專利名稱：箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋梁技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鐵路專用的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
預(yù)應(yīng)力張拉，是橋梁的關(guān)鍵施工工藝，根據(jù)現(xiàn)行施工規(guī)范要求，施工中采用同一孔道兩端張拉，兩個孔道對稱張拉，2011版《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》7.12.2第2款規(guī)定“張拉力控制應(yīng)力的精度宜為±1.5%”。目前，國內(nèi)預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)領(lǐng)域中，大部分仍采用手動張拉、人工計數(shù)的施工方法，手動張拉存在如下缺點:手動張拉時需要4個經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的工作人員默契配合，在張拉過程中對于孔道摩阻的變化情況無法實施跟蹤，對4個作業(yè)點工藝過程的跟蹤完全取決于施工人員的肉眼讀數(shù)、手工記錄，在張拉時對于接近目標值的提前量難以把握，無法避免估算誤差和超調(diào)誤差，經(jīng)常出現(xiàn)達到100%終張拉值時壓力超調(diào)的現(xiàn)象，等等。而為了克服手動操作、肉眼觀察和人工判斷方式帶來的主觀和客觀上的操作、觀察和判斷錯誤，本發(fā)明人在中國專利號為“CN201801815U”的實用新型專利中，公開了一種名稱為“鐵路客專箱梁預(yù)應(yīng)力數(shù)控智能張拉系統(tǒng)”的張拉系統(tǒng)，其通過分別設(shè)置在梁兩端的主張拉千斤頂、主液壓控制系統(tǒng)、主控制系統(tǒng)和輔張拉千斤頂、輔液壓控制系統(tǒng)、從控制系統(tǒng)對梁進行預(yù)應(yīng)力張拉。通過該套張拉系統(tǒng)，可以實現(xiàn)張拉過程的自動可控、張拉數(shù)據(jù)的及時保存。但是，由于該套張拉系統(tǒng)必須在進行預(yù)應(yīng)力張拉的梁的兩端分別設(shè)置主、從張拉系統(tǒng)，而在現(xiàn)有樣機中，曾嘗試采用多種液壓控制系統(tǒng)對張拉進行控制，但均不能在整個張拉期間使主、從張拉系統(tǒng)的張拉位移完全同步，因此使用效果均未能滿足現(xiàn)行張拉規(guī)范要求；并且現(xiàn)有樣機在施工測試中穩(wěn)定性差，故障率高，不能適應(yīng)野外露天作業(yè)的要求。因此到目前為止，該套張拉系統(tǒng)并不能真正投入使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種解決上述技術(shù)問題的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制方法。本發(fā)明的另一個目的是提供一種解決上述技術(shù)問題的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制方法，包括如下步驟:在箱梁的兩端分別設(shè)置由主控制器控制的主張拉裝置和由輔控制器控制的輔張拉裝置；主控制器控制所述主張拉裝置進行張拉，并經(jīng)由輔控制器控制所述輔張拉裝置進行張拉；在張拉期間，主控制器或輔控制器根據(jù)主張拉裝置的主張拉位移和輔張拉裝置的輔張拉位移，調(diào)節(jié)主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力，使所述主張拉裝置和輔張拉裝置按照相同的張拉進度對箱梁進行張拉。優(yōu)選地，所述的調(diào)整主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力包括:確定所述主張拉位移與所述輔張拉位移的位移偏差；根據(jù)所述位移偏差，調(diào)整主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力。優(yōu)選地，所述的調(diào)整主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力包括:確定所述主張拉位移與所述輔張拉位移的位移偏差；當所述主張拉位移小于所述輔張拉位移時，根據(jù)所述位移偏差，提高所述主張拉裝置的張拉力或降低輔張拉裝置張拉力；當所述主張拉位移大于所述輔張拉位移時，根據(jù)所述位移偏差，降低所述主張拉裝置的張拉力或提高輔張拉裝置張拉力。