CN103902842A - 混凝土坯层覆盖时间的分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土坯层覆盖时间的分析方法，包括：a.获取缆机在仓面内不同部位的卸料时间；b.获得平仓机的运行轨迹和平仓高程数据，确定仓面内各位置的摊铺和平仓完成时间；c.获得振捣机的行进轨迹和振捣数据，确定仓面内各部位的振捣完成时间；d.对仓面内各坯层的各位置，计算该位置的上、下坯层的卸料时间差、平仓时间差和振捣时间差，计算该位置的混凝土覆盖时间、坯层平均混凝土覆盖时间和及时覆盖率，并且出现的问题进行提示。本发明能够定量和实时对混凝土浇筑坯层的总体覆盖情况、坯层内各部位覆盖时间进行分析，并且及时发现覆盖时间不达标的问题，减少覆盖不及时现象，有效促进了混凝土坯层的及时覆盖，提高了混凝土浇筑质量。

Description

混凝土坯层覆盖时间的分析方法

技术领域

本发明涉及用于水利工程混凝土工程浇筑施工中振捣质量控制和施工管理的方法，具体的讲是混凝土坯层覆盖时间的分析方法。

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。水电工程中大体积混凝土的每仓的高度一般为1.5～4.5m，浇筑时分层依次浇筑的层，称为混凝土坯层，每层层厚约0.5m。每个坯层内划分为多个条带，混凝土料罐沿条带方向依次卸料，每罐料形成一个料堆，由平仓机摊铺形成条带。根据混凝土的材料特性，混凝土浇筑后数小时内将初凝，初凝时间由混凝土材料性能决定，与混凝土标号、外加剂等因素有关。坯层覆盖时间指的是混凝土坯层从卸料、摊铺完成～上部混凝土卸料、摊铺完成的时间。由于同一坯层内不同部位的卸料时间和上部混凝土的卸料时间不一，因此坯层内不同部位的覆盖时间也不一致。若初凝后再覆盖上部坯层混凝土，上、下坯层之间将形成冷缝，影响混凝土浇筑坯层之间的结合，因此要求施工过程中要及时覆盖下一坯层。若施工中因突发事件、恶劣天气等原因造成无法及时覆盖，在恢复施工时需要对冷缝进行冲毛、铺富浆水泥等层间结合面处理措施，将导致施工成本增加、施工进度延后等问题。若混凝土坯层未及时覆盖、混凝土坯层之间结合出现问题，可能导致坝体渗水、漏水、开裂甚至危害大坝安全。因此，混凝土坯层覆盖时间监控是直接关系到混凝土坝安全、质量、成本和进度的重要问题之一。

实际工程中，混凝土覆盖时间通常都由旁站监理人员、现场施工技术人员凭观察判断，是否满足要求取决于技术人员的经验和责任心等主观因素。而且由于大体积混凝土持续施工时间长，监理人员一般采用抽查方式监管，技术人员的轮换等也影响对混凝土覆盖时间判断的延续性和完整性。因此实际施工中，对混凝土坯层覆盖时间的监控往往存在不严密、不延续、发现问题不及时、缺乏准确判断依据等问题，存在混凝土施工质量隐患。

发明内容

本发明提供了一种混凝土坯层覆盖时间的分析方法，定量和实时对混凝土浇筑坯层的总体覆盖情况、坯层内各部位覆盖时间进行分析，及时发现覆盖时间不达标的问题，减少覆盖不及时现象。

本发明混凝土坯层覆盖时间的分析方法，包括：

a.通过卫星定位和缆机自动控制系统获取缆机在仓面内不同部位的卸料时间；

b.通过卫星定位和三维扫描获得平仓机的运行轨迹和平仓高程数据，确定仓面内各位置的摊铺和平仓完成时间；

c.通过卫星定位和传感设备获得振捣机的行进轨迹和振捣数据，确定仓面内各部位的振捣完成时间；

d.对仓面内各坯层的各位置，结合上、下坯层的通过步骤a～c获得的数据，计算该位置的上、下坯层的卸料时间差、平仓时间差和振捣时间差，计算出该位置的混凝土覆盖时间、坯层平均混凝土覆盖时间和及时覆盖率，并且对混凝土覆盖不及时的位置和等待覆盖时间超出允许最大覆盖时间的位置进行提示。

