[发明专利]混凝土坯层厚度监测方法

说明书

技术领域

本发明属于水利工程混凝土浇筑施工中振捣质量控制技术，具体涉及一种混凝土坯层厚度监测方法。

背景技术

混凝土振捣是混凝土浇筑的关键工艺，工艺过程中振捣质量的监测与控制是混凝土质量控制的重要环节之一。目前施工现场振捣施工，通过振捣棒的交错插入来保证混凝土浇筑区域的全覆盖，大多以粗放的经验方式来控制振捣棒插入深度、插入角度、振捣时长、振捣间距、覆盖时间等过程控制参数，从而保证混凝土振捣密实。一般的经验控制方式为：当混凝土不再显著下沉、不出现气泡、开始泛浆则认为混凝土已振捣密实，此时拔出振捣棒防止过分振捣而引起骨料下沉离析。但实际操作中，施工人员难以做到振捣棒插入深度、插入角度、振捣时长、振捣间距的精确把握，根据个人经验操作而随意性强，很大程度上受人为因素和工作条件的影响，难以避免出现欠振、过振、漏振等问题，可能产生质量缺陷且难以及时获知和处理。这已成为混凝土振捣质量控制的通病，因此需要采用精细化、智能化的技术手段和设备有效的监测和控制混凝土振捣质量，混凝土振捣质量智能监控是解决该问题的有效途径。

在通过混凝土振捣质量智能监控方法进行混凝土振捣质量监控时，混凝土浇筑振捣坯层是作为质量评定基本单元的基础，而在混凝土浇筑过程中平铺法和台阶法的使用极其灵活，如何自动识别混凝土浇筑坯层是振捣质量控制的基础。传统的混凝土振捣质量控制，混凝土浇筑振捣坯层识别通过人工抽查的记录进行，而在实际操作中，仅针对平铺法施工工艺进行记录来识别浇筑振捣坯层，坯层的覆盖时间来源于初略估计的整个坯层平均覆盖时间，对单个坯层的振捣质量控制较粗犷，难以避免漏振现象；而针对阶梯法施工工艺，浇筑振捣坯层的识别和单个坯层振捣质量控制均淡化，更难以获得坯层覆盖时间、难以避免漏振、过振、欠振现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种混凝土坯层厚度监测方法，能够实时计算出浇筑振捣坯层厚度，达到有效的监控目的，实现安全生产。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

混凝土坯层厚度监测方法，包括以下步骤：

a.选择并划分任意待浇筑振捣施工区，建立与之对应的四维格网，该四维格网中的每个网格对应代表所述待施工区域中的一部分区域；为每个格网节点配置包括x、y、z、t的参数属性，分别代表x坐标、y坐标、高程、时间；

b.实时获取当前振捣作业信息；

c.通过振捣影响范围结合获取的当前振捣作业信息计算有效振捣影响范围，并与振捣施工区对应的四维格网进行对比和匹配，确定出振捣棒实时作业位置，判断出该有效振捣影响范围对应四维格网中覆盖的格网节点，再根据覆盖的各个格网节点高程计算获得当前振捣区对应的四维格网的平均高程；

d.利用获取的振捣作业信息计算振捣棒垂直插入深度；

e.通过采集数据计算获取振捣作业点混凝土表面坐标，从而获取混凝土表面高程；

f.计算获得当前振捣影响区域的坯层厚度＝混凝土表面高程-当前振捣区对应的四维格网的平均高程；

g.更新有效振捣影响范围对应四维格网中覆盖的格网节点高程值为混凝土表面高程。

具体的，步骤a中，为每个格网节点配置包括x、y、z、t的参数属性的具体方法为：

a1.赋予x,y,z为网格中心点对应施工区域点的实际坐标值；

a2.赋予时间t为计算格网节点的实际时间值。

具体的，步骤b中，所述当前振捣棒作业信息为当前振捣棒的一次施工过程信息。

具体的，步骤b中，所述振捣作业信息至少包括坐标信息、方位信息、采集时间、旋转角度、插入角度、振捣深度；通过设置于振捣机前臂顶点上的定位天线和设置于振捣机后臂上的定向天线分别获取坐标信息(x_g,y_g,z_g)和方位信息β；通过设置于振捣机前臂上的角度传感器获取振捣前臂的旋转角度α；通过设置于振捣前臂与振捣台架连接支点上的角度传感器获取振捣台架的旋转角度ω；通过设置于振捣台架上的角度传感器和深度传感器分别获取振捣棒的插入角度γ和振捣深度h。

具体的，步骤c中，所述有效振捣影响范围等于振捣影响范围以振捣点旋转β+ω度；

所述根据覆盖的各个格网节点高程计算获得当前振捣区对应的四维格网的平均高程的方法是：