CN103901869B - 混凝土施工的质量监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混凝土施工的质量监控方法，包括：a.获得混凝土施工设备的实时状态数据，包括混凝土运输车、缆机的实时位置和对应的时间和速度；平仓机和振捣机、人工振捣棒的实时工作数据；b.将各种实时数据在后台服务器中进行分析，包括混凝土运输车与缆机的对应；缆机各工作环节的时间、位置和物料是否匹配；平仓机的工作范围和混凝土入仓与平仓的匹配性；振捣机和人工振捣棒的振捣范围；c.后台服务器对不规范施工通过监控终端提示。本发明能够有效对混凝土施工从生产、运输、平仓到振捣全过程进行监控，对各生产环节进行有效监控，避免了不规范行为的发生，极大的辅助了施工管理人员对混凝土施工质量的控制和管理。
Description
技术领域
本发明涉及用于水利工程混凝土施工的质量监控方法。
背景技术
高拱坝混凝土浇筑具有规模大、强度高、工期紧、技术要求严等特点，坝体施工过程中对质量控制的技术要求高，如何确保实现工程进度、质量目标，对工程长久安全稳定具有重要的工程和社会意义。高拱坝大体积常态混凝土施工质量控制，需要从混凝土生产(常用拌合楼)、水平运输(常用运输车)、垂直运输(常用缆机)、平仓摊铺(常用平仓机)及振捣(常用振捣机和人工振捣棒)整个流程进行控制。
目前高拱坝混凝土浇筑施工现场质量控制，是采用人工为主、局部自动系统针对各个施工环节独立进行。一方面，存在的人工管理受管理人员经验和责任心等因素影响而随意性强，难以有效的控制施工过程质量，需要采用精细化、智能化的技术手段和设备有效的监测各环节施工过程、控制施工质量；另一方面，现有方式各环节自成体系，缺乏有效的信息沟通渠道，难以避免信息孤岛，需要采用信息化的监控管理系统综合各环节的施工信息并进行有效的集成分析实现所有设备整个工序的“一条龙”智能管理。
发明内容
本发明提供了一种混凝土施工的质量监控方法，对混凝土施工从生产、运输、平仓到振捣全过程进行监控，实时获得和分析各环节施工过程信息，对各生产环节进行监控，避免不规范的行为发生。
本发明混凝土施工的质量监控方法，包括：
a.获得混凝土施工设备的实时状态数据，包括：混凝土运输车的实时位置和通过各节点位置的时间；缆机的实时位置和运行速度；平仓机的实时位置、行进方向和速度；振捣机上振捣棒的工作参数；人工振捣棒的工作状态和实时位置；
b.将步骤a获得的各种实时状态数据发送到后台服务器中进行分析，包括：混凝土运输车与拌合楼出机口匹配，主要指的是混凝土运输车从哪个拌合楼出机口装运混凝土，还有混凝土运输车与缆机的对应关系，分析出混凝土运输车运输的混凝土卸载给了哪台缆机进行转运，混凝土运输车各工序的运行时间判断以及混凝土运输车运输过程追踪；缆机各工作环节的运行时间、卸料点位置、运行轨迹和混凝土的运输与入仓的物料是否匹配和追踪；平仓机的工作范围和平仓数据，以及混凝土入仓与平仓的匹配性；振捣机和人工振捣棒的振捣轨迹、振捣覆盖范围，和混凝土平仓与振捣面积的匹配性；
c.根据步骤b的分析结果，当判断出存在不符合施工规范时，后台服务器通过通信网络(如WiFi、3G等通信网络)向施工现场的监控终端发送提示信息。
通过对各生产设备在各生产环节的工作、状态数据的获取和分析，得到各工序的施工状态，由此判断出各工序施工的正确性和不合理的方面，并且将可能存在问题的方面发送到施工现场的监控终端提醒施工管理人员进行处理，及时避免问题的扩大。对各施工设备的实时状态数据获取可以通过在施工设备上安装监控主机和传感设备，例如通过卫星定位方式获得设备的实时位置、运动轨迹等，也可以通过无线射频技术(RFID)获取设备通过的节点位置、时间等。
进一步的，在深度分析中，步骤b的分析还包括：混凝土运输车的运输效率和物料数量的匹配性；平仓机的平仓效率和质量分析；根据振捣机和人工振捣棒的工作数据，对振捣质量进行综合分析和振捣效率分析，以及判断振捣作业的规范性和作业有序性分析；根据各施工设备的作业时间分析各施工设备的利用率，施工设备的资源匹配性和坯层覆盖的综合分析。