卫星定位可以通过GPS或北斗卫星定位系统实现。通过分析上、下坯层混凝土的卸料、摊铺、振捣的实时监控数据，实时分析混凝土坯层内各位置的覆盖时间、整个坯层的总体覆盖情况，优化施工顺序以控制覆盖时间，并且及时发现覆盖不及时的问题并进行提醒是否需要返工，以详细的监控数据作为决策依据和评价参考。

一种可选的方法是，步骤d中对上、下坯层的判定是将仓面划分为网格区域，并对所有网格区域赋予初始高程和振捣完成时间；对各振捣点的监控数据，找到在所属网格区域的对应网格，并对比高程和振捣完成时间，当高程差和时间差均满足设定标准时，则将该振捣点的监控数据划分为当前坯层，否则该振捣点对应网格的层编号属性加1，高程属性更新为下一坯层高程(仓面设计中有坯层厚度和顶高程数据)，振捣完成时间属性更新为当前振捣点数据的振捣完成时间。按上述描述方法，可将每个振捣监控数据进行坯层划分。除此之外，也可以按照仓面不同的位置划分出各个区域而不是网格，然后对各区域依次施工。

进一步的，步骤d中还包括统计满足覆盖时间要求的网格数量和所占总网格的百分比，对未达到设定的百分比要求时，以及不满足混凝土覆盖时间的连通网格面积大于设定的标准时，进行提示。

进一步的，步骤d中还包括实时计算当前仓面所有未覆盖网格的等待覆盖时间，当某网格等待覆盖时间大于混凝土覆盖时间标准时，进行提示。

具体的，步骤c所述的振捣数据包括振捣棒的插入深度、插入时间、振捣时间和拔出时间，还可以包括其它振捣数据，如振捣范围、振捣位置等。

具体的，步骤b中通过定向设备监控平仓机的方向，计算得到的平仓机铲刀的运行轨迹作为所述平仓机的运行轨迹。除此之外，通过人工观察和判断同样可以获得平仓机铲刀的运行轨迹，但这种方式人力成本高，误差大。

本发明混凝土坯层覆盖时间的分析方法，能够定量和实时对混凝土浇筑坯层的总体覆盖情况、坯层内各部位覆盖时间进行分析，并且及时发现覆盖时间不达标的问题，减少覆盖不及时现象，有效促进了混凝土坯层的及时覆盖，提高了混凝土浇筑质量。

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

本发明混凝土坯层覆盖时间的分析方法是通过分析上、下坯层混凝土的卸料、摊铺、振捣的实时监控数据，实时分析混凝土坯层内各位置的覆盖时间、整个坯层的总体覆盖情况，优化施工顺序以控制覆盖时间，并且及时发现覆盖不及时的问题并进行提醒是否需要返工，以详细的监控数据作为决策依据和评价参考。

实施例：

本发明混凝土坯层覆盖时间的分析方法，包括：

a.通过在缆机料罐或缆机吊钩上设置的GPS/北斗卫星定位装置，实时监控缆机吊罐的运行轨迹，再结合缆机自带的自动控制系统的实时监控数据，包括缆机任意时刻的起吊重量，判断缆机的满载和空载状态，也能获取缆机混凝土吊罐的实时位置。当缆机吊罐位于当前浇筑仓上方、且缆机状态由满载减小至空载状态时，可记录卸料时间L(x,y,z,t)(其中x,y,z表示卸料点的三维坐标，t表示卸料时刻，以下相同标识为相同含义)；

b.通过在仓面平仓机上安装的GPS/北斗卫星定位系统和角度传感器/电子罗盘，结合三维激光扫描获得平仓机的位置数据P(x,y,z,t)、运行轨迹和平仓高程数据，确定仓面内各位置的摊铺和平仓完成时间。平仓机的运行轨迹可以通过GPS等定位设备监控平仓机的位置，结合电子罗盘等定向设备监控平仓机的方向，换算得到平仓机铲刀的运行轨迹。

c.通过在振捣机上安装的GPS/北斗卫星定位系统，结合安装在振捣机大臂上的角度传感仪、振捣头上的超声波测距仪等传感设备，获得振捣机的行进轨迹和监控振捣棒的插入位置、深度、角度和振捣时间等参数，并识别插入、拔出等状态，确定仓面内各部位的振捣完成时间Z(x,y,z,t)；

