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1、暑期实验室学习进展情况,报告人： 周焰,报告人： 周焰,暑期实验室学习进展情况,实验室研究的两大方向,土石方平衡施工仿真混凝土浇筑施工仿真这是实验室研究的主要两个大方向,目前师兄师姐研究的小方向,选仓和机械程序的仿真 基于面向对象的可视化仿真技术研究 混凝土坝施工仿真 交通运输系统及大坝部分的仿真总体而言就是师兄师姐的三个小组： 可视化 + 数据库 + 浇筑建模,何谓土石方平衡,从技术的角度看来 ，土石方平衡包含着这几方面开挖填筑 土石方平衡 转运料场开采余料弃渣通过一系列的活动，以快速经济施工为目的所作的设计、规划工作。,以往土石方平衡存在的问题,土石方不合理利用问题 施工干扰问题 弃渣规划
2、考虑欠妥 影响到 没有合理利用场地工程进度工程质量 工程三大目标工程投资此外，土石方平衡工作对于施工场地规划、施工机械配套、以及材料与技术供应等都有重要影响！,解决土石方问题的常用方法,优化方法：常用的有运筹学、线性规划等 逼近方法：控制粒径做开采规划，通过技 术经济比较，最终确定的一种方法。 模拟方法：通过计算机静态建模、动态建模的方法 其他方法：大系统理论、人工智能等,土石方平衡研究现状,土石方调配是一个与工程进度、空间布局、运输道路、施工机械等相关的;工程的规划、设计施工乃至运行各阶段相互关联的，时间与空间相关联的资源优化配置问题。土石方调配问题的优化建模与其他问题的建模一致，关键在于如
3、何通过合理的简化、分解与抽象，使数学模型反应实际施工系统的主要特征、主要目标、基本规律。 水利工程施工具有综合性与实践性的特点，随着工程技术、计算机技术以及其他相关学科技术的发展，的更好的方法。今后必将会有出现解决土石方平衡问题 这也是目前实验室正在努力实现的工作！,混凝土浇筑施工仿真,主要分为三个主系统： 混凝土生产子系统、运输子系统、浇筑子系统 混凝土浇筑的三大要素：浇筑单元、浇筑机械、控制条件混凝土施工的主要运输浇筑设备： 缆机、门机、塔带机、真空溜槽、皮带机、自卸汽车等；了解与分析每种设备的性能参数、运行及布置方式及控制浇筑范围有助于帮助我们更好的控制大坝的浇筑，也有助于拓宽我们对于如
4、何使得机械联合浇筑、平行作业达到优化的目的！,净料贮存,毛料贮存,骨料加工,骨料开采,毛料温控,掺合料加工,外加剂,掺合料贮存,外加剂贮存,水泥贮存,混凝土拌合,混凝土运输,坝体混凝土浇筑,拌和水温控,模板制作,模板安装,钢筋加工,钢筋架立,混凝土坝施工工艺流程,拌合站,拌合楼,混凝土浇、运输机械设备,通常混凝土的水平运输有有轨和无轨运输两种。一）有轨运输采用有轨机车拖运平台车完成。 平台车上放立罐装运混凝土，一般采用三罐加一空位的方式。立罐和卧罐属于混凝土吊罐，为一钢制容器，装料口大，出料口小并有控制弧门，多采用液压或气压启闭，装有吊钩，可方便的用起重机起吊。水电工地常用的有3m3、6m3、
5、9m3吊罐,混凝土卧罐,混凝土立罐,二) 汽车运输（水平运输设备）主要有用自卸车直接盛混凝土，运送并卸入与起重机不脱钩的 卧罐内，再将卧罐吊运入仓卸料。也有自卸汽车加立罐的方式。两种方式各有千秋，应根据具体情况采用，在实际工程中现多采用汽车运输方式，有轨运输方式已不象以前那样普遍了。,（三）混凝土垂直运输设备主要采用各类起重机。一）门式起重机 机身下有一较大门架，起重臂可上扬收拢，靠改变起重臂的角度来变幅。二）塔式起重机有较高的钢塔，一般起重臂水平固定，靠小车行走来变幅。三）塔带机塔式起重机和皮带机的组合，它集垂直运输和水平运输为一体，具有连续浇筑、生产率高、运行灵活的优点。,缆机有承重索、起
