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電機設計論文范文1
在學生愿意主動來到課堂學習的前提下,吸引學生的學習興趣更為重要。為了可以讓學生興趣盎然地參與到教學過程中來,教師在能講述知識的前提下,還要能激發學生的學習動機,喚起學生的求知欲望。在這方面,教師可以結合實際應用,講述一些射頻集成電路在日常生活中的應用。比如,美國半導體產業協會(SIA)總裁兼執行長BrianToohey曾指出:“從物聯網、智能汽車、智能家居等市場都可以看出,半導體普遍出現在每一種產品類型中,而且正變得無處不在?!眱H僅在我們每天使用的智能手機中就包含RF收發器、功率放大器、天線開關模塊、前端模塊、雙工器、濾波器及合成器等關鍵射頻元件。而且有報告指出,2011年這些射頻器件的市場規模為36億美元,預計2011~2015年的年復合增長率為5.6%,到2016年主要的射頻器件市場將達47億美元。此外,目前應用比較廣泛的WiFi及物聯網都與射頻集成電路有著密切的關系。這些切實應用由于與學生的生活以及將來的就業息息相關,因此,相關內容的講述能夠有效地激發學生的學習熱情。
二、如何讓學生成為課堂的主人
“以教師為中心”“以灌輸為主要形式”的傳統教學方式已經無法適應新時代的需求。如果教師僅根據教材對內容進行枯燥的講解,無法抓住學生的注意力,學生很容易溜號,影響課堂教學質量。因此可以通過引進研究型教學模式、師生互動來活躍課堂氣氛。所謂“研究型教學模式”即將教師由知識的傳授者轉變為學習的指導者,將學生由被動的學習轉變為主動的學習。如何使學生成為課堂的主人,在教學實踐中發現培養學生的問題意識是課堂教學的有效手段,教師可以通過創設開放的問題情景,引導學生進入主動探求知識的過程,使學生圍繞某類主體調查搜索、加工、處理應用相關信息,回答或解決現實問題。比如,以射頻技術在物聯網中的應用為開放課題,學生通過查資料,分析整理,更深刻體會了射頻技術在智能家居、交通物流、兒童防盜等方面的應用,使學生在學習過程中主動把“自我”融入到課程中,敢于承擔責任,善于解決問題。
三、讓學生走上講臺
學生是課堂的主人,因此,可以改變以往教師在講臺上講、學生坐在下面聽的傳統教學模式。讓學生走上講臺可以將傳統的講授方式轉換為專題研討的教學模式。教師可以提前布置專題內容,如射頻器件模型、射頻電路設計、射頻技術發展、射頻技術的應用及未來發展趨勢等。有個專題內容作為核心,學生可以在老師的指導下通過檢索資料,組織分析資料,最終走上講臺向老師和其他學生講述相關的內容。通過幾年的實踐,發現這樣可以增加學生學習的主動性和自覺性、同時也能使學生對相關的問題發表各自的觀點,形成對問題各抒己見、取長補短的研討學習方式,大大拓寬學生的知識面以及綜合表述能力。
四、通過實踐教學加深理解理論教學內容
理論教學是掌握一門技術的基礎,但實踐教學也是必不可少的。學生在掌握一定的基礎理論的同時,須要通過設計實踐來強化鞏固。實踐教學的引入,不僅能夠加深學生對理論知識的深入理解,洞悉細節,提高學生的動手能力,還可以培養學生創新思維及科研能力。因此,教師可以通過設置幾個開放的課程設計內容來讓學生主動研究探索。在本課程的教學中,本人已經有計劃地進行了實踐教學活動,例如,在實踐教學中,曾經給學生布置了“用于GPS的低噪放電路設計”的實踐設計。在該設計過程中,學生須要深入理解多方面知識,比如明確GPS的頻段、確定低噪放的電路結構,并有效評估電路性能等。為了課程設計的順利進行,學生須要進行查閱分析資料、軟件安裝、軟件學習、電路設計、課程論文撰寫等幾個環節的分析設計工作,并最終在實踐中系統深刻地理解掌握課程的理論內容,為以后的工作及深造打下堅實的基礎。
