铁路桥梁预应力自动张拉系统

第一部分铁路桥梁预应力自动张拉系统2016/07/01铁路工程信息化系统培训讲义目录TABLEOFCONTENTS1.0

概况2.0

设备系统3.0管理平台4.0现场应用5.0

技术标准6.0

经济性7.0

可操作性8.0

展望1.0概况1.1

背景1.2现状1.3研究1.4推广1.1

背景

铁路工程建设信息化

2016推广应用 2015试点实施 2014年基础研究 2013年全面启动41.2

现状预应力施工重要性安全性和耐久性的关键工序直接关系到线路运营的安全。预应力施工影响因素预应力损失张拉设备摩阻张拉控制精度操作人员熟练度预应力张拉精度失控锚固端出现裂纹出现横向裂缝纵向扭曲起拱预应力筋拉断结构失效、破坏，生命财产损失。51.2

现状公路自动化张拉设备①模拟手动控制泵站出油口安装液压传感器。测点距离油泵近，传感器冲击大。无法解决千斤顶摩阻变化的影响，需要频繁进行标定。②无法点对点标定在超高压力时无法定值保压，校正采用过程读数记录，甚至采用原始的用油表读数，引用误差大，校正误差大。③单点测控一旦传感器故障，系统失控。威胁质量、人身安全。④液压系统性能低无法实现超高压，无法连续均匀加压。1.2

现状公路自动化张拉设备⑤稳定性及可靠性差持续高压50MPa，作业环境恶劣，常发生卡阀或内泄现象，造成张拉失控，无法卸荷回顶等现象。⑥无油温度测控油温超过60℃时稀释严重，油路严重内泄，摩阻差别大，无法输出高压。低温时，粘稠度变大，千斤顶摩阻增大，张拉力偏差大。⑦功能单一，控制精度低仅能完成基本操作，张拉力控制精度达不到规范要求。⑧缺乏实施安全辅助功能过程中，缺乏安全保护措施，事故隐患大。71.2

现状人工换算张拉力人工操控油泵人工测量伸长值人工记录数据

铁路预应力混凝土桥梁传统后张法1.2

现状1.3

研究存在诸多弊端，缺乏有效的质量控制手段。立项总公司于2014年设立科研课题，拟解决预应力传统后张法施工的弊端，整体提升我国铁路桥梁的预制水平和管理水平。课题名称：《铁路桥梁预应力自动张拉系统应用技术研究》关注2014年7月，在铁科院国家轨道试验中心，总公司卢春房副总经理对自动张拉技术进行了现场调研；高度重视项目的研究进展。2.0设备系统2.1

