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摘要：针对海上风电高桩承台混凝土裂缝控制难度大的问题，开发了基于北斗云技术的大体积混凝土温控系统。经现场使用，温控系统运行效果良好，有效控制了海上风电高桩承台混凝土裂缝的产生，具有广阔的市场应用前景。
关键词：海上风电;大体积混凝土;北斗;云技术;温度控制系统
高桩承台结构是海上风电基础的重要结构形式，海上风电承台大体积混凝土结构具有尺寸大、质量要求高、海上施工、质量控制难度大等特点。同时，海上风电承台混凝土强度等级高，胶凝材料用量大，水化热散热条件差，大量的水化热聚集在混凝土内部，混凝土结构极易因为温度应力产生开裂，给工程造成极大的危害[1]。
常规大体积混凝土温控检测是检验大体积混凝土内部温度的一种便捷、直观的技术手段。但是由于海上风电工程所处的特殊地理环境，传统的大体积混凝土温控检测方式受到诸多客观因素限制[2]，迫切需要一种新的温控手段来满足海上风电承台施工的技术需求。
1 承台自动温控系统介绍
某海上风电项目承台工程采用表面蓄水深度15cm内通循环冷却水的方式养护（循环冷却水管布置要求见下图），钢套箱外侧模板采用岩棉保温。并按计算及测温结果及时调整水深和冷却水流速，将温差控制在25℃内，每1米温度梯度控制在15℃内。
混凝土表面温度、薄膜下面温度及养护水温测温采用温度计，内部测温采用智能巡检仪测温，测温片共设置3组（因承台基础是圆台形状），每组埋设深度分别为上表面下0.1m、中部、底板（底模）上0.1m，在浇注前埋设。传统测温方式为混凝土浇捣后12小时开始人工测温，升温阶段每2小时用测温仪测量一次混凝土内温度及大气温度，降温阶段每8小时测一次，做好记录，技术负责人及时审阅，随时控制混凝土内外温差不大于25℃。每米温度梯度不大于15℃。当内外温差或温度梯度接近规范限值时，及时报警并立即采用应急措施，防止混凝土出现温度裂缝。该测温方式费时费力，而且测量精度差，时效性低。
由于受海上交通及供电等因素影响，传统的人工测温方式不适合海上承台施工。考虑到海上施工通讯问题，为保证数据实时和准确性，经过方案必选，研发了基于北斗卫星通讯的承台养护监控系统。该系统除具备常规测温仪的所有功能外，还可以通过北斗卫星GPRS信号将测温数据传输到云端服务器，施工人员可以通过安装在手机或PC上的软件，查看实时测温数据，并可下载温度变化报表;同时，该系统可根据温度变化自动调节循环冷却水流量，并对温度异常情况报警，提醒施工人员针对温度异常及时采取控制措施。
2 温控系统功能介绍
承台温控系统是采集设备终端与远端云数据服务一体的一套专业化操作系统，采集终端将温度数据以及水冷循环控制装置运行状态实时发送到云数据服务器上，由服务器存储温度数据，操作员可以根据温度的变化情况，遥控承台水冷系统的启停。另外，自动控制部分也可按照设定的温度响应规则，自动实现承台温度的控制。
2.1 数据采集
每个承台安装一套温控终端设备，设备由传感器、采集器、北斗数据传输模块、电源组成，测控终端负责采集温度数据和温度中控，采集终端采集数据后将数据封装打包通过北斗数传模块发送到远端云数据服务器。云数据服务器通过接收端北斗数传模块接收各个承台发来的数据。服务器将采集得到的数据按照承台编号进行存储，同时以图表形式展现在监控界面，如图3。
2.2 监控参数设置
承台养护过程中，要严格防止浇筑的混凝土各处温度控制参数超出限定范围。在温度监控过程中，设定温度控制值和温度上限值并伴随声光报警提示，使得在温度参数在突破上限值前，施工人员能够即时采取适当的控制措施。
在承台混凝土浇筑过程中，需要实时监控混凝土入模温度，若入模温度过高，则进行降温处理;浇筑完毕进入升温阶段时，需实时监控各测温点最高温度，当发现温度上升过快时，系统自动声光报警提示施工人员采取降温措施;在降温阶段，通过检查内外部温差，设定降温速率预警，当发现降温过快时，自动声光报警提示施工人员采取保温措施，降低混凝土降温速率。
2.3 冷却系统远程控制
在养护过程中，操作员可以根据采集得到的承台温度，发送控制指令到测控终端，测控终端开启或闭合其上的控制继电器操纵冷却水泵和水阀启动或停止从而达到远程水冷控制。
2.4 测温报告输出
当承台养护工作完成后，系统可自动生成养护报告。报告中的内容可根据呈报需要进行设置。调整好后选择打印就可以按需要输出到打印机或PDF文件。
3 结语
通过采用基于北斗云数据技术的海上承台温控系统能有效地解决海上风电施工过程中由于远离陆域，供电、交通不便等各项不利因素所带来的负面影响，可有效监控混凝土温度变化，为施工过程提供准确的预警信号，协助施工人员实施严格的保温、保湿养护等综合技术措施。经现场验证，该系统有效控制了海上风电高桩承台混凝土裂缝的产生，具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]邹辉.大体积海上风机基础混凝土水管冷却温度场有限元分析[J].可再生能源，2013，31（5）：56-60.
