CN104762884A - 多点同步智能张拉系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多点同步智能张拉系统的控制方法，包括以下步骤：读取系统压力值，判断系统压力值是否高于系统目标压力值2-3MPa；若否，将系统压力值调节至此范围；若是，打开球阀启动进油；读取各点千斤顶压力值，判断各点千斤顶压力值的最大差值是否在设定范围内；在设定范围内停止加压后继续顶升，进入下一轮判断直到各点压力值达到目标压力值关闭球阀，停止进油，张拉结束；不在设定范围内则启动加压继续顶升，进入下一轮判断直到各点压力值达到目标压力值。本申请在判断各点千斤顶压力值的最大差值是否在设定范围内时，设定多个阶梯差值进行步步判断，逐渐调整各个拉索的索力，从而使得各拉索逐渐达到目标力值，省时省力。

Description

多点同步智能张拉系统的控制方法

技术领域

本发明涉及索式桥梁的拉索索力调整的技术领域，特别地，涉及一种多点同步智能张拉系统的控制方法。

背景技术

斜拉桥(cable stayed bridge)包括索塔、主梁、斜拉索组成，是将主梁用许多斜拉索直接拉在索塔上的一种桥梁，是由承压的索塔、受拉的斜拉索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系，可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。斜拉桥有独塔、双塔和三塔式，塔型有H形、倒Y形、A形、钻石形等，整桥跨径一般为300～1100米，是大跨度桥梁的最主要桥型。已建成的有苏通大桥、香港昂船洲大桥、武汉长江二桥、汕头礐石大桥、白沙洲长江大桥、南京长江二桥、上海杨浦大桥等。

以一个索塔的斜拉桥为例分析受力。索塔两侧是对称的斜拉索，通过斜拉索把索塔和主梁连接在一起。假设索塔两侧只有两根斜拉索，左右对称各一条，这两根斜拉索受到主梁的重力作用，对索塔产生两个对称的沿着斜拉索方向的拉力，根据受力分析，左边的力可以分解为水平向左的一个力和竖直向下的一个力；同样的，右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力。水平向左和水平向右的两个力是对称的，互相抵消。最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力，然后，力又传给索塔下面的桥墩了。

斜拉桥成桥状态时的斜拉索索力有多种计算方法，如刚性支承连续梁法、内力平衡法、零初索力法、零支反力法、能量法等。成桥合理状态的索力为一组相互关联的数据(数量与拉索数量相关)，但因各点支座反力相互影响、拉索弹性和非弹性伸长量、主梁变形上挠、温度湿度等各方面原因，使得目前实际工程施工中的所有索式桥梁(系杆拱桥、斜拉桥、悬索桥)承桥索力的调整工期长，任务繁重，往往需要二次或多次调整才能达到设计的桥梁线形。

并且，在传统的调索过程中，吊索的张拉和调索基本采用人工和传统张拉千斤顶进行施工，施工精度和可靠性难以保证。最重要的是，吊索桥传统张拉只能张拉一个点，张拉完成一个点后再张拉另外一个点，但是张拉完成这个点后，另外一点的受力会变化，故需多次反复张拉至目标值。也就是说，每根吊索(杆)索力的每次单独调整都会使得其他吊索(杆)的受力产生不可预计的变化，且不能直观地看出调整后每根吊索(杆)的索力，需人工反复装卸千斤顶，重复循环调整索力才能逼近设计的桥梁线形。

中国专利CN201310161898.6公开了斜拉索整束智能张设备，将多个千斤顶固定在同一个张拉垫板上，张拉垫板中间设置通孔用于锚索、锚头穿过和张拉螺母的旋合，实现张拉工装在竖直方向上的上升和下降。该设备可完成张拉施工中的供油、回油基本动作，并实现张拉分段、保压，但其没有完全实现电子化的智能操作。

发明内容

本发明目的在于提供一种多点同步智能张拉系统的控制方法，以解决索力调整过程没有实现电子化标准操作的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种多点同步智能张拉系统的控制方法，包括以下步骤：

