專利名稱：預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及土木工程施工設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]預(yù)應(yīng)力張拉工藝是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁張拉施工的重要環(huán)節(jié)，通過千斤頂拉緊預(yù)應(yīng) 力筋，預(yù)先給橋梁施加應(yīng)力，使橋梁產(chǎn)生向上的拱度，以提高橋梁的承載能力。預(yù)應(yīng)力張拉 分為“先張法”和“后張法”，“先張法”是指先在臺(tái)座上拉緊預(yù)應(yīng)力筋，通過錨具將預(yù)應(yīng)力筋 固定在臺(tái)座上，然后澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度時(shí)，卸掉錨具，放松預(yù)應(yīng)力筋，與混 凝土結(jié)合的那部分預(yù)應(yīng)力筋的力量就傳遞到混凝土上；“后張法”是指先澆筑混凝土后張 拉，澆筑混凝土前預(yù)先留有孔道，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度，在孔道內(nèi)穿入預(yù)應(yīng)力筋，然后張拉錨 具，最后在孔道內(nèi)注入水泥漿。[0003]預(yù)應(yīng)力張拉工藝中對(duì)張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長量控制，會(huì)直接影響預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)使用 壽命。在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁建設(shè)工程的設(shè)計(jì)與施工中，有效應(yīng)力是其關(guān)鍵所在，如果有效應(yīng) 力過大，將危及施工材料(如錨索)的強(qiáng)度，同時(shí)導(dǎo)致承載體的過大變形，而危及工程安全； 如果有效應(yīng)力過小，應(yīng)力會(huì)不足，在運(yùn)營中將導(dǎo)致變形過大，致使工程失效。[0004]傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力張拉機(jī)具設(shè)備由人工控制高壓電動(dòng)油泵，無法有效地控制張拉時(shí)的 同步性、持荷時(shí)間、張拉控制應(yīng)力和有效預(yù)應(yīng)力的均勻度；張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長量等張拉 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)由施工單位和監(jiān)理單位人工填寫完成，一般只記錄結(jié)果數(shù)據(jù)，張拉的中間過程無 任何記錄；施工單位在實(shí)際操作過程中沒有嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范，加上監(jiān)理單位監(jiān)察力度不 足，旁站效果不佳，很難保證橋梁建設(shè)施工質(zhì)量。[0005]2011年8月I日國家實(shí)施新版《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F50-2011)行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)。第7. 12. 2節(jié)增加了預(yù)應(yīng)力混凝土工程施加預(yù)應(yīng)力質(zhì)量控制與檢驗(yàn)內(nèi)容。增加的內(nèi) 容如下[0006]7. 12. 2對(duì)預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，宜對(duì)多臺(tái)千斤頂張拉時(shí)的同步性、持荷時(shí)間、錨 下的有效預(yù)應(yīng)力及其均勻度進(jìn)行質(zhì)量控制，并應(yīng)符合下列規(guī)定[0007]1、在采用兩臺(tái)以上千斤頂實(shí)施對(duì)稱和兩端張拉時(shí)，各個(gè)千斤頂之間同步張拉力的 允許誤差宜為±2% ；[0008]2、張拉至控制應(yīng)力時(shí)，應(yīng)按照本規(guī)范相應(yīng)章節(jié)的規(guī)定，保證千斤頂具有足夠的持 荷時(shí)間(5min)，張拉控制應(yīng)力的精度宜為±1. 5% ；[0009]3、張拉錨固后，預(yù)應(yīng)力筋在錨下的有效預(yù)應(yīng)力應(yīng)符合設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力，兩者 的相對(duì)偏差應(yīng)不超過±5%，且同一斷面中的預(yù)應(yīng)力束其有效預(yù)應(yīng)力的不均勻度應(yīng)不超過±2% ο[0010]中國專利文獻(xiàn)CN 1373347A公開一種“預(yù)應(yīng)力張拉錨固自動(dòng)控制綜合測試儀”，其 包括計(jì)算機(jī)、位移傳感器、壓力傳感器、比例壓力閥，其特征在于前置箱的箱蓋上有五個(gè)外 置接口，計(jì)算機(jī)通過信號(hào)線與其連接；安裝在預(yù)應(yīng)力張拉機(jī)構(gòu)泵站上的比例壓力閥通過比 例壓力閥控制線與其連接，安裝在預(yù)應(yīng)力張拉機(jī)構(gòu)千斤頂上的位移傳感器和壓力傳感器分別通過位移傳感器控制線和壓力傳感器控制線與其連接，電源通過電源線與其連接。采用 該設(shè)備可使整個(gè)張拉操作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，并對(duì)施工過程進(jìn)行檢測與監(jiān)控，大大減輕了施工 人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，排除了人為的影響，確保了工程質(zhì)量。其存在的缺陷在于對(duì)兩端對(duì)稱張 拉的同步性未做具體研究。