一种桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，特别是涉及桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统。

背景技术

随着我国高速公路建设的快速发展，公路桥梁工程建设要求日益提高，对现场各道工序的标准化、规范化的要求也更加严格。混凝土施工质量是关乎工程耐久性与安全性的关键因素，因此对混凝土的养生施工的要求也被提到新的高度。桥梁施工过程中，墩柱施工现场，目前常用的还是人工洒水养生，但这种老旧的养生方式往往取决于现场作业人员的质量安全意识和责任心；不仅如此，随着墩柱的高度越高，人工养生的难度越大；墩柱混凝土在强度形成过程中水化散热时需要吸水保湿，由于养生的不到位、不及时，往往造成了墩柱混凝土的强度不足、外观差等现象，甚至会导致混凝土表面开裂，造成很大的质量隐患。空心墩墩柱洒水养护是目前最为便捷和经济的养护方法，传统洒水养护多是由人工进行，因受操作者的质量意识和工作态度影响，时常出现养护不及时现象，使空心墩墩柱易产生裂纹等质量缺陷。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统，以实现对空心墩墩柱进行“实时化、自动化、高效化”的喷淋，避免养护不及时造成的空心墩墩柱裂纹等质量缺陷。

本发明是这样实现的，构造一种桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统，包括：监测装置（1）、喷淋装置（2）、控制装置（3）、通讯装置（4）；所述监测装置（1）、喷淋装置（2）分别与所述控制装置（3）、通讯装置（4）连接；

所述监测装置（1）用于监测墩柱表面湿度以及蓄水池（205）内的水位；

所述控制装置（3）包括数据采集单元（301）、数据分析单元（302）以及决策控制单元（303）；所述数据分析单元（302）分别与所述数据采集单元（301）以及所述决策控制单元（303）连接；

所述数据采集单元（301）与所述监测装置（1）连接，用于采集所述墩柱表面湿度以及蓄水池（205）内的水位并发送至所述数据分析单元（302）；

所述数据分析单元（302）用于根据所述采集单元分析所述墩柱表面湿度是否已达到预定值范围，确定喷淋开启时间；

所述决策控制单元（303）用于控制所述采集单元位置的喷淋装置（2）中的喷淋开关，还用于控制所述喷淋装置（2）中的抽水泵开关；

所述监测装置（1）包括AI色差探头（101）、配套传感器（102）以及水位传感器（103）；所述AI色差探头（101）、配套传感器（102）位于爬模下操作平台；所述水位传感器（103）位于所述蓄水池（205）内。

根据发明所述的桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统，其特征在于，所述喷淋装置（2）包括水压自转式节能喷淋头（201）、内置增压泵水箱（202）、高压水管（203）、镀锌管道（204）、蓄水池（205）、抽水泵机（206）等。所述抽水泵机（206）与所述决策控制单元（303）连接；所述抽水泵机（206）位于所述蓄水池（205）内部，用于根据所述决策控制单元（303）的控制将蓄水池（205）内的水通过所述高压水管（203）传输至所述内置增压泵水箱（202）；所述内置增压泵水箱（202）用于将水压调整至满足所述水压自转式节能喷淋头（201）工作水压，并通过所述镀锌管道（204）传输至所述水压自转式节能喷淋头（201）内，开始喷淋养生。

根据发明所述的桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统，其特征在于，所述通讯装置（4）包括配套软件、手机APP、无线传输基站（401）。所述配套软件和所述手机APP与数据采集单元（301）、数据分析单元（302）、数据决策单元（303）连接，用于查看数据、控制系统手自动切换。所述配套软件和所述手机APP拥有信息界面，能够将采集单元采集的数据完整体现，操作简单，功能完整。

根据发明所述的桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统，其特征在于，所述桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统的工作过程如下：

(1)所述数据采集单元（301）与所述监测装置（1）连接，用于采集所述墩柱表面湿度以及蓄水池（205）内的水位并发送至所述数据分析单元（302）；

(2)所述数据分析单元（302）用于根据所述采集单元分析所述墩柱表面湿度是否已达到预定值范围；

所述决策控制单元（303）用于控制所述采集单元位置的喷淋装置（2）中的喷淋开关；还用于控制所述喷淋装置（2）中的抽水泵开关,实现抽水泵机（206）启动抽水。

本发明具有如下方面的技术效果：

本发明提供了一种桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统，包括监测装置（1）、喷淋装置（2）、控制装置（3）、通讯装置（4）；所述监测装置（1）用于监测墩柱表面湿度以及蓄水池（205）内的水位；所述控制装置（3）包括数据采集单元（301）、数据分析单元（302）以及决策控制单元（303）；所述数据分析单元（302）分别与所述数据采集单元（301）以及所述决策控制单元（303）连接；所述数据采集单元（301）与所述监测装置（1）连接，用于采集所述墩柱表面湿度以及蓄水池（205）内的水位并发送至所述数据分析单元（302）；所述数据分析单元（302）用于根据所述采集单元（301）分析所述墩柱表面湿度是否已达到预定值范围；所述决策控制单元（303）用于控制所述采集单元（301）位置的喷淋装置（2）中的喷淋开关，还用于控制所述喷淋装置（2）中的抽水泵开关。

另一方面，本发明桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统采用监测装置（1）监测墩柱表面湿度，控制装置（3）确定并控制喷水时间，通讯装置（4）便捷显示实时数据，实现“实时化、自动化、高效化”的喷淋养护，实现了对于混凝土养护需要湿度的精准控制，提高了混凝土的早期强度，防止混凝土收缩裂纹的产生。同时本发明节工省能、降低养护成本，能够大大提高施工质量和劳动生产率。

此外，控制装置（3）采用可编程控制器，可实现定点定时顺序控制并记录工作轨迹。本发明桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统节工省能、降低了养护成本，大大提高了劳动生产率。

另一方面，本发明利用AI色差探头、配套传感器、通信基站、控制终端、抽水装置、喷淋装置、配套软件等设备形成联动控制，从而实现全智能化喷淋养生，提高养生质量。本发明所述施工方法具有如下特点：

1、将监测装置、供水装置、喷淋装置等设备科学联动，实现了各设备自动化控制。该系统有三种养生模式，可根据现场施工需要自由切换，智能化程度明显。

2、AI色差探头能够及时准确反映混凝土表面干湿情况，配套传感器的显示屏同时也能显示当前数据，便于操作人员随时观察，做到实时监测。

3、本系统运用的AI探头能够实时监测混凝土表面干湿情况，配套传感器同时能及时传输实时数据，控制器也能够准确下达开启或关闭指令；节约电力水力资源，减少人力物力投入，达到节能增效目的。

4、本系统适用于所有箱式墩柱的施工阶段，尤其针对大截面尺寸的高墩施工，可广泛推广应用。

附图说明

图1为本发明提供的桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统的整体结构示意图；

图2为本发明提供的桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统的平面布置图；

图3为本发明提供的桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统的监测装置细部图；

图4、图5为本发明提供的桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统的喷淋装置细部图；

图6为本发明提供的桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统的控制装置细部图；

图7为本发明提供的桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统的通信装置细部图；

图8为本发明提供的桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统的控制装置模块连接图；

其中：1、监测装置，101、AI色差探头，102、配套传感器，103、水位传感器，2、喷淋装置，201、水压自转式节能喷淋头，202、内置增压泵水箱，203、高压水管，204、镀锌管道，205、蓄水池，206、抽水泵机，3、控制装置，301、数据采集单元， 302、数据分析单元，303、决策控制单元，4、通讯装置，401无线传输基站。

具体实施方式

下面将结合附图1-图8对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统，以实现对空心墩墩柱“实时化、自动化、高效化”的喷淋养护，避免养护不及时造成的预制梁裂纹等质量缺陷。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明提供的桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统的整体结构示意图。如图1所示， 本发明提供的桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统，包括：监测装置1、喷淋装置2、控制装置3、通讯装置4。所述监测装置1、喷淋装置2分别与所述控制装置3连接。

所述控制装置3包括数据采集单元301、数据分析单元302以及决策控制单元303，所述数据分析单元302分别与所述数据采集单元301以及所述决策控制单元303连接。

所述监测装置1包括AI色差探头101、AI配套传感器102、水位传感器103。如图3所示，AI色差探头101、AI配套传感器102、水位传感器103均与主控制器3的数据采集单元301连接。

如图1所示，所述AI色差探头101、AI配套传感器102安装在液压爬模的下操作平台，用于监测已完成浇筑的混凝土表面湿度情况。具体地，所述数据采集单元301采集所述AI配套传感器102的湿度数据并将数据发送给所述数据分析单元302，然后所述数据分析单元302根据系统预定值要求、采集数据的现状等自动分析，确定是否自动开启喷淋系统以及喷淋时间，分析结果发送给所述决策控制单元303。决策控制单元303开启喷淋系统，对混凝土面进行养护。

其中所述水位传感器103位于所述蓄水池205内，用于监测蓄水池205内的水位情况。所述数据采集单元301采集所述蓄水池205内的水位数据并将水位数据发送至所述数据分析单元302，然后所述数据分析单元302根据所述蓄水池205内的水位确定是否生成水泵关闭信号和报警信号。具体地，当所述蓄水池205内的水位降至蓄水池205保护水位时，所述数据分析单元302生成水泵关闭信号和报警信号并发送给所述决策控制单元303，所述决策控制单元303根据所述水泵关闭信号控制关闭所述抽水泵机206，并根据所述报警信号发出警报，防止由于缺水烧坏水泵电机。

所述喷淋装置包括水压自转式节能喷淋头201，内置增压泵水箱202，高压水管203，镀锌管道204，蓄水池205，抽水泵机206。如图2所示，所述抽水泵机206分别与所述决策控制单元303连接。

所述抽水泵机206位于所述蓄水池205内部，用于根据所述决策控制单元303的控制将蓄水池205内的水通过所述高压水管203传输至所述内置增压泵水箱202；所述内置增压泵水箱202用于将水压调整至满足所述水压自转式节能喷淋头201工作水压，并通过所述镀锌管道204传输至所述水压自转式节能喷淋头201内，开始喷淋养生。同时还可在设置完成后使用所述配套软件和所述手机APP进行控制。

在实际应用中，所述配套软件和所述手机APP能清晰地看到现场的施工位置、实时地监测数据、养护记录等。所述配套软件和所述手机APP还能直接切换桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统手动模式。

所述桥梁空心墩墩柱智能喷淋养护系统的工作过程如下：

(1)所述数据采集单元301与所述监测装置1连接，用于采集所述墩柱表面湿度以及蓄水池205内的水位并发送至所述数据分析单元302。

(2)所述数据分析单元302用于根据所述采集单元分析所述墩柱表面湿度是否已达到预定值范围。

所述决策控制单元303用于控制所述采集单元位置的喷淋装置2中的喷淋开关，还用于控制所述喷淋装置2中的抽水泵开关,实现抽水泵机206启动抽水。

所述智能喷淋养护系统具有良好保湿、良好保温、抑制裂缝产生、节工省能、降低养护成本等特点，使用该系统不仅大大提高劳动生产率，并且还能够在混凝土养护周期内保证空心墩墩柱表面一直保持湿润状态。由于有了良好的养护条件，砼早期强度上升也较快，对提高混凝土的早期强度、防止混凝土产生收缩裂纹具有明显效果。

本发明的控制装置3采用可编程控制器，可实现定点定时顺序控制并记录工作轨迹。

本说明书中仅用一个墩柱表面实施流程进行叙述，空心墩墩柱其余三面实施流程一样，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

应用实例：在云开高速第7施工标段矮子湾大桥墩柱施工中，项目部在液压爬模上安装了一套智能养生系统。该系统是由安装在爬模上的AI色差探头智能识别混凝土表面色差（即混凝土表面干湿程度），然后通过配套传感器将采集的数据传输回控制器，控制器识别数据并下达开启或关闭养生指令；当下达开启指令后，抽水泵控制器接受指令，开启自动抽水，通过高压水管将水输入到爬模上的增压泵内；当水压足够时，电磁阀自动打开；当水压不足时，增压泵开启增压，水压达到使用压强后，电磁阀自动打开，最后将水输送至喷淋装置中，喷淋头旋转喷淋，开始养生；AI色差探头监测混凝土表面色差已下降至设定值（即表面识别为湿润），配套传感器传输数据至控制器，控制器下达关闭指令，完成养生。本发明以一种科学、智能、有效的办法解决现场混凝土养生施工的困难，做到投入较少、节能降耗、养生质量高，且具有良好的推广性。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。