混凝土坯層厚度監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水利工程混凝土澆筑施工中振搗質(zhì)量控制技術(shù)，其公開了一種混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算出澆筑振搗坯層厚度，達(dá)到有效的監(jiān)控目的，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)為：選擇并劃分任意待澆筑振搗施工區(qū)，建立與之對應(yīng)的四維格網(wǎng)，然后通過獲取振搗作業(yè)信息計(jì)算有效振搗影響范圍，并與振搗施工區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)進(jìn)行對比和匹配，確定出振搗棒實(shí)時(shí)作業(yè)位置，計(jì)算獲得當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程，并通過計(jì)算獲得混凝土表面高程，最后通過計(jì)算混凝土表面高程與當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程的差值來獲得。本發(fā)明適用于振搗質(zhì)量監(jiān)控。
【專利說明】
混凝土坯層厚度監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利工程混凝土澆筑施工中振搗質(zhì)量控制技術(shù)，具體涉及一種混凝土坯層厚度監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土振搗是混凝土澆筑的關(guān)鍵工藝，工藝過程中振搗質(zhì)量的監(jiān)測與控制是混凝土質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)之一。目前施工現(xiàn)場振搗施工，通過振搗棒的交錯插入來保證混凝土澆筑區(qū)域的全覆蓋，大多以粗放的經(jīng)驗(yàn)方式來控制振搗棒插入深度、插入角度、振搗時(shí)長、振搗間距、覆蓋時(shí)間等過程控制參數(shù)，從而保證混凝土振搗密實(shí)。一般的經(jīng)驗(yàn)控制方式為:當(dāng)混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡、開始泛漿則認(rèn)為混凝土已振搗密實(shí)，此時(shí)拔出振搗棒防止過分振搗而引起骨料下沉離析。但實(shí)際操作中，施工人員難以做到振搗棒插入深度、插入角度、振搗時(shí)長、振搗間距的精確把握，根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)操作而隨意性強(qiáng)，很大程度上受人為因素和工作條件的影響，難以避免出現(xiàn)欠振、過振、漏振等問題，可能產(chǎn)生質(zhì)量缺陷且難以及時(shí)獲知和處理。這已成為混凝土振搗質(zhì)量控制的通病，因此需要采用精細(xì)化、智能化的技術(shù)手段和設(shè)備有效的監(jiān)測和控制混凝土振搗質(zhì)量，混凝土振搗質(zhì)量智能監(jiān)控是解決該問題的有效途徑。
[0003]在通過混凝土振搗質(zhì)量智能監(jiān)控方法進(jìn)行混凝土振搗質(zhì)量監(jiān)控時(shí)，混凝土澆筑振搗坯層是作為質(zhì)量評定基本單元的基礎(chǔ)，而在混凝土澆筑過程中平鋪法和臺階法的使用極其靈活，如何自動識別混凝土澆筑坯層是振搗質(zhì)量控制的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的混凝土振搗質(zhì)量控制，混凝土澆筑振搗坯層識別通過人工抽查的記錄進(jìn)行，而在實(shí)際操作中，僅針對平鋪法施工工藝進(jìn)行記錄來識別澆筑振搗坯層，坯層的覆蓋時(shí)間來源于初略估計(jì)的整個(gè)坯層平均覆蓋時(shí)間，對單個(gè)坯層的振搗質(zhì)量控制較粗獷，難以避免漏振現(xiàn)象；而針對階梯法施工工藝，澆筑振搗坯層的識別和單個(gè)坯層振搗質(zhì)量控制均淡化，更難以獲得坯層覆蓋時(shí)間、難以避免漏振、過振、欠振現(xiàn)象。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提出一種混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算出澆筑振搗坯層厚度，達(dá)到有效的監(jiān)控目的，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0007]a.選擇并劃分任意待澆筑振搗施工區(qū)，建立與之對應(yīng)的四維格網(wǎng)，該四維格網(wǎng)中的每個(gè)網(wǎng)格對應(yīng)代表所述待施工區(qū)域中的一部分區(qū)域；為每個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)配置包括X、y、z、t的參數(shù)屬性，分別代表X坐標(biāo)、y坐標(biāo)、高程、時(shí)間；
