碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水利水電工程施工質(zhì)量監(jiān)控方法。特別是涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)對碾 壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量的實(shí)時精細(xì)化管理，以保證和提高工程施工質(zhì)量的碾壓混凝 土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 碾壓混凝土壩是近幾十年來發(fā)展起來的一種新壩型，具有快速、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的優(yōu)越 性，已成為高壩大庫建設(shè)的代表性壩型。碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量直接關(guān)系到大壩 的運(yùn)行安全，然而碾壓混凝土壩建設(shè)過程受各種復(fù)雜約束條件影響，施工質(zhì)量控制難度大。 常規(guī)的碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量控制方法中，施工過程質(zhì)量主要由人工通過巡檢、 旁站等方式進(jìn)行控制，目前尚缺乏高精度、自動化的施工質(zhì)量實(shí)時控制手段與方法。這導(dǎo)致 碾壓混凝土壩施工質(zhì)量控制受人為因素影響大、管理粗放、質(zhì)量控制精度低，以至實(shí)際施工 中存在以振代平、碾壓遍數(shù)和厚度不達(dá)標(biāo)等問題，嚴(yán)重影響大壩的施工質(zhì)量與安全。因此， 采用具有實(shí)時性、全天候、高精度等特點(diǎn)的碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控技術(shù)， 對實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)精細(xì)化管理、確保施工質(zhì)量具有十分重要的意義。
[0003] 目前，國內(nèi)外尚未有針對碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方面的研宄。 在國內(nèi)，天津大學(xué)（2009年）提出了心墻堆石壩施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法，該方法實(shí)現(xiàn)了對 心墻堆石壩的填筑碾壓和壩料運(yùn)輸過程的在線監(jiān)測和反饋控制。但是，該方法針對心墻堆 石壩施工特點(diǎn)開發(fā)，而心墻堆石壩在施工工藝和質(zhì)量控制方面與碾壓混凝土壩有著本質(zhì)區(qū) 另IJ，不適用于碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量的實(shí)時控制。武漢英思工程科技有限公司 (2012年）提出了混凝土壩施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法及系統(tǒng)，該方法從原材料、混凝土、澆筑 倉著手，對混凝土壩施工進(jìn)行監(jiān)控。但是，該方法關(guān)注的是常態(tài)混凝土壩施工中對混凝土溫 度、澆筑時間、澆筑量等數(shù)據(jù)的采集，未實(shí)現(xiàn)對倉面施工過程的實(shí)時、精細(xì)、自動化監(jiān)控。而 在碾壓混凝土壩施工中，倉面施工是決定施工質(zhì)量的關(guān)鍵，因此，該方法不適用于碾壓混凝 土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控。在國外，施工質(zhì)量實(shí)時控制的研宄主要集中在道路及房 屋工程中，尚無針對大壩工程尤其是碾壓混凝土壩工程的研宄。
[0004] 綜上所述，傳統(tǒng)的碾壓混凝土壩施工質(zhì)量控制中受人為因素干擾大、管理粗放。開 展碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控的研宄具有重要理論意義和應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)對倉面施工主要環(huán)節(jié)精細(xì)化、 全天候、實(shí)時在線監(jiān)測與控制的碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方 法，包括如下步驟：
[0007] 1)分別安裝在平倉機(jī)和碾壓機(jī)上的監(jiān)控終端實(shí)時獲取平倉機(jī)坐標(biāo)和碾壓機(jī)坐標(biāo)， 并根據(jù)從GPS基準(zhǔn)站發(fā)送的坐標(biāo)差分信息，對當(dāng)前平倉機(jī)坐標(biāo)和碾壓機(jī)坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時修 正，提高定位精度，同時，監(jiān)控終端中的激振力感應(yīng)裝置實(shí)時獲取碾壓機(jī)振動狀態(tài)；
