一种拼联式气囊保温加热系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种拼联式气囊保温加热系统，包括：多个气囊模块，多个所述气囊模块相互连接并包裹于混凝土构件或者浇筑模板的外侧，其中每个气囊模块包括：柔性拼装面板、气囊、气电集成螺旋接头、气电集成螺旋接口、连接拉紧器以及压力集温度传感器，其中，气囊固定在柔性拼装面板的一侧，连接拉紧器固定在柔性拼装面板的另一侧，用于将多个气囊模块连接为一个整体；气囊上设置有电加热面板和气电集成螺旋接口，其中，电加热面板上设置有压力温度一体传感器，以反馈加热温度和气囊内气压。以反馈加热温度和气囊内气压。以反馈加热温度和气囊内气压。

【技术实现步骤摘要】
一种拼联式气囊保温加热系统及控制方法


[0001]本专利技术是关于现浇混凝土结构养护
，特别是关于一种拼联式气囊保温加热系统及控制方法。

技术介绍

[0002]现浇混凝土结构需要在恒温恒湿的环境中逐渐发生水化反应，混凝土逐渐硬化构件达到预定的设计强度。现浇施工过程中如果温度较低，水化速率则会降低，混凝土的初凝和终凝时间将会延长。混凝土结构养护过程中如果养护温度低于0℃以下，水化反应热量不足以维持其自身进行作用，则会导致混凝土中自由水凝固，混凝土发生冻胀和裂缝，结构损伤不可逆转强度损失较为严重。因低温导致的混凝土结构产生裂缝部分是难以观测的，严重影响结构的耐久性。养护过程中短期低温将会影响混凝土结构今后抵抗冻融循环性能，危害严重。
[0003]道路桥梁冬季施工所面临的混凝土养护问题会严重拖累工程进度和结构安全，因此必须采取有效的保温加热措施以防止低温天气的恶劣影响。应对低温灾害的影响常常因地制宜地选择合理的施工方案，结合工程当地的天气气温环境，整体工程建造规模，常常采用向水泥中添加外加剂、结构外部着装保温材料及加热措施。现阶段冬季现浇施工完成后一般采用外部加热方法，构造出一个混凝土初终凝温度环境。加热方法分为湿热和干热两类，湿热方法是采用高温蒸汽直接与混凝土结构接触传递热量，根据工艺常常分为罩棚法、蒸汽套和内部通气法。干热法是采用电热、热辐射和蒸汽载体对结构进行加热，形式较为多样，依据工艺常常分为毛管法、热膜法、锅炉加热法、红外线加热法、电加热法、电热毯加热法。
[0004]罩棚法又称为蒸气室加热法，是在现场结构物的周围制作能拆卸的蒸汽室，如在地槽上部加盖简易的盖子或在预制构件周围用保温材料(木材、篷布等)做成密闭的蒸汽室，通入蒸汽加热混凝土。棚罩法设施灵活、施工简便、费用较少，但耗气量大，温度不易均匀，适用于加热地槽中的混凝土结构及地而上的小型预制张拉设备构件。蒸汽套是在构件模板外再用一层紧密不透气的材料(如木板)做成蒸汽套，蒸汽套与模板间的空隙约为150mm，通入蒸汽加热混凝土。蒸汽套法加热效果取决于保温构造，但预应力锚具设施较复杂、费用较高，适用结构构件较小。内部通汽法是将混凝土构件内部预留好孔道，再将蒸汽送入孔内加热混凝土，当混凝土达到要求的强度后排除冷凝水.随即用砂浆灌入孔道内加以封闭。内部通汽法节省蒸汽，费用较低，但进汽端易过热而使混凝士产生裂缝，不适用于桥墩结构；毛管法是在模板内侧布置蒸汽沟槽（0.5mm~2mm），沟槽表面覆盖铁皮，沟槽间距一般控制在200mm~250mm，通入蒸汽后进行加热。沟槽法用汽少，但是模板需要专门加工，适用于垂直布置的构件，对于平放构件容易受热不均。热模法与内部通汽法相反，其一般在模板外侧布置通汽管，通气管外侧覆盖保温层进行隔热处理。热模法加热均匀、耗用蒸汽少、温度易控制、养护时间短，但设备费用高，适用于工民建筑结构。火炉加热法一般在较小的工地进行适用，需要配合临时罩棚，方法简单，但是室内温度较低，加热环境较为干燥，混凝