[0008]b.實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前振搗作業(yè)信息；
[0009]c.通過振搗影響范圍結(jié)合獲取的當(dāng)前振搗作業(yè)信息計(jì)算有效振搗影響范圍，并與振搗施工區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)進(jìn)行對比和匹配，確定出振搗棒實(shí)時(shí)作業(yè)位置，判斷出該有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，再根據(jù)覆蓋的各個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)高程計(jì)算獲得當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程；
[0010]d.利用獲取的振搗作業(yè)信息計(jì)算振搗棒垂直插入深度；
[0011]e.通過采集數(shù)據(jù)計(jì)算獲取振搗作業(yè)點(diǎn)混凝土表面坐標(biāo)，從而獲取混凝土表面高程;
[0012]f.計(jì)算獲得當(dāng)前振搗影響區(qū)域的坯層厚度=混凝土表面高程-當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程；
[0013]g.更新有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)高程值為混凝土表面高程。
[0014]具體的，步驟a中，為每個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)配置包括x、y、z、t的參數(shù)屬性的具體方法為:
[0015]al.賦予X，y, z為網(wǎng)格中心點(diǎn)對應(yīng)施工區(qū)域點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值；
[0016]a2.賦予時(shí)間t為計(jì)算格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際時(shí)間值。
[0017]具體的，步驟b中，所述當(dāng)前振搗棒作業(yè)信息為當(dāng)前振搗棒的一次施工過程信息。
[0018]具體的，步驟b中，所述振搗作業(yè)信息至少包括坐標(biāo)信息、方位信息、采集時(shí)間、旋轉(zhuǎn)角度、插入角度、振搗深度；通過設(shè)置于振搗機(jī)前臂頂點(diǎn)上的定位天線和設(shè)置于振搗機(jī)后臂上的定向天線分別獲取坐標(biāo)信息(xg，yg，zg)和方位信息β ;通過設(shè)置于振搗機(jī)前臂上的角度傳感器獲取振搗前臂的旋轉(zhuǎn)角度α ;通過設(shè)置于振搗前臂與振搗臺架連接支點(diǎn)上的角度傳感器獲取振搗臺架的旋轉(zhuǎn)角度ω ;通過設(shè)置于振搗臺架上的角度傳感器和深度傳感器分別獲取振搗棒的插入角度Y和振搗深度h。
[0019]具體的，步驟c中，所述有效振搗影響范圍等于振搗影響范圍以振搗點(diǎn)旋轉(zhuǎn)β +ω度；
[0020]所述根據(jù)覆蓋的各個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)高程計(jì)算獲得當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程的方法是:
Zl + Zl +...+ Zn
[0021]Za =-;
η
[0022]式中，Za為當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程，Z1...Zn為有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的高程值，η為有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
[0023]具體的，步驟d中，通過步驟b所獲取的插入深度和插入角度數(shù)據(jù)計(jì)算獲得振搗棒垂直插入深度的具體方法為:垂直插入深度H = h*cos (y),插入角度Y在范圍O?85度之間。
[0024]具體的，步驟e中，通過采集數(shù)據(jù)計(jì)算獲取振搗作業(yè)點(diǎn)混凝土表面坐標(biāo)的具體方法為:
[0025]X = xK+xg+b*sin ( a ) *sin ( β )；
[0026]Y = yK+yg+b*sin ( α ) *cos ( β )；
[0027]Z = zK+zg_b*cos ( α ) - ka - k*cos ( Y ) +h*cos ( Y )；
[0028]其中，xK、yK、zK為基站坐標(biāo)；b為小壁長；ka為定位天線支架高；k為振搗臺架上的角度傳感器和深度傳感器的安裝位置到振搗頭距離，所述z的值即為混凝土表面高程。
