CN113176010A - 一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法 - Google Patents

一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，包括以下步骤：在进行钢筋架绑扎时，将设置测温点的内部光纤网分成上下多层同时固定在钢筋架上；在钢筋架周围进行支模，支模完成后，在模板内侧铺设上下多层设置测温点的外部光纤网；在模板内浇筑混凝土之后，将内部光纤网和外部光纤网连接到光纤测温主机处，光纤测温主机同时连通监控主机；内部光纤网和外部光纤网同时监控大体积混凝土内部和外部不同高度处的温度，并将数据传递给光纤测温主机，经光纤测温主机进行数据处理，直接显示在监控主机上。本申请的方法能够提高对大体积混凝土内外温度的监控精度，便于进行温度控制。

Description

一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法
技术领域
本申请涉及混凝土施工质量控制的领域，尤其是涉及一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法。
背景技术
在《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009的建筑标准规定：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用，所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。因此，在大体积混凝土浇筑和养护期间需要对混凝土进行温度实时测量，了解内外温度变化，防止由于温差太大产生裂缝，影响混凝土结构的施工质量和工作性能。
相关技术中在进行大体积混凝土内外温度监控时，采用的装置往往结构比较复杂，监控效果不理想，不能够精准监控到混凝土的内外温度变化，不利于温度的控制。
发明内容
为了提高对大体积混凝土内外温度的监控精度，本申请提供一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法。
本申请提供的一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，采用如下的技术方案：
一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，包括以下步骤：
在进行钢筋架绑扎时，将设置测温点的内部光纤网分成上下多层同时固定在钢筋架上；
在钢筋架周围进行支模，支模完成后，在模板内侧铺设上下多层设置测温点的外部光纤网；
在模板内浇筑混凝土之后，将内部光纤网和外部光纤网连接到光纤测温主机处，光纤测温主机同时连通监控主机；
内部光纤网和外部光纤网同时监控大体积混凝土内部和外部不同高度处的温度，并将数据传递给光纤测温主机，经光纤测温主机进行数据处理，直接显示在监控主机上。
通过采用上述技术方案，在大体积混凝土内部铺设内部光纤网，内部光纤网通过测温点测量混凝土内部的温度；大体积混凝土外侧设置外部光纤网，外部光纤网通过测温点测量混凝土靠近表层的温度；两个光纤网测量的温度均汇集到光纤测温主机处，由光纤测温主机对温度数据进行收集，并呈现在监控主机上，由监控人员直接对数据进行监测；由于光纤对温度较为敏感，能够更精确的得出测温点所在位置的实际温度，监控人员根据大体积混凝土内外部的温度差异，采取不同的措施，对大体积混凝土进行保温或者降温处理。
可选的，所述内部光纤网由多层单网组成，每层单网上设置有至少三个测温点，包括高度相同的第一测温点和第二测温点，以及设置在第二测温点下方的第三测温点。
通过采用上述技术方案，内部光纤网设置多层，能够同时监控大体积混凝土不同高度内部温度的差异，而每层单网上设置两高一低三个测温点，能够测量这一高度层中两端以及周围的温度，使测量的温度数据更多，便于监控人员准确判断实际温度，减小误差的产生。
可选的，所述上下相邻的单网之间等间距设置，间距设置为500-1000mm。
通过采用上述技术方案，单网在的大体积混凝土中等高度分布，并且高度距离设置合理，方便监控人员更精确地获得混凝土内部的温度变化和数据。
