混凝土坝分布式光纤测温数据误差补偿方法及应用

针对混凝土坝光纤测温中存在的数据波动偏大、精度不高的问题,基于双股光纤测温数据的对称性,提出了分布式光纤温度传感系统测温数据误差补偿方法,即利用光纤对称测点基准温度,考虑光强衰减差异,解调其他位置的温度,实现传输及波长相关损耗引起的测温误差补偿,以提高测温数据的精度和稳定性。误差补偿试验结果表明,多工况下补偿后温度数据的平均绝对误差、均方根误差分别平均减小了0.28、0.34℃,波动降幅分别达53.4%、52.4%。工程应用结果表明,在浇筑仓一期冷却阶段,补偿后同一空间位置两个测点温度数据的平均绝对误差、均方根误差分别平均减小了0.14、0.22℃,波动降幅分别达到41.5%、47.0%。进而验证了误差补偿方法的可靠性。     

基于高拱坝坝体生长特征的缆机调度仿真研究

高拱坝通常施工场地狭窄,且混凝土浇筑与其他作业相互交叉干扰,对缆机调度影响较大。为了研究高拱坝坝体生长特征与缆机调配之间的关系,以坝体生长的过程为主线,分析了高拱坝坝体生长的时空特征,从正向考虑了不同坝体生长特征的缆机调配方式,反向调整了满足缆机浇筑的坝体生长步,并从坝体生长—缆机调配系统互为因果的特点出发对坝体生长方案进行优化。实例仿真结果表明,优化浇筑方案后的混凝土入仓强度更均衡,缆机利用率得到提升,对缆机实时调配和坝体生长均有积极意义。     

基于交叉全局人工蜂群算法的拱坝热学参数反演分析

拱坝施工期温度受到气温、冷却通水、表面保温等因素影响,热学参数实际值与室内试验测值之间存在较大误差。通过分布式光纤测温技术获取的温度数据和人工蜂群智能优化算法对混凝土热学参数进行识别,实时获取混凝土热学参数变化规律。对于在寻找函数最优值时传统的人工蜂群算法存在求解速度慢、容易陷入局部最优等问题,通过引入全局最优解,并与遗传算法中的交叉操作相结合建立了引入交叉算子的全局人工蜂群优化算法。考虑冷却水管多档通水和外界气温等因素,将改进的全局人工蜂群算法应用于白鹤滩拱坝热学参数反演,分析结果表明基于改进全局人工蜂群算法反演计算的混凝土温度与实测值吻合较好,改进全局人工蜂群算法在拱坝热学参数反演中具有较好的适应性。     

基于OGRE的碾压混凝土坝施工过程可视化仿真系统

构建了基于碾压混凝土坝施工过程仿真数据动态交换机制的数据库管理模式,运用面向对象的建模方式建立了系统中不同属性对象的实体模型,并采用面向对象的图形渲染引擎OGRE开发了碾压混凝土坝施工过程三维可视化系统。系统能对仿真方案的调整实时响应并根据仿真结果动态展示坝体施工全过程;通过友好的人机交互功能使用户能够自由观察和查询施工详细信息。系统在某碾压混凝土坝工程中的应用表明,该系统能够提高可视化实现的效率及效果,可为工程施工方案的管理和决策提供信息化支撑。     

分布式光纤测温远程控制在溪洛渡大坝中的应用

当采用多台分布式光纤测温主机对混凝土坝多坝段进行实时在线温度监测时,若人工提取测温主机的监测数据,势必削弱分布式光纤测温主机在线测温和实时监测的优势。对多坝段、多台分布式光纤测温主机远程控制系统进行了研究,结合建设中的溪洛渡特高拱坝,采用VB开发平台上的Winsock和Timer控件,将3台测温主机与服务器连接起来构成小型局域网,初步实现了分布式光纤测温远程控制。工程实践表明,该系统可以满足在测温过程中数据的实时采集及监控,为混凝土坝温度的光纤实时在线监测提供了有利的技术保证。     

