一种变电站混凝土基础评估方法与流程

本发明涉及变电站，具体是一种变电站混凝土基础评估方法。

背景技术：

1、变电站是国民经济发展和国家建设的生命线，地基基础是变电设备的根基，其可靠性对于电网的安全运行有重要价值。与其他领域混凝土不同，变电设备混凝土基础大多裸露在自然环境中(受温度、湿度、腐蚀等作用)，且长期承受各类输变电设备的动静交替荷载，导致混凝土基础内易出现裂缝和空洞，从而加剧钢筋锈蚀，大幅降低变电设备基础承载能力，严重危及电网安全运行。

2、目前混凝土强度现场评估主要采取的方法为同条件养护和超声回弹、钻芯取样。其中，同条件养护由于试件尺寸的影响以及试验人员的操作水平不同造成测试结果差异性较大，特别是大体积混凝土，内外温差很大，同条件养护已经不能客观的反应混凝土实体尤其是内部混凝土的强度发展；基于以上不足，本发明提出一种变电站混凝土基础评估方法。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种变电站混凝土基础评估方法，本发明综合考虑复杂环境(如氯离子、硫酸根离子和碳酸根离子等)、动静荷载、保护帽厚度共同因素作用下对混凝土基础进行评估得出其后期可以使用的寿命。本发明的评估对象是phc管桩群桩基础(上部由混凝土承台连接)，预测方法是基于①复杂环境(如氯离子、硫酸根离子和碳酸根离子等)②动静荷载③承台保护帽厚度，共同因素下得出的桩基础寿命预测。

2、为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种变电站混凝土基础评估方法，包括如下步骤：

3、步骤一：采集钢筋混凝土承台的表面环境参数，所述表面环境参数包括氯离子、硫酸根离子和碳酸根离子；同时测量承台保护帽厚度；

4、步骤二：钢筋混凝土承台位于3根phc管桩上方；所述phc管桩上部由钢筋混凝土承台连接；所述钢筋混凝土承台表面放置有振动测量装置；通过试验标定振动测量装置的最佳频率；

5、其中，所述振动测量装置包括液压缸、连接轴、轮胎、超声波探头以及与连接轴通过内置齿轮传动连接的驱动电机；液压缸的活塞连接有连接轴，连接轴的两侧设置有轮胎；

6、步骤三：在标定的最佳频率下，通过振动测量装置对钢筋混凝土承台的承压性能进行动态检测与分析，具体检测分析过程如下：

7、s31：在标定的最佳频率下，启动驱动电机带动连接轴转动；测量此频率下的最大动态回弹模量ed；

8、s32：将钢筋混凝土承台表面平均分割成n个区域，根据承台表面设置平面坐标系，将n个区域的坐标标记为(xn，yn)，获取动态承压检测时n个区域的压力值，并将n个区域的压力值标记为yn；

9、s33：通过云服务器获取标准压力值，然后控制液压缸的输出压力达到预设标准压力值，通过超声波探头对承台表面进行裂纹检测；

10、s34：根据最大动态回弹模量ed和裂纹检测结果对钢筋混凝土承台的承压性能进行动态分析，计算得到钢筋混凝土承台的承压偏离指数yz；

11、步骤四：将测量得到的表面环境参数、承台保护帽厚度以及承压偏离指数yz作为寿命评估模型的输入数据，得到对应钢筋混凝土承台的寿命预测数据。

12、进一步地，承压偏离指数yz的具体计算步骤为：

13、将出现裂纹的承台表面区域标记为bv，统计区域bv的数量，并得到区域bv的数量占比bz；数量占比bz为区域bv的数量与n之比；获取区域bv出现裂纹时对应的压力值，并标记为ybv；

14、将ybv与标准压力值进行差值计算得到压力差值yl1；将压力差值yl1与预设压差阈值相比较；统计yl1＞预设压差阈值的次数占比为lb1，当yl1＞预设压差阈值，获取yl1与预设压差阈值的差值并求和得到承压差值cz；

15、利用公式yz＝f×bz×(lb1×a1+cz×a2)/(ed×a3)计算得到所述钢筋混凝土承台的承压偏离指数yz，其中a1、a2、a3均为预设系数因子；f为预设均衡系数。

16、进一步地，通过试验标定振动测量装置的最佳频率，具体步骤为：

17、在同一填料中，在最佳含水率下，采用不同频率振动，测量混凝土内部强度与最大动态回弹模量ed的关系，通过数据拟合性分析，确定最佳频率；在最佳频率下，强度与最大动态回弹模量ed的离散性最小。

18、进一步地，步骤s31还包括：

19、连接轴带动两侧的轮胎同步转动，钢筋混凝土承台侧周面套设有皮带，轮胎转动时，利用轮胎表面与皮带表面的摩擦力带动皮带运行，从而使得轮胎在高速转动的同时，承台表面相对轮胎处于静止状态。

