混凝土泵送管道振动和应力监测及数值模拟研究

发布时间：2020-05-25 18:56

【摘要】：随着现代建造产业的不断发展,混凝土泵送技术得到了很大的提升,混凝土泵送系统的顺畅运行是保障现场混凝土输送质量和混凝土浇筑效率的根本。但混凝土泵送过程往往会因混凝土材料性能、管道布设方式、泵送参数的设置等因素影响而发生堵管和爆管故障,这在一定程度上会影响混凝土的施工质量和项目现场施工的进度。因此,对泵送管道运行过程中特征指标变化规律的研究对保障混凝土正常泵送有重要的理论意义和实际工程价值。本文的工作通过在现场混凝土泵送管道特征截面上布置应变片和传感器,采用动态采集方式获取了泵送过程中管道特征截面的应变和加速度变化数据,通过对采集数据去噪处理和分析得到了以下规律:(1)靠近泵出口直管段管道的加速度相对其他部位要更大,垂直于弯管外弧线方向的加速度有突增现象,其余截面加速度随着管道延伸均不断减小,在不同泵送压力下泵送压力越大,则加速度越大;(2)管道水平面内振动位移随着管道延伸不断减小,在不同泵送条件下,泵送压力越大,则管道相应截面位移越大。另外,不同管段水平和竖直面内存在不同的位移特征系数λ_x和λ_y,λ_x和λ_y的变化能表征相应管段泵送过程中运行状态的改变;(3)在泵压作用下,同一截面管道环向应变约为纵向应变的2-4倍;管道环向应变随着管线的延伸不断减小,但在弯管处存在明显应力集中现象;管道纵向应变在平管段不断减小,但在竖直管段由于管道自重等影响应变增大;(4)单位长度弯管引起的管道压力损失相对直管段更大,1米弯管引起的压力损失值约为6米直管引起的压力损失值。本文还建立了混凝土泵送过程的离散元模型,通过模拟不同的泵送条件,找出了竖直弯管部位混凝土颗粒运动速度分布和管道壁面压力的变化规律,管道应力理论分析结果与试验的应力变化结果吻合较好。论文的研究成果对混凝土泵送施工过程的管路优化和管道监测有很好的理论意义与工程价值。
【图文】：

图 2-1 泵送管道 1/4 弯管混凝土布料机凝土布料机在楼层顶部连接泵管终端，通过施工人员操纵布料机旋转伸臂同部位混凝土的浇筑，为楼层混凝土的浇筑提高了很大便利，移动布料机主完成。混凝土泵送过程常见故障分析堵管混凝土泵送过程中，每一次循环都是由泵活塞冲程的交替进行来完成，如果系统的油压突然升高，油路溢流阀发生溢流现象，同时料斗内混凝土无法被

图 2-2 正常泵送过程图 2-3 堵管过程状况时，不仅影响混凝土施工过程，还可能由于，对现场的工作人员和设备造成威胁，因此，，在进行监测，尽量避免管道发生堵塞。生主要归因于管道内部运行压力太大，超过了管
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU646

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本文编号：2680595