優(yōu)選地，所述的調(diào)整主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力包括:確定所述主張拉位移速度與位移速度閾值的第一位移速度偏差；確定所述輔張拉位移速度與位移速度閾值的第二位移速度偏差；根據(jù)所述第二位移速度偏差和第二位移速度偏差，分別調(diào)整所述主張拉裝置張拉力和輔張拉裝置張拉力。優(yōu)選地，所述主張拉裝置和輔張拉裝置分別包括液壓控制系統(tǒng)和張拉油頂，并且通過檢測所述液壓控制系統(tǒng)的油壓來檢測各自的張拉壓力。優(yōu)選地，液壓控制系統(tǒng)通過流量連續(xù)調(diào)節(jié)，避免流量劇變帶來的張拉油頂?shù)膹埨ν蛔?。?yōu)選地，主控制器或輔控制器根據(jù)各自的油壓以及張拉位移，分別控制各自的液壓控制系統(tǒng)的伺服電機執(zhí)行以下操作:當所述油壓小于油壓設(shè)定值時，控制伺服電機轉(zhuǎn)速逐漸提高，帶動徑向柱塞泵向張拉油頂提供壓力逐漸增加的油壓；當所述油壓等于所述油壓設(shè)定值時，控制伺服電機進入保壓操作階段，使所述張拉油頂處于負荷維持狀態(tài)；在保壓階段結(jié)束后，緩慢釋放所述張拉油頂?shù)挠蛪?。?yōu)選地，控制伺服電機執(zhí)行的操作還包括:當所述張拉油頂油壓降為O時，控制所述伺服電機以固定轉(zhuǎn)速帶動徑向柱塞泵向張拉油頂提供使其回位的油壓；當張拉位移到達預(yù)設(shè)的返回位置時，控制所述伺服電機停止運行，并使所述張拉油頂泄荷。優(yōu)選地，在所述保壓操作階段，當檢測到張拉位移速度變快，或者檢測到油壓接近設(shè)定值時，控制伺服電機降低其轉(zhuǎn)速，以便實現(xiàn)張拉油頂位移和壓力平穩(wěn)調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)，包括:設(shè)置在箱梁一端的主張拉裝置；設(shè)置在箱梁另一端的輔張拉裝置；控制所述主張拉裝置的主控制器；控制所述輔張拉裝置的輔控制器；其中，主控制器控制所述主張拉裝置進行張拉，并經(jīng)由輔控制器控制所述輔張拉裝置進行張拉；還包括:張拉同步裝置，用于根據(jù)主張拉位移和輔張拉位移，生成用于調(diào)節(jié)主張拉裝置和/或輔張拉裝置張拉力的指令，使所述主張拉裝置和輔張拉裝置按照相同的張拉進度對箱梁進行張拉。優(yōu)選地，所述張拉同步裝置:用來比較所述主張拉位移與所述輔張拉位移的比較模塊，用于獲得比較結(jié)果；根據(jù)所述比較結(jié)果生成調(diào)節(jié)指令的調(diào)節(jié)模塊，用于使主張拉裝置和/或輔張拉裝置根據(jù)所述調(diào)節(jié)指令調(diào)節(jié)其張拉力。優(yōu)選地，所述主張拉裝置和輔張拉裝置分別包括:張拉油頂；連接所述張拉油頂?shù)囊簤嚎刂葡到y(tǒng)；用來檢測液壓控制系統(tǒng)中油壓的油壓傳感器；其中，在所述張拉油頂?shù)膹埨陂g，液壓控制系統(tǒng)通過流量連續(xù)調(diào)節(jié)，避免流量劇變帶來的張拉油頂?shù)膹埨ν蛔?。?yōu)選地,液壓系統(tǒng)包括:連接所述主控制器的轉(zhuǎn)速可連續(xù)調(diào)節(jié)的伺服電機；連接所述伺服電機的徑向柱塞泵；連接在所述徑向柱塞泵與張拉油頂?shù)臒o桿腔之間的第三電磁換向閥；連接所述張拉油頂?shù)臒o桿腔與油箱之間的第四電磁換向閥；其中，當油壓小于油壓設(shè)定值時，控制伺服電機轉(zhuǎn)速逐漸提高，帶動徑向柱塞泵經(jīng)由所述第三電磁換向閥向張拉油頂提供壓力逐漸增加的油壓；當所述油壓等于所述油壓設(shè)定值時，控制伺服電機進入保壓操作階段，使所述張拉油頂處于負荷維持狀態(tài)；在保壓階段結(jié)束后，經(jīng)由第四電磁換向閥緩慢釋放所述張拉油頂?shù)挠蛪?。?yōu)選地，所述液壓系統(tǒng)包括:連接所述在徑向柱塞泵與張拉油頂?shù)挠袟U腔之間的第一電磁換向閥；其中，當所述張拉油頂油壓降為零時，所述伺服電機以固定轉(zhuǎn)速帶動徑向柱塞泵經(jīng)由第一電磁換向閥向張拉油頂提供使其復(fù)位的油壓；并且，當張拉位移到達預(yù)設(shè)的返回位置時，控制所述伺服電機停止運行，并使所述張拉油頂泄荷。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)效果是:可以使主張拉裝置(的張拉油頂)和輔張拉裝置(的張拉油頂)按照相同的作業(yè)進程對箱梁進行張拉；液壓系統(tǒng)采用伺服泵控方式，可充分發(fā)揮泵控流量連續(xù)可調(diào)的特點，避免流量急劇變化帶來的張拉力突變。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。


