根据美国联邦公路管理局(Federal Highway Administration)的数据,美国近三分之一的桥梁被评为结构缺陷。因为建造新的桥梁来取代成千上万的旧结构是不现实的,确保安全的解决方案通常是用新材料取代桥面混凝土。

水力拆除技术已经存在了30多年,是一种安全有效的方法,可以清除建筑物、机场跑道和桥梁上的旧混凝土,用于修复和重建项目。

什么是水力拆除?

水力拆除通过一个自动化机器人,在表面喷射高达40000 psi的水来去除老化和损坏的混凝土层。高压水超过了混凝土的强度,使孔隙和微裂缝变宽,以可控的方式将其分开。

与手提钻不同的是,水力拆除是一种无冲击的过程,可以消除引起微裂缝的振动:在健全的混凝土中出现的微小裂缝会严重破坏结构的完整性。在移除初始材料层后,机器人会留下一个“崎岖”的轮廓。不规则的表面为新浇筑的混凝土提供了理想的纹理。

手持式破碎机等替代技术往往会留下一层层的灰尘和损坏的混凝土,在残留的混凝土中有小裂缝,最远可达1英寸。因此,该剖面可能会破坏新混凝土的粘结。

大功率水射流对混凝土是毁灭性的,但不会破坏钢筋。取而代之的是,铁锈和水垢被清除,使钢材保持干净和完整。

瑞典水泥和混凝土研究所报告称,水力拆除的桥梁修复预期寿命为21年至35年,而机械凿桥的预期寿命为7年至12年。

安全是关键

无论是柴油驱动还是电力驱动,水力拆除机器人都是减少工人受伤的一种方法。与传统方法(如凿屑锤和手持水射流设备)相比,这种机器还可以降低劳动力成本和保险费。

由于操作人员通过系在腰间的控制包来管理设备,因此工作人员的压力几乎消除了。其他手持方法会产生严重的振动,可能导致长期伤害,如神经损伤和手臂振动综合征。这些伤害可能会增加工人的赔偿要求,并可能导致承包商公司的保险费增加。此外,远程控制设备不会像手持工具那样迅速导致操作人员疲劳,因为机器的运行水平稳定,因此提高了工作效率。

远程控制机器人使操作员能够在安全距离内监控他们的工作,例如桥梁工程中常见的壁架、飞行碎片和二氧化硅粉尘。此外,由于不需要站在窗台附近,承包商节省了安装防摔系统的时间。

提高生产效率

除了提高作业现场的安全性,水力拆除还降低了劳动力成本,提高了生产率。

一般由一名操作员控制机器,完成表面处理任务的速度与多名工人一样快或更快。例如,一些机器人可以在一小时内清除4英寸深的800平方英尺的混凝土桥面,这只是使用手持破碎机的工作人员所需时间的一小部分。

这个过程的秘密是加压水渗透。高压组合;水量;精确的机器人控制动作创造了一个强大高效的系统。操作人员使用手枪(一些混凝土移除和清洁任务的替代方法)无法像机器人那样承受相同的反作用力。这意味着与手动喷枪相比,机器的混凝土去除率明显更高。

机器人的稳定设计使其高压射流的效率最大化。创新技术调整和保持喷嘴到冲击点的距离,以及喷嘴的角度、运动和出水速度。计算机控制也提供了一致的结果,这是不可能实现与手枪。

这种机器人体积小、结构紧凑,能够进入狭窄的空间。各种设计特点和附加附件也允许在任何垂直、弯曲或水平表面上工作。这大大提高了工作效率,减少了工作现场所需的工具数量。

减少影响

在选择桥梁修复工作的最佳方法时,声音、振动、车道封闭和项目时间表都是要考虑的因素。一个10人的团队可能会完成工作,但它是嘈杂的,破坏性的,并可能影响工作时间。

水力拆除机器人通常比手持式气动工具产生的噪音更小,而且声音受到机器引擎盖的限制。手持工具发出的噪音也更容易在建筑物中传播,并可能因回声而被放大。水力拆除机器人降低的噪音使承包商可以在居民区工作,或在噪音水平受到限制的时间工作,从而避免繁忙的交通时间。

除了机器人,一个完整的水力拆除系统还应该包括一个高压动力组,根据当地法规,可能还包括一个处理泥浆的水处理系统。承包商可以将机器人与每小时处理高达5000加仑的独立水处理装置配对。在将pH值降低到7,浊度水平降低到25ppm后,20英尺长的单元将清洁水排放回环境中。工作人员通常使用垃圾泵回收使用过的水,并将其送回水处理装置。真空卡车也可以用来将废水运送到场外。

一种独特而非常规的方法

对水力拆除机器人的需求正在稳步增长。他们能够快速和安全地准备表面,清除目标混凝土,同时留下完好的混凝土和未损坏的钢筋,提高了在各种结构上工作的效率。对于任何承包商来说,它们都是一种宝贵的工具,可以帮助恢复数千座急需修复的桥梁的结构完整性。