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

传感系统2.俊2组成传感巩系统测力方斩式液压分换算液压挪管路秋安装乘液压砌传感突器，性根据扇千斤硬顶参送数换已算成胆张拉寸力。受油葛温、听摩阻疤影响张，测戴试精赞度低滩。直接测桥力千斤禁顶端霸安装碰压力原传感遵器直估接测沫量外沫荷载职。消除设筑备内部薯因素影阵响，受继力明确鸦、测试并精准。2.2组成传感圾系统（1）测力钢传感器轮辐漏式传浴感器浪直接岔测力殿，力蜜值不巩受千创斤顶班摩阻庆、温雷度影壁响低高度欢，不增简加下料猛长度。测量剪瞎应力原晋理，不迎受径向什力影响旦。抗偏臭载能愿力强书，对径作用止力位钟置的厨变化聋不敏岂感。刚性商大，村弹性看变形随小，利工作能状态并稳定低。2.2组成传感掌系统位移魄测量着方式光电位亮移传感仓器光学属原理叔，反恩射受丘因素腥影响剖，光有源易扣受干劈燕扰，纷测试钳准确崖性差梳。电阻俘式位驳移传源感器千斤往顶活效塞与改缸体挎之间献易旋哨转，酷拉杆饱变形注损坏穿。拉线式愁位移传拌感器测量精适度高、垦结构紧眠凑、防挪震。232.孝2组成传感慈系统（2）位益移传狐感器拉线(杆)式传烦感器吼，滑育动导拘轨导跳向支得撑，将千斤廊顶与赞位移陷触点责采用议滑动虽接触萌，解奔决了滚张拉嗽时千框斤顶接活塞践旋转集对位管移影亦响的效问题咐。2.2组成传感系经统（3）液处压传形感器变阻式仗液压传赌感器测仰量油压量程：0-封60哥Mp批a精度：±0.样3%F劣S环境界条件洞：-2漆5~或85困℃2.2组成传感器五系统（4）温伶度传参感器测量欧液压喘油温次、环停境温再度测量介律质：池与不琴锈钢兼转容的各赛种液体悬、气体四或固体公表面测温范疗围：样（-8涝0～30汁0）℃262.2组成控制损系统由中央羞管理模珠块、控殿制模块术、电源埋模块、帆信号采迷集模块遍、驱动乎模块、炮执行模钢块等组伞成。2.它2组成控制系管统智能张恼拉控制暑、数据吓表报、绪数据存糠储及查傅看、数拌据传输熔及加密夕、注册下认证、定帮助模拿块2.浴2组成控制系央统主控系她统和辅怕控系统庙（箱梁选一主三厌辅，T梁一圆主一梳辅）艇。主爱、辅孤控制蒸系统拨通过敞总线仓型数践据线玻串联喉实现幻玉信号孤的同锦步通呈讯。2.火2组成控制径系统PLC可编泛程控炸制器种及采待集工业支电脑电控瞒系统2.2组成数据管镜理系统由无线彼传输模桨块、工崇业控制鹅机、梁撤场服务容器及数拴据管理醋软件构幕成。实书现数据冤的存储丑和传输医。2.疏2组成辅助系惧统为保戒证施冒工质齿量、趴施工兴安全治、设匪备安幅全研乓制的兆辅助驱系统彩。主要包剃括：张背拉力复早核、智缝能油温渴控制、牙回顶安把全防护桑、在线揭故障诊套断冷却器加热雄装置张拉力露复核2.2组成技术烂指标2.3功能特义点操作功联能①鲁参数劣设置顽：输畅入编校号、白型号燃等基烦本信湾息、余张拉可力目泳标值鼓及伸晴长量睁、持集荷时奶间等跑设计砍信息吗。一约键式行启动帅，自签动完剑成全调过程艘。②营自动回平衡伸同步臭张拉蚀：钢祝束两扶端伸雄长量撑保持边一致少，同决步张万拉，交以张凉拉力斥为最宋终控侄制目断标。③持族荷稳压峡：持荷幻玉阶段自崇动补压仁，控制慈张拉力室偏差在控目标值狸上下1%内。④图突表分析鸭：直观剑显示张王拉力值盖，位移向值曲线勺。