圖1是本發(fā)明采用的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動張拉系統(tǒng)的示意圖；圖2是本發(fā)明的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)的張拉同步裝置設(shè)置在主控制器中的第一實施例不意圖；圖3是本發(fā)明的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)的張拉同步裝置設(shè)置在主控制器中的第二實施例示意圖4是本發(fā)明的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)的張拉同步裝置設(shè)置在主控制器中的第三實施例示意圖；圖5是本發(fā)明的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)的張拉同步裝置設(shè)置在輔控制器中的實施例不意圖；圖6是顯示本發(fā)明主張拉裝置或輔張拉裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7是顯示本發(fā)明的主控制器或輔控制器連接主張拉裝置或輔張拉裝置有關(guān)電氣元件的示意圖；圖8是本發(fā)明的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制方法的示意圖；圖9是本發(fā)明的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10是圖9所示的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)的左側(cè)視圖。
具體實施例方式圖1顯示了本發(fā)明的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)，包括:設(shè)置在箱梁一端的主張拉裝置；設(shè)置在箱梁另一端的輔張拉裝置；控制所述主張拉裝置的主控制器；控制所述輔張拉裝置的輔控制器；其中，主控制器依據(jù)實時檢測的主張拉裝置的主張拉壓力和主張拉位移以及輔張拉裝置的輔張拉壓力和輔張拉位移，控制所述主張拉裝置進行張拉，并經(jīng)由輔控制器控制所述輔張拉裝置進行張拉；本發(fā)明的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動張拉系統(tǒng)還包括張拉同步裝置(圖中未顯示)，用于根據(jù)主張拉位移和輔張拉位移，生成用于調(diào)節(jié)主張拉裝置和/或輔張拉裝置張拉力的指令，使所述主張拉裝置和輔張拉裝置按照相同的張拉進度對箱梁進行張拉。其中，張拉力調(diào)節(jié)指令生成裝置可以安裝在所述主控制器中，或者安裝在輔控制器中。本發(fā)明人在大量試驗的基礎(chǔ)上經(jīng)過深入研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)的主、從張拉系統(tǒng)同時開始進行張拉并不能保證兩者按照相同張拉進度對箱梁進行張拉，因為箱梁兩端的強度并不完全相同。本發(fā)明通過實時跟蹤主張拉裝置和輔張拉裝置的張拉位移，并根據(jù)兩者的位移偏差對主張拉裝置和/或輔張拉裝置張拉力進行調(diào)整，使主張拉裝置和輔張拉裝置按照相同的張拉進度對箱梁進行張拉(即，使兩者的張拉位移相同)，從而解決了上述現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題。圖2顯示了本發(fā)明將張拉同步裝置設(shè)置在主控制器內(nèi)的第一實施例，如圖2所示，該張拉同步裝置包括:用來比較所述主張拉位移與所述輔張拉位移的比較模塊，用于獲得比較結(jié)果；根據(jù)所述比較結(jié)果生成調(diào)節(jié)指令的調(diào)節(jié)模塊，用于使主張拉裝置和/或輔張拉裝置根據(jù)該調(diào)節(jié)指令調(diào)節(jié)其張拉力。圖3顯示了本發(fā)明將張拉同步裝置設(shè)置在主控制器內(nèi)的第二實施例，如圖3所示，該張拉同步裝置包括:確定所述主張拉位移速度與位移速度閾值的第一位移速度偏差的第一確定模塊；確定所述輔張拉位移速度與位移速度閾值的第二位移速度偏差的第二確定模塊；根據(jù)所述第二位移速度偏差和第二位移速度偏差，分別生成調(diào)整所述主張拉裝置張拉力和輔張拉裝置張拉力的指令的調(diào)節(jié)模塊。