碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法.pdf

一种碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法：在平仓机和碾压机上安装GPS定位装置和无线电台差分装置采集施工机械的实时动态数据；在平仓机和碾压机上安装数据发送设备，将接收到的施工机械实时动态数据发送至安装在应用服务器内的热升层监控系统服务端；应用服务器对接收到的实时动态数据进行整理后传送到数据库服务器进行存储，并对实时动态数据进行分析和处理，传送到客户端展示，并进行预警或报警；客户端实时接收服务端发送的数据，并以图形形式展现仓面各区域热升层情况；数据库服务器接收数据，并存储。本发明可以对大坝碾压施工层施工过程中的碾压条带作业时间、层间间隔时间和层间覆盖时间进行实时监测和反馈控制。

权利要求书
1.  一种碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在平仓机和碾压机上安装GPS定位装置和无线电台差分装置，通过卫星定位和无线 电台差分采集施工机械的实时动态数据；
2)在平仓机和碾压机上安装数据发送设备，将接收到的施工机械实时动态数据发送至 安装在应用服务器内的热升层监控系统服务端；
3)应用服务器中的热升层监控系统服务端对接收到的施工机械实时动态数据进行整理 后传送到数据库服务器进行存储；
4)应用服务器中的热升层监控系统服务端对接收到的施工机械实时动态数据进行分析 和处理，并传送到设置在值班室的热升层监控系统客户端展示，同时对将要超出规定指标的 情况进行预警，对已经超出规定指标的情况进行报警；
5)热升层监控系统客户端实时接收热升层监控系统服务端发送的数据，并对热升层监 控客户端的监控界面实时刷新，以图形形式展现仓面各区域热升层情况；
6)数据库服务器安装SQL server数据库，接收应用服务器中的热升层监控系统服务端 发送的数据，并存储，以备后期历史查询使用。

2.  根据权利要求1所述的碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法，其特征在于，步 骤1)所述的实时动态数据包括：平仓机的瞬时位置和速度，碾压机的瞬时位置和速度。

3.  根据权利要求1所述的碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法，其特征在于， 步骤2)所述的数据是通过无线电台或者无线局域网形式发送。

4.  根据权利要求1所述的碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法，其特征在于， 步骤4)所述的对接收到的施工机械实时动态数据进行分析和处理包括：
(1)判断施工机械实时动态数据是否达到预警或报警的条件，如果达到，则以短信形 式将预警或报警信息发送至相关人员，同时发送给热升层监控系统客户端，在热升层监控系 统客户端的监控界面中以对话框形式提示报警信息；
(2)热升层监控系统客户端对于正在施工和已经施工结束的仓面，生成层间结合时间 图形报告，图形报告中，仓面被划分成2m×2m的网格，用网格直观形象地展示整个仓面各 部位层间结合质量。

5.  根据权利要求4所述的碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法，其特征在于， 所述的判断施工机械实时动态数据是否达到预警和报警的条件，是针对层间覆盖时间、碾压 条带作业时间和层间间隔时间进行判断，当碾压层的任一区域的层间覆盖时间、碾压条带作 业时间和层间间隔时间这三种时间中的任一种或二种以上的时间达到预警规定值时，则进行 预警，达到报警规定值时则进行报警。

