U型槽范文

U型槽范文（精选5篇）

U型槽 第1篇

1工程概况

本项目为辽阳市中心城区中的一条次干道—小庄街, 为单块板式断面, 新建工程。本次设计的起点为胜利路, 终点为铁西路, 道路全长766. 308m, 其中291. 097m为U型槽段, 118. 903m为既有框构桥段, 其它为道路段, 规划道路红线宽32m。该路段与长大铁路和哈大快客线路垂直相交, 铁路部门已为小庄街的下穿预留了三孔式框构桥, 其边墙和中墙宽度均为1. 0m, 边墙间净宽为28. 90m, 机动车道限高4. 9m, 非机动车道限高3. 5m。

框构桥西侧U型槽长123. 127m, 东侧U型槽长167. 970m, 每隔20. 0m设一道沉降缝, 道路最低点设于框构桥东侧的出口处, 也是U型槽的集中排水点。

本文仅针对小庄街项目中U型槽的防水和排水设计进行介绍和分析, 其结构设计部分, 在此不予赘述。

2地质条件

2. 1岩土特征

场地范围内, 基岩埋藏较深, 第四系覆盖层较厚, 钻探所揭示的地层厚度、岩性特征等由上而下予以描述:

杂填土: 杂色, 厚0. 5 ~ 1. 5m, 由粘性土夹角砾碎石及建筑垃圾等组成, 稍湿, 松散。

粉质粘土: 分布广, 褐色, 厚0. 8 ~ 1. 6m, 软塑~硬塑, 稍有光泽, 无摇振反应, 强度中等, 韧性中等。基本承载力 δ = 150k Pa。

中砂: 黄褐色, 纯净, 饱和, 中密, 厚2. 5 ~ 3. 5m。基本承载力 δ = 350 k Pa。

粗圆砾土: 分布广, 黄褐色, 潮湿至饱和, 中密, 厚度超过5. 0m, 一般粒径20 ~ 60mm, 最大粒径>100mm, 主要成份多为岩浆岩和变质岩, 孔隙由粗砂填充。基本承载力 δ = 500k Pa。

2. 2水文信息

场地范围内, 地下水的基本类型为潜水型地下水, 存于中砂和粗圆砾土中, 由大气降水和地下径流补给, 一般初见水位深度3. 7 ~ 5. 80m, 稳定水位在地面下3. 3 ~ 4. 5m, 绝对高程为16. 82 ~ 15. 62m, 高于路面设计标高。

根据调查资料显示, 2010 年铁路框构桥施工时测量地下水位深度为3. 0 ~ 3. 8m, 水位年变化幅度1. 0 ~ 2. 0m。设计时应按最高水位进行计算。另外, 杂填土层含季节性上层滞水。水量、水位变化不均, 季节性影响较大。取水样化验表明, 该地下水无腐蚀性。

3防水设计

3. 1防水系统

U型槽主体结构长期处于地下水位以下, 其防水设计直接影响结构本身的坚固性和耐久性。防水应以“经济合理, 多重设防”的原则进行设计。

U型槽防水设计主要包括主体结构防水和细部构造防水两项, 其中主体结构防水主要是通过采用防渗混凝土解决, 细部构造防水主要包括缝隙防水和管线防水。缝隙防水主要是指沉降缝和施工缝的防水处理, 管线防水主要是指路面最低处横穿U型槽边墙的排水管线和纵向穿过端隔板的其它管线的防水处理。

本工程主体结构采用C30 防水混凝土就地支模浇筑, 根据《地下工程防水技术规范》GB 50108 -2008 中相关规定, 确定本U型槽的防水等级为二级, 不允许漏水, 混凝土抗渗等级P6。底板下部素混凝土垫层标号为C20, 厚度应为15cm。

施工缝通常采用企口式, 并应保证距离U型槽底板上边面1. 0m以上。本设计仅对边墙施工缝进行防水处理, 中心涂抹遇水膨胀密封胶, 迎水面粘贴预铺式冷自粘防水卷材。中墙不涉及任何防水处理。

本工程主要针对横穿U型槽边墙的排水钢管进行防水处理, 设计采用B型柔性防水套管作为主要的防水装置, 迎水面辅以遇水膨胀密封胶 ( 聚硫密封胶、聚胺酯密封胶) 进行嵌缝阻防。其它管线的防水可参考此方案进行处理。

做好防水处理是相当困难的一件事, 需要多方的努力和配合, 每个环节都不能出现任何闪失。缝隙防水和管线防水是整个防水体系中最为薄弱的两个环节, 且管线防水又很容易被忽视。关于沉降缝防水, 详见“传统防水”和“多重防水”。

3. 2传统防水

传统防水设计多采用单层或双层防水, 单层防水主要采用PE1 - 127 型中埋式橡胶止水带进行防水, 双层防水是在单层的基础上在迎水面增加一道预铺式防水卷材 ( SBS胎基) 进行封堵, 详见图2。