圖4顯示了本發(fā)明將張拉同步裝置設(shè)置在主控制器內(nèi)的第三實施例，如圖4所示，張拉作業(yè)調(diào)節(jié)指令生成裝置包括:用來比較所述主張拉位移與所述輔張拉位移的比較模塊，用于獲得比較結(jié)果；根據(jù)所述比較結(jié)果生成調(diào)節(jié)指令的調(diào)節(jié)模塊，用于使主張拉裝置根據(jù)該指令調(diào)節(jié)其張拉力。該實施例以輔張拉位移為基礎(chǔ)，調(diào)節(jié)主張拉裝置的位移。通過將主張拉位移與輔張拉位移進行比較，獲得位移偏差。當主張拉位移小于所述輔張拉位移時，按照位移偏差，提高主張拉裝置的張拉力；當主張拉位移大于輔張拉位移時，按照位移偏差，降低所述主張拉裝置的張拉力。圖5顯示了本發(fā)明將張拉同步裝置設(shè)置在輔控制器內(nèi)的實施例，該張拉同步裝置包括:用來比較所述主張拉位移與所述輔張拉位移的比較模塊，用于獲得比較結(jié)果；根據(jù)所述比較結(jié)果生成調(diào)節(jié)指令的調(diào)節(jié)模塊，用于使輔張拉裝置根據(jù)該指令調(diào)節(jié)其張拉力。該實施例以主張拉位移為基礎(chǔ)，調(diào)節(jié)輔張拉裝置的位移。通過將主張拉位移與輔張拉位移進行比較，獲得位移偏差。當輔張拉位移小于主張拉位移時，按照位移偏差，提高輔張拉裝置的張拉力；當輔張拉位移大于主張拉位移時，按照位移偏差，降低輔張拉裝置的張拉力。圖6顯示了本發(fā)明的主張拉裝置和輔張拉裝置的結(jié)構(gòu)，如圖6所示，主張拉裝置和輔張拉裝置分別包括:張拉油頂11;連接所述張拉油頂11的液壓控制系統(tǒng)；用來檢測液壓控制系統(tǒng)中油壓的油壓傳感器13 ;以及，用來檢測張拉裝置位移的位移傳感器12。其中，在張拉油頂?shù)膹埨陂g，液壓控制系統(tǒng)通過流量連續(xù)調(diào)節(jié)，避免流量劇變帶來的張拉油頂?shù)膹埨ν蛔儭１景l(fā)明人在大量試驗的基礎(chǔ)上經(jīng)過深入研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)不適應(yīng)自動張拉的主要原因在于:在張拉全過程，其輸出流量調(diào)節(jié)采用大小泵方式，會使輸出流量迅速上升造成流量急劇變化，從而造成張拉力突變，本發(fā)明利用伺服電機轉(zhuǎn)速可調(diào)的性能，控制液壓系統(tǒng)流量連續(xù)調(diào)節(jié)，從而避免流量劇變帶來的張拉油頂?shù)膹埨ν蛔儭Ｈ鐖D6所示，液壓系統(tǒng)包括:連接主控制器的轉(zhuǎn)速可連續(xù)調(diào)節(jié)的伺服電機9 ；連接伺服電機9的徑向柱塞泵10 ；連接在徑向柱塞泵10與張拉油頂11的無桿腔之間的第三電磁換向閥15 ；連接張拉油頂11的無桿腔與油箱7之間的第四電磁換向閥16。其中，當油壓小于油壓設(shè)定值時，控制伺服電機轉(zhuǎn)速逐漸提高，帶動徑向柱塞泵經(jīng)由所述第三電磁換向閥15向張拉油頂提供壓力逐漸增加的油壓；當所述油壓等于所述油壓設(shè)定值時，控制伺服電機進入保壓操作階段，使所述張拉油頂處于負荷維持狀態(tài)；在保壓階段結(jié)束后，經(jīng)由第四電磁換向閥16緩慢釋放所述張拉油頂?shù)挠蛪?。如圖6所示，本發(fā)明的液壓系統(tǒng)還包括:連接在徑向柱塞泵10與張拉油頂?shù)挠袟U腔之間的第一電磁換向閥3，以及連接在油頂有桿腔和油箱之間的安全閥4 ;其中，當張拉油頂油壓降為零時，所述伺服電機以固定轉(zhuǎn)速帶動徑向柱塞泵經(jīng)由第一電磁換向閥3向張拉油頂提供使其復(fù)位的油壓；并且，當張拉位移到達預(yù)設(shè)的返回位置時，控制所述伺服電機停止運行，安全閥4限定了油頂有桿腔最高壓力，防止事故發(fā)生。第二電磁換向閥14是整個系統(tǒng)的卸荷閥，是整個系統(tǒng)的安全備份，當由于意外故障，電機無法停止運轉(zhuǎn)時，第二電磁換向閥14通電可以使整個系統(tǒng)壓力歸零。防止事故造成破壞性后果。圖7顯示了本發(fā)明的主控制器或輔控制器控制主張拉裝置或輔張拉裝置的原理圖，如圖7所示，位移傳感器12電連接控制器，用于將把位移檢測信號傳送給控制器；油壓傳感器13電連接控制器，用于把油壓檢測信號傳送給控制器；控制器分別連接第三電磁換向閥15、第二電磁換向閥14、第一電磁換向閥3和第四電磁換向閥16的電磁鐵，以便在張拉的不同階段，控制其換向。