A、读取系统压力值，判断系统压力值是否高于系统目标压力值2-3Mpa；

若否，通过调节系统数字溢流阀，将系统压力值调节至此范围；

若是，转至步骤B；

B、打开球阀，启动进油；

C、读取各点千斤顶压力值，判断各点千斤顶压力值的最大差值是否在设定范围内；在设定范围内时停止加压后转步骤D，不在设定范围内时启动加压转步骤D；

D、继续顶升，进入下一轮判断直到各点压力值达到目标压力值，转步骤E；

E、关闭球阀，停止进油，张拉结束。

优选的，步骤C判断各点千斤顶的压力值的最大差值是否在设定范围的方法具体为：

C1、判断各点千斤顶的压力最大差值是否超过当前拉索目标压力值的3％；若是，转步骤C2，若否，转步骤C3；

C2、检测各点是否异常；若是，转步骤E；若否，降低泵油流量后转步骤D；

C3、判断各点千斤顶的压力最大差值是否超过当前拉索目标压力值的2％；若是，降低泵油流量后转步骤C1，若否，转步骤C4；

C4、判断各点千斤顶的压力最大差值是否超过当前拉索目标压力值的1.2％；若是，转步骤C5，若否，转步骤D；

C5、判断各点千斤顶的压力最大差值是否超过当前拉索目标压力值的1.6％；若是，转步骤C7，若否，转步骤C6；

C6、打开球阀，启动加压；转步骤C8；

C7、关闭球阀，停止加压；转步骤C8；

C8、判断各点是否达到目标力值，若是，转步骤E，若否，转步骤C1。

优选的，步骤C2检测各点是否异常包括：检查设备是否存在漏油情况、千斤顶是否顶住障碍物、是否存在压力传感器故障或其他故障。

优选的，在步骤A之前，设定各个拉索的目标压力值和系统目标压力值。

优选的，在步骤E之后还包括放张过程，放张过程包括以下步骤：

Ⅰ、打开泄荷球阀，启动泄荷；

Ⅱ、调节数字溢流阀；

Ⅲ、读取各点千斤顶的压力值，判断各点是否泄荷至预紧压力值以下；

若各点均泄荷至预紧压力值以下，则转步骤Ⅳ；若未泄荷至预紧压力值以下，则继续泄荷直至预紧压力值以下；

Ⅳ、关闭所有球阀，停止泄荷；

Ⅴ、启动回缩模块，调节数字阀；

Ⅵ、读取各点千斤顶位移，判断是否回缩至目标位置；

若各点均回缩至目标位置，则转步骤Ⅶ；若未回缩至目标位置，则继续回缩直至回缩至目标位置；

Ⅶ、关闭回缩模块，放张结束。

优选的，步骤Ⅲ判断各点是否泄荷至预紧压力以下的方法具体为：

①、判断各点千斤顶的压力最大差值是否大于控制精度；若是，转步骤②；若否，转步骤③；所述控制精度为压力值；

②、降低数字阀调节速率；转步骤①；

③、判断各点千斤顶的压力最大差值是否大于控制精度的0.6倍；若是，转步骤④；若否，转步骤⑦；

④、判断各点千斤顶的压力最大差值是否大于控制精度的0.8倍；若是，转步骤⑤；若否，转步骤⑥；

⑤、关闭球阀，停止泄压；转步骤⑦；

⑥、打开球阀，启动泄压；转步骤⑦；

⑦、判断各点是否泄荷至预紧压力值以下，若否，转步骤①；若是，转步骤Ⅳ。

优选的，在步骤Ⅰ之前，设定系统的控制精度值和预紧压力值。

本发明具有以下有益效果：

本发明涉及一种索式桥梁(系杆拱桥、斜拉桥、悬索桥)吊索的张拉与调索施工的智能化设备，可以对桥梁所有吊索进行“同步”或“异步”张拉，即本设备连接的各张拉点可单独控制，亦可同步控制，同步控制点数可选。本发明简化了吊索施工工序和工艺，提高工作效率，缩短施工工期70％以上，节约施工成本30％以上。

本申请通过电脑控制平台和新型智能张拉千斤顶对全桥吊索精确施加张拉力，排除了人为因素影响，保证张拉力精度在±5kN以内，使得张拉过程全程完全可控，提高了吊索索力的精确度和可靠性；在全桥吊索张拉完成后，主站对各个从站实现单独控制，可根据整桥的线型要求对全桥吊索中的任意一根特定拉索进行个别的智能化调索。并且，在判断各点千斤顶压力值的最大差值是否在设定范围内时，设定多个阶梯差值进行步步判断，逐渐调整各个拉索的索力，从而使得各拉索逐渐达到目标力值，省时省力。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例张拉过程的流程示意图之一；

图2是本发明优选实施例张拉过程的流程示意图之二；

图3是本发明优选实施例放张过程的流程示意图之三；

图4是本发明优选实施例放张过程的流程示意图之四。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1，一种多点同步智能张拉系统的控制方法，包括以下步骤：