d.将步骤a～c获得的数据均发送到远程服务器中，远程服务器将仓面划分为网格区域，并对所有网格区域赋予初始高程和振捣完成时间；对各振捣点的监控数据，找到在所属网格区域的对应网格，并对比高程和振捣完成时间，当高程差和时间差均满足设定标准时，则将该振捣点的监控数据划分为当前坯层，否则对应网格的层编号属性加1，高程属性更新为下一坯层高程(仓面设计中有坯层厚度和顶高程数据)，振捣完成时间属性更新为当前振捣点数据的振捣完成时间。平仓机的位置数据P(x,y,z,t)和缆机卸料监控数据L(x,y,z,t)采用相同算法划分到所属混凝土坯层。缆机数据进行坯层识别前，将缆机卸料监控数L(x,y,z,t)换算成仓面坐标点L’(x,y,z’,t)，其中z’为点(x,y,z)投影到仓面上(x,y)处的当前浇筑坯层高程。计算各坯层各位置的上、下坯层的卸料时间差、平仓时间差和振捣时间差，计算出该位置的混凝土覆盖时间、坯层平均混凝土覆盖时间、各工序的间隔时间和及时覆盖率，并且对混凝土覆盖不及时的位置和等待覆盖时间超出允许最大覆盖时间的位置进行提示。计算方法为：卸料/平仓/振捣间隔时间分别等于当前位置所在网格的卸料/平仓/振捣时间与上部坯层同位置网格的卸料/平仓/振捣时间差值；坯层覆盖时间为当前位置所在网格的振捣完成时间与上部坯层同位置网格的平仓完成时间差值。将上述计算结果与施工技术要求、混凝土初凝时间等允许的覆盖时间标准进行对比，综合判断任意位置混凝土覆盖时间是否满足要求。同时还要实时计算当前仓面所有未覆盖网格的等待覆盖时间，当某网格等待覆盖时间大于混凝土覆盖时间标准时，进行提示。

Claims (6)

1.混凝土坯层覆盖时间的分析方法，其特征包括：

a.通过卫星定位和缆机自动控制系统获取缆机在仓面内不同部位的卸料时间；

b.通过卫星定位和三维扫描获得平仓机的运行轨迹和平仓高程数据，确定仓面内各位置的摊铺和平仓完成时间；

c.通过卫星定位和传感设备获得振捣机的行进轨迹和振捣数据，确定仓面内各部位的振捣完成时间；

d.对仓面内各坯层的各位置，结合上、下坯层的通过步骤a～c获得的数据，计算该位置的上、下坯层的卸料时间差、平仓时间差和振捣时间差，计算出该位置的混凝土覆盖时间、坯层平均混凝土覆盖时间和及时覆盖率，并且对混凝土覆盖不及时的位置和等待覆盖时间超出允许最大覆盖时间的位置进行提示。

2.如权利要求1所述的混凝土坯层覆盖时间的分析方法，其特征为：步骤d中对上、下坯层的判定是将仓面划分为网格区域，并对所有网格区域赋予初始高程和振捣完成时间；对各振捣点的监控数据，找到在所属网格区域的对应网格，并对比高程和振捣完成时间，当高程差和时间差均满足设定标准时，则将该振捣点的监控数据划分为当前坯层，否则该振捣点对应网格的层编号属性加1，高程属性更新为下一坯层高程，振捣完成时间属性更新为当前振捣点数据的振捣完成时间。

3.如权利要求2所述的混凝土坯层覆盖时间的分析方法，其特征为：步骤d中还包括统计满足覆盖时间要求的网格数量和所占总网格的百分比，对未达到设定的百分比要求时，以及不满足混凝土覆盖时间的连通网格面积大于设定的标准时，进行提示。

4.如权利要求2所述的混凝土坯层覆盖时间的分析方法，其特征为：步骤d中还包括实时计算当前仓面所有未覆盖网格的等待覆盖时间，当某网格等待覆盖时间大于混凝土覆盖时间标准时，进行提示。

5.如权利要求1至4之一所述的混凝土坯层覆盖时间的分析方法，其特征为：步骤c所述的振捣数据包括振捣棒的插入深度、插入时间、振捣时间和拔出时间。

6.如权利要求1至4之一所述的混凝土坯层覆盖时间的分析方法，其特征为：步骤b中通过定向设备监控平仓机的方向，计算得到的平仓机铲刀的运行轨迹作为所述平仓机的运行轨迹。