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        uhpc超高性能混凝土在橋梁檢測中的應用

        author:華固建材 ? time:2020-12-23 15:00:59 ? click: 0 次

        隨著我國新型城鎮化的逐步推進、"一帶一路"戰略的落地,尤其是2015年以來大力提倡和推行的建筑工業化以來,越來越多的裝配式橋梁走進人們視野,新型的鋼-混凝土組合式橋梁正是其中的典型代表,它除具有標準化設計、工廠化生產、裝配化施工等一系列優點外,更因節約場地、快速施工等優點在國內推行。

         

        一、鋼-混凝土組合橋梁

         

        鋼-混凝土組合橋梁兼有鋼橋和混凝土橋的優點,在建筑和橋梁結構等領域已經得到越來越多的應用,取得了顯著的經濟效益和社會效益。建筑工業化已經成為世界各國共同追求的目標。裝配式鋼-混凝土組合橋梁結構施工進度快,勞動強度低,工程質量高,有利于環境保護,體現節能環保的施工理念。裝配式預制橋梁已經在國外的橋梁工程中得到廣泛應用,發展裝配式橋梁結構是建設工業化的必由之路。

         

        目前,預制混凝土橋面板與鋼梁的連接方法可分為預制法與現澆法兩種。

         

        采用現澆法,結構的整體性較好,但施工緩慢、后期混凝土的收縮徐變影響明顯、且不便于破損后的更換;

         

        采用預制法,可在先期完成橋面板的制作與養護工作,節約工期,且便于后期的更換。預制橋面板在預制廠預制生產,運至現場進行拼裝,橋面板架設于鋼板梁上,連接性能可靠,橋面結構整體性好。

         

        二、UHPC混凝土預制橋面板

         

        UHPC(粗骨料活性粉末混凝土)是一種新型高性能水泥基復合材料,具有超高的耐久性和力學性能。UHPC混凝土在橋梁工程中的應用,可優化橋梁結構尺寸、增大跨徑,在增加承載力、耐久性和壽命周期的同時保持較小的變形。預制UHPC混凝土板與鋼橋面板組合的橋面板結構,不僅受力合理,強度高,剛度大,有效避免鋼橋面系病害的產生,而且結構簡單,減少UHPC混凝土現澆時產生較大的收縮,易于工廠批量生產,具有重大的實用價值和良好的經濟效益。

         

        項目案例

         

        某UHPC混凝土預制橋面板生產線項目,嚴格實現綠色原則,包括綠色設計,綠色管理和綠色生產。設計完成后要求達到綠色建筑一星標準,建筑采用光伏一體化設計,廠區屋頂結合光伏電系統,后期實現并網發電;生活區采用空氣源熱泵,廠區設置海綿城市系統。同時,在后期管理和生產過程中,都嚴格遵循綠色理念,將綠色理念執行到每一項工作中。

         

        結合整體規劃設計,合理布置場地內生產廠房區域、原材料堆場、成品堆場,廠前辦公研發區及生活區。生產工藝流程合理、便捷、高效。處理好廠前區和生活區與廠房之間的“噪與靜”“污與潔”等區域劃分,功能明確,科學合理,平面布置疏密適宜,在規劃中考慮中長期生產需要。

         

        建筑單體平面規整,簡潔大方,力求體現工業化、科技化及標準化形象,為裝配式設計及施工提供條件,同時控制基本土建造價,將更多的資金投入到設備和后期生產維護中去。

         

        生產線設備上選擇技術先進、經濟合理、操作靈活、經久耐用、維修方便、安全可靠、生產作業效率高、污染小且使用安全,備件易采購,易損件使用壽命長的生產設備。

         

        UHPC混凝土預制橋面板生產線主要工位包括清掃工位、劃線工位、布模工位、布筋工位、布料工位、振搗工位、趕平工位、養護工位、拆模工位、堆場、機加工車間。

         

        兩種工作模式

         

        整條流水線有手動和全自動兩種工作模式:

         

        手動工作模式是由人工操作所有設備,根據需求完成所在工位的工作。

         

        自動工作模式流程如下:

         

        1. 當模臺流轉到清掃工位時,模臺清掃機自動清理模臺上脫模后殘留的混凝土混合物。

         

