【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及橋梁樁基成孔。更具體地說，本專利技術(shù)涉及一種回旋鉆機工況識別和工效分析方法。
技術(shù)介紹
1、橋梁工程主墩通常采用樁基礎(chǔ)形式，樁基鉆孔數(shù)量多、口徑大、超長孔深，現(xiàn)場鉆機的配置數(shù)量、工序進度的安排，直接決定樁基項目成本及人力資源的配置，這就要求對鉆機的鉆進狀態(tài)、鉆進效率進行計算與統(tǒng)計，為現(xiàn)場施工提供決策依據(jù)。
2、回旋鉆機在鉆進的過程中，由于不同地層巖土體性質(zhì)差異較大，鉆頭的工作環(huán)境不斷變化，鉆進工況不斷改變，鉆進效率差異較大，因此，需要現(xiàn)場人工分析鉆機的鉆進狀態(tài)，計算鉆進效率。但由于鉆孔現(xiàn)場條件惡劣、鉆孔工序繁雜多樣，現(xiàn)場施工人員參差不齊，通過人工計算和分析的方式容易造成鉆孔效率統(tǒng)計不及時，甚至出現(xiàn)弄虛作假的情況，無法及時準確的反映施工現(xiàn)場的實際情況。
3、針對這一情況，開展面向鉆進過程狀態(tài)監(jiān)測的鉆進工況識別研究，分析鉆進系統(tǒng)狀態(tài)特征，不依賴現(xiàn)場員工，針對性識別出鉆進的工序，為樁基項目后續(xù)工序進度安排、鉆機配置提供決策依據(jù)，對保證鉆進安全、提高鉆進效率、降低鉆進成本具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)還有一個目的是提供一種可用于精確識別和分析回旋鉆機每種工況狀態(tài)下工作效率的回旋鉆機工況識別和工效分析方法。
2、為了實現(xiàn)根據(jù)本專利技術(shù)的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種回旋鉆機工況識別和工效分析方法，包括：
3、步驟一、實時采集一個工作周期內(nèi)，回旋鉆機的動力頭從開孔到終孔的工作參數(shù)；
4、步驟二、基于采集的工
5、步驟三、根據(jù)回旋鉆機一個工作周期內(nèi)的工作狀態(tài)以及實時成孔深度分析回旋鉆機的總工作時間、有效工作時間、純鉆工作時間、總功效、有效功效和純鉆功效。
6、優(yōu)選的是，步驟一中動力頭的工作參數(shù)包括位移參數(shù)和傾角參數(shù)，所述工作參數(shù)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：
7、激光測距傳感器，其固定于所述回旋鉆機可升降鞍形架的底部，所述回旋鉆機導(dǎo)向架的底部焊接有反射板，所述反射板用于反射所述激光測距傳感器發(fā)射的激光；
8、傾角傳感器，其安裝在所述導(dǎo)向架上，用于監(jiān)測所述動力頭的傾角數(shù)據(jù)。
9、優(yōu)選的是，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括plc中控系統(tǒng)、4g網(wǎng)關(guān)以及云平臺，其與所述激光測距傳感器和傾角傳感器相互進行數(shù)據(jù)交互，plc中控系統(tǒng)接收激光測距傳感器和傾角傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并進行邏輯計算后，將解算后的數(shù)據(jù)通過4g網(wǎng)關(guān)發(fā)送至云平臺。
10、優(yōu)選的是，步驟二具體包括：對采集的工作參數(shù)進行平滑處理，并每間隔10s獲取當前時刻前60s內(nèi)平滑處理后的工作參數(shù)，用于實時識別回旋鉆機的工作狀態(tài)；
11、其中，開孔狀態(tài)通過以下公式判斷識別：
12、???????????????????????????????????(1)
13、??????????????????????????????????????(2)
14、上式中：z為動力頭的傾角參數(shù)，單位為°；?為設(shè)置的動力頭傾角大于90°的閾值時間，單位為s，=300；δt為動力頭傾角持續(xù)大于90°的時間，單位為s；
15、當傾角z滿足公式(1)，δt滿足公式(2)，且計算的實時成孔深度大于設(shè)計孔深時，回旋鉆機處于終孔狀態(tài)；實時成孔深度=鉆桿長度×當前已加鉆桿數(shù)+鉆柱位移長度；鉆柱位移長度=激光測距傳感器與護筒頂部的間距-激光測距傳感器與動力頭底部的間距；
16、對獲取的當前時刻前60s內(nèi)的工作參數(shù)進行線性回歸擬合，得到回歸方程，獲取回歸方程的斜率和決定系數(shù)，回旋鉆機的純鉆狀態(tài)、加鉆桿狀態(tài)和停滯狀態(tài)根據(jù)回歸方程的斜率和決定系數(shù)判斷識別，具體地：
17、當，且時，回轉(zhuǎn)鉆機目前處于純鉆狀態(tài)；
18、當，且時，回轉(zhuǎn)鉆機目前處于停滯狀態(tài)；
19、當，且?時，回轉(zhuǎn)鉆機目前處于加鉆桿狀態(tài)。
20、優(yōu)選的是，步驟二中：
21、當回旋鉆機處于開孔狀態(tài)時，其實時成孔深度為0；
22、當回旋鉆機處于加鉆桿狀態(tài)時，其實時成孔深度=鉆桿長度×當前已加鉆桿數(shù)；
23、當回旋鉆機處于純鉆狀態(tài)時，其實時成孔深度與終孔狀態(tài)的孔深相同；
24、當回旋鉆機處于停滯狀態(tài)時，其實時成孔深度為上一工況的成孔深度。
25、優(yōu)選的是，步驟三中：
26、總工作時間=終孔完成時間-開孔開始時間；
27、有效工作時間=總工作時間-處于停滯狀態(tài)的累積時間；
28、純鉆工作時間=有效工作時間-處于加鉆桿狀態(tài)的累積時間；
29、總功效=終孔狀態(tài)的成孔深度/總工作時間；
30、有效功效=終孔狀態(tài)的成孔深度/有效工作時間；