[0029]具體的，步驟b中，所述振搗作業(yè)信息至少包括坐標(biāo)信息、方位信息、采集時(shí)間、插入角度、振搗深度；通過設(shè)置于振搗機(jī)的振搗臺架上的定位天線和定向天線分別獲取坐標(biāo)信息(xg，yg，zg)和方位信息β ;通過設(shè)置于振搗臺架上的角度傳感器和深度傳感器分別獲取振搗棒的插入角度Y和振搗深度h，所述振搗臺架不可旋轉(zhuǎn)。
[0030]具體的，步驟c中，所述有效振搗影響范圍等于振搗影響范圍以振搗點(diǎn)旋轉(zhuǎn)β度；所述根據(jù)覆蓋的各個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)高程計(jì)算獲得當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程的方法是;
Ζ\ Λ- Zz Λ- , , , Λ- Za
[0031]Za =-;
η
[0032]式中，Za為當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程，Z1...Zn為有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的高程值，η為有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
[0033]具體的，步驟e中，通過采集數(shù)據(jù)計(jì)算獲取振搗作業(yè)點(diǎn)混凝土表面坐標(biāo)的具體方法為:
[0034]X = xK+xg+b*cos ( β )；
[0035]Y = yK+yg+b*sin(3 )；
[0036]Z = zK+zg-ka - k*cos ( y ) +h*cos ( y )；
[0037]其中，xK、yK、zK為基站坐標(biāo)；b為定位天線到振搗臺架中心的距離；ka為定位天線支架高；k為設(shè)置于振搗臺架上的角度傳感器和深度傳感器到振搗頭距離，所述Z的值即為混凝土表面高程。
[0038]本發(fā)明的有益效果是:能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算出澆筑振搗坯層厚度，達(dá)到有效的監(jiān)控目的，防止漏振、過振、欠振，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0039]圖1為本發(fā)明的方法流程圖；
[0040]圖2為實(shí)施例1的設(shè)備安裝位置示意圖；
[0041]圖3為實(shí)施例1的安裝角度示意圖；
[0042]圖4為實(shí)施例1的旋轉(zhuǎn)角度正視圖；
[0043]圖5為實(shí)施例1的旋轉(zhuǎn)角度俯視圖；
[0044]圖6為實(shí)施例2的設(shè)備安裝位置示意圖；
[0045]圖7為實(shí)施例2的旋轉(zhuǎn)角度正視圖；
[0046]圖8為實(shí)施例2的旋轉(zhuǎn)角度俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]本發(fā)明旨在提出一種混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算出澆筑振搗坯層厚度，達(dá)到有效的監(jiān)控目的，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。其核心思想為:選擇并劃分任意待澆筑振搗施工區(qū)，建立與之對應(yīng)的四維格網(wǎng)，然后通過獲取振搗作業(yè)信息計(jì)算有效振搗影響范圍，并與振搗施工區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)進(jìn)行對比和匹配，確定出振搗棒實(shí)時(shí)作業(yè)位置，計(jì)算獲得當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程，并通過計(jì)算獲得混凝土表面高程，最后通過計(jì)算混凝土表面高程與當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程的差值來獲得。
[0048]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明的方案作進(jìn)一步的描述:
[0049]如圖1所示，本發(fā)明中的混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，包括以下實(shí)現(xiàn)步驟:
[0050]1.選擇劃分待澆筑振搗施工區(qū)，建立四維格網(wǎng)，為每個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)配置參數(shù)屬性:
[0051]選擇并劃分任意待澆筑振搗施工區(qū)，建立與之對應(yīng)的四維格網(wǎng)，該四維格網(wǎng)中的每個(gè)網(wǎng)格對應(yīng)代表所述待施工區(qū)域中的一部分區(qū)域；為每個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)配置包括x、y、z、t的參數(shù)屬性，分別代表X坐標(biāo)、y坐標(biāo)、高程、時(shí)間；
