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颠倒的教室,是指教育者赋予学生更多的自由,把知识传授的过程放在教室外,让大家选择最适合自己的方式接受新知识;而把知识内化的过程放在教室内,以便同学之间、同学和老师之间有更多的沟通和交流。
――英特尔全球教育总监Brian Gonzalez
一、“颠倒的教室”从何而来
萨尔曼・可汗,一位不是科班出身的教育工作者,最初为了辅导表妹,借助网络将录制的教学视频上传到You Tube。在网友的赞扬和鼓励声中,他开始在家制作各种小型教育视频讲座上传到网上,受到广泛欢迎,拥有数以百万的观众。可汗这样形容自己的使命:“要加快不同年纪学生的学习步伐。有着这样的想法,我们希望向任何人分享对他们有用的材料。”
视频一旦上传至网络,任何人在任何时间、任何地点就可以免费观看讲座。每天晚上,学生可以在家把观看视频作为家庭作业,通过它学习新知识,第二天白天再在课堂上提出问题、合作探究、练习巩固。他的方法被人们称作“颠倒的教室”。
二、“颠倒的教室”颠倒了什么
1.“颠倒的教室”颠倒了教与学的顺序。
传统课堂的教学形式是“课堂讲解+课后作业”,颠倒课堂的教学形式是“课前学习+课堂研究”。前者是课堂上,教师传授新知识,学生一起学习,课后通过练习巩固知识,同时检测学习成效,即“先教后学”。后者是课前自主学习,课堂上教师可以以学定教,对学生的共性问题进行点拨或引导学生共同探讨,充分调动学生的积极性,即“先学后教”。“先学后教”课堂模式从形式上产生了根本转变,教师从“传授”变成了“解惑”,学生从“被动学”变成了“主动学”,体现了真正意义上的生本教育。
2.“颠倒的教室”转换了教师与学生的角色。
传统课堂上,教师是知识的传播者和课堂的管理者,学生是被动接收者。颠倒的课堂上,教师是学习指导者、促进者,学生是主动研究者和知识的意义构建者。事实上,目前课堂依旧是“以教师为中心”,“以学生为中心”很难落到实处。颠倒课堂做到了真正的“以学生为中心”,做到了“因材施教”。当然,并不是说教师的角色完全可以被电脑取代,变得不重要,而是角色有所改变而已。
3.“颠倒的教室”改变了教学形式。
传统课堂教学是知识传授的过程,虽然也有“自主学习”、“合作探究”、“能力提升”等环节,但更多的是教师讲解传授,师生互动、生生互动的时间较少。有的教师要求学生预习,而学生往往有依赖心理,反正老师会在课堂上讲,并不会真正把预习落到实处。颠倒课堂是知识内化的过程,是解惑的过程,学生活动的时间大大增加,传统的家庭作业成为课堂教学的核心,还能将所学知识运用到生活中,解释或解决生活中的问题,学以致用。
三、“颠倒的教室”有何优势
1.课前,教师能了解学生对知识点的掌握情况。
在“颠倒的教室”中,学生课前已经登录教学平台,完成知识的初步授受过程。教师可以登录平台,了解每个学生在家学习的完成情况,哪些学生观看了教学视频,哪些学生完成了检测,哪些学生没有完成学习,哪些学生学习有困难。教师可以锁定学习有困难的学生,锁定有共性的学习问题,有针对性地及时调整课堂形式,制定教学方法和策略,更有效地开展课堂教学,从而提高教学效率。
2.课上,教师更注重学生知识的内化和深度理解。
传统课堂上,主要完成知识的单向传授,学生对知识的内化需要通过课后作业完成,如果遇到困难,往往缺少教师的指导和帮助。颠倒课堂上,由于知识传授已经初步完成,再加上教师已经对学生在家的学习情况了如指掌,教师可以引导学生通过讨论、质疑、交流等方式,自行解决自学过程中的疑难问题,可以设置一些练习当堂完成,教师个别辅导及时答疑解惑。这个过程是学生主动思考、解决问题的过程,最终达到对知识的深度理解和能力的提高。
3.课后,学生仍能反复观看视频,不受时间与空间的限制。
不管视频也好,学习资料也好,都一直挂在网上,学生可以随时随地学习。此外,一些基础较差的学生或需要回顾知识的学生,可以根据自己的学习,反复地、放慢节奏地在线学习;一些由于生病、参加实践活动等原因无法上课的学生,也可以在线学习,从而跟上学习进度。
四、“颠倒的教室”如何更好地开展
“颠倒的教室”是教育技术应用的一个新热点。近几年,“颠倒的教室”在包括北美在内的世界各地学校广受欢迎,也有一些比较成功的案例。笔者在教学实践中开始尝试这种教学模式,要确保更好地开展教学,需要以下方面的支持。
1.信息技术的支撑。
从教师制作教学视频、学生在家观看教学视频到个性化与协作化学习环境的构建,都需要计算机硬件和软件的支持。
(1)硬件
学校信息化硬件配置需要提升,例如配置高性能服务器和一定数量的摄像机,增加网络宽带的接入量。学生课后需要通过电脑和网络学习。对于一些缺乏硬件条件的学生,学校应该提供相应的设备支持,例如学校机房应在课余时间对学生开放。
(2)软件
教师要全面控制课程的所有设置,配置灵活的课程活动,如论坛、测验、资源、问卷调查、作业、专题讨论等,需要一个功能强大的软件平台。魔灯是澳大利亚教师Martin Dougiamas基于建构主义教育理论而开发的课程管理系统,能够很好地解决这个问题。魔灯可以管理内容元件,设计教育训练,同时,加强学习者的历程纪录,让老师深入分析学生的学习历程。另外,教师可以定义自己的评分等级,在论坛和作业打分。
2.全方位的支持。
(1)学校教师的支持
国家一直在强调实施素质教育,为学生减负,但限于中考的升学压力,一些学校仍以应试教育模式帮助学生提高学习成绩。因此,实施颠倒课堂这种需要学生在课后花费大量时间的教学模式,需要学校在教学时间安排上予以支持。
微视频是“颠倒的教室”课前预习环节的重要载体,需要一线老师团队合作,花大量的时间和精力设计、开发制作、管理。教学设计环节,教师要根据各班在线学习的情况进行设计,不同班级有不同的方案。课堂教学环节,教师需要更多地引导学生一起交流、讨论、探究、演练等,促进学生的知识内化。
(2)学生家长的支持
学生家长的思想意识需要转变。对于一些自控能力不强的学生,家长需要督促,慢慢培养其在家自主学习的习惯。
总之,传统课堂教学模式必将发生变革,“颠倒的教室”可能成为未来教学模式之一。需要注意的是,“颠倒的教室”不是“在线视频”、“在线课程”的代名词,不是让学生盯着电脑屏幕孤立地无序地学习。这种模式的全面铺开,需要一线教师不断地尝试、摸索、实践、反思,完善这种体现生本教育理念的教学模式。
参考文献:
0、引言
云南陆良大莫古风电场49.5MW工程包括33个风机基础工程,风机机组基础设计环境类别为二b类,结构安全等级为二级,场址区地震基本裂度为7度。风机基础为圆形,主体混凝土标号为C35,抗渗等级W6,垫层混凝土标号为C15,主筋为22、25、32及16、20钢筋砼基础,底部直径17.5米,基础埋深3.2米。单基砼方量420立方。基础环直径4米,高2.16米,埋入砼1.52米。
1、风机基础施工工艺流程
风机基础施工工艺流程为:基础开挖C 15混凝土垫层施工浇注仓面准备(立模、底层绑钢筋、基础环粘橡胶垫圈并安装调平、埋管、架立上层钢筋
等)质检及仓面验收混凝土配料混凝土搅拌搅拌车运输混凝土入仓浇注振捣收仓抹压保湿保温养护拆模质量检查修补缺陷土方回填。
2、监理控制要点
2.1重视基坑验槽工作
云南陆良地质状况属于喀斯特地貌,多溶洞、溶槽,加强验槽,确保基坑底部的整体性和持力层的均质性,全场经验槽发现坑底存在大断裂、溶槽淤泥以及半岩石半粘土的共6个机位,均由地勘建议,设计确认出具处理方案,监理严格按照方案监督施工单位落实,保证了地基的可靠行。
基础断层
溶槽基础
2.2基础环安装及水平度检查
基础环安装提前由施工单位制定专门方案上报审批,基础环水平度的监理检查每基最少3次,分别在基础环吊装完成后,钢筋隐蔽前,和砼浇筑后,每个基础环布设8个测点,水平度误差控制在2毫米内,测量采用现场二次制作的标尺,两台水平仪同时读数,并做好观测记录,测量人员签字,监理复检单独做好数据记录。
2.3大体积砼施工过程控制
