混凝土智能養(yǎng)護檢測記錄軟件開發(fā)及應用

畢輝 梁波 田永林 林澍鈿

摘 ?要：現(xiàn)有混凝土養(yǎng)護方式存在的不精準、不精細的問題，是導致混凝土強度不足和容易產(chǎn)生裂縫的直接因素?；炷琉B(yǎng)護檢測是一系列較為復雜且精細的工作流程，采用智能養(yǎng)護檢測分析軟件，搭配混凝土養(yǎng)護及檢測的自動化產(chǎn)線使用，能實時對環(huán)境進行檢測，使養(yǎng)護檢測流程更加智能化，不僅提高了養(yǎng)護檢測的效率，還保證了混凝土的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：混凝土;養(yǎng)護;裂縫;檢測;智能化

中圖分類號：U445.57 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）24-0174-02

Abstract： The inaccurate and imprecise problems existing in the existing concrete maintenance methods are the direct factors leading to the lack of concrete strength and cracks. Concrete maintenance inspection is a series of complex and fine work flow. By using intelligent maintenance detection and analysis software， combined with the automatic production line of concrete maintenance and detection， the environment can be detected in real time. The maintenance and testing process is more intelligent， which not only improves the efficiency of maintenance and inspection， but also ensures the quality of concrete.

Keywords： concrete; maintenance; crack; detection; intelligence

1 概述

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和城市化進程的加快，全國各地都在大力新建軌道交通網(wǎng)絡(luò)，然而在施工的過程中，普遍存在混凝土出現(xiàn)裂縫的問題。早期出現(xiàn)的混凝土的抗拉強度低，當混凝土的拉應力超過其本身的抗拉強度時，就會容易產(chǎn)生裂縫[1]。早期混凝土的裂縫多出現(xiàn)在表面，到了后期則多出現(xiàn)在混凝土內(nèi)部，混凝土裂縫的產(chǎn)生勢必導致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性降低[2]?；炷琉B(yǎng)護質(zhì)量是直接決定其出現(xiàn)裂縫的因素?，F(xiàn)有養(yǎng)護方式存在不規(guī)范和不精細的缺點，以至于混凝土在養(yǎng)護過程中因為本身的強度不足最終導致裂縫的產(chǎn)生，影響工程的進度和工程的質(zhì)量保障。目前混凝土養(yǎng)護方式主要存在以下問題[3-8]：

1.1 人工灑水不規(guī)范

混凝土早期養(yǎng)護要求要保證混凝土有足夠濕度，混凝土表面若出現(xiàn)干濕交替的情況極有可能出現(xiàn)網(wǎng)格收縮裂紋[9]。為保持混凝土在澆筑后的標準養(yǎng)護周期內(nèi)表面保持濕潤，充分散除混凝土水化熱，養(yǎng)護前期的灑水次數(shù)較多，往后逐漸減少次數(shù)，以適應水化熱的釋放，而人工灑水隨意性較大，往往難以保證混凝土的養(yǎng)護質(zhì)量。

1.2 對溫度、濕度的掌握不準確

按照混凝土養(yǎng)護規(guī)程要求，需要對混凝土養(yǎng)護結(jié)構(gòu)物表面的環(huán)境溫度和濕度進行定時的監(jiān)測，以采取相應的養(yǎng)護措施，但是因為施工現(xiàn)場大多情況下存在對溫度的監(jiān)測不規(guī)范，對濕度基本沒監(jiān)測的情況，因此難以做到適時養(yǎng)護。

1.3 養(yǎng)護用水量不足或過多

混凝土灑水的多少取決于梁體體積與表面積，灑水過少則混凝土養(yǎng)護效果不佳，灑水過多則水資源浪費，且過多的灑水往往容易造成水泥混凝土表面早期強度偏低并產(chǎn)生掉色、水痕等質(zhì)量缺陷。

1.4 養(yǎng)護效率低

混凝土人工養(yǎng)護一般需要由專人來完成，一個大型梁場項目一般需配置1～2名養(yǎng)護工人，而且勞動強度高，因而養(yǎng)護成本較高，養(yǎng)護效率低下。

因此，本文在于設(shè)計一款軟件，搭配混凝土養(yǎng)護及檢測的自動化產(chǎn)線使用，目的是使得混凝土保養(yǎng)和檢測智能化。

2 智能養(yǎng)護軟件原理及框架

2.1 智能養(yǎng)護軟件設(shè)計原理

根據(jù)工業(yè)領(lǐng)域流水線管理思想及實際的應用現(xiàn)狀，本系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫/ 服務(wù)器/ 瀏覽器（客戶端）三層分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將傳統(tǒng)的、離散的混凝土養(yǎng)護和檢測轉(zhuǎn)變成工業(yè)自動化生產(chǎn)控制架構(gòu)，并結(jié)合工業(yè)機器人、數(shù)據(jù)庫、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、信息自動管理等現(xiàn)代化技術(shù)，使混凝土保養(yǎng)和檢測過程智能化、自動化、便捷化、安全化，該系統(tǒng)可實現(xiàn)混凝土養(yǎng)護和測試信息的實時采集、實時處理、實時監(jiān)控等功能。