具体的，所述混凝土运输车的运输效率和物料数量的匹配性的分析包括：根据排队概率、平均排队时间和装料时间分析混凝土运输车的装料效率；分析拌合楼生产效率与混凝土运输车数量的匹配关系；根据从拌合楼到卸料点、再返回拌合楼的单个运输循环的运输时间和运输速度，分析运输路线的合理性；根据排队概率、平均排队时间、卸料时间和运输车与缆机的匹配性分析混凝土运输车的卸料效率；根据单台车的运输能力判断混凝土运输的平均强度；统计各种混凝土材料运输量。
具体的，所述平仓机的平仓效率和质量分析包括：是否存在以振代平的现象；通过平仓机的工作时间和闲置时间，分析平仓机的实际效率和数量配置合理性，得到平仓机的工作效率。
具体的，所述对振捣质量进行综合分析和振捣效率分析包括：统计各坯层振捣的覆盖范围、插入深度和振捣时间的合格率，对非有效振捣的部位预警；计算振捣机和人工振捣棒的连续工作时间、移位时间、正常短暂停工时间和长时间闲置时间，分析振捣机和人工振捣棒的实际生产效率和有效利用率；根据振捣机和人工振捣棒的插入深度和振捣时间数据，结合平仓机的覆盖范围，判断振捣机作业的规范性；通过振捣作业轨迹，分析是否按照条带法或仓面设计的浇筑顺序施工。
优选的一种方式为，远程服务器还将获取的各种施工实时数据发送到施工现场的监控终端以图形化方式进行显示，图形化方式能够更清楚、直观的显示出各种数据间的关系，便于管理人员快速了解施工状况。
可选的，步骤a中所述的振捣机上振捣棒的工作参数包括振捣轨迹、振捣覆盖范围、插入深度和混凝土平仓面积与振捣面积的匹配，根据具体的施工情况，还可以包括其它需要的振捣数据。
可选的，步骤b中所述的平仓机的平仓数据包括平仓机的摊铺范围和铺料厚度，根据混凝土通过缆机卸料入仓的工作范围与平仓机工作范围是否对应分析出混凝土入仓与平仓是否匹配。根据具体的施工情况，还可以包括其它需要的平仓数据。
本发明混凝土施工的质量监控方法，能够有效对混凝土施工从生产、运输、平仓到振捣全过程进行监控，从而实时获得和分析各环节施工过程信息，以及对各生产环节进行监控，有效避免了不规范行为的发生，并且还能够实现对历史数据的追溯查询，极大的辅助了施工管理人员对混凝土施工质量的控制和管理。
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
本发明混凝土施工的质量监控方法，通过对包括生产、运输、平仓到振捣全过程进行监控，获得各生产设备在各生产环节的工作、状态数据进行分析，得到各工序的施工状态，由此判断出各工序施工的正确性和不合理的方面，并且将可能存在问题的方面发送到施工现场的监控终端提醒施工管理人员进行处理，及时避免问题的扩大。并且还能够实现对历史数据的追溯查询，极大的辅助了施工管理人员对混凝土施工质量的控制和管理。
实施例：
本发明混凝土施工的质量监控方法，包括：
a.在混凝土运输车、缆机、平仓机、振捣机和人工振捣棒上均设置相应的监控主机和传感设备，以获得现场混凝土施工过程信息。其中，混凝土运输车的监控主机通过无线射频方式(RFID)获取混凝土运输车到达/离开拌合楼的时间、在拌合楼施工场地内准确位置、到达/离开卸料平台时间、在卸料平台场地内的准确位置。缆机监控主机通过GPS卫星定位技术获取到缆机吊运物体的实时三维位置和运动速度。平仓机监控主机同样通过GPS卫星定位技术获取到平仓机的实时三维位置、行进方向和运动速度。振捣机监控主机通过GPS卫星定位技术获取到振捣机上振捣棒的实时三维位置，通过相应的传感器获取到振捣棒的插入深度、振捣时长、振捣台架旋转角度。人工振捣棒监控主机获取人工振捣棒振捣状态、实时位置。
b.接着，远程服务器通过WiFi或3G无线网络接收步骤a获得的各种监控数据并进行实时在线分析，主要分析内容有：
1)混凝土运输车与拌合楼出机口匹配、混凝土运输车与缆机的位置匹配程度，混凝土运输车装料、运输、卸料过程准确的工艺操作时间，混凝土生产与运输的物料匹配和追踪；
2)混凝土运输车与缆机的对应关系，缆机装料、运输、卸料过程准确的工艺操作时间，缆机卸料点位置，缆机运行轨迹，混凝土运输与入仓的物料匹配和追踪；