五、鼓勵學生參與科研項目
電機設計論文范文2
近年來,我國電子技術獲得突飛猛進發展,新型元器件和集成電路得以廣泛應用,電集成化與復雜化顯然已成為新時期電路設計的發展趨勢。為更好滿足當代電路設計需求,利用電子線路CAD技術取代傳統的手工操作很有必要。在電子線路CAD技術的輔助下,電路設計的精密度將獲得可靠保障。電子線路CAD技術的應用,其實是電路設計者在電路設計理論上具有可行性的基礎上,通過計算機繪圖、設計軟件等工具,完成實際的設計工具。在電子線路CAD技術的幫助下,電路設計工作的效率與質量均將得以顯著提升。目前,電子線路CAD技術在電子設計中的應用主要包括以下內容:
1.1電路圖的設計。作為電子設計中的重要環節,設計結構完善、功能全面的電路圖很有必要,這是確保電子設計最終產物能夠正常使用的根本保障。在電子設計者進行電路原理圖的設計工作時,完全可以借助Protel工具,實現原理圖的輸入。Protel蘊藏著資源豐富的電子器件庫,在Protel的輔助下,設計者在繪圖期間能夠結合設計需求,靈活使用各類電子器件,大大簡化了設計的工作量,同時提高了電路原理圖的精密度。譬如,使用者繪制完成元器件后,可以根據自己的想象,將其放在任何一個位置,僅需通過拖動就能實現,無需進行其他調整參數等操作。
1.2模擬數據。電子線路CAD技術還能起到模擬數據的作用,以便設計者根據模擬電路運行產生的數據,檢驗電路設計有無異常。同時,可結合模擬數據,對電路進行更深層次的分析。Protel軟件本身自帶多種模擬功能,設計者可通過模擬功能的運用,對電子設計在通電情況下的溫度、瞬態、靈敏度等情況有一個初步的了解,以確保該電路的功能是否達到預期效果。另外,還可利用數據模擬,了解電路各環節的運行情況,以便設計者及時察覺線路異常,并盡快采取措施進行調整。
1.3設計PCB板。利用Protel軟件,將電路設計圖進行布線,最終形成的電路板即為PCB板。PCB板的設計,離不開電路原理圖的導入,而電路原理圖的導入工作,勢必需要借助Protel軟件的數據模擬功能。同時,為確保PCB板的設計達到理想效果,電路原理圖與PCB板中的各類元器件的電氣特點務必要保持一致。只有這樣,設計者才能借助Prote軟件的布線功能完成布線工作,并在后期,通過人工調整的方式,進一步改善布線工作的效果,使電路布線更加精確、整潔。
2運用電子線路CAD技術提高電子設計課程教學質量的有效建議
電子線路CAD課程是一門理論與實際結合性很強,具有一定實踐性的新興課程,是當代電子信息技術專業的核心課程之一。電子線路CAD課程的主要目的,是幫助鍛煉學生PCB板的設計能力,能夠結合設計需要,完成各種類型的PCB板布局與布線。作為電子信息技術專業的高職學生,務必要掌握:CAD軟件的應用能力、原理圖繪制能力、原理圖元件制作能力。PCB板設計能力、新元件封裝制作能力、單面PCB板設計與編輯。雙面PCB板設計與編輯,并了解一定的有關多層PCB板設計與編輯以及電子線路仿真知識。結合電子線路CAD技術在電子設計中的應用情況來看,為能有效完成電子線路設計工作,全面落實電子線路CAD技術的教學很有必要。然而,從目前教學工作開展情況來看,在高職電子設計課程的教學工作中,電子線路CAD技術的應用并沒有達到理想效果。學生在對電子線路CAD技術始終無法真正掌握電子線路CAD技術,也不能通過靈活應用該技術,順利完成電子設計工作。學生對該技術的學習,往往只是停留在對理論知識的理解,對實踐操作方面的內容,多呈現出臨時性記憶的特點,一旦離開教師的輔導或一定時間未接觸,就會出現無從下手的情況。針對這一問題,結合發達國家成功經驗,發現運用以行動為向導的項目教學法效果更佳。告知電子設計課程在教學過程中,應遵循以下基本原則:
