本发明属于混凝土，尤其涉及一种基于数字孪生及混凝土模板的施工方法及混凝土模板。
背景技术：
1、目前浇筑混凝土时，为保证混凝土在模板内的填充效果，在浇筑过程中需要对其进行振捣，最典型的振捣器有以下两种：插入式振捣器和附着式振捣器。对于具有挡土、挡水、消能等受力特点的大体积混凝土结构物，通常需配置粗型号的多排钢筋作为受力主筋，以满足其重负荷的使用工况。鉴于建设场地空间限制以及建造成本，该类结构物的厚度通常只有2m左右，多排粗型号的结构钢筋、构造钢筋、辅助钢筋交错布置，且钢筋绑扎搭接处占用较大空间，因此该类混凝土结构物内部钢筋间距普遍较小，尤其是一些特殊部位间距非常小。从而，在对其进行混凝土浇筑时，混凝土(尤其是其中的粗骨料)很难对钢筋网的间隙进行有效填充，通常在浇筑过程中需对其进行有效的振捣。若采用插入式振捣器进行振捣，第一，插入式振捣器很难穿过钢筋网的间隙对混凝土进行有效填充；第二，需要经常移动振捣位置，操作非常不便利，振捣区域切换时容易遗漏未振捣的区域或对已振捣的区域再次过量振捣；第三，由于插入式振捣器影响范围较小，需要对施工区进行多层的划分，在下层混凝土振捣密实后，才能对上层混凝土进行浇筑并对其振捣，多层施工导致施工效率慢。若采用附着式振捣器进行振捣，即在模板外表面附着振捣器对模板进行激励振动，一方面，难以产生足够强的振幅使模板内部混凝土受到振捣，另一方面，振捣区域难以覆盖到离模板较远的内排钢筋附近的混凝土，并且，直接对模板进行激励，可能使模板产生不利的共振效应而发生共振破坏。因此，采用传统振捣方法，难以控制该类大体积混凝土结构物的混凝土浇筑质量。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于数字孪生及混凝土模板的施工方法及混凝土模板，解决采用传统振捣方法难以控制大体积混凝土结构物的混凝土浇筑质量的问题。
2、本发明是通过以下技术方案实现的：
3、一种基于数字孪生及混凝土模板的施工方法，包括以下步骤：
4、s1、将钢筋笼放入混凝土模板内，并确认钢筋笼的规格型号，混凝土模板的一侧壁上均匀开设有多个激励口，激励口开口处设有可开启或关闭的阀门，激励口内设有移动组件，移动组件上设有用于对钢筋笼进行振动激励的振捣探针，移动组件用于带动振捣探针移动，混凝土模板上安装有用于获取混凝土模板内混凝土的高度的测距装置；
5、s2、将混凝土模板由下到上划分为多个浇筑区域，依次对多个浇筑区域进行混凝土浇筑施工，其中对每个浇筑区域进行混凝土浇筑施工的过程包括：
6、s21、基于浇筑区域确认钢筋笼的激励区域；
7、s22、基于钢筋笼的规格型号和激励区域，在预设的方案数据库中获取对应的的激励方案，并在浇筑混凝土的过程中，根据获取的激励方案对钢筋笼进行振动激励，方案数据库至少包括多个钢筋笼的规格型号、各钢筋笼的规格型号对应的多个激励区域、各激励区域对应的激励方案，激励方案包括所需工作的振捣探针、各振捣探针的激励参数、各振捣探针对钢筋笼进行激励的位置；
8、s23、在浇筑混凝土之后，获取已浇筑混凝土的体积，记为浇筑体积，以及获取混凝土模板内混凝土的第一高度，并根据第一高度计算混凝土模板内混凝土的填充体积；
9、s24、判断浇筑体积与填充体积的差值是否在预设的误差范围内；
10、s25、若否，则获取浇筑区域内混凝土未密实的未密实区域，基于未密实区域确定钢筋笼的激励区域；
11、s26、重复步骤s22，直到未密实区域内的混凝土密实。
12、进一步地，在步骤s21之前，方法还包括：
13、s21a、获取浇筑混凝土的混凝土坍落度；
14、步骤s22中，基于钢筋笼的规格型号和激励区域，在预设的方案数据库中获取对应的激励方案，包括：
15、基于钢筋笼的规格型号、激励区域和混凝土坍落度，在预设的方案数据库中获取对应的激励方案，方案数据库至少包括多个钢筋笼的规格型号、各钢筋笼的规格型号对应的多个激励区域、各激励区域对应多个混凝土坍落度、各混凝土坍落度对应的激励方案。
16、进一步地，方案数据库的建立过程如下：
17、对于每种规格型号的钢筋笼，采用实验和有限元相结合的方法确定该钢筋笼的规格型号对应的多个激励区域、各激励区域对应多个混凝土坍落度、各混凝土坍落度对应的激励方案，具体步骤如下：
18、建立钢筋笼和混凝土模板的三维模型；
