本發明屬于澆筑控制，具體涉及一種應用于承臺施工的混凝土澆筑控制系統。

背景技術：

1、承臺是建筑物或橋梁等結構的基礎部分，承載著上部結構的重量并將其傳遞到地基中。承臺的施工質量直接關系到整個工程的安全性和穩定性。傳統的承臺施工方法主要依賴于人工測量和經驗判斷，存在精度低、效率慢、易出錯等問題，尤其是在大型復雜結構中，傳統方法難以滿足高精度要求。

2、隨著現代建筑工程的規模越來越大、結構越來越復雜，對承臺施工的精度和效率提出了更高的要求。為了確保承臺的幾何形狀、尺寸和位置符合設計要求，必須引入先進的測量技術和自動化控制系統，實現對承臺施工過程的精確控制。

3、為了解決上述問題，迫切需要一種能夠提高承臺施工精度、效率和安全性的新型控制系統。

4、本發明旨在解決現有技術中的不足，提供一種高精度、高效、智能化的承臺施工控制系統。該系統通過引入先進的測量技術、自動化控制手段和智能化數據分析方法，實現了對承臺施工全過程的精確控制，確保承臺的幾何形狀、尺寸和位置符合設計要求，提高了施工效率和工程質量。

技術實現思路

1、為了克服上述現有技術存在的缺點與不足，本發明采用如下技術方案：

2、一種應用于承臺施工的混凝土澆筑控制系統，包括：

3、坐標系統構建模塊：明確局部坐標系的建立方法，確定原點位置，定義坐標軸方向；考慮承臺形狀和尺寸差異，選擇適當的坐標系建立方式；在復雜環境中使用便攜式測量設備進行快速定位；

4、首節段澆筑測量模塊：明確混凝土配合比、澆筑速度、振搗方式和養護措施；在每次使用測量機器人前進行校準，采集現澆位置時用全站儀進行二次驗證；

5、位置計算與變形補償模塊：建立過渡坐標系，明確原點位置和坐標軸方向，用于描述首節段承臺的相對位置；提供從局部坐標系到過渡坐標系的轉換矩陣公式和計算步驟，考慮承臺在施工過程中的變形和位移，引入補償機制確保計算結果的準確性；

6、多節段澆筑監控模塊：確定各節段承臺的澆筑順序和間隔時間；選擇和布置控制測點，實時監測承臺的位置和姿態，并進行動態調整；

7、施工質量驗證調整模塊：采集當前節段承臺的現澆位置，并與理論匹配位置進行對比，檢查位置偏差、幾何形狀和尺寸偏差；根據驗證結果，調整約束條件和權重系數，確保承臺的最終位置準確無誤；建立風險預警機制，實時監控施工進度和質量，采取應對措施；

8、承臺施工質檢模塊：當所有節段承臺的澆筑和安裝完成后，檢查整個承臺的幾何形狀、尺寸和位置是否符合設計要求，包括整體尺寸、幾何形狀、表面質量和內部結構；輸出最終結果，并將施工過程中的所有數據整理歸檔。

9、優選地，系統工作流程如下：

10、步驟一、建立局部坐標系，確定原點位置和坐標軸方向，并使用測量設備進行精確測量，確保坐標系的建立精度；

11、步驟二、澆筑首節段承臺，明確混凝土澆筑的工藝流程，并在澆筑過程中增加對測量機器人的校準和驗證步驟，確保測量數據的準確性；混凝土配合比的選擇、澆筑速度的控制、振搗方式的使用以及養護措施的實施均根據設計要求進行，以確?；炷恋墓ぷ餍阅芎湍途眯裕?/p>

12、步驟三、計算首節段承臺的理論安裝位置和匹配位置，建立過渡坐標系，并進行坐標轉換，同時考慮承臺在施工過程中的變形和位移，引入補償機制進行修正；

13、步驟四、依次澆筑其余節段承臺，明確各節段承臺的澆筑順序和間隔時間，選擇和布置控制測點，實現承臺移動和定位的精確控制，并進行動態調整；

14、步驟五、每次澆筑完成后，使用測量機器人采集當前節段承臺的控制測點在局部坐標系下的現澆位置，并與理論匹配位置進行對比，進行驗證與調整，包括調整約束條件、權重系數調整，并建立風險預警和應對措施；

15、步驟六、當所有節段承臺的澆筑和安裝完成后，檢查整個承臺的幾何形狀、尺寸和位置是否符合設計要求，并輸出最終結果，整理歸檔施工過程中的所有數據。

16、優選地，步驟一具體如下：

17、s11、明確局部坐標系的建立方法；

18、原點確定：在承臺施工區域的固定端模處建立局部坐標系，以固定端模與承臺模板的交面和承臺頂面中心線的交點為坐標系原點；坐標軸方向包括x軸正方向、y軸正方向、z軸正方向；

