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　　酒井重工業(yè)的SD451型振動(dòng)壓路機(jī)是RCC大壩(所謂RCC、即Roller Compacted Concrete的英文縮寫)建設(shè)的專用壓實(shí)設(shè)備。本機(jī)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是在同等重量級(jí)的碾壓設(shè)備中具有最大的壓實(shí)能力，由此RCC材料的碾壓厚度可以增加到以往的3倍以上。(30 cmà100 cm)。這是因?yàn)榍昂筝喚捎昧舜怪闭駝?dòng)的機(jī)構(gòu)使之變?yōu)榭赡?。同樣的振?dòng)機(jī)也用于打樁機(jī)。酒井重工業(yè)最先將此技術(shù)用于振動(dòng)壓路機(jī)。由于其壓實(shí)效果好，可以大幅度縮短建設(shè)者的施工工期。另外，業(yè)主可以早日開(kāi)始發(fā)電并向電網(wǎng)輸電。也就是不僅業(yè)主，施工單位可以獲利，包括用電單位也得到恩惠。一般的RCC大壩的壓實(shí)層厚大約在30 cm。但是在日本采用的層厚是75 cm～100 cm。本機(jī)作為日本的RCC大壩的壓實(shí)機(jī)械，于1990年初進(jìn)行開(kāi)發(fā)。以后，SD451的壓實(shí)性能在各種各樣的大壩現(xiàn)場(chǎng)得到了充分的證實(shí)。

　　和以往的重力式混凝土RCC大壩相比，由于使用了本機(jī)，縮短了建設(shè)工期，建設(shè)成本也降低了約20%。從1980年前后起世界各國(guó)采用了這種技術(shù)。通常的RCC材料由于水泥混凝土中的含水量少而使用搗棒搗實(shí)。目前、在世界上中國(guó)的RCC建設(shè)處于鼎盛時(shí)期。例如高度在100米以上的大壩已經(jīng)建成約有90座，在建中約有60座。這是為何呢? 因?yàn)樵谥袊?guó)的各大城市以及東部，東南沿海地區(qū)電力不足的情況非常突出。為了緩解旺盛的電力需求，即基于<西電東輸>的政策，在中國(guó)的西南部(四川省、貴州省、云南省等)正在加緊建設(shè)大壩和水電站。所以建設(shè)工期的縮短和建設(shè)成本的降低成為有關(guān)方面關(guān)心的重大問(wèn)題。

　　在SD451的振動(dòng)輪上采用了垂直振動(dòng)機(jī)構(gòu)，其模式圖如圖2A所示。因?yàn)殇撦唭?nèi)部的2根振動(dòng)軸(偏心輪)相互同期反轉(zhuǎn)。將各軸的離心力的水平成分予以抵消的同時(shí)，將垂直成分予以加倍提高。作為離心力的垂直成分對(duì)地基材料產(chǎn)生壓實(shí)作用。本機(jī)構(gòu)以及本機(jī)的優(yōu)點(diǎn)如下:

　　(1) 提高了壓實(shí)作業(yè)的效率：這是因?yàn)榘言瓉?lái)的壓路機(jī)的振動(dòng)力和振幅提高大約40%～30%(將一根振動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)的圓振動(dòng)方式用圖2B來(lái)表示)。

　　(2) 改善了筆直的行走性：RCC大壩碾壓是用低速(1～2 km/h)行進(jìn)的。以往的振動(dòng)壓路機(jī)當(dāng)混凝土碾壓后變得堅(jiān)固時(shí)振動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)被打亂而難以筆直行走。因?yàn)镾D451僅在垂直方向振動(dòng)，其筆直行進(jìn)性比歷來(lái)的振動(dòng)壓路機(jī)好。

　　(3) 可以長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)并且機(jī)械耐久性長(zhǎng)：正是由于上述的振動(dòng)混亂減少，傳遞給駕駛員和機(jī)體的有害振動(dòng)也相應(yīng)減少。另外酒井公司獨(dú)特的懸架式防振機(jī)構(gòu)對(duì)制約振動(dòng)非常有效。

　　本機(jī)還采用了車臺(tái)屈折式構(gòu)造，機(jī)動(dòng)性和小回轉(zhuǎn)性都非常優(yōu)秀，即使在比較狹小的大壩現(xiàn)場(chǎng)也可以靈活轉(zhuǎn)向。

　　圖2A　SD451的振動(dòng)機(jī)構(gòu)(垂直振動(dòng)式)　　圖2B　以往的振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)機(jī)構(gòu)(圓振動(dòng)式)