低温季节大坝混凝土冷却水管周围应力应变监测现场试验

大坝混凝土力学性质受诸多因素影响,变化规律复杂,最新研究表明:不同的温度条件对混凝土的变形规律有着明显的影响.对此,在西南某混凝土特高拱坝冬季混凝土浇筑现场,结合冷却水管周围不同位置处单支应变计测值和每支应变计附近同样温度条件下设置的专用无应力计监测的该温度条件下自由体积变形,通过建立大坝无应力计统计模型分析无应力计测值得出混凝土热膨胀系数,并分离出自生体积变形,采用考虑混凝土徐变特性的计算程序,将应变计测值转化为实际应力以分析冷却水管周围不同部位混凝土应力分布.试验结果表明:由于该大坝采取"小温差、早冷却、缓慢冷却"的通水冷却方式,在现有的通水冷却方案下,冷却水管周围混凝土应力不大;该试验能给现场混凝土冷却通水方案以及防裂施工提供指导,为关键部位混凝土温度应力仿真反馈分析提供实测资料.     

高温季节浇筑仓表面和横缝侧面分布式光纤实时监测试验

在高温季节,对混凝土大坝浇筑仓进行养护是一个时空养护问题,如果养护不到位容易引起浇筑仓表面裂缝,为此,结合西南某建设中的高拱坝典型浇筑仓,在浇筑仓表面和横缝侧面布置分布式光纤,实时在线监测这些部位从收仓到新浇筑仓开仓全过程的浇筑仓养护状态.分布式光纤监测结果表明,高温季节环境气温对混凝土表面影响十分明显;浇筑仓表面进行旋转喷水养护与横缝面挂花管喷水养护均有较好的养护效果,可有效降低外界气温的影响;尽管开仓前采用喷雾和洒水养护的方式来降低仓内的温度,但新浇混凝土使下层混凝土温度降幅仍达到8.35℃.     

基于BIM的碾压混凝土坝施工进度-成本联合管控

为解决施工进度与成本联动性不强,施工过程中缺乏对进度及成本的有效监控,难以及时发现偏差并调整实施计划等问题,将建筑信息模型(BIM)和改进挣值法应用于碾压混凝土坝施工进度-成本联合管控中。通过建立大坝三维模型,用Primavera 6.0软件编制进度计划,计算施工成本,再将进度、成本信息导入Navisworks软件,实现大坝三维模型与进度-成本信息的匹配关联,构建基于BIM的大坝施工期5D进度-成本可视化模型及动态联合管控信息平台。利用平台API接口和C#.NET语言二次开发插件实现大坝施工进度-成本的仿真模拟和任意时刻施工面貌及浇筑单元的进度、成本、资源配置和浇筑强度等信息可视化查询;监测建造过程中改进挣值指标的动态变化并预警,及时调整实施计划实现施工过程进度-成本联合管控。工程应用验证了基于BIM的碾压混凝土坝施工进度-成本联合管控技术的实用性和优越性,具有推广价值。     

系统耦合机制在碾压混凝土坝施工仿真中的应用

碾压混凝土坝施工过程仿真研究的核心在于对坝体施工系统内各子系统间关系的描述.在深入分析碾压混凝土坝施工生产、运输及仓面作业系统间相互作用机理的基础上,构建了子系统间的耦合模型;基于各子系统间的耦合模型及资源配置关系,建立了碾压混凝土坝施工生产调度智能模型,通过子系统间的资源耦合及工作协同调配,可得到仓面规划方案及相应的混凝土生产与运输方案,形成可执行的生产调度计划.工程实例应用表明,基于系统耦合的仿真机制可模拟各子系统在工作调度和组织方面的高度协调性,可优化碾压混凝土坝施工系统资源配置及工作调度.     

基于小概率法的混凝土浇筑仓温度双控指标 拟定及预警研究

为了控制混凝土浇筑仓最高温度,提出了温度双控指标,即选取混凝土浇筑仓达到最高温度前的典型龄期,拟定该龄期下容许温度和容许温度变化率。假设该龄期下的实测温度和实测温度变化率为随机变量,且满足正态分布,采用小概率法,结合西南某建设中的混凝土特高拱坝高温季节浇筑仓实测温度,拟定了混凝土浇筑仓温度双控指标。实践表明,温度双控指标可以取到动态预警作用,可以使工程单位对最高温度的控制具有针对性和可操作性。