基于计算机图形技术的混凝土振捣可视化监控方法

摘要

本发明涉及混凝土振捣技术。本发明解决了现有混凝土振捣质量监控没有有效直观的数据支撑的问题，提供了一种基于计算机图形技术的混凝土振捣可视化监控方法，其技术方案可概括为：首先绘制混凝土块体，获取浇注高度及施工仓面数据，形成立面浇注高度图及施工仓面平面图，然后实时获取振捣设备信息，计算并在施工仓面平面图中绘制仓面平面振捣实施情况，若需要统计分析则将施工仓面平面图中欲振捣区域离散格网化，获取每个格网的振捣统计结果，分析计算出振捣质量监控结果，通过分级方法在施工仓面平面图中显示振捣质量监控结果。本发明的有益效果是：可以直观的对混凝土振捣进行监控及统计，适用于混凝土振捣监控。

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土振捣技术，特别涉及混凝土振捣可视化监控技术。

背景技术

混凝土振捣是混凝土浇筑的关键工艺，工艺过程中振捣质量的监测与控制是混凝土质量 控制的重要环节之一。混凝土振捣是指的对卸入浇筑仓内的混凝土拌和物进行振动捣实，以 满足设计质量要求。传统的施工现场振捣质量控制，是通过振捣棒的交错插入来保证混凝土 浇筑区域的全覆盖，同时通过粗放的经验方式来控制振捣棒插入深度和插入角度，以及振捣 时长、振捣间距等过程控制参数，从而保证混凝土振捣密实。实际操作中，施工人员难以做 到振捣棒插入深度、插入角度、振捣时长及振捣间距等参数的精确把握，因而根据个人经验 操作的随意性强，振捣质量在很大程度上受人为因素和工作条件的影响，难以避免出现欠振、 过振及漏振等问题，而施工监理人员在施工过程中，也只能通过人工经验，主观判定施工过 程质量，对施工质量的评价缺乏有效直观的数据支撑，这已成为混凝土振捣质量控制的通病， 缺乏一种技术方案有效且直观的监测分析振捣情况。

随着计算机软硬件性能的极大提升，基于计算机的图形可视化技术已经广泛应用于各个 行业，由于图形可视化技术具有直观明了、方便快捷的特点，将其引入建筑工程混凝土振捣 监控与评价领域，可以极大的提升振捣质量监控的技术水平，为施工人与监理方提供直观且 科学的质量控制与评价依据。

发明内容

本发明的目的就是克服目前混凝土振捣质量监控没有有效直观的数据支撑的缺点，提供 一种基于计算机图形技术的混凝土振捣可视化监控方法。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，基于计算机图形技术的混凝土振捣可视化 监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、系统绘制混凝土块体，获取浇注高度及施工仓面数据，形成立面浇注高度图及 施工仓面平面图，并将立面浇注高度图与施工仓面平面图相对应；

步骤2、实时获取振捣设备实际位置、振捣设备方位角度、振捣设备振捣参数及振捣设 备报警信息，计算并在施工仓面平面图中绘制仓面平面振捣实施情况；

步骤3、系统时刻根据用户选择判断是否进行统计分析，若不是则不进行处理，若是则 将施工仓面平面图中欲振捣区域离散格网化，判断每个格网与振捣影响区的叠加情况，获取 到每个格网的振捣统计结果；