大体积砼施工控制的重点首先保证不出现温度裂缝,其次保证浇筑的连续性,为此需要做好以下工作:
2.3.1材料选择和配合比设计
在大莫古风电场基础施工中,根据现场施工条件,采用泵送工艺,使风机基础混凝土满足设计标号、泵送工艺、低水化热和缓凝的要求,基础用料采用425号低热矿渣硅酸盐水泥,使用骨料级配良好,各种指标满足设计要求,采用水洗砂,含泥量控制在2%以内,采用破碎石含泥量控制在1%以内,从材质源头控制骨料的合格。外加剂掺入膨胀剂和泵送剂,具体配合比如下:
混凝土强度等级C35,W6 坍落度 160--180
水泥 普硅P.O 砂 细度模数 粗砂 3.30
42.5 碎石 粒径(mm) 9.5~~31.5
单方用量(Kg) 水泥+粉煤灰 水 砂 石
外加剂
泵送剂 膨胀剂
380+98 210 722 1010 3.8 30.16
2.3.2对砼生产的监理控制措施
对水泥、粉煤灰、膨胀剂等材料查验其产品合格证,出厂检验报告,并按规范要求进行见证取样复检,质量必须符合规范要求,对砂石进行抽样复检,必须符合确定的配合比对砂石性能的要求。
按配合比要求进行计量检查。检查搅拌站各种衡器是否定期校核,保证计量准确。调电脑数据,检查各组份的计量偏差是否符合规范要求,特别是膨胀剂的掺量必须足量。
检查砼的搅拌时间。每工作班至少抽查两次,砼搅拌时间不少于2分钟。
坍落度检查:在搅拌站和浇筑现场分别检测坍落度,每一工作班不少于两次,评定时以浇筑现场的实测值为准,控制在16―18cm之间。
强度和抗渗等级检查:在浇筑现场随时抽取砼试块,标准养护强度试件每基取4组,抗渗试件每基取样一组,同时留置同条件养护试块每基2组。
2.3.3砼保温及检测工作
根据大体积砼施工规范,大体积砼里表温差(砼浇筑体中心和浇筑体表层温差)不宜超过25
2.3.4连续浇筑
大体积砼浇筑必须保证连续进行,间歇时间不得超过6h,如遇特殊情况,混凝土在4h仍不能连续浇筑时,需采取应急措施,即在己浇筑的混凝土表面上插12短插筋,长度1米,间距50cm,呈梅花形布置。大莫古项目在浇筑前,监理提出4条保证连续浇筑的措施,包括:材料供应足量、搅拌站备用发电机到位,机械备件到位,现场预备溜槽、灰斗和汽车吊,泵车配备机修人员到位,以防止浇筑过程停电、搅拌设备毁坏、泵车故障、水泥等材料供应跟不上等情况的出现,确保浇筑的连续性。浇筑过程中,监理进行旁站,督促落实确定的浇筑方案,旁站监理的重点是:浇筑顺序,振捣工艺,注意分层均衡浇筑,不产生施工冷缝。
2.3.5表面裂缝的防治
在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施,以防止砼表面出现塑性沉缩裂缝和表面快速失水引起的干缩裂缝。对风机基础收面工作,应给予足够重视,有的风电场基础浇筑完成后脚印都在上面就进行了覆盖,这样对钢筋的保护层厚度,砼的抗渗性能等都影响极大,大莫古项目监理要求基础收面必须挂线,抹压次数不少于2次,这样避免了既基础表面出现大面积的裂纹,又保证了基础的局部出现高鼓,局部又低洼“缺肉”现象,使基础的耐久性,抗冻融性能得到充分保证。
3、结束语
风机基础是风电场工程的重要组成部分,是风机运行安全和正常使用的前提,正确的施工和监理控制措施,显得尤为重要,监理人员必须熟悉和掌握控制的每一个环节,确保质量。
参考文献:
随着市场规模的迅速扩大,我国风电装备制造业的实力显著增强,企业数量和产能快速攀升,风电机组在2007 年之前供不应求的情况彻底改变,市场竞争加剧,加之技术进步以及规模经济效益,平均市场价格从2007 年最高的每千瓦6700 元降至2011 年的每千瓦3700 元左右,降幅达43%,这在降低风电度电成本、提高风电同其他电源的市场竞争力的同时,风电设备低价竞争的现象也越发严重,而现行的风电机组采购招标评价体系无意中助长了这一势头。
一、风电机组采购招标中现行的评价体系
风电机组的市场竞争,集中体现在其招投标角逐中。而招标人发出的招标文件,则规定了投标的“游戏规则”。其中的评标原则和评标办法被视为投标人竞标的风向标。当前,风电机组招评标所涉及的评价指标体系由以下三部分构成:
一是入围指标。也称否决性指标,主要由安全性指标、环境气候适应性指标、电网强制性指标及重要的资质性指标构成。投标人对该类指标任何一项的不响应,即可导致其不能入围。比如,招标人根据项目条件要求风电机组的安全等级达到IEC Ⅱ A 级,此类指标即为入围指标。
二是定性指标。定性反映设备、服务质量或投标人业绩、商誉等指标。比如投标人“质量保证体系”、“售后服务能力”等均属此类指标。实际操作中,一般由评标组专家根据个人判断打分。
三是量化指标。能够根据规定的方法进行量化计算的指标,评分分值由计算结果自动生成,基本不受评标成员人为因素的影响。此类指标当前被采用的通常只有两个:单位千瓦设备价,度电投资(或度电设备价)。
二、现行评价指标体系的缺陷
决定风电项目盈利能力的关键要素指标有五项,分别为电价、发电量、项目建设总投资、财务成本和运维成本。除电价由政府决定外,其余四项均与风电机组的选择有关。
一是发电量。取决于项目所在地的风能状况和风电机组的性能和质量,描述机组性能和质量的主要指标是功率曲线和可利用率,这两项指标在招评标过程中有严格的评价要求。
二是项目建设总投资。风电机组采购占项目建设总投资的50% 以上,其他配套的塔架、地基和输变电设施等的投资也基本随风电机组选型而定。评标阶段,对应于每种备选机型均可估算整个项目的建设总投资。
三是财务成本。风电项目的负债率一般较高(通常为80%),且负债率和长期贷款利率在同一时期的不同风电项目间大致相同,因此,项目建设总投资实际上是财务成本的决定因素。
四是运维成本。对于具有一定规模的风电场(国内绝大多数风电场均属此列),风电机组的运维费用占项目运维费用的90% 以上。可见,风电机组质量是该项成本的决定性因素。具体来说,风电机组故障频率高或发生大部件的机械损坏,则会导致较高的运维成本,反之则低。
可见,对于采用度电投资比选风电机组的招标,影响项目盈利能力的上述四项关键要素(发电量、项目投资、财务成本和运维成本)中,有三项已纳入计量和评价体系,而整个寿命周期(20 年)内的运维费用却没有被计入。而这项指标正是衡量风电机组质量优劣的关键性经济指标。笔者认为,对风电机组运维费的忽视或非量化处理,是导致市场竞争向“重价格、轻质量”,“重前期投入、轻全生命周期成本”方向演化的直接原因。
实践中,有项目开发企业也曾在招标实践中增加了运维费的报价项和评分项,甚至为了保证所报数据的可信度,还设计了“招标人有权按照投标人所报的运维费额度,将未来风电机组的运行维护工作委托投标人实施,投标人必须承诺接受该项委托”的规定。然而,由于全行业质量信息透明度不够,信息不对称,市场缺乏甄别依据,导致设备厂商所报费率失真,甚至出现对于市场质量认可度高的机型,厂商所报运维费率反而较高的尴尬局面。
三、思考和建议
行业内需要形成这样的共识:引导风电机组市场走出价格上的恶性竞争,避免“劣币驱除良币”局面的发生,必须建立起对风电机组的运行质量进行全面、客观的量化评价体系。而反映风电机组质量状况的核心指标之一即为寿命期内逐年的运维费用数据(可用单位千瓦的运维费反映),业内各个利益相关方应该从不同角度出发,科学评估机组运维费用,进而将该项指标纳入采购招标评价体系中。