土水化过程中容易发生碳化。红外线加热法以高温电加热器或气体红外线发生器，对混凝土进行密封幅射加热，加热过程中需要及时关注构件表面避免干燥即时补水。电加热法是将钢筋作为电极，将电热器贴在混凝土表面进行加热。该方法简单、热损失较少，容易控制，但是耗电量相对较大，受到构件尺寸影响较大，现场施工复杂。电热毯法是电加热的一种方法，该方法以电力为能源，电热毯为热源，电热毯可以直接覆盖在混凝土表面，适用于混凝土干燥与硬化使用。
[0005]综上所述，现阶段冬季施工养护方案主要存在结构规模、构件大小、温控热源、干湿养护、费用成本等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种拼联式气囊保温加热系统及控制方法，以解决现有技术的上述问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种拼联式气囊保温加热系统，包括：多个气囊模块，多个所述气囊模块相互连接并包裹于混凝土构件或者浇筑模板的外侧，其中每个气囊模块包括：柔性拼装面板、气囊、气电集成螺旋接头、气电集成螺旋接口、连接拉紧器以及压力集温度传感器，其中，气囊固定在柔性拼装面板的一侧，连接拉紧器固定在柔性拼装面板的另一侧，用于将多个气囊模块连接为一个整体；气囊上设置有电加热面板和气电集成螺旋接口，其中，电加热面板上设置有压力温度一体传感器，以反馈加热温度和气囊内气压。
[0008]在一优选技术方案中，气囊的内侧面设置有电加热面板，电加热面板直接与混凝土构件或者浇筑模板表面接触加热，气囊的侧面设置有气电集成螺旋接口，气电集成螺旋接口与电加热面板和压力温度一体传感器通过线路连接，气电集成螺旋接头与气电集成螺旋接口匹配连接。
[0009]在一优选技术方案中，气囊中与电加热面板相对的外侧面与柔性拼装面板固定连接，且柔性拼装面板的面积大于气囊的面积。
[0010]在一优选技术方案中，每个柔性拼装面板的环周边缘间隔分布有多个连接拉紧器，相邻气囊模块连接时，柔性拼装面板之间相互叠合，并覆盖气囊之间的缝隙。
[0011]在一优选技术方案中，拼联式气囊保温加热系统还包括控制系统，控制系统分别与多个气电集成螺旋接头、多个气囊模块、气源以及电源信号连接。
[0012]本专利技术还提供了一种拼联式气囊保温加热控制方法，包括如下步骤：S1、根据混凝土构件的结构外形，确定上述拼联式气囊保温加热系统的气囊模块的形状、尺寸及数量，并完成每个气囊模块的拼装连接；S2、利用连接拉紧器将多个气囊模块相互连接为一个整体，并包裹于混凝土构件的外侧；S3、利用压力集温度传感器分别采集气囊模块的温度数据和压力数据；S4、基于所采集的温度数据和/或压力数据，控制系统进行相应的判断后控制气源和电源的开启和关闭，以实现温度和压力的双重控制，形成反馈调节机制。
[0013]在一优选技术方案中，步骤S4中，控制系统采用压力和温度同步控制方式，具体包括：设定控制系统的压力和温度预设值、压力和温度关系函数和数据采集频率，开启气源和电源，为每一个气囊模块输送气压并同步加热；通过控制系统分析每一个气囊模块所反馈
回来的温度和压力监测数据，如果某个气囊模块i的压力和温度高于控制系统设置的预设值，其中，i是1、2、3
……
n其中一个，则自动停止该气囊模块i的供气和供电，该气囊模块i进入保压和保温状态；持续监测气囊模块i的气压和温度，若低于控制系统设置的预设值，则自动启动该气囊模块i的供气和供电，该气囊模块i进入加压和加热状态。