[0011]中國專利文獻(xiàn)CN 102031874A公開一種“智能型同步預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)”，包括控制 組件以及與控制組件相連的兩個(gè)呈相對(duì)布置的張拉組件，所述張拉組件包括張拉油缸裝置 和驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括油箱以及裝設(shè)于油箱內(nèi)的驅(qū)動(dòng)泵、電機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，所 述電機(jī)的輸出端與驅(qū)動(dòng)泵相連，所述油箱通過管路與張拉油缸裝置相連通。其采用計(jì)算機(jī) 控制張拉組件，將壓力傳感器和位移傳感器內(nèi)置在油缸內(nèi)，完成張拉的自動(dòng)控制，盡管實(shí)現(xiàn) 了對(duì)稱張拉的同步性，但對(duì)張拉速率的控制也沒有做具體研究。[0012]如上所述，在目前絕大部分的預(yù)應(yīng)力張拉施工過程中存在如下缺點(diǎn)[0013]1、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁張拉施工工藝執(zhí)行問題①、傳統(tǒng)的張拉機(jī)具設(shè)備不能滿足 新版《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F50-2011)的張拉施工工藝、張拉工藝標(biāo)準(zhǔn)要求 高，質(zhì)量控制嚴(yán)格，專用的張拉機(jī)具操作復(fù)雜，施工單位需要專門配備一支技術(shù)過硬的專業(yè) 隊(duì)伍、預(yù)應(yīng)力張拉速率不易控制，直接影響兩端對(duì)稱張拉的同步性及張拉控制應(yīng)力和有 效預(yù)應(yīng)力的均勻度。[0014]2、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁張拉施工質(zhì)量控制問題①、人工操作傳統(tǒng)張拉機(jī)具，采用喊 話方式完成兩端對(duì)稱張拉，張拉質(zhì)量控制存在不確定性、張拉力及預(yù)應(yīng)力筋伸長量等張 拉基礎(chǔ)數(shù)據(jù)記錄方式缺少管控措施，數(shù)據(jù)分析原始化；③、數(shù)據(jù)上報(bào)不及時(shí)，數(shù)據(jù)查詢流程 復(fù)雜。實(shí)用新型內(nèi)容[0015]本實(shí)用新型的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，其嚴(yán)格執(zhí) 行《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F50-2011)的預(yù)應(yīng)力張拉施工的工藝流程，實(shí)現(xiàn)了張 拉施工的自動(dòng)化，并通過控制張拉速率實(shí)現(xiàn)兩端對(duì)稱張拉的同步性及張拉控制應(yīng)力和有效 預(yù)應(yīng)力的均勻度。[0016]為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案[0017]一種預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，包括控制部分以及與控制部分連接的兩個(gè)呈對(duì)稱設(shè)置的執(zhí) 行部分，每個(gè)執(zhí)行部分包括張拉千斤頂及其驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括油箱、電控液壓油 泵、用于調(diào)節(jié)電控液壓油泵轉(zhuǎn)速的第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和用于調(diào)節(jié)液壓油流向及壓力的第二調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)，所述第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)均與控制總成連接，所述控制總成通過通信 模塊與控制部分連接。[0018]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)裝置具有用于測量電控液壓油泵出油端的油壓值并將該油壓 值傳送至控制總成的壓力傳感器。[0019]進(jìn)一步的，所述千斤頂上設(shè)置用于測量張拉過程中千斤頂軸心帶動(dòng)預(yù)應(yīng)力鋼筋束 的伸長量并將該伸長量傳送至控制總成的位移傳感器。[0020]優(yōu)選的，所述第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用數(shù)字變頻器或者液力耦合器。[0021 ] 優(yōu)選的，所述第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用電磁控制閥。[0022]優(yōu)選的，所述控制總成采用可編程邏輯控制器PLC。[0023]優(yōu)選的，所述千斤頂采用穿心式千斤頂。[0024]優(yōu)選的，所述控制部分具有張拉作業(yè)啟閉控制單元。[0025]進(jìn)一步的，所述可編程邏輯控制器PLC通過有線通信模塊或者無線通信模塊與所 述控制部分連接。[0026]進(jìn)一步的，所述可編程邏輯控制器PLC和/或控制部分具有用于采集并處理張拉 作業(yè)時(shí)各種數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)控制單元。[0027]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果[0028]1、采用工業(yè)級(jí)可編程邏輯控制器PLC進(jìn)行張拉液壓電控油泵動(dòng)作控制，環(huán)境溫 度、濕度、電磁干擾的適應(yīng)性更強(qiáng)；[0029]2、采用數(shù)字變頻技術(shù)進(jìn)行張拉速度調(diào)節(jié)控制，張拉速度自動(dòng)均勻可連續(xù)調(diào)節(jié)，持 荷周期泵組可以不工作，降低能耗和設(shè)備損耗；[0030]3、根據(jù)壓力傳感器和位移傳感器采集張拉力值和預(yù)應(yīng)力筋伸長量值，可實(shí)時(shí)自動(dòng) 調(diào)節(jié)兩端對(duì)稱張拉同步動(dòng)作，嚴(yán)格執(zhí)行新版施工規(guī)范要求；[0031]4、通過數(shù)據(jù)控制單元對(duì)張拉基礎(chǔ)數(shù)據(jù)加密保存，數(shù)據(jù)分析圖形化，自動(dòng)繪制二位 彩色圖形，直觀分析張拉施工的質(zhì)量；[0032]5、數(shù)據(jù)上報(bào)網(wǎng)絡(luò)化，通過有線或者無線通信模塊將施工張拉基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及時(shí)上傳到 監(jiān)理、質(zhì)檢等單位信息管理平臺(tái)；[0033]6、控制部分具有張拉作業(yè)啟閉控制單元，通過控制程序操作的“一鍵式”設(shè)計(jì)，提 高了張拉施工操作普及率，適用于不同文化程度的技術(shù)人員。