6、重索和牵引索三种钢索，其质量要求最高的为承重索。缆机尽量靠近拌和楼布置，以便接料，现大多采用不脱钩供料。卸料则采用仓面无线控制操作，以便迅速定位卸料。缆机生产率高，控制范围大，不受洪水影响，在高山峡谷中的混凝土高混凝土坝中有很大的优势。,四）缆式起重机,五）履带式起重机有履带式行走式装置，起吊高度不大，但机动灵活。 六）混凝土泵可垂直和水平运送混凝土，能将混凝土运送到难以到达的部位，但有塌落度和最大粒径的限制。,门式起重机,塔机,塔带机,胎带机,缆式起重机,缆式起重机,大坝及其它建筑物的混凝土运输浇筑方案有如下几种。一） 门、塔机运输浇筑方案 1、 门、塔机栈桥运输浇筑方案 2、门、塔机无栈桥
7、方案 二） 缆机运输浇筑方案1、缆机同其他起重机组合的浇筑系统2、立体交叉缆机浇筑系统3、辐射式缆机浇筑系统,混凝土运输浇筑方案的选择,三）辅助运输浇筑方案1、履带式起重机浇筑方案2、 汽车运输浇筑系统3、皮带运输机浇筑方案,选择应遵循如下原则：(1)除满足混凝土浇筑外，同时能最大限度的承担模板、钢筋、金属结构及仓面的小型机据的吊运工作；(2)在工作范围内，设备利用率高，不压浇筑块，或不因压块而延误浇筑工期。(3)在保证工程质量的前提下能满足高峰浇筑强度的要求；要求：运输过程中混凝土不初凝、不冷凝、不漏浆、无严重泌水、无过大的温度变化，能够保证混凝土入仓温度的要求。,混凝土运输浇筑方案的选择原
8、则,混凝土浇筑工艺流程,注意：具体选择必须根据工程的具体情况因地制宜的进行选择，其中建筑物的尺寸、工程规模往往起主导作用，此外还与导流方案、施工分期、施工进度等密切相关。,基岩面无松动岩块、清洗干净，无泥土、杂物及油污,冲毛后的混凝土表面,止水及灌浆管,止水,止水及止浆片,混凝土坝的分缝分块,由于大坝浇筑存在着诸多限制如温控措施、机械设备的能力限制、天气状况的偶然急变等使得混凝土坝不可能一次浇筑完毕，需要将坝体分成许多浇筑块来浇筑，这就是混凝土的分缝分块。,一）分缝分块型式混凝土坝的缝有横缝、纵缝和水平缝。非结构横缝、纵缝和水平缝都是临时的，又叫施工缝。施工分缝分块有以下四种形式：1、竖缝分块
9、。,2、斜缝分块 3、错缝分块 4、通仓浇注,二）接缝灌浆1、接缝灌浆分区由于设备限制和灌浆特点，分区面积一般为200300m2，高度基础68m，上部1015m（横缝1020m）。2、预埋灌浆系统1)盒式灌浆系统2)面式灌浆系统3) 拔管灌浆系统,3、接缝张开度与灌浆压力张开度应大于0.5mm，但也不宜太达，一般13mm较为理想 。灌浆压力控制顶层缝面压力为0.2 MPa。4、通水检查及冲洗检查管路通畅及灌区封闭情况，判断混凝土内部有无缺陷，排除缝内污物杂质。,5、施工1)灌浆顺序及灌浆方法2)浆液稠度及变化3)结束标准、方式及最后闭浆4)钻孔灌浆6、灌浆质量检查主要检查灌浆坝体温度、接缝张开
10、度、灌浆压力、灌浆稠度、吸浆量、干料充填、灌浆作业状况。同时钻孔取样、凿槽检查。,灌浆键槽,灌浆键槽,灌浆出浆盒,拔管出浆系统,混凝土施工仿真的结果导向,研发 高盈利的新产品 销售 获得高年销售利润 行政 部门的高效运转SO 仿真 相对最优方案then how？,混凝土坝仿真模拟流程,验证结果导向优越性,1.施工进度 （1）横道图,（2）浇筑面貌,坝段月上升面貌,借助数据通过计算机的2D可视化显示出平面基本仿真模型,节点工期面貌,（3）浇筑强度,坝段月浇筑强度,机械月浇筑强度,全坝段混凝土月浇筑强度（单位：m3）,2#塔带机月浇筑强度（单位：m3）,（4)机械利用率,机械利用率统计表,基于仿真
11、导向的面向过程分析,仓位划分分层原则 按照强弱约束区分区纵向分缝保证浇筑在初凝时间内完成、考虑到温控因素对冷缝的预防、机械能力的限制等横向并仓保证大坝的整体性与密实度,混凝土仿真控制条件,天气状况的约束 大坝空间位置的约束 浇筑机械条件的约束 层间间歇时间的约束 相邻坝块施工约束 相邻坝块高差的要求 特殊高程约束,对于一些控制条件的理解,这些控制条件的存在不可避免的制约着我们对于施工总体布置的规划、进度、质量等！如何在这些约束下，达到工程保质保量、进度达到最快化、投资收益最大化、成本最小化、又能达到保护生态环境等无疑是俱有重大影响！ 目前，我所知道师兄师姐的研究内容里暂时只对层间间歇要求、相邻