[2]汪发红，张国志，雷宇芳，等.海洋环境下大体积混凝土温控防裂措施研究[J].公路，2006，（9）：97-100.
（作者單位：中国电建集团山东电力建设有限公司）
关键词：海上风电;大体积混凝土;北斗;云技术;温度控制系统
高桩承台结构是海上风电基础的重要结构形式，海上风电承台大体积混凝土结构具有尺寸大、质量要求高、海上施工、质量控制难度大等特点。同时，海上风电承台混凝土强度等级高，胶凝材料用量大，水化热散热条件差，大量的水化热聚集在混凝土内部，混凝土结构极易因为温度应力产生开裂，给工程造成极大的危害[1]。
常规大体积混凝土温控检测是检验大体积混凝土内部温度的一种便捷、直观的技术手段。但是由于海上风电工程所处的特殊地理环境，传统的大体积混凝土温控检测方式受到诸多客观因素限制[2]，迫切需要一种新的温控手段来满足海上风电承台施工的技术需求。
1 承台自动温控系统介绍
某海上风电项目承台工程采用表面蓄水深度15cm内通循环冷却水的方式养护（循环冷却水管布置要求见下图），钢套箱外侧模板采用岩棉保温。并按计算及测温结果及时调整水深和冷却水流速，将温差控制在25℃内，每1米温度梯度控制在15℃内。
混凝土表面温度、薄膜下面温度及养护水温测温采用温度计，内部测温采用智能巡检仪测温，测温片共设置3组（因承台基础是圆台形状），每组埋设深度分别为上表面下0.1m、中部、底板（底模）上0.1m，在浇注前埋设。传统测温方式为混凝土浇捣后12小时开始人工测温，升温阶段每2小时用测温仪测量一次混凝土内温度及大气温度，降温阶段每8小时测一次，做好记录，技术负责人及时审阅，随时控制混凝土内外温差不大于25℃。每米温度梯度不大于15℃。当内外温差或温度梯度接近规范限值时，及时报警并立即采用应急措施，防止混凝土出现温度裂缝。该测温方式费时费力，而且测量精度差，时效性低。
由于受海上交通及供电等因素影响，传统的人工测温方式不适合海上承台施工。考虑到海上施工通讯问题，为保证数据实时和准确性，经过方案必选，研发了基于北斗卫星通讯的承台养护监控系统。该系统除具备常规测温仪的所有功能外，还可以通过北斗卫星GPRS信号将测温数据传输到云端服务器，施工人员可以通过安装在手机或PC上的软件，查看实时测温数据，并可下载温度变化报表;同时，该系统可根据温度变化自动调节循环冷却水流量，并对温度异常情况报警，提醒施工人员针对温度异常及时采取控制措施。
2 温控系统功能介绍
承台温控系统是采集设备终端与远端云数据服务一体的一套专业化操作系统，采集终端将温度数据以及水冷循环控制装置运行状态实时发送到云数据服务器上，由服务器存储温度数据，操作员可以根据温度的变化情况，遥控承台水冷系统的启停。另外，自动控制部分也可按照设定的温度响应规则，自动实现承台温度的控制。
2.1 数据采集
每个承台安装一套温控终端设备，设备由传感器、采集器、北斗数据传输模块、电源组成，测控终端负责采集温度数据和温度中控，采集终端采集数据后将数据封装打包通过北斗数传模块发送到远端云数据服务器。云数据服务器通过接收端北斗数传模块接收各个承台发来的数据。服务器将采集得到的数据按照承台编号进行存储，同时以图表形式展现在监控界面，如图3。
2.2 监控参数设置
承台养护过程中，要严格防止浇筑的混凝土各处温度控制参数超出限定范围。在温度监控过程中，设定温度控制值和温度上限值并伴随声光报警提示，使得在温度参数在突破上限值前，施工人员能够即时采取适当的控制措施。
在承台混凝土浇筑过程中，需要实时监控混凝土入模温度，若入模温度过高，则进行降温处理;浇筑完毕进入升温阶段时，需实时监控各测温点最高温度，当发现温度上升过快时，系统自动声光报警提示施工人员采取降温措施;在降温阶段，通过检查内外部温差，设定降温速率预警，当发现降温过快时，自动声光报警提示施工人员采取保温措施，降低混凝土降温速率。
2.3 冷却系统远程控制
在养护过程中，操作员可以根据采集得到的承台温度，发送控制指令到测控终端，测控终端开启或闭合其上的控制继电器操纵冷却水泵和水阀启动或停止从而达到远程水冷控制。
2.4 测温报告输出
当承台养护工作完成后，系统可自动生成养护报告。报告中的内容可根据呈报需要进行设置。调整好后选择打印就可以按需要输出到打印机或PDF文件。
3 结语
通过采用基于北斗云数据技术的海上承台温控系统能有效地解决海上风电施工过程中由于远离陆域，供电、交通不便等各项不利因素所带来的负面影响，可有效监控混凝土温度变化，为施工过程提供准确的预警信号，协助施工人员实施严格的保温、保湿养护等综合技术措施。经现场验证，该系统有效控制了海上风电高桩承台混凝土裂缝的产生，具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]邹辉.大体积海上风机基础混凝土水管冷却温度场有限元分析[J].可再生能源，2013，31（5）：56-60.
[2]汪发红，张国志，雷宇芳，等.海洋环境下大体积混凝土温控防裂措施研究[J].公路，2006，（9）：97-100.
（作者單位：中国电建集团山东电力建设有限公司）