因运维费用直接与设备故障率相关联,所以首先由风电机组制造方对风电机组中各部件故障率的研究,以产品维护手册要求为基准,确定不同环境条件下该机型的运维费用曲线,风电机组制造商在向市场推出该机型时,提供担保,推出“产品+质保+寿命期维护检修承包”的一揽子报价和解决方案。其次,为使运维费用曲线最大程度地接近实际,必须完善风电场运行数据的统计体系,加强行业质量信息透明度建设。在行业组织及有关机构的风电场运行信息平台上,除风电机组的可利用率、故障发生频次等指标外,还应增加风电机组的运维费用数据。在此基础上,行业专家可通过对实际运维费数据的分析研究,总结出风电机组老化的演变规律和运维费用支出的年度趋势,为市场甄别和专业质量评估提供客观依据。再次,通过第三方评估机构对风电机组各部件全寿命周期内的损坏风险进行研究,借助工业工程、可靠性工程、仿真测试等工具及技术方法,对不同设计型式的风电机组在其寿命期内不同年度的运维费率进行评估和测算,出具质量评估报告,帮助厂商改进质量,也为用户优选机型提供科学的依据。最后,在比较完备的实践数据和理论分析的基础上,要适时引入金融保险机制。设备厂家或业主凭第三方专业机构的质量评估报告,为风电机组寿命期内,每一年度的运维费投保。
某一年度运维费实际发生额超过上限的风险,将由保险公司承担。风电机运维费投保的机制,可在很大程度上化解风电项目的运营风险,提高项目的收益水平。
参考文献:
中图分类号:TV543 文献标识码: A
在框架结构中,梁柱节点是框架结构的特殊部位,也是震害发生较多的区域,如果梁柱节点部位施工处理不当,施工后出现裂缝或者其它质量问题,会给整个结构留下质量隐患。针对梁柱节点施工的重要性,对如何避免梁柱节点施工后出现裂缝现象进行如下探讨:
1、梁柱节点施工的重要性
梁柱节点是整个结构体系的枢纽,由于梁柱节点区域的钢筋相对密集,且该核心区受力状态复杂,它作为柱的一部分,既起到向下传递内力的作用,同时又是梁的支座,接受本层梁传递过来的弯矩和剪力,施工难度也相对复杂,所以在施工过程中,必须对该部位的施工给予高度重视,保证该节点区域具有足够的强度,以抵抗相邻构件承受的各种荷载,保证整个结构体系坚固和安全可靠。
2、容易导致梁柱节点施工后出现裂缝现象的原因
导致梁柱节点施工后出现裂缝现象的原因有很多,下面根据结构施工的特点及当前在结构施工方面经常会出现的问题进行如下总结:
2.1梁柱节点区柱箍筋缺少
在施工过程中由于施工人员技术水平及责任心等原因,出现箍筋数量不足、箍筋间距不均匀、将几个箍筋全部堆在一起、在很长一段柱内没有箍筋等现象。或者是出现柱外箍筋满足要求,但柱中间十字交叉处缺少箍筋或没有箍筋的现象。另外,由于箍筋烧断、部分箍筋未绑扎等现象,也会导致节点区混凝土施工后出现裂缝现象。
2.2梁柱纵筋有效锚固长度不足
其主要表现为梁纵筋没有延伸到远端柱的边缘或者是没有过柱中线就出现弯钩,还有一些由于梁纵筋被人为烧断或者是切断等现象,由于缺少纵筋,导致在梁柱节点处出现裂缝现象以及相关的质量问题。
2.3梁柱节点混凝土施工质量问题
梁柱节点混凝土施工过程中,由于浇捣顺序不正确、混凝土振捣不到位、混凝土配合比不符合要求、柱施工缝处混凝土未凿毛等质量问题,导致梁柱节点施工后出现裂缝、孔洞等质量问题,会使结构的质量受到严重影响。
2.4梁柱节点混凝土强度等级控制不到位
在施工过程中,由于有些施工人员责任心不强,对梁柱节点区域的混凝土型号不清楚,或者混凝土进场时未进行抽样检测其配合比情况和坍落度等,导致梁柱节点施工后出现裂缝等质量问题。
2.5施工人员责任心不强
在实际施工过程中,有的施工人员责任心不强,对梁柱节点部位的施工操作不够重视,未按照施工方案、相关规范及技术交底等要求进行施工,节点施工质量控制不严,节点部位存在大量施工质量问题,无疑给工程质量留下了隐患。
2.6模板加固不到位
在安装梁柱节点模板的过程中,很多施工单位为了减少工作量、降低施工成本及施工人员责任心不强,对模板加固会存在不到位的现象,导致梁柱节点部位施工质量受到不良影响。
2.7梁柱节点处混凝土保护层过厚
一定厚度的砼保护层对于钢筋的黏结锚固有重要作用,也是结构耐久性的重要保证,但保护层过厚也将会引起砼表面开裂,影响施工质量。
3、避免梁柱节点施工后出现裂缝现象的措施
由于结构施工过程中,梁柱节点施工非常重要,如果梁柱节点施工处理不当,会给整个结构的施工质量造成影响。针对上述导致梁柱节点施工后出现裂缝现象的原因,总结出如下避免梁柱节点施工后出现裂缝现象的措施:
3.1严格控制钢筋施工质量
加强控制钢筋施工质量,要从源头入手,对梁柱节点处钢筋构造、节点处的箍筋等进行严格管理,当梁柱侧面平齐时,梁的纵向钢筋要在柱的纵向钢筋内侧,保证箍筋对核心区内的混凝土起到约束作用。为防止在梁柱节点施工过程中,有些工人存在不放或者是少放钢筋的现象,必须要细分工艺流程,合理安排施工顺序,确保梁柱节点区域钢筋符合设计和相关规范要求。
对梁柱节点处箍筋还要保证柱端加密区箍筋的数量,以增加柱的承受能力,防止柱受到剪切弯曲破坏。有些设计、施工人员对梁柱节点区域箍筋加密的必要性认识不足,有的设计人员对节点内力缺乏分析,节点核心区标注不够明确。而有的施工人员即使在施工图中有明确的规定及标注,也会出现未按照要求放置箍筋及进行箍筋加密的现象,导致出现箍筋数量不足,或箍筋的规格、长度不符合要求等现象,影响施工质量。另外,为避免因梁柱节点区域的混凝土保护层过厚引起砼表面开裂,当梁柱侧面平齐时可根据设计要求在梁筋弯折处及梁高度范围内增设抗裂构造钢筋,当梁柱节点处由于钢筋弯曲加工质量不良引起柱外侧角部的保护层过厚时,可增加钢筋网片以提高角节点的抗裂性能。
针对钢筋施工质量方面的问题,应当加强对施工人员的培训,让施工人员对这方面的内容给予重视,在施工过程中避免出现由于施工人员自身的问题导致施工后有裂缝出现的现象。
3.2明确施工责任,对混凝土质量进行严格控制
梁柱节点施工时,对施工班组要进行专项考核,使施工人员均感到有压力,并把压力转化为动力,把各项工作做好、做细。将技术交底落实到施工班组的操作人,保证梁柱节点按照技术交底要求进行施工。另外,工程量也要与施工质量挂钩,对钢筋、模板、混凝土等施工实行质量制度,对施工质量差的队伍将给予处罚。
在施工过程中,柱的混凝土施工一般都要求在梁底标高以下20~30mm处设置施工缝,节点区域的剪力由混凝土及箍筋共同承担,必须要保证梁柱节点区域混凝土具有足够的强度,在满足节点区混凝土强度等级及可泵性的条件下,可要求混凝土搅拌站适当调整混凝土的配合比,加强对进入现场的混凝土拌合物坍落度的控制,在梁柱节点区与梁板分开进行混凝土浇筑时,现场必须要进行严格的组织以及监管,节点核心区用小型插入振捣器加强振捣,杜绝形成漏振死角,确保节点核心区混凝土的密实性和强度要求。为保证梁柱节点处混凝土的施工质量,设计及施工人员也要给予重视,设计人员在设计过程中,尽量减少梁柱节点区单独浇筑混凝土,以便于减少裂缝现象的出现,施工人员也要仔细看图,充分领会设计意图,科学合理的组织施工,保证施工质量。
如果框架柱混凝土强度等级高于梁板时,梁柱节点区域应使用框架柱混凝土,在进行混凝土浇筑过程中,须在柱外侧500mm且大于1/2梁高处,沿45°斜面从梁顶面到梁底面用5mm网眼的密目铁丝网分隔,先浇筑梁柱节点区域高强度等级的混凝土,后浇筑节点区域以外的梁板混凝土,施工前要分别计算出梁柱节点区混凝土及梁板混凝土的体积,根据浇筑区域及浇筑速度,认真安排好两种强度等级混凝土的用车量,再计算出各自所需要浇筑时间,保证节点区域混凝土与梁板混凝土连续浇筑,不得将高低强度等级混凝土交接处留成冷缝。
混凝土浇筑完成后要及时进行养护,除在顶板表面浇水养护外,在板下梁的侧面也要进行浇水,防止混凝土在较高温度下失水收缩,以避免施工后出现裂缝。
3.3模板施工质量的控制
在进行模板施工的过程中,应保证梁柱截面尺寸准确、模板支架牢固、模板内清理干净、模板拼缝严密及表面平整等,并且在模板加固完成后要进行严格的检查验收,保证模板施工质量符合相关规范要求等。
3.4加强对施工过程中的检查及验收
在施工过程中,应对节点区域进行严格的监督及指导,将责任落到实处,避免有责任推卸的现象,施工中发现的质量问题应及时解决,上一道工序验收合格后方可进行下一道工序的施工。
总 结
由于梁柱节点施工对整个结构的质量有着十分重要的影响,其施工质量直接关系到整个结构的可靠性,必须对梁柱节点施工给予高度重视,在施工过程中,必须采取合理的施工措施,不断提高施工技术和积累施工经验,尽量避免梁柱节点施工后出现裂缝现象,确保梁柱节点区域施工质量达到设计及相关规范要求。
