CN114411683B - 一种提高夯沉量测量精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于强夯机技术领域，尤其是一种提高夯沉量测量精度的方法，包括设置在强夯机起吊机构上的传感器组，所述强夯机的起吊机构由N根钢丝绳和夯锤构成，所述传感器组由总压传感器、旁压传感器和压力传感器构成，所述总压传感器用于检测传感其底部所有的重量数据‑‑G_总压，所述旁压传感器用于检测每根钢丝绳表面的旁压数据‑‑G_旁压。该提高夯沉量测量精度的方法，通过设置压力传感器，达到了将压力传感器设置在钢丝绳与夯锤的连接处，对每次夯击后夯锤的重量进行检测，从而使在计算第二次的夯沉量时，将泥土的重量的也考虑在内，较现有测量方式而言，具有测量的夯沉量数值精确度高，误差小的效果。

Description

一种提高夯沉量测量精度的方法

技术领域

本发明涉及强夯机技术领域，尤其涉及一种提高夯沉量测量精度的方法。

背景技术

强夯机是在建筑工程中由于需要对松土压实处理的机器，强夯机种类有很多，有蛙式，有震动式，有跃步式，有打夯式，还有吊重锤击式，根据工程需要，所以运用不同类型的强夯机。

现有强夯机在对每次夯击的夯沉量进行测量时，通常都是通过各种传感器元件去测量钢丝绳的长度或者旋转角度，来得出每次夯击的夯沉量，且夯击的夯沉量需要精确到CM为单位，但是现有测量方式在对钢丝绳测量过程中，并没有将钢丝绳的形变量计算在内，而形变量数值的变化也会对夯沉量测量的精确度造成影响，因为目前钢丝绳的实际工作长度通常为6-30m米，所以钢丝绳在承受不同重力时，其长度会发生弹性形变，重量越大，形变量越大，一旦其形变量过大时，极易造成夯沉量数值测量的精确度低，误差大，此外，当强夯机夯锤的底面为平面状时，在夯击过程中，夯锤的下表面都会多多少少附着有泥土，从而不仅使得钢丝绳承受重力变大，还会使夯沉量数值测量的精确度造成影响。

因此，本发明提出了一种提高夯沉量测量精度的方法。

发明内容

基于现有的在对强夯机每次夯击的夯沉量进行测量时，现有夯沉量并没有将钢丝绳的形变量和夯锤下表面附着的泥土的重量考虑在内，从而使得测量的夯沉量数值精确度低，误差大的技术问题，本发明提出了一种提高夯沉量测量精度的方法。

本发明提出的一种提高夯沉量测量精度的方法，包括设置在强夯机起吊机构上的传感器组，所述强夯机的起吊机构由N根钢丝绳和夯锤构成，所述传感器组由总压传感器、旁压传感器和压力传感器构成；

所述总压传感器用于检测传感其底部所有的重量数据--G_总压；

所述旁压传感器用于检测每根钢丝绳表面的旁压数据--G_旁压；

所述压力传感器用于检测夯锤的重量数据--G_夯锤；

测量所述强夯机每次夯击的夯沉量的方法为：

步骤一，夯击前，所述强夯机起吊机构的钢丝绳带动夯锤沿钢丝绳的竖直方向向下下降，且夯锤下表面不与施工地面接触，由于所述强夯机起吊机构通过钢丝绳将夯锤、旁压传感器和压力传感器悬吊在空中，所以通过总压传感器对四根钢丝绳的初始重量测量：

G_总压-G_旁压自重-G_夯锤-G_{压力传感器}＝G_钢丝绳

其中G_钢丝绳指N根钢丝绳的自重，G_旁压自重指旁压传感器的自重，G_夯锤指夯锤的自重，G_{压力传感器}指压力传感器的自重；

而单根L_单钢丝绳的长度为：

L_钢丝绳＝G_{钢丝绳总重量}*g_{单位长度钢索重量}

其中N为钢丝绳根数。

g_{单位长度钢索重量}指单位长度内钢丝绳重量，G_{钢丝绳总重量}指N根钢丝绳的自重；

L_单钢丝绳为理论钢丝绳长度，而实际上钢丝绳在承受不同重力作用下，其长度会发生弹性形变，重量越大，形变量越大，所以钢丝绳最终的被拉长度应为：L_{单钢丝绳总拉长}＝L_单钢丝绳*(1+k)，其中k为钢丝绳形变系数。