12、坝块施工约束、相邻坝块高差的要求、特殊高程约束只有些初步了解，往后还要再继续深入！,仿真结果的实现理论上,实际事件抽象成计算机语言离散事件的具体化仿真 仿真模型实现其某些功能方法等步长法最小事件表示法,程序实现,物理建模,参数建库,仿真编程,成果处理,CAD三维建模,0.5m层厚剖分,纵向并仓,建立仓位信息数据库,有效施工时间,机械参数,层间间歇时间,约束条件,以天为大循环,台班为小循环,寻找合适仓位,安排机械浇筑,写入浇筑信息,坝段浇筑月强度,机械浇筑月强度,月浇筑面貌,机械利用率,对于UML的学习收获,UML (Unified Modeling Language)为面向对象软件设计提供统一
13、的、标准的、可视化的建模语言。适用于描述以用例为驱动，以体系结构为中心的软件设计的全过程。UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分uml语义：消除了程序开发者对语义的不一致所造成的影响。 UMLuml表示法：为开发者提供了系统建模的基本表达方式。事物：包含构建事物、行为事物、分组事物、注释事物。UML构成 关系 ：包含依赖、关联、泛化、实现。 图 ：包含用例图、序列图、类图、,用例图、类图、顺序图概述,（1）参与者关联 泛 关联 用例 拓展 用例包含 关联 化 关联参与者,用例图是被称为参与者的外部用户能够直接观察到系统功能的模型图。用例图列出了系统外的用户和系统中的用例，并指出了他们
14、之间的关系。用例图一般用来静态建模。,（2） 类图以反映类的结构(属性、操作)以及类之间的关系为主要目的，描述了软件系统的结构，是一种静态建模方法 类图中的“类”与面向对象语言中的“类”的概念是对应的，是对现实世界中的事物的抽象 类图中的事物及解释 类 从上到下分为三部分，分别是类名、属性和操作。类名是必须有的 类如果有属性，则每一个属性都必须有一个名字，另外还可以有其它的描述信息，如可见性、数据类型、缺省值等 类如果有操作，则每一个操作也都有一个名字，其它可选的信息包括可见性、参数的名字、参数类型、参数缺省值和操作的返回值的类型等,类图中的事物及关系,类的事物:(1)接口(2)抽象类(3)模
15、板类; (1):一组操作的集合，只有操作的声明而没有实现(2):不能被实例化的类，一般至少包含一个抽象操作(3)：一种参数化的类，在编译时把模版参数绑定到不同的数据类型，从而产生不同的类。类的关系：包括关联、聚合、组合、泛化、实现、依赖。每一个关系的适用范围都有特定的对象。,顺序图概要及关系,（3） 顺序图用来表示用例中的行为顺序。当执行一个用例行为时，顺序图中的每条消息对应了一个类操作或状态机中引起转换的事件。 顺序图展示对象之间的交互，这些交互是指在场景或用例的事件流中发生的。 顺序图属于动态建模。 顺序图的重点在消息序列上，也就是说，描述消息是如何在对象间发送和接收的。表示了对象之间传送消息的时间顺序。 浏览顺序图的方法是：从上到下查看对象间交换的消息。 顺序图中的事物包括参与者、对象、生命线、消息符号。,顺序图与其他两个图的关系表示,基于UML的学习总结,对于uml，我目前已经能够看懂一些类图、顺序图、用例图等；但由于没有使用过，目前也只是停留在看的懂得层面上，至于实践方面以后还得加强这方面的操作内容。争取加强这方面的深度与广度。 基于仿真导论的学习总结 1：施工方案的比选 2：各方案的总工期以及各个时段的形象进度分析计算,