可选的，所述第三测温点设置在单网的光纤末端，与第二测温点之间设置有100-300mm的间距。
通过采用上述技术方案，第三测温点与第二测温点保持较为合适的高度差，尽可能的测量较多高度范围内的温度数据。
可选的，所述外部光纤网由多个环网组成，所述环网的高度与单网的高度相对应，所述环网在大体积混凝土的每个侧面上设置至少一个第四测温点。
通过采用上述技术方案，外部光纤网设置为环网，能够测量大体积混凝土表层一周的温度数据，大体积混凝土每个侧面均设置测温点，能够得到每个侧面的温度数据，更方便监控人员进行数据的对比和分析。
可选的，内部光纤网和外部光纤网安装时固定在钢支架上，所述钢支架设置在钢筋架相邻的主筋之间或者主筋外侧，使光纤避开钢筋架的主筋。
通过采用上述技术方案，钢支架支撑光纤网的光纤，使光纤避开钢筋架的主筋，避免钢筋架对光纤网测温结果的影响，使测温结果更精确。
可选的，所述钢支架上固定有保护套管，内部光纤网和外部光纤网的光纤都穿设在保护套管中，所述保护套管至少一个侧面上设置有开口使浇筑的混凝土能够进入到保护套管中与光纤接触。
通过采用上述技术方案，将光纤网设置在保护套管中，能够对光纤进行保护，在进行混凝土浇筑的过程中，光纤不会被混凝土直接砸到，从而得到保护；而保护套管上开口的设置，便于混凝土进入到保护套管中，使光纤能够直接接触到混凝土，从而准确测量混凝土的温度。
可选的，所述钢支架采用金属杆弯折成的挂钩，包括一个对保护套管的支撑点和至少一个与钢筋架主筋连接的固定点。
通过采用上述技术方案，钢支架设置成挂钩，方便与钢筋架进行安装固定，支撑点用于支撑保护套管，而固定点用于与钢筋架连接，从而将光纤的铺设位置进行固定。
可选的，所述外部光纤网埋设在大体积混凝土中，外部光纤网的光纤与大体积混凝土的表面间距设置为30-80mm。
通过采用上述技术方案，使外部光纤网能够处于混凝土中，避免外部温度对光纤测温的影响。
可选的，所述内部光纤网和外部光纤网的端部均连接在光纤接线盒上，光纤接线盒通过多芯通信光纤与光纤测温主机连接，光纤测温主机和监控主机均设置在监控室内。
通过采用上述技术方案，内部光纤网和外部光纤网先汇集在光纤接线盒上，再统一向外输出，能够更好地保护光纤，使监控现场的布线更整齐。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请中在大体积混凝土内部铺设内部光纤网，内部光纤网通过测温点测量混凝土内部的温度；大体积混凝土外侧设置外部光纤网，外部光纤网通过测温点测量混凝土靠近表层的温度；两个光纤网测量的温度均汇集到光纤测温主机处，由光纤测温主机对温度数据进行收集，并呈现在监控主机上，由监控人员直接对数据进行监测；由于光纤对温度较为敏感，能够更精确的得出测温点所在位置的实际温度，监控人员根据大体积混凝土内外部的温度差异，采取不同的措施，对大体积混凝土进行保温或者降温处理。
2.本申请中内部光纤网设置多层，能够同时监控大体积混凝土不同高度内部温度的差异，而每层单网上设置两高一低三个测温点，能够测量这一高度层中两端以及周围的温度，使测量的温度数据更多，便于监控人员准确判断实际温度，减小误差的产生。
3.本申请中将光纤网设置在保护套管中，能够对光纤进行保护，在进行混凝土浇筑的过程中，光纤不会被混凝土直接砸到，从而得到保护；而保护套管上开口的设置，便于混凝土进入到保护套管中，使光纤能够直接接触到混凝土，从而准确测量混凝土的温度。
附图说明
图1是本申请实施例光纤监控系统的连接结构状态图。
图2是本申请实施例中光纤及测温点的分布图。
图3是本申请实施例中光纤在钢筋架上的连接结构图。
附图标记说明：100、混凝土主体；11、单网；12、第一测温点；13、第二测温点；14、第三测温点；200、横筋；201、纵筋；21、环网；22、第四测温点；3、光纤测温主机；4、监控主机；5、钢支架；6、保护套管；61、开口；7、光纤接线盒。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，而本申请的方法是基于光纤监控系统的基础上来实现的。参照图1和2，光纤监控系统包括位于混凝土主体100上的内部光纤网和外部光纤网、位于监控室内的光纤测温主机3和监控主机4，以及设置在混凝土主体100与监控室之间的信号传输线路。内部光纤网和外部光纤网将混凝土主体100内部和外部的温度数据通过信号传输线路向外传输，经过光纤测温主机3的处理和分析，呈现在监控主机4上，由监控人员直接监控混凝土主体100内外部的温度变化和内外部的温差，由于光纤对与温度的敏感度较高，测量出来的混凝土主体100的精度更精确。
