Avtomatlashtirilgan kanal qurilishida beton qatlamining qalinligini nazorat qilish

Nima uchun beton qatlamining aniq qalinligi shunchalik muhim? Avtomatlashtirilgan kanal qurilishi

Kanal qurilishini avtomatlashtirishda to'g'ri beton qalinligini tanlash ularning ishlash samaradorligi uchun juda muhim. Agar beton qatlamining qalinligi 3 mm dan ortiq o'zgarsa, bu asosan vorteks (aylanma) oqimlar va qo'shimcha ishqalanish tufayli suv oqimi samaradorligini taxminan 15% ga pasaytiradi (bu natija o'tgan yili "Gidravlik muhandislik jurnali"da e'lon qilingan tadqiqotda aniqlangan). Shu kichik o'zgarishlar suvni vaqt o'tishi bilan orqali o'tkazib yuboradi, bu esa kanallarning buzilishining asosiy sabablaridan biridir. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, barcha kanal buzilishlarining taxminan chorak qismi aynan shu seepaj (suv o'tish) muammosidan kelib chiqadi. Kanallarni qoplashda avtomatlashtirilgan tizimlardan foydalanganda, qalinlikni faqat ±2–3 mm oralig'ida nazorat qilish mumkin bo'ladi. Bu esa tradditsion qo'l usullariga nisbatan shaffofliklar hosil bo'lish ehtimolini 58% ga kamaytiradi. Amaliy jihatdan bu kanal devorlarida muzlash va cho'zilish ob-havo sharoitida odatda zarar boshlanadigan zaif joylarning sonini kamaytirishni anglatadi. Oddiy harorat sharoitida bu yaxshilanishlar kanallarning keng qamrovli ta'mirlashga ehtiyoji paydo bo'lguncha foydalanish muddatini kamida 20 yilga uzaytiradi.

Tuzilmaning butun bo'ylab bir xil material taqsimlanishini ta'minlash uning umumiy barqarorligini saqlash uchun juda muhim. Agar beton qatlamining qalinligi ba'zi joylarda juda qalin (8% dan ortiq o'zgarish) bo'lsa, bu 15 MPa dan ortiq mustahkamlik farqini yaratadi va tuzilmaning xavfsiz ushlab turishi mumkin bo'lgan og'irlik miqdorini jiddiy ravishda pasaytiradi. Zamonaviy qurilish usullari aralashma tayyorlash paytida suv-sement nisbatini aynan 0,45–0,50 atrofida nazorat qiladi; natijada ko'pchilik loyihalarda zichlik taxminan 95% darajada bir xil bo'ladi. Bu e'tiborli yondashuv shu qadar noqulay qisqarish bo'shliqlarining hosil bo'lishini oldini oladi, aks holda bu kuchli tuzli (2 dS/m dan yuqori) tuproqlarda armatura qo'llanilgan kanallarning korroziyasini tezlashtirardi. Haqiqiy maydon natijalariga qarasak, qiziqarli bir narsa aniqlanadi: to'g'ri qurilgan kanallar 50 dan ortiq muzlash-erish mavsumlaridan keyin ham ishlash belgilari ko'rsatmaydi, aksincha, eski qo'lda qilingan qoplam usullari atrofida 15 muzlash-erish siklidan keyin buzilishni boshlaydi.

Iqtisodiy oqibatlari ham shu qadar muhim. Faqat 10 mm ortiqcha quyish material xarajatlarini har 100 km uchun 740 ming AQSH dollari (Ponemon, 2023) ga oshiradi, bir vaqtda esa qalinligi yetarli bo'lmagan qismlar asl o'rnatish xarajatlarining 3–5 baravariga teng bo'lgan ta'mirlashni talab qiladi. Aniq avtomatlashtirish ushbu sarflarni yo'q qiladi va keng ko'lamli loyihalarda resurslardan optimal foydalanishni ta'minlaydi.

Avtomatlashtirilgan kanal qurilishida beton qalinligini real vaqtda nazorat qilish texnologiyalari

