CN102359072A

CN102359072A - 基于密度参数的桥梁预应力管道注浆质量控制方法及装置

Info

Publication number: CN102359072A
Application number: CN2011102203524A
Authority: CN
Inventors: 谢立新; 郑京杰; 罗卫华; 唐承铁; 李跃军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2012-02-22

Abstract

本发明基于密度参数的桥梁预应力管道注浆质量控制方法及装置，该方法是通过检测水灰比密度来判定屏浆保压时刻t_k，据此通过桥梁预应力管道智能注浆控制仪来进行注浆施工操作，该装置包括注浆控制台和现场注浆测控箱，后者采集现场注浆流量、压力和密度数据传输给前者，前者对这些数据进行处理并根据对注浆水灰比密度的工艺要求对后者发送控制命令，实现对预应力管道注浆的质量控制；后者接收命令执行对压浆泵及电动阀的开、闭动作。本发明能够对桥梁预应力管道注浆施工进行全程监控，为注浆质量提供保障，有效解决现有技术人工注浆情况下无法保证注浆质量的难题，同时本发明为模块化集成结构，装置体积小，现场安装简便，环境适应能力强，节约人力，提高工效，用途广泛。

Description

基于密度参数的桥梁预应力管道注浆质量控制方法及装置

技术领域

本发明涉及桥梁预应力管道注浆施工，特别涉及到基于密度参数的桥梁预应力管道注浆质量控制方法及装置。

背景技术

现有技术桥梁预应力管道注浆施工是依靠现场施工操作人员凭肉眼观察，手工操作，在注浆管道入端操作压浆泵注浆，在注浆管道出端关闭角阀屏浆，纯粹依凭施工操作规范、责任心和职业操守来控制施工质量，因此很难保证施工质量，容易出现压浆不密实情况，出现孔隙，泌水现象，导致工程存在安全隐患。随着电子科学技术及计算机技术的飞速发展，针对上述问题，注浆监测及控制装置逐渐被引入到管道注浆施工领域，对管道灌注浆施工过程的工艺参数进行自动采集和控制，并完全取代原有的手工记录和操作控制模式。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术桥梁预应力管道注浆施工中存在的上述弊端，提供一种能保证施工质量的注浆质量控制方法及其装置。

本发明提出的技术解决方案为：基于密度参数的桥梁预应力管道注浆质量控制方法及装置，该方法是一种桥梁预应力管道注浆质量控制方法，在预应力注浆管道进浆端设置流量和压力变送器，出浆端设置压力和密度变送器，通过判定屏浆保压开始时刻t_k来确定注浆时间T₀由此来保障预应力管道注浆质量，判定屏浆保压开始时刻t_k的条件是：出浆端B端密度变送器检测到的水灰比密度达到注浆工艺要求。

该装置是一种桥梁预应力管道智能注浆控制仪，包括压浆泵，其特征在于由注浆控制台、进浆测控箱、出浆测控箱组成；注浆控制台为触摸屏式注浆控制台，它由嵌入式主板1分别电连接工业触摸屏显示器2、移动通信模块3、无线通信模块4、485数据采集控制端口5、微型打印机6、USB接口7、SD卡存储单元8、调试串口9组成，上述器件由多路开关电源10供电。

进浆测控箱由控制板MCU 11分三路电连接：一路经由光电隔离单元12分别与无线通信模块13、485数据采集控制端口14电连接；另一路依次经由光电隔离单元15、中间继电器16、接触器17，电连接至压浆泵18；第三路依次经由AD转换单元19、光电隔离单元20后再分别与流量变送器21、压力变送器22电连接。

出浆测控箱由控制板MCU 23分三路电连接：一路经由光电隔离单元24分别与无线通信模块25、485数据采集控制端口26电连接；另一路依次经由光电隔离单元27、中间继电器28、接触器29，电连接至电动阀30；第三路依次经由AD转换单元31、光电隔离单元32后再分别与压力变送器33和密度变送器34电连接。

注浆控制台通过无线通信模块4分别与进浆测控箱的无线通信模块13和出浆测控箱的无线通信模块25通过无线方式电连接；另外注浆控制台通过485数据采集控制端口5分别与进浆测控箱的485数据采集控制端口14和出浆测控箱的485数据采集控制端口26通过有线方式电连接。