步骤4、将每个格网的振捣统计结果与预存的标准振捣参数进行对比，分析计算出振捣 质量监控结果，通过分级方法在施工仓面平面图中显示振捣质量监控结果。

具体的，步骤1包括以下具体步骤：

步骤11、获取需绘制的混凝土块体轮廓，绘制混凝土块体；

步骤12、获取浇注高度，在混凝土块体中进行浇注高度填充得到立面浇注高度图，并在 立面浇注高度图中区分显示正在施工仓面及已施工仓面；

步骤13、获取施工仓面数据，绘制施工仓面平面图，并将施工仓面平面图与立面浇注高 度图中的施工仓面相对应，所述施工仓面数据包括仓面范围及仓面平面布置。

进一步的，步骤2中，所述振捣设备振捣参数至少包括振捣设备振捣棒数量、振捣深度、 振捣棒振捣影响区及振捣实时时间。

再进一步的，步骤3中，所述振捣统计结果包括每个格网的振捣时长ti及振捣深度hi。

具体的，步骤3包括以下具体步骤：

步骤31、系统时刻根据用户选择判断是否进行统计分析，若不是则不进行处理，若是则 将施工仓面平面图中整个欲振捣区域离散化为格网，设每一个格网的边长为L及格网面积为 S，每一个格网对应一个振捣时长ti及一个振捣深度hi，ti及hi的初始值为0；

步骤32、根据之前接收到的该施工仓面对应的所有振捣设备实际位置、振捣设备方位角 度、振捣设备振捣参数及振捣设备报警信息，以时间顺序分为多次振捣信息，选择该施工仓 面对应的第一次振捣；

步骤33、根据本次振捣的振捣设备实际位置、振捣设备方位角度及振捣设备振捣参数计 算出本次振捣的振捣棒振捣影响区位置，并判断出该振捣影响区所覆盖的格网，选取一个格 网进入下一步进行计算；

步骤34、判断该格网是否为被覆盖的格网，若是则进入下一步，若不是则保持其振捣时 长ti及振捣深度hi不变并直接进入步骤36；

步骤35、将该振捣棒振捣影响区的振捣时间ts与该格网的振捣时长ti进行相加，用所 得到的值替换之前存储的振捣时长ti的值，同时判断振捣棒振捣影响区的振捣深度hs是否 大于该格网的振捣深度hi，若是则将该格网的振捣深度hi的值变更为hs的值，若不是则保 持原hi的值不变；

步骤36、判断是否所有格网的振捣时长ti及振捣深度hi都已计算完成，若是则进入下 一步，若不是则更换一个未计算的格网，并回到步骤34；

步骤37、判断是否该施工仓面对应的多次振捣信息都已计算完成，若是则进入下一步， 若不是则选择下一次振捣，并回到步骤33。

再进一步的，步骤33中，所述根据本次振捣的振捣设备实际位置、振捣设备方位角度及 振捣设备振捣参数计算出本次振捣的振捣棒振捣影响区位置，并判断出该振捣影响区所覆盖 的格网的具体方法为：依次判断每一个格网被本次振捣的振捣棒振捣影响区位置覆盖的面积， 若该面积大于等于该格网的预设面积St则认为该格网被覆盖，所述该格网的预设面积St为 S/2或S/3或2S/3。

具体的，步骤4包括以下具体步骤：

步骤41、对所有格网的振捣统计结果进行统计并分级归类，计算每一类分级中格网数量；

步骤42、计算并显示每一类分级在整个仓面所占的面积；

步骤43、根据预存的标准振捣参数计算出每一类分级的标准振捣结果，在施工仓面平面 图中根据每一类分级的标准振捣结果进行显示。

再进一步的，所述根据每一类分级的标准振捣结果进行显示的方法为以不同颜色或不同 透明度表示不同类分级进行显示。

具体的，步骤4包括以下具体步骤：

步骤401、将每个格网的振捣统计结果与预存的标准振捣参数进行对比，判断出每个格 网的标准振捣结果；

步骤402、根据每个格网的标准振捣结果进行分级归类，计算每一类分级中格网数量；

步骤403、计算并显示每一类分级在整个仓面所占的面积；

步骤404、在施工仓面平面图中根据分级进行显示。

再进一步的，所述根据分级进行显示的方法为以每一类分级的颜色或透明度与其他类分 级不同进行显示。

本发明的有益效果是，通过上述基于计算机图形技术的混凝土振捣可视化监控方法，可 以直观的对混凝土振捣进行监控及统计，方便监理人员及施工人。

附图说明

图1为本发明实施例中基于离散格网的振捣质量监控结果示意图；

其中，1为振捣设备，2为振捣设备的定向定位装置，3为振捣设备的方位角度，4为过 振捣区域，5为漏振捣区域，6为欠振捣区域，7为未振捣区域，8为合格振捣区域。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，详细描述本发明的技术方案。