构架2.2

组成2.3功能特点2.4操作2.1

构架122.1

构架2.1

构架2.2

组成2.2

组成2.2

组成

动力系统（1）液压泵站高性能径向柱塞泵，工作油压可高达70MP。液压泵站的组成适用温度范围 -10℃~+45℃电源电压 380V2.2

组成

动力系统（2）液压控制阀组采用独特设计的超高压截止阀模式：控制精度高持荷稳压耐久稳定2.2组成

动力系统（3）千斤顶 350t专用千斤顶，安装有压力传感器、液压传感器和位移测量传感器，配备高压油管。穿心孔径φ170mm张拉行程200mm2.2组成传感巷系统2.学2组成传感孔系统测力它方式液压踩换算液压痕管路激安装晶液压置传感酷器，遗根据眠千斤戚顶参悲数换苦算成抽张拉颤力。受油裳温、蕉摩阻乒影响幸，测辞试精尘度低见。直接被测力千斤顶眯端安装切压力传利感器直漆接测量秋外荷载晚。消除按设备寄内部吓因素担影响坐，受颤力明寄确、练测试蓬精准侮。2.2组成传感系烤统（1）测力送传感器轮辐吊式传哭感器隐直接际测力同，力卧值不饲受千后斤顶素摩阻俭、温里度影叛响低高蝇度，带不增盏加下咳料长逢度。测量剪误应力原以理，不鬼受径向吵力影响料。抗偏刷载能炎力强签，对找作用怪力位循置的姓变化仰不敏允感。刚性大离，弹性眠变形小税，工作礼状态稳毙定。2.煤2组成传感系扔统位移巾测量凉方式光电嘴位移响传感表器光学原汁理，反齐射受因置素影响胀，光源班易受干辟扰，测帽试准确疫性差。电阻式异位移传沸感器千斤贞顶活淘塞与轻缸体险之间吃易旋融转，版拉杆益变形抬损坏唐。拉线式香位移传熟感器测量精其度高、抓结构紧厕凑、防补震。232.路2组成传感洒系统（2）位移执传感器拉线(杆)式传感巩器，滑博动导轨机导向支舍撑，千败斤顶与施位移触斧点采用议滑动接脖触，解蹦决了张帅拉时千将斤顶活叮塞旋转册对位移令影响的扭问题。2.2组成传感梁系统（3）液男压传屋感器变阻式功液压传特感器测幻玉量油压量程德：0-阅60彻Mp箩a精度：±0娱.3卧%F痰S环境条背件：-2葬5~到85休℃2.2组成传感器寇系统（4）温龙度传移感器测量剂液压绒油温茶、环蹦境温尸度测量摄介质圾：拌与不魔锈钢己兼容蜂的各炮种液岭体、眯气体事或固记体表像面测温六范围拉：合（-80～300）℃262.2组成控制系央统由中央杠管理模否块、控庭制模块锡、电源棚模块、喂信号采螺集模块妖、驱动粘模块、凤执行模纸块等组急成。2.熄2组成控制猎系统智能轨张拉搬控制煮、数方据表版报、煎数据婆存储舅及查租看、邀数据齿传输巨及加封密、掘注册营认证短、帮麻助模弄块2.2组成控制系我统主控系涛统和辅迷控系统踏（箱梁明一主三孙辅，T梁一状主一童辅）圣。主妹、辅撒控制柔系统就通过喊总线嘉型数束据线你串联惕实现特信号弹的同擦步通飞讯。2.谜2组成控制系延统PLC可编程浅控制器很及采集工业电奇脑电控蚀系统2.2组成数据管资理系统由无不线传客输模填块、愿工业喜控制若机、棍梁场楚服务得器及屋数据属管理册软件浑构成讨。实糊现数涛据的刘存储弄和传易输。2.读2组成辅助孟系统为保证页施工质绣量、施盛工安全阔、设备殖安全研遥制的辅么助系统咱。主要怀包括劳：张业拉力葱复核格、智烫能油孙温控斑制、伏回顶小安全底防护缠、在奇线故蹦障诊雷断冷却晶器加热提装置张拉力黄复核2.2组成技术指惕标2.态3功能特袄点操作功司能①参版数设置致：输入根编号、岛型号等浙基本信搁息、张英拉力目添标值及怕伸长量毒、持荷行时间等高设计信暑息。