CN103031810A - 基于压力和密度双参数的预应力孔道注浆质量控制方法 - Google Patents

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罗卫华
唐承铁
陈骁
李跃军
何杰
傅强
梅向东
桂岚
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李跃军
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Abstract

基于压力和密度双参数的预应力孔道注浆质量控制方法，该方法是通过检测出浆端压力和水灰比密度大小来判定屏浆保压时刻tk，据此控制桥梁预应力孔道注浆施工操作，本发明能够对桥梁预应力孔道注浆施工质量进行控制，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。判定屏浆保压开始时刻tk是同时满足两个条件：①出浆端B端压力变送器检测到的注浆压力达到注浆工艺要求；②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；在注浆开始时刻tp，启动进浆端A端压浆泵，开始注浆；在屏浆保压开始时刻tk，关闭出浆端B端电动阀；在屏浆保压终止时刻t0，关闭进浆端A端压浆泵。

Description

基于压力和密度双参数的预应力孔道注浆质量控制方法
技术领域
本发明涉及桥梁预应力孔道注浆施工，特别涉及到一种桥梁预应力孔道注浆质量控制方法。
背景技术
现有技术桥梁预应力孔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，在注浆孔道入端操作压浆泵注浆，在注浆孔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，导致工程存在隐患。尽管有个别工程在预应力孔道注浆施工中采用了注浆记录仪也只能现场被动记录注浆情况，不能控制注浆施工质量，因此仍不能有效解决预应力孔道注浆施工中存在的上述问题。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术桥梁预应力孔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。
本发明提出的技术解决方案为：基于压力和密度双参数的桥梁预应力孔道注浆质量控制方法，该方法是在预应力注浆孔道进浆端A端设置流量、压力变送器，出浆端B端设置流量、压力和密度变送器，通过判定屏浆保压开始时刻tk，来保障预应力孔道注浆质量，判定屏浆保压开始时刻tk是同时满足两个条件：
①出浆端B端压力变送器检测到的注浆压力达到注浆工艺要求；
②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；
在注浆开始时刻tp，启动进浆端A端压浆泵，开始注浆；
在屏浆保压开始时刻tk，关闭出浆端B端电动阀；
在屏浆保压终止时刻t0，关闭进浆端A端压浆泵。
本发明的优点是：
1.通过现场实时测定注浆工艺的压力和密度参数，来控制注浆质量，准确地确定注浆保压时刻，以此来保证注浆质量。
2.本发明所描述的用于判定屏浆保压时刻的方法操作性强，容易实现。
3.本发明采用流量、压力、密度传感器作为测量传感器，具有测量精度高、抗干扰性强、不受工况影响和人为干扰。
4.本发明不仅适用于桥梁预应力孔道注浆，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：
桥梁预应力孔道注浆施工示意图参见附图1一种基于压力和密度双参数的桥梁预应力孔道注浆质量控制方法，该方法是在预应力注浆孔道进浆端A端设置流量、压力变送器，出浆端B端设置流量、压力和密度变送器，通过判定屏浆保压开始时刻tk，来保障预应力孔道注浆质量。
桥梁预应力孔道注浆及屏浆保压施工状态时序图，参见附图2，图中tp为注浆开始时刻，此时开启进浆端A端压浆泵，tk为屏浆保压时刻，此时刻关闭出浆端B端电动阀，tp至tk时刻的时间段为注浆时间T0，即T0＝tk-tp；t0为屏浆保压终止时刻，此时刻关闭进浆端A端压浆泵。tk至t0时刻的时间段为屏浆保压时间T1，即屏浆保压时间T1＝t0-tk，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tk在桥梁预应力孔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tk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tk的两个需要同时满足的条件：
①出浆端B端压力变送器检测到的注浆压力达到注浆工艺要求；
②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。
检测出时刻tk后，在该时刻通过本发明对注浆施工进行控制，执行相关的注浆施工及屏浆保压操作，以此确保桥梁孔道注浆施工质量。
本发明方法是通过一种桥梁预应力孔道智能注浆控制仪来实现，该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MCU11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MCU23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后再分别与流量变送器33、压力变送器34和密度变送器35电连接。其中，控制板MCU11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和33均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34为杭州润辰科技有限公司的PRC908型压力变送器，电动阀30为上海菡尔佳泵阀公司的ZAJQ-16P型高速电动阀，密度变送器35为成都弘腾科技有线公司的HX1602型密度变送器，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：
通过在注浆孔道进浆端A端设置流量、压力变送器，出浆端B端设置流量、压力和密度变送器，实时检测注浆流量、压力和密度信号，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和33、压力变送器22和34以及密度变送器35的信号经过数据信号处理后，由压力变送器34以及密度变送器35所提供的信号在预置程序中确定屏浆保压时刻tk，据此实现进浆端压浆泵和出浆端电动阀的操作，完成注浆施工质量控制。
在注浆控制台的触摸屏2上可以显示注浆施工的数据信息，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，实现预应力孔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MCU11，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MCU11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。
出浆端测控箱的流量变送器33、压力变送器34、密度变送器35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MCU23，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MCU23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，本发明通过对桥梁预应力孔道注浆施工质量进行控制，提供注浆施工质量保障，解决现有技术桥梁预应力孔道注浆施工质量无法保证的难题，同时本发明所描述的装置为模块化集成结构，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)

1.基于压力和密度双参数的桥梁预应力孔道注浆质量控制方法，该方法特征是在预应力注浆孔道进浆端A端设置流量、压力变送器，出浆端B端设置流量、压力、密度变送器，通过判定屏浆保压开始时刻tk，来保障预应力孔道注浆质量，判定屏浆保压开始时刻tk是同时满足两个条件：
①出浆端B端压力变送器检测到的注浆压力达到注浆工艺要求；
②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；
在注浆开始时刻tp，启动进浆端A端压浆泵，开始注浆；
在屏浆保压开始时刻tk，关闭出浆端B端电动阀；
在屏浆保压终止时刻t0，关闭进浆端A端压浆泵。
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