参考文献
水利水电项目的风险主要是因为不确定性事件造成的。而造成不确定性事件的原因又是由于信息的不完备性造成的,也就是由于管理者不能正确认识和把握一个项目未来的发展和变化而造成的。纯粹从理论上说,项目的信息的不完备,是可以通过人为的干预得到降低的,但是却不能通过主观努力来实现完全的消除。这主要有两方面的原因:
(1)人的认识能力所限。万事万物都有各自的属性,我们能够认识这些属性,靠的是各种数据和信息的描述来实现的,水利水电工程项目也如此。也就是说,我们只有通过对于项目的各种描述数据和信息去了解项目、认识项目并预见项目的未来发展和变化。但是,人的认知能力和主观因素都可能会让我们在认识事物的深度与广度上存在缺陷,因此,人们对于项目自身,以及项目的风险识别仍然存在着很大的局限性。从信息科学的角度上说,人们对事物认识的这种局限陆,从根本上来看是人们获取的数据和信息能力的有限性与客观事物发展变化的无限性这种矛盾造成的,从现象上来看,是因为人们对该事物所拥有的信息不完备。人们对于项目的认识同样存在这种认识能力的限制问题,所以就造成了不能确切地预见项目的未来,从而形成了项目风险。
(2)信息本身的滞后特性。从信息科学的理论出发,信息的不完备性是绝对的,而信息的完备性是相对的,造成这一客观规律的根本原因是信息本身的滞后性。如前所述,世界上所有事物的属性,几乎都是因为数据和信息的描述,我们才能认识的,然而从实际经验中,我们知道人们只有在事物发生后,才能可以通过总结和分析获得客观的、真实的数据。也就是说,由于数据加工处理需要一定的时间,所以就会造成我们对事物的信息的掌握与该事物本身相比较而言会存在一个滞后性,这样就形成了信息本身的滞后特性。从某种意义上看,完全确定性的事件是不存在的,对于水利水电项目的认识更是如此。这种信息的滞后性是造成信息不完备性的原因之―,是造成项目风险的根本原因。当然,我们在承认项目风险存在的客观前提下,也是可以通过对项目自身的不断分析探究,进一步加强我们对项目的认识,保证信息的完备性程度不断地提高,减少风险的程度。
2.项目风险识别的主要工作
应该说项目风险识别,在整个水利水电工程项目风险管理中的是最主要的一个工作环节之一,项目管理者在管理的过程中,需要在项目风险识别中解决以下这些问题:
(1)识别并确定项目有哪些潜在的风险这是项目风险识别的第一目标。项目管理者要想进一步分析这些风险的性质和后果,就必须要首先确定项目可能会遇到的风险。因此,在项目风险识别工作中,管理者需要对项目的各种影响因素进行全面的分析,以便能够找出项目可能存在的各种风险,并整理汇总成项目风险的清单。
(2)识别引起这些风险的主要因素这是项目风险识别的第二项工作目标。要想正确的把握项目风险发展变化的规律,准确度量项目风险的可能性与后果的大小,最终实现对项目风险进行应对和控制,就需要识别清楚各个项目风险的主要影响因。因此,项目的管理者在项目风险识别活动中,必须要根据项目风险清单,全面分析各个项目风险的主要影响因素,包括这些因素对项目风险的发生和发展的影响方式、影响方向、影响力度等一系列的问题,同时还需要运用各种方式把这些项目风险的主要因素与项目风险的相互关系描述清楚。
(3)识别项目风险可能引起的后果这是项目风险识别的第三项任务和目标。一般来说,当项目管理者顺利的识别出项目风险和项目风险的主要影响因素以后,即需进一步的全面分析项目风险可能带来的后果,以及这些后果的严重程度。项目风险识别的根本目的就是要缩小和消除项目风险可能带来的不利后果,而争取和扩大项目风险可能带来的有利后果。项目风险识别还必须识别和界定项目风险可能带来的各种后果。当然,在这一阶段对于项目风险的识别和分析主要是定性的分析。
3.项目风险识别所需的信息和依据
从以上的分析我们知道,项目风险识别工作的主要内容包括两个方面,即项目组织内部因素带来的风险和项目组织外部环境因素带来的风险。所以,项目管理者在进行项目风险识别时,需要把握的依据和信息主要有以下几个方面:
(1)项目产出物的描述。项目产出物的描述是进行项目风险识别的主要依据。在项目风险识别中,最重要的内容就是识别项目的工作能否按时、按质、按照预算限制,最终生成项目的产出物,从而实现项目的目标。水利水电工程项目最根本的目标,是要能够按照项目产出物的质量要求,提供合格的项目产出物。因此,项目风险识别首先要根据项目产出物的描述去识别出可能影响项目产出物质量的各种风险。所以,项目产出物的描述是项目风险识别最重要的依据之一。这包括对于项目产出物的数量、质量和技术特性的各个方面的要求和说明。
(2)项目的计划信息。这里主要是指包括项目的集成计划和各种专项计划所包括的全部信息和文件。这些信息的作用有两个方面,一是作为项目风险识别的依据或支持信息,也就是在识别项目风险时,承担风险识别的说明和对于各种风险和风险因素的描述与支持;二是作为项目风险识别的对象,也就是在项目风险识别的过程中,承担分析和识别各种计划中的风险和风险因素的主要职能。比如说,项目成本计划信息,就是项目管理人员在分析项目质量风险中需要的一个非常重要的依据和支持信息。因为,当项目预算缺口比较大时,就必然会出现因为资源不足,或者资源质量下降而造成的项目质量问题,更直接的说就是一定会出现项目质量问题的风险;同时项目成本计划也可以作为项目风险识别的对象,通过对于这种计划的分析识别出项目所存在的超出项目预算的风险,这也是项目的一个很重要的风险方面。
(3)历史资料。以前完成的项目实际发生的各种意外事情的历史资料,对于识别和确定新项目的风险和威胁是非常重要的一种信息和依据。因为“前车之鉴”在风险管理中是最重要的参考和依据,所以在项目风险识别过程中,首先要全面收集各种有用的历史信息。特别是各种历史信息中有许多历史项目的经验和教训,这些经验和教训既有有关项目256。
4.结语
综上所述,水利水电项目工程在运转过程中,必然会存在一定的风险,但是我们在项目的不确定性,或者说项目的风险面前,并不是无能为力的,只要方法运用得当,通过主观能动性的发挥,去自觉地开展对于项目风险的管理与控制活动,就可以有效的规避风险,化解风险,或者消减风险带来的后果。而在项目风险的不同阶段,也需要管理者对风险有不同的作为。管理者根据水利水电工程的风险的渐进性和阶段性,可以在不同阶段采取不同的措施去实现对风险的控制和管理。
参考文献
[1] 陈世明. 以设计阶段为重点进行建设项目的投资控制[J]. 甘肃水利水电技术,2001(03).
在湖南株洲栗雨工业园的车间里,南车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部(下称“南车风电”)制造中心主任李龙正指挥着现场机组的出库工作。“目前生产的是我们公司1.5兆瓦高海拔型机组,这些机组马上要被送往贵州。那边刚下线的样机是我们新开发出的面向南方地区的2兆瓦低风速风电机组,该机组也马上要进入批量生产,为刚签订合同的湖南省内某风电项目供货。”李龙告诉记者。在风电市场一片萧条之时,南车风电把专注点投向了云、贵、甘等高海拔地区。
2006年底,依靠在轨道交通牵引技术方面50多年的深厚积淀,株洲所在风电整机装备领域初试身手。“风电是发电,对轨道交通来说就是供电,风电与轨道交通的整个技术都有相似性,包括整个传动链。”在轨道交通领域一线打拼近20年,现在从事多年风电研究的南车风电首席专家张元林向记者介绍了当年中国南车走出“两条钢轨”跨界发展的原因。不可否认,中国南车在齿轮箱、发电机、控制系统和变流器等关键零部件方面有着天然的优势。
南车风电是怎样的一家企业,它如何能在行业低谷期逆势而为?近日,《能源》杂志记者对技术出身的南车风电现任掌门人―――株洲所总经理助理兼风电事业部总经理梁裕国进行了专访。
《能源》:目前,南车风电在西南的高海拔地区不断实现突破,但从中国风能协会统计的装机容量排名上看,南车风电较去年仍然略有下降,您如何看待这个问题?