理论上单层防水是完全可以满足沉降缝的防水要求的, 但理论和实践是存在一定差距的, 受施工能力和使用环境等条件的制约, 要想达到设计的理想化状态几乎是不可能的, 也就是说我们无法保证所有橡胶止水带在施工及使用过程中不会出现任何的破损, 一旦橡胶止水带在某一环节出现任何微小的漏点将导致整个防水系统崩溃, 且不可逆。

工程实践证明传统防水设计出现漏点的现象还是有一定比例的, 没有人可以确保沉降缝处一定不会出现漏点, 但我们可以通过其它方式来提高其防水能力和防水概率。

3. 3多重防水

多重防水是利用多种高性能防水材料, 发挥其各自优点增加防水概率的一种综合性防水设计。与传统防水设计相比多重防水的性能更强效果更好。本工程采用的就是多重防水设计, 详见图3。

由图3 我们可以看到主防水结构仍然是橡胶止水带, 但同时增加了4 道辅助防水层, 为提高其防水概率有时可能会更多。图中预埋注浆管用于混凝土养护结束之后的注浆防水, 本工程选用的是聚胺酯注浆液。

由于本工程既有框构桥采用的是预制箱涵, 顶推就位的施工工艺, 因此不能采用双肢止水带, 只能采用单肢型止水带, 单肢埋于U型槽底板及边墙内, 靠橡胶孔的挤压变形来达到止水的目的。其它辅助防水层均可按图3 顺利施工。

4排水设计

4. 1排水系统

U型槽的排水设计直接关乎路面结构的稳定性和耐久性, 从而影响交通的安全性和顺畅性。整个排水系统由泄水管、盖板明沟、横向排水管、集水池和雨水泵站组成。也就是说我们要将所有流入U型槽内的雨水最终全部排入集水池, 由雨水泵站将其快速提升排走, 且边入边排。本项目泄水管设在U型槽中墙压顶内, 盖板明沟设在U型槽中墙和机动车道相交处, 横向排水管设在框构桥东侧道路最低点处的路基内, 集水池及雨水泵站设在U型槽北侧距离边墙20. 0m处。

4. 2排水过程

按照“减入增出, 明暗结合”的原则, U型槽两侧端隔板外侧路面应设置成反坡, 尽可能地减少雨水流入U型槽内的体量, 有利于减轻雨水泵站的排水压力, 加快排水速度, 必要时还可适当减小泵站规模, 经济合理。

流入U型槽内的雨水包括人行道雨水、非机动车道雨水及机动车道雨水, 人行道和非机动车道雨水顺横坡流向中墙, 通过设置在压顶内的泄水管排入机动车道, 机动车道雨水及汇入的人行道和非机动车道雨水一同流向铸铁盖板明沟, 雨水流入明沟后通过两根D400 横向排水钢管排入集水池, 最后由泵站内的潜水泵抽排至既有市政排水系统内。

道路管养部门要定期特别是汛期来临前务必做好安全检查工作, 及时清理U型槽内盖板明沟、横向排水管以及集水池内垃圾以免堵塞积水, 导致雨水泵站无法正常工作, 造成不必要的损失。

5注意事项

( 1) 施工U型槽底板垫层前应采取一定的排水措施 ( 本工程在基坑外缘布置管井降水) 进行降水, 使地下水位始终保持在垫层以下0. 5m, 直到边墙墙背填料及上部道路基层施工结束后方可停止降水作业。

( 2) 橡胶止水带必须符合国家技术标准《高分子防水材料第二部分止水带》GB18173. 2 - 2000中的相关规定。

( 3) 橡胶止水带在搬运、安装过程中, 不得损坏, 如有破损, 禁止使用。止水带位置应端正, 其中心线应与沉降缝中轴线重合, 防止扭曲、偏斜、被钢筋等割破。底板止水带下的混凝土及边墙止水带外侧的混凝土均应特别注意捣固密实, 保证无空隙, 以免漏水。

( 4) 橡胶止水带的安装应严格按照图纸施工, 沉降缝宽度不得超过3. 0cm, 以防止止水带起不到止水的作用。

( 5) 边墙橡胶止水带的最高点应高于丰水期最高地下水位线, 以保证地下水不能从止水带上方溢出。

( 6) 要保证U型槽基础的压实度, 避免发生不均匀沉降而拉裂止水带, 使其失去止水作用。

6结语

本次设计的小庄街U型槽部分已全部施工完毕, 但道路部分尚未竣工通车, 所以其防排水能力和使用效果还有待进一步的观察和研究。

以往我们都把注意力集中在了U型槽的主体结构上, 而忽视了其防排水设计。大量工程实例表明, 几乎所有出现问题的U形槽项目均为防水处理不当或排水不畅所致, 与结构无关, 望同行们引以为戒。随着U型槽结构的逐步推广和应用以及实践经验的不断积累, 其防排水设计将得到进一步的提高和完善, 从而形成一整套统一的设计规范, 更好地为城市交通服务。