一料键式启吵动，自规动完成湿全过程跃。②趁自动顽平衡扫同步障张拉英：钢脆束两英端伸踢长量焦保持啦一致首，同酬步张三拉，孕以张号拉力品为最顷终控鼻制目含标。③斩持荷虽稳压释：持城荷阶丽段自明动补特压，井控制详张拉失力偏迟差在背目标印值上犹下1%内。④忧图表旷分析法：直妙观显革示张熊拉力单值，均位移丑值曲豆线。⑤避结果粥自动沸生成嘉：自宪动计梳算张抹拉结淘果，侨并打扁印完岛整的薪张拉画结果拥记录穗表。2.3功能特劫点辅助反功能①痰断电廉恢复趣功能管：突犬发断粮电，镰自动字保存陈当前酬数据袍，重袍新接齐电后击可由及断点芳处继减续完雄成自搏动张叛拉过犬程。②智柜能油液纤温控：惯具备自棒动温控宇系统，酬以保证用液压系趁统工作菜效能。③回韵顶保护牵功能：部自动监娘测千斤僻顶回油叼压力，系防止回烂油压力蚂过高造炉成爆顶仇。无线召传输某功能数据堵无线仿传输瓦至梁首场服鞋务器熊，可喘远程蚂传输蓬至铁益路工戴程管乖理平弯台。2.3功能特延点安全屡防护摩功能①丛故障辆诊断盟：实坑时监造测全践过程详各部疗件工修作状惯态，辩并实麦时诊粮断。②报兴警功能跪：设备叠异常、刑数据超冲限时自遮动停止负作业并单进行报葛警功能从。③靠伸长兆值动财态预来警：雪实时饿计算韵钢绞废线实追际值鹿与理鲁论值固进行势比对涌。防抢止因沟数据豪输入颗错误僻、测旅力或植位移邀传感做器失酷准、支钢绞帝线滑块丝断李丝而耳继续贞作业柏的危尸险。④释张拉近力复昂核：见测力炸传感闪器与浇液压末传感闸器之潜间相趁互比宁对，鼻防止截因传笔感器筝失效伟导致裕的事宵故。2.南4应用祥操作施工会准备标定1）测土力装扛置2）位移驼测量装降置无线妹信号1）工作重区域WI穿FI2）4G网络372.没4应用歌操作施工准沾备检查1）混不凝土著实际高强度狂，已扇达到蜘设计惧强度毫、弹巨模和将龄期音要求料。2）检查知梁体缺雄陷，修勇补。3）设备夸已配套韵校验合排格，在庆规定期旬限内。腊油管连才接紧密拌。安全贸警示牌阅、警戒虑围栏。4）清饲除锚礼垫板联上灰讯浆。5）检查扭锚具、摄夹片是从否配套绘。382.4应用操春作施工盈准备安装1）设炭备移边动至钳钢束铅的两录端，食摆放纲、接游通电泡源。2）连接坑各个张馒拉台车讨通讯线浅。3）查看A1主机，处试运行据，确保助正常。2.4应用操额作施工捡准备安装1）安地装工碰作锚督具、册夹片宏，工坝作锚蕉垫板专在止宿口内诸。安傻装限睡位板包，检贤查限然位板膏规格映及夹戒片与趋钢绞厉线直场径的坡匹配尚情况风。2）安装腔过渡套墨及千斤忍顶。3）安陵装工艳具锚弱，使协管道府、锚浙具、挽千斤激顶三淡者同浪心，族避免细工具发锚与园工作止锚间膀钢绞振线交料叉错委位。拥工具贡外露返长度郑基本傍一致底。2.秩4应用操掀作开机启鸭动开机泄启动抽进入甚自动倡化张仓拉设生备操栏作界迈面，乏根据未要求茅操作染相应树的按行钮。2.4应用操佳作信息君设置【桥梁速设置】，设置结钢束编强号，添亚加或修染改梁型订和项目偷信息，夺或直接绳导入对鹅应的EXC蹦EL文件适，工“榜保存逮”骨。2.4应用操惯作参数拨设置【设置】，输入粘权限密这码进入戒参数设甜置界面扫，可对偷传感器僻的标定爸和参数连的设置格，“语保存”那“关御闭”回册到主界蛮面。基本参述数设置高级依参数绘设置2.伴4应用店操作张拉作霞业【张拉蛛作业】点击“眨启动”阔，弹娘出张拉熊钢束确押定界面任，确定骆后自动胸进入张颗拉。2.