梁裕国:2012年的销售的确比前年下降了一些。但对我们来说,即使排到行业第7、第8位,我们仍然是不满意的。为什么呢?因为排名前三的金风科技、联合动力和华锐风电几乎占据了国内风电市场的一半(2012年行业前三强的市场份额为46.79%)。我们这些市场占有率连5%都不到的企业来谈行业排名,其实是没有太多意义的。
虽然我也比较看重市场占有率这个指标,但是客户的满意程度,即产品美誉度对我们而言更为重要。倘若市场占有率很高,但故障率居高不下,不但后期的维护保养费用吃不消,而且用户的认可度也会下降。产品质量不好,必然会埋下巨大的隐患,还谈什么后劲和发展。
《能源》:在您看来,目前南车风电主要的盈利点在哪里?它有哪些竞争优势?
梁裕国:风电产业是中国南车最重要的新能源产业之一,在中国南车的新产业板块中几乎占据了半壁江山,中国南车对风电产业的发展非常重视。我们的盈利点主要在于南车内部的全产业链。目前,我们集团内部有5家兄弟单位分别进行风电叶片、发电机、齿轮箱,轮毂、变流器等的研发和生产,几乎囊括了风电产业链的所有主要部件。我们利用集团的优势,用最核心的技术开发风电产品关键部件,打造了最具竞争优势的风电产业链。
《能源》:前些年,有些制造企业通过跟业主进行合作,自己投资一些风场,来实现增加销售的目的。你们有没有这方面的资源储备?
梁裕国:目前,虽然我们的总体销售下降了一些,但我们在细分市场上取得了突破。我们的高海拔型机组在2012年获得了“中国可再生能源学会科学技术奖”。作为我们的拳头产品之一,这款机型不但得到了行业的权威认可,在市场上也已经占据国内高海拔领域50%以上的份额,同时获得了用户好评。以我们在甘肃省阿克塞风电场运行的高海拔风机为例,该风场是全国唯一一个海拔超过3000米的批量运行风场,南车风电在该风场装机66台。运行一年多以来,各项指标优良,发电量甚至比理论值还要高,这个发电量在甘肃省是排在第一位的,所以目前阿克塞风电场已经成为全国高原型示范风场。
另外,目前我们花大气力新投产的主要面向低风速地域的2MW/110机型也已经获得了市场认可。我们希望此款机型能够复制高海拔机型的成功模式,抢占市场先机,在低风速地域分一杯羹。
我们曾经考虑过风场的开发,但是从整个南车株洲所的战略层面考虑,我们仍然强调走同心化发展的道路,即核心技术同心化。开发风场并不是我们的强项,我们的目标仍然倾向于集中精力,通过夯实整机设计、整机控制、供应链建设三大平台,把我们的风电整机装备产业做精、做强。我认为,“精”比“强”更重要。
《能源》:您觉得风电这么大的行业,如何走出当前的困境?
梁裕国:我认为风电行业还有很多基础工作没有做到位,当前的困境是行业逐渐理性发展的必由之路。有电没地方用,这种情况需要改善,现在的当务之急是希望国家能尽快解决风电消纳和窝电的问题,我们也相信国家肯定会在电网建设方面加大力度。随着能源和环境问题的日益突出,风力发电必将迎来新一轮的发展机遇。政府已经明确2013年风电新增并网指标为1800万千瓦,而且去年底国家财政部发文预拨可再生能源电价补贴的86亿中,风电就占据了七成。国家政策支持力度这么大,风电行业走出困境迎来曙光为期不远了。
一、前言
伴随着交通建设的日益发展,对公路桥梁在设计和服务能力及使用寿命等方面提出了更高的要求。由于以往小桥均采用假缝设计,桥梁假缝是桥梁的薄弱位置和关键部位。建成通车后,桥梁假缝直接承受车轮荷载的反复冲击作用,加之使用环境恶劣,桥梁假缝处均产生不同程度的破损,每年养护维修的工作量很大而又难修补,采取常规工艺修补仍不能彻底杜绝破损再次出现,结果反复破损、反复养护维修,造成养护成本过高、同时产生对桥梁的诸多不利影响。极大的影响桥梁的正常通行能力和行车的平稳及舒适度。
通过对小跨径桥梁的调查研究,中小桥梁伸缩缝装置要求的伸缩量水平位移一般小于50 mm,应选用有较好的整体性、弹性恢复性、温度稳定性、耐久性、防水性,结构设计简单、施工维修简便、经济合理的伸缩缝装置,来替代原有的利用u型锌铁皮和沥青胶泥的假缝装置。由此,改性沥青桥梁伸缩缝应运而生,成为了替代桥梁假缝的一种有效伸缩缝装置。
二、伸缩缝的安装过程及工艺流程
1.开槽。(1)标出要开挖沟槽的边线,沟槽的宽度一般为50 cm,若是旧伸缩缝维修,应根据伸缩缝的损坏情况,决定开挖沟槽的宽度。(2)锯开并开挖至规定深度,一般不小于6 cm。
2.清理及修整沟槽。(1)清除沟槽四周及接缝处的砂石及淤泥等杂物;(2)用水冲洗砂和浮土;(3)用压缩空气喷吹,清除松动的部分;(4)用喷火器烘干沟槽的水气,使之充分干燥;(5)若开挖的是旧伸缩缝,且基础表面已严重损坏,应加铺混凝土垫层。
3.涂底油。(1)用泡沫海绵塞住接缝;(2)将T型搭接钢板平稳地置于接缝当中,钢板厚度为5~9 mm,宽度以缝口两侧50mm左右为宜;(3)在沟槽层面均匀充分地涂一层沥青结合料;(4)用喷灯对梁端进行预热,预热后在梁端面(沟槽侧面)涂一层溶化的沥青结合料。
4.铺筑沥青混合料及面层整形。(1)将粗石料烘干至19 0~200℃ ,试验缝选用玄武岩,其物理力学性能指标不低于SMA所用粗集料质量的技术要求,粗石料的粒径为14~19 mm:(2)以2:1的比例,将热的粗石料与沥青结合料均匀地拌和在一起;(3)用拌好的粗混合料摊铺底层,底层的表面应距沟槽顶lO mm 左右,铺筑后应及时压实;(4)将细石料烘干至190~200℃,其性能指标同粗石料,粒径为6~10 mm;(5)按规定的比例(改性方案1混合料的油石比为1:4,改性方案2混合料的油石比为1:3.5),将热的细石料与沥青结合料均匀地拌和在一起;(6)用拌好的细混合料摊铺上层,上层的表面应与路面平齐;(7)用平板器进行压实;(8)用溶化的沥青结合料整平表层。
三、施工工艺的改进措施
1.以往修建的改性沥青桥梁伸缩缝,由于振捣不充分,经常出现填充料下挠现象。为加强填料的压实效果,将原来在上层细混合料铺筑后才振捣,改为分层振捣,即底层混合料摊铺后和上层混合料摊铺后应各振捣一次,以解决混合料降温后,由于粘度过大难以压实的问题。振捣前,先将牛皮纸用低浓度的肥皂水浸泡,然后平铺在混合料上,再振捣,以解决在高温条件下,沥青与振捣器底板的粘连问题。
2.梁端与填料连接处界面易出现裂缝,这是该类伸缩缝最常见的病害之一,产生界面裂缝的最根本原因是梁端界面温度低,至使梁端与填料粘接不良。为解决这一问题,对梁端界面进行分段预热,预热后在梁端界面上涂一层底油。实践证明该措施对解决梁端界面裂缝非常有效。
四、材料要求
1.技术指标。寒冷地区桥梁伸缩缝用改性沥青为特种专用改性沥青,其技术指标(见表1)。
Day1 PM
来到玛莎狮群的领地,很容易看到大大小小十几头狮子懒散地睡在草原土坡上。如今正是一年一度的动物大迁徙季节,百万角马斑马来到马赛马拉,对于狮群来说,食物完全不用担心,每天晚上到凌晨时分都可以轻松猎杀吃到新鲜的角马,而白天则是休息的时间。整个狮群,现在有3只统帅的雄狮、11只母狮和一岁左右的幼狮,以及2只刚满2个月的小狮子。当地自然向导告诉我,当年4只雄狮中,有2只先后出去做了其它狮群的首领,另外2只留了下来,一直在玛莎狮群里统治。在出去的2只雄狮中有1只就是如今看到的疤面(Scar face),它在其它狮群统治了一段时间以后,受到另一个雄狮挑战,最终落败而归,造成了面上伤疤。当它回到玛莎狮群以后,两兄弟还是接纳了它,所以如今的玛莎狮群有三个雄狮当家。因为玛莎狮群所占领地位置很好,紧邻马拉河,四周食物充沛,加上家族狮口众多,关系融洽,照例不会有什么矛盾,平时也就可以看到两只1岁多的小狮子打打闹闹。
Day2 AM
第二天早上当我们再次开始拍摄狮群的时候,发现草原上的气氛有些微妙:其中一只雄狮正追着母狮想要,其它两只雄狮却没有趴下睡觉,而是在远处直勾勾的望着,仿佛兄弟之间关系有些紧张。当的雄狮紧追一群母狮来到河边的时候,原本趴着的雄狮疤面突然起身上前。此时我们的司机预感到即将可能发生的打斗,赶紧将车开到顺光位置守候。
果然,两只雄狮在对视几眼后,丝毫不拖泥带水地就打斗起来,一切来得那么突然,也就几秒钟的光景,现场已经是火爆异常。疤面似乎怨气正盛,占据上风,将兄弟掀翻在地,伺机从上而下开咬,而底下的雄狮虽已失去先机,但却凶猛异常,防卫不露破绽。现场一阵低沉的狮吼声,尘土飞扬起来,像极了电影里美国西部片里的打斗。
如此激烈的打斗也不乏戏剧性,就当两只雄狮打作一团之时,突然发现画面里多了好几只狮子,原来是各自雄狮的老婆或者情人,于是至少两只母狮也加入战团,各自帮助自己的雄狮撕咬对方。原本旗鼓相当的老大对决渐渐成为了打群架的态势。
风电作为一种可再生能源,我国从2003年开始,就开始了风电场的建设工作,且每年都保持45%以上的增长率,风电场的发电量也有了很大的提高。