[0008] 2)監(jiān)控終端通過無線傳輸模塊將平倉機(jī)修正后的坐標(biāo)、碾壓機(jī)修正后的坐標(biāo)、碾 壓機(jī)激振力狀態(tài)以及當(dāng)前時間經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；
[0009] 3)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的應(yīng)用程序?qū)ΡO(jiān)控終端發(fā)送來的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時分析處 理，得到平倉機(jī)行進(jìn)速度、平倉機(jī)高程、平倉厚度、碾壓機(jī)行進(jìn)速度、碾壓機(jī)高程、碾壓厚度 和碾壓遍數(shù)；
[0010] 4)在客戶端上實(shí)時動態(tài)繪制平倉機(jī)和碾壓機(jī)行走軌跡，在軌跡前端實(shí)時顯示相 應(yīng)的平倉機(jī)行進(jìn)速度、碾壓機(jī)行進(jìn)速度、碾壓機(jī)振動狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)施工層面內(nèi)任意點(diǎn)平倉厚 度、碾壓厚度、碾壓遍數(shù)信息的實(shí)時查詢；
[0011] 5)按照預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端的應(yīng)用程序判斷施工參數(shù)是否達(dá)到 施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，若不達(dá)標(biāo)，則發(fā)出報(bào)警，將信息實(shí)時反饋給相應(yīng)人員，及時糾偏，實(shí)現(xiàn)施 工質(zhì)量的實(shí)時控制；
[0012] 6)被監(jiān)控倉施工結(jié)束后，客戶端生成圖形報(bào)告展示被監(jiān)控倉施工層面的施工質(zhì)量 情況。
[0013] 步驟3)所述的平倉機(jī)行進(jìn)速度和碾壓機(jī)行進(jìn)速度，是根據(jù)平倉機(jī)和碾壓機(jī)的 坐標(biāo)數(shù)據(jù)和時間信息求出，具體是：設(shè)平倉機(jī)或碾壓機(jī)在相鄰時刻&與t2的坐標(biāo)分別為 Pi(X"y"zD和P2 (x2,y2,z2)，貝lj兩點(diǎn)間的行進(jìn)速度為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 分別安裝在平倉機(jī)和碾壓機(jī)上的監(jiān)控終端實(shí)時獲取平倉機(jī)坐標(biāo)和碾壓機(jī)坐標(biāo)，并根 據(jù)從GPS基準(zhǔn)站發(fā)送的坐標(biāo)差分信息，對當(dāng)前平倉機(jī)坐標(biāo)和碾壓機(jī)坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時修正，提 高定位精度，同時，監(jiān)控終端中的激振力感應(yīng)裝置實(shí)時獲取碾壓機(jī)振動狀態(tài)； 2) 監(jiān)控終端通過無線傳輸模塊將平倉機(jī)修正后的坐標(biāo)、碾壓機(jī)修正后的坐標(biāo)、碾壓機(jī) 激振力狀態(tài)以及當(dāng)前時間經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器； 3) 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的應(yīng)用程序?qū)ΡO(jiān)控終端發(fā)送來的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時分析處理，得 到平倉機(jī)行進(jìn)速度、平倉機(jī)高程、平倉厚度、碾壓機(jī)行進(jìn)速度、碾壓機(jī)高程、碾壓厚度和碾壓 遍數(shù)； 4) 在客戶端上實(shí)時動態(tài)繪制平倉機(jī)和碾壓機(jī)行走軌跡，在軌跡前端實(shí)時顯示相應(yīng)的平 倉機(jī)行進(jìn)速度、碾壓機(jī)行進(jìn)速度、碾壓機(jī)振動狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)施工層面內(nèi)任意點(diǎn)平倉厚度、碾 壓厚度、碾壓遍數(shù)信息的實(shí)時查詢； 5) 按照預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端的應(yīng)用程序判斷施工參數(shù)是否達(dá)到施工 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，若不達(dá)標(biāo)，則發(fā)出報(bào)警，將信息實(shí)時反饋給相應(yīng)人員，及時糾偏，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì) 量的實(shí)時控制； 6) 被監(jiān)控倉施工結(jié)束后，客戶端生成圖形報(bào)告展示被監(jiān)控倉施工層面的施工質(zhì)量情 況。