步骤二，首次夯击，所述强夯机起吊机构通过钢丝绳带动夯锤对施工地面进行首次夯击。

优选地，所述总压传感器位于N根钢丝绳的顶端。

优选地，所述旁压传感器固定安装在钢丝绳的表面。

优选地，所述压力传感器位于钢丝绳与夯锤的连接处。

优选地，所述步骤一中将夯锤先置于被夯击地面上，之后控制钢丝绳上升，当G_总压首夯＝G_总压时，即标记此时的夯锤为零点，根据步骤一中公式计算出夯击前的钢丝绳长度：L_首夯前。

优选地，所述步骤二中在进行首次夯击时，所述强夯机起吊机构通过钢丝绳带动夯锤沿钢丝绳的竖直方向向上吊起，所述钢丝绳在带动夯锤从夯坑内吊起时，夯锤表面与夯坑内壁接触，此时的钢丝绳由首夯击时的松弛状态转为张紧状态，当钢丝绳向上提升的重量达到夯击前的重量G_总压首夯时，由上述公式L_{单钢丝绳总拉长}＝L_单钢丝绳*(1+k)计算出首次夯击后的钢丝绳长度L_首夯后，最终得出首次夯击的夯沉量L_首夯量＝L_首夯后-L_首夯前；

再将夯锤吊起至事先设定高度，准备下一次夯击，由于所述强夯机起吊机构通过钢丝绳将夯锤、旁压传感器和压力传感器悬吊在空中，又因夯锤在夯击过程中以及夯锤中间有孔，使得夯锤表面和夯锤中间的孔均附着有泥土重量，所以，通过总压传感器对首次夯击后的夯锤表面和夯锤中间的孔附着的泥土重量为：

G_泥土＝|G_夯锤-G_{首夯后夯锤}|

其中G_夯锤指的是未夯击前夯锤的自身重量。

其中此时的G_总压指的是首次夯击后检测到位于总压传感器下方结构的总重量，最终以G_总压二夯＝G_总压+G_泥土的重量为二次夯击前的总重量。

步骤三、第二次夯击时，以步骤二中的G_总压二夯的重量带入上述公式中计算出第二次的夯沉量：L_二夯量＝L_二夯后-L_二夯前-L_首夯量。

以此类推，得出每次夯沉量。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置旁压传感器，达到了将旁压传感器设置在钢丝绳的表面，从而对实际工作过程中的钢丝绳在承受不同重力时的弹性形变量进行实时测量，进而使测量的夯沉量数值精确度高，误差小的效果。

2、通过设置压力传感器，达到了将压力传感器设置在钢丝绳与夯锤的连接处，对每次夯击后夯锤的重量进行检测，从而使在计算第二次的夯沉量时，将夯锤表面和夯锤中间的孔内泥土的重量也考虑在内，较现有测量方式而言，具有测量的夯沉量数值精确度高，误差小的效果。

3、通过设置在强夯机起吊机构上的传感器组，达到了对强夯机每次的夯沉量进行精准测量，将影响到夯沉量测量精度的不利因素考虑在内，从而实现测量精确度高，误差小的效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种提高夯沉量测量精度的方法的示意图；

图2为本发明提出的一种提高夯沉量测量精度的方法的钢丝绳结构处于首夯时状态图；

图3为本发明提出的一种提高夯沉量测量精度的方法的首夯后钢丝绳结构向上提升的重量达到夯击前的重量状态图。

图中：1、钢丝绳；2、夯锤；3、总压传感器；4、旁压传感器；5、压力传感器。

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。

参照图1-3，一种提高夯沉量测量精度的方法，包括设置在强夯机起吊机构上的传感器组，所述强夯机的起吊机构由N根钢丝绳1和夯锤2构成，所述传感器组由总压传感器3、旁压传感器4和压力传感器5构成。

通过设置在强夯机起吊机构上的传感器组，达到了对强夯机每次的夯沉量进行精准测量，将影响到夯沉量测量精度的不利因素考虑在内，从而实现测量精确度高，误差小的效果。

所述总压传感器3位于N根钢丝绳1的顶端用于检测传感其底部所有的重量数据--G_总压。

所述旁压传感器4固定安装在钢丝绳1的表面用于检测每根钢丝绳1表面的旁压数据--G_旁压，设置旁压传感器4对实际工作中的钢丝绳1在承受不同重力时的弹性形变量进行测量，从而实现在每次对夯沉量进行计算时，将钢丝绳1产生的弹性形变量也考虑在内，进而使计算出的每次夯沉量精确度较现有相比更高，误差更小。