[0034]圖1為實(shí)施例所述的預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)的工作原理圖；[0035]圖2為實(shí)施例所述的預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0036]圖中[0037]1、計(jì)算機(jī)；2、張拉機(jī)具；3、穿心千斤頂；4、油箱；5、液壓電控油泵；6、數(shù)字變頻器; 7、電磁控制閥；8、預(yù)制梁板；9、預(yù)制鋼筋束；10、錨具；11、進(jìn)油高壓油管；12、出油高壓油 管；13、位移采集集成器；14、擋板；15、位移信號(hào)線；16、無線數(shù)據(jù)傳輸單元；17、無線數(shù)據(jù)接 受單元；18、路由器；19、遠(yuǎn)端服務(wù)器。
具體實(shí)施方式
[0038]
以下結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。[0039]如圖1、2所示，一種預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，包括控制部分和與其相連兩個(gè)呈對(duì)稱設(shè)置 的執(zhí)行部分，控制部分為一控制計(jì)算機(jī)I，每個(gè)執(zhí)行部分包括張拉機(jī)具2和與張拉機(jī)具相連 的穿心千斤頂3，張拉機(jī)具2包括油箱4以及裝設(shè)于油箱上的液壓電控油泵5，張拉機(jī)具2 上設(shè)置有數(shù)字變頻器6和電磁控制閥7，數(shù)字變頻器6用于調(diào)節(jié)電控液壓油泵轉(zhuǎn)速，電磁控 制閥7用于調(diào)節(jié)液壓油流向及壓力，張拉機(jī)具上還設(shè)置可編程邏輯控制器PLC，用于控制數(shù) 字變頻器6和電磁控制閥7的動(dòng)作。[0040]兩穿心千斤頂3分別設(shè)置于預(yù)制梁板8的兩端，預(yù)制鋼筋束9通過錨具10設(shè)置于 每個(gè)穿心千斤頂3的外端，穿心千斤頂3的一端通過進(jìn)油高壓油管11與油箱4連接,穿心千斤頂3的另一端通過出油高壓油管12與液壓電控油泵5連接，在穿心千斤頂3上設(shè)置位 移采集集成器13和與其相匹配的擋板14，該位移采集集成器13優(yōu)選采用超聲波傳感器，其 通過位移信號(hào)線15與張拉機(jī)具的可編程邏輯控制器PLC連接，在張拉作業(yè)時(shí)，用于測量張 拉過程中千斤頂軸心帶動(dòng)預(yù)應(yīng)力鋼筋束的伸長量并將該伸長量傳送至可編程邏輯控制器 PLC。[0041]張拉機(jī)具的油箱內(nèi)設(shè)置壓力傳感器，其用于測量電控液壓油泵出油端的油壓值并 將該油壓值傳送至可編程邏輯控制器PLC。[0042]可編程邏輯控制器PLC與計(jì)算機(jī)I通過無線模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。更具體的，在張 拉機(jī)具的一側(cè)均設(shè)置無線數(shù)據(jù)傳輸單元16，對(duì)應(yīng)的在計(jì)算機(jī)上設(shè)置無線數(shù)據(jù)接受單元17， 張拉作業(yè)時(shí)，可編程邏輯控制器PLC設(shè)有數(shù)據(jù)控制單元，可將壓力傳感器和位移傳感器采 集張拉力值和預(yù)應(yīng)力筋伸長量值進(jìn)行處理，并傳輸至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)給予其指令控制數(shù)字 變頻器動(dòng)作，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)張拉速率，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)兩端對(duì)稱張拉同步動(dòng)作，嚴(yán)格執(zhí)行新版 施工規(guī)范要求。[0043]計(jì)算機(jī)具有張拉作業(yè)啟閉控制單元，通過控制程序操作的“一鍵式”設(shè)計(jì)，提高了 張拉施工操作普及率，適用于不同文化程度的技術(shù)人員。[0044]計(jì)算機(jī)I通過路由器18實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)端服務(wù)器19連接，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)上報(bào)網(wǎng)絡(luò)化，基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)能及時(shí)上傳到監(jiān)理、質(zhì)檢等單位信息管理平臺(tái)。[0045]本系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟(I)、通過壓力傳感器測量出電控液壓油泵出油 處的油壓值，通過油泵/千斤頂校準(zhǔn)的線性回歸方程獲取當(dāng)前千斤頂?shù)膹埨χ?，并傳?