本发明所述的基于计算机图形技术的混凝土振捣可视化监控方法中，首先系统绘制混凝 土块体，获取浇注高度及施工仓面数据，形成立面浇注高度图及施工仓面平面图，并将立面 浇注高度图与施工仓面平面图相对应，然后实时获取振捣设备实际位置、振捣设备方位角度、 振捣设备振捣参数及振捣设备报警信息，计算并在施工仓面平面图中绘制仓面平面振捣实施 情况，系统再时刻根据用户选择判断是否进行统计分析，若不是则不进行处理，若是则将施 工仓面平面图中欲振捣区域离散格网化，判断每个格网与振捣影响区的叠加情况，获取到每 个格网的振捣统计结果，并将每个格网的振捣统计结果与预存的标准振捣参数进行对比，分 析计算出振捣质量监控结果，通过分级方法在施工仓面平面图中显示振捣质量监控结果。

实施例

本例中，基于计算机图形技术的混凝土振捣可视化监控方法的具体步骤如下：

步骤1、系统绘制混凝土块体，获取浇注高度及施工仓面数据，形成立面浇注高度图及 施工仓面平面图，并将立面浇注高度图与施工仓面平面图相对应。

本例中，本步骤可以具体为：首先系统获取需绘制的混凝土块体轮廓，绘制混凝土块体， 再获取浇注高度，在混凝土块体中进行浇注高度填充得到立面浇注高度图，并在立面浇注高 度图中区分显示正在施工仓面及已施工仓面，然后获取施工仓面数据，绘制施工仓面平面图， 并将施工仓面平面图与立面浇注高度图中的施工仓面相对应，其中，施工仓面数据包括仓面 范围及仓面平面布置等。

步骤2、实时获取振捣设备实际位置、振捣设备方位角度、振捣设备振捣参数及振捣设 备报警信息，计算并在施工仓面平面图中绘制仓面平面振捣实施情况。

本步骤中，振捣设备振捣参数至少需要包括振捣设备振捣棒数量、振捣深度、振捣棒振 捣影响区及振捣实时时间，此时显示的仓面平面振捣实施情况由于是实时获取的数值，也就 可以对其进行存储，以后在查询时以动画的形式进行显示，且在施工仓面平面图中加入振捣 设备报警信息时，也可以采用特殊符号表示，监理人员或工作人员若点击该特殊符号，再将 具体的报警信息呈现出来。

步骤3、系统时刻根据用户选择判断是否进行统计分析，若不是则不进行处理，若是则 将施工仓面平面图中欲振捣区域离散格网化，判断每个格网与振捣影响区的叠加情况，获取 到每个格网的振捣统计结果。

本例中，振捣统计结果包括每个格网的振捣时长ti及振捣深度hi，则本步骤具体为：

步骤31、系统时刻根据用户选择判断是否进行统计分析，若不是则不进行处理，若是则 将施工仓面平面图中整个欲振捣区域离散化为格网，设每一个格网的边长为L及格网面积为 S，每一个格网对应一个振捣时长ti及一个振捣深度hi，ti及hi的初始值为0；

步骤32、根据之前接收到的该施工仓面对应的所有振捣设备实际位置、振捣设备方位角 度、振捣设备振捣参数及振捣设备报警信息，以时间顺序分为多次振捣信息，选择该施工仓 面对应的第一次振捣；

