混​凝​土​浇​筑​完​毕​后​应​及​时​进​行​连​续​养​护

混​凝​土​浇​筑​完​毕​后​应​及​时​进​行​连​续​养​护

      1 传感器概念
      施工中所用的传感器主要是利用传感设备,从施工现场采集构件温度、变形、受力、设备运行及现场施工状况等反映施工中各种施工生产要素及其状态的有用信息的数据与图像技术系统。它研究如何利用传感器将施工所需数据准确及时地收集和传递,从而为项目决策和控制提供基础数据,以利于施工控制和管理的高效化,是实现信息自动采集与录入的基础。
      2 建筑工程施工中的传感器应用
      传感器是指基于计算机的传感设备。工程施工中的传感设备将反映各施工要素状态的物理信息通过IΠO站转化为计算机能识别的数据,从而实现信息收集的自动化。用于施工中的传感器从功能上分主要有测温传感器、应变传感器、光(波)传感器、压力传感器、光纤和视觉传感器等。
      2.1 测温传感器
      在施工中应用温度传感器主要是对大体积混凝土的裂缝进行控制。利用温度传感器(现场多用铜-康铜热电偶)将温度信号转变为数字信号,传输入计算机,由相关软件对其进行运算、分析和其他处理后显于计算机屏幕上,通过计算机屏幕可以随时了解掌握混凝土的温差变化,并具备报警功能。通过人工智能专家系统对报警部位提供相应的技术建议,从而采取措施消除隐患。
      除了控制混凝土裂缝外,温度传感器在混凝土的蓄热养护、冬季施工、冻结法施工中也能发挥作用。同时还可对施工中构配件装配进行温度监控,以保证安装精度和结构安全。
      在智能生态建筑中,温度传感器可以根据室内环境自动测温并调温等,以保持室内适宜的温度和节约能源。此外在建材产品中,如钢材、水泥、砖在生产制造中也要用温感进行控制,以保证生产和质量控制。
      2.2 位移传感器
      位移传感器除了用于检测结构构件的变化、房屋的倾斜、沉降外,最重要是用在基坑开挖时的地质预警系统中。通过测位计、测斜仪等仪器,在基坑开挖时,监控边坡的稳定,防止边坡失稳、滑移等,对施工周边的环境保护具有重要意义。利用应力应变来检测桩端质量也得到大量应用。对于桩基检验,采用桩基动测分析系统,成桩后在桩顶作动测试验和分析,根据微机分析结果来判断桩身的完整性,然后决定对桩的施工质量处理方案,是检验桩的一种重要手段。
      中国科学院武汉岩土力学研究所研制了桩基完整性动力检测装置,其中定量分析采用微机。中国建筑科学研究院研制的FEI2A型桩基动测分析系统,既可用作低应变动力检测,又可用于高应变动力检测,是我国当前桩基动力检测的最佳装置。随着技术的发展,位移传感器的应用将越来越广。
      2.3 光(波)传感器
      工程施工中的光波传感器主要应用于结构构件的无损检测,包括混凝土构件和钢结构焊缝等。采用光波传感器进行无损检测常用的有超声脉冲法、射线法、脉冲回波法、雷达扫描法、红外热谱法、声发射法等。
      随着混凝土无损检测方法和电子技术的发展,利用传感技术进行无损检测也发展到一个新水平,目前国内外关于无损检测仪器的研究动向主要有以下趋势:
      (1)仪器智能化 近年来无损检测技术测试数据的处理 和评价方法日趋复杂,迫切要求提高仪器的自身数据处理能力,因此新研制的仪器普遍运用了计算机技术。
      (2)传感系统多样化 近年来高灵敏传感器系统不断出 现,其中包括红外、微波、射线等传感系统。由于超声检测方法的多样化,超声探头的品种也日益增多,尤其是短余振探头、反射探头、组合探头等特种探头相继问世,使以往无法实现的某些检测方法和设想,通过新型传感器的研究成功而获得解决。比如,天津市地质工程勘察院引进了日本超声波成孔控测仪,利用该仪器特制的探头,一次下孔连续测量孔壁的4个方向,可提供影响钻孔质量的几乎所有参数。该仪器在充满泥浆的钻孔中,上下连续拍摄,使人们看到了钻孔的真实状况,这在大直径钻孔灌柱桩成孔检测中是一大进步。
      (3)专用化、小型化、一体化、集约化 为了适用某些特 殊结构物的检测需要,国内外都有依据这些特殊要求制成专用仪器的做法,例如法国CEBTP公司根据钻孔灌注桩的检测特点制成专用仪器,该仪器把探头升降、光学记录系统、超声发射和接收等集于一体,既满足了要求又缩小了体积。湖南大学研制的桩基检测专用仪器,更把超声发射系统等都装入探头中,整机(包括升降机、数据采集、运算等)由计算机控制,使超声仪更适合于桩基检测的特殊条件。一体化也是当今仪器的发展趋势之一,例如天津建筑仪器厂把回弹值、超声速度、衰减、频谱分析等指标的测试和处理都集于HTC21回弹超声综合检测仪中,提高了仪器中信息处理单元的利用率,缩小了体积,提高了检测效率。近年来国外还主张把各种检测功能的仪器组装在一辆检测专用车上,数据由共用的计算机处理和贮存,称之为集约化趋势。例如英国的道路工程超声检测系统就是集约化的典型仪器群。它把各种道路 无损检测装置安装在一辆车子内,在车前及车下安装了许多非接触式超声探头,车子行走过程中同时可测出路面的平整度、粗糙度、厚度等一系列质量指标,并由车内计算机作较大容量的信息处理,给出对道路状况的综合评价结论。这种集约化的检测仪器群机动性强,检测功能齐全,处理信息量大,可适应各种工程的检测,是一个可移动的检测试验中心。