        2. 噴油機和劃線機根據控制室PC電腦預先導入的CAD生產圖紙自動實現進行模板安裝位置及預埋件安裝位置定位畫線,且具備CAD圖形編程和線寬補償功能。劃線結束后自動流轉到下個工位。

         

        3. 當模臺流轉到布模工位時,由模臺兩側視覺機器人自動從AGV小車上識別邊模位置和形狀抓取所需要的邊模,再根據圖紙在模臺上自動安裝邊模,實現邊模高效準確的安裝。當AGV小車上邊模使用完后,小車自動回到拆模工位。

         

        4. 每個模臺側邊安裝有RFID卡,當模臺自動按節拍流轉時,會自動讀取卡號,信息傳送到控制系統會顯示每個模臺在生產線的實時位置。每個模臺工位安裝有電機檢測裝置,實時檢測生產線每個工位的生產狀態。

         

        5. 當模臺流轉到布筋工位時,模臺影像監測設備可以在該工位檢查工人所綁扎鋼筋是否符合安裝要求,如果符合要求,則自動流轉到下個工位;不符合要求時,會在影像監視器上顯示不符合安裝要求的綁扎鋼筋范圍。

         

        6. 送料車系統根據現場的生產需求,自動在攪拌站和各個卸料點之間不停地循環送料。

         

        7. 布料機收到送料車的卸料完成信號后,自動開始尋找模臺邊沿定位,然后自動均勻布料,當布料過程中料斗中的料不夠時,自動回接料點發出要料需求并等待送料車卸料,布料結束后自動回到接料點等待下次布料。

         

        8. 振搗機收到布料機傳來的允許振搗信號后,自動定位到模臺起始位置,開始插棒、振動、提棒、停振,再自動行走到下一個振搗點繼續執行前面動作,直到整個模臺全部完成振搗。

         

        9. 當模臺自動流轉到趕平工位后,振動趕平機自動定位到模臺起始位置,自動降低并定位振動機構,起振并沿模臺行走到模臺末端,停振升起振動機構,完成該模臺工作。

         

        10. 當模臺自動流轉到擺渡車工位時,如果要擺渡的目標工位空閑,擺渡車自動將當前模臺擺渡到目標位置,若目標位置占用則擺渡車自動等待直到目標工位空閑為止。

         

        11. 養護窯可根據窯位的空閑情況,自動實現模臺進窯、提升、存取、養護計時,養護完成出窯等過程??刂葡到y可實現自動、半自動和手動控制。具有自動噴淋式加濕功能,客戶可根據需求自動調整加濕時間。

         

        12. 養護完成的橋面板進入拆模工位,由模臺兩側視覺機器人自動從模臺上把邊模拆卸到指定位置,人工清理后,再碼放到AGV小車上自動運送到裝模工位。

         

        13. 拆模后的模臺流轉到清掃工位,再次進入產線循環系統;橋面板用運輸車運送到堆場存放,等待進入機加工車間。

         

        14. 橋面板流轉到機加工車間,按要求對橋面板的周邊進行機加工處理。

         

        15. 生產完成的預制橋面板可以通過汽車或者水路,轉運到橋梁施工現場。

         

        16. 管理控制系統對流水線進行實時生產管理,并結合生產設備的數據管理,實現與組態系統、控制系統的數據交互。管理系統包含布料機生產管理和養護窯生產管理。

         

        布料機生產管理

         

        實現布料機生產數據記錄查詢打?。汉a品編碼、型號規格、混凝土標號、方量、數量、當日產能、當日混凝土生產方量等。

         

        養護窯生產管理

         

        記錄并可查詢各模臺產品編碼、型號規格、混凝土標號、方量、養護倉位、養護時間、時長及濕度曲線、操作人員等數據。

         

        自動生產線工位描述

         

        三、結語

         

        UHPC混凝土預制橋面板生產線不受季節、天氣等因素影響,可以大幅提高生產效率。在橋梁施工現場,橋面板與鋼箱梁之間采用機械連接,通用性與互換性更好,節約工期,大幅提高施工進度。橋面板可以預先生產,提前儲備,多項目一起施工,同時生產4~6個橋梁的橋面板。一片16米*4.5米的預制橋面板的生產時間約70分鐘,每天生產10片,日產量約700平方米,年產量可達到21萬平方米。

         

        UHPC混凝土橋面板預制生產線必將帶動橋梁業的整體發展,為整個行業帶來跨越性、革命性的改變。

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