步骤33、根据本次振捣的振捣设备实际位置、振捣设备方位角度及振捣设备振捣参数计 算出本次振捣的振捣棒振捣影响区位置，并判断出该振捣影响区所覆盖的格网，选取一个格 网进入下一步进行计算，其中，根据本次振捣的振捣设备实际位置、振捣设备方位角度及振 捣设备振捣参数计算出本次振捣的振捣棒振捣影响区位置，并判断出该振捣影响区所覆盖的 格网的具体方法为：依次判断每一个格网被本次振捣的振捣棒振捣影响区位置覆盖的面积， 若该面积大于等于该格网的预设面积St则认为该格网被覆盖，所述该格网的预设面积St可 以为S/2或S/3或2S/3，根据实际情况进行设置；

步骤34、判断该格网是否为被覆盖的格网，若是则进入下一步，若不是则保持其振捣时 长ti及振捣深度hi不变并直接进入步骤36；

步骤35、将该振捣棒振捣影响区的振捣时间ts与该格网的振捣时长ti进行相加，用所 得到的值替换之前存储的振捣时长ti的值，同时判断振捣棒振捣影响区的振捣深度hs是否 大于该格网的振捣深度hi，若是则将该格网的振捣深度hi的值变更为hs的值，若不是则保 持原hi的值不变；

步骤36、判断是否所有格网的振捣时长ti及振捣深度hi都已计算完成，若是则进入下 一步，若不是则更换一个未计算的格网，并回到步骤34；

步骤37、判断是否该施工仓面对应的多次振捣信息都已计算完成，若是则进入下一步， 若不是则选择下一次振捣，并回到步骤33。

步骤4、将每个格网的振捣统计结果与预存的标准振捣参数进行对比，分析计算出振捣 质量监控结果，该基于离散格网的振捣质量监控结果示意图如图1所示，再通过分级方法在 施工仓面平面图中显示振捣质量监控结果。

在图1中，可以明显看出振捣设备1，振捣设备1的定向定位装置2(可在具体制作监控 结果时取消或根本不显示)，振捣设备1的方位角度3，可见，其中一个振捣设备1与离散格 网的行列线具有一定角度，由于在离散格网中计算出了振捣质量监控结果，则可如图1所示， 直接在离散格网中显示过振捣区域4、漏振捣区域5、欠振捣区域6、未振捣区域7及合格振 捣区域8，其中，也可将漏振捣区域5与未振捣区域7进行合并，因为漏振捣也就是未振捣。

本例中，本步骤可以有以下两种实现方式：

方式一，其具体步骤为：

步骤41、对所有格网的振捣统计结果进行统计并分级归类，计算每一类分级中格网数量；

步骤42、计算并显示每一类分级在整个仓面所占的面积；

步骤43、根据预存的标准振捣参数计算出每一类分级的标准振捣结果，在施工仓面平面 图中根据每一类分级的标准振捣结果进行显示，其可以为以不同颜色或不同透明度表示不同 类分级进行显示，如分级归类时根据标准振捣参数分为过振捣、合格振捣、欠振捣及未振捣 等，分别显示为红色、绿色、黄色及白色，或分别显示为不透明、70％透明、40％透明及100％ 透明的同一种填充颜色。

方式二，其具体步骤为：

步骤401、将每个格网的振捣统计结果与预存的标准振捣参数进行对比，判断出每个格 网的标准振捣结果；

步骤402、根据每个格网的标准振捣结果进行分级归类，计算每一类分级中格网数量；

步骤403、计算并显示每一类分级在整个仓面所占的面积；

步骤404、在施工仓面平面图中根据分级进行显示，其可以为以每一类分级的颜色或透 明度与其他类分级不同进行显示，如分级归类时根据是否合格分为过振捣、合格振捣、欠振 捣及未振捣等，分别显示为红色、绿色、黄色及白色，或分别显示为不透明、70％透明、40％ 透明及100％透明的同一种填充颜色。