      值得说明的是,无损光波传感器(检测仪)除了用于混凝土检验外,在钢结构焊缝检验、材质检验、砌块墙体检验等方面也得到大量应用,原理基本相同。
      2.4 光纤传感器的应用
      近年来,欧美日等发达国家已逐步将光纤传感技术应用于结构安全监控,并结合利用信息处理、驱动机构以及一些新型材料,探讨感应结构和更先进的智能结构等研究试验,并取得一定的研究成果。他们将光纤传感技术成功地应用于常年的结构安全监控,并在此基础上,增设并组装驱动机构(激励器)及计算机,通过指令、行动等功能,由计算机进行控制,使结构的安全监控纳入自动化管理,并使混凝土构筑物成为具有一定灵敏度的感应结构。在上述感应结构中,进一步进行智能型结构的研究,即综合利用 光纤传感器的检测功能、激励器的指令、行动功能和信息处理机的判断、结论等功能,在自动监控的基础上,进行综合判断、处理的试验,以进一步达到能自我检测、判断、自我修复的智能型结构。
      光纤传感器在土木工程中进展的概况主要体现在以下几个方面:①监控结构的应力与变形;②对结构开裂进行检测;③对大体积混凝土测温;④组成传感网络,遥控监测结构性能;⑤结构安全预示报警。
      我国已将光纤传感材料用于三峡大坝和部分桥梁的健康检测和安全评定等。
      2.5 视觉(图像)传感器
      视觉传感器通过光电检测器将光转化为电信号,最常用的光电检测器是摄像管和固态图像传感器。我们这里主要介绍利用CCD光电传感器对高层建筑施工的垂直度监测。
      该系统由激光发射装置、CCD光电传感器、视频发生器、图像采集管及系统主控机组成。激光沿直线发射激光束后,通过激光接收靶上CCD光电传感器驱动电路完成自扫描,经视频信号处理电路滤波放大,并经数字化后作为图像采集系统数据进入计算机,在经过对图像像变及照度进行补偿与数字滤波的图像处理后再显示在计算机屏幕上,这样可及时准确地取得在滑模施工中已经发生的垂直度偏扭程度,可及时地采用有效的纠偏措施,将施工误差控制在允许范围内。
      利用该系统进行滑模施工的垂直偏扭监测不仅速度快,而且准确程度高,同时垂直度偏扭监测为动态管理,可以随时了解并掌握滑模施工中已经发生的垂直偏扭值及偏扭发展趋势,有利于及时地采取有效的技术措施对已经发生的偏扭进行纠正。光电传感器在武汉国贸中心大厦中已受到应用,且取得了良好的应用效果。此外在三峡大坝混凝土浇筑中,也利用光电视觉传感器进行了现场监控。
      2.6 压力传感器
      压力传感器在建筑工程施工中常用在基坑开挖与边坡支护、桩端承载力检验、各种结构构件的受力分析等方面。有人已开发出了微机控制下无粘结预应力张拉工艺,当实际张拉力与设计要求相对误差大于5%时,微机提示作业人员进行补张拉力。此外,利用压力传感器制成的电子计算秤也应用在混凝土搅拌站中各种配料的自动称重搅拌中,实现自动配置骨料,保证混凝土浇筑质量。
      对土压力的测定是通过土压力传感器进行的。常用的土压力传感器有钢弦式和电阻式两大类。道路桥梁、房屋建筑预应力工程、基坑锚杆、建筑结构和构件受力的测定、结构荷载的测量、加荷千斤顶的标定等工作均可由测力传感器进行。
      3 结束语
      本文介绍了建筑工程施工中各种传感器的工作原理与应用,旨在说明传感器的功能与效果。值得一提的是,3S技术尤其是RS和GPS技术也是一类重要的信息获取方法和手段。在施工中,运用遥感技术可充分了解工程所处的地理环境,了解其地下的土层构造及地下水等。而GPS技术则提供的是位置信息,是一种重要的施工要素,所以也可归入传感系统。利用GPS辅助工程施工测量已有应用,如由中国建筑三局三公司施工的厦门建设银行大楼,应用卫星定位技术,垂直精度大大提高。这种数据处理自动化、精度高、全天候 的高层建筑观测对传统的测量方法是一次革命。所以重视对3S在工程中的研究应用也是传感系统发展的一个重要方面。归结起来,无论是从温度、位移、力、光(波)、视觉等传感信息获知方面,还是从RS、GPS给予的信息资源看,传感器的作用可归结为:①代替人工获取信息;②完成人工所不能和不好达到或完成的工作。传感器主要是收集施工现场所需的各种技术数据,这些数据经AΠD转换或过滤后,将变为有用的信息传输给项目管理信息系统,经过综合和决策,指导工程的具体施工和维护。对于传感器应用,应做好两方面的工作:①施工企业与仪器厂合作,大量开发和研究施工所用传感器;②施工企业在工程中转变观念,大力推广运用。做好这些工作,就为数字化施工体系的建立奠定了信息基础。