3)平仓机运行轨迹、平仓机的摊铺范围、铺料厚度，根据混凝土通过缆机卸料入仓的工作范围与平仓机工作范围是否对应分析出混凝土入仓与平仓是否匹配，以及对各数据的追踪；
4)振捣机和人工振捣棒的振捣轨迹，振捣覆盖范围，混凝土平仓与振捣的匹配和追踪。
然后，远程服务器根据上述的监控数据和分析数据，进行深度数据挖掘分析，主要分析内容有：
1)水平运输效率和物料匹配分析，包括：混凝土运输车装料效率分析(排队概率、平均排队时间、装料时间等)、拌合楼生产效率与混凝土运输车数量配置的匹配关系、运输速度分析(从拌合楼到卸料点、再返回拌合楼的单个运输循环的时间和速度，分析运输路线的合理性)、混凝土运输车卸料效率分析(排队概率、平均排队时间、卸料时间、混凝土运输车与缆机的匹配性)、平均运输强度(单台车的运输能力、估算评价混凝土运输车辆配置方案)、各种混凝土材料运输量统计；
2)缆机运行轨迹和坯层覆盖分析，包括：缆机各环节平均运行时间分析(供料平台待料时间、重罐提升时间、重罐下降时间、仓面卸料等待时间、空罐返回时间)、制约缆机效率的关键环节分析、缆机配置参数分析(缆机资源配置合理性分析)、缆机运行轨迹分析与优化、坯层覆盖时间分析(通过对吊罐的定位监控记录各坯层下料点位置和卸料时间，可分析是否按照条带法有序施工和各坯层的覆盖时间)；
3)平仓效率和质量评价分析，包括：平仓质量评价、以振代平现象分析、工作效率分析(通过平仓的工作时间、闲置时间，分析平仓机的实际效率和配置合理性)；
4)振捣效率和质量评价分析，包括：振捣质量综合评价(统计各坯层的覆盖范围、插入深度、振捣时间的合格率，预警非有效振捣的部位，综合评价各浇筑仓振捣质量)、振捣效率分析(根据监控数据，计算振捣机的连续工作时间、移位时间、正常短暂停工时间和长时间闲置时间等，分析振捣机的实际生产效率和有效利用率，辅助分析振捣机配置的合理性)、作业规范性分析(根据振捣机的插入深度和振动时间数据，结合平仓机的覆盖范围，综合分析是否存在以振代平等不规范施工现象)、作业有序性分析(通过振捣作业轨迹，分析是否按照条带法或仓面设计的浇筑顺序施工)；
5)混凝土生产、运输、平仓、振捣一条龙综合分析，包括：机械利用率综合评价(分析各设备总工作时间、有效工作时间、闲置时间，从而得到各机械的实际利用率，便于有针对性的改善施工机械的运行效率或调整资源配置)、资源匹配性综合分析、坯层覆盖综合分析(根据缆机下料点、振捣机振捣点记录，可分析仓面相邻坯层同一位置的下料时间和振捣时间间隔，从而综合分析各坯层的综合时间，分析覆盖时间是否满足要求)、作业有序性综合分析(根据缆机下料点位置和顺序、振捣点位置和顺序，可分析下料点轨迹和振捣轨迹，可综合分析混凝土浇筑的有序性)、浇筑施工质量综合评价(通过对混凝土覆盖时间、平仓质量、振捣施工质量，综合评价混凝土浇筑施工质量)；
最后，远程服务器将“一条龙”的实时监控数据、综合分析数据、数据挖掘分析结果存储至数据库并发送给施工现场的监控终端，在监控终端中以图形化方式实时展示各工序当前施工状态，如每一方混凝土原材料配比、当前所处施工工艺及工艺实际施工状态等。发现不达标时醒目提示，并可追溯查询历史施工情况，如大坝上任意位置混凝土实际原材料配比、拌合生产信息、运输过程信息、缆机吊运信息、入仓平仓与振捣信息、综合评价信息等；
c.根据步骤b的分析结果，当判断出存在不符合施工规范时，后台服务器通过通信网络(如WiFi、3G等通信网络)向施工现场的监控终端、监控主机、短信等方式通知施工管理人员进行处理。
Claims (7)
1.混凝土施工的质量监控方法，其特征包括：
a.获得混凝土施工设备的实时状态数据，包括：混凝土运输车的实时位置和通过各节点位置的时间；缆机的实时位置和运行速度；平仓机的实时位置、行进方向和速度；振捣机上振捣棒的工作参数；人工振捣棒的工作状态和实时位置；
