本发明涉及裂缝监测分析养护系统,具体为一种混凝土裂缝监测分析养护系统。
背景技术:
1、随着工程建设的不断推进,工程质量监管日益受到重视。工程项目建成后使用时间长,发生事故后影响伤亡大,因此确保工程质量至关重要,在建筑工程中,混凝土是用量最多的材料,其具有良好的可塑性、耐久性和经济性,但由于混凝土是一种质脆材料,即使在规范的浇筑和养护条件下也难免会出现裂缝,而裂缝的出现不仅影响建筑物的外观,更危及建筑物的正常使用以及结构的耐久性,因此,对混凝土裂缝的监测与防控具有重要的现实意义。
2、而现有的混凝土监测存在监测分析能力不足,无法根据混凝土的环境以及裂缝情况进行智能化分析,使得混凝土的裂缝的发展情况难以追踪和评估,进而无法更好的进行养护,造成质量问题和存在隐患等。
3、基于此,提出了一种混凝土裂缝监测分析养护系统。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种混凝土裂缝监测分析养护系统,以解决上述背景技术提出的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种混凝土裂缝监测分析养护系统,包括裂缝因素监测单元,裂缝因素监测单元用于对混凝土浇筑后所处位置的裂缝因素数据进行实时监测;其中裂缝因素数据包括环境因素数据和荷载力度数据;还包括数据处理单元和裂缝养护处理单元:
3、所述数据处理单元对裂缝因素数据进行处理分析,具体过程为:
4、对环境因素数据进行解析,以得到湿度、温度、风速及昼夜温差;
5、对湿度、温度及风速进行分别处理得到对应的温影值、低湿影值和风影值;
6、将温影值、低湿影值和风影值以及昼夜温差的数值代入预设环造裂缝模型输出环造裂缝指数p1;其中,ac1、bc1、c分别为温影值、低湿影值和风影值的数值,β1、β2、β3、β4分别表示为设定的比例系数因子,cy为风影阈值;d为昼夜温差的数值;
7、将环造裂缝指数p1与裂缝影响范围(-v,+v)进行比对,若p1∈(-v,+v),则将环造裂缝指数、对应的环境因素数据以及温影值、低湿影值和风影值发送至裂缝养护处理单元;v为常数;
8、对荷载力度数据进行解析,以得到荷载力度实时值分别为u0,u1,u2,u3,……,将u0,u1,u2,u3,……分别设为半径作圆,同时获取数据库内设定对应时间段的荷载力度阈值,再以该设定值为半径作圆,若荷载力度实时值处于荷载力度阈值的范围内,则生成正常信号,否,则生成荷载力度异常信号;将荷载力度数据和荷载力度异常信号发送至裂缝因素监测单元;
9、所述裂缝养护处理单元对混凝土进行养护处理。
10、作为本发明的进一步改进,裂缝养护处理单元对混凝土进行养护处理的具体过程为:
11、当p1∈(-v,+v),且温影值或低湿影值大于相应的设定阈值时,生成在混凝土表面喷水降温,并覆盖塑料薄膜的提示指令,并控制相应的喷水设备进行喷水,然后控制塑料薄膜覆盖设备工作,进行覆盖塑料薄膜;
12、当p1∈(-v,+v),且风影值大于设定的阈值时,生成对混凝土的表面进行挡板覆盖的提示指令并反馈到对应人员的智能终端,人员通过智能终端接收到提示指令后,对混凝土的表面进行挡板覆盖;
13、当p1∈(-v,+v),且昼夜温差大于相应设定的阈值时,生成夜间采用棉被等保暖器的提示指令并反馈到对应人员的智能终端,通过保暖器进行覆盖保温,且日间洒水;
14、当接收到荷载力度异常信号后,根据荷载力度的大小及延伸路径,判定混凝土产生裂缝状态下的宽度、深度和走向;并据此进行混凝土裂缝类型的识别判定,并匹配对应的养护建议;其中类型包括温度裂缝、干缩裂缝和外力负荷裂缝。
15、作为本发明的进一步改进,对湿度进行处理的具体过程为:
16、获取所有湿度对应的数值,将小于设定阈值的湿度数值标记为低湿度值;统计所有低湿度值的数值将其标记为低湿总值ds1,将所有的低湿度值进行平均值计算得到低湿均值ds2;获取最小的低湿度值并标记为ds3,将低湿总值、低湿均值和最小的低湿度值进行归一化处理,并代入预设公式bc1=ds1×us1/(ds2×us1+ds3×us3+1)得到低湿影值bc1;其中,us1、us2和us3均为预设权重因子。
17、作为本发明的进一步改进,对温度进行处理的具体过程为:将所有的温度依据采集的时间先后顺序进行排序,计算相邻两个温度之间的差值得到相邻温度差,若相邻温度差大于设定相邻阈值,则将该相邻温度差标记为初选温度差,若排序在前的温度小于排序在后的温度,则将该初选温度差标记为温升温度差;若排序在前的温度大于排序在后的温度,则将该初选温度差标记为温降温度差;将所有的温升温度差的数值进行求和得到温升总值wt1,将所有的温降温度差进行求和得到温降总值wt2;设定温升总值和温降总值对应的权重因子为ut1、ut2,且ut2>ut1>0.5;代入公式ac1=wt1×ut1+wt2×ut2+wt3×ut3得到温影值ac1;其中wt3为所有温度的平均值,ut3为平均值对应的权重因子。