Lazer profilometriya va ichki joylashgan sensorlar massivi

Lazer profilometrlar beton sirtlarini kontaktsiz lazerli uchburchak usuli orqali taxminan 100 Gts chastotada skanerlaydi va ±0,3 mm aniqlikda batafsil 3D qalinlik xaritalarini yaratadi. Tizim shuningdek, yangi beton aralashmasiga kichik mikroelektromexanik tizimlarni (MEMS) to‘g‘ridan-to‘g‘ri o‘rnatadigan joylashtirilgan sensorlar massivini o‘z ichiga oladi. Bu kichik qurilmalar betonning gidratlanish jarayonini va qotish paytida zichlikdagi o‘zgarishlarni doimiy kuzatib boradi. Keyinchalik nima sodir bo‘ladi? Sensorlar taranglik ko‘rsatkichlarini va harorat o‘lchovlarini real vaqtda markaziy boshqaruv birliklariga yuboradi; bu esa operatorlarga betonni avtomatik ravishda quyish paytida parametrlarni onlayn tartibga solish imkonini beradi. Maydon sinov natijalariga ko‘ra, ushbu texnologiyalar kombinatsiyasi an’anaviy qo‘lda tekshirish usullariga nisbatan qalinlikdagi noaniqliklarni taxminan to‘rtdan uch qismiga qisqartiradi. Shuningdek, ishchilar beton sifatini tekshirishga sarflaydigan vaqt taxminan ikki baravar qisqaradi; bu esa qurilish loyihalarida ishtirok etayotgan barcha odamlarga katta qoniqish keltiradi.

GNSS-RTK pozitsionlash bilan qirralarni aniqlash algoritmlari

Kompyuter ko'ruv tizimi shlanga o'rnatilgan yuqori aniqlikdagi kameralar orqali plitalarning oxirini aniqlaydi, GNSS-RTK tizimi esa beton quyuvchi avtomashinaning pozitsiyasini santimetr darajasida aniq belgilaydi. Bu ikkala tizimni birlashtirish orqali biz 'georeferentli qalinlik xaritasi' deb ataydigan, qurilish jarayonida doimiy ravishda yangilanadigan va vibratsiya panjarasining balandligini sozlash uchun kerakli ma'lumotlarni beradigan tizim hosil qiladi. Agar qirralarni aniqlash tizimi chiziq bo'ylab qalinlikda hatto 5 mm lik maydonsiz farqni ham aniqlasa, GNSS-RTK tizimi paver pozitsiyasini taxminan yarim soniya ichida qayta sozlaydi. Boshqa tomondan, bu butun teskari aloqa konturi (feedback loop) kanallarning egri qismlarida 2 mm dan kam o'zgarishlarni saqlab turadi — bu esa suvning bo'shliqlardan chiqib ketishini oldini olish uchun mutlaqo zarur.

Avtomatlashtirilgan slipform beton quyishda yopiq konturli kalibrlash va moslashuvchan boshqaruv

O'z-o'zidan kanallar qurilayotganda, beton qatlamining to'g'ri qalinligini aniqlash juda muhim. Agar rejalashtirilganidan hatto kichik farqlar ham bo'lsa, suv oqimi buziladi va butun inshootning ishlash muddati kerakli darajada uzun bo'lmasa bo'ladi. Aynan shu yerda yopiq konturli tizimlar ishga kiradi. Bu tizimlar qurilish jarayonida betonning haqiqiy qalinligini rejalashtirilgan qiymat bilan doimiy ravishda solishtirib turadi. Agar mos kelmaslik sodir bo'lsa, tizim apparatlarga darhol o'zini sozlashni buyuradi. Endi muammolarni keyinchalik kuzatib, tuzatishga kutish shart emas. Ba'zi tadqiqotlarga ko'ra, bu usul xom ashyo sarfini sharoitga qarab taxminan 15 foizga kamaytiradi. Bunda barcha parametrlar talablarga mos kelishini ta'minlash bilan birga resurslardan tejash ham amalga oshiriladi.

Jarayon davomida qalinlikni nazorat qilish orqali vibratsion screed balandligini sozlash

Qurilma ichiga o'rnatilgan sensorlar beton qatlamini tushayotganda tekshirib boradi va har yuzdan bir soniyada boshqaruv qutisiga qatlam qalinligi haqida ko'rsatkichlarni yuboradi. Agar qalinlikdagi o'zgarish ±1,5 millimetrdan ortiq bo'lsa, avtomatik ravishda vibratsiyali qo'rqitgichdagi gidravlik silindrlarga yarim soniya ichida moslamalar amalga oshiriladi. Bu tezkor moslamalar yer ostidagi to'siqlarni tekislashga va beton aralashmasining nam yoki quruq bo'lish darajasidagi farqlarga moslashishga yordam beradi, natijada beton bir xil zichlikda siqiladi. Haqiqiy ish maydonlarida o'tkazilgan sinovlar shuni ko'rsatdiki, bu aqlli tizimlar barcha qoplam ishlari ning taxminan 95% da millimetrdan kam aniqlikka erishadi; ya'ni ishchilarga oldingi kabi qo'lda tuzatish ishlari bilan shug'ullanish zarurati 80% ga kamayadi. Jarayon davomida uzluksiz foydalaniladigan ushbu teskari aloqa tizimi sifatida og'irlik sirt bo'ylab teng taqsimlanadi, bu esa kanallar va boshqa suv o'tkazuvchi inshootlarda keyinchalik muammolarga sabab bo'ladigan suv to'planadigan noqulay maydonchalarni bartaraf etadi.

