CN108221695A - 一种桥梁预应力智能张拉系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的属于建筑工程技术领域，具体为一种桥梁预应力智能张拉系统，包括油源存储设备、电控系统和千斤顶设备，所述油源存储设备的油路通过油管与千斤顶设备连接，所述油源存储设备包括装置外壳和安装在外壳内腔底部的油箱，所述油箱的顶部左侧安装有电机，所述电机的输出端底部连接有联轴器，所述联轴器的底部与油泵的动力输入端连接，所述油泵的输入端口通过管道连接有粗过滤器，本方案由智能系统控制张拉流程，实现对多个千斤顶工作的控制，实现“多顶同步施工”，提高工程质量；精确控制测量预应力钢束伸长量。通过预警系统自动测量钢绞线伸长量，准确控制预应张拉力的同步加载速度，可有效降低张拉力时差引起的误差。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体为一种桥梁预应力智能张拉系统。
背景技术
预应力张拉是预应力桥梁施工的关键环节之一，张拉质量的好坏直接决定桥梁的使用寿命和运营安全。目前，对预应力钢束的张拉施工方式普遍采用手动操作电动油泵驱动千斤顶的方式。在此过程中，手动控制设备，肉眼查看机械压力表读数来控制张拉力，人工测量千斤顶的活塞伸长量并手工计算预应力钢束伸长值，实现预应力张拉的双控目标。传统预应力张拉工艺的测控精度差、效率低、多顶同时张拉同步性难控制、施工流程的规范性难监控、施工质量易受操作人员影响。随着传感技术、通讯技术、计算机技术和控制方法的发展，预应力张拉系统逐渐向数字化和智能化方向发展。预应力智能张拉系统是借助先进的计算机系统，通过数控技术实现对预应力混凝土构件的精确张拉控制，为此，我们提出了一种桥梁预应力智能张拉系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种桥梁预应力智能张拉系统，以解决上述背景技术中提出的传统预应力张拉工艺的测控精度差、效率低、多顶同时张拉同步性难控制、施工流程的规范性难监控、施工质量易受操作人员影响的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种桥梁预应力智能张拉系统，包括油源存储设备、电控系统和千斤顶设备，所述油源存储设备的油路通过油管与千斤顶设备连接，所述油源存储设备包括装置外壳和安装在外壳内腔底部的油箱，所述油箱的顶部左侧安装有电机，所述电机的输出端底部连接有联轴器，所述联轴器的底部与油泵的动力输入端连接，所述油泵的输入端口通过管道连接有粗过滤器，所述粗过滤器位于油箱的内腔下侧，所述油箱的顶部右侧安装有单向阀、溢流阀、高压过滤器、伺服阀、油路块，所述油泵的输出端通过管道与单向阀的进口连接，所述单向阀的出口通过管道分别与溢流阀、高压过滤器和压力表的输入端口连接，所述高压过滤器的输出口通过管道与伺服阀的进口连接，所述油箱的前壁右侧安装有液位计，所述油箱的右侧壁安装有冷却器，所述千斤顶设备包括左右对称设置的四组钳具，同侧两组所述钳具夹持有空心油缸，所述空心油缸的输出端和缸座之间设置有压力传感器，所述空心油缸的缸座外壁安装有位移传感器，所述空心油缸的输出端端部通过螺钉连接有压板，两组所述压板之间夹持有试件，所述试件的中部横向贯穿有钳绞线，所述钳绞线的两端分别贯穿同侧的钳具，所述伺服阀的进出口通过管道与空心油缸的油路进出口连接，所述电控系统的输入端口通过数据线分别与位移传感器、压力传感器的输出端口连接，所述电控系统的输出端口通过数据线分别与电机、伺服阀的控制电路连接。
优选的，所述电控系统包括测量控制系统、电气控制系统、计算机控制系统和数据处理系统。
优选的，所述液位计为U型管式液位计。
优选的，所述冷却器为风冷式冷却设备。
优选的，所述压力传感器固定安装在空心油缸的输出端或者缸座上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方案由智能系统控制张拉流程，实现对多个千斤顶工作的控制，实现“多顶同步施工”，提高工程质量；精确控制测量预应力钢束伸长量。通过预警系统自动测量钢绞线伸长量，准确控制预应张拉力的同步加载速度，可有效降低张拉力时差引起的误差。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明千斤顶设备的结构示意图；
图3为本发明油源存储设备的结构示意图；
图4为本发明图3的俯视结构示意图；
图5为本发明操作步骤流程图。