至可編程邏輯控制器PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；通過位移傳感器測量出張拉過程中千斤頂軸心帶 動(dòng)預(yù)應(yīng)力鋼筋束的伸長量，并傳輸至可編程邏輯控制器PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；(2)、可編程邏 輯控制器PLC將采集到的張拉力值和預(yù)應(yīng)力筋伸長量值進(jìn)行處理后，加密保存，并自動(dòng)繪 制成二維彩色曲線圖，實(shí)時(shí)監(jiān)控、糾錯(cuò)；⑶、根據(jù)需要通過可編程邏輯控制器PLC控制電磁 控制閥控制和調(diào)節(jié)液壓油的壓力、流量和方向，實(shí)現(xiàn)出油張拉、保壓持荷和回油收頂?shù)葟埨?動(dòng)作；或者可編程邏輯控制器PLC控制數(shù)字變頻器控制張拉速率，實(shí)現(xiàn)兩端對(duì)稱張拉的同 步性及張拉控制應(yīng)力和有效預(yù)應(yīng)力的均勻度；或者可編程邏輯控制器PLC通過通信網(wǎng)絡(luò)及 時(shí)將張拉加密保存數(shù)據(jù)及時(shí)上傳至監(jiān)理、質(zhì)檢等信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢的網(wǎng)絡(luò)化、信 息化。[0046]需要聲明的是，上述具體實(shí)施方式
僅僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù) 原理，在本實(shí)用新型所公開的技術(shù)范圍內(nèi)，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所容易想到的 變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，包括控制部分以及與控制部分連接的兩個(gè)呈對(duì)稱設(shè)置的執(zhí)行部分，每個(gè)執(zhí)行部分包括張拉千斤頂及其驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括油箱、電控液壓油泵、用于調(diào)節(jié)電控液壓油泵轉(zhuǎn)速的第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和用于調(diào)節(jié)液壓油流向及壓力的第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)均與控制總成連接，所述控制總成通過通信模塊與控制部分連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置具有用于測量電控液壓油泵出油端的油壓值并將該油壓值傳送至控制總成的壓力傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，其特征在于，所述千斤頂上設(shè)置用于測量張拉過程中千斤頂軸心帶動(dòng)預(yù)應(yīng)力鋼筋束的伸長量并將該伸長量傳送至控制總成的位移傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，其特征在于，所述第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用數(shù)字變頻器或者液力耦合器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，其特征在于，所述第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用電磁控制閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，其特征在于，所述控制總成采用可編程邏輯控制器PLC。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，其特征在于，所述千斤頂采用穿心式千斤頂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，其特征在于，所述控制部分具有張拉作業(yè)啟閉控制單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程邏輯控制器PLC通過有線通信模塊或者無線通信模塊與所述控制部分連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程邏輯控制器PLC和/或控制部分具有用于采集并處理張拉作業(yè)時(shí)各種數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)控制單元。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，包括控制部分以及與控制部分連接的兩個(gè)呈對(duì)稱設(shè)置的執(zhí)行部分，每個(gè)執(zhí)行部分包括張拉千斤頂及其驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括油箱、電控液壓油泵，所述驅(qū)動(dòng)裝置分別連接用于調(diào)節(jié)電控液壓油泵轉(zhuǎn)速的第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和用于調(diào)節(jié)液壓油流向及壓力的第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)均與控制總成連接，所述控制總成通過通信模塊與控制部分連接。本系統(tǒng)嚴(yán)格執(zhí)行《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TF50-2011)的預(yù)應(yīng)力張拉施工的工藝流程；由第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制油泵的出油張拉、保壓持荷和回油收頂；由第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制張拉速率實(shí)現(xiàn)兩端對(duì)稱張拉的同步性及張拉控制應(yīng)力和有效預(yù)應(yīng)力的均勻度。
文檔編號(hào)B28B23/04GK202826047SQ20122034930
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者李孝兵, 孫成來, 田士強(qiáng), 陳化祥 申請(qǐng)人:北京市路興公路新技術(shù)有限公司