滑模工作原理

滑模不仅包含普通或专用等工具式模板，还包括动力滑升设备和配套施工工艺等综合技术，主要以液压千斤顶为滑升动力，在成组千斤顶的同步作用下，带动1米多高的工具式模板或滑框沿着刚成型的混凝土表面或模板表面滑动，混凝土由模板的上口分层向套槽内浇灌，每层一般不超过30cm厚，当模板内最下层的混凝土达到一定强度后，模板套槽依靠提升机具的作用，沿着已浇灌的混凝土表面滑动或是滑框沿着模板外表面滑动，向上再滑动约30cm左右，这样如此连续循环作业，直到达到设计高度，完成整个施工。滑模施工技术作为一种现代（钢筋）混凝土工程结构高效率的快速机械施工方式，在土木建筑工程各行各业中，都有广泛的应用。只要这些混凝土结构在某个方向是边界不变化的规则几何截面，便可采用滑模技术进行快速、高效率的施工制作或生产。在各种规则几何截面的混凝土结构上，滑模技术显示出无穷的威力。混凝土结构的施工经济性和安全性大大提高，施工制作效率成倍增加。

滑模工程技术是我国现浇混凝土结构工程施工中机械化程度高、施工速度快、现场场地占用少、结构整体性强、抗震性能好、安全作业有保障、环境与经济综合效益显著的一种施工技术，通常简称为“滑模”。

滑模技术的最突出特点就是取消了固定模板，变固定死模板为滑移式活动钢模，从而不需要准备大量的固定模板架设技术，仅采用拉线、激光、声纳、超声波等作为结构高程、位置、方向的参照系。一次连续施工完成条带状结构或构件。

滑模滑模操作平台支承系统

操作平台支承系统有两大类，一类是刚性支承系统，其中又有由中心筒及辐射布置的桁架结构组成的"轮毂式"支承系统及由主副桁架、主副梁组成的紧贴内圈布置的多连形支承系统；另一类是柔性支承系统。

滑模爬升千斤顶选用

爬升千斤顶由过去单一的3.5t级滚珠式一种，发展为3.5t、6t、9t、10t级，且有滚珠式、楔块式、松卡式和升降式等多种形式和功能。毫无疑问，大吨位千斤顶的使用，为开拓滑模工艺新领域创造了条件，例如房屋建筑中开拓了滑模与升板相结合的"滑升法"。筒仓施工中，由在仓壁内利用Φ25爬盘滑升改为利用Φ48×3.5脚手管爬升，从而使原来爬行埋在混凝土内不能回收，转为可以回收，又如当大直径筒仓采用辐射"轮毂式"支承时，可在筒仓中心部位处增设"帽式井架"，在井架内用中心吊挂式千斤顶来辅助筒壁千斤顶滑升，例如由中国建材建设总公司上饶滑模处承建的宿州粮库5个Φ28m浅圆仓施工中，就采用了此法，解决了柔性平台操作困难，容易引起库体失圆，刚性平台重量大，用钢量多的矛盾，取得可喜的成功。由江都滑模成套设备厂试成功的GSJD-35型滚珠式升降千斤顶，既能承载上升，又能承载下降，从而使千斤顶只能升不能降，降模施工时被动尴尬的局面，不再成为困扰我们的因素。我们认为在推广使用大吨位千斤顶同时，小吨位千斤顶仍有其独特优点，不能概摒弃，更能斥之为因循守旧，正如在钢筋混凝土结构中，Ⅱ、Ⅲ级高强钢筋在受力大的梁、柱中被广泛使用，甚至可用型钢来代替钢筋；但受力不大的梁、板中，为了便于架立，有利于抗裂，小直径的Ⅰ级钢筋仍有其用武之地一样。

滑模滑升模板高度选用

滑升模板的高度以1.2m为宜，高度大，将使混凝土对模板的侧压力增大，开字架腿柱处连接焊缝就容易脱开，引起涨模。

下面是我们在施工中遇到的一些难题和采取的相应对策：

1.滑升平台易变形平台刚度和稳定性应加强

在滑升过程中，由于筒仓的直径太大，平台受自重、施工活载、混凝土摩阻力及各种附加荷载的影响也很大,因此容易出现变形。当平台变形后，对滑模过程将造成很大的影响。会出现因平台滑升高差太大，造成结构的垂直度超差，或扭转偏差严重，甚至无法继续滑升的现象。所以在平台组装时，我们采取了以下措施：

