CN108343050A - 一种强夯机施工监测系统及监测方法 - Google Patents

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CN108343050A
CN108343050A CN201810171834.7A CN201810171834A CN108343050A CN 108343050 A CN108343050 A CN 108343050A CN 201810171834 A CN201810171834 A CN 201810171834A CN 108343050 A CN108343050 A CN 108343050A
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韩黎明
刘涛
陈凤晨
王建萍
谢臻
叶青
焦焕静
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Xi'an Yienchi Network Technology Co Ltd
Beijing Zhongqi Zhuochuang Technology Development Co Ltd
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Xi'an Yienchi Network Technology Co Ltd
Beijing Zhongqi Zhuochuang Technology Development Co Ltd
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/046—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass

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Abstract

本发明提出了一种强夯机施工监测系统，包括：夯锤，卷扬机，设置在所述卷扬机上的磁电编码器以及设置在所述强夯机驾驶室内的PLC控制器；所述夯锤与强夯机的夯锤挂钩的一端连接，所述卷扬机通过起降钢缆与所述夯锤挂钩的另一端连接；所述磁电编码器的数据输出端与所述PLC控制器的输入端连接。本发明的有益效果如下：能够实时计算出强夯机夯锤每次有效夯击的夯沉量，系统整体结构简单、测量准确率高，能够实现强夯施工过程的自动监测，其中包括提锤高度、有效夯击次数、夯锤落距、夯沉量方面的自动监测，可为大型强夯施工提供完整的工程施工数据，为提高工程质量提供数据保证。