20、进一步地，其中，寿命评估模型的具体构建步骤为：

21、采集不同情境下的钢筋混凝土承台的潜在寿命关联数据作为样本数据；潜在寿命关联数据包括表面环境参数、承台保护帽厚度以及承压偏离指数；

22、对样本数据进行参数优化，参数优化包括依次进行epoch优化、batch size优化与神经元个数优化；

23、将样本数据按照设定比例划分为训练集、测试集和校验集，然后将训练集、测试集和校验集输入bert模型以训练得到寿命评估模型。

24、进一步地，其中，bert模型的语义提取层是一个以transformer编码器为基本单元的多层双向解码器，包括注意力机制、层标准化和残差连接以及前馈神经网络三个部分。

25、进一步地，还包括：将承压偏离指数yz与预设偏离阈值相比较；

26、若yz大于预设偏离阈值，则判定钢筋混凝土承台承载能力薄弱，生成检修加固信号；以提醒管理人员对所述钢筋混凝土承台进行检修加固。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

28、1、本发明中采集钢筋混凝土承台的表面环境参数，包括氯离子、硫酸根离子和碳酸根离子等；同时测量承台保护帽厚度；钢筋混凝土承台位于3根phc管桩上方；钢筋混凝土承台表面放置有振动测量装置；通过试验标定振动测量装置的最佳频率；在标定的最佳频率下，通过振动测量装置对钢筋混凝土承台的承压性能进行动态检测与分析，根据最大动态回弹模量ed和裂纹检测结果计算得到钢筋混凝土承台的承压偏离指数yz，若yz大于预设偏离阈值，则判定钢筋混凝土承台承载能力薄弱，生成检修加固信号；以提醒管理人员对钢筋混凝土承台进行检修加固，保证电网安全运行；

29、2、本发明采集不同情境下的钢筋混凝土承台的潜在寿命关联数据作为样本数据；潜在寿命关联数据包括表面环境参数、承台保护帽厚度以及承压偏离指数；对样本数据进行参数优化；将样本数据按照设定比例划分为训练集、测试集和校验集，然后将训练集、测试集和校验集输入bert模型以训练得到寿命评估模型；将测量得到的表面环境参数、承台保护帽厚度以及承压偏离指数作为寿命评估模型的输入数据，得到对应钢筋混凝土承台的寿命预测数据；提高预测效率和准确度；从而提高区域决策效率。

技术特征：

1.一种变电站混凝土基础评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种变电站混凝土基础评估方法，其特征在于，承压偏离指数yz的具体计算步骤为：

3.根据权利要求1所述的一种变电站混凝土基础评估方法，其特征在于，通过试验标定振动测量装置的最佳频率，具体步骤为：

4.根据权利要求1所述的一种变电站混凝土基础评估方法，其特征在于，步骤s31还包括：连接轴带动两侧的轮胎同步转动，钢筋混凝土承台侧周面套设有皮带，轮胎转动时，利用轮胎表面与皮带表面的摩擦力带动皮带运行，从而使得轮胎在高速转动的同时，承台表面相对轮胎处于静止状态。

5.根据权利要求1所述的一种变电站混凝土基础评估方法，其特征在于，其中，寿命评估模型的具体构建步骤为：

6.根据权利要求5所述的一种变电站混凝土基础评估方法，其特征在于，其中，bert模型的语义提取层是一个以transformer编码器为基本单元的多层双向解码器，包括注意力机制、层标准化和残差连接以及前馈神经网络三个部分。

7.根据权利要求2所述的一种变电站混凝土基础评估方法，其特征在于，该方法还包括：将承压偏离指数yz与预设偏离阈值相比较；

技术总结
本发明公开了一种变电站混凝土基础评估方法，涉及变电站技术领域，包括：采集钢筋混凝土承台的表面环境参数，包括氯离子、硫酸根离子和碳酸根离子等；同时测量承台保护帽厚度；钢筋混凝土承台位于3根PHC管桩上方；通过试验标定振动测量装置的最佳频率；在标定的最佳频率下，通过振动测量装置对钢筋混凝土承台的承压性能进行动态检测与分析，根据最大动态回弹模量Ed和裂纹检测结果计算得到钢筋混凝土承台的承压偏离指数Yz；将测量得到的表面环境参数、承台保护帽厚度以及承压偏离指数Yz作为寿命评估模型的输入数据，得到对应钢筋混凝土承台的寿命预测数据；提高预测效率和准确度；从而提高区域决策效率。

技术研发人员：汪隆臻,赵骞,柯艳国,刘常鸿,韦宇,石超,徐旭初,张洁,方振邦,虞斌,徐运生
受保护的技术使用者：国网安徽省电力有限公司马鞍山供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15