本发明的优点是：

1.能够现场实时测定注浆工艺的流量、压力和密度参数，来监督注浆质量情况，准确地确定注浆保压时间，以此来保证注浆质量。

2.本发明的注浆控制台和测控箱采用模块化集成箱式结构，现场安装及使用维护方便。

3.本发明在嵌入式平台基础上通过触摸屏显示，完成数据采集及注浆控制，节省人力，大大提高功效，并且减轻施工人员劳动强度。

4.本发明对所监测的数据可以查询、调取、保存、打印以及自动生成曲线。

5.本发明可以采用有线或无线的方式进行数据交换，还可以进行远程数据传输，适应远程控制需求。

6.本发明采用流量、压力和密度变送器，具有测量精度高、抗干扰性强、不受工况影响和人为干扰。

7.本发明不仅适用于桥梁预应力管道注浆，而且还可以用于其他注浆施工场合。

附图说明

图1是本发明的注浆施工示意图。

图2是本发明的注浆及屏浆保压施工状态时序图。

图3是本发明的注浆控制台结构图。

图4是本发明的进浆测控箱结构图。

图5是本发明的出浆测控箱结构图。

具体实施方式

本发明结合具体实施例参见附图进一步说明如下：

桥梁预应力管道注浆施工示意图参见附图1，基于密度参数的桥梁预应力管道注浆质量控制方法，该方法是在预应力管道进浆端A设置有流量和压力变送器，出浆端B设置有压力和密度变送器，通过测量浆体水灰比密度来判定屏浆保压时刻t_k依此确定注浆时间T₀，从而保障预应力管道注浆质量。

桥梁预应力管道注浆及屏浆保压施工状态时序图，参见附图2，图中t_p为注浆开始时刻，此时开启进浆端A端压浆泵，t_k为屏浆保压时刻，此时刻关闭出浆端B端电动阀，t_p至t_k时刻的时间段为注浆时间T₀，即T₀＝t_k-t_p；t₀为屏浆保压终止时刻，此时刻关闭进浆端A端压浆泵。t_k至t₀时刻的时间段为时间T₁，即屏浆保压时间T₁＝t₀-t_k，屏浆保压时间T₁由具体桥梁工程的施工规范确定。

屏浆保压时刻t_k在桥梁预应力管道注浆施工中对注浆施工质量有重大影响的因素，现有技术是通过人工肉眼观察水泥浆的浓度凭经验来确定屏浆保压时刻t_k的，因此受人为因素干扰而误差很大，注浆质量难以保证；本发明方法对此解决的方案是给出判定屏浆保压时刻t_k的条件，该条件是出浆端B端密度变送器检测到的水灰比密度达到注浆工艺要求。同时在测出时刻t_k，通过本发明管道注浆智能控制仪对注浆施工进行监督与控制，执行相关的注浆施工及屏浆保压操作，以此确保桥梁管道注浆施工质量。

一种桥梁预应力管道智能注浆控制仪，包含有压浆泵，其特征由注浆控制台、进浆测控箱、出浆测控箱三部分组成。注浆控制台结构组成参见附图3，它由嵌入式主板1分别电连接工业触摸屏显示器2、移动通信模块3、无线通信模块4、485数据采集控制端口5、微型打印机6、USB接口7、SD卡存储单元8、调试串口9，上述器件由多路开关电源10供电。其嵌入式主板1采用三星公司S3C2440A嵌入式芯片，工业触摸屏显示器2采用台湾群创8寸真彩工业用触摸屏，移动通信模块3采用华为公司EM310型GPRS通信模块，无线通信模块4采用武汉风河科技433MHZ无线传输模组。进浆测控箱结构组成参见附图4，它由控制板MCU 11分三路电连接：一路经由光电隔离单元12分别与无线通信模块13、485数据采集控制端口14电连接；另一路依次经由光电隔离单元15、中间继电器16、接触器17，电连接至压浆泵18；第三路依次经由AD转换单元19、光电隔离单元20后再分别与流量变送器21、压力变送器22电连接。出浆测控箱结构组成参见附图5，它由控制板MCU 23分三路电连接：一路经由光电隔离单元24分别与无线通信模块25、485数据采集控制端口26电连接；另一路依次经由光电隔离单元27、中间继电器28、接触器29，电连接至电动阀30；第三路依次经由AD转换单元31、光电隔离单元32后再分别与压力变送器33和密度变送器34电连接。其中，控制板MCU 11和23均采用AT89S52单片机，光电隔离单元12、15、20、24、27、32均采用TLP521-4型光电隔离芯片，AD转换单元19和31采用MAXIN公司的MAX197芯片，流量变送器21采用上海欧捷仪器仪表有限公司的JDK300一体型电磁流量计，压力变送器22和33为杭州润辰科技有限公司的PRC908型压力变送器，密度变送器34为成都弘腾科技有线公司的HX1602型密度变送器，电动阀30为上海菡尔佳泵阀公司的ZAJQ-16P型高速电动阀，压浆泵18为宏业建筑机械有限公司生产的HB型活塞式压浆泵。