Description

一种强夯机施工监测系统及监测方法
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别是指一种强夯机施工监测系统及监测方法。
背景技术
强夯机是工程机械领域中的一种重要夯实机械，在开山填淤、围海造田、山区回填、机场建设等地基处理中具有广泛应用。强夯机的工作原理是利用起重设备将8～30吨的夯锤提升至6～30米高度，然后使夯锤自由下落，以很大冲击能量作用到地基上，在土中产生很大冲击波，以克服土颗粒间的各种阻力，使地基压密，从而提高地基强度、减少沉降、消除湿陷性和膨胀性、提高地基抗液化能力，迅速提高地基承载力及压缩模量，形成比较均匀、密实的地基。强夯法施工已广泛运用到高速公路、铁路、机场、核电站、大工业区、港口填海等基础加固工程，其优点是工期短、效果好、造价低。
目前，强夯施工工程数据测量及工程现场监测大都采用人工测量方式。这种方式常常会因工作人员的偷工减料导致测量结果可信度低，使得工程质量无法得到有效监控，从而造成经济损失。另外，如何准确测量每次夯击的沉降距离一直是业内一大难题。
发明内容
本发明提出一种强夯机施工监测系统及监测方法，解决了现有技术中无法准确测量强夯机每次夯击的夯沉量的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种强夯机施工监测系统，包括：夯锤，卷扬机，设置在所述卷扬机上的磁电编码器以及设置在所述强夯机驾驶室内的PLC控制器；所述夯锤与强夯机的夯锤挂钩的一端连接，所述卷扬机通过起降钢缆与所述夯锤挂钩的另一端连接；所述磁电编码器的数据输出端与所述PLC控制器的输入端连接。
作为优选，所述磁电编码器与所述卷扬机的转轴固定连接。
一种强夯机施工监测方法，其方法步骤如下：
A、对磁电编码器进行校准，得出夯锤距地面距离与磁电编码器转动圈数之间的线性关系方程式；
B、根据步骤A中的线性关系方程式计算出夯锤第N次夯击的牵引高度，其中牵引高度为此次夯击过程中夯锤距地面最大值与最小值之间的差值；当夯锤第N次夯击的牵引高度超过强夯工程有效牵引高度的一半时，此次夯击为有效夯击；
C、第N+1次有效夯击的牵引高度与第N次有效夯击的牵引高度之间的差值即为第N+1次有效夯击的夯沉量。
作为优选，所述步骤A的具体实现方法如下：
a、将夯锤降落到与地面同一高度时，记录磁电编码器的转动圈数，此时夯锤距地面距离为0；
b、将夯锤提升至最高点时，记录磁电编码器的转动圈数，并测量出此时夯锤距地面的实际距离；
c、根据上述测量结果，计算出夯锤距地面距离与磁电编码器转动圈数之间的线性关系方程式y＝ax+b，其中y为夯锤距地面的距离，x为磁电编码器的转动圈数，a和b均为线性参数。
本发明的有益效果为：
通过本发明所述的强夯机施工监测系统，能够实时计算出强夯机夯锤每次有效夯击的夯沉量，系统整体结构简单、测量准确率高，能够实现强夯施工过程的自动监测，其中包括提锤高度、有效夯击次数、夯锤落距、夯沉量方面的自动监测，可为大型强夯施工提供完整的工程施工数据，为提高工程质量提供数据保证。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述强夯机施工监测系统的结构示意图；
图中：
1、夯锤，2、卷扬机，3、磁电编码器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示的实施例可知，本发明所述的一种强夯机施工监测系统，包括：夯锤1，卷扬机2，设置在卷扬机2上的磁电编码器3以及设置在强夯机驾驶室内的PLC控制器；夯锤1与强夯机的夯锤挂钩的一端连接，卷扬机2通过起降钢缆与夯锤挂钩的另一端连接；磁电编码器3的数据输出端与PLC控制器的输入端连接。
上述磁电编码器3与卷扬机2的转轴固定连接。
利用上述强夯机施工监测系统进行施工监测的方法，具体步骤如下：
A、对磁电编码器3进行校准，得出夯锤1距地面距离与磁电编码器3转动圈数之间的线性关系方程式，具体实现方法如下：
a、将夯锤1降落到与地面同一高度时，记录磁电编码器3的转动圈数，此时夯锤1距地面距离为0；
b、将夯锤1提升至最高点时，记录磁电编码器3的转动圈数，并测量出此时夯锤1距地面的实际距离；
c、根据上述测量结果，计算出夯锤1距地面距离与磁电编码器3转动圈数之间的线性关系方程式y＝ax+b，其中y为夯锤1距地面的距离，x为磁电编码器3的转动圈数，a和b均为线性参数。
B、根据步骤A中的线性关系方程式计算出夯锤1第N次夯击的牵引高度，其中牵引高度为此次夯击过程中夯锤1距地面最大值与最小值之间的差值；当夯锤1第N次夯击的牵引高度超过强夯工程有效牵引高度的一半时，此次夯击为有效夯击。
C、第N+1次有效夯击的牵引高度与第N次有效夯击的牵引高度之间的差值即为第N+1次有效夯击的夯沉量。
综上所述，通过本发明所述的强夯机施工监测系统，能够实时计算出强夯机夯锤每次有效夯击的夯沉量，系统整体结构简单、测量准确率高，能够实现强夯施工过程的自动监测，其中包括提锤高度、有效夯击次数、夯锤落距、夯沉量方面的自动监测，可为大型强夯施工提供完整的工程施工数据，为提高工程质量提供数据保证。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种强夯机施工监测系统，其特征在于，包括：夯锤(1)，卷扬机(2)，设置在所述卷扬机(2)上的磁电编码器(3)以及设置在所述强夯机驾驶室内的PLC控制器；所述夯锤(1)与强夯机的夯锤挂钩的一端连接，所述卷扬机(2)通过起降钢缆与所述夯锤挂钩的另一端连接；所述磁电编码器(3)的数据输出端与所述PLC控制器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种强夯机施工监测系统，其特征在于，所述磁电编码器(3)与所述卷扬机(2)的转轴固定连接。
3.一种强夯机施工监测方法，其特征在于，其方法步骤如下：
A、对磁电编码器(3)进行校准，得出夯锤(1)距地面距离与磁电编码器(3)转动圈数之间的线性关系方程式；
B、根据步骤A中的线性关系方程式计算出夯锤(1)第N次夯击的牵引高度，其中牵引高度为此次夯击过程中夯锤(1)距地面最大值与最小值之间的差值；当夯锤(1)第N次夯击的牵引高度超过强夯工程有效牵引高度的一半时，此次夯击为有效夯击；
C、第N+1次有效夯击的牵引高度与第N次有效夯击的牵引高度之间的差值即为第N+1次有效夯击的夯沉量。
4.根据权利要求3所述的一种强夯机施工监测方法，其特征在于，所述步骤A的具体实现方法如下：
a、将夯锤(1)降落到与地面同一高度时，记录磁电编码器(3)的转动圈数，此时夯锤(1)距地面距离为0；
b、将夯锤(1)提升至最高点时，记录磁电编码器(3)的转动圈数，并测量出此时夯锤(1)距地面的实际距离；
c、根据上述测量结果，计算出夯锤(1)距地面距离与磁电编码器(3)转动圈数之间的线性关系方程式y＝ax+b，其中y为夯锤(1)距地面的距离，x为磁电编码器(3)的转动圈数，a和b均为线性参数。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109190319A (zh) * 2018-11-01 2019-01-11 南京天辰礼达电子科技有限公司 一种强夯机模型计算展示夯沉量的方法
CN110747852A (zh) * 2019-11-12 2020-02-04 湖南博邦重工有限公司 一种强夯机的自由下落夯锤减速控制方法及系统
CN111735493A (zh) * 2020-06-12 2020-10-02 中交天津港湾工程研究院有限公司 水运工程大面积复杂场地地基动力固结智能化施工控制方法及设备
CN114411683A (zh) * 2022-01-05 2022-04-29 中交第二公路工程局有限公司 一种提高夯沉量测量精度的方法

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