[0052]2.實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前振搗作業(yè)信息:
[0053]實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前振搗作業(yè)信息，所述作業(yè)信息包括坐標(biāo)信息、方位信息、采集時(shí)間、旋轉(zhuǎn)角度、插入角度、振搗深度等信息；
[0054]3.計(jì)算有效振搗影響范圍與四維格網(wǎng)進(jìn)行比對和匹配，確定振搗棒實(shí)時(shí)作業(yè)位置，計(jì)算四維格網(wǎng)的平均高程:
[0055]通過振搗影響范圍結(jié)合獲取的當(dāng)前振搗作業(yè)信息計(jì)算有效振搗影響范圍，并與振搗施工區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)進(jìn)行對比和匹配，確定出振搗棒實(shí)時(shí)作業(yè)位置，判斷出該有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，再根據(jù)覆蓋的各個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)高程計(jì)算獲得當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程；
[0056]本發(fā)明中所述的“振搗影響范圍”是一個(gè)固定范圍，跟振搗機(jī)的振搗棒數(shù)量有關(guān)，通常為8頭振搗機(jī)，5頭振搗機(jī)，4頭振搗機(jī)。即:根據(jù)振搗機(jī)型號可以確定振搗影響范圍，此時(shí)的振搗影響范圍沒有位置和角度屬性，當(dāng)賦予振搗影響范圍位置和旋轉(zhuǎn)角度屬性時(shí)，稱為“有效振掲影響范圍”。
[0057]4.計(jì)算振搗棒垂直插入深度:
[0058]通過步驟2所獲取的插入深度和插入角度數(shù)據(jù)計(jì)算振搗棒垂直插入深度；
[0059]5.計(jì)算獲取混凝土表面高程:
[0060]通過采集數(shù)據(jù)計(jì)算獲取振搗作業(yè)點(diǎn)混凝土表面坐標(biāo)，從而獲取混凝土表面高程；
[0061]6.計(jì)算獲得當(dāng)前振搗影響區(qū)域的坯層厚度:
[0062]計(jì)算獲得當(dāng)前振搗影響區(qū)域的坯層厚度=混凝土表面高程-當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程；
[0063]7.更新四維格網(wǎng):
[0064]更新有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)高程值為混凝土表面高程。
[0065]實(shí)施例1:
[0066]本例中的振搗機(jī)的振搗臺架可旋轉(zhuǎn)，如圖2所示，定位天線、定向天線分別設(shè)置于位置1、2，即定位天線設(shè)置在振搗前臂頂點(diǎn)上用于獲取GPS坐標(biāo)(xg，yg，zg)，定向天線設(shè)置于振搗后臂上用于獲取方位角β ;振搗前臂上的安裝位置3上設(shè)置角度傳感器用于獲取振搗前臂的旋轉(zhuǎn)角度α，振搗前臂與振搗臺架的支點(diǎn)的位置4上設(shè)置角度傳感器用于獲取振搗臺架的旋轉(zhuǎn)角度ω，振搗臺架的位置5上設(shè)置角度傳感器和深度傳感器用于獲取振搗棒的插入角度Y和振搗深度h ;對于各個(gè)傳感器的安裝角度和檢測的旋轉(zhuǎn)角度如圖3、4、5所示；
[0067]本例中的混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0068]1.選擇任意澆筑振搗施工區(qū)，建立起澆筑振搗施工區(qū)域四維格網(wǎng)，每個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)包括x、Y、z、t屬性(其中X、Y、z、t,分別是X坐標(biāo)、y坐標(biāo)、高程和時(shí)間)；
[0069]具體實(shí)現(xiàn)上，賦予X，y, z為網(wǎng)格中心點(diǎn)對應(yīng)施工區(qū)域點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值；賦予時(shí)間t為計(jì)算格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際時(shí)間值。
[0070]2.通過上述設(shè)備實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前振搗作業(yè)信息(包括坐標(biāo)信息、方位信息、采集時(shí)間、旋轉(zhuǎn)角度、插入角度、振搗深度)；