A、读取系统压力值，判断系统压力值是否高于系统目标压力值的2-3Mpa；

若否，将系统压力值调节至此范围；根据目标值调节系统的溢流压力，即正式张拉时，千斤顶内压力不至于超过系统压力，即使在出现压力传感器故障时亦不至于将拉索拉断，起安全保护作用。

若是，转至步骤B；

B、打开球阀，启动进油；

C、读取各点千斤顶压力值，判断各点千斤顶压力值的最大差值是否在设定范围内；在设定范围内时则停止加压后继续顶升，进入下一轮判断直到各点压力值达到目标压力值，达到目标压力值则说明所有拉索达到施工目标，可以关闭球阀，停止进油，结束张拉。

不在设定范围内时，则需要继续调整，采取降低泵油流量或者启动加压的措施，然后再重新读取各点千斤顶压力值进行判断。

具体实施例过程可参见以下实施例。

参见图2，实施例一、

1、设定系统目标压力值为A Mpa，5根拉索的目标压力值分别为a1、a2、a3、a4、a5。

2、读取系统压力值为B Mpa，判断系统压力值B是否高于系统目标压力值A 2-3Mpa；

若B-A>2-3Mpa，则打开球阀，启动进油；若不满足B-A>2-3Mpa，则调节数字阀，然后重新读取系统压力值，直至满足该公式。

3、读取各点千斤顶压力值b1、b2、b3、b4、b5，判断各点千斤顶的压力最大差值是否超过当前拉索目标压力值的3％；若是，检测各点是否异常；若否，继续下一步判断。

例如，各点千斤顶的压力最大差值为b5-b2，当前拉索为第一根，其目标压力值为a1；

若b5-b2>3％a1，则需要检测设备是否存在漏油情况、是否存在反作用力、是否存在故障等等状况，排除设备异常后，再重新进行读取；

若b5-b2<3％a1，则进行下一根拉索的判断。

在判断完第一根拉索的压力值情况后，按照同样的方法判断第二至五根拉索。

在各根拉索的当前压力差均小于当前拉索目标压力值的3％后，进行下一步判断。

4、判断各点千斤顶的压力最大差值是否超过当前拉索目标压力值的2％；若是，继续下一步判断；若否，降低泵油流量后重新读取各点千斤顶的压力值。

例如，各点千斤顶的压力最大差值为b5-b2，当前拉索为第一根，其目标力值为a1；

若b5-b2>2％a1，则进行下一根拉索的判断；

若b5-b2<2％a1，则降低泵油流量后重新读取各点千斤顶的压力值。

同样地，在判断完第一根拉索的压力值情况后，按照同样的方法判断第二至五根拉索。

在各根拉索的当前压力差均小于当前拉索目标压力值的2％后，进行下一步判断。

5、判断各点千斤顶的压力最大差值是否超过当前拉索目标压力值的1.2％；若是，进行下一步判断，若否，降低泵油流量后重新读取各点千斤顶的压力值；

同样地，在各根拉索的当前压力差均小于当前拉索目标压力值的1.2％后，进行下一步判断。

6、判断各点千斤顶的压力最大差值是否超过当前拉索目标压力值的1.6％；若是，关闭当前千斤顶处的进油球阀，停止加压，判断各点是否达到目标力值；若否，打开当前千斤顶处的进油球阀，启动加压，再判断各点是否达到目标力值。

7、判断各点是否达到目标力值，若是，关闭球阀，停止进油，结束张拉；若否，则重新判断各点千斤顶的压力最大差值是否超过当前拉索目标压力值的3％。

参见图3和图4，实施例二、

在结束张拉之后，还包括取下千斤顶的放张过程，放张过程包括以下步骤：

1、设定系统的控制精度值和预紧压力值；例如，当控制精度为力值同步时，控制精度值为±10kN，预紧压力值为C Mpa；

2、打开泄荷球阀，启动泄荷；

3、调节数字溢流阀；当千斤顶压力高于数字溢流阀的系统压力时，各千斤顶无法泄荷，因此调节数字溢流阀，使得千斤顶压力逐渐下降，以顺利泄荷；

4、读取各点千斤顶的压力最大差值c1、c2、c3、c4、c5，判断各点千斤顶的压力最大差值是否大于控制精度；若是，降低数字阀调节速率后重新判断；若否，转下一步；

例如，各点千斤顶的压力最大差值为f(c5)-f(c2)，若f(c5)-f(c2)>10kN；降低数字阀调节速率至各千斤顶的压力有减小趋势后，重新判断。

5、判断各点千斤顶的压力最大差值是否大于控制精度的0.6倍；若是，转下一步；若否，判断各点是否泄荷至预紧压力值以下；

6、判断各点千斤顶的压力最大差值是否大于控制精度的0.8倍；若是，关闭球阀，停止泄压，然后判断各点是否泄荷至预紧压力值以下；若否，打开球阀，启动泄压，然后判断各点是否泄荷至预紧压力值以下。