18、作为本发明的进一步改进,对风速进行处理的具体过程为:获取所有风速,将其与风速阈值进行比对,统计大于风速阈值的风速数量,若风速数量大于零,则设置若干个风速范围,每个风速范围对应一个影响系数,若风速处于风速范围内,则匹配该风速范围对应的影响系数;将所有的风速分别与若干个风速范围进行匹配得到对应的影响系数,然后将所有的影响系数对应的数值进行求和得到影系总值;计算所有风速数值的平均值得到平均风速,将风速数量、影系总值和平均风速的数值输入计算机中,并按照预设比例将其换算成对应的长度,以风速数量和影系总值的长度绘制两条垂直相交的直线,将直线的两端依次连接得到菱形,选取菱形的中心点为起始点,以平均风速的数值作菱形的高,以菱形和高构建四棱锥;选取四棱锥的体积并将体积数值标记为风影值。
19、作为本发明的进一步改进,还包括:
20、环境数据监测模块,对混凝土浇筑位置所处的环境因素数据进行实时监控,以得到环境因素数据;
21、荷载监测模块,用于对混凝土浇筑位置所承受的荷载力度数据进行监测,以得到荷载力度数据;
22、预警单元,用于在混凝土浇筑位置裂缝产生的概率高于固定阈值时,针对其中的高概率导致裂缝产生的因素数据进行预警,并将相应的养护预防建议传输至值守养护人员的移动终端内。
23、作为本发明的进一步改进,还包括:
24、定位模块,用于对混凝土的浇筑位置进行定位,并扫描识别其位置特征,获取对应位置数据,将位置数据与数据库内设定位置数据相比对,若比对成功,则获得该位置浇筑混凝土所需监测的裂缝因素数据发送至裂缝因素监测单元。
25、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
26、本发明采用光纤布拉格光栅技术(fbg)结合可调谐激光器实现实时监测混凝土浇筑后结构的应变和裂缝发展情况,配合对混凝土浇筑位置外在因素的实时监控,有利于为工程质量的控制提供有力的技术支持,通过及时的发现和防治降低混凝土裂缝的产生,能够有效提高工程结构的安全性和耐久性,有助于减少工程质量事故的发生,并降低维修成本延长使用寿命,且fbg技术具有本质安全、抗电磁干扰、耐久性强等特点,适用于各种恶劣环境下的监测,意味着在多种工程结构中均有较大的应用潜力。
27、本发明通过对混凝土浇筑的外在环境及负荷应力进行实时监测,有利于及时发现和处理混凝土结构出现的裂缝问题,进而及时的针对问题所在进行养护防治,减少了工程质量事故和维修成本,为工程结构的安全性和耐久性提供更加可靠的保障。
28、本发明通过数据处理单元用于对裂缝因素数据进行处理计算得到环造裂缝指数,通过环造裂缝指数及裂缝因素数据进行智能化分析,并执行相应的养护操作。
1.一种混凝土裂缝监测分析养护系统,包括裂缝因素监测单元,裂缝因素监测单元用于对混凝土浇筑后所处位置的裂缝因素数据进行实时监测;其中裂缝因素数据包括环境因素数据和荷载力度数据;其特征在于,还包括数据处理单元和裂缝养护处理单元:
2.根据权利要求1所述的一种混凝土裂缝监测分析养护系统,其特征在于,裂缝养护处理单元对混凝土进行养护处理的具体过程为:
3.根据权利要求1所述的一种混凝土裂缝监测分析养护系统,其特征在于,对湿度进行处理的具体过程为:
4.根据权利要求3所述的一种混凝土裂缝监测分析养护系统,其特征在于,对温度进行处理的具体过程为:将所有的温度依据采集的时间先后顺序进行排序,计算相邻两个温度之间的差值得到相邻温度差,若相邻温度差大于设定相邻阈值,则将该相邻温度差标记为初选温度差,若排序在前的温度小于排序在后的温度,则将该初选温度差标记为温升温度差;若排序在前的温度大于排序在后的温度,则将该初选温度差标记为温降温度差;将所有的温升温度差的数值进行求和得到温升总值wt1,将所有的温降温度差进行求和得到温降总值wt2;设定温升总值和温降总值对应的权重因子为ut1、ut2,且ut2>ut1>0.5;代入公式ac1=wt1×ut1+wt2×ut2+wt3×ut3得到温影值ac1;其中wt3为所有温度的平均值,ut3为平均值对应的权重因子。
5.根据权利要求4所述的一种混凝土裂缝监测分析养护系统,其特征在于,对风速进行处理的具体过程为:获取所有风速,将其与风速阈值进行比对,统计大于风速阈值的风速数量,若风速数量大于零,则设置若干个风速范围,每个风速范围对应一个影响系数,若风速处于风速范围内,则匹配该风速范围对应的影响系数;将所有的风速分别与若干个风速范围进行匹配得到对应的影响系数,然后将所有的影响系数对应的数值进行求和得到影系总值;计算所有风速数值的平均值得到平均风速,将风速数量、影系总值和平均风速的数值输入计算机中,并按照预设比例将其换算成对应的长度,以风速数量和影系总值的长度绘制两条垂直相交的直线,将直线的两端依次连接得到菱形,选取菱形的中心点为起始点,以平均风速的数值作菱形的高,以菱形和高构建四棱锥;选取四棱锥的体积并将体积数值标记为风影值。
6.根据权利要求1所述的一种混凝土裂缝监测分析养护系统,其特征在于,还包括:
7.根据权利要求1所述的一种混凝土裂缝监测分析养护系统,其特征在于,还包括:
