[发明专利]混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水电工程施工领域，特别是一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法。

背景技术

混凝土坝是水利水电枢纽两大坝型之一，具有多方面的综合优势，在水利水电工程建设中得到广泛的应用。混凝土浇筑是混凝土坝建设施工过程中的核心内容与关键环节，对整个工程的施工进度、施工质量和施工成本都存在重大影响。如何实现混凝土坝浇筑施工中的高效管理与科学决策是保证混凝土坝工程顺利建设的关键问题。

混凝土坝浇筑施工管理与决策的核心问题在于依据工程建设施工目标，根据工程施工现场的具体情况和综合条件，通过对各类施工资源的合理配置与调度，在保证工程质量的前提下，加快施工进度、降低施工成本。在混凝土坝的浇筑施工过程中，门机、塔机、缆机、塔带机、皮带机等混凝土运输入仓机械是其中的重要资源与核心施工装备，最大程度发挥这些机械的性能，满足混凝土运输的需要是施工组织与管理中的重要问题。特别是在大型混凝土坝、特大型混凝土坝以及大体积混凝土浇筑施工过程中，由于施工质量控制的需要，对混凝土入仓强度要求更为严格，如何科学合理调度入仓机械成为混凝土坝浇筑施工的关键问题之一。

在目前的混凝土坝浇筑施工现场管理工作中，主要依靠施工管理人员的个人经验和业务能力，对各类混凝土入仓机械进行调度，主要凭借人工方式对混凝土坝浇筑施工中的相关问题进行管理与决策。但是面对如此复杂的问题，特别是在大型混凝土坝浇筑施工中，仓位多、设备多、影响因素多，人工管理与决策的方式难免会因考虑不周而发生施工现场调度不当的情况，产生不利影响。小则影响进度、增加成本，大则引起质量问题甚至安全事故。因此，如何提高混凝土坝浇筑施工的入仓机械调度的科学性和合理性，提高决策水平与管理效率，成为提高混凝土坝建设水平、进一步发挥混凝土坝优势的重要环节。

伴随着其他学科理论、方法、技术的不断发展和应用，混凝土坝的施工技术水平和施工管理水平都得到了相应的提高。鉴于混凝土坝浇筑施工管理工作的复杂性与重要性，施工模拟与优化方法在混凝土坝浇筑管理中得到了良好的应用，对于提高混凝土坝浇筑的施工技术水平和管理效率发挥了重要作用。

建立混凝土坝浇筑施工模拟模型的核心工作在于实现对混凝土浇筑仓位编排与混凝土浇筑设备调度的模拟。根据离散事件系统模拟与建模原理，考虑水文、气象、相邻仓位高差、混凝土温度、浇筑历时、间歇时间、设备干扰以及作业冲突等约束与限制，而建立混凝土坝施工模拟的仓位选择和设备调度模型，是施工模拟计算的核心部分。

在通常情况下，混凝土坝浇筑施工中的某一仓位由某台入仓机械独立负责混凝土的入仓运输，即入仓机械与混凝土浇筑仓位一一对应。但是对于特大型仓位，由于其混凝土量庞大，出于浇筑进度、防止施工冷缝等的需要，由单台设备负责混凝土入仓运输满足不了进度要求，需要由2台或2台以上设备联合浇筑该仓位，即入仓机械的联合浇筑。

但现有的混凝土坝浇筑施工模拟研究工作基本没有涉及该问题，尚未考虑入仓设备的联合浇筑情况，与施工实践存在一定的差距，而没有考虑入仓机械联合浇筑的混凝土坝浇筑模拟将会影响模拟结果的精度和实用性。

为此，研究混凝土坝浇筑施工中的入仓设备联合浇筑模式，通过对入仓设备联合浇筑问题的目的、要求、限制条件等的系统分析，分析混凝土坝浇筑施工中入仓设备联合浇筑的可能情况，从确保混凝土浇筑质量、发挥施工设备效率、加快施工进度的目标出发，建立设备联合施工模拟与优化模型。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法，可以根据坝型、地形的特点与施工进度的要求，在合适位置布置有各种混凝土浇筑入仓设备，每一台（套）施工设备负责一定坝段（仓位）范围、一定时间段内的混凝土入仓运输，实现资源优化配置。

本发明的另一目的是提供模拟模型与优化模型的方法，以得到最佳的联合施工设备以及每台设备参与该仓位混凝土浇筑的时间和各自完成的浇筑方量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法，包括以下步骤：

一、将大坝混凝土浇筑仓位系统数字化，即获取包括各个仓位的空间位置、混凝土方量参数并保存于数据库中；

二、将入仓机械的相关参数数字化，即获取包括入仓施工机械的空间定位、工作性能、运行特征、工作范围机械参数并保存于数据库中；

三、将混凝土坝浇筑施工进度数字化，即将包括各个坝段、各个坝块的上升进度要求保存于数据库中；