参照图1和2，内部光纤网由多层单网11组成，而单网11均设置在混凝土主体100内部，上下相邻的单网11之间等间距设置，间距设置为500-1000mm，可根据混凝土主体100的高度进行调节。单网11的光纤沿着混凝土主体100的轴线方向进行排布，每层单网11上设置有至少三个测温点，每根光纤连接一个测温点，包括第一测温点12、第二测温点13和第三测温点14，其中第一测温点12和第二测温点13高度相同，位于距离混凝土主体100两端500mm以上距离的位置，第一测温点12和第二测温点13中间可增加其他测温点，第三测温点14位于第二测温点13正下方，设置在单网11的光纤末端，第三测温点14与第二测温点13之间设置有100-300mm的间距，这一间距要小于两个单网11之间高度差的一半。每个测温点处设置光纤测温探头，直接感应混凝土主体100的内部温度，便于监控人员准确判断混凝土主体100内部的实际温度，减小误差的产生。
外部光纤网包括多个环网21，环网21埋设在混凝土主体100中，环网21的光纤与混凝土主体100的表面间距设置为30-80mm，即环网21的埋设深度，避免外界环境对环网21测温的影响；环网21的布设高度与单网11的高度相对应，环网21的形状与混凝土主体100的横截面形状保持一致，环网21在混凝土主体100的每个侧面上设置至少一个第四测温点22，能够得到每个侧面的温度数据，更方便监控人员进行数据的对比和分析。
信号传输线路包括光纤接线盒7和多芯通信光纤，内部光纤网和外部光纤网的光纤端部均连接在光纤接线盒7上，由光纤接线盒7进行汇集，再通过多芯通信光纤与光纤测温主机3连接，光纤测温主机3和监控主机4均设置在监控室内，而监控室则设置在施工工地的驻地，便于监控人员实时监控和随时进行温度控制。
参照图3，内部光纤网和外部光纤网安装时，需要借助钢支架5与钢筋架连接，其中钢筋架包括沿混凝土主体100宽度方向布设的横筋200、沿长度方向布设的纵筋201和竖直方向布设的竖筋，钢支架5则以横筋200和纵筋201作为安装基础，安装内部光纤网的钢支架5设置在相邻的纵筋200之间，安装外部光纤网的钢支架5设置在最外侧的横筋200或纵筋201上，这样使光纤避开钢筋架的主筋，避免钢筋架对光纤网测温结果的影响。钢支架5上固定有保护套管6，保护套管6能够作为光纤的穿线管而保护光纤，而保护套管6由多个钢支架5安装固定。
钢支架5采用金属杆或者钢筋弯折成的挂钩，本实施例中安装单网11的钢支架5包括一个对保护套管6的支撑点和两个与纵筋201连接的固定点。本实施例中钢支架5设置为V形结构，两端为固定点，勾挂在相邻的两个纵筋201上，底部为支撑点，被弯折成圆弧，用于承接固定保护套管6，为了将保护套管6固定更牢，也可以将保护套管6和钢支架5绑扎在一起。保护套管6采用PVC圆管，保护套管6一个侧面上设置有开口61，本实施例中开口61的长度与保护套管6的长度保持一致，内部光纤网和外部光纤网的光纤方便穿设到保护套管6中，保护套管6在安装时，开口61朝向避开上方的方向，这样使光纤不会被混凝土直接砸到而得到保护，同时浇筑的混凝土也能够进入到保护套管6中与光纤接触。
参照图3，作为本申请的另一个实施例，安装环网21的钢支架5包括一个对保护套管6的支撑点和一个与纵筋201或横筋200连接的固定点。本实施例中钢支架5设置为S形结构，上端挂钩挂在纵筋201或横筋200，下端挂钩朝向钢筋架外侧，保护套管6直接挂在下端挂钩上。
本申请实施例公开的一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，包括以下步骤：
在进行钢筋架绑扎时，将设置测温点的内部光纤网分成上下多层单网11利用钢支架5同时固定在钢筋架上，固定时注意保护光纤，先将单网11放入保护套管6中，再将保护套管6和钢支架5固定在钢筋架上；