圖8顯示了本發(fā)明的一種箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制方法，如圖8所示，該方法包括:在箱梁的兩端分別設(shè)置由主控制器控制的主張拉裝置和由輔控制器控制的輔張拉裝置；主控制器依據(jù)實時檢測的主張拉裝置的主張拉壓力和主張拉位移以及輔張拉裝置的輔張拉壓力和輔張拉位移，控制所述主張拉裝置進行張拉，并經(jīng)由輔控制器控制所述輔張拉裝置進行張拉；在張拉期間，主控制器或輔控制器根據(jù)的主張拉位移和輔張拉位移，調(diào)節(jié)主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力，使所述主張拉裝置和輔張拉裝置按照相同的張拉進度對箱梁進行張拉。調(diào)整主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力包括:確定所述主張拉位移與所述輔張拉位移的位移偏差；根據(jù)所述位移偏差，調(diào)整主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力。作為一個實例，調(diào)整主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力包括:確定所述主張拉位移與所述輔張拉位移的位移偏差；當所述主張拉位移小于所述輔張拉位移時，根據(jù)所述位移偏差，提高所述主張拉裝置的張拉力或降低輔張拉裝置張拉力；當所述主張拉位移大于所述輔張拉位移時，根據(jù)所述位移偏差，降低所述主張拉裝置的張拉力或提高輔張拉裝置張拉力。作為另一個實例，本發(fā)明的調(diào)整主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力包括:確定所述主張拉位移速度與位移速度閾值的第一位移速度偏差；確定所述輔張拉位移速度與位移速度閾值的第二位移速度偏差；根據(jù)所述第二位移速度偏差和第二位移速度偏差，分別調(diào)整所述主張拉裝置張拉力和輔張拉裝置張拉力。此外，主張拉裝置和輔張拉裝置分別包括液壓控制系統(tǒng)和張拉油頂，并且通過檢測所述液壓控制系統(tǒng)的油壓來檢測各自的張拉壓力。在所述張拉油頂?shù)膹埨陂g，液壓控制系統(tǒng)通過流量連續(xù)調(diào)節(jié)，避免流量劇變帶來的張拉油頂?shù)膹埨ν蛔儭４送?，主控制器或輔控制器根據(jù)各自的油壓以及張拉位移，分別控制各自的液壓控制系統(tǒng)的伺服電機執(zhí)行以下操作:當所述油壓小于油壓設(shè)定值時，控制伺服電機轉(zhuǎn)速逐漸提高，帶動徑向柱塞泵向張拉油頂提供壓力逐漸增加的油壓；當所述油壓等于所述油壓設(shè)定值時，控制伺服電機進入保壓操作階段，使所述張拉油頂處于負荷維持狀態(tài)；在保壓階段結(jié)束后，緩慢釋放所述張拉油頂?shù)挠蛪?；當所述張拉油頂油壓降為零時，控制所述伺服電機以固定轉(zhuǎn)速帶動徑向柱塞泵向張拉油頂提供使其回位的油壓；當張拉位移到達預(yù)設(shè)的返回位置時，控制所述伺服電機停止運行，并使所述張拉油頂泄荷。此外，在所述保壓操作階段，當檢測到張拉位移速度變快，或者檢測到油壓接近設(shè)定值時，控制伺服電機降低其轉(zhuǎn)速，以便實現(xiàn)張拉油頂位移和壓力平穩(wěn)調(diào)節(jié)。下面，結(jié)合圖7和圖8，對本發(fā)明的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制進行詳細說明。伺服電機9 (即，伺服電機)帶動徑向柱塞泵10工作，開始向泵控伺服系統(tǒng)提供液壓油，液壓油流向單向閥2，此時單向閥正向?qū)?，高壓溢流閥I限定了系統(tǒng)安全壓力。張拉時，2位3通O泄漏第三電磁換向閥15電磁鐵通電，其它電磁鐵斷電液壓油流經(jīng)2位3通O泄漏第三電磁換向閥15流向張拉油頂11的無桿腔油口，此時壓力傳感器13采集流向張拉油頂?shù)囊簤河蛪毫Σ⑵浞答伣o箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)，位移傳感器采集油頂?shù)膶崟r位移，并反饋給箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)，箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)根據(jù)接收的壓力、位移反饋信號，自動調(diào)節(jié)伺服電機的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速范圍在0-1450/MIN轉(zhuǎn)范圍內(nèi)無極調(diào)速。