说明书碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法
技术领域
本发明涉及一种水利工程中碾压混凝土坝施工质量监控方法。特别是涉及一种碾压混凝 土施工层间结合时间实时监控方法。
背景技术
碾压混凝土是一种干硬性贫水泥的混凝土，使用硅酸盐水泥、粉煤灰、水、外加剂、砂 和分级控制的粗骨料拌制成无塌落度的干硬性混凝土。相比于常态混凝土，碾压混凝土掺和 了大量的粉煤灰，降低了水泥的使用量，从而降低了水化热，有利于大坝温度控制。在施工 过程中，碾压混凝土坝采用与土石坝施工相同的运输及铺筑设备，用振动碾压机分层碾压密 实，可以进行流水化、大面积连续施工，提高了混凝土的施工强度，缩短施工工期。然而由 于碾压混凝土中，水泥含量较低，同时采用分层碾压，因此需要控制层间结合时间，以保证 混凝土层间结合质量。
碾压混凝土坝层间结合时间包括层间覆盖时间、碾压条带作业时间和层间间隔时间。结 合工程现场实际，层间间隔可定义为下坯层混凝土从第一次平仓起到上坯层混凝土平仓完毕 为止的历时要控制在层间覆盖时间之内；碾压条带作业可定义为每层混凝土从第一次平仓起 到碾压完毕为止的历时要控制在碾压条带作业时间之内；层间间隔可定义为下坯层混凝土从 第一次平仓起到上坯层混凝土碾压完毕为止的历时要控制在层间间隔时间之内。层间结合时 间实时监控主要为防止混凝土碾压层之间出现冷缝，进而保证碾压混凝土施工质量及其层间 结合质量而采取的必要手段。
当前针对碾压混凝土层间结合质量控制方面的研究多集中在混凝土原材料及配合比实验 研究，姜荣梅、王述银都对缓凝高效减水剂对延长混凝土拌合物的初凝时间进行了研究；龙 志宏、张少卫、陈刚等对混凝土拌合物原材料控制进行了阐述，说明了原材料质量对于混凝 土拌合物质量的重要性；谢彦辉、吴旭、龙志宏、魏日华、李胜福等对混凝土配合比优化配 置进行分析，阐述了混凝土配合比对于混凝土拌合物质量的重要性；龙志宏、张少卫强调了 拌合系统对于碾压混凝土质量的重要影响，以及由此导致对层间结合质量的影响。谢彦辉、 陈刚等对混凝土生产到浇筑施工仓面的入仓过程对层间结合质量的影响进行了一定研究，他 们提出上坝运输对混凝土质量影响，并对运输机械清洁，卸料过程落差控制等，可能导致混 凝土骨料分离情况进行了分析。龙志宏、魏日华、张少卫讨论了碾压混凝土层面施工工艺， 为实际施工提供了指导；周宜红、谢彦辉、吴旭、陈刚等针对碾压层层间间隔时间进行了研 究，提出要保证层间间隔时间要在混凝土初凝时间之内完成，否则需按照温升层后者冷升层 来处理；因此，魏日华、王迎春对不同层间间隔时间下的碾压层热升层、温升层和冷升层施 工工艺进行了研究；吴旭、张少卫、陈刚等研究了不同环境、仓面小气候对碾压混凝土坝施 工的影响及施工方法。陈刚对施工不达标部位进行补碾和振捣的施工工艺进行研究，从而保 证大范围施工作业情况下，对局部漏碾、欠碾区域的施工工艺。
综上，目前针对碾压混凝土层间结合质量的研究虽然广泛，但多集中在混凝土原材料控 制及宏观定性控制手段方面，而针对碾压混凝土入仓后平仓、碾压过程的精细、实时监控则 尚未涉及，目前碾压混凝土层间结合时间控制主要依靠监理人员旁站观测，粗略得到热升层 时间，并进行人为判断是否超过层间结合时间控制标准，这种方式不断管理粗放，也存在部 分仓面数据错误甚至遗漏的情况，给碾压混凝土层间结合质量控制带来较大的隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够为碾压混凝土坝层间结合时间进行准确的 记录和精细监控的碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法。
本发明所采用的技术方案是：一种碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法，包括如 下步骤：
1)在平仓机和碾压机上安装GPS定位装置和无线电台差分装置，通过卫星定位和无线 电台差分采集施工机械的实时动态数据；