责4应用乡丰操作结果查泡询【张拉谊报表】进入烤张拉较报表悟界面婆，可效查看零结果兰数据诊及过使程曲读线。2.4应用操维作数据导渔出/导入施工具现场毁预、娇初和岩终张冈拉可拌能由践两套正设备济完成尘，为富了形在成完伞整的狐报表炕数据梯，设脱计了粱数据直导出色导入扑功能【U盘读城写】，选择渣数据，【导出卸数据】，可导窝出导入言张拉数尾据及报述表。2.钟4应用操泰作结果上涌传报表可爽导出到ex鼠ce略l或直浙接打枣印。培“年上传环”乳可上桂传至南铁路语工程声管理顿平台布。2.港4应用操钳作质量浅要求张拉伏力按照翼管道浇摩阻绵、锚买口加堤喇叭衣口磨寇阻实阁测调溪整锚荡外控倦制张受拉力穴。控制雄张拉外力偏驱差小羡于1%。伸长逃量不同读步率敏（两门端伸冤长量牺相差御）小钢于5%。时间张拉架速度穷及各挎阶段士持荷痰时间扛满足储要求碗。加载众控制张拉葡阶段：0-9棋5%伸长值问控制，95%袄-10岸0%张拉力琴控制。持荷阶掌段：静炎停持钻荷，±1统%范围内捞。锚固阶训段：自动新缓慢卸窜荷锚固张。2.房诚4应用妄操作注意事乔项初始爹应力封阶段初始与应力乐值时祖，持刃荷，贷同时逢松开贫千斤哲顶吊宇绳。世记录蔑工具傻夹片授外露贴量。持荷菌阶段持荷完暑毕测量盆并记录兵工具夹脆片外露很量。回顶阶筝段卸除千依斤顶，云测量并弊记录工持作锚夹袍片的外译露量，丢并在距巴离夹片匆端头2-3丝式cm处的钢糠绞线上果标记，哭持续观妻察24使h，判断毙滑丝断走丝情况页。3.棚0管理平敢台3.1简介3.2组成3.3功能3.4APP3.败1简介铁路估工程立管理优平台谷是以亚铁路颠工程样设计株、建沾设、笛运营狡全生且命周暴期管岂理为列目标蓄，涉榆及综霉合管失理、漆过程愚控制两、现照场管肺理等秒方面禁的综幸合性替应用伞平台瓣。51自动罩张拉屿管理神平台馆为基懒于铁鞋路工梯程管杏理平辞台下井的子荐模块宽。3.1简介3.箱2组成3.亡3功能数据南集成过管理姻、统错计分向析、升可视粮化展广示及备质量踩信息母推送森。特点大容扬量存雄储空傻间快速副高效竿的处麦理能国力数据当集成吼管理兽、信骂息传侄递共酸享施工进跟度和施榆工质量惨的动态议跟踪上、下野级信息蓄反馈便捷的虏移动办球公软件闸。3.3功能553.桃4AP饿P3.累4APP57功狼能一键式宴全过程宽自动张哀拉两端平络衡张拉竟，精确仰调控张曾拉力张拉力唯与伸长骂值的实闻时监测随判断人机交杆互、参椒数预设过、智能轨分析结果自世动生成粒、图表重分析、金远程传赚输荷载复阿核、油件压监控居、油温谋监控、辱故障诊园断特更点技术臂先进熟、安泥全可触靠具备馆配套墨的实邮施标捐准数据胞集成筛管理声、传逃递共黄享进度妄和质闪量的库动态共跟踪可明绝显节皱约人改力成植本降低与关键来部件便标定避频次信息化际管理，乡丰降低管砍理成本功能特帐点584.秀0现场惕应用4.1试点4.2结果59在郑谣徐客口专、诉石济句客专抽、京屠沈客译运专桨线铁呆路预艇制梁凭场开测展了黎现场构试用乒试验归，对座自动毒张拉朗系统碍的功侵能性相和现农场适皂用性痒进行鱼了充岂分验杰证。4.并1试点604.拣1试点20宅14年11月-京沈鼠黑山矛、龙幅城梁概场20玩14年11月-郑徐亩顺河定、中箱牟、棚开封忙梁场20拨15年06月-石济真衡水潜梁场渣。试验工烧点及试辟验梁统情计4.1试点4.夸1试点张拉力繁偏差、魄两端不粪平衡力肠、伸长荣值不同床步率、训伸长值朽偏差以医及钢绞派线回缩漆量分析友。（1）张拉洪力偏差为锚外点张拉力疯与设计纲值的偏竿差。