1 案例简介
某风场地面的高程为1650~1900m,风场整体呈现条形的分布状态,在本工程中,共安装133台单机容量1500kW的风力发电机组,工程装机200MW。使用12回35kV的集电线路送人到220kV升压变电站,最终接入电网公司500kV变电站。此风电场风机的具体施工内容为以下几个方面:
(1)箱变和风机基础施工。此施工环节主要有土石方开挖、钢筋绑扎、预埋件安装、混凝土的基础浇筑和施工后土石方回填。(2)辅助工程的建设。辅助工程的建设主要有搭建临时住房、材料仓库、钢筋加工厂等,建立了占地面积为800平米的维修厂等。
2 箱变和风机基础的施工顺序
(1)风机吊装平台施工;(2)测量放线;(3)风机基础开挖;(4)风机基础混凝土垫层浇筑;(5)安装基础环;(6)钢筋绑扎;(7)安装模板;(8)浇筑混凝土;(9)混凝土养护;(10)基础回填。
3 对风机基础进行施工
风机基础是承载风力发电机组的基础,本工程风机塔筒高度60m,且在其顶部安装重量为90t的发电机和叶片。其侧向还必须可以承担比较大的变动风荷载。近年来我国大规模发展风电,由于风电施工队伍经验缺乏、施工现场条件复杂等原因,风机基础的施工质量也参差不齐,对风机的安全运行产生了非常大的影响。在实际的施工过程中,对风电机组基础的抗倾覆能力、可承载力、可变性能力等方面都是有着非常高的要求的。
4 产生大体积混凝土温度变形因素
案例风场的建设区域冬天严寒且有大风,在春秋比较凉爽,夏天气候温和,没有酷暑天气,雨水也比较的多,70m高度年平均风速为7.5m/s,当地的天气情况会对大体积混凝土产生非常大的影响。大体积混凝土中对温度造成影响的原因主要是水泥在遇水后产生热量,使水的温度通常上升到30~50℃,而且因为水泥的原因,在混凝土进行硬化时,刚开始的几天会有非常多的水化热产生。使用水泥的种类和使用量、水的使用量、大体积混凝土的散热情况等是对温升值造成影响的几个主要因素。因为混凝土的导热性不好,容易出现热量积压的情况,进而导致混凝土的体积变大、温度升高。在温度升高的过程中,因为混凝土并未完全硬化,很多部位的弹性模量非常大。所以,这类收缩会产生非常大的拉应力,非常容易因为温度的情况而产生缝隙,甚至会出现贯穿性裂缝。另外,混凝土内部温度还会受到外界气温的变化影响,尤其在寒冷地区,这些外界环境的温度是导致混凝土内部温度改变的重要原因。
5 大体积混凝土的施工措施和质量保证方法
5.1 基础混凝土的浇筑顺序
案例风电场使用混凝土搅拌车来对混凝土进行运输,因为风场的施工场地环境不好,施工布置的难度也比较高,混凝土的浇筑强度也非常的大,所以,使用泵车泵送入仓的混凝土入仓法进行施工。混凝土的下料时,要保持下料的均匀,且下料点在人仓的过程中要低于两米。
基础混凝土浇筑的分层厚度是35cm,在对上下两层进行浇筑的过程中,要保证浇筑时间低于下层混凝土的初凝时间。底层和顶层是浇筑厚度为35cm。在进行同层浇筑时,要先浇筑中间,然后再浇筑四周。要确保浇筑位置的钢筋密度,并使用捣震器对其进行振捣,使用梅花形对混凝土进行插入振捣。当混凝土表层出现泛浆后,就可以对振捣部位进行更换了。混凝土的振捣质量不会因为振捣器的振捣速度产生影响。在完成混凝土的浇筑工作后,要保持每天12h的浇水和覆盖,如果混凝土中含有混凝土缓凝剂,那么对其进行养护的时间要在8天左右,且要时刻保证混凝土处于湿润状态,可以使用塑料布对其进行密封养护,养护的塑料布内覆盖层中要可以看到凝结的水。
5.2 大体积混凝土质量的保证方法
(1)在对混凝土进行浇筑前,施工人员要根据制定的施工计划设定出相对应的施工工艺、施工条件、施工技术性能等。在交接班的过程中,要进行技术交接。且混凝土的供应和施工工艺的组织由质检人员和项目施工技术人员来负责。(2)对混凝土运送到工地的具体时间和温度以及混凝土生产时的温度进行详细的测试和记录。(3)要使用科学合理的施工工艺和选用良好的施工模板,以此来保证混凝土表面平整度和光洁度。混凝土平整情况的好坏是由模板的刚度决定的,因此在施工前,要对使用模板的平整度进行仔细检查,不使用发生变形的模板。(4)要经常对混凝土的塌落度进行检查,每天不可以低于6次,使用抽样的方法对其进行检查。(5)根据需要浇筑位置钢筋的密度使用正确的入仓措施,对入仓后的混凝土迅速的进行振捣,禁止混凝土堆积的情况发生,从而来有效的对混凝土表面的空洞、松顶、冷缝、夹砂等情况进行控制。使用振捣器来完成振捣,当混凝土表面没有气泡冒出、出现浮浆以及不在明显下沉即可结束振捣,禁止出现漏振和过振的情况。埋件和模板不可以使用振捣器对其进行直接的撞击,以免出现埋件位置偏移和模板损坏的情况出现。为了确保模板结合的地方没有缝隙,可以使用1cm海绵对各个模板之间进行嵌缝。(6)在浇筑过程中,要对加大模板变形的监控力度,对于出现变形的模板立即进行调整。为了避免出现错台情况的出现,要经常检查扣件和螺栓的连接情况。
6 结论
通过对实际的施工过程总的经验进行总结发现,要想更好的避免风力发电机组基础大体积混凝土裂缝的产生,就需要注意下面几个方面。具体为:(1)在使用混凝土浇筑风机基础时,可以对混凝土的配合比例进行调整,使用适量的细质的矿渣粉来替换水泥,为了减少水化热,可以对水胶比进行降低。(2)使用平铺分层浇筑的方法来进行混凝土浇筑,且要控制好浇筑厚度。(3)要确保振捣的质量,尤其是对于底层钢筋位置的振捣。(4)混凝土浇筑收仓后,要立即使用塑料薄膜对其进行覆盖,并使用草垫对其进行覆盖,并在混凝土初凝后使用水对其进行养护,从而避免混凝土表面出现裂缝。(5)为了避免混凝土内部和外部出现较大的温度差,出现缝隙,就需要在混凝土浇筑结束后,及时使用保温被进行覆盖,并对其内部的温度持续的进行监控和记录。
中图分类号:TM315 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)10(b)-0036-04
Bearing Fault Diagnosis Methods of Direct Drive Type Wind Power Generator Based on S Energy Entropy
Wang Zijia
(Datang Environment Industry Group CO..Ltd, Beijing, 100097, China)
Abstract:Find the bearing failure timely and accurately, is of great significance to the safe and economic operation of direct drive type wind power generator. Therefore, a method named feature extraction based on S energy entropy was brought up in this paper. This method adopted the generalized S transform to adjust the time-frequency resolution of the vibration signals, that way the main energy of the vibration signals would gather more in the time-frequency domain, which improves the time-frequency concentration of the signals. The generalized S matrix was then reconstructed by utilizing the energy entropy to extract the feature and build the fault analysis vector. Eventually, through utilizing the variable predictive model based class discriminate (VPMCD) and constructing the fault identification model. The experimental results prove that the proposed method applied to the bearing fault diagnosis acquires a better correction rate.