2)在平仓机和碾压机上安装数据发送设备，将接收到的施工机械实时动态数据发送至安 装在应用服务器内的热升层监控系统服务端；
3)应用服务器中的热升层监控系统服务端对接收到的施工机械实时动态数据进行整理后 传送到数据库服务器进行存储；
4)应用服务器中的热升层监控系统服务端对接收到的施工机械实时动态数据进行分析和 处理，并传送到设置在值班室的热升层监控系统客户端展示，同时对将要超出规定指标的情 况进行预警，对已经超出规定指标的情况进行报警；
5)热升层监控系统客户端实时接收热升层监控系统服务端发送的数据，并对热升层监控 客户端的监控界面实时刷新，以图形形式展现仓面各区域热升层情况；
6)数据库服务器安装SQL server数据库，接收应用服务器中的热升层监控系统服务端发 送的数据，并存储，以备后期历史查询使用。
步骤1)所述的实时动态数据包括：平仓机的瞬时位置和速度，碾压机的瞬时位置和速 度。
步骤2)所述的数据是通过无线电台或者无线局域网形式发送。
步骤4)所述的对接收到的施工机械实时动态数据进行分析和处理包括：
(1)判断施工机械实时动态数据是否达到预警或报警的条件，如果达到，则以短信形式 将预警或报警信息发送至相关人员，同时发送给热升层监控系统客户端，在热升层监控系统 客户端的监控界面中以对话框形式提示报警信息；
(2)热升层监控系统客户端对于正在施工和已经施工结束的仓面，生成层间结合时间图 形报告，图形报告中，仓面被划分成2m×2m的网格，用网格直观形象地展示整个仓面各部位 层间结合质量。
所述的判断施工机械实时动态数据是否达到预警和报警的条件，是针对层间覆盖时间、 碾压条带作业时间和层间间隔时间进行判断，当碾压层的任一区域的层间覆盖时间、碾压条 带作业时间和层间间隔时间这三种时间中的任一种或二种以上的时间达到预警规定值时，则 进行预警，达到报警规定值时则进行报警。
本发明的碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法，能够对仓面任意位置的层间结合 时间进行准确的控制，并对即将超出控制标准的部位进行动态预警，提示现场施工人员和管 理人员，以便合理调整施工方案，保证层间结合质量；同时，对于已经超出层间结合控制时 间的部位进行实时报警，提示现场施工人员和管理人员，在新层开始浇筑前，采取相应温升 层或冷升层处理措施，从而保证层间结合质量；此外，利用本发明可实时生成相应的层间结 合时间图形报告，将层面的层间结合时间控制效果作出直观且形象的展示，并作为仓面施工 质量评定及验收的辅助材料。为碾压混凝土坝层间结合时间进行准确的记录和精细监控，同 时具有预警、报警功能，降低现场施工监理工作强度的同时，也保证了数据的准确性、完整 性。本发明可以对大坝碾压施工层施工过程中的碾压条带作业时间、层间间隔时间和层间覆 盖时间进行实时监测和反馈控制。
本发明的优点：
1、提出了碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法，并建立了相应的实时监控系统， 为工程管理人员、监理人员提供了直观、方便、实时、准确的施工过程监控手段。
2、本发明具有实时性，能够对现场施工热升层情况实时跟进，对施工过程作出快速反应。
3、本发明具有预警、报警机制，对于即将超出规定指标和已经超出规定指标的情况进行 动态预警和实时报警，并以短信形式发送至相关人员，能够让监理人员、施工人员及早发现 问题并进行决策。
4、本发明在碾压层施工结束后，系统会生成该层的层间结合时间图形报告，直观形象地 展示碾压层各部位的层间结合时间，从而为判断层间结合质量提供依据。
5、本发明应用SQL server数据库对实时监控数据进行存储，可供相关人员对历史仓面施 工情况进行查询，并可作为大坝工程施工质量的验收材料。
附图说明
图1是本发明碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法施工数据采集流程示意图；