Maydonni tekshirish: Shandongdagi 12,4 km li avtomatlashtirilgan kanal loyihasida millimetrdan kam qalinlik tushuntirilishi

Shandong avtomatlashtirilgan kanal loyihasi 12,4 km uzunlikni qamrab olgan bo'lib, beton qalinligi aniqrog'iligida ajoyib natijaga erishdi. Maydonda o'tkazilgan sinovlar shuni ko'rsatdiki, beton ushbu 12 km bo'ylab maqsad qilingan me'yorni faqat ±0,8 mm oralig'ida saqlagan. Bu ko'pincha an'anaviy usullarning erishishi mumkin bo'lganidan ancha yuqori natija bo'lib, standart tushish chegarasini taxminan 60% ga oshiradi. Buni ular qanday amalga oshirishdi? Ularning ishlash usuli — real vaqtda barcha jarayonlarni doimiy nazorat qiluvchi lazer profilometrlar hamda ichiga o'rnatilgan sensorlardan foydalangan. Bu tizimlar istalgan og'ishni aniqlaganda, moslashuvchan boshqaruv tizimlari vibratsion maydonning balandligini deyarli darhol sozlab berardi. Butun inshoot qurilgandan keyin muhandislar 120 ta turli joydan namuna olishdi. Ular topgan natija ham ajoyib edi — barcha namunalardagi o'rtacha qalinlik farqi faqat 0,35 mm ni tashkil etdi. Shu darajadagi bir xillik avtomatlashtirishning katta infratuzilma loyihalariga qo'llanilganda qanchalik ishonchli ekanligini aniq namoyish etadi.

Gidravlik tizimlar qanchalik yaxshi ishlashi va inshootlarning qanchalik uzoqqa yetishi jihatidan o'lchovlarni millimetrlarning o'nlik ulushlarigacha aniq olish juda muhim. Betonni loyihaning butun maydoniga teng taqsimlash suvning vaqt o'tishi bilan chiqib ketishiga sabab bo'ladigan mayda troshinlarning hosil bo'lishini oldini oladi — bu ayniqsa, shirin suv allaqachon kam bo'lgan hududlarda ayniqsa muhim. Mustaqil sinovlar shuni ko'rsatdiki, ushbu avtomatlashtirilgan tizimlar oddiy qo'lda qurilishda sodir bo'ladigan suv oqib ketishini taxminan ikki baravar kamaytiradi. Bu esa beton qatlamining aniq qalinligi qanchalik yaxshi suvni tejashga yordam berishini namoyish etadi. Ushbu loyiha boshqa joylarda asosiy infratuzilma loyihalarida sensorlar va avtomatlashtirishdan foydalanish uchun namuna sifatida qo'llanilishi mumkin bo'lgan model yaratgani bilan ajralib turadi. Muhandislarga endi g'ayrioddiy rejalashtirish va ekologik fikrlashning nazariyada emas, balki amalda ham samarali ekanligi haqida dalillar mavjud.

Ko'p beriladigan savollar

Kanal qurilishida beton qalinligi nima uchun muhim?

Beton qatlamining qalinligi suv oqimi samaradorligini ta'sirlaydigan o'zgarishlarga sabab bo'ladi, bu esa turbulentslik va ishqalanishni oshiradi. Aniqlik sepanishni kamaytiradi va infratuzilma yashash muddatini uzartiradi.

Beton qatlamini nazorat qilish uchun qanday texnologiyalar ishlatiladi?

Nazorat texnologiyalari orasida haqiqiy vaqt rejimida nazorat qilish uchun lazer profilometriya va joylashtirilgan sensorlar massivi, shuningdek, aniq sozlamalar uchun GNSS-RTK pozitsionlash va chetni aniqlash usullari kiradi.

Avtomatlashtirish kanal qurilishini qanday yaxshilaydi?

Avtomatlashtirish qatlam qalinligini yaxshiroq boshqarish va doimiylikni ta'minlaydi, materiallarning sarfini kamaytiradi va umumiy loyiha samaradorligini oshiradi, natijada xarajatlarni kamaytirish va mustahkamlikni yaxshilashga erishiladi.

Shandong kanali loyihasida qatlam qalinligi aniqiligi bo'yicha qanday natijalar erishildi?

Shandong loyihasi ±0,8 mm qalinlik noaniqlik darajasiga erishdi, bu standart usullarga nisbatan taxminan 60% ga yuqori ko'rsatkichdir va avtomatlashtirilgan qurilish jarayonlarining ishonchliligi hamda samaradorligini namoyish etadi.