所述压力传感器5位于钢丝绳1与夯锤2的连接处，用于检测夯锤2的重量数据--G_夯锤，设置压力传感器5不仅对夯锤2自身的重量进行检测，还对夯锤2表面粘附的物质重量也进行检测，从而使在对下一次夯沉量进行计算时，将上一次夯击后的夯锤2的总重量一起计算在内，其总重量包括夯锤2自身重量以及夯锤2表面粘附的泥土物质重量。

通过设置压力传感器5，达到了将压力传感器5设置在钢丝绳1与夯锤2的连接处，对每次夯击后夯锤2的重量进行检测，从而使在计算第二次的夯沉量时，将泥土的重量的也考虑在内，较现有测量方式而言，具有测量的夯沉量数值精确度高，误差小的效果。

测量所述强夯机每次夯击的夯沉量的方法为：

步骤一，夯击前，所述强夯机起吊机构的钢丝绳1带动夯锤2沿钢丝绳1的竖直方向向下下降，且夯锤2下表面不与施工地面接触，由于所述强夯机起吊机构通过钢丝绳1将夯锤2、旁压传感器4和压力传感器5悬吊在空中，所以通过总压传感器3对四根钢丝绳1的初始重量测量：

G_总压-G_旁压自重-G_夯锤-G_{压力传感器}＝G_钢丝绳

其中G_钢丝绳指N根钢丝绳1的自重，G_旁压自重指旁压传感器4的自重，G_夯锤指夯锤2的自重，G_{压力传感器}指压力传感器5的自重；

而单根L_单钢丝绳的长度为：

L_钢丝绳＝G_{钢丝绳总重量}*g_{单位长度钢索重量}

其中N为钢丝绳1根数。

g_{单位长度钢索重量}指单位长度内钢丝绳1重量，G_{钢丝绳总重量}指N根钢丝绳1的自重；

L_单钢丝绳为理论钢丝绳1长度，而实际上钢丝绳1在承受不同重力作用下，其长度会发生弹性形变，重量越大，形变量越大，所以钢丝绳1最终的被拉长度应为：L_{单钢丝绳总拉长}＝L_单钢丝绳*(1+k)，其中k为钢丝绳1形变系数。

通过设置旁压传感器4，达到了将旁压传感器4设置在钢丝绳1的表面，从而对实际工作过程中的钢丝绳1在承受不同重力时的弹性形变量进行实时测量，进而使测量的夯沉量数值精确度高，误差小的效果。

步骤二，首次夯击，所述强夯机起吊机构通过钢丝绳1带动夯锤2对施工地面进行首次夯击。

具体这样实施的：夯锤2先置于被夯击地面上，之后控制钢丝绳1上升，当G_总压首夯＝G_总压时，即标记此时的夯锤2为零点，根据上述公式计算出夯击前的钢丝绳1长度：L_首夯前，之后进行首次夯击，所述强夯机起吊机构通过钢丝绳1带动夯锤2沿钢丝绳1的竖直方向向上吊起，所述钢丝绳1在带动夯锤2从夯坑内吊起时，夯锤2表面与夯坑内壁接触，此时的钢丝绳1由首夯击时的松弛状态转为张紧状态，当钢丝绳1向上提升的重量达到夯击前的重量G_总压首夯时，由上述公式L_{单钢丝绳总拉长}＝L_单钢丝绳*(1+k)计算出首次夯击后的钢丝绳1长度L_首夯后，最终得出首次夯击的夯沉量L_首夯量＝L_首夯后-L_首夯前。

再将夯锤2吊起至事先设定高度，准备下一次夯击，由于所述强夯机起吊机构通过钢丝绳1将夯锤2、旁压传感器4和压力传感器5悬吊在空中，又因夯锤2在夯击过程中以及夯锤2中间有孔，使得夯锤2表面和夯锤2中间的孔均附着有泥土重量，所以，通过总压传感器3对首次夯击后的夯锤2表面和夯锤2中间的孔附着的泥土重量为：

G_泥土＝|G_夯锤-G_{首夯后夯锤}|

其中G_夯锤指的是未夯击前夯锤2的自身重量。

其中此时的G_总压指的是首次夯击后检测到位于总压传感器3下方结构的总重量，最终以G_总压二夯＝G_总压+G_泥土的重量为二次夯击前的总重量。

步骤三、第二次夯击时，以步骤二中的G_总压二夯的重量带入上述公式中计算出第二次的夯沉量：L_二夯量＝L_二夯后-L_二夯前-L_首夯量。

以此类推，得出每次夯沉量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种提高夯沉量测量精度的方法，其特征在于：包括设置在强夯机起吊机构上的传感器组，所述强夯机的起吊机构由N根钢丝绳(1)和夯锤(2)构成，所述传感器组由总压传感器(3)、旁压传感器(4)和压力传感器(5)构成；

