混凝土坝水平缝面智能冲毛系统研发及应用

新老混凝土水平施工缝面处理是确保坝体混凝土整体性的关键工序。目前混凝土坝施工主要根据经验采用高压水人工冲毛方式对冲毛位置、冲毛时间等进行控制,存在工作强度高、作业主观性强等不足,难以实现冲毛质量的精准控制。针对上述问题,本文研究了混凝土水平缝面智能冲毛系统。基于工业机器人、自动化控制等技术研制智能冲毛装备,实现混凝土坝仓面无人冲毛作业;耦合多源传感器信息,建立智能冲毛装备运动学模型以及路径规划方法,实现智能冲毛装备自主避障;结合机器视觉理论,建立基于卷积神经网络的混凝土冲毛表面图像智能分类模型,实现冲毛质量的客观分析;同时,开发云端监控平台和无线通讯子系统,实现与智能冲毛装备之间的信息传输和多平台互联互通,并进行智能冲毛装备的有效管理和远程控制。此外,通过现场试验验证了智能冲毛系统的可行性和可靠性,研究成果为混凝土坝冲毛施工实现无人化作业、科学化质量管控提供了新的思路和技术手段,具有十分重要的现实意义和应用价值。     

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。     

自密实免振捣高性能混凝土施工方法

自密实免振捣混凝土进行浇筑,混凝土的表面平整,密实性良好,和易性好,无离析,通过各龄期的强度检测均满足相应的要求,充分体现了自密实免振捣混凝土各项优点,取得了很好的效果。     

基于三维激光扫描的高拱坝仓面钢筋网智能识别方法

为实现高拱坝仓面混凝土智能化振捣施工，针对仓面边角区域钢筋网密布、不利于振捣棒插入的问题，提出了基于三维激光扫描的高拱坝仓面钢筋网智能识别方法。首先，通过激光雷达感知获取点云数据；然后，基于水平Azimuth和反射强度筛选点云并映射以计算其分布情况；最后，分析点云分布并建立钢筋网格点坐标，实现钢筋网智能识别。该方法在某混凝土坝工程中进行了试验验证，经检验方法可行，为钢筋网区域的精细化振捣提供了技术支撑。     

对公捏尔盖沟水库施工中混凝土振捣密实的施工

随着水工建筑工程对混凝土的各种性能要求越来越高,工程不仅要求混凝土工作性能好、强度指标高、耐久性好等,而且还要求混凝土结构有光洁如镜的外观。为此提出一个新的课题,即混凝土振捣手如何保证混凝土结构密实、表面无蜂窝麻面,光洁如镜。     

大型渠道混凝土衬砌振捣滑模成型机的工作机理及设计

针对南水北调引水渠工程建设对渠道衬砌采用机械化的需求,通过分析渠道混凝土密实衬砌成型机理,开发出了一种大型渠道混凝土衬砌振捣滑模成型机。设备主要有行走装置、升降装置、布料装置、振捣装置、滑模成型装置、电控系统等部分组成。可一次完成渠道混凝土布料、振捣密实、提浆、挤压成型等工作,自动完成对斜坡、坡脚、坡肩的衬砌。设备具有自动控制、自动平衡、自动监测功能,自动化程度高。和国外先进设备相比,本设备结构简单,性价比高,适应性强,整机技术居国际领先水平,很好的满足了南水北调工程建设的要求。     

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。     

BIM技术在三河口水利枢纽智能建造中的应用

三河口水利枢纽是高碾压混凝土拱坝,大坝建设规模居国内已建同类坝型前茅,面临众多建设管控难题和提质增效建设管理要求。基于BIM技术建设"10+1"(10个子系统,1个平台)施工期监控管理智能化平台,将现代信息技术与水利工程建设深度融合,剖析"10+1"平台监控管理智能化业务流程实施路线。围绕智能温控、碾压质量,施工质量、进度仿真、变形监测、灌浆质量、加浆振捣、人员车辆定位、视频监控、反演分析,提出了施工期监控管理智能化平台的实施路线、难点。     

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。     

自密实混凝土配制施工技术浅探

自密实混凝土(Self CompactingConcrete,简称SCC)以高流动性能、在自重作用下自行充填模板空隙而成为自密实结构,能够较好地解决普通混凝土施工的过振和漏振,并能有效防止混凝土振捣施工造成的“跑模”、支架移位及振捣噪声等问题,能够显著提高混凝土的施工速度。1自密实混凝土的成型机理SCC除具有普通混凝土的性能外,还具有高工作性、抗离析性及填充性能。屈服剪应力τ0和塑性粘度系数μ是反映SCC工作性能的主要流变参数。在配制SCC时,通过对粗细骨料的选型搭配,使用高效复合减水剂和优质掺合料,再经严格的配合比设计,将τ0控制在适…     

龙开口碾压混凝土坝浇筑碾压施工质量实时 监控系统研究与应用

针对碾压混凝土坝浇筑碾压施工过程现有常规施工质量控制方法中存在的人为控制偏差等种种不足,本文提出了基于全球定位技术（GPS）和实时动态差分技术（RTK）的大坝浇筑碾压施工质量实时监控理论,通过在碾压机械上安装高精度GPS定位设备及振动状态监控设备对碾压机械进行全过程、全自动的实时监控,并记录该碾压机械碾压施工过程。监理单位应用该实时监控系统可实现施工过程的精细控制,并为建设单位实时了解仓面碾压施工质量提供有效信息分析平台。最后,针对龙开口碾压混凝土坝浇筑碾压施工所研发的质量实时监控系统在实际工程中的应用充分表明,该系统实现了对大坝碾压混凝土施工过程中压实质量参数的有效监控,从而保证了大坝高质量、高强度施工,促进了工程管理水平的提升。     

