CN103646186B - 混凝土施工中振捣机工作效率的分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土施工中振捣机工作效率的分析方法，包括：a.实时监控振捣机的工作状态，并获得振捣点的实时位置和振捣机工作状态的相应参数；b.通过步骤a所得到的参数以及根据每个振捣点的振捣间隔时间和振捣间隔时间理论值之间的大小，判断振捣点的连续性；c.根据振捣点连续性的各种参数，获得振捣机效率，并根据振捣机效率分析振捣机是否充分利用，以及配置的数量是否合理。本发明通过对振捣机工作效率的分析得到了符合当前实际工程的振捣机工作信息数据，通过这些数据能够更准确的指导工程中振捣机的配置，避免振捣机出现配置不合理的情况，并且还能够根据实际参数对经验参数进行修正，改进资源配置方案。

Description

混凝土施工中振捣机工作效率的分析方法

技术领域

本发明涉及水利水电行业的混凝土施工中振捣机工作效率的分析方法。

背景技术

水利水电工程中挡水坝混凝土施工是影响工程质量、进度和成本的关键。挡水坝混凝土施工包含混凝土拌合、水平运输、垂直运输、仓面平仓、混凝土振捣、温度控制等一系列工序，涉及到混凝土拌合系统、混凝土水平运输车辆、垂直运输设备、平仓机、混凝土振捣台车、混凝土人工振捣棒等一系列施工资源。各类施工资源的数量和型号是否充足、设备之间的搭配是否合理，直接关系到工程的施工效率、进度和施工成本，甚至影响混凝土施工质量。

实际工程中，施工资源的配置主要依靠技术人员的工程经验，根据各类施工资源运行效率的经验参数估算所需的设备数量。但由于施工资源的实际运行效率受诸多因素的影响（如操作人员的熟练程度、仓面的位置、混凝土运输的距离、仓面流水作业设计等），根据估算得到的资源配置方案往往容易造成施工资源不匹配的现象，导致部分资源闲置、施工效率低等问题。同时由于缺乏施工资源的实际运行数据，一般采用浇筑强度（浇筑方量/浇筑时间）等指标粗略分析施工资源的使用情况，难以分析制约施工效率的主要原因，难以改进资源配置方案和提高施工效率。

现有技术中，资源配置和匹配分析大多基于工程技术人员的施工经验，根据各类施工资源在类似工程中的施工经验参数来设计资源配置方案。现有技术存在以下问题：

（1）一般以浇筑仓为分析对象，以单仓平均浇筑强度（仓面浇筑方量/浇筑时间）分析整套施工中各施工资源的施工效率。平均浇筑强度是整套施工中各施工资源综合作用的结果，难以分析制约总施工效率的关键资源。

（2）由于缺乏施工资源的详细施工数据，难以分别分析各施工资源的效率、利用率、闲置率等详细指标，缺乏定量的分析方法，难以准确分析施工资源的利用情况，发现施工资源使用过程中的问题。

（3）现有资源配置方案设计时，一般参照水利水电工程施工手册等行业通用经验公式估算。估算公式中的众多经验参数为众多同类工程的平均参数，参数选取与技术人员的经验紧密相关，难以准确反映当前工程的实际施工水平，影响资源配置方案的合理性。

根据经验参数配置施工资源，容易造成资源配置不合理。施工资源的运行效率与工程的自身特性（如设备操作人员的熟练程度、混凝土的运输距离、运输方式、仓面的位置和流水作业设计等）相关。以往由于缺乏详细的实际施工数据，难以根据具体工程的特点修正经验参数，只能根据施工资源在类似工程的经验值来估算的资源配置方案，往往容易造成资源不足、资源闲置或资源匹配不合理的现象，影响施工进度。