(1)先整體后具體。在開展CAD技術的教學工作時,教師應提前對該技術的應用價值與學習意義進行介紹,告知學生這一知識要點的學習難度與學習目的,使學生做好充分的心理準備后,再進行各項目的教學與實踐;
(2)循序漸進。學生初步接觸CAD技術時,教師注意引導學生進行簡單嘗試,帶領學生運用該技術進行難度系數低的電子設計,然后不斷增減難度,由淺入深,加強學生運用該技術的能力。比如說,相較于高頻電子產品,低頻電子產品的電路設計更為簡單,教師在帶領學生進行學習時,應從低頻電子產品的設計入手,待學生完全掌握操作技能后,再逐漸轉向高頻電子產品的電路設計;
(3)鼓勵創新。在使用CAD技術進行電子設計時,教師應在學生CAD技術掌握到一定程度時,鼓勵學生積極創新,進一步增強學生電子線路CAD技術應用的靈活性;
(4)要求學生將理論落實到實踐。子在學生運用CAD技術完成電子設計任務時,教師應要求學生將設計轉化為成品,而不是停留在電腦的設計。將設計轉化為成品,能有效激發學生學習成就感,使學生更加直觀的感受到CAD技術的魅力,今后愿意更加專注地投入學習。
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電機設計論文范文3
進入21世紀以來,我國酒店的設計因經濟環境、客源結構、管理制度等的轉變而發生著較大的變化,呈現了動態化、可持續的發展趨勢。主要反映在以下幾方面:
(一)設計理念的變化
酒店社會形象由注重標志性而趨向社會服務性,其空間組織由封閉型趨向開放型,服務項目由綜合性趨向特色與個性。裝修風格由單一趨向多元化,由只注重社會效益趨向更注重經濟效益。
(二)服務項目的變化
1.客房
作為酒店主要服務項目之一的客房,其類別由過去雙人標準型客房為主趨向由含有單床間,雙床間、靈活的三床間、商務套房等多元型客房組成,客房平面形狀,面積大小也更趨多樣化。
2.餐飲空間
餐飲空間是酒店的重要組成部分,也是酒店變化最大的項目。過去酒店餐飲主要以住店客人為主,并較多的考慮“涉外”因素,普遍要求咖啡廳、正式西餐廳,封閉式酒吧等設置,因此,脫離了中國日益開放的國情,影響酒店餐飲經濟效益。
(三)服務功能的變化
星級酒店已脫離過去僅僅“涉外”的封閉狀態,而面向全社會,其服務功能呈社會化、大眾化的趨向,酒店餐飲、通訊錄健休閑、娛樂購物等都有市民參加,市民的婚慶、高考、會友等光顧酒店客房也是常事,而酒店客人也常依托社會設施進行多樣化消費,使之得以更好地生存和發展。
另外,由于酒店客源結構的變化,不同客源需求不同層次的市場,要求市場定位和分工更加細化,使其服務功能更加專業化,服務功能多層次化。
二、星級酒店設計的基本理念
(一)人性化的設計準則是星級酒店設計的主要方向
酒店是當地社會和商業人士聚集的場所,表現地位,顯示財富。在大量高檔材料的堆砌之下,裝修的豪華掩蓋了對消費者身心的關注與呵護。隨著社會的和諧發展,這種浮躁逐漸被人性化的設計理念所代替,并勢必成為星級酒店動態化設計的主要方向。因此,酒店設計應為“舒適性設計”,滿足客人的精神追求,營造更為溫馨的環境氛圍,滿足人們求新、求異、求變的本性;擯棄繁瑣奢華、彰顯財富的設計手法,體現文化內涵,以更親近自然的設計語匯體現設計文化,反映創新意識。
(二)體現生態價值觀是酒店動態化設計的技術準則