Key Words:Generalized S transform; Energy entropy; VPMCD; Wind power generator; Fault diagnosis
在力行业,随着近年来我国对新能源的高度重视,风力发电的装机容量不断增加[1]。随着风电在电力系统所占比重不断上升,对于提高设备整体质量、降低发电成本都势在必行[2]。而现今风电场普遍采用的人员定期维护这一“被动式检修”模式,不能在风机出现故障的早期及时发现处理,由此造成严重的经济损失[3]。并且风电场多处在恶劣环境下,运行工况复杂,干扰因素众多,制约着风电机组故障智能检测技术的发展。
S变换是一种具有高信噪比的时频分析工具,很多国内外学者对其进行了深入的研究,并对算法做出了改进[4]。由于S变换在高频区的分辨率较低,导致当信号为非平稳复杂信号时,得到的S矩阵在时频域内分布杂乱,没有明显的规律,选择合理的特征提取区域较为困难[5]。相比S变换,广义S变换具有更加灵敏的窗函数,可以通过调节其时频分辨率使信号的主要能量集聚在一定的时频域内,调节后信号的主要能量在时频域分布相对集聚,而干扰因素分布相对分散[6]。再通过求取广义S矩阵沿频率方向的能量熵,选取相对较大的时频特征,舍去相对分散的时频特征,构造故障分析向量,达到对信号特征提取的目的。
将该文提出的故障诊断方法应用于直驱式风电机组轴承故障诊断。首先对风机轴承振动信号进行广义S变换,使信号的主要能量在时频域内相对集聚,然后利用能量熵对信号进行特征提取,构成故障分析向量,最后利用基于变量预测模型方法(VPMCD)建立故障诊断模型,对故障分析向量进行故障诊断。
1 信号特征提取与分析
1.1 S变换及其局限性
S变换是短时傅里叶变换的继承与发展,设连续信号为x(t),则其S变换[7]为:
(1)
(2)
式中:w(t-τ,f )为高斯窗函数;τ为平移参数;f 为频率。
在离散情况下,对式(1)进行采样计算,令τ=aT,f =b/NT (T 为采样间隔;N 为总的采样点数),则S变换的离散形式为:
(3)
式中:a为采样时间点数;b、k 为频率系数。
相比短时傅里叶变换,S变换具有多分辨率的特点。然而S变换的窗函数宽度在高频区过快变窄,导致高频区的频率分辨率过低[8],出现失真问题,致使S变换在处理非平稳信号时具有时频集聚性差的不足。因此,为了更好地满足实际需要,有效解决时频分辨率的可调性,需要对S变换进行改进。
1.2 广义S变换
在S变换中引入时频调节因子α、β,可得广义S变换的表达式如下:
(4)
其中,α为高斯窗幅度拉伸因子;β为频率尺度拉伸因子。当β值选定后,通过调节α值来控制窗函数宽度的变化,当α> 0时,加快其随信号频率变化的速度,当α
由于窗函数在时域的缩减对应在其频域的拉伸,故时间分辨率和频率分辨率之间存在不兼容性,获得更好的时间分辨率,就需要牺牲相对的频率分辨率,反之亦然[9]。因此,需要根据实际合理折衷时频分辨率。利用α和β调节S变换的时频分辨率,提高了其灵活性。当α=β=1时,广义S变换即为标准S变换,所以广义S变换不会增加额外的计算量。
为了更好地应用在实际中,引入快速傅里叶反变换,同时将式(4)离散化,令τ=λT,f=n/NT (T 为采样间隔,N 为总的采样点数),则广义S变换的离散形式为[10]:
(5)
式中,λ、m、n =0,1,・・・,N-1。
1.3 S能量熵
按信号能量划分,可定义其能量熵为[11]:
(6)
式中,p i=E i/E 为第i 个正交分量的能量在总能量中的比重。
由信息熵性质可知,熵H 值取决于pi 分布的均匀程度。由此,pi 之间的分布情况能够表征信号的细节特征,可用于进行故障识别。
采用式(5)对信号进行广义S变换,得到m行n+1列的复时频矩阵S,其中列表示信号的瞬时时间点,行表示信号的瞬时频率,频率差为fs /N (fs为采样频率)。然后沿频率轴求取矩阵每行的能量熵,得到表征信号细节的特征向量,即故障分析向量。
1.4 VPMCD方法
VPMCD方法[12]是一种分析信号数据特征值之间内在关系的模式识别方法。通过对信号特征值进行建模,解决了传统分类器参数选择主观性的局限,并极大地简化了运算过程,缩短了分析时间。常用的变量预测模型(VPM)如下所示:
线性模型(L):
(7)
线互模型(LI):
(8)
二次模型(Q):
(9)
二次交互模型(QI):
(10)
选择上述模型之一,用Xj(j≠i)建立故障分析模型,对Xi进行预测可得:
Xi=f (Xj,b0,bj,bjj,bjk)+e (11)
称式(11)为Xi的变量预测模型。其中,Xi为被预测变量;Xj为预测变量;b0,bj,bjj,bjk为预测模型的参数;e为预测误差。
VPMCD方法通过VPM分析信号的特征值,_到预测信号状态的目的。将故障分析向量的特征值输入预测模型,以其特征值的误差平方和最小为判定依据,对风机轴承运行状态进行故障诊断[13]。
2 基于S能量熵的轴承故障诊断方法
由上分析,该文提出一种基于S能量熵的直驱式风电机组轴承故障诊断方法。通过对风机振动信号进行广义S变换,将信号的主要能量集聚在一定的时频域内,在求取广义S矩阵的频率能量熵,构成故障分析向量,最后将故障分析向量的特征值输入VPMCD诊断模型进行故障诊断。该方法实现的流程图如图1所示。
具体步骤如下。
(1)对风机各运行状态下的轴承振动信号进行采样,采集N个样本。
(2)对采集到的信号样本进行广义S变换,得到广义S矩阵。
(3)对广义S矩阵求取各子频率的能量熵,构成故障分析向量。
(4)选取各运行状态下n组故障分析向量作为训练样本,建立基于VPMCD的故障诊断模型。
(5)将待预测信号故障分析向量的特征值输入VPMCD故障诊断模型,对轴承故障进行诊断。
3 实验分析
为了验证该文方法的有效性,将提出的方法应用于直驱式风机实验数据。风机实验台结构简图如图2所示,主要由电动机、主轴、扭矩仪和发电机组成。其中由电动机模拟风对风轮产生的作用,电机型号为YZ2132M2-6,平均转速为908 r/min。主轴、扭矩仪和发电机之间由联轴器连接,发电机输出端通过交直逆变器由三相插座接入实验室电网。实验轴安装在电动机侧,轴座上装有加速度传感器,传感器型号为ADXL001,采样频率为8 kHz。采用线切割分别在各故障类别轴上开设0.3 mm的小槽模拟轴承外圈、内圈和滚动体局部故障。在此条件下,分别对轴承正常、外圈、内圈和滚动体局部故障4种状态的振动信号采样,每种状态测得50组数据。随机从4类状态各抽取30组数据作为训练样本,将剩下20组数据作为测试样本。
3.1 信号分析
以外圈故障为例,图3为风机轴承外圈故障振动信号样本的时域波形图。对此图4正常状态波形图,可以看出外圈故障波形图中出现了一些波形变化,但没有明显的特点。
对外圈故障样本进行广义S变换,得到广义S矩阵。根据式(6)求得广义S矩阵频率方向的能量熵,图5为正常、外圈故障和滚动体故障3种状态下的S能量熵图。图5中清晰反映了不同故障类型能量分布的不同。正常状态下S能量熵能量峰值大约在10左右,频率在1 kHz;外圈故障状态S能量熵能量峰值大约在7左右,频率在2.7 kHz。由此可知,S能量熵可以直观反映不同状态的特征,具有较好的可分性。提取样本S能量熵的特征值,组成故障分析向量。
3.2 故障诊断
使用VPMCD方法需要样本特征值之间具备较好的相关性。故首先对4种状态的故障分析向量进行相关性分析。表1为4种状态部分特征值的相关系数表,可见满足VPMCD的使用前提。
选用LI线互模型,由式(8)可知,该模型需要b0,bj,bjj,bjk等共11个参数,每种状态从训练样本中随机选取20组进行模型训练,输入VPMCD建立方程组,估算各参数数值,得到特征值对应的VPMik,建立故障诊断模型。其中,VPM1为正常模型;VPM2为外圈故障模型;VPM3为内圈故障模型;VPM4为滚动体故障模型。
用测试样本对故障诊断模型进行检测,通过建立的VPMik(k=1,2,3,4)对4类状态下的测试样本进行预测,计算所有预测值的误差平方和,并根据最小原则进行类别划归,部分测试结果见表2。实验结果显示,4种状态剩余80组样本中,77组都被成功识别,识别率达到96.3%,表明该文方法的有效性。
4 结语