发明内容

本发明提供了一种混凝土施工中振捣机工作效率的分析方法，通过对振捣机工作效率的分析得到符合实际工程的振捣机工作信息数据，更准确的指导工程中振捣机的配置。

本发明混凝土施工中振捣机工作效率的分析方法，包括：

a.实时监控振捣机的工作状态，并获得振捣点的实时位置和振捣机工作状态的相应参数；

b.通过步骤a所得到的参数以及根据每个振捣点的振捣间隔时间和振捣间隔时间理论值之间的大小，判断振捣点的连续性；

c.根据振捣点连续性的各种参数，获得振捣机效率，并根据振捣机效率分析振捣机是否充分利用，以及配置的数量是否合理。

通过实时获得的振捣机参数，并加以各种计算，得到相应的技术数值，通过这些技术数值来判断振捣机的工作效率是饱和、空闲还是合理。

具体的，步骤a所述的参数包括振捣机的实时位置、每个振捣点的序号、振捣开始时间和振捣持续时间，还可以包括高程、插入深度、插拔速度，以及平仓机任意时刻的位置数据等。其中振捣位置可以通过GPS定位得到。

具体的，步骤b所述的振捣间隔时间理论值=振捣插入时间+振捣持续时间+振捣拔出时间+振捣机移动时间。

具体的，步骤b中，如果振捣点的振捣间隔时间＜振捣间隔时间理论值，则为连续振捣；否则为振捣机闲置。

进一步的，根据步骤c得到的合理性数据修正振捣机效率经验参数值，以提高后续施工中仓面振捣机配置方案设计的合理性。根据水利水电工程施工手册，可根据经验公式计算振捣机生产率，由仓面混凝土工程量计算所需的振捣机。振捣机的生产率经验估算公式为Q=2KR²H×3600/(t1+t)，其中：Q：振捣机生产率；K：振捣机工作时间利用系数，按0.8～0.85估算；R：振捣棒作用半径，设备额定值；H：振捣深度；t1：振捣机移动一次的时间；t；每点的振捣持续时间。上述计算公式中，除R和H为额定值，其它均为经验参数，参数取值与技术人员的经验有关。

本发明混凝土施工中振捣机工作效率的分析方法，通过对振捣机工作效率的分析得到了符合当前实际工程的振捣机工作信息数据，通过这些数据能够更准确的指导工程中振捣机的配置，避免振捣机出现配置不合理的情况，并且还能够根据实际参数对经验参数进行修正，改进资源配置方案。

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

本发明混凝土施工中振捣机工作效率的分析方法，包括：

a.通过GPS定位系统和智能传感器设备实时监控振捣机的工作状态，获取振捣点的实时位置Pi，每个振捣点的序号i、振捣开始时间ts(i)、持续时间t(i)等工作状态信息。

b.通过每个振捣点的位置Pi，计算每个振捣点的振捣间隔时间tspan(i)，即：从上一振捣点开始时间～当前振捣点开始时间，tspan(i)=ts(i)－ts(i－1)。

然后确定振捣间隔时间理论值Tspan。振捣间隔时间=振捣插入时间+振捣持续时间+振捣拔出时间+振捣机移动时间。根据振捣点的振捣间隔时间tspan(i)和振捣间隔时间理论值Tspan的大小关系判断振捣点的连续性。若振捣点的振捣间隔时间tspan(i)＜振捣间隔时间理论值Tspan，则为连续振捣；否则为振捣机闲置。

c.分析坯层内振捣效率指标。计算连续振捣百分比、有效利用率、闲置时间、闲置次数等，从多角度分析振捣机效率。通过多个指标的计算，综合分析振捣机效率的效率情况。由于在现有的工程中难以获取详细的振捣实时数据，因此本领域内没提出过这几个计算参数的概念。其中坯层内连续振捣点的百分比=连续振捣点数/坯层总振捣点；有效利用率K=连续振捣时间/振捣机总工作时间；闲置时间=各点闲置时间之和。

根据振捣效率指标，分析振捣机是否充分利用、配置是否合理。如连续振捣点百分比过低、有效利用率过低、闲置时间过长、闲置次数过多，说明振捣机未充分利用、可能存在施工协调不合理、配置过多的问题，需要结合整套工程的其它资源效率分析，调整资源配置方案；反之，则说明振捣机充分利用，但可能存在配置过少的问题。