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法，其特征在 于，步驟3)所述的平倉機(jī)行進(jìn)速度和碾壓機(jī)行進(jìn)速度，是根據(jù)平倉機(jī)和碾壓機(jī)的坐標(biāo)數(shù)據(jù) 和時間信息求出，具體是：設(shè)平倉機(jī)或碾壓機(jī)在相鄰時刻^與1 2的坐標(biāo)分別為P i (Xl，yi，Z1) 和P2 (x2, y2, z2)，則兩點(diǎn)間的行進(jìn)速度為
上式中，Δ t為固定時間間隔，Δ t =
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法，其特征在 于，步驟3)對于平倉機(jī)高程和碾壓機(jī)高程，是綜合平倉機(jī)和碾壓機(jī)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與時間數(shù) 據(jù)，實(shí)時確定倉面內(nèi)任意位置的平倉機(jī)高程和碾壓機(jī)高程。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法，其特征在 于，步驟3)所述的平倉厚度和碾壓厚度，是將施工區(qū)域按一定標(biāo)準(zhǔn)劃分成若干網(wǎng)格，平倉 機(jī)或碾壓機(jī)實(shí)時高程值與上一層收層時對應(yīng)網(wǎng)格的平倉機(jī)或碾壓機(jī)的高程值之差即為所 述網(wǎng)格實(shí)時平倉厚度或碾壓厚度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法，其特征在 于，步驟3)所述的碾壓遍數(shù)，是將施工區(qū)域按一定標(biāo)準(zhǔn)劃分成若干網(wǎng)格，碾壓機(jī)每經(jīng)過一 個網(wǎng)格一次，網(wǎng)格碾壓遍數(shù)加1，按網(wǎng)格實(shí)時記錄碾壓遍數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法，其特征在 于，步驟4)所述的實(shí)時動態(tài)繪制平倉機(jī)和碾壓機(jī)行走軌跡是，首先獲取相鄰時間間隔兩軌 跡點(diǎn)的坐標(biāo)，其中的平面二維坐標(biāo)對應(yīng)于顯示平面的橫坐標(biāo)值和縱坐標(biāo)值，通過分段繪制 投影后相鄰軌跡點(diǎn)間的線段得到平倉機(jī)或碾壓機(jī)的行走軌跡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法，其特征在 于，步驟6)所述的圖形報(bào)告包括：倉面內(nèi)施工層的平倉軌跡圖、鋪筑高程圖、鋪筑厚度圖、 碾壓軌跡圖、碾壓遍數(shù)圖、壓實(shí)高程圖、壓實(shí)厚度圖。
【專利摘要】一種碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法：分別安裝在平倉機(jī)和碾壓機(jī)上的監(jiān)控終端實(shí)時獲取平倉機(jī)坐標(biāo)和碾壓機(jī)坐標(biāo)，并對當(dāng)前平倉機(jī)坐標(biāo)和碾壓機(jī)坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時修正，監(jiān)控終端中的激振力感應(yīng)裝置實(shí)時獲取碾壓機(jī)振動狀態(tài)；監(jiān)控終端將平倉機(jī)修正后的坐標(biāo)、碾壓機(jī)修正后的坐標(biāo)、碾壓機(jī)激振力狀態(tài)以及當(dāng)前時間經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時分析處理；在客戶端上實(shí)時動態(tài)繪制平倉機(jī)和碾壓機(jī)行走軌跡并實(shí)時顯示；5)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端判斷施工參數(shù)是否達(dá)到施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)；被監(jiān)控倉施工結(jié)束后，客戶端生成圖形報(bào)告展示被監(jiān)控倉施工層面的施工質(zhì)量情況。本發(fā)明可以有效提高大壩施工質(zhì)量控制水平和效率。
【IPC分類】G06F17-30, G06Q50-08, H04L29-08, G05B19-418
【公開號】CN104536421
【申請?zhí)枴緾N201410849422
【發(fā)明人】鐘登華, 胡煒, 崔博, 任炳昱
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月31日