混凝土坝振捣施工质量智能监控方法及应用研究

发布时间：2020-10-09 02:20

　　混凝土坝作为当前水利水电工程中重要的坝型,在高坝中占有极高比例。在混凝土坝施工过程中,无论是常态混凝土坝主体混凝土浇筑,还是碾压混凝土坝局部变态混凝土浇筑,一般都需通过振捣施工排出混凝土中掺杂的空气,使骨料结合的更加紧密,减少蜂窝麻面等现象,以达到提高混凝土密实度和耐久度的目的。混凝土振捣作为混凝土坝浇筑过程中关键的施工环节,其施工质量是混凝土坝施工质量控制的重要内容,而混凝土坝仓面振捣质量评价是否准确又直接决定了混凝土坝振捣施工质量能否得到有效控制。因此,开展混凝土坝振捣质量智能监控理论与方法研究,对提高仓面混凝土振捣质量、提升现场施工管理能力具有重要的理论和现实意义。传统混凝土坝振捣施工质量控制主要采用人工经验控制振捣参数(事中控制)与钻芯取样检测(事后控制)相结合的方法,该方法受人工主观因素影响大,无法保证振捣参数控制的准确性;同时有限的钻芯取样点无法反映出仓面整体的振捣质量情况且获取结果时间较长,难以实时对现场施工过程进行有效反馈控制。近年来,针对振捣台车振捣过程的监控已有了初步研究,然而现有研究仅采用单个测距仪进行测距,而且缺乏振捣质量智能反馈控制方法的研究,存在测距方法稳定性较差、仓面振捣质量控制水平较低的不足。因此,针对上述问题结合混凝土坝仓面内振捣台车施工,本文提出了混凝土坝振捣施工质量智能监控方法:(1)提出了振捣施工质量透彻感知方法。基于双测距仪联合测距方案提出了混凝土坝振捣施工质量透彻感知方法,获取感知仓面振捣施工信息。(2)提出了振捣施工质量智能分析方法。建立了考虑混凝土特性参数不确定性的混凝土振捣质量智能分析模型,该模型主要包括以下内容:1)引入“信息熵”理论对混凝土特性参数的不确定性进行量化分析;2)在考虑参数不确定性的情况下基于随机森林算法提出混凝土抗压强度动态计算方法,将计算结果应用于混凝土坝全仓面振捣质量分析评估,并将该模型与多元线性回归和人工神经网络算法建立的分析模型进行了对比,验证了该模型的一致性和优越性;(3)提出了振捣施工质量智能控制方法。根据上述智能分析结果提出了振捣质量智能控制方法,实现振捣质量的动态反馈控制。应用本文提出的智能监控方法对我国某西南碾压混凝土坝工程仓面变态混凝土区域的振捣质量进行了监控,结果表明该方法能够有效保证仓面混凝土振捣质量,为混凝土坝振捣施工质量控制提供了理论依据与技术支持。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV544
【部分图文】：

均匀分布,平仓

天津大学硕士学位论文等工序进行。其中，平仓和振捣作为混凝土浇筑过程中的关的好坏直接对混凝土浇筑质量产生重要影响。。卸入仓内成堆的混凝土料，按照规定的厚度要求均匀铺平仓施工可通过人工平仓和机器平仓两种方式进行。工平仓1 所示，人工平仓多采用铁锹将混凝土摊平，由于人力有限超过 3m。人工平仓适用的工况主要包括以下区域：靠近模需通过人工平仓使骨料均匀分布；水平止水、止浆片底部需从料罐中直接卸料造成止水、止浆片卷曲和底部混凝土架混凝土部位如门槽、机组预埋件等；为防止预埋件和观测设在其周围亦需进行人工平仓。

平仓,机器,振捣

图 3-2 机器平仓施工、振捣。振捣的目的是尽可能减少混凝土中的孔隙，使内部骨料结合凝土与模板、钢筋及埋件紧密结合，从而保证混凝土获得尽可能大高混凝土的强度、抗渗性及耐久性。与平仓施工类似，混凝土振捣工振捣和机器振捣。1）人工振捣工振捣一般适用于结构钢筋较密，振捣器难以施工，混凝土内埋有备或周围混凝土振捣力不宜过大时的情况。人工振捣通常采用捣固的表面，使用捣固铲进行插边，使砂浆和模板靠紧，防止出现麻插入钢筋稠密的混凝土中，以使钢筋被水泥砂浆紧密包裹，增加混的握裹力。但是，人工振捣效率较低，不适用于大范围仓面的振现漏振、欠振等问题，因而混凝土的振捣质量得不到保证。目前人用于混凝土坝仓面振捣施工，而是更多地采用效率更高的机器振捣

振捣,机器,振捣机,振捣棒

天津大学硕士学位论文成在振捣机架上然后安装在挖掘机斗杆（小臂）前端的一种振捣机械。由于集成了多个振捣棒，因而单次振捣覆盖的混凝土范围远大于手持式振捣棒，极大地提升了施工效率，减少了漏振情况的发生，而且机械化施工便于控制和管理，节省了人力和物力。

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