b.将步骤a获得的各种实时状态数据发送到后台服务器中进行分析，包括：混凝土运输车与缆机的对应关系，混凝土运输车各工序的运行时间判断以及混凝土运输车运输过程追踪；缆机各工作环节的运行时间、卸料点位置、运行轨迹和混凝土的运输与入仓的物料是否匹配和追踪；平仓机的工作范围和平仓数据，以及混凝土入仓与平仓的匹配性；振捣机和人工振捣棒的振捣轨迹、振捣覆盖范围，和混凝土平仓与振捣面积的匹配性；混凝土运输车的运输效率和物料数量的匹配性；平仓机的平仓效率和质量分析；根据振捣机和人工振捣棒的工作数据，对振捣质量进行综合分析和振捣效率分析，以及判断振捣作业的规范性和作业有序性分析；根据各施工设备的作业时间分析各施工设备的利用率，施工设备的资源匹配性和坯层覆盖的综合分析；
c.根据步骤b的分析结果，当判断出存在不符合施工规范时，后台服务器通过通信网络向施工现场的监控终端发送提示信息。
2.如权利要求1所述的混凝土施工的质量监控方法，其特征为：所述混凝土运输车的运输效率和物料数量的匹配性的分析包括：根据排队概率、平均排队时间和装料时间分析混凝土运输车的装料效率；分析拌合楼生产效率与混凝土运输车数量的匹配关系；根据从拌合楼到卸料点、再返回拌合楼的单个运输循环的运输时间和运输速度，分析运输路线的合理性；根据排队概率、平均排队时间、卸料时间和运输车与缆机的匹配性分析混凝土运输车的卸料效率；根据单台车的运输能力判断混凝土运输的平均强度；统计各种混凝土材料运输量。
3.如权利要求1所述的混凝土施工的质量监控方法，其特征为：所述平仓机的平仓效率和质量分析包括：是否存在以振代平的现象；通过平仓机的工作时间和闲置时间，分析平仓机的实际效率和数量配置合理性，得到平仓机的工作效率。
4.如权利要求1所述的混凝土施工的质量监控方法，其特征为：所述对振捣质量进行综合分析和振捣效率分析包括：统计各坯层振捣的覆盖范围、插入深度和振捣时间的合格率，对非有效振捣的部位预警；计算振捣机和人工振捣棒的连续工作时间、移位时间、正常短暂停工时间和长时间闲置时间，分析振捣机和人工振捣棒的实际生产效率和有效利用率；根据振捣机和人工振捣棒的插入深度和振捣时间数据，结合平仓机的覆盖范围，判断振捣机作业的规范性；通过振捣作业轨迹，分析是否按照条带法或仓面设计的浇筑顺序施工。
5.如权利要求1所述的混凝土施工的质量监控方法，其特征为：远程服务器还将获取的各种施工实时数据发送到施工现场的监控终端以图形化方式进行显示。
6.如权利要求1至5之一所述的混凝土施工的质量监控方法，其特征为：步骤a中所述的振捣机上振捣棒的工作参数包括振捣轨迹、振捣覆盖范围、插入深度和混凝土平仓面积与振捣面积的匹配。
7.如权利要求1至5之一所述的混凝土施工的质量监控方法，其特征为：步骤b中所述的平仓机的平仓数据包括平仓机的摊铺范围、铺料厚度和混凝土入仓与平仓的匹配。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: The North Qingyang District of Chengdu City, Sichuan Province, No. 610072 Applicant after: POWERCHINA Chengdu Engineering Co.,Ltd. Applicant after: CHINA THREE GORGES Corp. Address before: The North Qingyang District of Chengdu City, Sichuan Province, No. 610072 Applicant before: HYDROCHINA CHENGDU ENGINEERING Corp. Applicant before: CHINA THREE GORGES Corp. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: CHENGDU HYDROELECTRIC INVESTIGATION + DESIGN INSTITUTE OF SPC TO: CHINA POWER GROUP CHENGDU INVESTIGATION DESIGN + RESEARCH INSTITUTE CO., LTD. |
|
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |