CN111775295A - 一种预制梁场自动养护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制梁场自动养护系统，包括喷淋系统和喷淋控制系统，其中，所述喷淋系统包括蓄水池、水泵、喷淋输水管道、喷淋架、集水渠道和净水装置；所述喷淋控制系统包括控制蓄水池内水位的蓄水池给水控制模块、信号传输模块、数据中心监控管理系统和控制水泵开闭的喷淋管理模块。有益效果在于：通过全过程自动监控和自动调节预制梁混凝土周边的温湿度条件，保证了混凝土水化热的平稳释放，从而减少了温差缝隙、收缩裂缝等质量问题的出现，提高混凝土的强度，进而提高预制梁的结构强度，延长预制梁的使用寿命；较传统的人工养护，具有更明显的节能减排效果，减少了养护水的使用，在干旱地区或山地中可大量节约养护成本。

Description

一种预制梁场自动养护系统

技术领域

本发明涉及桥梁预制梁养护技术领域，具体涉及一种预制梁场自动养护系统。

背景技术

桥梁上部结构预制梁体因其施工流程化、集中化、安装便捷而得到广泛采用，高速公路中桥梁上部结构均采用预制板梁式结构。随着预制梁体的使用越来越广泛，其施工质量也相应的被工程技术人员密切关注，预应力智能技术的发展与推广基本解决了张拉准确、同步，压浆密实、饱满的问题，但混凝土的养护仍未得到相应的重视，箱梁养护工作任务量大、在养护的及时性、科学性、规范性方面均存在诸多的缺陷，尤其夏季中午或晚上的混凝土洒水养护，完全取决于操作工人的责任性与管理者的监督是否到位。目前，国内大多数预制梁场混凝土梁的养护基本采用涮涂养护剂或人工洒水养护的方式来完成的，养护剂养护方式对于表面积大和水灰比小的混凝土养护效果较差，造成相对于水养护而言，采用养护剂养护的预制梁强度和性能有所降低；人工洒水养护方式洒水的次数与频率都是基于人的主管判断来完成的，不能保证混凝土梁体始终处于湿润状态，导致预制梁养护过程中经常出现混凝土开裂、强度不足的情况。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种预制梁场自动养护系统，本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案具有：通过对预制梁进行自动养护，提高养护效果，减少预制梁缺陷，同时环保性好等技术效果，详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种预制梁场自动养护系统，包括喷淋系统和喷淋控制系统，其中，所述喷淋系统包括蓄水池、水泵、喷淋输水管道、喷淋架、集水渠道和净水装置，所述水泵安装在所述蓄水池内，所述水泵通过喷淋输水管道连接喷淋架，所述集水渠道与所述净水装置连接，所述净水装置的净水输出至蓄水池内；

所述喷淋控制系统包括控制蓄水池内水位的蓄水池给水控制模块、信号传输模块、数据中心监控管理系统和控制水泵开闭的喷淋管理模块，所述蓄水池给水控制模块和所述喷淋管理模块均通过所述信号传输模块与所述数据中心监控管理系统连接。

作为优选，所述集水渠道包括集水沟和输水管，所述集水沟设置于放置预制梁的台座之间，且向所述集水装置设置有坡度，将收集的雨水和养护水送入净水装置内。

作为优选，所述输水管埋设于预制梁场的地表以下，并与所述集水沟相连通；所述集水沟与所述输水管的连接处设置有金属滤网。

作为优选，所述净水装置为净水沉淀池，所述净水沉淀池与蓄水池通过送水管连通，且该送水管上设置有输送泵，所述蓄水池内设置有水位计，所述输送泵和所述水位计与所述蓄水池给水控制模块电连接。

作为优选，所述述喷淋架（9）为金属架，包括下支撑部和喷洒支撑部，所述下支撑部为三棱锥或四棱锥形，所述喷洒支撑部为设置于所述下支撑部上方的竖杆。

作为优选，所述喷淋架上安装有旋转喷头，所述喷淋架与所述喷淋输水管道之间通过软管连接。

作为优选，所述输送泵外侧设置有滤网箱，所述净水沉淀池包括下部的沉淀层和上部的净水层，所述输送泵安装在所述净水层内。

作为优选，所述信号传输模块包括WIFI DTU传输模块与GPRS DTU传输模块。

作为优选，所述数据中心监控管理系统还通过信号传输模块连接有若干远程控制装置。

作为优选，所述数据中心监控管理系统内设服务器，用于台座上预制梁的喷淋养生数据分析处理和接收信号传输模块接收的实时工作信息，所述实时工作信息包括台座号码、预制梁编号、喷淋参数设定、喷淋开启时间和喷淋关闭时间。

综上，本发明的有益效果在于：1、与传统的人工养护相比，通过全过程自动监控和自动调节预制梁混凝土周边的温湿度条件，保证了混凝土水化热的平稳释放，从而减少了温差缝隙、收缩裂缝等质量问题的出现，提高混凝土的强度，进而提高预制梁的结构强度，延长预制梁的使用寿命；

2、较传统的人工养护，具有更明显的节能减排效果，减少了养护水的使用，在干旱地区或山地中可大量节约养护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的系统结构示意图；

图2是本发明的分布结构示意图；

图3是图2的俯视结构示意图。

附图标记说明如下：

1、蓄水池给水控制模块；2、喷淋管理模块；3、信号传输模块；4、数据中心监控管理模块；5、蓄水池；6、净水装置；7、水泵；8、喷淋输水管道；9、喷淋架；10、集水渠道；11、台座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-3所示，本发明提供了一种预制梁场自动养护系统，包括喷淋系统和喷淋控制系统，其中，所述喷淋系统包括蓄水池5、水泵7、喷淋输水管道8、喷淋架9、集水渠道10和净水装置6，所述水泵7安装在所述蓄水池5内，所述水泵7通过喷淋输水管道8连接喷淋架9，所述集水渠道10与所述净水装置6连接，所述净水装置6的净水输出至蓄水池5内，在预制梁场内，均匀分布有放置预制梁的台座11，预制梁成型在台座11上方，喷淋架9对应预制梁设置，且供水经过水泵7的增压后呈伞状喷洒，增加喷洒面积，且可防止单一区域内喷水过多，以提高预制梁受水面的均匀度；预制梁养护过程中，蓄水池5内的养护水经水泵7增压，并通过喷淋输水管道8输送至喷淋架9，由喷淋架9将养护水喷洒在预制梁上，喷淋架9上的喷嘴可设置多个，分别对应预制梁的各个表面，从而提高预制梁受水位置的均匀性，多余的养护水落在台座11表面后，流至预制梁场的地平上，而由于预制梁场表面设置有倾角，向净水装置6一侧倾斜，因此，多余的养护水经集水渠道10汇集后，流入净水装置6内，最后由净水装置6净水后，再次输入蓄水池5中，从而完成养护水的循环；在此循环过程中，除了预制梁吸收的养护水与蒸发产生的养护水浪费，其他的养护水均可回收利用，在不方便取水的预制梁场，尤其是丘陵和山区，具有良好的节水效果；为了减少养护水的蒸发，也可在集水渠道10、净水装置6和蓄水池5上方加盖，从而进一步减少养护水的浪费；

所述喷淋控制系统包括控制蓄水池5内水位的蓄水池给水控制模块1、信号传输模块3、数据中心监控管理系统和控制水泵7开闭的喷淋管理模块2，所述蓄水池给水控制模块1和所述喷淋管理模块2均通过所述信号传输模块3与所述数据中心监控管理系统连接，数据中心监控管理系统为中控系统，用于接收各种控制信号，并控制蓄水池给水控制模块1、喷淋管理模块2进行加水和喷淋工作。

作为可选的实施方式，所述集水渠道10包括集水沟和输水管，集水沟用于接收多余的养护水，也可用于收集雨水，其裸露在预制梁场表面，输水管用于将集水沟内的水输送至净水装置6，其埋设在预制梁场的地面下部，以减少场地表面的沟壑，提高场地的平整度，方便工程车辆吊运预制梁；所述集水沟设置于放置预制梁的台座11之间，且向所述集水装置设置有坡度，将收集的雨水和养护水送入净水装置6内，所述集水沟与所述输水管的连接处设置有金属滤网；所述净水装置6为净水沉淀池，所述净水沉淀池与蓄水池5通过送水管连通，且该送水管上设置有输送泵，输送泵外设过滤网架，以便于将净水沉淀池内蓄积的大颗粒杂物滤除，所述蓄水池5内设置有水位计，所述输送泵和所述水位计与所述蓄水池给水控制模块1电连接，蓄水池给水控制模块1根据水位计的信号，控制输送泵向蓄水池5内部送水，以保证蓄水池5内部水源充足；净水沉淀池设置在预制梁场的一侧，且预制梁场的地平向净水沉淀池呈一定的倾斜角度，以便于雨水和养护用水经集水沟和输水管进入净水沉淀池内，所述净水沉淀池包括下部的沉淀层和上部的净水层，所述输送泵安装在所述净水层内；可将净水沉淀池设置于蓄水池5内，且两池的水相互隔离，净水沉淀池内收集雨水和养护水后，自然沉淀，上层的即为可重复使用的清洁养护水；

所述喷淋架9上安装有旋转喷头，所述喷淋架9与所述喷淋输水管道8之间通过软管连接；所述述喷淋架9为金属架，包括下支撑部和喷洒支撑部，所述下支撑部为三棱锥或四棱锥形，所述喷洒支撑部为设置于所述下支撑部上方的竖杆，该结构类似于农业的喷淋装置，可移动，方便调节位置，且可通过喷淋方式喷洒养护水，减少养护水的用量；通过将喷淋架9设置为可移动结构，可根据不同的预制梁数量、预制梁位置，调节喷淋架9的位置，自由调节喷淋输水管道8上接口处的开闭状态，实现不同工作状态的快速转换；

所述信号传输模块3包括WIFI DTU传输模块与GPRS DTU传输模块；WIFI DTU传输模块主要解决现场人员用便携式设备对喷淋控制箱进行远程控制需求。GPRS DTU 传输模块能将现场生产状况及生产数据及时上传到管理部门设置的数据监控中心，存放到数据库中，以供查询。同时管理人员也可以通过GPRSDTU下发现场控制指令；所述数据中心监控管理系统还通过信号传输模块3连接有若干远程控制装置，以便于工作人员对预制梁的养护工作进行现场人工调节；

所述数据中心监控管理系统内设服务器，用于台座11上预制梁的喷淋养生数据分析处理和接收信号传输模块3接收的实时工作信息，所述实时工作信息包括台座11号码、预制梁编号、喷淋参数设定、喷淋开启时间和喷淋关闭时间，对数据进行记录分析，并进行展示，并对每片梁的喷淋周期和喷淋设定进行计算；并且对未达到养生时间要求的预制梁进行报警提示，以便于人工介入管理，从而提高预制梁的养生效果。

系统的关键在与水泵7的控制，水泵7电源的开启和关闭由低压电磁阀控制，通过设置时间循环继电器控制电磁阀，实现间隔任意时长后通电喷淋养生任意时长；喷淋养生持续一段时间符合特定温湿度养生条件后水泵7断电并由计时器反馈调节时间继电器开启时长；当温湿度传感器感应到超出设定养生条件时会发出指令开启电磁阀控制喷淋；计时器将最近关闭到开启的时间间隔反馈到时间循环继电器调整间隔时长；适时的人工干预通断电养生，通过加装遥控继电器直接控制电磁阀，计时器工作通过记录每次喷淋时长和间隔时长并调整时间循环继电器参数以达到合理的喷淋和间隔控制，进而实现自动控制或特殊情况下人工干预调节养生参数，提高预制梁的养生质量；该系统不仅可以实现预制梁的自动养护，同时也随时进行人工介入，调节预制梁的养护方式，较传统的人工浇水养护，自动化程度高，且节省了大量的人力，降低了此项工作的工作强度。

该养护系统的过程分为三个阶段：

第一阶段：密集养护期，第1d，昼间喷淋频率平均约为 30 min/ 次，夜间喷淋频率平均约为 60min/ 次，每次喷淋3min；第 2 阶段，第 2-3d，昼间喷淋频率平均约为 60min/ 次，夜间喷淋频率平均约为 120min/ 次，每次喷淋 3min；第 3 阶段，第 4-7d，昼间喷淋频率平均约为 120min/ 次，夜间喷淋频率平均约为 180min/ 次，每次喷淋 3min。每片梁板 7d养护周期时间控制养护次数为 120 次。

传统养护施工人工洒水，按照完全按照施工要求进行计算。第 1d 洒水次数 12次，平均每 2h1 次；第 2-3d 为每天 8 次，平均每 3h 一次；第 4-7d 为每天 6 次，平均为4h 一次，共累计洒水 52 次。每次人工洒水时间为 10min 左右（流程为沿梁板四周洒水和顶板洒水）。

采用该系统后，养护频次更高，因此可提高预制梁的养护效果，有利于提高梁体质量。

自动养护系统与传统养护的耗水量比较：

自动养护系统中每片梁耗水量：130L*120=15.6m³。

采用人工养护由于要达到保湿与降温的双重效果且每次喷洒的面积有限，所有每次养护的时间较长，一般不少于8-12min，按10min 平均计算，养护一次用水量约为：10/60x4m³/h=666.7L，现场考虑循环回收使用 25%， 每片梁耗水量：666.7Lx 52x 0.75=26m³。

智能养护每片梁用水节约26-15.6=10.4 m³水，共计1362片梁，约节约成本5.6万元。

采用上述养护系统后，与传统的人工养护相比，通过全过程自动监控和自动调节预制梁混凝土周边的温湿度条件，保证了混凝土水化热的平稳释放，从而减少了温差缝隙、收缩裂缝等质量问题的出现，提高混凝土的强度，进而提高预制梁的结构强度，延长预制梁的使用寿命；

较传统的人工养护，具有更明显的节能减排效果，减少了养护水的使用，在干旱地区或山地中可大量节约养护成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种预制梁场自动养护系统，其特征在于，包括喷淋系统和喷淋控制系统，其中，所述喷淋系统包括蓄水池（5）、水泵（7）、喷淋输水管道（8）、喷淋架（9）、集水渠道（10）和净水装置（6），所述水泵（7）安装在所述蓄水池（5）内，所述水泵（7）通过喷淋输水管道（8）连接喷淋架（9），所述集水渠道（10）与所述净水装置（6）连接，所述净水装置（6）的净水输出至蓄水池（5）内；

所述喷淋控制系统包括控制蓄水池（5）内水位的蓄水池给水控制模块（1）、信号传输模块（3）、数据中心监控管理系统和控制水泵（7）开闭的喷淋管理模块（2），所述蓄水池给水控制模块（1）和所述喷淋管理模块（2）均通过所述信号传输模块（3）与所述数据中心监控管理系统连接。

2.根据权利要求1所述一种预制梁场自动养护系统，其特征在于：所述集水渠道（10）包括集水沟和输水管，所述集水沟设置于放置预制梁的台座（11）之间，且向所述集水装置设置有坡度，将收集的雨水和养护水送入净水装置（6）内。

3.根据权利要求2所述一种预制梁场自动养护系统，其特征在于：所述输水管埋设于预制梁场的地表以下，并与所述集水沟相连通；所述集水沟与所述输水管的连接处设置有金属滤网。

4.根据权利要求1所述一种预制梁场自动养护系统，其特征在于：所述喷淋架（9）上安装有旋转喷头，所述喷淋架（9）与所述喷淋输水管道（8）之间通过软管连接。

5.根据权利要求4所述一种预制梁场自动养护系统，其特征在于：所述述喷淋架（9）为金属架，包括下支撑部和喷洒支撑部，所述下支撑部为三棱锥或四棱锥形，所述喷洒支撑部为设置于所述下支撑部上方的竖杆。

6.根据权利要求1所述一种预制梁场自动养护系统，其特征在于：所述净水装置（6）为净水沉淀池，所述净水沉淀池与蓄水池（5）通过送水管连通，且该送水管上设置有输送泵，所述蓄水池（5）内设置有水位计，所述输送泵和所述水位计与所述蓄水池给水控制模块（1）电连接。

7.根据权利要求6所述一种预制梁场自动养护系统，其特征在于：所述输送泵外侧设置有滤网箱，所述净水沉淀池包括下部的沉淀层和上部的净水层，所述输送泵安装在所述净水层内。

8.根据权利要求1所述一种预制梁场自动养护系统，其特征在于：所述信号传输模块（3）包括WIFI DTU传输模块与GPRS DTU传输模块。

9.根据权利要求1所述一种预制梁场自动养护系统，其特征在于：所述数据中心监控管理系统还通过信号传输模块（3）连接有若干远程控制装置。

10.根据权利要求1所述一种预制梁场自动养护系统，其特征在于：所述数据中心监控管理系统内设服务器，用于台座（11）上预制梁的喷淋养生数据分析处理和接收信号传输模块（3）接收的实时工作信息，所述实时工作信息包括台座（11）号码、预制梁编号、喷淋参数设定、喷淋开启时间和喷淋关闭时间。

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