摘要：U型槽以其结构简单稳定、施工方便, 并可有效挡土及抑止地下水保持路堑干燥等优点而得到广泛应用和认可。结合辽阳市实际工程项目, 对U型槽的防水和排水设计进行了全面细致的介绍和分析, 提出了“多重防水”及“管线防水”等一些关于U型槽防排水设计方案, 以期为同行提供参考。

关键词：U型槽,防水设计,主体防水,细部防水,排水设计,雨水泵站

参考文献

[1]张建军, 才西月.槽式挡土墙在城市地道桥引道上的应用[J].辽宁省交通高等专科学校学报, 2003, 5 (2) :6-7.

[2]费文燕.下穿立交引道中U型槽结构设计与分析[J].路基工程, 2015 (5) :151-152.

江门隧道U型槽雨棚钢结构制作安装 第2篇

关键词：U型槽,雨棚,制作安装

引言

在铁路雨棚的整个生命周期内, 其安全性能对于保障列车和工作人员的生命安全十分重要。江门隧道工程采用U型槽钢结构雨棚, 体型庞大、体系较为复杂, 尤其是雨棚的纵向线路由三段反曲圆弧段和二直线段组成, 对加工下料制作图以及安装工作量增加了数倍的难度。本文主要介绍了江门隧道工程U型槽雨棚的钢结构的制作及安装施工过程, 对于类似工程具有较为现实的借鉴意义。

一、工程概况

广州至珠海铁路新建工程复工工程江门隧道U型槽雨棚施工工程 (见图1) , 雨棚由跨度10.4 m, 边悬挑0.5~2 m的刚架组成, 刚架由双钢管柱、焊接H型钢梁组成, 雨棚总长度1 020 m。雨棚的纵向线路由三段反曲圆弧段和二直线段组成。屋面系统由H型实腹刚檩条、系杆、水平支撑组成。钢架基本柱距为9 m, 伸缩缝两端端悬挑长度4.5 m;雨棚屋面板投影面积15 912 m2。整个雨棚立于地道U型槽上。本工程结构的设计使用年限为50年, 结构的安全等级为二级。抗震设防烈度7度;设计基本地震加速度值0.10 g;设计地震分组为第三组。屋面做法采用彩色镀锌YX24-210-840 (V840) 压型钢板 (厚度0.5 mm) 。主体结构钢梁、钢柱采用焊接H型钢, 立柱型号为H400250610, 弧型H型钢型号为H35020068, 檩条采用高频焊接H型钢, 梁、柱间支撑及拉条均采用HPB235级圆钢。本设计建筑物耐火等级为二级。施工现场的环境:U型槽两侧是鱼塘和农田, U型槽内同时在铺设轨枕, 除了外侧便道以外, 空间相当狭小。因此在构件的运输顺序上安排要得当。

二、施工方案部署

在接手项目管理前, 必须做到逻辑思路清晰, 否则环环相扣, 容易导致施工不畅。下料前做到现场尺寸校对无误, 图纸会审细仔透彻, 发现斜柱柱脚加劲板不合理情况, 会同设计单位及各门部做出可行变更。构件加工前, 按安装顺序批次进行生产, 避免导致现场空间太小, 无法堆放, 减少现场安装时较大距离的吊运。

1. 本工程施工包括施工准备及钢结构施工两个阶段

(1) 施工准备阶段:包括施工现场准备、技术准备、材料准备、劳动力和工机具准备, 均在工程开工之前完成。

(2) 钢结构施工阶段:包括钢结构加工制作、运输、吊装、安装、校正、涂刷油漆、安装彩钢板等, 均组织好流水施工。

2. 施工顺序和进度计划

本工程遵循“先地下、后地上;先结构、后装修”的原则安排施工。

3. 本工程施工顺序如下

钢结构部分:材料检验材料矫直放样号料切割加工 (矫正、成型、制孔) 对接 (焊接) X光检验校正组装焊接校正划线制孔除锈试装装配质量检验涂层编号、发送现场检验钢柱吊装弧架H型钢吊装单片现场组装水平支撑吊装钢檩条吊装斜支撑安装拉条安装校正补漆中间验收雨棚彩钢板安装验收。

三、重点分项工程施工工艺

1. 钢结构加工制作

(1) 材料检验。本工程用于钢结构施工的钢材, 必须是钢材供应商向施工方提供钢材质量合格证明以及相关的技术性能资料。由于工程性质是属于公共建筑, 钢材的质量必须符合有关的规范、技术标准以及设计文件的要求。在钢材进场前, 还应由相关的实验部门在符合有关规范所要求的试验规程试验之后, 提供较为准确可靠的试验结果, 对工程质量提供保障。工程所用的配件或连接材料如焊丝、螺栓、焊条、高强螺栓以及焊剂和柳钉等都须符合相关规范的要求, 并具有相关的质量合格证明。