在钢筋架周围进行支模，支模完成后，在模板内侧铺设上下多层环网21，同样环网21也先放入到保护套管6中，再将保护套管6和钢支架5固定在钢筋架上；
在模板内浇筑混凝土之后，将单网11和环网21的端部连接到光纤接线盒7上，光纤接线盒7引出多芯通信光纤连接到光纤测温主机3处，光纤测温主机3同时连通监控主机4；
第一测温点12、第二测温点13、第三测温点14和第四测温点22同时监控混凝土主体100内部和外部不同高度处的温度，并将数据传递给光纤测温主机3，经光纤测温主机3进行数据处理，直接显示在监控主机4上，再由监控人员直接进行监控。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
在进行钢筋架绑扎时，将设置测温点的内部光纤网分成上下多层同时固定在钢筋架上；
在钢筋架周围进行支模，支模完成后，在模板内侧铺设上下多层设置测温点的外部光纤网；
在模板内浇筑混凝土之后，将内部光纤网和外部光纤网连接到光纤测温主机（3）处，光纤测温主机（3）同时连通监控主机（4）；
内部光纤网和外部光纤网同时监控大体积混凝土内部和外部不同高度处的温度，并将数据传递给光纤测温主机（3），经光纤测温主机（3）进行数据处理，直接显示在监控主机（4）上。
2.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，其特征在于：所述内部光纤网由多层单网（11）组成，每层单网（11）上设置有至少三个测温点，包括高度相同的第一测温点（12）和第二测温点（13），以及设置在第二测温点（13）下方的第三测温点（14）。
3.根据权利要求2所述的一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，其特征在于：所述上下相邻的单网（11）之间等间距设置，间距设置为500-1000mm。
4.根据权利要求2所述的一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，其特征在于：所述第三测温点（14）设置在单网（11）的光纤末端，与第二测温点（13）之间设置有100-300mm的间距。
5.根据权利要求2所述的一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，其特征在于：所述外部光纤网由多个环网（21）组成，所述环网（21）的高度与单网（11）的高度相对应，所述环网（21）在大体积混凝土的的每个侧面上设置至少一个第四测温点（22）。
6.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，其特征在于：所述内部光纤网和外部光纤网安装时固定在钢支架（5）上，所述钢支架（5）设置在钢筋架相邻的主筋之间或者主筋外侧，使光纤避开钢筋架的主筋。
7.根据权利要求6所述的一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，其特征在于：所述钢支架（5）上固定有保护套管（6），内部光纤网和外部光纤网的光纤都穿设在保护套管（6）中，所述保护套管（6）至少一个侧面上设置有开口（61）使浇筑的混凝土能够进入到保护套管（6）中与光纤接触。
8.根据权利要求6所述的一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，其特征在于：所述钢支架（5）采用金属杆弯折成的挂钩，包括一个对保护套管（6）的支撑点和至少一个与钢筋架主筋连接的固定点。
9.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，其特征在于：所述外部光纤网埋设在大体积混凝土中，外部光纤网的光纤与大体积混凝土的表面间距设置为30-80mm。
10.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土光纤智能化温度监控方法，其特征在于：所述内部光纤网和外部光纤网的端部均连接在光纤接线盒（7）上，光纤接线盒（7）通过多芯通信光纤与光纤测温主机连接，光纤测温主机（3）和监控主机（4）均设置在监控室内。
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