2.2 智能養(yǎng)護軟件系統(tǒng)框架

采用MVC框架開發(fā)本系統(tǒng)，組織代碼采用業(yè)務(wù)邏輯、界面顯示分離、數(shù)據(jù)的方法，在一個部件里面聚集業(yè)務(wù)邏輯，如果因改進和個性化定制界面及用戶交互，則無需重寫業(yè)務(wù)邏輯，這樣的分而治之的分層設(shè)計可以實現(xiàn)“高內(nèi)聚，低耦合”，把問題劃分各個解決，易于控制和拓展延伸。軟件和外界交互支持多種接口（Web Service接口、數(shù)據(jù)庫接口、文件接口、API函數(shù)接口）方式，同時，軟件提供二次開發(fā)接口功能及二次開發(fā)技術(shù)指導，可以方便連接第三方設(shè)備。

3 智能養(yǎng)護軟件功能組成及特點

通過模塊化方式開發(fā)用戶所需功能，各個功能模塊之間相對獨立，可以按用戶需求通過配置不同管理權(quán)限用戶來重組形成對應的應用層系統(tǒng)。目前按客戶需求軟件系統(tǒng)包含接料模塊、出入庫模塊、檢測及報告出具模塊三大模塊，具體功能如圖1所示：

3.1 接料模塊

接料模塊具備錄入功能，客戶送樣至收樣室并提供樣品相關(guān)信息，收樣人員核對樣品相關(guān)信息、確認樣品規(guī)格狀態(tài)后，將其錄入蘇交科試驗檢測云系統(tǒng)或微拍系統(tǒng)，打印出委托單和樣品條形碼或二維碼。

3.2 出入庫模塊

（1）定位功能：傳感器檢測料盤到位后發(fā)出到位信號，總控系統(tǒng)控制通過PLC控制輸送定位在上料位。

（2）抓料入庫功能：到位后，系統(tǒng)發(fā)出堆垛機抓取試件上料的命令。

（3）庫位分配功能：通過搜索后臺數(shù)據(jù)，找到空閑倉位并分配給新試件。

（4）耗時記錄功能：記錄試件入庫的起始時間和保養(yǎng)時長。

（5）倉位試件管理：通過掃描二維碼可以從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫快速獲得試件試樣編碼，保養(yǎng)時長，倉位信息等信息。

（6）出庫提醒功能：28天保養(yǎng)時間到后，通過更新試件的倉位標簽信息，標識該試件夠保養(yǎng)時間，需進行抗壓試驗。

3.3 檢測及報告出具模塊

（1）采集和上傳功能：混凝土試件在檢測機構(gòu)進行壓力實驗時，通過壓力傳感技術(shù)直接自動采集原始的實驗結(jié)果，并通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給后臺監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器。

（2）廢料處理功能：對測試完后的物料自動處理，推落至廢料輸送線暫存，整組試驗完成后根據(jù)判定合格的送廢料車，不合格的送留樣車存放。

（3）數(shù)據(jù)處理功能：試驗結(jié)果數(shù)據(jù)查詢，打印試驗報告，樣品出庫及抗壓試驗起始時間等。

4 實驗結(jié)果分析

智能養(yǎng)護軟件已經(jīng)在蘇交科混凝土養(yǎng)護及檢測的自動化產(chǎn)線上使用，系統(tǒng)能實現(xiàn)混凝土養(yǎng)護的全程自動化，對數(shù)據(jù)進行采集分析。（見圖2）

5 結(jié)論

相比于傳統(tǒng)養(yǎng)護方法，混凝土智能養(yǎng)護檢測分析軟件具有以下優(yōu)點：

（1）全程實現(xiàn)無人化養(yǎng)護檢測，節(jié)省人工的同時減少不確定因素影響，大幅度提高養(yǎng)護效率。

（2）智能養(yǎng)護檢測系統(tǒng)能自動化檢測環(huán)境溫濕度，并實時進行控制，使養(yǎng)護流程更科學規(guī)范。

（3）軟件能自動獲取外圍設(shè)備提供的養(yǎng)護和檢測數(shù)據(jù)，實時統(tǒng)計和分析，減少因前期養(yǎng)護檢測不周或人工記錄失誤帶來的意外事故的發(fā)生，提高工程質(zhì)量。

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