高拱坝混凝土振捣机器人系统研发及应用

常态混凝土浇筑人工振捣施工存在工作强度高、作业主观性强等不足,现有振捣监控方法主要进行振捣位置、振捣时间等参数监控,且均依靠人工经验评估振捣是否密实,难以实现混凝土振捣质量的精确评估。针对上述问题,研发了融合表面图像机器视觉识别的混凝土振捣机器人系统,该系统包括振捣机器人本体、云端监控平台以及通讯子系统。基于工业机器人、自动化控制、机器视觉等技术研制振捣机器人本体,实现高拱坝仓面混凝土无人振捣作业;同时,建立基于改进残差网络（Residual Network,Res Net）的混凝土振捣表面图像的分类模型,实现振捣密实性的科学分析。此外,基于B/S架构研发云端监控平台,并通过无线通讯子系统实现与振捣机器人本体之间信息的传输与交互,实现振捣作业信息的可视化与远程控制。现场试验验证了振捣机器人系统的可靠性和可行性。研究成果为高拱坝混凝土振捣实现无人化作业、精细化质量控制提供了新的思路和技术手段,也可用于其它大体积混凝土施工中,具有十分重要的应用和推广价值。     

万家寨水利枢纽底孔侧壁薄层混凝土浇筑施工

万家寨水利枢纽泄水底孔修复设计方案为先凿除破损混凝土、再浇筑厚25cm的混凝土。由于薄层混凝土浇筑中的上料、入仓和振捣等施工难度大,特别是新老混凝土不易良好结合,经研究采用喷涂界面胶、调整混凝土集料级配和坍落度、多型号振捣棒振捣等措施,确保了混凝土浇筑质量达到设计要求。     

基于实时监控的混凝土坝振捣施工质量动态评价研究

混凝土坝仓面振捣质量评价是混凝土坝施工质量控制的重要手段。传统方法采用事中人工经验控制振捣参数与事后有限的钻芯取样点检测相结合来控制混凝土坝振捣施工质量;此外,现有的振捣台车振捣监控研究中仅采用单个测距仪进行测距,且缺乏仓面振捣质量评价方法。针对混凝土坝仓面内振捣施工实时质量动态评价和反馈控制的挑战和难点,本文提出了基于双测距仪联合测距方案的混凝土坝振捣施工质量实时监控方法,并基于该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动态评价模型,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了混凝土抗压强度动态计算方法,并将计算结果应用于混凝土坝全仓面振捣质量评价。将该模型与多元线性回归和人工神经网络算法建立的评价模型进行了对比分析,验证了本模型的一致性和优越性。应用本文提出的评价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动态评价,结果表明,该方法能够准确评价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。     

南水北调渠道混凝土振捣滑模衬砌技术研究

以南水北调工程建设为依托，研究了包含机体框架优化设计、混凝土布料技术、混凝土振捣滑模积压成型、振捣棒合理间距分布等振捣滑模衬砌设备研究的关键技术。在关键技术研究的基础上，集成了振捣滑模衬砌设备，通过施工及检验表明：该技术及设备耗能低、价格代、施工效果好等特点。     

平仓振捣机计时报警器的研制与应用

葛洲坝集团公司三峡指挥部三期工程承担混凝土工程量266．56万m^3，为进一步提高混凝土精细化施工水平，我们与宜昌创星公司研制了平仓振捣机计时报警器。计时报警器由超声波测距传感器、集成式仪表主机、报警指示灯、连接线缆、配套软件和控制电路等组成，安装于平仓振捣机振捣横梁上通过对各种不同类别混凝土振捣时间的计量，对欠时和超时进行提示报警，显示振捣深度和次数等相关数据，以达到规范振捣操作、为施工管理提供依据。     

振捣式沥青混凝土心墙施工技术

尼尔基水利枢纽工程的导流明渠段坝为振捣式沥青混凝土心墙,全长258.46 m,厚0.5 m。其施工工序包括碱性骨料加工、混合料拌和和现场摊铺、振捣、温度控制等。采用振捣式沥青混凝土心墙解决了浇筑式的分层、离析问题,使心墙的密实性和防渗性更加安全可靠,而且施工方便、简洁、效率高、施工成本低。尼尔基工程振捣式沥青混凝土心墙的施工技术可供类似工程参考。     

拖架式振捣器在渠道边坡薄壁混凝土施工中的应用

拖架式振捣器具有结构简单、造价低、体积小、运输方便等特点。通过拖架式振捣器在渠道边坡薄壁混凝土施工中的应用，介绍了拖架式振捣器的施工原理和方法，振捣施工的混凝土表面平整度、糙率及强度均可有效控制，振捣施工后坡面薄壁混凝土强度、平整度等皆满足设计要求。拖架式振捣器可确保渠道边坡薄壁混凝土的施工进度，保证施工质量，节约施工成本。     

水利工程施工中振捣机具设备及操作要点综评

水利工程混凝土施工质量管理包括钢筋绑扎、混凝土配比等诸多环节,而混凝土浇筑时振捣机具的正确选择和使用这一环节至关重要。文章阐述了振捣机具的种类、适用范围、操作方法、特点及注意事项,以确保工程施工质量。     

混凝土二次振捣增强抗压强度试验

通过试验数据指出了二次振捣技术对混凝土强度的增强比例,揭示了该技术不同龄期和不同振捣间隔时间下混凝土增强的规律,首次提出较高强度混凝土比低强度混凝土更需要二次振捣和不同强度等级混凝土二次振捣时间区别的结论,对工程实践具有较强的指导意义。     

混凝土二次振捣增强抗压强度试验

通过试验数据指出了二次振捣技术对混凝土强度的增强比例,揭示了该技术不同龄期和不同振捣间隔时间下混凝土增强的规律,首次提出较高强度混凝土比低强度混凝土更需要二次振捣和不同强度等级混凝土二次振捣时间区别的结论,对工程实践具有较强的指导意义.     

免振微膨胀混凝土试验研究

针对广西龙滩工程地下引水发电系统引水压力钢管衬垫混凝土、非钢衬混凝土浇筑净空尺寸有限,布筋较密,人工振捣困难以及混凝土为薄壁结构等特点,为了方便操作,避免在混凝土施工中因振捣困难而存在漏振和振捣不密实现象的发生,保证混凝土的施工质量,并提高混凝土自身的防裂、抗裂能力,为以后简化接触灌浆而进行的免振微膨胀混凝土试验研究项目。     

混凝土二次振捣增强抗压强度试验

通过试验数据指出了二次振捣技术对混凝土强度的增强比例，揭示了该技术不同龄期和不同振捣间隔时间下混凝土增强的规律．首次提出较高强度混凝土比低强度混凝土更需要二次振捣和不同强度等级混凝土二次振捣时间区别的结论，对工程实践具有较强的指导意义。     

混凝土平仓振捣机发展综述

为了应对新时期特高拱坝智能化建设所带来的机遇和挑战,提高大型水工建筑混凝土浇筑工序的自动化、智能化、精细化及柔顺化水平,助力于构建面向未来的智能振捣及施工质量智能管控体系,综述了混凝土平仓振捣机的国内外研究背景和技术现状,对现有振捣设备及工艺在大坝浇筑施工中面临的困境进行了深入分析。结果表明:尽管混凝土平仓振捣机在水电建设行业的应用已相当成熟,但国内外对于其新技术和新工艺的研究却进展缓慢,现有平仓振捣机在功能和性能上已经难以满足大型水工建筑的施工需求,因此研究大规模混凝土的先进振捣技术和施工工艺具有重要的现实意义。混凝土平仓振捣机的智能化发展趋势,符合未来水利水电行业的总体发展要求,有利于建造出真正安全且造福国计民生的“无缝大坝”,也为其他工程设备及液压机器人的智能化发展提供了重要借鉴。     

高频内部振捣对混凝土抗冻性的影响

试验采用4种水利水电工程常用的引气剂,分别配制水胶比为0.40、0.45和0.55的二级配引气混凝土,测量高频振捣后混凝土含气量变化和抗冻性.结果表明,高频振捣对混凝土的含气量和抗冻性有显著的影响,高频振捣时间越长、水灰比越大,影响越显著;引气剂品质对混凝土的抗冻性有明显的影响.根据试验结果,给出了不同水胶比混凝土对高频振捣时间的要求.可供施工参考.     

高频振捣对混凝土抗冻性的影响

采用4种水利水电工程常用的引气剂,分别配制水胶比为0.40、0.45和0.55的二级配引气混凝土进行试验,测量高频振捣后混凝土含气量变化和抗冻性.结果表明,水胶比为0.40时,优质引气荆混凝土的抗冻性对高频振捣并不敏感;水胶比为0.45时,高频振捣60 s和90 s后混凝土的抗冻性明显下降;水胶比为0.55时,混凝土的抗冻性随高频振捣时间的延长迅速下降.同时,引气剂品质对混凝土的抗冻性有明显的影响.根据试验结果,给出了不同水胶比混凝土对高频振捣时间的要求,供施工参考.     

变态混凝土注浆振捣台车的研制与应用

为了更好地发挥变态混凝土的优越性,根据碾压混凝土坝变态混凝土的施工特点,研究制作了集注浆振捣于一体的自行式注浆振捣台车。台车可准确定量、均匀注浆,适应性强、操作简便、施工效率高,实现了变态混凝土注浆振捣的机械化作业,有效提高了变态混凝土的质量。台车采用PLC控制系统进行人机交互操控,系统可自动记录施工过程,强化了质量管理。该研究成果填补了变态混凝土注浆振捣机械化施工的空白,台车已在工程中成功应用,实现了高效、优质、快速施工。     

水工隧洞顶拱混凝土施工对策探析

针对顶拱混凝土浇筑中的密实性问题,通过云南2个工程项目顶拱混凝土施工实践,分析采取合理分层分块、预埋排气管、预埋振捣设备、高流态混凝土封顶等综合措施,避免了顶拱混凝土脱空、振捣不密实、厚度不够等质量问题,确保了工程长期运行安全,可为类似工程提供经验。     

混凝土二次振捣机理及方法浅析

在有些混凝土工程施工中,对混凝土构件的顶部、外露部分在硅初凝之前进行二次振捣,可以有效地提高混凝土的密实性和结构承载力,特别是在大型薄腹梁预制中,对消除混凝土构件表面裂缝,提高混凝土的耐久性,有明显的效果。混凝土二次振捣技术简单易行,但往往被人们所忽视,出现不应有的质量问题。本文就混凝土二次振捣机理和方法作以探讨。     

自密实混凝土在某水电站深斜井中的应用

自密实混凝土对狭窄空间混凝土浇筑施工具有良好的适用性。某水电站深斜井高压管道素混凝土衬砌决定采用具有高流动性、均匀性和稳定性,且浇筑时无需外力振捣,可在自重作用下流动又充填模板空间的自密实混凝土,施工期间通过持续改进浇筑方案,较好地解决了混凝土浇筑易堵塞、仓面振捣困难等难题,不仅缩短了工期,节约了成本,还大大地降低了施工难度,保证了工程质量。     

运用插入式振捣法的RCC设计与施工要点

RCC技术的最新发展,出现了插入式振捣碾压混凝土(IV-RCC),即一种可以通过碾压或内部振捣方式进行捣实的混凝土。回顾了IV-RCC在混凝土坝设计与建造中的成功应用;对插入式振捣碾压混凝土设计与施工过程中的一些关键点作了介绍。