⑤复结果仓自动咸生成悠：自欲动计烂算张们拉结榆果，乘并打玻印完挪整的肉张拉愚结果扬记录晒表。2.世3功能防特点辅助寄功能①蛋断电碑恢复洒功能刚：突兆发断谁电，肆自动巡寿保存写当前去数据坐，重件新接私电后辈可由股断点星处继闯续完蜡成自贱动张框拉过桑程。②呜智能牵油液锋温控品：具缺备自电动温伤控系特统，某以保待证液阵压系林统工粒作效掩能。③盾回顶编保护座功能边：自盾动监淋测千泽斤顶辟回油黄压力音，防办止回梯油压闲力过撞高造赢成爆起顶。无线传捏输功能数据无倒线传输刑至梁场救服务器难，可远权程传输晌至铁路溉工程管就理平台赏。2.付3功能特箩点安全尼防护灵功能①故须障诊断愧：实时核监测全位过程各肥部件工叼作状态伟，并实议时诊断祝。②报获警功能置：设备俘异常、鲜数据超蛙限时自树动停止吹作业并武进行报融警功能简。③伸弦长值动婆态预警瞧：实时象计算钢帽绞线实逝际值与芳理论值分进行比沙对。防活止因数雷据输入击错误、猛测力或捎位移传萝感器失傲准、钢北绞线滑粗丝断丝希而继续降作业的膛危险。④舰张拉把力复吐核：个测力付传感扇器与斑液压梅传感究器之扭间相者互比映对，铸防止务因传源感器念失效饲导致天的事险故。2.圾4应用操编作施工甲准备标定1）测力碑装置2）位移于测量装扑置无线烦信号1）工布作区师域WIF兔I2）4G网络372.畏4应用操烂作施工准肝备检查1）混凝生土实际疮强度，霉已达到恋设计强柱度、弹肯模和龄佳期要求愚。2）检辫查梁约体缺祥陷，蜂修补邻。3）设计备已牙配套谅校验膏合格迷，在粉规定异期限留内。惨油管疯连接受紧密裳。安昼全警汁示牌宋、警字戒围贱栏。4）清弃除锚居垫板苏上灰格浆。5）检跑查锚火具、俊夹片考是否资配套象。382.4应用操揭作施工浅准备安装1）设颤备移辽动至况钢束轧的两权端，想摆放胡、接董通电拜源。2）连督接各芹个张续拉台根车通哲讯线偷。3）查看A1主机，累试运行构，确保惜正常。2.4应用逐操作施工沫准备安装1）安溉装工轮作锚寻具、乖夹片粗，工剪作锚骄垫板锋在止谋口内萌。安赔装限械位板雾，检委查限表位板贩规格起及夹戴片与纠钢绞坏线直液径的虏匹配耻情况羊。2）安常装过猫渡套帜及千既斤顶尽。3）安透装工纽奉具锚粗，使妈管道膝、锚旋具、核千斤漫顶三刊者同真心，营避免香工具皮锚与粒工作速锚间静钢绞昏线交枯叉错弃位。讽工具呢外露蔬长度突基本甩一致典。2.4应用划操作开机启垒动开机启每动进入短自动化茅张拉设射备操作赚界面，柄根据要括求操作土相应的奋按钮。2.4应用操余作信息设循置【桥梁得设置】，设猎置钢谁束编唇号，豪添加悲或修钱改梁插型和挨项目淘信息腔，或冠直接毙导入喂对应慢的EXC匠EL文件态，崭“魔保存塑”曾。2.4应用操厉作参数设赔置【设置】，输入胀权限密霉码进入棕参数设仙置界面傍，可对拐传感器船的标定魄和参数福的设置皂，“摄保存”铅“关甚闭”回帝到主界把面。基本求参数伤设置高级参孝数设置2.4应用操颈作张拉触作业【张拉厉作业】点击闹“启绢动”蒙，平弹出利张拉曾钢束醉确定丝式界面棚，确秀定后少自动陆进入缸张拉求。2.4应用活操作结果忠查询【张拉报果表】进入张甜拉报表户界面，毯可查看绿结果数挽据及过泄程曲线乐。2.4应用纱操作数据往导出/导入施工辽现场秋预、优初和掘终张日拉可棚能由贵两套乖设备讯完成腰，为咬了形旋成完糟整的翁报表纲数据悠，设颈计了覆数据筝导出留导入隶功能【U盘读写】，选择漠数据，【导出仇数据】，可导旷出导入抖张拉数小据及报硬表。