[0014]在一优选技术方案中，步骤S4中，控制系统采用压力和温度独立控制方式，并在气电集成螺旋接头添加卸压阀门功能，具体包括：设定控制系统的压力和温度预设值和数据采集频率，开启气源和电源，为每个气囊模块输送气压，通过控制系统分析每一个气囊模块所反馈回来的压力监测数据，如果某个气囊模块j的压力高于控制系统设置的预设值，其中，j是1、2、3
……
n其中一个，则自动停止该气囊模块j的供气，该气囊模块j进入保压状态；持续监测气囊模块j的气压，若低于控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拼联式气囊保温加热系统，其特征在于，包括：多个气囊模块（101），多个所述气囊模块（101）相互连接并包裹于混凝土构件（102）或者浇筑模板的外侧，其中每个所述气囊模块（101）包括：柔性拼装面板（1）、气囊（2）、气电集成螺旋接头（3）、气电集成螺旋接口（4）、连接拉紧器（5）以及压力集温度传感器（6），其中，所述气囊（2）固定在所述柔性拼装面板（1）的一侧，所述连接拉紧器（5）固定在所述柔性拼装面板（1）的另一侧，用于将多个气囊模块（101）连接为一个整体；所述气囊（2）上设置有电加热面板（201）和气电集成螺旋接口（4），其中，所述电加热面板（201）上设置有压力温度一体传感器（6），以反馈加热温度和气囊内气压。2.如权利要求1所述的拼联式气囊保温加热系统，其特征在于，所述气囊（2）的内侧面设置有所述电加热面板（201），所述电加热面板（201）直接与混凝土构件或者浇筑模板表面接触加热，所述气囊（2）的侧面设置有所述气电集成螺旋接口（4），所述气电集成螺旋接口（4）与所述电加热面板（201）和压力温度一体传感器（6）通过线路（202）连接，所述气电集成螺旋接头（3）与所述气电集成螺旋接口（4）匹配连接。3.如权利要求2所述的拼联式气囊保温加热系统，其特征在于，所述气囊（2）中与所述电加热面板（201）相对的外侧面与所述柔性拼装面板（1）固定连接，且所述柔性拼装面板（1）的面积大于所述气囊（2）的面积。4.如权利要求3所述的拼联式气囊保温加热系统，其特征在于，每个所述柔性拼装面板（1）的环周边缘间隔分布有多个所述连接拉紧器（5），相邻气囊模块（101）连接时，所述柔性拼装面板（1）之间相互叠合，并覆盖气囊（2）之间的缝隙。5.如权利要求4所述的拼联式气囊保温加热系统，其特征在于，所述拼联式气囊保温加热系统还包括控制系统（301），所述控制系统（301）分别与多个气电集成螺旋接头（3）、多个气囊模块（101）、气源（302）以及电源（303）信号连接。6.一种拼联式气囊保温加热控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、根据混凝土构件（102）的结构外形，确定如权利要求1
‑
5中任一项权利要求所述的拼联式气囊保温加热系统的气囊模块（101）的形状、尺寸及数量，并完成每个气囊模块（101）的拼装连接；S2、利用连接拉紧器（5）将多个气囊模块（101）相互连接为一个整体，并包裹于混凝土构件（102）的外侧；S3、利用压力集温度传感器（6）分别采集气囊模块（101）的温度数据和压力数据；S4、基于所采集的温度数据和/或压力数据，控制系统（301）进...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚再峰，王亚宁，胡小川，李六连，秦会来，孙风伯，陈铮，朱雨轩，
申请(专利权)人：中建二局土木工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：