酒店設計認真實行綠色設計的原則。對生態系統和生物圈內不可再生資源建立循環資源系統,積極利用再生資源,充分利用自然光、太陽能,積極組織被動式的自然通風,節約能源,加強天然資源的利用和保護,積極開發和使用真正環保型的裝飾材料。
(三)追求全新的時代氣息是酒店設計的生命力
概念是設計的原動力。時尚的設計則反映出時代氣息。
隨著科技的進步,新材料、新技術、的層出不窮,為設計行業追求全新的時代氣息提供了取之不盡的語匯;木材、石材等天然材料繼續運用反映著人類追尋淵源,親近自然的情懷,金屬和玻璃等富有時代特點的新材料,給人們帶來全新的時代情趣,也傳遞著豪華、穩定、氣派、永恒。當今信息時代的到來,改善著全人類的生活模式,而酒店設計中智能技術的應用,提高了室內環境的整體品質。
(四)尋求地域文化與國際審美情趣的有機結合是酒店設計的文化取向
酒店設計既是一項建筑活動,又以酒店形象反映一種文化氣量。由于其存在于某一地域環境之中,主要服務于某一人類群體而呈現其地域性。設計中容入地域文化,追求個性化理念,彰顯獨特風格是做好酒店動態化設計的一個重要方向。高星級酒店作為一個開放性的服務空間,在面向世界的社會環境中,建筑文化的外來元素逐漸滲透于傳統文化內涵之中,并與其重新整合形成相對統一的國際審情趣;高星級酒店室內設計是最能反映和代表當地潮流的一個領域,也成為時尚性的重要載體。
三、星級酒店設計的技術措施
(一)將星級酒店融入城市聚居的大環境
建筑學科涵蓋了城鄉規劃、建筑設計、景觀環境規劃、室內設計等諸方面,是研究人類聚居環境的綜合性學科。星級旅游酒店的動態設計需要建筑設計與室內設計相結合,更需要立足于建筑學科進行分析與綜合相結合。要做好酒店的動態設計,需在更為宏觀的角度上去深入了解酒店所在城市的聚居總體環境,去研究酒店在這總體環境中的地位和作用及將來發展趨向,這是做好的酒店動態設計的關鍵。
(二)在星級酒店設計中引入“城市廣場”的理念
追溯人類城市建設發展史,“城市廣場”起著不可低估的作用。當今開放的社會大環境,使功能綜合,設施齊全的酒店越來越成為城市生活的組成部分,酒店客人消費的多元化依托于社會環境的支撐,而酒店經營者也希望借助社會消費來提升酒店的社會效益和經濟效益。在酒店設計的空間安排與人流組織上引入“城市廣場”的理念;在保證酒店客人活動相對獨立的同時,公共活動空間向社會開放,組口血未干社會人流便捷地到達各個服務項目。另外酒店作業城市廣場,應注重與城市大環境的“銜接點”與“綿延帶”的處理。酒店的各種動線的出入口即是與城市環境的“銜接點”,而人們視覺上,心理上與城市空間的交流面即是“綿延帶”。
(三)組織“可持續發展”星級酒店的空間構架
星級酒店作為一棟(組)建筑,在其物質生命周期中會發展、變化、其服務項目會有增減,服務內容也會有調整,各個裝修周期中裝修風格流派紛呈,作為星級酒店動態設計,必須組織“可持續發展”的空間構架。首先以交通流線為脈絡,動線即客流、物流、服務人員交通流線要分明且流暢;其次各功能空間按其內容和服務對象,組織各功能分區成為單元,要分區明確,布置合理。
電機設計論文范文4
EDA技術是機械電子工程設計當中重要的技術,其主要載體可以進行大規模編程的邏輯器件,在編程過程當中,使用的表達方式是硬件描述語言。EDA技術在應用的過程中要使用計算機、編程邏輯器件等科技工具,應用的最終目標是對特定的目標新平進行適配編譯和邏輯映射,形成電子系統或是成為專用集成芯片。EDA技術是在電子電路技術之上發展起來的,EDA技術要編譯器、綜合器、下載器、適配器等部件共同構成。其中,綜合器能夠對設計者的設計文件進行轉換,使其成為系統內門級電路描述。適配器可以生產最終的下載文件,并安排到制定的器件中。EDA技術是機械電子工程設計中的核心技術,EDA技術使用的HDL語言可以公開利用,其描述范圍廣泛,可以機械電子工程設計帶來諸多的幫助。在后期進行交流、修改、保存等工序時也可以十分方便的進行。另外,EDA技術擁有較高的自動化,一些常規的糾錯、調整等工作可以快速完成。