最后，根据实时监控数据，修正振捣机效率经验参数，提高后续施工中仓面振捣机配置方案设计的合理性。根据水利水电工程施工手册，可根据经验公式计算振捣机生产率，由仓面混凝土工程量计算所需的振捣机。振捣机的生产率经验估算公式为Q=2KR²H×3600/（t1+t）,其中：Q：振捣机生产率；K：振捣机工作时间利用系数，按0.8～0.85估算；R：振捣棒作用半径，设备额定值；H：振捣深度；t1：振捣机移动一次的时间；t：每点的振捣持续时间。

上述计算公式中，除R和H为额定值，其他均为经验参数，参数取值与技术人员的经验有关。根据本工程的实际振捣监控数据，可对上述经验参数进行修正。

其中K计算方法：K=(K1+K2…+Ki)/n，Ki表示第i坯层的振捣机利用率，取已施工坯层的平均利用系数；

t计算方法：取已振捣点持续时间的平均值，t=(t(1)+t(2)…+t(i))/n，t(i)表示第i振捣点的振捣持续时间。

t1计算方法：取已振捣点移动时间的平均值，t1=(t1(1)+t1(2)…+t1(i))/n。t1(i)表示第i振捣点的振捣持续时间，t1(i)=Tspan(i)-t(i)。

根据上述计算方法，可获得符合本工程实际施工水平的经验参数，提高资源配置估算的准确性。

以某工程某仓的第一坯层为例。该坯层共监测到振捣84点次，根据上述计算方法可获得各振捣点的振捣间隔时间。从统计结果来看，振捣间隔小于1分钟的共75次（约89.5%），表明振捣机在连续工作的比例较高；振捣间隔大于3分钟的共出现9次，主要由于振捣机在仓面内的移动或避让其他施工等原因短暂停止振捣，偶尔由于局部存在等待卸料或平仓等现象出现较长时间临时闲置。通过上述分析，说明混凝土供料、平仓及时，能保证振捣机正常连续作业；但同时应加强混凝土生产、运输、平仓、振捣各工序之间的协调，减少振捣机长时间闲置的现象。

该坯层振捣机占用时间共105.6分钟，其中振捣工作时间66.6分钟，非振捣或闲置时间39.0分钟，振捣机有效利用率62.4%，说明缆机、振捣机配置基本合理，但闲置时间和比例偏高，其中闲置时间主要由于仓面狭小、难以流水作业所致，施工中应加强施工资源之间的协调，以减少干扰、提高振捣机利用率。

Claims (5)

1.混凝土施工中振捣机工作效率的分析方法，其特征包括：

a.实时监控振捣机的工作状态，并获得振捣点的实时位置和振捣机工作状态的相应参数；

b.通过步骤a所得到的参数以及根据每个振捣点的振捣间隔时间和振捣间隔时间理论值之间的大小，判断振捣点的连续性；

c.根据振捣点连续性，获得振捣机效率，并根据振捣机效率分析振捣机是否充分利用，以及配置的数量是否合理。

2.如权利要求1所述的混凝土施工中振捣机工作效率的分析方法，其特征为：步骤a所述的参数包括振捣机的实时位置、每个振捣点的序号、振捣开始时间和振捣持续时间。

3.如权利要求1所述的混凝土施工中振捣机工作效率的分析方法，其特征为：步骤b所述的振捣间隔时间理论值＝振捣插入时间+振捣持续时间+振捣拔出时间+振捣机移动时间。

4.如权利要求1所述的混凝土施工中振捣机工作效率的分析方法，其特征为：步骤b中，如果振捣点的振捣间隔时间＜振捣间隔时间理论值，则为连续振捣；否则为振捣机闲置。

5.如权利要求1至4之一所述的混凝土施工中振捣机工作效率的分析方法，其特征为：根据步骤c得到的合理性数据修正振捣机效率经验参数值。