专利名称：基于管容及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，容易出现注浆不密实情况，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管容及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设置流量、压力变送器，出浆端设置流量、压力和密度变送器，在注浆开始时刻tp，启动进浆端压浆泵，开始注浆，通过检测进浆端累积流量和出浆端水灰比密度来判定屏浆保压开始时刻tk，由此来保障预应力孔道注浆质量，在屏浆保压开始时刻tk，关闭出浆端电动阀，在屏浆保压终止时刻、，关闭进浆端压浆泵；判定屏浆保压开始时刻tk需同时满足两个条件①进浆端流量计在灌浆时间Ttl内的累计流量Σ&χΔ/等于灌浆孔道管容％，即
ΣαχΔ = βο ’而进浆端和出浆端压力大小按施工工艺规定确定， fk其中T0 = tk-tp ；tk为屏浆保压开始时刻；tp为注浆开始时刻；Q0 = L (S1-S2) + (L3+L4) S0 ；式中L为桥梁波纹管长度，也即波纹管中钢绞线长度；S1为桥梁波纹管横截面积；&为钢绞线总横截面积；L3为进浆端胶管长度；L4为出浆端胶管长度；&为胶管横截面积；②出浆端密度变送器检测到的水灰比密度达到注浆工艺要求。本发明的优点是
1.通过现场实时测定注浆工艺的管容和密度参数，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。
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。
具体实施例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 一种基于管容及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Ttl，即Ttl = 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、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进浆端A端流量计在灌浆时间Ttl内的累计流量Σ (itX At等于灌浆孔道管容 %，即ΣβχΔ = Qo ’而进浆端和出浆端压力大小按施工工艺规定确定，其中T0 = tk-tp ；tk为屏浆保压开始时刻tp为注浆开始时刻；Q0 = L (S1-S2) + (L3+L4) S0 ；式中L为桥梁波纹管长度，也即波纹管中钢绞线长度；S1为桥梁波纹管横截面积；S2为钢绞线总横截面积；
L3为进浆端胶管长度；L4为出浆端胶管长度；&为胶管横截面积。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，在本实施例中At取1秒。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X86工业控制板1分别连接工业触摸屏2、移动通信模块3、无线通信模块 4、微型打印机5，上述器件由多路开关电源6供电。其X86工业控制板1采用深圳市海天雄电子有限公司的700Mini-ITX型X86工业控制板，工业触摸屏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2，它由控制板MCU 7 分三路电连接一路经由光电隔离单元8分别与无线通信模块9、485数据采集控制端口 10 电连接；另一路依次经由光电隔离单元11、中间继电器12、接触器13，电连接至压浆泵14 ； 第三路依次经由AD转换单元15、光电隔离单元16后再分别与流量变送器17、压力变送器 18电连接。出浆测控箱结构组成参见附图3，它由控制板MCU19分三路电连接一路经由光电隔离单元20分别与无线通信模块21、485数据采集控制端口 22电连接；另一路依次经由光电隔离单元23、中间继电器M、接触器25，电连接至电动阀沈；第三路依次经由AD转换单元27、光电隔离单元观后再分别与流量变送器四、压力变送器30、密度变送器31电连接。其中，控制板MCU7和19均采用AT89S52单片机，光电隔离单元8、11、16、20、23、观均采用TLP521-4型光电隔离芯片，AD转换单元15和27采用MAXIN公司的MAX197芯片，流量变送器17和四均采用上海欧捷仪器仪表有限公司的JDK300 —体型电磁流量计，压力变送器18和30为杭州润辰科技有限公司的PRC908型压力变送器，电动阀沈为上海菡尔佳泵阀公司的ZAJQ-16P型高速电动阀，密度变送器31为成都弘腾科技有线公司的HX1602型密度变送器，压浆泵14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X86业控制板1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X86工业控制板1通过无线通信模块3或者自带的485数据采集控制端口将接收到的压浆现场流量变送器17和四及压力变送器18和30以及密度变送器31 的信号经过数据信号处理后，由流量变送器17和四以及密度变送器31所提供的管容和密度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。在工业触摸屏屏2上显示，并通过微型打印机5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X86工业控制板1自带的485数据采集控制端口向现场测控箱发送控制命令，控制压浆泵14和电动阀沈动作，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17、压力变送器18所提供的4 20ma模拟信号，经过光电隔离单元16和AD转换单元15，转换成数字信号，送到控制板MCU7，再经由信号输出光电隔离单元8，通过485数据采集控制端口 10或无线通信模块9发送至注浆控制台。同时，控制板MCU7还可以接受注浆控制台的命令，经过光电隔离单元11、中间继电器12、接触器13动作，控制压浆泵14开始和停止动作。出浆端测控箱的流量变送器四、压力变送器30、密度变送器31提供的4 20ma 模拟信号，经过光电隔离单元观和AD转换单元27，转换成数字信号，送到控制板MCU19，再经由信号输出光电隔离单元20，通过485数据采集控制端口 22或无线通信模块21发送至注浆控制台。同时，控制板MCU19还可以接受注浆控制台的命令，经过光电隔离单元23、中间继电器对、接触器25，最终控制电动阀沈动作。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。
权利要求
1.基于管容及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设置流量、压力变送器，出浆端设置流量、压力和密度变送器，在注浆开始时刻tp，启动进浆端压浆泵，开始注浆，通过检测进浆端累积流量和出浆端水灰比密度来判定屏浆保压开始时刻tk，由此来保障预应力孔道注浆质量，在屏浆保压开始时刻tk，关闭出浆端电动阀，在屏浆保压终止时刻、，关闭进浆端压浆泵；判定屏浆保压开始时刻tk需同时满足两个条件①进浆端流量计在灌浆时间Ttl内的累计流量等于灌浆孔道管容Q(1，即'p^kΣβχΔ =α>’而进浆端和出浆端压力大小按施工工艺规定确定，其中 Ttl = tk-tp ； tk为屏浆保压开始时刻； tp为注浆开始时刻； Q0 = L(S1-S2HO^L4)S0 ；式中L为桥梁波纹管长度，也即波纹管中钢绞线长度；S1为桥梁波纹管横截面积；S2为钢绞线总横截面积；L3为进浆端胶管长度；L4为出浆端胶管长度；S0为胶管横截面积；②出浆端密度变送器检测到的水灰比密度达到注浆工艺要求。
全文摘要
基于管容及密度双参数的预应力孔道注浆质量控制方法，该方法是通过检测预应力孔道注浆累计流量是否达到预应力孔道管容和水灰比密度是否达到注浆工艺要求，根据是否同时满足这两个条件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在注浆开始时刻tp，启动进浆端压浆泵，开始注浆；在屏浆保压开始时刻tk，关闭出浆端电动阀；在屏浆保压终止时刻t0，关闭进浆端压浆泵。本发明优点是能够对桥梁预应力孔道注浆施工质量进行控制，确保桥梁预应力孔道注浆施工质量，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。
文档编号E01D21/00GK102505634SQ20111029096
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者刘刚, 吴冠雄, 吴平, 李跃军, 桂岚, 谢刚, 陈骁, 龚啸 申请人:桂岚