[0071]3.獲取的GPS坐標(biāo)(Xg，yg, zg)、振搗機(jī)方位角β、振搗臺架旋轉(zhuǎn)角度ω及振搗影響范圍計(jì)算獲得有效振搗影響范圍，并與振搗區(qū)四維格網(wǎng)進(jìn)行對比和匹配，確定出振搗棒實(shí)時(shí)作業(yè)位置，計(jì)算獲得當(dāng)前振搗區(qū)的四維格網(wǎng)的平均高程Za
[0072]振搗機(jī)方位角β在范圍O?360度之間；
[0073]振搗臺架旋轉(zhuǎn)角度ω在范圍-90?+90度之間；
[0074]有效振搗影響范圍等于振搗影響范圍以GPS振搗點(diǎn)旋轉(zhuǎn)β + ω度；
Z\ jT Z1., ,
[0075]Za =-;
η
[0076]式中，Za為當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程，Z1...Zn為有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的高程值，η為有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
[0077]4.通過所獲取的插入深度和插入角度數(shù)據(jù)計(jì)算振搗棒垂直插入深度H =h*cos (y),具體的插入角度Y在范圍O?85度之間；
[0078]5.通過上述計(jì)算數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)計(jì)算出作業(yè)點(diǎn)混凝土表面坐標(biāo)，獲取混凝土表明聞程:
[0079]X = xK+xg+b*sin ( a ) *sin ( β )；
[0080]Y = yK+yg+b*sin ( α ) *cos ( β )；
[0081 ] Z = zK+zg_b*cos ( α ) - ka - k*cos ( y ) +h*cos ( y )；
[0082]上述公式中xK、yK、ζκ為基站坐標(biāo)；b為前壁長；ka為定位天線支架高；k為安裝位置5(振搗臺架上的角度傳感器和深度傳感器的安裝位置)到振搗頭距離；h*C0S(Y)即為步驟4中計(jì)算的振搗棒垂直插入深度H。
[0083]6.計(jì)算獲得當(dāng)前振搗影響區(qū)域的坯層厚度:
[0084]ha = Z-Za ；
[0085]7.更新有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)高程值為混凝土表面高程。
[0086]實(shí)施例2:
[0087]本例中的振搗機(jī)的振搗臺架不可旋轉(zhuǎn)，如圖6所示，定位天線、定向天線分別設(shè)置于振搗臺架上的位置1、2，分別用于獲取GPS坐標(biāo)(xg，yg，zg)和獲取方位角β ;振搗臺架上的安裝位置3上設(shè)置角度傳感器和深度傳感器用于獲取振搗棒的插入角度Y和振搗深度h ;對于各個(gè)傳感器的安裝角度和檢測的旋轉(zhuǎn)角度如圖7、8所示；
[0088]本例中的混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0089]1.選擇任意澆筑振搗施工區(qū)，建立起澆筑振搗施工區(qū)域四維格網(wǎng)，每個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)包括X、Y、z、t屬性(其中X、Y、z、t,分別是X坐標(biāo)、y坐標(biāo)、高程和時(shí)間);
[0090]具體實(shí)現(xiàn)上，賦予X，y, z為網(wǎng)格中心點(diǎn)對應(yīng)施工區(qū)域點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值；賦予時(shí)間t為計(jì)算格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際時(shí)間值。
[0091]2.通過上述設(shè)備實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前振搗作業(yè)信息，包括坐標(biāo)信息、方位信息、采集時(shí)間、插入角度、振搗深度信息；
[0092]3.根據(jù)獲取的GPS坐標(biāo)(Xg，yg, zg)、振搗機(jī)方位角β及振搗影響范圍計(jì)算獲得有效振搗影響范圍，并與振搗區(qū)四維格網(wǎng)進(jìn)行對比和匹配，確定出振搗棒實(shí)時(shí)作業(yè)位置，計(jì)算獲得當(dāng)前振搗區(qū)的四維格網(wǎng)的平均高程Za
[0093]振搗機(jī)方位角β在范圍O?360度之間；
[0094]有效振搗影響范圍等于振搗影響范圍以GPS振搗點(diǎn)旋轉(zhuǎn)β度；
Zt Λ- Λ- Zn
[0095]厶=-;
η
[0096]式中，Za為當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程，Z1...Zn為有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的高程值，η為有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