实测腔张拉负力偏恶差在0.1旦%~0治.6%范围内译，张拉纱力偏差虚≤0.状2%的样汗本比助例占99.星4%。4.2结果（2）两裙端不木平衡继力锚固迟时，玩两端狱张拉迷力的踪蝶差值竿即两浓端不摔平衡刚力。实测两路端不平端衡力均放小于20k续N，最大直值为6kN。4.静2结果（3）伸瞧长值惑不同扑步率两端不昆同步率名为预应尼力筋两富端伸长扬值的差仆值。实测亏两端访不同损步率着≤5%的样本射比例占94存.0筋%。4.2结果（4）伸冻长值豪偏差为两笨端伸风长值振与设叫计值瞎的差歇值。实测伸忧长值偏亲差≤6%的样铺本比贴例占97.袖8%。4.路2结果（5）钢绞弊线回缩喂量实测全，钢俱绞线就回缩碍量在2~背10让mm范围内腔，回缩锡量≤6mm、≤7m亡m、≤8m帽m的样本步比例分煎别为49.扶9%、75没.0事%、93课.6谦%。4.租2结果石济侦衡水押梁场郑徐顺需河梁场4.待2结果“实现彻真正意猎义上的酿“两侧辆同步”期张拉翼施工”“伸怪长值跌自动受测量朗，测愿量精认准度仙大大符提高碑，解文放了阀工人堪。操迅作人赵员远怜离了赴张拉强锚头愈危险姐区域验，确叫保了育人身较安全景。”“自家动张狭拉系焰统采现用传乔感器览与标前准试倍验仪献器之私间的岩标定芒，提何高张薄拉过拖程中岔张拉泰力控居制的衔准确条性。松”“张拉钻数据的宽自动读渐取，避笛免了人奖为油表趣读数误嫌差，提赖高了张诱拉力值锋数据的辜准确性誉。””计算及世生成结鼻果表格贞，避免景了人为裳计算可诊能出现题的错误蔑，数据志准确性净大大提挖高。”“直观的岗体现出甩了张拉皇过程中胳的各项杯数据变死化情况吗。设备趋在出现绸异常情桃况下自杠动报警涛，技术改人员根司据提示酸及时调任整设备质参数。”“节省塘了施哗工单呆位的赞人工你成本”5.弱0技术标锹准5.1铁科院中标准5.2总公司辜标准5.3解读5.1铁科霉院标勾准20拴16年4月28日发窃布《铁路混希凝土桥尝梁预应厦力自动尤张拉系惊统》Q尝CR艺-T私KT市-0鞋0+森00哪03禾-2考01爱6。（1）范围（2）规撕范性甜引用编文件（3）术语注和定义（4）组需成（5）型号（6）技按术要饼求（7）试验故方法（8）检验附规则（9）标破着、晨包装减、运特输和皮储存71工管科栏信函[20俱15]心343号：《铁路摧预应鬼力混骄凝土取简支惊梁自厉动张沸拉系外统数边据接兼口暂更行规是定》5.兄2总公司汗标准20悟16年1月姥申请淡了总蚕公司煎企业陪标准月。20烂16年12月编窜制完成5.妻2总公司雁标准铁路混介凝土桥邪梁预应吴力自动逐张拉系对统技术检条件1范围本标准恩规定了惕铁路混公凝土桥神梁预应仅力自动伯张拉系扭统（以证下简称货自动张气拉系统驱）的术建语和定李义、组这成、型亡号、技挠术要求烦、使用晴和维护乖、检验鸣方法、剩检验规蒜则、标劳志、包朱装、运鸦输和储滔存。本标准利适用于为自动张领拉系统肢的制造陈、使用甩、检验姥与维护馋。5.3解读铁路武混凝是土桥冠梁预谁应力卵自动伞张拉罚系统薯技术勒条件3术语和午定义预应或力自每动张晚拉系快统基于昂机械历、计恭算机哀、自玩动控泥制及效互联示网等迷技术走，能渴够进册行预箩应力乞张拉炒自动圈化控镜制和残张拉延数据果传输匆的混善凝土样桥梁懒预应泛力张刻拉施杰工设排备。张拉力四值精度自动拜张拉昏系统割张拉他力示朗值与近标定迅系统限标准驴力值马偏差攻的百晨分比末。张拉力早值偏差自动张捷拉系统屡张拉力抢示值与费预设目洒标值的因偏差值炕。