　　圖2　垂直振動(dòng)(雙軸方式)和以往振動(dòng)壓路機(jī)(一軸方式)的比較

　　1990年初，在日本九州地區(qū)熊本縣的龍門大壩(壩體高100米，壩體體積85萬(wàn)立方米)的RCC大壩的施工方法上引進(jìn)了新的壓實(shí)技術(shù)。就是把當(dāng)時(shí)還是主流設(shè)備的其他公司的壓實(shí)設(shè)備(簡(jiǎn)稱以往機(jī))更換成酒井重工業(yè)的SD450型。隨著以往機(jī)的工程停止、日本專業(yè)設(shè)備制造商酒井重工業(yè)開(kāi)發(fā)了新型機(jī)械。把兩款機(jī)種的規(guī)格比較，用表1(請(qǐng)參照<比較試驗(yàn)時(shí)>欄)來(lái)表示。SD450型把自身重量和最大激振力比以往機(jī)提高了約40 %、最大振幅提高了約30 %。實(shí)際看上去振幅值(1.4 mm)似乎非常小，但是，即使現(xiàn)在10噸級(jí)的雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)其振幅考慮設(shè)在0.8mm的話，要達(dá)到它的實(shí)用化還有很多的技術(shù)問(wèn)題需要解決。機(jī)械重量和振幅對(duì)于壓實(shí)影響很大。基于酒井重工業(yè)的壓實(shí)研究，地基的深度方向的壓實(shí)密度是伴隨著振動(dòng)輪的重量和振幅的增大而提高。本機(jī)的規(guī)格是在研究結(jié)果的基礎(chǔ)上來(lái)制定的。使以往機(jī)的壓實(shí)能力大幅度地提高成為可能。

表1 酒井重工業(yè)SD450和以往機(jī)規(guī)格比較

　　在日本的龍門大壩上實(shí)施了SD451和以往機(jī)的對(duì)比試驗(yàn)。碾壓層厚為75 cm和100 cm。如表2所示，SD451的碾壓層厚是100 cm，比以往機(jī)的層厚75 cm大了33 %。另外SD451的單位水泥量減少了約8%。試驗(yàn)的結(jié)果SD450的壓縮強(qiáng)度比以及壓實(shí)密度比和以往機(jī)達(dá)到同等甚至以上。而且由于水泥用量減少碾壓次數(shù)也相應(yīng)減少一半(6次)達(dá)到了預(yù)期結(jié)果。以本次試驗(yàn)為開(kāi)始綜合眾多論證，大壩的投資者日本建設(shè)省決定在大壩的建設(shè)途中(在堤高55m時(shí))變更施工方法(施工機(jī)械和減少碾壓次數(shù))。這種中途變更在大壩建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的方面是破例的，也是劃時(shí)代的選擇。以后，SD450成為日本RCC大壩工程建設(shè)的專用設(shè)備而被廣泛采用。

表2　在日本九州龍門大壩上做的比較試驗(yàn)結(jié)果(壓實(shí)密度比和壓縮強(qiáng)度比)

　　最近，為了適應(yīng)各種RCC大壩現(xiàn)場(chǎng)要求和客戶意見(jiàn)，對(duì)SD450型做了改良，改名為SD451型機(jī)種。規(guī)格參見(jiàn)表1右(<最近改良時(shí)>欄)。舉個(gè)例子，把發(fā)動(dòng)機(jī)由道依茨的空氣冷卻式改為五十鈴的水冷式。為了承受連續(xù)施工的耐力，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率從90kW增加到130 kW。

　　2006年9月，在中國(guó)首次使用SD451，在貴州省的大壩進(jìn)行了SD451的性能試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)的碾壓層厚是100 cm(鋪設(shè)厚度：108 cm)。各層的壓實(shí)密度，從底部15cm、33 cm以及66 cm處用插入式中子密度儀(日本土壤和巖石工程技術(shù)公司)，另外在表面至深度30cm的范圍用核子水分密度儀(中國(guó)和盛光技公司，HSMD2002)進(jìn)行了各個(gè)密度測(cè)定。SD451的振動(dòng)碾壓次數(shù)是8、10、12次。滿足了在所有碾壓次數(shù)，全層上的碾壓密度為97%以上的要求。有關(guān)方面都期待著，在今后中國(guó)水利水電大壩建設(shè)方面，可以為縮短工期降低建設(shè)成本以及早日向電網(wǎng)輸電做出貢獻(xiàn)。

　　圖3 在中國(guó)貴州省的大壩現(xiàn)場(chǎng)首次進(jìn)行SD451的性能試驗(yàn)