當油路中液壓油的壓力未超過設(shè)定值時，伺服電機9 一直帶動徑向柱塞泵10工作；當壓力傳感器13采集到的液壓油壓力值達到設(shè)定值時，伺服電機停止工作，此時泵控伺服系統(tǒng)進入保壓階段，壓力降低，，伺服電機9帶動徑向柱塞泵10工作，補壓。張拉和保壓階段，伺服電機9的轉(zhuǎn)速由箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的pid程序自動調(diào)節(jié)，當油頂?shù)倪\動速度變快，油頂無桿腔壓力接近設(shè)定值，Pid程序自動降低伺服電機9轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)油頂11位移、壓力平穩(wěn)調(diào)節(jié)。持荷結(jié)束后伺服電機9停止轉(zhuǎn)動，2位3通O泄漏第四電磁換向閥16電磁鐵通電，油頂11中壓力通過2位3通O泄漏第四電磁換向閥16配套的阻尼孔緩慢釋放。完成錨固動作。油頂11的壓力降為O后，2位3通O泄漏第三電磁換向閥15和2位3通O泄漏第四電磁換向閥16電磁鐵斷電，2位3通O泄漏第一電磁換向閥3電磁鐵通電，伺服電機9以固定轉(zhuǎn)速帶動徑向柱塞泵10工作，液壓油經(jīng)過2位3通O泄漏第一電磁換向閥3進入油頂11有桿腔，油頂11無桿腔的液壓油經(jīng)過2位3通O泄漏第三電磁換向閥15返回油箱，油頂收回。4號安全閥限定油頂有桿腔最大壓力，保護油頂。當位移傳感器12反饋值達到預(yù)設(shè)的返回位置，伺服電機停止轉(zhuǎn)動，2位3通O泄漏第二電磁換向閥14電磁鐵通電泄荷?；赜瓦^濾器5濾除系統(tǒng)運行時返回油液中的雜質(zhì)?？諡V器6維持液壓油流出油箱、流入油箱時空氣暢通。油標7直觀顯示油箱中液壓油液位高度。加熱器8在液壓油溫度低于10度時，手動啟動，給液壓油加熱，維持液壓油合理的工作油溫。圖9和圖10顯示了本發(fā)明的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，如圖9和圖10所示，本發(fā)明的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)包括對箱梁的多個孔道中的至少一個孔道進行張拉的張拉裝置，該張拉裝置包括:行走臺車21 ;安置于行走臺車21上的泵站防護罩23 ;安置于泵站防護罩23內(nèi)的具有箱梁張拉參數(shù)輸入模塊的控制裝置22，其將輸入的箱梁張拉參數(shù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號；安置于泵站防護罩23內(nèi)的具有徑向柱塞泵10的伺服液壓系統(tǒng)24，其根據(jù)控制裝置22輸出的控制信號控制徑向柱塞泵10的轉(zhuǎn)速，從而控制伺服液壓系統(tǒng)24油路的輸出流量；安置在每個孔道兩端的兩個油頂11，兩個油頂11分別連接伺服液壓系統(tǒng)24，并根據(jù)伺服液壓系統(tǒng)24輸出的輸出流量，對箱梁的每個孔道同時進行張拉。具體地說，本發(fā)明的張拉裝置可以對箱梁的多個孔道中的至少一個孔道的兩端同時進行張拉，從而使得箱梁一個孔道兩端的張拉力平衡，有效保證箱梁的張拉精度。該張拉裝置的基本構(gòu)件之一是行走臺車，其車架底下安裝有四個行走輪，因此可以在人為或動力裝置的驅(qū)動下進行行走。在該行走臺車上安置有泵站防護罩，而控制張拉裝置對箱梁的孔道進行張拉的控制裝置安置在該泵站防護罩內(nèi)，其內(nèi)設(shè)有可以將箱梁張拉參數(shù)輸入的輸入模塊，并且將所輸入的箱梁張拉參數(shù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號，然后將控制信號傳遞給同樣安置在泵站防護罩內(nèi)的伺服液壓系統(tǒng)，該伺服液壓系統(tǒng)具有由伺服電機9所驅(qū)動的徑向柱塞泵，其接收到由控制裝置輸出的控制信號后，通過控制伺服電機的轉(zhuǎn)速控制徑向柱塞泵的轉(zhuǎn)速，從而控制徑向柱塞泵的輸出流量，進而控制伺服液壓系統(tǒng)油路的輸出流量，而安置在每個孔道兩端的兩個油頂通過油路與伺服液壓系統(tǒng)相連，當輸出流量所轉(zhuǎn)換的壓力達到設(shè)定壓力值時，每個孔道兩端的油頂同時進行張拉動作。此外，在行走臺車上還安裝有四根起吊立柱28、防雨蓬25、油頂托架29、管線收納架27和語音提示裝置26和壓力表30等。