專利名稱：混凝土表面溫度裂縫預(yù)警系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土表面裂縫預(yù)警系統(tǒng)及方法，特別涉及在大體積混凝土施工時(shí)對(duì)混凝土表面裂縫自動(dòng)監(jiān)測(cè)的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
混凝土的表面裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中一種極為普遍的現(xiàn)象，尤其在施工期和運(yùn)行期，表面裂縫的產(chǎn)生主要受環(huán)境溫度變化影響。在寒潮和越冬期間，溫度驟降常會(huì)造成混凝土表面溫度梯度過大，造成表面溫度裂縫。目前，針對(duì)大體積混凝土表面溫度裂縫的預(yù)警系統(tǒng)及方法多是依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)氣溫測(cè)量數(shù)據(jù)判斷采取保溫措施的時(shí)機(jī)，尚未有針對(duì)表層混凝土自動(dòng)化測(cè)量溫度、報(bào)警的方法。采用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)判斷方法誤差大、反應(yīng)慢、并且不能根據(jù)不同壩形、不同部位判斷需要采取保溫措施的時(shí)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)表層混凝土溫度梯度過大極易表面裂縫的問題，提供一種混凝土表面溫度裂縫預(yù)警系統(tǒng)及方法，能夠在惡劣情況下提醒施工采取保溫措施，減小表面裂縫發(fā)生的幾率。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，該方案包括如下步驟1)在距離混凝土倉表面0. 50m以內(nèi)的區(qū)域埋設(shè)三支以上溫度傳感器2，各溫度傳感器2的埋設(shè)深度不同，且在該區(qū)域內(nèi)無冷卻設(shè)施。2)根據(jù)工程實(shí)際需要和混凝土性質(zhì)預(yù)先設(shè)定報(bào)警判別位置P、該位置的報(bào)警閾值Δ Tpwtt.將溫度傳感器[2]采集的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入到數(shù)據(jù)處理單元；3)數(shù)據(jù)處理單元按照下面式子，計(jì)算出混凝土內(nèi)部各點(diǎn)的溫度梯度ATi+0.5 ATi+0.5= (Tw-Ti)Ali,^Cli, i+1 = Hw-Hi式中，T1, T2, . . . , Tn為各支溫度計(jì)測(cè)得的溫度值，η為埋設(shè)的溫度傳感器2個(gè)數(shù)；Hi為第i只傳感器的埋深，Cli, i+1為第i支與第i+Ι支傳感器的埋設(shè)深度差，i = 1,2,...,n-1 ；4)按照下面式子計(jì)算出判別位置P處混凝土的溫度梯度ΔΤΡ Δ Tp = b*x+a =d)(ATI+05 -ΔΤ))/((|](HI+^-d)2)
1=1L1=1I
_ n-\Ad =
i=i 2α = ΔΤ- * 式中，χ為判別位置P的埋深，Δ γ5、ΔΤ2.5.....ΔΤη+α5*已計(jì)算出的混凝土內(nèi)
部各點(diǎn)的溫度梯度值，Κ 為混凝土內(nèi)部各點(diǎn)的溫度梯度值A(chǔ)Ti+a5的平均值；
特別地，當(dāng)P位于混凝土表面，按下式進(jìn)行計(jì)算Δ Tp = -b*dv+a
權(quán)利要求
1.一種混凝土表面溫度裂縫預(yù)警方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)在距離混凝土倉表面(1)0.50m以內(nèi)的區(qū)域埋設(shè)至少三支溫度傳感器O)，各溫度傳感器的埋設(shè)深度不同，且在該區(qū)域內(nèi)無冷卻設(shè)施；2)根據(jù)工程實(shí)際需要和混凝土性質(zhì)預(yù)先設(shè)定報(bào)警判別位置P、該位置的報(bào)警閾值ΔTp Λ ；將溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入到數(shù)據(jù)處理單元；3)數(shù)據(jù)處理單元按照下面式子，計(jì)算出混凝土內(nèi)部各點(diǎn)的溫度梯度ATi+a5:八 Ti+0.5= (Tw-Ti) Μ, i+1di,i+i = H^1-Hi式中，T1, T2, . . . , Tn為各支溫度計(jì)測(cè)得的溫度值，η為埋設(shè)的溫度傳感器的個(gè)數(shù)汛為第i只傳感器的埋深，Cli, i+1為第i支與第i+Ι支傳感器的埋設(shè)深度差，i = 1，2，. . .，n-1 ；4)按照下面式子計(jì)算出判別位置P處混凝土的溫度梯度ΔTp:Δ Tp = b*x+a
2.一種混凝土表面溫度裂縫預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括溫度傳感器O)、數(shù)據(jù)處理單元及報(bào)警器，數(shù)據(jù)處理單元包括放大器、模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、顯示器、電源電路和含計(jì)算程序的單片機(jī)；溫度傳感器( 采集的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)放大器、模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換電路后，輸入到單片機(jī)中；單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算后通過顯示器顯示計(jì)算結(jié)果，并且當(dāng)計(jì)算結(jié)果大于報(bào)警閾值時(shí)，向報(bào)警器輸出信號(hào)進(jìn)行報(bào)警。
全文摘要
混凝土表面溫度裂縫預(yù)警系統(tǒng)及方法，涉及一種使用溫度傳感器及數(shù)據(jù)處理單元測(cè)算混凝土溫度梯度以對(duì)危險(xiǎn)工況進(jìn)行報(bào)警的方法。本發(fā)明根據(jù)實(shí)際工程需要和混凝土性質(zhì)預(yù)先設(shè)定報(bào)警判別位置以及該位置的溫度梯度閾值，使用普通溫度傳感器、數(shù)據(jù)處理單元及報(bào)警器，通過測(cè)量距混凝土表面0.5m范圍內(nèi)的混凝土溫度，按照公式計(jì)算混凝土各點(diǎn)溫度梯度，當(dāng)判別位置處的溫度梯度超過預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，報(bào)警器報(bào)警。該預(yù)警系統(tǒng)具有報(bào)警及時(shí)、準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，在防止大體積混凝土表面溫度裂縫方面具有顯著的效果。
文檔編號(hào)G01K3/14GK102393258SQ20111020107
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者張麗媛, 李慶斌, 林鵬, 胡昱, 韋宇碩 申請(qǐng)人:清華大學(xué)