時(shí)磊
摘要:針對(duì)海上風(fēng)電高樁承臺(tái)混凝土裂縫控制難度大的問題,開發(fā)了基于北斗云技術(shù)的大體積混凝土溫控系統(tǒng)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用,溫控系統(tǒng)運(yùn)行效果良好,有效控制了海上風(fēng)電高樁承臺(tái)混凝土裂縫的產(chǎn)生,具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞:海上風(fēng)電;大體積混凝土;北斗;云技術(shù);溫度控制系統(tǒng)
高樁承臺(tái)結(jié)構(gòu)是海上風(fēng)電基礎(chǔ)的重要結(jié)構(gòu)形式,海上風(fēng)電承臺(tái)大體積混凝土結(jié)構(gòu)具有尺寸大、質(zhì)量要求高、海上施工、質(zhì)量控制難度大等特點(diǎn)。同時(shí),海上風(fēng)電承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)高,膠凝材料用量大,水化熱散熱條件差,大量的水化熱聚集在混凝土內(nèi)部,混凝土結(jié)構(gòu)極易因?yàn)闇囟葢?yīng)力產(chǎn)生開裂,給工程造成極大的危害[1]。
常規(guī)大體積混凝土溫控檢測(cè)是檢驗(yàn)大體積混凝土內(nèi)部溫度的一種便捷、直觀的技術(shù)手段。但是由于海上風(fēng)電工程所處的特殊地理環(huán)境,傳統(tǒng)的大體積混凝土溫控檢測(cè)方式受到諸多客觀因素限制[2],迫切需要一種新的溫控手段來滿足海上風(fēng)電承臺(tái)施工的技術(shù)需求。
1 承臺(tái)自動(dòng)溫控系統(tǒng)介紹
某海上風(fēng)電項(xiàng)目承臺(tái)工程采用表面蓄水深度15cm內(nèi)通循環(huán)冷卻水的方式養(yǎng)護(hù)(循環(huán)冷卻水管布置要求見下圖),鋼套箱外側(cè)模板采用巖棉保溫。并按計(jì)算及測(cè)溫結(jié)果及時(shí)調(diào)整水深和冷卻水流速,將溫差控制在25℃內(nèi),每1米溫度梯度控制在15℃內(nèi)。
混凝土表面溫度、薄膜下面溫度及養(yǎng)護(hù)水溫測(cè)溫采用溫度計(jì),內(nèi)部測(cè)溫采用智能巡檢儀測(cè)溫,測(cè)溫片共設(shè)置3組(因承臺(tái)基礎(chǔ)是圓臺(tái)形狀),每組埋設(shè)深度分別為上表面下0.1m、中部、底板(底模)上0.1m,在澆注前埋設(shè)。傳統(tǒng)測(cè)溫方式為混凝土澆搗后12小時(shí)開始人工測(cè)溫,升溫階段每2小時(shí)用測(cè)溫儀測(cè)量一次混凝土內(nèi)溫度及大氣溫度,降溫階段每8小時(shí)測(cè)一次,做好記錄,技術(shù)負(fù)責(zé)人及時(shí)審閱,隨時(shí)控制混凝土內(nèi)外溫差不大于25℃。每米溫度梯度不大于15℃。當(dāng)內(nèi)外溫差或溫度梯度接近規(guī)范限值時(shí),及時(shí)報(bào)警并立即采用應(yīng)急措施,防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。該測(cè)溫方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且測(cè)量精度差,時(shí)效性低。
由于受海上交通及供電等因素影響,傳統(tǒng)的人工測(cè)溫方式不適合海上承臺(tái)施工。考慮到海上施工通訊問題,為保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確性,經(jīng)過方案必選,研發(fā)了基于北斗衛(wèi)星通訊的承臺(tái)養(yǎng)護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)除具備常規(guī)測(cè)溫儀的所有功能外,還可以通過北斗衛(wèi)星GPRS信號(hào)將測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫朔?wù)器,施工人員可以通過安裝在手機(jī)或PC上的軟件,查看實(shí)時(shí)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù),并可下載溫度變化報(bào)表;同時(shí),該系統(tǒng)可根據(jù)溫度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)循環(huán)冷卻水流量,并對(duì)溫度異常情況報(bào)警,提醒施工人員針對(duì)溫度異常及時(shí)采取控制措施。
2 溫控系統(tǒng)功能介紹