31、純鉆功效=總功效/純鉆工作時間。
32、優(yōu)選的是，步驟三中，還可基于計算的實時成孔深度，根據(jù)成孔深度與勘測的地層深度的對應(yīng)關(guān)系，獲取回旋鉆機處于各個地層的時間，以進一步分析回旋鉆機在不同地層的總功效、有效功效和純鉆功效。
33、本專利技術(shù)至少包括以下有益效果：
34、1、本專利技術(shù)通過設(shè)計回旋鉆機工況識別和工效分析方法，通過采集、處理關(guān)鍵數(shù)據(jù)就可在復(fù)雜的施工環(huán)境中精確地識別和分析每種工況狀態(tài)下的工作效率，同時基于算法的工效分析為施工決策提供了科學(xué)依據(jù)，保障了系統(tǒng)性和精確性；為后續(xù)類似施工提供參考和改進建議，避免了傳統(tǒng)手動記錄和事后分析的滯后性和主觀性；
35、2、本專利技術(shù)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實時采集、處理和傳輸數(shù)據(jù)，解決了傳統(tǒng)工況監(jiān)測依賴人工記錄，缺乏自動化數(shù)據(jù)處理和傳輸能力，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理效率低下、且無法及時反映施工現(xiàn)場實際情況的問題，提升了整體施工的智能化和自動化水平，滿足現(xiàn)代工程對高校施工和精準管理的要求
36、3、本專利技術(shù)通過對鉆機各工作狀態(tài)的實時監(jiān)控和工效分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)影響施工效率的問題，指導(dǎo)現(xiàn)場人員優(yōu)化施工參數(shù)，從而提高整體施工效率。
37、本專利技術(shù)的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本專利技術(shù)的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
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1.一種回旋鉆機工況識別和工效分析方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的回旋鉆機工況識別和工效分析方法，其特征在于，步驟一中動力頭的工作參數(shù)包括位移參數(shù)和傾角參數(shù)，所述工作參數(shù)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：
3.如權(quán)利要求2所述的回旋鉆機工況識別和工效分析方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括PLC中控系統(tǒng)、4G網(wǎng)關(guān)以及云平臺，其與所述激光測距傳感器和傾角傳感器相互進行數(shù)據(jù)交互，PLC中控系統(tǒng)接收激光測距傳感器和傾角傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并進行邏輯計算后，將解算后的數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)關(guān)發(fā)送至云平臺。
4.如權(quán)利要求3所述的回旋鉆機工況識別和工效分析方法，其特征在于，步驟二具體包括：對采集的工作參數(shù)進行平滑處理，并每間隔10s獲取當前時刻前60s內(nèi)平滑處理后的工作參數(shù)，用于實時識別回旋鉆機的工作狀態(tài)；
5.如權(quán)利要求4所述的回旋鉆機工況識別和工效分析方法，其特征在于，步驟二中：
6.如權(quán)利要求4所述的回旋鉆機工況識別和工效分析方法，其特征在于，步驟三中：
7.如權(quán)利要求6所述的回旋鉆機工況識別和
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種回旋鉆機工況識別和工效分析方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的回旋鉆機工況識別和工效分析方法，其特征在于，步驟一中動力頭的工作參數(shù)包括位移參數(shù)和傾角參數(shù)，所述工作參數(shù)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：
3.如權(quán)利要求2所述的回旋鉆機工況識別和工效分析方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括plc中控系統(tǒng)、4g網(wǎng)關(guān)以及云平臺，其與所述激光測距傳感器和傾角傳感器相互進行數(shù)據(jù)交互，plc中控系統(tǒng)接收激光測距傳感器和傾角傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并進行邏輯計算后，將解算后的數(shù)據(jù)通過4g網(wǎng)關(guān)發(fā)送至云平臺。
4.如權(quán)利要求3所述的回旋鉆機工況識別...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱明清，李國鋒，涂同珩，肖浩，程茂林，鄭可心，劉翔，李嘉成，劉哲，謝德寬，
申請(專利權(quán))人：中交第二航務(wù)工程局有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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