[发明专利]基于光纤传感的混凝土振捣时间统计方法

说明书

本发明公开了一种基于光纤传感的混凝土振捣时间统计方法，通过光纤传感技术可以实时监控振捣棒的振捣情况，判断满足振捣开始和结束条件的平均振幅变化速率确定振捣时长，从而判断是否满足作业的要求。采用上述技术方案，对混凝土浇筑区域进行振捣区域划分，既能匹配施工工段混凝土浇筑施工特点，又能有效降低对混凝土振捣特征的提取难度；使用区域平均振幅的上升/下降陡峭程度来获取振捣棒振捣开始/结束时间，准确获取到每次混凝土振捣的持续时间；通过固定区间区域平均振幅的上升/下降时间，能够获取振捣的快插慢拔特征；弱化振捣监控算法对振捣监控系统振幅数据精度的依赖；可实时纠正施工人员的不规范振捣习惯。

技术领域

本发明涉及一种基于光纤传感的混凝土振捣时间统计方法，属于混凝土施工技术领域。

背景技术

混凝土浇筑过程中，为了保证混凝土的强度，需要进行振捣工作，以保证混凝土的密实。混凝土振捣作业是有规范的，单次振捣规定：1、插入时要快，拔出时要慢，以免在混凝土中留下空隙；2、每次插入振捣的时间为20~30秒左右，并以混凝土不再显著下沉，不出现气泡，开始泛浆时为准；3、振捣时间不宜过久，太久会出现砂与水泥浆分离，石子下沉，并在混凝土表面形成砂层，影响混凝土质量；4、振捣时振捣器应插入下层混凝土10cm，以加强上下层混凝土的结合；5、振捣插入前后间距一般为30~50cm，防止漏振；6、三不靠：指振捣时不要碰到模板、钢筋和预埋件，在模板附近振捣时，应同时用木锤轻击模板，在钢筋密集处和模板边角处，应配合使用铁钎捣实。

现场施工过程中，混凝土振捣完全凭借施工人员的经验及监理人员的监督，没有有效的监控手段来监控振捣过程，因此在进行振捣作业时，由于施工人员操作不规范，单次振捣达不到快插慢拔的标准，或振捣时间不满足振捣要求，导致混凝土浇筑质量受影响，混凝土强度降低，需要后续进行补救，造成工程进度的延误、资源的浪费。

中国专利文献CN104007717A提供了一种混凝土振捣有效深度及有效时间监控方法，其技术方案可概括为：当振捣棒插入混凝土后，系统开始计时，并每隔一定时间发送振捣监控数据，直至振捣棒完全拔出混凝土后，停止计时，并发送振捣完成指令，服务器端接收到振捣完成指令后，根据之前接收到的振捣监控数据及振捣完成指令计算有效振捣深度、有效振捣时间、插入时间及拔出时间，并分别与预存的工艺规范中的最大深度、最大振捣时间、最大插入时间及最大拔出时间进行比较，判断振捣是否合格，并将判断结果向用户呈现。该技术方案是根据振捣棒插入后系统开始计时、振捣棒完全拔出后停止计时来获取振捣棒振捣时间的，但并未给出判断振捣棒插入和拔出状态的关键方法。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种基于光纤传感的混凝土振捣时间统计方法，可以获取混凝土振捣施工过程中的每次振捣时长；还可以进一步根据数据特征获取振捣棒插入和拔出动作特征，用以判断是否满足快插慢拔的操作规范。

为了实现上述目的，本发明的一种基于光纤传感的混凝土振捣时间统计方法，包括以下步骤：

（1）将混凝土浇筑区域划分为N个振捣区域，在混凝土浇筑区域铺设传感光纤，并且预先在传感光纤指定若干振动检测点，使每个振捣区域内具有多个振动监测点；

（2）通过传感光纤即时获取的振幅数据计算得出获取振幅数据的时刻各个振捣区域的振幅平均值A_rd[i]，其中i取1、2……N，振幅平均值A_rd[i]为该振捣区域内各个振动监测点获取的振幅数据的平均值；

（3）比对N个振捣区域的振幅平均值A_rd[i]，其中数值最大的为混凝土浇筑区域的最大振幅平均值A_rdMax；

（4）判断最大振幅平均值A_rdMax是否大于或等于预设的阈值A_td，如果否，则判定混凝土浇筑区域无振捣棒振捣；如果是，则进入步骤5；