承臺(tái)溫控系統(tǒng)是采集設(shè)備終端與遠(yuǎn)端云數(shù)據(jù)服務(wù)一體的一套專業(yè)化操作系統(tǒng),采集終端將溫度數(shù)據(jù)以及水冷循環(huán)控制裝置運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)發(fā)送到云數(shù)據(jù)服務(wù)器上,由服務(wù)器存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù),操作員可以根據(jù)溫度的變化情況,遙控承臺(tái)水冷系統(tǒng)的啟停。另外,自動(dòng)控制部分也可按照設(shè)定的溫度響應(yīng)規(guī)則,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)承臺(tái)溫度的控制。
2.1 數(shù)據(jù)采集
每個(gè)承臺(tái)安裝一套溫控終端設(shè)備,設(shè)備由傳感器、采集器、北斗數(shù)據(jù)傳輸模塊、電源組成,測(cè)控終端負(fù)責(zé)采集溫度數(shù)據(jù)和溫度中控,采集終端采集數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)封裝打包通過北斗數(shù)傳模塊發(fā)送到遠(yuǎn)端云數(shù)據(jù)服務(wù)器。云數(shù)據(jù)服務(wù)器通過接收端北斗數(shù)傳模塊接收各個(gè)承臺(tái)發(fā)來的數(shù)據(jù)。服務(wù)器將采集得到的數(shù)據(jù)按照承臺(tái)編號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ),同時(shí)以圖表形式展現(xiàn)在監(jiān)控界面,如圖3。
2.2 監(jiān)控參數(shù)設(shè)置
承臺(tái)養(yǎng)護(hù)過程中,要嚴(yán)格防止?jié)仓幕炷粮魈帨囟瓤刂茀?shù)超出限定范圍。在溫度監(jiān)控過程中,設(shè)定溫度控制值和溫度上限值并伴隨聲光報(bào)警提示,使得在溫度參數(shù)在突破上限值前,施工人員能夠即時(shí)采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧?/p>
在承臺(tái)混凝土澆筑過程中,需要實(shí)時(shí)監(jiān)控混凝土入模溫度,若入模溫度過高,則進(jìn)行降溫處理;澆筑完畢進(jìn)入升溫階段時(shí),需實(shí)時(shí)監(jiān)控各測(cè)溫點(diǎn)最高溫度,當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度上升過快時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)聲光報(bào)警提示施工人員采取降溫措施;在降溫階段,通過檢查內(nèi)外部溫差,設(shè)定降溫速率預(yù)警,當(dāng)發(fā)現(xiàn)降溫過快時(shí),自動(dòng)聲光報(bào)警提示施工人員采取保溫措施,降低混凝土降溫速率。
2.3 冷卻系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制
在養(yǎng)護(hù)過程中,操作員可以根據(jù)采集得到的承臺(tái)溫度,發(fā)送控制指令到測(cè)控終端,測(cè)控終端開啟或閉合其上的控制繼電器操縱冷卻水泵和水閥啟動(dòng)或停止從而達(dá)到遠(yuǎn)程水冷控制。
2.4 測(cè)溫報(bào)告輸出
當(dāng)承臺(tái)養(yǎng)護(hù)工作完成后,系統(tǒng)可自動(dòng)生成養(yǎng)護(hù)報(bào)告。報(bào)告中的內(nèi)容可根據(jù)呈報(bào)需要進(jìn)行設(shè)置。調(diào)整好后選擇打印就可以按需要輸出到打印機(jī)或PDF文件。
3 結(jié)語(yǔ)
通過采用基于北斗云數(shù)據(jù)技術(shù)的海上承臺(tái)溫控系統(tǒng)能有效地解決海上風(fēng)電施工過程中由于遠(yuǎn)離陸域,供電、交通不便等各項(xiàng)不利因素所帶來的負(fù)面影響,可有效監(jiān)控混凝土溫度變化,為施工過程提供準(zhǔn)確的預(yù)警信號(hào),協(xié)助施工人員實(shí)施嚴(yán)格的保溫、保濕養(yǎng)護(hù)等綜合技術(shù)措施。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證,該系統(tǒng)有效控制了海上風(fēng)電高樁承臺(tái)混凝土裂縫的產(chǎn)生,具有廣闊的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn):
[1]鄒輝.大體積海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土水管冷卻溫度場(chǎng)有限元分析[J].可再生能源,2013,31(5):56-60.
[2]汪發(fā)紅,張國(guó)志,雷宇芳,等.海洋環(huán)境下大體積混凝土溫控防裂措施研究[J].公路,2006,(9):97-100.
(作者單位:中國(guó)電建集團(tuán)山東電力建設(shè)有限公司)