其中，四根起吊立柱28分別位于行走臺車的四個側(cè)角處，并且其上安裝有吊裝耳，用于在對箱梁進行預(yù)應(yīng)力張拉時，方便使用起吊裝置將行走臺車起吊至合適位置；防雨蓬安裝于起吊立柱的頂端，其為安置于行走臺車上的所有設(shè)備提供保護作用，從而使得該張拉裝置可以在天氣不好的情況下可以正常工作，從而不影響施工的工期；油頂托架安裝于行走臺車的一端，當施工結(jié)束時可將油頂安置于其內(nèi)，從而確保不會損壞油頂，并且為了減少在收儲過程中對管線的損壞，在油頂托架上方還安裝有管線收納架，其將施工結(jié)束后的管線收納其中，從而增強了對管線的保管作用；并且，在泵站防護罩上表面還安裝有與控制裝置相連的語音提示裝置26，從而可以實時提示油頂11的工藝過程。此外，在泵站防護罩上表面還加裝有具有警示功能的電源指示燈，和安裝于泵站防護罩上表面并且與油壓傳感器同點測壓的高精度壓力表30。此外，本發(fā)明的主控制器與輔控制器之間采用藍牙建立無線通訊，實時傳輸壓力傳感器13、位移傳感器12數(shù)據(jù)，以及工藝參數(shù)，施工命令。兩端通訊只交換少量狀態(tài)數(shù)據(jù)，控制運算都在本地進行，以最少的數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)兩端同步狀態(tài)控制。無線方式傳輸兩端信號，可以選擇的無線方式有I)無線路由器，2)數(shù)傳電臺，3)藍牙通訊。綜上所述，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果:I)液壓系統(tǒng)采用伺服泵控方式，可充分發(fā)揮泵控流量連續(xù)可調(diào)的特點，避免流量急劇變化帶來的張拉力突變。2)伺服泵控采用伺服電機+定量泵+壓力、位移反饋，構(gòu)成大閉環(huán)控制系統(tǒng)，可向系統(tǒng)提供驅(qū)動負載所需要的壓力和流量。3)采用伺服電動機驅(qū)動油泵，具有機電時間常數(shù)小、線性度高、轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定。4)伺服泵控系統(tǒng)無節(jié)流、溢流損失，系統(tǒng)運行時發(fā)熱大大減少；系統(tǒng)發(fā)熱降低，液壓元件使用壽命延長。低油溫使密封元件壽命大大提高。5)伺服泵控系統(tǒng)具有良好的自適應(yīng)性，其輸出的壓力和流量能夠與負載需求相一致，能量損耗大大減少，系統(tǒng)效率提高，節(jié)能效果明顯。6)伺服泵控根據(jù)實際需要輸出流量，液壓油單位時間利用率降低，液壓油使用時間比常規(guī)系統(tǒng)延長。盡管上文對本發(fā)明作了詳細說明，但本發(fā)明不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進行修改，因此，凡按照本發(fā)明的原理進行的各種修改都應(yīng)當理解為落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制方法，包括: 在箱梁的兩端分別設(shè)置由主控制器控制的主張拉裝置和由輔控制器控制的輔張拉裝置； 主控制器控制所述主張拉裝置進行張拉，并經(jīng)由輔控制器控制所述輔張拉裝置進行張拉; 其特征在于，還包括: 在張拉期間，主控制器或輔控制器根據(jù)主張拉裝置的主張拉位移和輔張拉裝置的輔張拉位移，調(diào)節(jié)主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力，使所述主張拉裝置和輔張拉裝置按照相同的張拉進度對箱梁進行張拉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的調(diào)整主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力包括: 確定所述主張拉位移與所述輔張拉位移的位移偏差； 根據(jù)所述位移偏差，調(diào)整主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的調(diào)整主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力包括: 確定所述主張拉位移與所述輔張 拉位移的位移偏差； 當所述主張拉位移小于所述輔張拉位移時，根據(jù)所述位移偏差，提高所述主張拉裝置的張拉力或降低輔張拉裝置張拉力； 