(2) 材料矫正。钢结构制作工艺中矫正是关键的工序, 是确保钢结构制作质量重要环节。对于各种型材, 如变形超标, 下料前应以矫正。制作钢结构的钢材矫正应用平板机、型钢矫直机矫正和人工矫正, 矫正后钢材表面, 不应有明显的凹面或损伤, 划痕深度不大于0.5 mm, 且不应大于该钢材厚度负允许偏差的1/2。人工矫正钢板时, 应根据变形情况, 确定锤击顺序。

(3) 放样。放样前应该核对施工图、熟悉工艺标准、掌握各部件的精确尺寸严格控制尺寸精度;同时考虑到现场预埋地脚螺栓误差, 由现场实测位置提供给钢结构厂家, 统筹考虑放样。放样应在放样平台上进行, 平台必须平整稳固。放样平台严禁受外力冲击, 以免影响平台的水平度。放样时首先应在平台上弹出垂直交叉基线和中心线, 依次放出构件各节点的实样。此标段的雨棚共1 020 m是由多段反曲圆弧和若干段直线段组成, 不同半径的内弧和外弧及轴线与轴线产生倾角, 因此每一轴位的柱脚预埋定位、构件下料图的设计、构件分批制作规格量非常巨大, 为使现场的安装顺畅进行, 每一轴段的构件均需做到明确编号归列。

(4) 号料。号料作业前准备时应将样板的符号以及要求的数量加以熟悉, 钢材拌料应号出相应的基准线以备核查用, 孔洞则需要号规孔线。号料完成后应该在相应的零件上备注其规格编号、加工方式以及数量等信息, 并按照颜色的区别来分别标注不同的零件。号料时应根据不同的施工工艺的特点预留一定的切割加工的边缘余量, 防止焊件尺寸收缩。

(5) 切割。本工程钢板切割均采用气割的方法。在气割钢板和型材的时候, 厚度在14 mm以下时缝宽为2 mm;厚度在16~20 mm以下时缝宽为2.5 mm, 气割后的钢板和型钢的气割面的平面度和割纹深度以及局部缺口深度都必须符合相关的规定。

(6) 加工。为了消除切割后钢材硬化或产生淬硬层, 以保证构件连接接触严密、平整和其焊接坡口的加工质量, 需要对切割后钢材的边缘进行加工, 以确保加工的精度。边缘加工的宽度、长度、边直线度、相邻两边夹角、加工面垂直度以及加工面表面粗糙度都必须符合规范的规定。

(7) 制孔 (采用钻孔的方法) 。钻孔是在钻床上进行。为了确保制孔的质量应预先在零件上冲成或钻成小孔, 待结构装配时, 将孔扩钻至设计孔径, 确保孔壁不受损伤达到孔壁光滑。为了确保群孔制作的质量, 应预先制成钻模, 严格控制孔群的位置, 制孔时将钻模覆在零件上钻孔。

(8) 焊接。焊件应保证防潮、防油污以免锈蚀, 且不得发生变形。

(9) 组装。钢结构组装前, 应按施工图、施工方案及其下料单, 清点和检查加工件的材质、规格、数量和加工质量, 并将组件连接接触部位和沿焊缝边缘每边30~50 mm范围内的铁锈、毛刺、污垢等清除干净。

(10) 矫正。组合H型钢因焊接产生的变形, 本工程采用机械和高温加热矫正调直, 进行热矫正时, 加热温度不应超过900℃, 加热矫正后应自然冷却, 在矫正过程中, 不得损坏钢材材料组织。

2. 钢结构安装

根据本工程的结构形式, 钢结构安装的工艺流程:测量 (标高、轴线) 就位准备钢柱吊装校正并临时固定柱最后固定钢梁吊装就位临时固定柱间支撑吊装钢架吊装支撑吊装檩条安装面板安装等。

(1) 安装前的准备。钢结构安装前应按构件明细表核对构件的材质、规格及外观质量, 查验零部件的技术文件 (合格证、试验、测试报告以及设计文件、设计要求、结构试验结果的文件) 。所有构件, 必须经过质量和数量检查, 全部符合设计要求, 并经办理验收、签字手续后, 方可进行安装。

(2) 钢结构吊装。江门隧道工程U型槽雨棚钢结构安装工程中采用20 t的吊车进行安装, 钢结构吊装时应从其中一端开始, 吊装完成后陆续将其内部的支撑和檩条安装完毕, 并逐一检查钢结构的垂直度是否符合标准。然后以开始的两榀钢架作为吊装的起点来进行U型槽的吊装顺序。安装屋架时, 屋架梁是双坡式, 钢柱是双柱式, 屋架端部与柱顶节点板均为顺屋面坡度倾角, 安装时核对同一轴线的左柱或是右柱, 柱顶节点板的倾向是朝内还是朝外。屋架梁上的电气化固定节点板位置, 不得倒置。

(3) 安装校正。江门隧道工程的雨棚钢结构的钢柱校正时采用下述工艺进行。采用铅锤线或经纬仪来校核钢柱的垂直度, 若有偏差则需使用千斤顶来对钢柱进行调整, 直至其垂直度满足要求。

(4) 高强螺栓施工。在安装高强螺栓时, 要保持高强螺栓保持一定的洁净度免受污染物的锈蚀, 避免由于碰撞使其变形, 从而使其扭矩系数发生改变。此外, 高强螺栓应严格避免雨中作业的情况。

3. 屋面板的安装

到雨棚的轴向是由多段反曲圆弧和若干段直线段组成, 当然在直线段时装板时, 按常规头尾平行的传统形式安装就行了。但是在弧段安装时, 由于内弧长和外弧长产生弧长差, 无法平行铺设, 如果采用内弧端重叠, 那么板与板的直缝过大, 容易产生漏水, 再者檐口处, 会产生锯齿状, 要做修边处理, 使工作量增大。后经过计算和试验, 安装屋面板时, 把板的檐口端与相邻板沿边对齐并且左右打钉固定, 屋脊处固定板的一个角后, 另一边向板的中间挤压, 由于跨度水大, 所以每块板的调节尺寸相对很少。这样调节使屋脊端屋面板的波高加大, 又能做到檐口板沿顺着弧线的曲线, 既美观又安全适用。

四、结语

要保证U型槽雨棚钢结构施工质量, 还需要按下述几点措施加强管理:加强对施工人员的质量意识教育;建立工程质量保证体系;严格资料管理制度, 每一道工序完成后及时办理隐蔽记录和验评表;建立质量控制点, 检查部位验收重要落实质量目标责任制;做好分部分项工程的技术交底和工序搭接及工种间的配合, 做好质量检查和记录及评定;工程技术资料必须与施工进度同步, 实行按分部分项会签审查, 保证资料全面准确反映工程质量状况。

参考文献

[1]GB50205一2001, 钢结构施工质量验收规范[S].

预制混凝土U型槽在渠道中的应用 第3篇

1 预制混凝土U型槽的制作

1.1 机械设备

预制所用机械设备采用水利部认证产品 (LZYB-1型混凝土构件成型机) 。完整无损、立式养护、内光外实, 构件尺寸准确, 密实度高、抗冻, 抗渗, 抗折性能好。实践证明采用此预制机械, 预制流程简单, 预制设备投资小、机动灵活、操作简便, 并且预制混凝土U型槽具有工艺先进, 造价低廉等优点。

1.2 进行混凝土配合比试验

进场的各类材料必须有合格证书, 并到具有相应资质的检测实验室进行复检。根据设计提出的混凝土强度指标、生产模具的工艺条件、水及砂石料情况, 进行混凝土配合比试验。预制构件的成品, 经过相关方检验取得合格证后才可进行施工现场。

1.3 U型槽制作

按照工程设计U型槽尺寸定制模板, 并按照已批准的混凝土配合比拌制混凝土。U型槽制作过程中, 严格按照操作规程进行制作。每班次可以制作400块左右。生产的U型槽除强度要满足要求外, 表面应平直光滑, 无变形和蜂窝麻面现象。

1.4 及时养护

制作完成12小时后开始洒水养护, 保持一定湿度, 连续养护14。浇水次数以保证混凝土表面湿润为准, 气候炎热的夏天, 混凝土晒盖草帘后浇水, 以增强养护效果。

2 预制U型槽的安装

2.1 基础土方挖

按照设计渠道顶高程碾压填筑渠道后, 在开挖前先放开挖线, 采用小型挖掘机械进行开挖, 开挖过程中按开挖线进行开挖并尽量避免超挖, 并用人工清理至基地高程。

土方挖填完成后, 用少量U型槽由人工抬运至挖填成型的渠道中按照设计标准每距离20m左右安放一块标准块, 并以此样板为准, 挂线在两端面间至上而下修整基准槽断面。基础土壤密实度是混凝土U型槽寿命长短的重要因素, 应严格按照设计要求及质量标准控制其密实度, 按照测量数据进行比降控制。

2.2 铺设土工膜

为了达到节水防渗的目标, 在U型槽基础底部铺设复合土工膜一层。土工膜严格按照设计尺寸裁剪后, 按照上游压下游的方式搭接铺设, 搭接宽度不小于0.5m。

2.3 安装U型槽

在开挖成型的基槽上, 浇一层宽度为U型槽半径的1/2、厚5cm的M7.5细石混凝土作为垫层, 混凝土垫层的厚度要均匀。在施工中, 应按照设计的比降每隔5-10m定一个控制点, 并在控制点上安装一块U型槽, 槽底高程符合比降在此高程的要求。然后将U型槽从下游向上游进行, 相邻U型槽拼接必须平顺并预留宽20mm左右的间隙, 以便勾缝。勾缝时, 先涂1:2.5水泥砂浆一道, 再用1:2的水泥砂浆勾平缝。另外, 为了降低冻胀对混凝土预制件的影响, 每隔5m采用沥青麻刀灌缝 (按伸缩缝处理) 。

2.4 回填土

由于开挖断面与“U”形槽断面不十分吻合, 渠槽背面有时会出现空洞, 空洞填筑法通常有三种: (1) 中粗沙填筑; (2) 细石混凝土填筑; (3) 原土人工夯实填筑。前面两种方式, 施工方便, 但造价较高, 采用原土夯实填筑, 也能起到密实效果。泥土回填必须密实, 不允许有杂草、树根及大石, 采用人工夯实方法, 自下而上逐层夯实回填。回填后保证侧墙顶填土高出5-10cm, 侧墙填土宽30cm以上。

2.5 现浇混凝土压顶

压顶质量的好坏直接影响到U型槽的使用年限, 一般均采用现浇混凝土进行压顶, 这样可较好的解决其稳定性的问题。浇筑过程中经常检查模板、支架、和预留口的情况, 发现模板有变形、以移位时应立即停止浇筑, 并在已浇筑的混凝土终凝前修好。

3 施工中应注意的问题

3.1 土渠在“U”形槽安装前, 应对基础土壤的稳定性进行分析, 对于稳定性差的湿陷性土壤应换干粘土后, 分层夯实。旧渠道改造应清除底层残留物, 再用砼或砂浆, 严禁在原渠道基础上直接安装“U”形槽, 以免导致旧基础底部空洞, 造成渠道失稳变形、塌陷。

3.2 根据设计选好原材料, 对所有材料进行检查, 以确保质量。

3.3 现浇混凝土压顶前保持基础干净, 必须按照设计厚度支模浇筑施工, 混凝土严格按设计要求配比拌和后方可浇筑, 严禁撒水泥或用水泥砂浆代替混凝土, 重视混凝土的养护及保护, 避免人为破坏, 影响外观。

3.4 施工质量是防渗改造效果耐久性的重要因素。施工中要强化工序管理, 加强检测环节, 确保每一道工序均达到设计及规范要求。

3.5 混凝土U型槽预制现场需平整, 预制板模具采用制造尺寸合格的钢模, 要定期校模。

3.6 新渠或旧渠基础及槽背面填土必须夯实, 并将旧渠道的杂物清除干净, 避免基础失稳, 引起渠道变形。

3.7 衬砌后的“U”形槽防渗渠明确各方责任, 加强运行管理。不能重建轻管, 只建设不维护, 造成已建成的工程达不到使用期限及效果。

4 工程效果分析

U型槽 第4篇

液压控制元件的阀口形式很多, 可分为全周和非全周开口形式。非全周开口滑阀是液压阀的基本结构形式之一, 即在滑阀凸肩圆周上均布不同形状的节流槽及其组合形式, 如三角槽、矩形槽和半圆槽等, 用来获得不同的流量控制特性。除少数阀口面积与阀芯位移存在准确的函数表达式外, 大部分由于复杂的非线性关系较难获得解析式, 一般给出近似函数。

本文对双三角—U型槽组合阀口过流面积进行了解析, 并运用MATLAB软件建立了阀口面积的计算程序, 代入某阀具体尺寸进行了计算。

1 过流面积计算公式推导

建立如图一所示的直角坐标系, 推导双三角—U组合阀口的过流面积计算公式。

在C点有如下关系式:

式中, h—节流槽的深度;r—U形槽端口的半径;R—阀芯的最大直径;x—阀口开度;n—节流槽个数;a—双三角槽为某开口处在z轴上的位置;b—双三角槽为此开口处在x轴上的位置。

联立式 (1) 、 (2) 可以计算出zc与xc的值。

面积A2及其微元面积d A2为:

当x1<xC时:

由于双三角槽的宽度始终比U型槽的宽度大, 上式中:

当x1<xD时:

此时, , A2C等于式 (3) 在x1=xC时A2值。

当x1<xE时:

A2D等于式 (5) 在x1=xD时A2值。

面积A1为:

当x1<xB时:

此时, yv=R-kx,

当xB<x1<xC时:

此时, A1如图二所示:

当xC<x1<xD时:

当xD<x1<xE时:

A1=A10 (常数)

2 计算结果及分析

某阀的计算数据为:R=9mm, r=1mm, a=1mm, b=2mm, l=5mm, h=2mm, n=2, 2α=90°, ctga=m=1, 用MATLAB计算得到的节流槽过流面积曲线如图三所示。表面积A2用虚线表示, 截面积A3用实线表示。

下面来求解节流槽的阀口面积和过流面积梯度的表达式。由图三可知, 双三角—U组合形节流槽存在两个特殊的阀口开度x1与x2 (称为转折阀口) , 当阀口开度x=x1和x=x2时, 此时两条面积曲线相交A1=A2;当x<x1时, 节流槽的最小过流面积为A1;当x1<x<x1时, 最小过流面积为A2;当x>x2时, 节流槽的最小过流面积为A1, 此时A1=A10, 为常数。组合形槽在较宽的阀口开度范围内, 阀口面积是近似渐变的。根据面积公式, 求出两交点坐标分别为B= (2.0302, 1.0397) 和C= (3.6645, 3.9629) 。

节流槽过流面积多项式为:

由公式A=wx, 计算出阀口的过流面积梯度w (x) :

在CD段, 即3.6645<x<5时, 此时阀口开度已经到达U形槽的等截面段, 此时, 过流面积取A1为常数。

3 结束语

本文对某尺寸的双三角—U型槽组合阀阀口进行了过流面积的计算, 并求解了节流槽的阀口面积和过流面积梯度的表达式, 对组合阀口的流量特性计算提供了一定的参考依据。

参考文献

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[4]王东升.节流槽滑阀阀口流量系数及稳态液动力计算的研究[D].兰州:兰州理工大学, 2008.

U型槽 第5篇

做为无线局域网最重要的标准系列,IEEE 802.11a/b/g/n要求天线需支持2.4 GHz、5.2 GHz和5.8 GHz三频工作。同时,802.11n采用多入多出技术,要求多天线元间互耦低,以获取分集增益。相较于空间分集,极化分集靠天线间的交叉极化特性而非增加空间距离来获得低相关性信号[1]。线极化良好(交叉极化小于-20 dB)的天线可以通过相互之间正交放置形成极化分集,并在小间距(<0.5波长)时实现低互耦。文献[2]和文献[3]将3个线极化天线正交紧凑放置,单元间互耦小于-18 dB,有效减小了天线体积。

贴片天线的多频化技术主要有分形技术[4]和贴片开槽技术[5]等。U型槽是最常见开槽形状,其结构灵活,便于调试,但由其产生的频段常无法获得理想的线极化纯度。用等幅反相激励[6]和多叠层法[7]抑制交叉极化效果虽好,但会使天线结构复杂,难加工。在地板上开槽也可抑制交叉极化产生且加工难度低[8],却难同时应用在多频段上。下面提出一种满足IEEE802.11系列标准要求的三频天线,各频段都实现良好的线极化纯度。

1 天线设计

1.1 天线的基本结构

天线结构如图1所示,由2层介质板与3层金属面交替叠加构成,上下2层介质板的厚度分别为h1和h2,相对介电常数皆为εr。顶层金属面为正方形,边长为a;其上加载2组对称U型槽,L1和L3分别是外侧与内侧槽的宽度;L2和L4分别是外侧与内侧槽的长度;W1是方形金属边缘到外侧槽的距离;W2和W3是外侧与内侧槽的U型臂长度。中层金属面上开矩形耦合口径,其长宽分别为sx和sy。底层金属面为末端开路的微带线,其长宽分别为fx和fy。此微带线作为馈线,且与矩形耦合口径形成中心正馈,使得通过缝隙的耦合最大化。天线采用的这种缝隙耦合馈电方式将馈电结构与辐射单元通过金属接地板隔开,使得馈电线对贴片的辐射几乎没有影响;相对于探针馈电而言,由于没有探针所引入的电感分量,利于获得高线极化纯度。

2.4 GHz频段的中心谐振点取决于贴片边长a,约等于二分之一波导波长;工作带宽主要由厚度h1决定,h1变大,此带宽上升。5.2 GHz和5.8 GHz两频段的中心谐振点分别取决于外侧槽与内侧槽的总长度,即L2+2W2和L4+2W3;这2个频段的工作带宽主要由L1和L3分别决定。缝隙耦合强度随sx的变大而上升;sy的大小影响顶层金属面表面电流分布。馈线的特性阻抗为50 Ω,取决于εr及fx。

1.2 交叉极化分析

为了便于观察对称U型槽对于交叉极化的抑制,下面仅对单组对称U型槽加载的贴片天线加以分析。图2(a)是传统的单U型槽加载贴片天线,这里以此为基础添加另一个尺寸完全一致的U型槽,使其形成以贴片中心轴为对称的U型槽结构,如图2(b)所示,图中“”代表贴片上电流方向。

图2(a)标出了单U型槽加载贴片天线的表面电流分布,斜向电流可以分解成2个相互正交的分量,其中水平分量与产生主极化的表面电流方向平行,而垂直分量则产生交叉极化分量。图2(b)显示了对称U型槽加载的贴片天线的表面电流分布,由于U型槽的对称化使得顶层贴片的整体结构对称平衡,贴片上的表面电流分布整齐且以水平方向上的表面电流为主,垂直方向上的表面电流分量明显下降,提高了天线的线极化纯度。

借助于ANSOFT公司的电磁场仿真软件HFSS,对图2中的2种槽进行仿真。2层介质板相对介电常数取2.55,天线馈电采用特性阻抗50 Ω的微带开路线。2种U型槽贴片天线皆可取得2.4 GHz和5.2 GHz双频谐振,单U型槽和对称U型槽所产生的中心谐振频点分别为5.26 GHz和5.38 GHz。U型槽的对称化会带来谐振频段偏移,可通过调整槽的结构尺寸修正。观察2种槽型在中心谐振点上的方向图,单U型槽结构在所有方向上的交叉极化最大值为-7.5 dB,而对称U型槽结构的交叉极化最大值为-23.5 dB,下降了16 dB。可见,由于对称槽结构的引入,使得由开槽所产生的谐振频点的交叉极化得到明显的抑制。

1.3 三频天线仿真

利用上面抑制交叉极化的方法建立天线模型,如图1所示。经仿真优化后取得结构数值如下:

a=27.6 mm,L1=2.8 mm,L2=14.4 mm,L3=0.6 mm,L4=12.8 mm,fx=2.2 mm,fy=47 mm,W1=3.8 mm,W2=4.4 mm,W3=4 mm,sx=22 mm,sy=3 mm,h1=6 mm,h2=0.8 mm。

介质板仍采用相对介电常数为2.55的聚四氟乙烯(F4BM-2)材料,介质损耗角正切值小于0.001。为了增加2.4 GHz频段的带宽,h1调整至6 mm。

每个谐振频段所对应的顶层贴片电场分布图如图3所示。2.4 GHz、5.2 GHz和5.8 GHz三个频率段分别通过整个矩形辐射贴片、外侧的一组对称U型槽、内侧的一组对称U型槽的谐振获得。

天线的S11在2.37～2.52 GHz、5.12～5.35 GHz和5.7～6 GHz三个频段内小于-10 dB,如图4所示,满足IEEE 802.11系列标准对于天线工作频率的要求。2.4 GHz、5.2 GHz、5.8 GHz三个频率段的增益分别大于5.8 dB、4.8 dB和2.5 dB,能够满足常规室内应用。3个频段的线极化纯度较高,其中整个2.4 GHz谐振频段的交叉极化分量皆小于-31 dB,而5.2 GHz与5.8 GHz频段内的交叉极化分量也分别保持在-22 dB和-21 dB以下。

2 天线测试

基于上述设计结果,加工双对称U型槽结构的缝隙耦合贴片天线实物。为方便焊接SMA接头,沿上层介质板侧边裁出大小10 mm10 mm的缺口,如图1(a)中虚线圆圈所标。同时,为了固定上下2层介质板材料,在天线的4个侧面皆采用热熔胶加工固定。

使用Agilent 8722ES矢量网络分析仪测量天线的反射系数,实测和仿真结果如图4所示。由图可见,天线的3个-10 dB频带分别是2.4～2.51 GHz、5.17～5.35 GHz、5.73～5.85 GHz,与仿真结果相当吻合。

天线经近场全波暗室测量后,得到2.4 GHz、5.2 GHz和5.8 GHz三个频率段的中心频点增益实测值分别为6.75 dB、4.8 dB和3.8 dB,与仿真结果吻合。图5是各频段中心频点的极化分量方向图。

在5.25 GHz和5.775 GHz工作频率上,交叉极化分量实测值在上半平面上皆保持在-20 dB以下,且实测结果与仿真结果吻合。虽然2.44 GHz频率上的上半平面交叉极化实测结果亦小于-20 dB,但是相比于仿真结果上升约10 dB。此外,2.4 GHz和5.8 GHz增益实测结果与仿真结果之间存在约1 dB偏差。导致这2处差异的原因是:上下2层介质板仅四周采用热熔胶粘合固定,而天线中心部位无压合措施,导致此部位的上下层介质板拱起分离。实验表明,用以固定上下2层介质板的热熔胶和上层介质板的方形缺口对天线的S11、方向图及极化纯度无明显影响。

3 结束语

提出一种缝隙耦合馈电双对称U形槽加载三频贴片天线。仿真和实验结果表明该天线可以在3个频段内都实现良好的线极化纯度。天线不但满足了IEEE 802.11系列标准的工作频段要求,还能作为多入多出天线系统的组成单元,提供极化分集增益。其成本低、易加工、易集成,具有工程实用价值。 

摘要：提出一种可应用在无线局域网系统中的双对称U型槽加载三频贴片天线。相对于单U型槽而言,加载对称U型槽所产生的频段具有更高的线极化纯度。以此为基础设计并制作出具有双对称U型槽结构的贴片天线。天线通过矩形贴片、外层对称U型槽以及内层对称U型槽3个结构的谐振实现2.4 GHz、5.2 GHz和5.8 GHz三频工作,3个频段的增益分别大于5.8 dB、4.8 dB和2.5 dB,各频段内交叉极化小于-20 dB,实测与仿真结果基本一致。

关键词：贴片天线,三频,线极化,对称U型槽

参考文献

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