19、从多个混凝土坍落度中依次选择一个混凝土坍落度作为目混凝土坍落度，采用目标混凝土坍落度的混凝土对钢筋笼进行浇筑实验，确定随混凝土浇筑高度变化而附加在三维模型上的附加质量函数，得到目标混凝土坍落度对应的附加质量函数；
20、将钢筋笼划分为多个激励区域；
21、对于每个激励区域，预先设定多个目标激励方案，并基于三维模型和目标混凝土坍落度对应的附加质量函数，通过有限元软件对多个目标激励方案进行模拟，比选出最优的目标激励方案，以最优的目标激励方案作为在激励区域下，目标混凝土坍落度对应的激励方案。
22、进一步地，获取浇筑区域内混凝土未密实的未密实区域的步骤，包括：
23、利用雷达对浇筑区域进行遍历扫测，获取浇筑区域内混凝土未密实的未密实区域。
24、进一步地，测距装置包括支架和若干激光测距仪，支架设置在混凝土模板顶端，激光测距仪位于混凝土模板的上方，且间隔设置在支架上。
25、进一步地，混凝土模板的一侧壁上均匀开设有多个安装孔，安装孔内设有开口板，且安装孔与开口板之间设有减震隔离圈，多个激励口分别设置在多个开口板上。
26、进一步地，混凝土模板采用高强度的非金属材质制作而成。
27、进一步地，移动组件包括伸缩杆和驱动装置，振捣探针通过支铰与伸缩杆铰接，驱动装置分别与伸缩杆和振捣探针连接，用于带动振捣探针旋转。
28、本发明还提供一种混凝土模板，包括混凝土模板，混凝土模板的一侧壁上均匀开设有多个激励口，激励口开口处设有可开启或关闭的阀门，激励口内设有移动组件，移动组件上设有用于对混凝土进行振捣的振捣探针，移动组件用于带动振捣探针移动，混凝土模板上安装有用于获取混凝土模板内混凝土高度的测距装。
29、相比于现有技术，本发明的有益效果为：
30、(1)在混凝土模板上设置多个振捣探针，在不同的浇筑阶段通过振捣探针对钢筋笼不同激励区域的钢筋进行振动激励，使钢筋笼激励区域内的钢筋发生有利共振，产生有利于混凝土振捣的激励响应，从而带动周边混凝土振动，保障整个混凝土浇筑过程中获得很好的振捣密实效果，并且钢筋笼的有利共振不会破坏钢筋笼结构，防止钢筋笼损坏；
31、(2)采用粗检测和精检测两种密实效果检测手段，并采用数字孪生技术生成激励方案，对混凝土密实的控制具有很高的准确度，对于实际生产的各种钢筋间距的钢筋笼，均能利用数据库匹配振捣方法，使隐蔽的混凝土振捣作业可视化，从振捣方法、检测方法上保证了大体积混凝土结构物的混凝土浇筑质量；
32、(3)由于采用混泥土模板上的振捣探针进行振捣，在分区域浇筑混凝土时，下层混凝土局部振捣未密实时，无需等待期振捣密实，就可以继续对上层混凝土进行浇筑，大大提升了混凝土浇筑的效率。
1.一种基于数字孪生及混凝土模板的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生及混凝土模板的施工方法，在步骤s21之前，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的基于数字孪生及混凝土模板的施工方法，其特征在于，所述方案数据库的建立过程如下：
4.根据权利要求1所述的基于数字孪生及混凝土模板的施工方法，其特征在于，所述获取浇筑区域内混凝土未密实的未密实区域的步骤，包括：
5.根据权利要求1所述的基于数字孪生及混凝土模板的施工方法，其特征在于，所述测距装置包括支架和若干激光测距仪，所述支架设置在混凝土模板顶端，所述激光测距仪位于混凝土模板的上方，且间隔设置在所述支架上。
6.根据权利要求1所述的基于数字孪生及混凝土模板的施工方法，其特征在于，所述混凝土模板的一侧壁上均匀开设有多个安装孔，所述安装孔内设有开口板，且所述安装孔与开口板之间设有减震隔离圈，多个所述激励口分别设置在多个开口板上。
7.根据权利要求1所述的基于数字孪生及混凝土模板的施工方法，其特征在于，所述混凝土模板采用高强度的非金属材质制作而成。
8.根据权利要求1所述的基于数字孪生及混凝土模板的施工方法，其特征在于，所述移动组件包括伸缩杆和驱动装置，所述振捣探针通过支铰与伸缩杆铰接，所述驱动装置分别与伸缩杆和振捣探针连接，用于带动所述振捣探针旋转。
9.一种混凝土模板，其特征在于，包括混凝土模板，所述混凝土模板的一侧壁上均匀开设有多个激励口，所述激励口开口处设有可开启或关闭的阀门，所述激励口内设有移动组件，所述移动组件上设有用于对混凝土进行振捣的振捣探针，所述移动组件用于带动振捣探针移动，所述混凝土模板上安装有用于获取混凝土模板内混凝土高度的测距装。