當所述主張拉位移大于所述輔張拉位移時，根據(jù)所述位移偏差，降低所述主張拉裝置的張拉力或提高輔張拉裝置張拉力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述主張拉裝置和輔張拉裝置分別包括液壓控制系統(tǒng)和張拉油頂，并且通過檢測所述液壓控制系統(tǒng)的油壓來檢測各自的張拉壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，主控制器或輔控制器根據(jù)各自的油壓以及張拉位移，分別控制各自的液壓控制系統(tǒng)的伺服電機執(zhí)行以下操作: 當所述油壓小于油壓設(shè)定值時，控制伺服電機轉(zhuǎn)速逐漸提高，帶動徑向柱塞泵向張拉油頂提供壓力逐漸增加的油壓； 當所述油壓等于所述油壓設(shè)定值時，控制伺服電機進入保壓操作階段，使所述張拉油頂處于負荷維持狀態(tài)； 在保壓階段結(jié)束后，緩慢釋放所述張拉油頂?shù)挠蛪骸?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，控制伺服電機執(zhí)行的操作還包括: 當所述張拉油頂油壓降為零時，控制所述伺服電機以固定轉(zhuǎn)速帶動徑向柱塞泵向張拉油頂提供使其回位的油壓； 當張拉位移到達預(yù)設(shè)的返回位置時，控制所述伺服電機停止運行，并使所述張拉油頂泄荷。
7.一種箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制系統(tǒng)，包括: 設(shè)置在箱梁一端的主張拉裝置； 設(shè)置在箱梁另一端的輔張拉裝置； 控制所述主張拉裝置的主控制器；控制所述輔張拉裝置的輔控制器； 其中，主控制器控制所述主張拉裝置進行張拉，并經(jīng)由輔控制器控制所述輔張拉裝置進行張拉； 其特征在于，還包括:張拉同步裝置，用于根據(jù)主張拉位移和輔張拉位移，生成用于調(diào)節(jié)主張拉裝置和/或輔張拉裝置張拉力的指令，使所述主張拉裝置和輔張拉裝置按照相同的張拉進度對箱梁進行張拉。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述張拉同步裝置包括: 用來比較所述主張拉位移與所述輔張拉位移的比較模塊，用于獲得比較結(jié)果； 根據(jù)所述比較結(jié)果生成調(diào)節(jié)指令的調(diào)節(jié)模塊，用于使主張拉裝置和/或輔張拉裝置根據(jù)所述調(diào)節(jié)指令調(diào)節(jié)其張拉力。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主張拉裝置和輔張拉裝置分別包括: 張拉油頂； 連接所述張拉油頂?shù)囊簤嚎刂葡到y(tǒng)； 用來檢測液壓控制系統(tǒng)中油壓的油壓傳感器； 其中，在所述張拉油頂?shù)膹埨陂g，液壓控制系統(tǒng)通過流量連續(xù)調(diào)節(jié)，避免流量劇變帶來的張拉油頂?shù)膹埨ν蛔儭?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主張拉裝置和輔張拉裝置的液壓系統(tǒng)分別包括: 連接所述主控制器或者輔控制器的轉(zhuǎn)速可連續(xù)調(diào)節(jié)的伺服電機； 連接所述伺服電機的徑向柱塞泵； 連接在所述徑向柱塞泵與張拉油頂?shù)臒o桿腔之間的第三電磁換向閥； 連接所述張拉油頂?shù)臒o桿腔與油箱之間的第四電磁換向閥； 其中，當油壓小于油壓設(shè)定值時，控制伺服電機轉(zhuǎn)速逐漸提高，帶動徑向柱塞泵經(jīng)由所述第三電磁換向閥向張拉油頂提供壓力逐漸增加的油壓； 當所述油壓等于所述油壓設(shè)定值時，控制伺服電機進入保壓操作階段，使所述張拉油頂處于負荷維持狀態(tài)； 在保壓階段結(jié)束后，經(jīng)由第四電磁換向閥緩慢釋放所述張拉油頂?shù)挠蛪骸?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動控制方法及系統(tǒng)，所述方法包括在箱梁的兩端分別設(shè)置由主控制器控制的主張拉裝置和由輔控制器控制的輔張拉裝置；主控制器控制所述主張拉裝置進行張拉，并經(jīng)由輔控制器控制所述輔張拉裝置進行張拉；在張拉期間，主控制器或輔控制器根據(jù)主張拉裝置的主張拉位移和輔張拉裝置的輔張拉位移，調(diào)節(jié)主張拉裝置和/或輔張拉裝置的張拉力，使所述主張拉裝置和輔張拉裝置按照相同的張拉進度對箱梁進行張拉。本發(fā)明可以使主張拉裝置和輔張拉裝置按照相同的張拉進度對箱梁進行張拉。
文檔編號E01D101/28GK103088757SQ20131004719
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者王全鎖 申請人:山西斯普瑞機械制造股份有限公司