[0097]4.通過所獲取的插入深度和插入角度數(shù)據(jù)計(jì)算振搗棒垂直插入深度H =h*cos (y),具體的插入角度Y在范圍O?85度之間；
[0098]5.通過上述計(jì)算數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)計(jì)算出作業(yè)點(diǎn)混凝土表面坐標(biāo)，獲取混凝土表面聞程:
[0099]X = xK+xg+b*cos ( β )；
[0100]Y = yK+yg+b*sin(3 )；
[0101]Z = zK+zg-ka - k*cos ( y ) +h*cos ( y )；
[0102]上述公式中xK、yK、zK為基站坐標(biāo)；b為定位天線(安裝位置I)到振搗臺架中心的距離；ka為定位天線支架高；k為設(shè)置于振搗臺架上的角度傳感器和深度傳感器(安裝位置3)到振搗頭距離，所述Z的值即為混凝土表面高程；h*cos( Y)即為步驟4中計(jì)算的振搗棒垂直插入深度H。
[0103]6.計(jì)算獲得當(dāng)前振搗影響區(qū)域的坯層厚度:
[0104]ha = Z-Za ；
[0105]7.更新有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)高程值為混凝土表面高程。
【權(quán)利要求】
1.混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟: a.選擇并劃分任意待澆筑振搗施工區(qū)，建立與之對應(yīng)的四維格網(wǎng)，該四維格網(wǎng)中的每個(gè)網(wǎng)格對應(yīng)代表所述待施工區(qū)域中的一部分區(qū)域；為每個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)配置包括X、y、z、t的參數(shù)屬性，分別代表X坐標(biāo)、y坐標(biāo)、高程、時(shí)間； b.實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前振搗作業(yè)信息； c.通過振搗影響范圍結(jié)合獲取的當(dāng)前振搗作業(yè)信息計(jì)算有效振搗影響范圍，并與振搗施工區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)進(jìn)行對比和匹配，確定出振搗棒實(shí)時(shí)作業(yè)位置，判斷出該有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，再根據(jù)覆蓋的各個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)高程計(jì)算獲得當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程； d.利用獲取的振搗作業(yè)信息計(jì)算振搗棒垂直插入深度； e.通過采集數(shù)據(jù)計(jì)算獲取振搗作業(yè)點(diǎn)混凝土表面坐標(biāo)，從而獲取混凝土表面高程； f.計(jì)算獲得當(dāng)前振搗影響區(qū)域的坯層厚度=混凝土表面高程-當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程； g.更新有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)高程值為混凝土表面高程。
2.如權(quán)利要求1所述的混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，其特征在于，步驟a中，為每個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)配置包括X、y、z、t的參數(shù)屬性的具體方法為: al.賦予X，y, z為網(wǎng)格中心點(diǎn)對應(yīng)施工區(qū)域點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值； a2.賦予時(shí)間t為計(jì)算格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際時(shí)間值。
3.如權(quán)利要求1所述的混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，其特征在于，步驟b中，所述當(dāng)前振搗棒作業(yè)信息為當(dāng)前振搗棒的一次施工過程信息。
4.如權(quán)利要求1所述的混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，其特征在于，步驟b中，所述振搗作業(yè)信息至少包括坐標(biāo)信息、方位信息、采集時(shí)間、旋轉(zhuǎn)角度、插入角度、振搗深度；通過設(shè)置于振搗機(jī)前臂頂點(diǎn)上的定位天線和設(shè)置于振搗機(jī)后臂上的定向天線分別獲取坐標(biāo)信息(xg, yg, zg)和方位信息β ;通過設(shè)置于振搗機(jī)前臂上的角度傳感器獲取振搗前臂的旋轉(zhuǎn)角度α ;通過設(shè)置于振搗前臂與振搗臺架連接支點(diǎn)上的角度傳感器獲取振搗臺架的旋轉(zhuǎn)角度ω ;通過設(shè)置于振搗臺架上的角度傳感器和深度傳感器分別獲取振搗棒的插入角度Y和振搗深度h。