所述总压传感器(3)用于检测传感其底部所有的重量数据--G_总压；

所述旁压传感器(4)用于检测每根钢丝绳(1)表面的旁压数据--G_旁压；

所述压力传感器(5)用于检测夯锤(2)的重量数据--G_夯锤；

测量所述强夯机每次夯击的夯沉量的方法为：

步骤一，夯击前，所述强夯机起吊机构的钢丝绳(1)带动夯锤(2)沿钢丝绳(1)的竖直方向向下下降，且夯锤(2)下表面不与施工地面接触，由于所述强夯机起吊机构通过钢丝绳(1)将夯锤(2)、旁压传感器(4)和压力传感器(5)悬吊在空中，所以通过总压传感器(3)对四根钢丝绳(1)的初始重量测量：

G_总压-G_旁压自重-G_夯锤-G_{压力传感器}＝G_钢丝绳

其中G_钢丝绳指N根钢丝绳(1)的自重，G_旁压自重指旁压传感器(4)的自重，G_夯锤指夯锤(2)的自重，G_{压力传感器}指压力传感器(5)的自重；

而单根L_单钢丝绳的长度为：

L_钢丝绳＝G_{钢丝绳总重量}*g_{单位长度钢索重量}

其中N为钢丝绳(1)根数；

g_{单位长度钢索重量}指单位长度内钢丝绳(1)重量，G_{钢丝绳总重量}指N根钢丝绳(1)的自重；

L_单钢丝绳为理论钢丝绳(1)长度，而实际上钢丝绳(1)在承受不同重力作用下，其长度会发生弹性形变，重量越大，形变量越大，所以钢丝绳(1)最终的被拉长度应为：L_{单钢丝绳总拉长}＝L_单钢丝绳*(1+k)，其中k为钢丝绳(1)形变系数；

步骤二，首次夯击，所述强夯机起吊机构通过钢丝绳(1)带动夯锤(2)对施工地面进行首次夯击；

所述步骤一中将夯锤(2)先置于被夯击地面上，之后控制钢丝绳(1)上升，当G_总压首夯＝G_总压时，即标记此时的夯锤(2)为零点，根据步骤一中公式计算出夯击前的钢丝绳(1)长度：L_首夯前；

所述步骤二中在进行首次夯击时，所述强夯机起吊机构通过钢丝绳(1)带动夯锤(2)沿钢丝绳(1)的竖直方向向上吊起，所述钢丝绳(1)在带动夯锤(2)从夯坑内吊起时，夯锤(2)表面与夯坑内壁接触，此时的钢丝绳(1)由首夯击时的松弛状态转为张紧状态，当钢丝绳(1)向上提升的重量达到夯击前的重量G_总压首夯时，由上述公式L_{单钢丝绳总拉长}＝L_单钢丝绳*(1+k)计算出首次夯击后的钢丝绳(1)长度L_首夯后，最终得出首次夯击的夯沉量L_首夯量＝L_首夯后-L_首夯前；

再将夯锤(2)吊起至事先设定高度，准备下一次夯击，由于所述强夯机起吊机构通过钢丝绳(1)将夯锤(2)、旁压传感器(4)和压力传感器(5)悬吊在空中，又因夯锤(2)在夯击过程中以及夯锤(2)中间有孔，使得夯锤(2)表面和夯锤(2)中间的孔均附着有泥土重量，所以，通过总压传感器(3)对首次夯击后的夯锤(2)表面和夯锤(2)中间的孔附着的泥土重量为：

G_泥土＝|G_夯锤-G_{首夯后夯锤}|

其中G_夯锤指的是未夯击前夯锤(2)的自身重量；

其中此时的G_总压指的是首次夯击后检测到位于总压传感器(3)下方结构的总重量，最终以G_总压二夯＝G_总压+G_泥土的重量为二次夯击前的总重量；

步骤三、第二次夯击时，以步骤二中的G_总压二夯的重量带入上述公式中计算出第二次的夯沉量：L_二夯量＝L_二夯后-L_二夯前-L_首夯量；

以此类推，得出每次夯沉量。

2.根据权利要求1所述的一种提高夯沉量测量精度的方法，其特征在于：所述总压传感器(3)位于N根钢丝绳(1)的顶端。

3.根据权利要求1所述的一种提高夯沉量测量精度的方法，其特征在于：所述旁压传感器(4)固定安装在钢丝绳(1)的表面。

4.根据权利要求1所述的一种提高夯沉量测量精度的方法，其特征在于：所述压力传感器(5)位于钢丝绳(1)与夯锤(2)的连接处。

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