该文提出一种基于S能量熵的直驱式风电机组故障诊断方法。通过对风机轴承振动信号进行广义S变换,提高信号高频区的频率分辨率,使信号中的主要能量集聚在一定时频域内,解决S变换在处理非平稳信号时,能量时频集聚性较差的问题。然后利用能量熵对广义S矩阵进行特征提取,并结合VPMCD建立故障诊断模型,进行故障诊断。仿真实验结果表明,该文方法能够提高风机轴承故障的识别精度,证明了该方法的可行性。
参考文献
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在风能应用中,随着风电机组日趋大型化,风机矗立得越来越高,特别在近海风电开发中,风电机组轮毂高度一般在80到100 米,叶片长度达到了50到70 米,满足其高度要求的测风塔的建设变得越来越困难且昂贵;而对于风机叶轮整个旋转平面内的风和湍流的精确测量,传统测风塔也具有了较大的局限性。因此,有必要寻求一种新的方法替代在传统测风塔上安装仪器进行风的测量,有着更远测量距离和无干扰测量的激光雷达就是一个很好的选择。
1 对比观察实验的基本原则
本次对比观测主要目的是验证激光雷达测风设备在观测精度、可靠性、稳定性、电源供给、安全性等各个方面是否能够达到常规观测仪器的标准,能否替代传统测风塔用于南海海上风能资源测量。因此,本次对比观测需要重点考虑的是激光雷达测风设备和传统测风塔观测到的风速为同一位置、同一高度的风速、风向。本次对比观测试验在场地选择、对比观测仪器选择、对比方案设计和资料筛选分析等方面参考丹麦RISO实验室的激光雷达测试规范,并满足IEC 61400-12-1中的相关规范要求;选址和对比观测方案充分考虑对比观测环境地形、地貌、周边障碍物影响、海陆界面粗糙度不同造成的风速分布和切变差异,同时考虑区域风速、风向随着季节变化的趋势,根据进行对比观测的时间选择测风塔和激光雷达测风设备的相对方位。
2 对比观测实验中所要用到的仪器与配置
本次观测实验中,拟建一座100米高的桁架式测风塔,设计及横臂长度满足IEC61400-12-1附录G中的规范要求。塔体采用圆钢格构式焊接结构,边宽800×800mm,节间采用法兰螺栓连接,塔身设计4层拉线,按水平120度夹角布置(如图1所示)。该类型测风塔设计安全风速为60m/s,抗震烈度为8度,垂直度为1:1000,具有结构轻巧,易于运输和安装,在现场环境下结构稳定及振动小等特点。
测风塔的测风设备选用美国NRG symphonie型测风仪和德国Ammonit Thies Compact型测风仪两种,记录仪采用METEO-40L(24个通道,实现秒级数据的存储)。NRG的主要参数指标如下:风速量程0~70m/s,风速误差<0.1m/s(5 ~25m/s),斜率为0.765,不确定度等级为Class 2.4A,Class 7.7B;风向量程0~360?,风向误差<0.1?;使用环境为-55°C~60 °C。Ammonit的主要参数指标为:风速量程0~50m/s,风速误差<0.1m,斜率为0.07881,不确定度等级为Class 0.9A,Class 3.0B;风向量程0~360?,风向误差<0.1?,无北向间歇效应;使用环境为-30°C~70 °C;采用测风仪采样时间间隔为1秒,激光雷达是以激光器为光源向大气发射激光,接收大气(气溶胶粒子和大气分子)的后向散射信号,通过分析发射激光的径向多普勒频移反演出风速,它与微波气象雷达、风廓线仪相比,最突出的优点就是“晴空”探测能力、高时空分辨率[8]。本次对比观测实验中,拟采用Windcube V2和Galion G250两款激光雷达进行测试,这两款雷达都是脉冲激光雷达,均采用VAD测量,即垂直轴扫描测量,对比的基本项目为50、60、80、100米四个高度的风速和风向。
3 观测位置的选择及设备的布置
对比观测场址的选择是实验方案确定中的核心内容,既要对于南海海上的风资源环境有较好的代表性,又要考虑到地址建设条件等可行性。选址需充分考虑对比观测环境地形、地貌、周边障碍物影响、海陆界面粗糙度不同造成的风速分布和切变差异,同时考虑区域风速、风向随着季节变化的趋势,根据进行对比观测的时间选择测风塔和激光雷达测风设备的相对方位。
激光雷达对比观测试验首先要保证场址的一致性,即传统测风塔要与激光雷达测风环境一致。需尽可能选择周边无障碍物影响、对比测试场地开阔、下垫面粗糙度小,与海洋测风环境相同或者相似。此外考虑进行对比观测所服务项目具体情况、以及对比观测所需资源条件。对本次对比观测拟候选2个参考点进行综合对比,如下表所示:
表1 参考点情况表
选项
参考点1
参考点2
观测环境
海滩总长约2km,海滩中心距离余脉约2km,距离山主峰约10km。整个海滩相对开阔平缓。向陆一侧分布有稀疏的2~3m高的树木。
整个海滩更加开阔平缓。海滩中心向西遍布养虾场,养虾场外缘距离海边约100m。向陆一侧分布有稀疏的2~3m高的树木和零星2~3层楼房。
与项目相对位置
与海上风电场最近距离约15km
与海上风电场最近距离约10km
安全保障
需人值守,安全可靠性一般
需人值守,安全可靠性一般
供电
附近有交流电源
附近有交流电源
运输条件
陆运可达
陆运可达
协调难度
需征地、协调当地
需征地、协调当地
建测风塔施工难度
较易
较易
其他
需建在离山稍远的地方,避免其对测风造成影响
场内西端为养虾池
参考点二,虽然观测环境在某些方面与海洋(近海)环境有一定差别,如粗糙度和周边障碍物情况,但是与实际海洋(近海)海面粗糙度情况差别较小,障碍物距离拟选位置相对较远。而且该点距离拟开发海上风电场相对较近,在气候特征相似性以及后续开展工作等角度也具有一定优势。优先推荐参考点二。
考虑到计划的测风时段应为2014年4月份以后,5月到8月该场址范围内风的风向参考点二最近的测风塔数据应为从海洋吹向陆地的夏季风,结合对比观测应达到尽量模拟真实海洋环境的目的,拟采取测风塔和激光雷达沿海岸线平行分布的形式。
图 1 测风塔和激光雷达布置相对位置示意图
4 实验数据的分析处理
对比的原始数据主要为传统测风塔和激光雷达测得的50米、60米、80米和100米4个高度层上的风向、风速以及湍流强度。在进行对比分析前需进行数据的检验和筛选以及样本的分类。数据的处理分为两步,第一步是按照常规的10min平均的数据进行处理,考察其相关性;第二步是根据测得的秒级的数据,确定合适的时间间隔平均,比如1min~5min内等进行对比,为进一步合理的利用激光雷达的高采样率的特性,确定合理的数据测量结果平均的时间间隔,研究不同时间尺度下湍流特性的测量结果的差异等提供依据。
常规的处理流程介绍如下:(1)数据检验和筛选,首先要进行多种观测数据的同步性调整,为了确保各种仪器记录的数据为同步观测的同一空气团的运动状况,需要对多种对比观测数据的同步性进行精准调整,调整顺序为:时制调整、数据采集时钟微调;然后要开展数据有效性的检验与样本的筛选,为了保证对比分析检验参数的可靠性和公正性,需要对对多种对比观测数据的有效性进行检验,筛选出实测数据有效率达到一定要求的样本数据;最后要开展样本的分类,依据不同风速条件下边界层风特性参数的不同特征表现,将测风数据分类为较大风速和小风速两类。以杯式测风仪10min 平均风速为基础,将0-4m/s 的风速数据划定为小风速样本,将≥6m/s 的风速数据划定为较大风速样本数据;根据脉冲激光雷达测风原理,考虑到降雨雨滴的大小、密度及其运动轨迹可能对激光等遥感式测风仪的影响,将测风数据分类为有、无降雨样本。收集对比观测试验期间气象站的降雨资料,对测风样本进行分类;(2)数据统计及对比分析方法,经样本检验和筛选后,对不同样本情况下的风速和风向进行对比分析,分析主要包括风速、风向、湍流强度和风廓线等的均值、最大值、最小值、标准偏差、拟合度、绝对和相对偏差、相关系数等;(3)质量控制,方案制定、场址选择、仪器选择符合IEC以及国家的相关规范,仪器使用前应进行严格标定;数据处理过程和分析过程邀请国家可再生能源质检体系进行审核;为提高对比观测试验的客观性,场地、仪器、验证结果等,邀请国家可再生能源质检体系进行验收。对比观测验证报告邀请中国水利水电规划设计总院评审。
5 结束语
本文就主要对南海海岸边所开展的激光雷达与传统测风塔的对比观测试验进行了简单分析,这能够为进一步应用激光雷达开展海上测风观测提供应用经验与理论依据。
参考文献:
[1]熊兴隆,闫朴,蒋立辉,庄子波.测风激光雷达应用于机场能见度及云底高探测[J].激光与红外,2010(8).