5.3解读铁路隔混凝迷土桥屋梁预感应力水自动盯张拉陕系统摄技术厌条件5型号自动张漫拉系统以的型号重由代号兽、额定药压力、正设备系蚕列代号年、生产翁厂家代抓号组成签。示例：TY企Z敲/缎60凡-I蔑/痕X铸XX盖XX表示：搜某厂家饼（代号及：XX捕XX项X）生产泼的额定叮压力为60铜MP乒a的第婶一代仅预应糊力自惩动张元拉系伙统。5.弃3解读铁路混奏凝土桥城梁预应事力自动煌张拉系起统技术雕条件6技术要订求6.1一般要掉求自动张资拉系统薯制造应馋具备合币法的技羊术来源哄，并具债有第三剂方检测厨机构出督具的在换有效期毒内的产蓝品型式院检验报愤告、配裳套软件窃评测报若告。数据接弃口应符春合工管棍科信函[2腊01件5]垃34莲3号规痰定。自动生赖成的张百拉结果晋记录表斥应符合办附录A要求拘。5.3解读铁路吨混凝漆土桥毯梁预放应力艇自动屡张拉核系统虫技术析条件5.裹3解读施工信息设备信息张拉结果人员备注桥梁信息铁路混固凝土桥虫梁预应遵力自动挠张拉系阶统技术伍条件6技术局要求6.2功能隶要求预设张啦拉信息姑后，应禽自动完辉成预应立力张拉土、持荷吩、锚固颠全过程预。自动调己控张拉恋力和伸绢长值，伪实现预源应力筋志两端平齐衡张拉严。伸长掏值达到继计算值奴的95%前，以捷伸长值驱控制；丝式伸长值鸦达到计轨算值的95%后，自滔动转换槐成张拉煌力控制手。实时采华集张拉疏力与伸蛙长值，代显示张蚕拉力与新时间、闯伸长值司与时间数、张拉坡力与伸倾长值的峰关系曲艳线，实特现伸长畅值的动私态判断碰。数据翼可自嫁动存给储和云远程槽传输生上传侮至铁盯路工但程管跨理平孟台。自动生撒成并存诊储张拉役记录表关，且不讨可更改张拉过照程中，颜实测伸温长值与徒理论值从的偏差扣超过6%时，分产三级报诵警：一炉级为±8偶%时、二毒级为±1沟0%时、三龙级为±1购2%时。5.3解读铁路横混凝王土桥睡梁预石应力傻自动效张拉巩系统鸽技术山条件6技术要饮求6.3性能要捉求自动张准拉系统南控制性民能应符灰合张拉矮力值偏泻差≤1.寇0%。数据亦采集世、存饥储和疮传输顶性能链应满潮足以搬下要黎求：c）应兼落容3G、4G、WI拳-F绿I等无线纷网络，梳数据无揉线传输刘上行速傻率≥384著kbp雄s；6.溉4其他森要求工作擦环境伪温度贫为-10舱℃~4晕5℃。工作镇输入惯电压先为（38蹈0±避7%）VA胸C。5.3解读铁路替混凝剪土桥桐梁预聪应力做自动叔张拉螺系统厉技术孝条件7使用和帖维护压力传梦感器、厅位移传孟感器液意压传感掉器符合从以下条方件之一厌者，应面重新校堪准：a）戏使用拥时间廉达到6个月板时；b）柱出现嫌异常倒情况吸时；c）夺检修弃或更检换配巩件时无。压力传息感器和谋位移传室感器每凳月应自遇校核1次。自动悟张拉葵系统参应由多现场殖技术驳人员浆负责误操作射。5.3解读6.0经济性6.1人工6.2材料6.3功效6.2管理6.慎0经济絮性自动裙张拉淹设备好可减存少4工人，喜节约预至应力张挎拉施工袋人力成民本50%。显著而减少距整套葱设备虑的标庸定频犹次，蛇大幅各减少患校准见工作该，降洋低成内本。一键式无自动控商制，不缸间断连价续操控关，提高光作业效铺率，降奴低劳动寇强度。精确献控制钞、动的态调虾控，编信息妙化管认理，竟解决若了人钥为不缝利因馋素的挪影响甲、确尽保施鹿工质警量和陈设备菊安全疾，降享低管嘴理成角本。837.0实施浊性7.1课题茶支撑7.2技术裤先进7.3配套哥条件7.4政策指污导7.1课题蛛支撑总公司贸课题《新建庭铁