2電子工程中存在的問題
機械電子工程快速發展,但是到目前為止,世界各國對于機械電子工程都沒有明確的定義和統一的認識,出現這種問題的原因,一方面是機械電子工程發展速度太快,所涉獵的領域越來越多,另一方面是因為設立明確的定義必定會對其發展產生一定的限制作用,不利于機械電子工程繼續快速發展。電子工程在發展的過程中產生了一些難以解決的問題,電子產品的發展方向是具有更高集成和大容量,同時體積也越來越小,這就需要技術的不斷升級來實現發展目標。電子工程設計方案需要獲得科學的檢驗,要對其進行仿真分析。電子元件所處的工作環境是設計人員應該考慮的問題,要對設計方案進行有效優化,最后要對電路特性進行分析。另外電子工程在運行中要避免靜電的危害。為了實現電子工程取得進步獲得發展,需要在電子工程設計中采用EDA技術。
3電子工程設計要點
3.1仿真分析
機械電子工程設計方案需要通過科學的系統仿真或是結構模擬來說對其可行性、科學性進行驗證和分析。通過仿真分析來確保設計方案在后續實踐中能夠順利應用。在仿真分析過程中,使用EDA技術可以為仿真分析提供良好的支持。EDA技術能夠通過各個環節當中的傳遞函數來進行數學建模并對其進行仿真分析,這樣構建和仿真系統能夠準確驗證設計方案的實踐性,并能夠對電子系統工最后程設計方案進行推廣和使用。這種仿真分析對于提高我國電子工程設計的整體水平和產品質量有積極的指導意義。
3.2優化設計
對設計方案進行優化的目的是盡可能確保電子元件在應用過程中具備穩定性與可靠性,保證其擁有最佳的容差和工作環境。在實際工作條件下,使用傳統的電子工程設計方法,難以對實際容差及電子工程元件工作環境進行全面的檢查和分析。不能對電子元件環境進行全面勘測,就容易導致設計方案在此方面出現漏洞,這樣一來電子元件的容差及其工作環境溫度就很難得到有效的保障。利用EDA技術則能對設計方案進行良好的優化,因為EDA技術可以對電子方案環境進分析計算,獲得電子元件在實際工作中所處的環境溫度等相關數值。在分析獲得的數值基礎上,來對電子工程設計方案進行優化,保證方案在實施后,可以穩定工作,具有可靠安全保障。
3.3預防機械結構中的靜電
機械結構是根據設計方案來工作并應用于事物成為滿足功能需求的結構。在科技快速發展的大環境下,集成電路設計愈來愈復雜,這對靜電的防治也提出了更高的要求。靜電對電子元件的破壞巨大,靜電電場能夠對周邊電荷有吸引力會破壞絕緣體,使電子元件敏感度降低,甚至是引發集成電路燒毀,使電子產品直接報廢。這要求工作人員做好靜電防護,對防靜電工作區域進行劃分,保持操作空間的清潔,降低靜電發生的概率。在電子工程故障檢測方面,要將傳統的電子工程故障檢測和智能故障檢測方法結合,相互驗證,在電子技術投入方面加強,提升電子工程檢測技術的能力,增強電子元件、電路對環境的適應能力。
3.4電路特性的有效分析
對電特性進行有效分析是EDA技術中的重要內容,在電子工程設計的過程中,理論分析都是在數據分析和特性分析的基礎之上進行。因此,數據分析和特性分析方面的數據必須準確及時,使用傳統的電子工程設計方法會受到多方面的限制,難以保證數值的準確性,電力測試的實際精度會受到較大的影響,不利于后期穩定性的建立。EDA技術就能夠對整個系統進行全面的測試,并保證測試的精確性與科學性,避免設計方案出現結構性的差異確保設計方案的整體性以及合理性。
4結論
電機設計論文范文5
1.1分支組合方式的選擇
根據柘溪發電站的4個并聯分支的基本情況,本文主要考慮的是12-34、13-24以及14-23這三種分支的組合形式。
1.2橫差保護分析
在仿真實驗的過程中,我們對各種分支情況下的零序橫差、裂相橫差以及這兩種橫差保護相互聯合作用時候的保護效果進行了統計整理,在實驗的過程中,將零序橫差的保護選擇為0.04IN,并將其作為動作門檻,裂相橫差的保護采用比率的制動特性,,差動的門檻選擇為0.2IN,斜率為0.3。根據我們對零序橫差以及裂相橫差的保護可動作的故障數統計結果分析,我們可以看出柘溪的橫差保護具有如下特點:
a.兩種橫差保護對同相異分支的故障動作的反映靈敏度均不高,個別的分支的動作數目可以達到18種,這主要是由于同相異分支短路的匝差太小,大部分不超過1匝所造成的。
b.同相異分支的短路故障的保護效果顯示相隔的分支組合要強于其他的組合情況,而這主要是因為同相異分支的短路現象只能夠發生在相鄰的分支之間,比如第二分支只能夠與第一或者是第三分支發生同相異分支形式的短路故障,所以采用分支相隔的組合方式具有比相鄰分支組合更強的保護效果。
c.無論是零序的橫差還是裂相的橫差對于異相的短路故障均具有較高的反映靈敏度,這也是因為同相同分支之間的短路匝差比較小的緣故。所以柘溪水力發電站在今后的發展過程中需要不斷的加強對同相同分支以及同相異分支的短路故障的保護力度。
d.同時,仿真的結果表明,零序橫差以及裂相橫差保護的故障動作效果之間具有較強的互補性,所以為了提高保護的效果,可以考慮將二者同時裝設在同一個系統中。
1.3縱差保護分析
我們對發電機組中的各種不同分支的組合方式條件下的縱差保護的動作效果進行了效果的統計與分析,差動的門檻以及斜率的數值均與以上仿真工作中的條件相同。仿真的結果表明,縱差保護具有如下特點:a.完全的縱差保護不能夠實現對于同相同分支以及同相異分支的短路故障的保護作用,但是可以實現對于2832中異相短路故障的完全保護動作;b.不完全的縱差保護對于各種的短路故障形式均具有較高的反映靈敏度,但是對同相同分支或者是同相異分支的故障的動作不夠靈敏;c.對相間故障具有較高的靈敏度的保護是單套的不完全的縱差保護,但是能夠實現對于異相短路故障100%動作率的只有雙不完全縱差保護。
1.4聯合保護方案分析
上述的各種保護方案在單獨作用的情況下均有著一定的局限性,不能夠收到令人滿意的效果,所以需要研究橫差保護與縱差保護協同作用的保護方案。通過對組合方案條件下可動作故障數的統計分析,我們得出了結論包括:
a.如果選用的是3種中性點側的分支組合方式,那么最好選擇12-34式的分支組合,以便達到最高的故障動作效率;
b.如果裂相橫差與零序橫差均不對這種匝間的短路進行反映,則不完全的縱差保護方案也不能夠起到很好的保護作用或者是具有較高的動作率;
c.這種聯合保護的方案對于異相的短路故障具有較高的動作率,幾乎可以實現全部類型故障的動作,但是提高零序橫差或者是裂相橫差的保護門檻的時候,組合的保護方案并不能夠顯著的提高動作的效率,所以在現場值不確定的條件下為了提高保護的動作率,可以增加一套縱差保護,進而為異相故障提供雙重化的保護效果。
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電機設計論文范文6
關鍵詞:小孤山水電站;變形監測;結果分析;預報
一、工程概況
