結(jié)構(gòu)高程、位置、方向的參照系。一次連續(xù)施工完成條帶狀結(jié)構(gòu)或構(gòu)件。

滑?；２僮髌脚_支承系統(tǒng)

操作平臺支承系統(tǒng)有兩大類，一類是剛性支承系統(tǒng)，其中又有由中心筒及輻射布置的桁架結(jié)構(gòu)組成的"輪轂式"支承系統(tǒng)及由主副桁架、主副梁組成的緊貼內(nèi)圈布置的多連形支承系統(tǒng)；另一類是柔性支承系統(tǒng)。

滑模爬升千斤頂選用

爬升千斤頂由過去單一的3.5t級滾珠式一種，發(fā)展為3.5t、6t、9t、10t級，且有滾珠式、楔塊式、松卡式和升降式等多種形式和功能。毫無疑問，大噸位千斤頂?shù)氖褂?，為開拓滑模工藝新領(lǐng)域創(chuàng)造了條件，例如房屋建筑中開拓了滑模與升板相結(jié)合的"滑升法"。筒倉施工中，由在倉壁內(nèi)利用Φ25爬盤滑升改為利用Φ48×3.5腳手管爬升，從而使原來爬行埋在混凝土內(nèi)不能回收，轉(zhuǎn)為可以回收，又如當(dāng)大直徑筒倉采用輻射"輪轂式"支承時，可在筒倉中心部位處增設(shè)"帽式井架"，在井架內(nèi)用中心吊掛式千斤頂來輔助筒壁千斤頂滑升，例如由中國建材建設(shè)總公司上饒滑模處承建的宿州糧庫5個Φ28m淺圓倉施工中，就采用了此法，解決了柔性平臺操作困難，容易引起庫體失圓，剛性平臺重量大，用鋼量多的矛盾，取得可喜的成功。由江都滑模成套設(shè)備廠試成功的GSJD-35型滾珠式升降千斤頂，既能承載上升，又能承載下降，從而使千斤頂只能升不能降，降模施工時被動尷尬的局面，不再成為困擾我們的因素。我們認(rèn)為在推廣使用大噸位千斤頂同時，小噸位千斤頂仍有其獨特優(yōu)點，不能概摒棄，更能斥之為因循守舊，正如在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，Ⅱ、Ⅲ級高強鋼筋在受力大的梁、柱中被廣泛使用，甚至可用型鋼來代替鋼筋；但受力不大的梁、板中，為了便于架立，有利于抗裂，小直徑的Ⅰ級鋼筋仍有其用武之地一樣。

滑?；０甯叨冗x用

滑升模板的高度以1.2m為宜，高度大，將使混凝土對模板的側(cè)壓力增大，開字架腿柱處連接焊縫就容易脫開，引起漲模。

下面是我們在施工中遇到的一些難題和采取的相應(yīng)對策：

1.滑升平臺易變形平臺剛度和穩(wěn)定性應(yīng)加強

在滑升過程中，由于筒倉的直徑太大，平臺受自重、施工活載、混凝土摩阻力及各種附加荷載的影響也很大,因此容易出現(xiàn)變形。當(dāng)平臺變形后，對滑模過程將造成很大的影響。會出現(xiàn)因平臺滑升高差太大，造成結(jié)構(gòu)的垂直度超差，或扭轉(zhuǎn)偏差嚴(yán)重，甚至無法繼續(xù)滑升的現(xiàn)象。所以在平臺組裝時，我們采取了以下措施：

控制提升架及千斤頂?shù)臄?shù)量，且布置要均勻。千斤頂?shù)拈g距在1.2m左右。對壁柱等特殊部位，增設(shè)提升千斤頂。在安裝提升架時，必須保證垂直度，且橫梁要水平。液壓油管長度及直徑要基本一致，油路暢通，以保證加壓時壓力傳送同時到位。

加密平臺的垂直支撐系統(tǒng)，增設(shè)適當(dāng)?shù)募舻稉巍Υ怪敝挝覀儾捎玫氖潜纫话慊脚_，隔跨加密的辦法。同時，每隔3~4m左右設(shè)置一道剪刀撐。