2.韵4应用赤操作结果屯上传报表吵可导明出到ex欺ce会l或直傻接打慈印。府“绸上传宝”划可上驰传至罚铁路么工程正管理元平台纪。2.4应用赛操作质量各要求张拉建力按照管犬道摩阻泳、锚口肺加喇叭龟口磨阻眉实测调恨整锚外委控制张委拉力。控制辜张拉裙力偏嗽差小妙于1%。伸长洗量不同隆步率关（两沉端伸灾长量鼓相差赠）小聚于5%。时间张拉速翅度及各简阶段持赔荷时间告满足要锋求。加载控从制张拉度阶段：0-9市5%伸长值天控制，95%口-10王0%张拉力馆控制。持荷培阶段：静停迈持荷，±1%范围内耍。锚固阶骂段：自动某缓慢卸断荷锚固虎。2.半4应用操串作注意汗事项初始维应力控阶段初始犹应力躬值时筋，持威荷，稳同时把松开晌千斤斤顶吊嫁绳。桌记录造工具旦夹片呜外露续量。持荷阶恰段持荷侦完毕纤测量赔并记它录工蝴具夹傻片外魄露量勿。回顶施阶段卸除评千斤宇顶，慨测量搁并记达录工书作锚色夹片论的外战露量弄，并尚在距效离夹既片端父头2-仙3c哀m处的钢济绞线上泉标记，众持续观犹察24h，判断命滑丝断呆丝情况钉。3.养0管理模平台3.1简介3.2组成3.3功能3.4APP3.辽1简介铁路获工程禾管理打平台乳是以肚铁路居工程被设计邀、建酱设、筐运营源全生资命周冤期管汤理为次目标绣，涉竖及综岸合管支理、依过程杜控制车、现面场管贴理等矿方面炮的综叨合性蛙应用杨平台曲。51自动张萌拉管理幕平台为围基于铁阔路工程艘管理平恐台下的花子模块诱。3.产1简介3.2组成3.央3功能数据集营成管理掉、统计易分析、缸可视化酬展示及决质量信钓息推送晃。特点大容锈量存郑储空摸间快速高适效的处斗理能力数据集拆成管理崖、信息动传递共聚享施工考进度暴和施谣工质艘量的逼动态直跟踪上、辟下级峡信息圾反馈便捷傻的移东动办派公软彼件。3.3功能553.4AP公P3.掉4APP57功朴能一键肺式全昼过程石自动镜张拉两端平除衡张拉乔，精确金调控张笔拉力张拉力置与伸长热值的实霸时监测播判断人机元交互杂、参稀数预掌设、底智能粪分析结果自税动生成像、图表屑分析、柄远程传榆输荷载哈复核椅、油倘压监俗控、粘油温堡监控析、故兴障诊洋断特姥点技术疑先进症、安炸全可鹿靠具备配丽套的实浩施标准数据集全成管理详、传递子共享进度揭和质关量的杠动态古跟踪可明显习节约人筒力成本降低关冈键部件垮标定频灾次信息所化管秀理，长降低贴管理衔成本功能即特点584.续0现场应票用4.1试点4.2结果59在郑徐欠客专、溪石济客近专、京际沈客运桐专线铁赛路预制当梁场开犬展了现灯场试用削试验，舍对自动畅张拉系俩统的功钳能性和绑现场适接用性进招行了充渠分验证蝴。4.1试点604.傲1试点20孙14年11月-京沈黑员山、龙蜡城梁场201唯4年11月-郑徐培顺河窄、中猴牟、握开封剥梁场201饺5年06月-石济奥衡水训梁场加。试验工罩点及试姓验梁统池计4.边1试点4.思1试点张拉田力偏阿差、么两端携不平粥衡力蹄、伸技长值风不同惯步率会、伸秃长值忌偏差豆以及萍钢绞范线回郊缩量歇分析倦。（1）张拉居力偏差为锚涂外张裕拉力性与设乒计值企的偏讽差。实测当张拉号力偏勤差在0.1我%~0缩慧.6%范围内率，张拉宋力偏差割≤0.唐2%的样本冻比例占99.菊4%。4.2结果（2）两端悄不平衡音力锚固绪时，捆两端卸张拉蔑力的恳差值伙即两孔端不修平衡外力。实测两系端不平成衡力均前小于20k执N，最铁大值查为6k傅N。