本发明工作原理是：

通过在注浆管道进浆端A端设置流量和压力变送器，出浆端B端设置压力和密度变送器，实时检测注浆流量、压力和密度参数，并及时传给注浆控制台，同时把带有本发明方法的应用软件植入到SD卡存储单元8中，注浆控制台按本发明方法通过计算确定屏浆保压时刻。

注浆控制台的嵌入式主板1通过无线通信模块4或者485数据采集控制端口5将接收到的注浆现场流量变送器21、压力变送器22和33以及密度变送器34的信号经过数据信号处理后，在工业触摸屏显示器2上显示，并通过微型打印机6打印，还可经由移动通信模块3发送至远程监测中心。同时，注浆控制台还可以通过无线通信模块4或485数据采集控制端口5向现场测控箱发送控制命令，控制压浆泵18和电动阀30动作，实现预应力管道注浆过程质量控制。

进浆端测控箱的流量变送器21、压力变送器22所提供的4～20ma模拟信号，经过光电隔离单元20和AD转换单元19，转换成数字信号，送到控制板MCU 11，再经由光电隔离单元12，通过485数据采集控制端口14或无线通信模块13发送至注浆控制台。同时，控制板MCU 11还可以接受注浆控制台的命令，经过光电隔离单元15、中间继电器16、接触器17动作，控制压浆泵18开始和停止动作。

出浆端测控箱的压力变送器33和密度变送器34提供的4～20ma模拟信号，经过光电隔离单元32和AD转换单元31，转换成数字信号，送到控制板MCU 23，再经由光电隔离单元24，通过485数据采集控制端口26或无线通信模块25发送至注浆控制台。同时，控制板MCU 23还可以接受注浆控制台的命令，经过光电隔离单元27、中间继电器28、接触器29，最终控制电动阀30动作。这样，本发明通过对注浆水灰比密度检测，据此桥梁预应力管道注浆施工全过程进行监控，提供注浆施工质量保障，解决现有技术桥梁预应力管道注浆施工质量无法保证的难题，同时本发明为模块化集成结构，装置体积小，现场安装简便，环境适应能力强，节约人力，提高工效，用途广泛。

Claims

1.一种桥梁预应力管道注浆质量控制方法，该方法特征是在预应力注浆管道进浆端设置流量和压力变送器，在出浆端设置压力和密度变送器，同时通过判定屏浆保压开始时刻(t_k)来确定注浆时间(T₀)，由此来保障预应力管道注浆质量。判定屏浆保压开始时刻(t_k)的条件是：出浆端(B)端密度变送器检测到的水灰比密度达到施工规定的注浆工艺要求。

2.一种桥梁预应力管道智能注浆控制仪，包括压浆泵，其特征在于由注浆控制台、进浆测控箱、出浆测控箱组成；注浆控制台为触摸屏式注浆控制台，由嵌入式主板(1)分别电连接工业触摸屏显示器(2)、移动通信模块(3)、无线通信模块(4)、485数据采集控制端口(5)、微型打印机(6)、USB接口(7)、SD卡存储单元(8)、调试串口(9)组成，上述器件由多路开关电源(10)供电；

进浆测控箱由控制板MCU(11)分三路电连接：一路经由光电隔离单元(12)分别与无线通信模块(13)、485数据采集控制端口(14)电连接；另一路依次经由光电隔离单元(15)、中间继电器(16)、接触器(17)，电连接至压浆泵(18)；第三路依次经由AD转换单元(19)、光电隔离单元(20)后再分别与流量变送器(21)、压力变送器(22)电连接；

出浆测控箱由控制板MCU(23)分三路电连接：一路经由光电隔离单元(24)分别与无线通信模块(25)、485数据采集控制端口(26)电连接；另一路依次经由光电隔离单元(27)、中间继电器(28)、接触器(29)，电连接至电动阀(30)；第三路依次经由AD转换单元(31)、光电隔离单元(32)后再分别与压力变送器(33)和密度变送器(34)电连接；

注浆控制台通过无线通信模块(4)分别与进浆测控箱的无线通信模块(13)和出浆测控箱的无线通信模块(25)通过无线方式电连接；另外注浆控制台通过485数据采集控制端口(5)分别与进浆测控箱的485数据采集控制端口(14)和出浆测控箱的485数据采集控制端口(26)通过有线方式电连接。