小孤山水電站水利樞紐是我國目前建在軟基上的第一座中型電站閘壩,是黑河大峽谷的第3座梯級水電站,上接大孤山水電站廠房尾水,設計正常蓄水位2160m;下接龍首二級(西流水)水電站庫尾,正常水位1920m,開發段河道長約15km,設計水頭140m,該水電站采用長隧洞引水式方案開發,設計引水流量98m3/s,電站裝機約100MW。工程規模屬中型工程,主要建筑物設計標準為三級,次要建筑物設計標準為四級,臨時建筑物設計標準為五級。小孤山水電站開發河段位于甘肅省肅南裕固族自治縣境內的黑河大峽谷中段,兩岸有大面積陡崖分布,峭壁聳立,河中亂石層疊,水流湍急。有山區四級公路沿峽谷穿過,樞紐距張掖市約100km,交通便利。
為了解和掌握閘壩的穩定性、驗證相關的設計參數,確保水電站的長期運行安全,保證發電機組正常出力和投資效益的正常發揮,受黑河水電開發有限責任公司的委托,按照《黑河小孤山水電站樞紐外部永久變形監測技術設計報告》和《水利水電工程測量規范》、《水利水電施工測量規范》、《混凝土壩安全監測技術規范》的要求,對小孤山水電站樞紐外部進行變形監測,并對監測結果進行了分析。
二、外部變形監測方案設計
外部變形監測主要從兩方面展開工作,一是進行建筑物水平位移監測,另一是進行建筑物沉降監測。水平位移監測采用視準線法,在設置有強制對中裝置的觀測墩上架設高精度經緯儀,照準視準線另一端點,測定設置在該軸線上的監測點的變形情況。沉降監測是采用精密幾何水準測量的方法,測定布設于建筑物上觀測點的高程變化,來確定建筑物的沉降情況。
在監測過程中,一旦發現監測點水平位移量變化較大、監測點沉降量較大或沉降量明顯不均勻時,應及時向業主報告,根據需要采取必要的防范措施。在沉降監測中,為了保證監測精度,正確反映建筑物的沉降情況,按照二等精密水準測量的技術要求施測。
2.1觀測點位的設置
變形監測點的布設是進行變形監測的基礎。根據監測點布設從整體到局部的原則,依據小孤山閘壩的結構形式及特點,在樞紐閘壩1#、2#、3#和4#泄洪沖砂閘范圍內,布設3條視準線進行閘壩水平位移監測;布設2條精密水準路線和1條支點水準路線進行閘壩沉降監測。
水平位移觀測基點B1、B2和B3是具有強制對中裝置、高1.20m的混凝土觀測墩,預制在右岸道路兩邊的基巖上,四周加置了鐵柵欄;照準基點A1、A2和A3是標有“萊卡”字樣的目標專用照準覘牌,用3個(或4個)螺釘固定在左岸基巖上。水準工作基點有2個,一個位于B2觀測墩底座上,一個位于Y15監測點下游右岸基巖上,均為現澆圓鋼標志。兩個水準工作基點上均引測了二等水準高程。
Y01~Y15是設計的變形監測點,這些點為高出地面0.30m的現澆永久監測墩,其上安置了強制對中盤和水準高程測量標志,作為平面位移監測和垂直位移監測的標志。
2.2變形監測使用儀器的選擇
為保證測量成果準確、可靠,滿足規范規定的精度要求,水平位移監測采用T3型經緯儀,并配用監測專用活動覘標進行;沉降監測,選用德國蔡司公司生產的NA-2型精密光學水準儀(±0.40mm/km)并配用銦瓦合金標尺進行幾何水準測量。在作業前后,對儀器的相關項目進行了檢驗與校正,使監測儀器的各項指標符合國家及規范要求。
2.3變形監測方法
水平位移觀測是將T3型精密經緯儀架設在B點,正倒鏡照準對應的特制照準點A各一次,對架設在各監測點上的帶有千分尺的移動覘標各讀取一組數據,取其中數作為最終觀測值。在沉降監測中,為了保證監測精度,正確反映建筑物的沉降情況,按照二等精密水準測量的技術要求施測。
三、監測數據處理及成果分析
3.1數據處理
外業數據觀測結束后,對觀測數據進行認真地檢查校核,剔除粗差后參與計算。閘壩的水平位移量,是將各監測點的觀測量與上一次觀測值比較得出相對位移量,將各監測點的觀測量與初始值比較得出絕對位移量;閘壩的垂直位移量,是將各監測點上利用附合水準路線經平差計算求得的高程值與上一次觀測值比較得出相對位移量,將各監測點求得的高程值與初始值比較求出絕對位移量。