图2是本发明碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法施工数据分析处理流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法做出详细 说明。
如图1，图2所示，本发明的碾压混凝土施工层间结合时间实时监控方法，包括如下步 骤：
1)在平仓机和碾压机上安装GPS定位装置和无线电台差分装置，通过卫星定位和无线 电台差分确定施工机械的实时动态数据，所述的实时动态数据包括：平仓机的瞬时位置和速 度，碾压机的瞬时位置和速度；
2)在平仓机和碾压机上安装数据发送设备，将接收到的施工机械实时动态数据发送至 设置有热升层监控系统服务端的应用服务器，所述的数据可以通过无线电台或者无线局域网 等形式发送；
3)应用服务器中的热升层监控系统服务端对接收到的施工机械实时动态数据进行整理 后传送到数据库服务器进行存储；
4)应用服务器中的热升层监控系统服务端对接收到的施工机械实时动态数据进行分析和 处理，并传送到设置在值班室的热升层监控系统客户端展示，同时对将要超出规定指标的情 况进行预警，对已经超出规定指标的情况进行报警；
所述的对接收到的施工机械实时动态数据进行分析和处理包括：
(1)判断施工机械实时动态数据是否达到预警或报警的条件，如果达到，则以短信形式 将预警或报警信息发送至相关人员，同时发送给热升层监控系统客户端，在热升层监控系统 客户端的监控界面中以对话框形式提示报警信息；
所述的判断施工机械实时动态数据是否达到预警和报警的条件，是针对层间覆盖时间、 碾压条带作业时间和层间间隔时间进行判断，当碾压层的任一区域的层间覆盖时间、碾压条 带作业时间和层间间隔时间这三种时间中的任一种或2种以上的时间达到预警规定值时，则 进行预警，达到报警规定值时则进行报警。
(2)热升层监控系统客户端对于正在施工和已经施工结束的仓面，生成层间结合时间 图形报告，图形报告中，仓面被划分成2m×2m的网格，用网格直观形象地展示整个仓面各部 位层间结合质量。。
5)热升层监控系统客户端实时接收热升层监控系统服务端发送的数据，并对热升层监控 客户端的监控界面实时刷新，以图形形式展现仓面各区域热升层情况；
6)数据库服务器安装SQL server数据库，接收应用服务器中的热升层监控系统服务端 发送的数据，并存储，作为历时数据，以备后期查询使用。
在上述的方法中，所述的应用服务器、热升层监控系统客户端和数据库服务器均可以采 用计算机实现。
将图1，图2所示的系统应用于中国西南地区某碾压混凝土坝施工过程中，具体实施过 程如下：
首先，选定基准点并建立GPS定位差分基准站，通过无线电台将差分数据传送到平仓机 流动站和碾压机流动站，进行动态差分，得到施工机械的实时信息；通过GPRS或无线wifi 网络将数据传输至Internet网络。
Internet会将平仓机和碾压机的实时数据通过端口传输到安装有服务端的应用服务器中， 服务端对接收到的数据进行以下工作：
1、接收数据，进行整理后，存储到数据库服务器中。
2、对数据进行分析，在客户端进行展示。
3、对数据进行判断，是否达到预警和报警的条件，如果达到，则会以短信形式将报警信 息发送至相关人员，同时会在客户端监控界面中以对话框形式提示报警信息。
报警针对“层间覆盖时间”、“碾压条带作业时间”和“层间间隔时间”三项，当碾压层某区 域热升层时间接近上述三项指标的规定值时，则进行预警，超出规定值时进行报警。
4、对于正在施工和已经施工结束的仓面，可以生成层间结合时间图形报告，直观形象地 展示仓面各部位层间结合质量。
不同用户具有不同权限，通过账号和密码进行登录，系统识别后，会自动对应该用户的 操作权限，用户可以在值班室电脑中安装客户端，对现场施工过程进行远程操作与监控，进 行碾压仓面规划、碾压层边界修改、非碾压区域排除、施工机械排遣、报警意见处理以及仓 面施工合格后升层图形报告、关闭碾压仓面等操作。
该系统在用户操作下，通过客户端与服务端和数据库进行交互，从而实现实时的、全天 候、不间断的碾压混凝土施工层间结合时间实时监控。为实际工程施工质量控制提供了有效 方法。