大型水利水电工程施工智能控制成套技术及应用

温控防裂、混凝土施工质量和基础质量控制是300 m级特高拱坝建设期重要的技术问题。传统质量管理依赖于从业人员专业素养与责任,无法满足精细化控制要求。本文基于"全面感知、真实分析和实时控制"的智能控制理念,结合大体积混凝土施工全过程和基础灌浆等智能控制技术,实现了高坝施工质量全过程的全天候、精细化、在线实时监控和预报、预警及智能控制;构建了业务协同平台i Dam,以大坝全景信息模型DIM为核心,解决了复杂环境条件下数据采集、海量数据条件下数据挖掘、多方参与条件下数据共享、本质质量条件下数据应用,为大坝施工过程各专业、各环节的精细化管理提供了有效手段,并为其工作性态的真实分析、实时预测、施工方案的动态调整与优化提供了支撑。     

锦屏一级水电站拱坝施工进度仿真分析 与方案比选

针对锦屏一级水电站拱坝坝体混凝土施工,系统分析了混凝土浇筑缆机数量、浇筑层升层高度和层间间隔时间与施工进度之间的关系,仿真分析了坝体施工进度、混凝土浇筑强度、机械设备效率等工程控制性参数,对大坝混凝土施工方案进行了比选,合理安排了坝块浇筑顺序,以便实现工程的计划工期。     

基于Web增强现实的高拱坝仓面施工可视化仿真研究

针对现有的高拱坝施工仿真将浇筑坝块作为最小单元进行仿真研究,忽略了浇筑坝块仓面内部胚层间施工过程的仿真,同时仿真结果的可视化手段与现场割裂,无法在任意场景结合现场实际画面进行结果分析和方案安排的问题,提出基于Web增强现实的高拱坝仓面施工可视化仿真方法。该方法主要包括两个方面:(1)对高拱坝仓面施工过程进行分析,构建高拱坝仓面施工精细仿真模型,并通过仿真计算获得仓面施工各个工序的施工历时;(2)采用Web增强现实技术将设计信息及仿真成果注册至施工现场图像,实现了信息在真实仓面上的直观展示,并实现Web浏览器跨平台的交互分析。结合实际工程开展了研究,结果表明,该方法实现了高拱坝施工进度的精细仿真并提高了可视化水平,施工管理人员可以便捷地结合现场实际情况对施工进度进行分析管理,从而保证大坝按时竣工。     

高拱坝建设进度与质量智能控制关键技术及其应用研究

我国高拱坝工程多位于西南高山峡谷地区,自然环境条件复杂,正面临着如何实现复杂建设条件下进度与质量的精细化管控问题。随着物联网、人工智能、大数据、智能视觉以及云计算等新一代信息技术快速发展,为高拱坝建设进度与质量智能控制提供了技术支撑。首先阐述了高拱坝建设进度与质量智能控制研究的背景、基本概念和研究内容;其次梳理了高拱坝建设进度与质量智能控制的关键技术;最后以某实际高拱坝工程为例,分析了高拱坝建设进度与质量智能控制关键技术的具体应用及取得的成果,为高拱坝工程智能化建设提供了理论基础和技术支撑。     

绿塘堆石混凝土拱坝施工期温度分析

贵州省绿塘水库堆石混凝土拱坝是第一座采取不分横缝整体浇筑的堆石混凝土拱坝,不仅取消了振捣/碾压,通水冷却,还取消分缝,极大简化了混凝土拱坝施工。为了研究绿塘堆石混凝土拱坝的施工期温度过程,开展了施工期临时温度监测,并综合分析了大坝永久温度监测系统获得的施工期温度、施工单位混凝土温度记录、当地气温历史记录等多种资料,论证了温度监测资料的可靠性,得到了一些基本认识。主要结论有:(1)堆石混凝土水化热温升低;(2)气候温和地区完全不采取温控措施的堆石混凝土工程,堆石入仓温度接近于日平均气温,高自密实性能混凝土(HSCC)入仓温度显著高于气温;(3)堆石混凝土入仓温度可以根据HSCC入仓温度与气温加权平均得到。绿塘堆石混凝土拱坝采取不分横缝整体浇筑,是成功的创新实践,可以在气候温和地区推广应用。     

基于质量检测与安全监测数据的补强拱坝弹性模量反馈

针对施工期进行补强加固处理的高拱坝在长期服役后真实材料力学参数是否满足设计要求的问题,本文依托某施工期补强碾压混凝土拱坝工程,首先采用钻孔取芯、大坝弹性波CT及表面波法(SASW)和现场普查相结合的方法进行大坝混凝土质量检测;进而基于变形监测资料对拱坝的实测位移进行定性分析;然后通过建立径向位移统计模型进行定量分析;接...     

金沙江溪洛渡水电站大坝深孔过流振动测试分析

为分析溪洛渡水电站大坝深孔过流引起的振动问题,本文采用中国水利水电科学研究院自主研发的振动测试系统,对右岸制冰楼与拌合楼、大坝廊道和深孔启闭机平台及水垫塘廊道等部位开展了现场测试分析,结果表明:(1)制冰楼、拌合楼等柔性结构,以横河向振动响应为主,其振幅不影响正常运行安全;(2)拱坝深孔过流时引起大坝527岸坡坝段廊道...