3.2成果分析
2006年4月23日進駐工地,在28日下閘蓄水前幾天,對各監測點的初始值進行了測定。2006年5月4日開始首期監測,至2008年5月的2年內,從前段(2006年6月22日前的6期)的按通知無周期規則監測到后段(2006年6月22日后的100期)每周四進行的有周期規則性監測,共計106期。
為分析和研究閘壩的外部變形,繪制了監測期水庫水位過程線和各監測點的位移過程線:以各視準線上的監測點組成的橫剖面代表閘壩橫向位移曲線和以各閘墩為單元,其上監測點組成的縱剖面代表閘壩縱向位移曲線。
通過監測數據分析各個監測點的位移過程線(剔除個別監測期個別監測點的異常值)認為,上游排視準線上的監測點的變形情形是:位于壩左(混凝土壩)上的Y01的變形位移量不大,雖然在一段時間內和同在一條視準線上的其它監測點呈相似的變化方向、過程,但因變形位移量大多在2倍測量中誤差內,所以可以認為它是相對穩定的。Y02、Y03、Y04和Y05點在以上監測期發生變形且位移量隨水位變化波動,總趨勢是水平位移初期向上游,然后再向下游的過程;由于上游排監測基準點(B1)遭撞擊破壞,自74期后Y01、Y02、Y03、Y04和Y05點無水平位移監測數據,故對上游排的水平位移無法進行連續性分析;垂直位移是一個緩慢上升到回落繼而下沉的過程,且位移量不大。
中游排視準線上的監測點的位移變形情形是:位于壩左的Y06的水平位移變形量相對較小(最大達到-4.96mm),但和同在一條視準線上的其它監測點呈相似的變化方向、過程;要引起注意的是Y07、Y08、Y09、Y10和Y11監測點,在監測期后期水平位移向下游方向發生位移變形并隨水位升降呈規律性的上下波動且呈加快趨勢。Y07的水平位移量最大達到-5.96mm,Y08的水平位移量最大達到-9.66mm,Y09的水平位移量最大達到-11.94mm,Y10的水平位移量最大達到-12.01mm,Y11的水平位移量最大達到-13.79mm。垂直位移的變化在整個監測期也是比較平穩的,總體上講是一個緩慢上升到回落下沉的過程,但明顯隨水位升降呈上下波動規律。
下游排視準線上的監測點的位移趨勢是:在整個監測期,Y12的水平位移量和垂直位移量相對較小,Y13、Y14、Y15的垂直位移量相對較小而水平位移量較大,水平位移量絕大部分為負值并隨水位升降呈規律性的上下波動且向下游方向變形位移。Y13的水平位移量最大達到-10.13mm,Y14的水平位移量最大達到-10.84mm,Y15的水平位移量最大達到-11.30mm。垂直位移量的變化在整個監測期都是比較平穩的,總體呈下降趨勢,但位移變化量小,明顯隨水位升降呈上下波動規律。
四、結論
通過對2年監測數據分析,認為在該監測期閘壩發生了位移變形,且位移變形在時間和空間上都是不均勻的:①閘壩靠左岸位移變形較小,靠右岸位移變形較大;②水平位移變形較大而垂直位移變形較??;③水平位移變形方向向下游,大小隨蓄水位的高低波動并在波動中增大;④該閘壩存在不均勻位移變形,且不均勻位移變形特征比較明顯。
在整個監測期的后期,監測點Y07、Y08、Y09、Y10、Y11、Y13、Y14、Y15的水平位移量均逐漸增大,且有繼續增大的趨勢;垂直位移由蓄水初期的上升到回落再到下沉態勢,但垂直位移量較小,明顯隨水位升降呈上下有規律波動。需要強調的是:該閘壩靠右岸各監測點在這期間的水平位移量(向下游)逐漸增大而左岸變化量較小,通過對各個監測點的監測數據的比對、分析,認為該閘壩發生了不均勻位移變形且特征比較明顯,而殘余變形值逐漸減小。
參考文獻