4.2结果（3）伸长高值不同疲步率两端宾不同爱步率灾为预件应力卖筋两嗓端伸谨长值农的差趋值。实测两甲端不同丈步率≤5%的样景本比碎例占94.仪0%。4.2结果（4）伸长贪值偏差为两端伴伸长值弄与设计旨值的差馆值。实测伸哲长值偏夏差≤6%的样本痛比例占97刷.8震%。4.淘2结果（5）钢症绞线影回缩始量实测，搏钢绞线主回缩量融在2~坐10归mm范围档内，济回缩懂量≤6mm、≤7m扩m、≤8mm的样着本比仓例分诞别为49违.9地%、75.和0%、93割.6妇%。4.帝2结果石济单衡水樱梁场郑徐顺练河梁场4.坏2结果“实现刻真正意优义上的倒“两侧渡同步”柏张拉徐施工”“伸赴长值脸自动辆测量躬，测醉量精凤准度陪大大捧提高述，解康放了最工人配。操男作人红员远方离了杏张拉还锚头短危险卖区域宏，确特保了辟人身斑安全经。”“自动邻张拉系绸统采用喇传感器蚂与标准字试验仪偏器之间程的标定底，提高小张拉过天程中张钢拉力控呀制的准射确性。表”“张用拉数馅据的辛自动户读取忍，避却免了构人为辣油表轿读数物误差刃，提肃高了促张拉亦力值准数据以的准复确性漠。””计算及膜生成结匪果表格档，避免污了人为旁计算可斩能出现手的错误关，数据拌准确性挤大大提幻玉高。”“直观光的体悄现出纹了张慕拉过泛程中伸的各败项数聚据变秃化情策况。邪设备伪在出舞现异层常情该况下孤自动段报警另，技径术人望员根尝据提菊示及秃时调健整设班备参事数。”“节省了抱施工单狂位的人凭工成本”5.光0技术塑标准5.1铁科匪院标扛准5.2总公司扣标准5.3解读5.1铁科馒院标急准20纤16年4月28日脉发布《铁路驰混凝独土桥诞梁预造应力忧自动犯张拉淋系统》Q屈CR团-T者KT来-0倚0+锡00详03煮-2互01烦6。（1）范围（2）规依范性刮引用猛文件（3）术语州和定义（4）组成（5）型警号（6）技幼术要条求（7）试渗验方午法（8）检秧验规独则（9）标着芽、包装厅、运输年和储存71工管科年信函[2染01跪5]词34滥3号：《铁路俯预应屿力混志凝土探简支狂梁自鲁动张只拉系谜统数议据接击口暂牧行规访定》5.闸2总公删司标德准20妨16年1月申询请了总尚公司企池业标准私。20位16年12月编屈制完成5.2总公朗司标连准铁路什混凝推土桥助梁预吸应力恼自动灰张拉诉系统鲜技术书条件1范围本标幕准规哨定了窝铁路史混凝央土桥环梁预灰应力颤自动氏张拉摊系统凡（以县下简呢称自失动张些拉系俘统）如的术弟语和壳定义祝、组乔成、摆型号桥、技倦术要论求、宋使用或和维级护、筒检验锯方法晓、检叶验规破则、议标志再、包生装、卖运输靠和储葡存。本标割准适别用于扬自动世张拉托系统古的制霞造、车使用闻、检颜验与楚维护帖。5.3解读铁路阁混凝温土桥过梁预粱应力闯自动炕张拉趣系统尸技术屠条件3术语和返定义预应吐力自职动张堤拉系徒统基于机柴械、计麻算机、统自动控房诚制及互贞联网等截技术，先能够进虫行预应纺力张拉登自动化阴控制和效张拉数财据传输蛙的混凝灵土桥梁巡寿预应力吼张拉施仔工设备握。张拉毛力值楚精度自动张港拉系统氏张拉力够示值与旋标定系咏统标准属力值偏钻差的百袋分比。张拉糕力值研偏差自动张答拉系统奔张拉力牲示值与妖预设目连标值的敏偏差值烈。5.袜3解读铁路载混凝谋土桥何梁预筹应力龙自动便张拉盖系统迷技术肉条件5型号自动张仙拉系统誉的型号损由代号辨、额定盼压力、隆设备系捆列代号宅、生产裂厂家代青号组成奋。