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　　酒井重工業(yè)的SD451型振動壓路機(jī)是RCC大壩(所謂RCC、即Roller Compacted Concrete的英文縮寫)建設(shè)的專用壓實設(shè)備。本機(jī)的特點和優(yōu)點是在同等重量級的碾壓設(shè)備中具有最大的壓實能力，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)。這是因為前后輪均采用了垂直振動的機(jī)構(gòu)使之變?yōu)榭赡堋Ｍ瑯拥恼駝訖C(jī)也用于打樁機(jī)。酒井重工業(yè)最先將此技術(shù)用于振動壓路機(jī)。由于其壓實效果好，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大壩的壓實機(jī)械，于1990年初進(jìn)行開發(fā)。以后，SD451的壓實性能在各種各樣的大壩現(xiàn)場得到了充分的證實。

　　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。目前、在世界上中國的RCC建設(shè)處于鼎盛時期。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? 因為在中國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)心的重大問題。

　　在SD451的振動輪上采用了垂直振動機(jī)構(gòu)，其模式圖如圖2A所示。因為鋼輪內(nèi)部的2根振動軸(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，將垂直成分予以加倍提高。作為離心力的垂直成分對地基材料產(chǎn)生壓實作用。本機(jī)構(gòu)以及本機(jī)的優(yōu)點如下:

　　(1) 提高了壓實作業(yè)的效率：這是因為把原來的壓路機(jī)的振動力和振幅提高大約40%～30%(將一根振動軸運(yùn)轉(zhuǎn)的圓振動方式用圖2B來表示)。

　　(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。以往的振動壓路機(jī)當(dāng)混凝土碾壓后變得堅固時振動輪的運(yùn)動被打亂而難以筆直行走。因為SD451僅在垂直方向振動，其筆直行進(jìn)性比歷來的振動壓路機(jī)好。

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

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

　　圖2A　SD451的振動機(jī)構(gòu)(垂直振動式)　　圖2B　以往的振動壓路機(jī)的振動機(jī)構(gòu)(圓振動式)

　　圖2　垂直振動(雙軸方式)和以往振動壓路機(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85萬立方米)的RCC大壩的施工方法上引進(jìn)了新的壓實技術(shù)。就是把當(dāng)時還是主流設(shè)備的其他公司的壓實設(shè)備(簡稱以往機(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)開發(fā)了新型機(jī)械。把兩款機(jī)種的規(guī)格比較，用表1(請參照<比較試驗時>欄)來表示。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噸級的雙鋼輪振動壓路機(jī)其振幅考慮設(shè)在0.8mm的話，要達(dá)到它的實用化還有很多的技術(shù)問題需要解決。機(jī)械重量和振幅對于壓實影響很大。基于酒井重工業(yè)的壓實研究，地基的深度方向的壓實密度是伴隨著振動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)上來制定的。使以往機(jī)的壓實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施了SD451和以往機(jī)的對比試驗。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%。試驗的結(jié)果SD450的壓縮強(qiáng)度比以及壓實密度比和以往機(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。以本次試驗為開始綜合眾多論證，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)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結(jié)果(壓實密度比和壓縮強(qiáng)度比)

　　最近，為了適應(yīng)各種RCC大壩現(xiàn)場要求和客戶意見，對SD450型做了改良，改名為SD451型機(jī)種。規(guī)格參見表1右(<最近改良時>欄)。舉個例子，把發(fā)動機(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)動機(jī)的輸出功率從90kW增加到130 kW。

　　2006年9月，在中國首次使用SD451，在貴州省的大壩進(jìn)行了SD451的性能試驗。試驗時的碾壓層厚是100 cm(鋪設(shè)厚度：108 cm)。各層的壓實密度，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(中國和盛光技公司，HSMD2002)進(jìn)行了各個密度測定。SD451的振動碾壓次數(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 在中國貴州省的大壩現(xiàn)場首次進(jìn)行SD451的性能試驗