控制提升架及千斤顶的数量，且布置要均匀。千斤顶的间距在1.2m左右。对壁柱等特殊部位，增设提升千斤顶。在安装提升架时，必须保证垂直度，且横梁要水平。液压油管长度及直径要基本一致，油路畅通，以保证加压时压力传送同时到位。

加密平台的垂直支撑系统，增设适当的剪刀撑。对垂直支撑我们采用的是比一般滑升平台，隔跨加密的办法。同时，每隔3~4m左右设置一道剪刀撑。

加大柔性平台的拉筋直径，加密拉筋数量。根据筒仓直径的大小，采用的拉杆钢筋直径为14～16mm，间距为1～1.2m左右。

2.尽量减轻平台自重和施工荷载

在加强平台刚度的同时，应尽可能地减少自重对平台的影响。也就是说，在平台组装的过程中，不是越牢固越好。因为，自重过大时，必然增加起升系统的负荷。同时还要注意滑升过程中平台上的材料堆放问题。在滑升过程中，要做到平台上的材料堆放要均匀，而且在保证使用的情况下，尽可能做到堆量少，勤上料。要做到这一点，垂直运输工具的配备一定要合理。我们采用了两台塔吊，负责吊装钢筋、提升杆等材料。

3.保证混凝土的浇灌强度及钢筋绑扎的速度

因为滑模施工要求每一滑升高度的混凝土浇筑及钢筋绑扎，必须在规定的单位时间内完成，否则，滑模工作就不能连续进行。当筒仓结构直径大了之后，混凝土的浇灌量和钢筋绑扎量都大得多，而混凝土的凝结时间是固定的。

滑模函数的设计

在系统进入滑动面后能实现某种强制滑模运动，保证滑模具有期望的运动品质。 滑模函数的设计有很多种方法，其中线性滑模设计方法有极点配置法、最优控制法、微分几何法和李雅普诺夫方法等。另外，近几年来许多学者对非线性滑模、终端滑模、积分滑模、离散滑模、智能滑模等滑动模态也进行了深入的研究，并取得了一定的成果。

当系统滑动态初始时刻值

即

同理

由上式可知，系统从任意初始状态运动到达滑模面的时间

系统到达滑模面

两边求定积分，得

可以计算系统沿滑模面到达原点的时间

通过计算，可知终端滑模控制器能够使得系统在有限时间

积分滑模非线性积分滑模控制方法

针对一类不确定非线性系统的滑模控制,提出了一类具有"小误差放大,大误差饱和"功能的光滑非线性饱和函数来改进传统的积分滑模控制,以形成非线性积分滑模控制.在保持传统积分滑模控制跟踪精度的同时获得更好的暂态性能.应用Lyapunov稳定性理论和LaSalle不变性原理证明了对最终常值干扰可以完全抑制.考虑控制受限时,所设计的饱和控制器类似于一种PD 非线性I控制器.最后,仿真算例验证了非线性积分滑模控制方法的有效性。

积分滑模多机器人的积分滑模编队控制

以一组非完整约束两轮机器人为研究对象,提出了具有非匹配不确定性的移动机器人系统的积分滑模编队控制。在单个机器人运动学模型的基础上,考虑机器人自身参数变化、打滑和侧移等不确定性的影响,采用领航-跟随机制,建立了编队系统的动力学模型。该动力学模型含有非匹配不确定性,无法应用积分滑模控制的不变性抑制。在合理的假设下,从理论上证明了具有非匹配不确定的编队系统在滑模阶段具有局部渐近稳定性;证明了积分滑模编队控制律能够保证滑模的可达性条件。最后以三个机器人组成仿真实验平台,验证了在非匹配不确定性的了积分滑模编队控制方法的有效性及可行性。 2100433B