5.如權(quán)利要求4所述的混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，其特征在于，步驟c中，所述有效振搗影響范圍等于振搗影響范圍以振搗點(diǎn)旋轉(zhuǎn)β+ω度； 所述根據(jù)覆蓋的各個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)高程計(jì)算獲得當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程的方法是:
Zl Zl aZn Za —-；
η 式中，Za為當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程，Z1...Zn為有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的高程值，η為有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，其特征在于，步驟d中，通過步驟b所獲取的插入深度和插入角度數(shù)據(jù)計(jì)算獲得振搗棒垂直插入深度的具體方法為:垂直插入深度H = h*cos(Y)，插入角度Y在范圍O?85度之間。
7.如權(quán)利要求6所述的混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，其特征在于，步驟e中，通過采集數(shù)據(jù)計(jì)算獲取振搗作業(yè)點(diǎn)混凝土表面坐標(biāo)的具體方法為:
X = xK+xg+b*sin ( α )氺sin ( β )；
Y= yK+yg+b*sin ( α )氺cos ( β )；
Z = zK+zg-b*cos ( α ) - ka - k*cos ( y ) +h*cos ( y )； 其中，xK、yK、zK為基站坐標(biāo)；b為小壁長；ka為定位天線支架高；k為振搗臺架上的角度傳感器和深度傳感器的安裝位置到振搗頭距離，所述Z的值即為混凝土表面高程。
8.如權(quán)利要求1所述的混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，其特征在于，步驟b中，所述振搗作業(yè)信息至少包括坐標(biāo)信息、方位信息、采集時(shí)間、插入角度、振搗深度；通過設(shè)置于振搗機(jī)的振搗臺架上的定位天線和定向天線分別獲取坐標(biāo)信息(xg，yg，zg)和方位信息β ;通過設(shè)置于振搗臺架上的角度傳感器和深度傳感器分別獲取振搗棒的插入角度Y和振搗深度h，所述振搗臺架不可旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求8所述的混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，其特征在于，步驟c中，所述有效振搗影響范圍等于振搗影響范圍以振搗點(diǎn)旋轉(zhuǎn)β度； 所述根據(jù)覆蓋的各個(gè)格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)高程計(jì)算獲得當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程的方法是:
Zl jT Zl jT.^.jT Zn Za —-；
η 式中，Za為當(dāng)前振搗區(qū)對應(yīng)的四維格網(wǎng)的平均高程，Z1...Zn為有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的高程值，η為有效振搗影響范圍對應(yīng)四維格網(wǎng)中覆蓋的格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
10.如權(quán)利要求9所述的混凝土坯層厚度監(jiān)測方法，其特征在于，步驟e中，通過采集數(shù)據(jù)計(jì)算獲取振搗作業(yè)點(diǎn)混凝土表面坐標(biāo)的具體方法為:
X = xK+xg+b*cos ( β )；
Y= yK+yg+b*sin(^ )；
Z = zK+zg_ka - k氺cos ( y ) +h氺cos ( y )； 其中，xK、yK、ζκ為基站坐標(biāo)；b為定位天線到振搗臺架中心的距離；ka為定位天線支架高；k為設(shè)置于振搗臺架上的角度傳感器和深度傳感器到振搗頭距離，所述Z的值即為混凝土表面高程。
【文檔編號】G01B21/08GK104266625SQ201410526722
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】賴剛, 陳萬濤, 邱向東, 尹習(xí)雙, 宋述軍, 鐘桂良, 劉金飛, 劉永亮 申請人:中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司