CN103308015A

CN103308015A - 混凝土振捣有效覆盖范围实时监测方法

Info

Publication number: CN103308015A
Application number: CN201310181131XA
Authority: CN
Inventors: 刘永亮; 刘金飞; 王仁坤; 尹习双; 宋述军; 钟桂良; 邱向东
Original assignee: Chengdu Hydroelectric Investigation and Design Institute of China Hydropower Engineering Consulting Group
Current assignee: Chengdu Hydroelectric Investigation and Design Institute of China Hydropower Engineering Consulting Group
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2033-05-16
Also published as: CN103308015B

Abstract

本发明涉及混凝土振捣有效覆盖范围实时监测方法，包括将振捣区域按照设定的间隔划分为规则的虚拟格网；通过所述的定位装置实时获取振捣设备的坐标；通过方位角度传感装置实时获取振捣的方位角度，结合振捣设备坐标和振捣形状数据，计算振捣设备的有效振捣影响区域；将有效振捣影响区域映射至所述的虚拟格网，根据虚拟格网是否全部覆盖有效振捣影响区域的情况，计算虚拟格网的覆盖系数；根据虚拟网格的覆盖系数进行振捣数据的统计分析。本发明的方法，实现了对混凝土振捣覆盖的自动监控，无需人工干预，并且实现了对振捣覆盖的实时监控，避免人工判断的误差，使得振捣过程更加智能化，数据精度高，稳定可靠。

Description

混凝土振捣有效覆盖范围实时监测方法

技术领域

本发明涉及水利水电行业大体积混凝土浇筑振捣质量的监控，具体的讲是混凝土振捣有效覆盖范围实时监测方法。

背景技术

混凝土振捣是混凝土浇筑的关键工艺，工艺过程中振捣质量的监测与控制是混凝土质量控制的重要环节之一。混凝土振捣是指的对卸入浇筑仓内的混凝土拌和物进行振动捣实，以满足设计质量要求。传统的施工现场振捣质量控制，是通过振捣棒的交错插入来保证混凝土浇筑区域的全覆盖，同时通过粗放的经验方式来控制振捣棒插入深度和插入角度，以及振捣时长、振捣间距等过程控制参数，从而保证混凝土振捣密实。一般的经验控制方式为：当混凝土不再显著下沉、不出现气泡、开始泛浆则认为混凝土已振捣密实，此时拔出振捣棒防止过分振捣而引起骨料下沉离析。但实际操作中，施工人员难以做到振捣棒插入深度、插入角度、振捣时长、振捣间距等参数的精确把握，因而根据个人经验操作的随意性强，振捣质量在很大程度上受人为因素和工作条件的影响，难以避免出现欠振、过振、漏振等问题，并且可能产生质量缺陷且难以及时获知和处理。这已成为混凝土振捣质量控制的通病，缺乏一种技术手段有效定量监测分析振捣漏振情况，使漏振现象得到有效控制。

现有的振捣施工质量控制中存在以下缺点：

1、难以实时监控振捣设备振捣位置。

2、难以快速、准确判断振捣施工有效性，即是否完全有效地覆盖整个施工振捣作业区。

3、无法实时获取并判断施工漏振、欠振、过振等异常情况。

4、目前通用的施工监控方法主要采用监理人工管理，人力资源投入较大，管理死角多，控制效果差，很难实时且准确的判断施工异常情况。

5、振捣过程无法实时有效的记录，不能为后期质量评定及运维提供施工过程数据。

6、无法在振捣过程中将振捣过程中的操作或质量问题及时反馈至操作人员和管理人员。

发明内容

针对以上的问题，本发明提供了一种混凝土振捣有效覆盖范围实时监测方法，无需人工干预，实施方式简单，可实现对振捣覆盖的实时监控，减少监理人员的投入，避免人工判断的误差，使得振捣过程智能化，数据精度高，稳定可靠。

本发明混凝土振捣有效覆盖范围实时监测方法，包括：

在系统中将振捣区域按照设定的间隔划分为规则的虚拟格网i，并将每个格网的振捣系数C_i初始化为0；

在振捣设备上设置有定位装置，通过所述的定位装置实时获取振捣设备的坐标，用于精确定位当前振捣设备的位置；

通过设于振捣设备上的方位角度传感装置实时获取振捣的方位角度，结合所获取的振捣设备坐标和振捣设备自身的振捣形状数据，计算振捣设备的有效振捣影响区域；

将所述的有效振捣影响区域映射至所述的虚拟格网i，虚拟格网i的长与宽相乘得到的面积S_i，虚拟格网i与有效振捣影响区域的重叠部分为S_i’，计算虚拟格网i的覆盖系数为C_i=S_i’/S_i；