19、x軸正方向：沿承臺頂面中心線指向匹配端模方向；

20、y軸正方向：根據右手法則確定，右手拇指指向x軸正方向，食指指向z軸正方向，中指指向y軸正方向；

21、z軸正方向：垂直向上，指向天空；

22、將該坐標系命名為局部坐標系a，并在施工記錄中明確標注其原點位置和坐標軸方向；

23、使用全站儀或激光測距儀進行精確測量，確保坐標系的建立精度，所有測量數據記錄在施工日志中，包括原點坐標、坐標軸方向的角度信息；

24、s12、考慮承臺形狀和尺寸的差異；

25、調整坐標系建立方式：對于不同形狀和尺寸的承臺，調整局部坐標系的建立方式，包括對于不規則形狀的承臺，選擇多個參考點定義坐標系，確保每個測點的位置信息準確無誤；

26、施工環境適應性：在復雜施工環境中包括深基坑、狹小空間，使用便攜式測量設備進行快速定位，確保坐標系的建立不受環境限制。

27、優選地，步驟三中，坐標轉換的具體公式和計算步驟包括從局部坐標系到過渡坐標系的轉換矩陣的確定，以及旋轉矩陣和平移向量的計算，同時考慮承臺在施工過程中的變形和位移，引入補償矩陣進行修正，具體如下：

28、s31、明確過渡坐標系的建立方法；

29、原點確定：以首節段承臺的匹配端模與承臺模板的交面和承臺頂面中心線的交點為原點，建立首節段承臺的過渡坐標系；將該坐標系命名為過渡坐標系b，并在施工記錄中明確標注其原點位置和坐標軸方向；坐標軸方向包括x軸正方向、y軸正方向、z軸正方向；

30、x軸正方向：沿承臺頂面中心線指向固定端模方向；

31、y軸正方向：根據右手法則確定；

32、z軸正方向：垂直向上，指向天空；

33、s32、坐標轉換的具體公式和計算步驟；

34、局部坐標系到過渡坐標系的轉換矩陣：令局部坐標系為a，過渡坐標系為b，則局部坐標系下的點pa＝(xa,ya,za)在過渡坐標系中的坐標pb＝(xb,yb,zb)通過以下公式進行轉換：

35、pb＝tab·pa；

36、其中，tab是從局部坐標系a到過渡坐標系b的轉換矩陣，具體形式如下：

37、

38、旋轉矩陣r表示局部坐標系a和過渡坐標系b之間的旋轉關系，可以通過兩個坐標系的方向向量計算得到；令ua、va、wa分別是局部坐標系a的x、y、z軸方向向量；ub、vb、wb分別是局部坐標系b的x、y、z軸方向向量；則旋轉矩陣r表示為：

39、

40、平移向量t表示局部坐標系a的原點在過渡坐標系b中的坐標，通過已知的幾何關系計算得到；

41、s33、考慮承臺在施工過程中的變形和位移；

42、變形監測：在承臺上安裝位移傳感器或應變片，實時監測承臺的變形情況；當監測到變形超過容許閾值范圍時，進行修正；

43、補償機制：根據變形監測數據，調整坐標轉換矩陣tab，確保計算結果的準確性，引入補償因子δ來修正坐標轉換公式：

44、pb＝(tab+δ)·pa；

45、其中，δ是根據變形監測數據計算得到的補償矩陣。

46、優選地，步驟四中，選擇和布置控制測點根據承臺的形狀和尺寸進行合理設置，確保全面覆蓋承臺的關鍵區域，并在承臺移動過程中使用高精度的定位設備進行實時監測和調整。

47、優選地，步驟五中驗證的主要內容包括位置偏差、幾何形狀、尺寸偏差，調整方法包括調整約束條件、權重系數調整，并建立風險預警機制，實時監控施工進度和質量，及時發現問題并采取相應的應對措施。

48、優選地，步驟六中檢查內容包括整體尺寸、幾何形狀、表面質量、內部結構，使用無損檢測技術檢查承臺的內部結構，確保鋼筋、預埋件構件的位置和數量符合設計要求。

49、優選地，還包括在施工過程中，對測量數據進行實時處理和分析，以監測承臺的施工質量和進度，并根據分析結果調整施工參數或采取糾正措施。

50、優選地，實時處理和分析的測量數據包括承臺的位置、尺寸、變形量、混凝土澆筑速度、振搗頻率，調整的施工參數包括混凝土配合比、澆筑速度、振搗方式、養護條件。

51、綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

52、1、本發明通過引入先進的測量技術、自動化控制手段和智能化數據分析方法，實現了對承臺施工全過程的精確控制。達到了提高承臺施工精度和質量、提升施工效率、降低施工成本、增強施工過程可控性和安全性的目的。

53、2、本發明通過建立局部坐標系和過渡坐標系，并引入坐標轉換矩陣、旋轉矩陣和平移向量，確保每個控制測點的位置信息準確無誤。特別是在復雜形狀和尺寸的承臺施工中，系統能夠根據實際情況調整坐標系的建立方式，確保每個測點的位置信息準確無誤。

54、3、本發明在承臺施工過程中，通過安裝位移傳感器或應變片，實時監測承臺的變形情況。當監測到變形超過容許范圍時，系統會自動調整坐標轉換矩陣，引入補償因子進行修正，確保計算結果的準確性。這種實時監測和補償機制有效解決了傳統施工中難以控制的變形問題，提高了承臺的施工精度。