7、判断各点是否泄荷至预紧压力值以下；若否，调节数字溢流阀后重新读取各点压力进行上述判断；若是，关闭所有球阀，停止泄荷。

例如，读取第n点千斤顶的压力Cn，若Cn<C MPa，则关闭第n点的球阀，若各点压力均小于C MPa时，则关闭所有球阀，若没有则继续比较。

8、启动回缩模块，调节数字阀处于完全打开状态；

9、读取各点千斤顶位移，判断是否回缩至目标位置；若各点均回缩至目标位置，则关闭回缩模块，放张结束；若还有未回缩至目标位置的千斤顶，则继续回缩并读取各点千斤顶位置值，直至回缩完成。

目标位置即张拉前各千斤顶的位置，张拉前系统会记录此位置。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多点同步智能张拉系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、读取系统压力值，判断系统压力值是否高于系统目标压力值2-3Mpa；

若否，通过调节系统数字溢流阀，将系统压力值调节至此范围；

若是，转至步骤B；

B、打开球阀，启动进油；

C、读取各点千斤顶压力值，判断各点千斤顶压力值的最大差值是否在设定范围内；在设定范围内时停止加压后转步骤D，不在设定范围内时启动加压转步骤D；

D、继续顶升，进入下一轮判断直到各点压力值达到目标压力值，转步骤E；

E、关闭球阀，停止进油，张拉结束。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤C判断各点千斤顶的压力值的最大差值是否在设定范围的方法具体为：

C1、判断各点千斤顶的压力最大差值是否超过当前拉索目标压力值的3％；若是，转步骤C2，若否，转步骤C3；

C2、检测各点是否异常；若是，转步骤E；若否，降低泵油流量后转步骤C1；

C3、判断各点千斤顶的压力最大差值是否超过当前拉索目标压力值的2％；若是，降低泵油流量后转步骤C1，若否，转步骤C4；

C4、判断各点千斤顶的压力最大差值是否超过当前拉索目标压力值的1.2％；若是，转步骤C5，若否，转步骤D；

C5、判断各点千斤顶的压力最大差值是否超过当前拉索目标压力值的1.6％；若是，转步骤C7，若否，转步骤C6；

C6、打开球阀，启动加压；转步骤C8；

C7、关闭球阀，停止加压；转步骤C8；

C8、判断各点是否达到目标力值，若是，转步骤E，若否，转步骤C1。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，步骤C2检测各点是否异常包括：检查设备是否存在漏油情况、千斤顶是否顶住障碍物、是否存在压力传感器故障或其他故障。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在步骤A之前，设定各个拉索的目标压力值和系统目标压力值。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在步骤E之后还包括放张过程，放张过程包括以下步骤：

Ⅰ、打开泄荷球阀，启动泄荷；

Ⅱ、调节数字溢流阀；

Ⅲ、读取各点千斤顶的压力值，判断各点是否泄荷至预紧压力值以下；

若各点均泄荷至预紧压力值以下，则转步骤Ⅳ；若未泄荷至预紧压力值以下，则继续泄荷直至预紧压力值以下；

Ⅳ、关闭所有球阀，停止泄荷；

Ⅴ、启动回缩模块，调节数字阀；

Ⅵ、读取各点千斤顶位移，判断是否回缩至目标位置；

若各点均回缩至目标位置，则转步骤Ⅶ；若未回缩至目标位置，则继续回缩直至回缩至目标位置；

Ⅶ、关闭回缩模块，放张结束。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，步骤Ⅲ判断各点是否泄荷至预紧压力以下的方法具体为：

①、判断各点千斤顶的压力最大差值是否大于控制精度；若是，转步骤②；若否，转步骤③；所述控制精度为压力值；

②、降低数字阀调节速率；转步骤①；

③、判断各点千斤顶的压力最大差值是否大于控制精度的0.6倍；若是，转步骤④；若否，转步骤⑦；

④、判断各点千斤顶的压力最大差值是否大于控制精度的0.8倍；若是，转步骤⑤；若否，转步骤⑥；

⑤、关闭球阀，停止泄压；转步骤⑦；

⑥、打开球阀，启动泄压；转步骤⑦；

⑦、判断各点是否泄荷至预紧压力值以下，若否，转步骤①；若是，转步骤Ⅳ。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在步骤Ⅰ之前，设定系统的控制精度值和预紧压力值。