加大柔性平臺的拉筋直徑，加密拉筋數(shù)量。根據(jù)筒倉直徑的大小，采用的拉桿鋼筋直徑為14～16mm，間距為1～1.2m左右。

2.盡量減輕平臺自重和施工荷載

在加強平臺剛度的同時，應(yīng)盡可能地減少自重對平臺的影響。也就是說，在平臺組裝的過程中，不是越牢固越好。因為，自重過大時，必然增加起升系統(tǒng)的負(fù)荷。同時還要注意滑升過程中平臺上的材料堆放問題。在滑升過程中，要做到平臺上的材料堆放要均勻，而且在保證使用的情況下，盡可能做到堆量少，勤上料。要做到這一點，垂直運輸工具的配備一定要合理。我們采用了兩臺塔吊，負(fù)責(zé)吊裝鋼筋、提升桿等材料。

3.保證混凝土的澆灌強度及鋼筋綁扎的速度

因為滑模施工要求每一滑升高度的混凝土澆筑及鋼筋綁扎，必須在規(guī)定的單位時間內(nèi)完成，否則，滑模工作就不能連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)筒倉結(jié)構(gòu)直徑大了之后，混凝土的澆灌量和鋼筋綁扎量都大得多，而混凝土的凝結(jié)時間是固定的。

滑模函數(shù)的設(shè)計

在系統(tǒng)進(jìn)入滑動面后能實現(xiàn)某種強制滑模運動，保證滑模具有期望的運動品質(zhì)。 滑模函數(shù)的設(shè)計有很多種方法，其中線性滑模設(shè)計方法有極點配置法、最優(yōu)控制法、微分幾何法和李雅普諾夫方法等。另外，近幾年來許多學(xué)者對非線性滑模、終端滑模、積分滑模、離散滑模、智能滑模等滑動模態(tài)也進(jìn)行了深入的研究，并取得了一定的成果。

當(dāng)系統(tǒng)滑動態(tài)初始時刻值

即

同理

由上式可知，系統(tǒng)從任意初始狀態(tài)運動到達(dá)滑模面的時間

系統(tǒng)到達(dá)滑模面

兩邊求定積分，得

可以計算系統(tǒng)沿滑模面到達(dá)原點的時間

通過計算，可知終端滑?？刂破髂軌蚴沟孟到y(tǒng)在有限時間

積分滑模非線性積分滑模控制方法

針對一類不確定非線性系統(tǒng)的滑?？刂?提出了一類具有"小誤差放大,大誤差飽和"功能的光滑非線性飽和函數(shù)來改進(jìn)傳統(tǒng)的積分滑?？刂?以形成非線性積分滑模控制.在保持傳統(tǒng)積分滑?？刂聘櫨鹊耐瑫r獲得更好的暫態(tài)性能.應(yīng)用Lyapunov穩(wěn)定性理論和LaSalle不變性原理證明了對最終常值干擾可以完全抑制.考慮控制受限時,所設(shè)計的飽和控制器類似于一種PD 非線性I控制器.最后,仿真算例驗證了非線性積分滑?？刂品椒ǖ挠行?。

積分滑模多機器人的積分滑模編隊控制

以一組非完整約束兩輪機器人為研究對象,提出了具有非匹配不確定性的移動機器人系統(tǒng)的積分滑模編隊控制。在單個機器人運動學(xué)模型的基礎(chǔ)上,考慮機器人自身參數(shù)變化、打滑和側(cè)移等不確定性的影響,采用領(lǐng)航-跟隨機制,建立了編隊系統(tǒng)的動力學(xué)模型。該動力學(xué)模型含有非匹配不確定性,無法應(yīng)用積分滑?？刂频牟蛔冃砸种?。在合理的假設(shè)下,從理論上證明了具有非匹配不確定的編隊系統(tǒng)在滑模階段具有局部漸近穩(wěn)定性;證明了積分滑模編隊控制律能夠保證滑模的可達(dá)性條件。最后以三個機器人組成仿真實驗平臺,驗證了在非匹配不確定性的了積分滑模編隊控制方法的有效性及可行性。 2100433B