示例：TYZ亩/练60-之I/耽XX疯XXX表示耐：某猜厂家栽（代竹号：XX勒XX胳X）生休产的稠额定杰压力鞠为60擦MP桥a的第仪一代曾预应女力自擦动张纱拉系薯统。5.3解读铁路混册凝土桥碑梁预应染力自动棍张拉系前统技术膏条件6技术要悉求6.获1一般要责求自动塞张拉累系统本制造托应具夏备合远法的卡技术柔来源么，并列具有德第三灯方检忍测机膏构出肿具的帽在有吓效期息内的掉产品山型式练检验纽奉报告童、配则套软戴件评吉测报食告。数据接访口应符榆合工管删科信函[2浆01谋5]挣34脊3号规定宽。自动择生成帅的张亡拉结踢果记勤录表纤应符还合附盯录A要求。5.3解读铁路面混凝货土桥押梁预毙应力军自动叉张拉垄系统荷技术趴条件5.3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趋凝土桥道梁预应贷力自动狐张拉系役统技术费条件6技术要役求6.2功能意要求预设株张拉速信息祖后，爸应自趣动完泻成预抱应力沙张拉倾、持夹荷、他锚固锁全过揪程。自动串调控丘张拉昆力和身伸长撒值，湾实现激预应班力筋蛮两端赔平衡誉张拉溜。伸锄长值格达到侄计算敬值的95愉%前，以湖伸长值餐控制；胜伸长值钞达到计蝴算值的95%后，剂自动沫转换青成张辰拉力垦控制满。实时采塑集张拉奋力与伸埋长值，幕显示张捞拉力与唉时间、集伸长值兼与时间挤、张拉捡力与伸爬长值的岛关系曲气线，实共现伸长线值的动悦态判断免。数据可宝自动存命储和远蒙程传输婶上传至捏铁路工所程管理封平台。自动生书成并存撞储张拉拿记录表季，且不榴可更改张拉过覆程中，册实测伸按长值与遥理论值丽的偏差锣超过6%时，旬分三与级报状警：孔一级姑为±8丑%时、二足级为±10润%时、三称级为±1吉2%时。5.3解读铁路混芒凝土桥栏梁预应馒力自动阶张拉系忆统技术猎条件6技术么要求6.夹3性能要惑求自动张像拉系统疑控制性特能应符凳合张拉顾力值偏做差≤1.0窜%。数据采周集、存淹储和传劣输性能绞应满足设以下要横求：c）应黑兼容3G、4G、WI-荣FI等无同线网及络，姐数据液无线骂传输煌上行绕速率柜≥384型kbp加s；6.4其他要兰求工作环蛇境温度慈为-10五℃~4梨5℃。工作输咽入电压络为（38逼0±根7%）VA钓C。5.3解读铁路混漫凝土桥劝梁预应绍力自动图张拉系串统技术飘条件7使用怪和维竿护压力传涝感器、叨位移传山感器液城压传感礼器符合然以下条示件之一狮者，应伶重新校猴准：a）鼓使用挥时间掩达到6个月时速；b）出氏现异常弃情况时程；c）劣检修甩或更材换配断件时靠。压力父传感辟器和弃位移肚传感张器每脸月应盈自校绵核1次。自动让张拉蓄系统脾应由貌现场之技术炎人员铅负责仙操作编。5.来3解读6.0经济汗性6.1人工6.2材料6.3功效6.2管理6.0经济性自动张向拉设备命可减少4工人造，节碑约预科应力竖张拉除施工已人力腿成本50%。显著免减少敲整套登设备佣的标准定频具次，微大幅赛减少志校准句工作朵，降晃低成登本。一键同式自晋动控眼制，真不间拍断连胜续操债控，右提高伴作业悔效率咸，降千低劳治动强屈度。精确控塘制、动共态调控陶，信息亦化管理药，解决糟了人为往不利因颠素的影峰响、确寻保施工辣质量和庭设备安辛全，降尼低管理锻成本。837.桌0实施性7.1课题枝支撑7.2技术先涌进7.3配套条侧件7.4政策突指导7.1课题支