振捣完成后，根据虚拟网格的效振捣系数C_i进行振捣覆盖监测数据的统计分析。

空间定位技术目前已经是非常成熟，并且具有各种空间定位的设备和方式。空间定位具有定位精度高、定位速度快、无需通视、全天候、不受气候因素影响等特点，定位精度从测绘的静态定位的毫米级，到监测领域的实时定位的分米级，以及公众使用的导航定位的米级不等。目前已广泛应用于需要使用位置定位服务的各行各业。

将空间定位技术与混凝土振捣施工相结合，可获得振捣机实时位置和振捣方位，进而获得振捣机实时的振捣范围，例如在申请号为201320080173.X（混凝土振捣质量智能监控仪）和201320096233.7（手持式混凝土振捣器）的中国专利申请中已有相应的描述。采用虚拟振捣格网划分，可快速判断振捣施工漏振情况，从而可动态监控振捣施工，一旦施工过程中产生漏振，即可发出报警提示，从而提示施工人员及时补振。通过整个振捣施工过程监测，在振捣完成后，可通过监测数据，统计混凝土振捣覆盖情况，为振捣施工质量评定，提供数据依据。

具体的，所述计算振捣设备的实际振捣区域的公式为：

{\begin{matrix} {x^{,}}_{n} = x_{n} \cos (θ) + y_{n} \sin (θ) + x \\ {y^{,}}_{n} = y_{n} \cos (θ) - x_{n} \sin (θ) - y \end{matrix}

其中x’_n为实际振捣区域的横坐标，y’_n为实际振捣区域的纵坐标，x_n为振捣设备自身振捣形状的横坐标，y_n为振捣设备自身振捣形状的纵坐标，θ为振捣设备的振捣方位角度，x为振捣设备的横坐标，y为振捣设备的纵坐标。

进一步的，将统计分析获得的振捣数据与技术规范以及验收标准进行对比，发现漏振、欠振或过振的区域。

可选的，所述在振捣设备上设置的定位装置包括GPS（全球定位系统）、北斗卫星定位装置、UWB（Ultra Wide band）或Zigbee无线定位装置。其中UWB定位系统具备实时精确跟踪能力，定位精度可以到几个厘米。UWB在精确定位方面将会对GPS起到很好的补充作用。Zigbee无线定位方式具有低功耗低成本的特点，使用免费频段2.4G，能够高抗干扰和高保密性。

本发明的混凝土振捣有效覆盖范围实时监测方法，实现了对混凝土振捣覆盖的自动监控，无需人工干预，而且实施方式简单，并且实现了对振捣覆盖的实时监控，避免人工判断的误差，使得振捣过程更加智能化，数据精度高，稳定可靠。

以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

具体实施方式

本发明混凝土振捣有效覆盖范围实时监测方法,包括：

在振捣设备上设置有定位装置，通过所述的定位装置实时获取振捣设备的坐标（x，y），用于精确定位当前振捣设备的位置。所述的定位装置包括有GPS（全球定位系统）、北斗卫星定位装置、UWB（Ultra Wide band）或Zigbee无线定位装置；

通过设于振捣设备上的方位角度传感装置实时获取振捣的方位角度θ，结合所获取的振捣设备坐标（x，y）和振捣设备自身的振捣形状数据（x₀，y₀…x_n，y_n），计算振捣设备的有效振捣影响区域(x’₀，y’₀…x’_n，y’_n)：

{\begin{matrix} {x^{,}}_{n} = x_{n} \cos (θ) + y_{n} \sin (θ) + x \\ {y^{,}}_{n} = y_{n} \cos (θ) - x_{n} \sin (θ) - y \end{matrix}

其中x’_n为有效振捣影响区域的横坐标，y’_n为有效振捣影响区域的纵坐标，x_n为振捣设备自身振捣形状的横坐标，y_n为振捣设备自身振捣形状的纵坐标，θ为振捣设备的振捣方位角度，x为振捣设备的横坐标，y为振捣设备的纵坐标。

振捣完成后，根据虚拟网格的效振捣系数C_i进行振捣覆盖监测数据的统计分析；

将统计分析获得的振捣数据与技术规范以及验收标准进行对比，发现漏振或欠振的区域。

Claims

1.混凝土振捣有效覆盖范围实时监测方法，其特征包括：

2.如权利要求1所述的混凝土振捣有效覆盖范围实时监测方法，其特征为：所述计算振捣设备的实际振捣区域的公式为：

{\begin{matrix} {x^{,}}_{n} = x_{n} \cos (θ) + y_{n} \sin (θ) + x \\ {y^{,}}_{n} = y_{n} \cos (θ) - x_{n} \sin (θ) - y \end{matrix}

3.如权利要求1所述的混凝土振捣有效覆盖范围实时监测方法，其特征为：将统计分析获得的振捣数据与技术规范以及验收标准进行对比，发现漏振、欠振或过振的区域。

4.如权利要求1至3之一所述的混凝土振捣有效覆盖范围实时监测方法，其特征为：所述在振捣设备上设置的定位装置包括GPS、北斗卫星定位装置、UWB或Zigbee无线定位装置。