图中：1油源存储设备、2电控系统、3千斤顶设备、4电机、5联轴器、6油泵、7粗过滤器、8溢流阀、9单向阀、10高压过滤器、11伺服阀、12油路块、13液位计、14冷却器、15压力表、16钳具、17空心油缸、18位移传感器、19压力传感器、20压板、21钳绞线、22试件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种桥梁预应力智能张拉系统，包括油源存储设备1、电控系统2和千斤顶设备3，油源存储设备1的油路通过油管与千斤顶设备3连接，油源存储设备1包括装置外壳和安装在外壳内腔底部的油箱，油箱的顶部左侧安装有电机4，电机4的输出端底部连接有联轴器5，联轴器5的底部与油泵6的动力输入端连接，油泵6的输入端口通过管道连接有粗过滤器7，粗过滤器7位于油箱的内腔下侧，油箱的顶部右侧安装有单向阀9、溢流阀8、高压过滤器10、伺服阀11、油路块12，油泵6的输出端通过管道与单向阀9的进口连接，单向阀9的出口通过管道分别与溢流阀8、高压过滤器10和压力表15的输入端口连接，高压过滤器10的输出口通过管道与伺服阀11的进口连接，油箱的前壁右侧安装有液位计13，油箱的右侧壁安装有冷却器14，千斤顶设备3包括左右对称设置的四组钳具16，同侧两组钳具16夹持有空心油缸17，空心油缸17的输出端和缸座之间设置有压力传感器19，空心油缸17的缸座外壁安装有位移传感器18，空心油缸17的输出端端部通过螺钉连接有压板20，两组压板20之间夹持有试件22，试件22的中部横向贯穿有钳绞线21，钳绞线21的两端分别贯穿同侧的钳具16，伺服阀11的进出口通过管道与空心油缸17的油路进出口连接，电控系统2的输入端口通过数据线分别与位移传感器18、压力传感器19的输出端口连接，电控系统2的输出端口通过数据线分别与电机4、伺服阀11的控制电路连接。
其中，电控系统2包括测量控制系统、电气控制系统、计算机控制系统和数据处理系统，液位计13为U型管式液位计，冷却器14为风冷式冷却设备，压力传感器19固定安装在空心油缸17的输出端或者缸座上。
加卸载千斤顶通过油管与伺服油源相联，伺服油源与电气拖动系统相联，电气拖动系统联接电源与闭环控制器相联，闭环控制器与压力位移传感器以及计算机控制和处理系统(由计算机、打印机、控制和数据处理软件组成)相联。
计算机控制和处理系统由计算机、打印机、控制和数据处理软件组成。
系统工作时，通过计算机显示器上软件界面选择试验过程，下达指令给闭环控制器，闭环控制器发出指令给电气拖动系统让伺服油源工作，伺服油源驱动千斤顶加卸载，加卸载的大小及油缸行程由力与位移传感器测出传送给闭环控制器再传到计算机中由数据处理软件进行处理，做出图表曲线。
采用一台电脑控制，一套闭环控制器(同时控制2只(可多只)伺服阀工作)采集2个(可多个)压力，2只(可多个)位移传感器信号并控制油源工作，所采数据上传到电脑中，2台千斤顶(内置压力与位移传感器)，分置预制梁两端，如图示，千斤顶由油源提供动力，油管与伺服油源相联，电气拖动系统为伺服油源供电，装在伺服油源一起，压力与位移传感器通过电缆线与闭环控制器相联。同步控制方式可以采用如下两种：
1、力同步控制
原理：由电脑下达力同步命令给控制器，控制器通过控制伺服阀的开合量，调节千斤顶油缸的油压，来实现力同步。
2、位移同步：通过电脑下达位移同步指令给控制器，控制器通过控制伺服阀的开合量，调节装在千斤顶活塞内的位移传感器的位移量，来实现位移量同步。
本结构有如下特征：
①2只或多只千斤顶共用一套油源和电器控制系统，做到统一指令，统一行动，在结构上保证了同步张拉工作。
②位移、压力传感器装在千斤顶内，可直接测量千斤顶所受的力及活塞行走的位移，通过电缆传到闭环控制器再发送到电脑中。
③控制器可以进行力、位移闭环控制，并无冲击切换，采用Pid调节方式闭环控制力、位移的大小变化。
④计算机控制和数据处理软件依照工程施工规范控制，对千斤顶加载力的大小、时间以及钢绞线伸张量予以自动监测和控制，可以最大限度的减少人为干预，使施工过程严格规范化，从而可大大提高施工质量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种桥梁预应力智能张拉系统，包括油源存储设备(1)、电控系统(2)和千斤顶设备(3)，所述油源存储设备(1)的油路通过油管与千斤顶设备(3)连接，其特征在于：所述油源存储设备(1)包括装置外壳和安装在外壳内腔底部的油箱，所述油箱的顶部左侧安装有电机(4)，所述电机(4)的输出端底部连接有联轴器(5)，所述联轴器(5)的底部与油泵(6)的动力输入端连接，所述油泵(6)的输入端口通过管道连接有粗过滤器(7)，所述粗过滤器(7)位于油箱的内腔下侧，所述油箱的顶部右侧安装有单向阀(9)、溢流阀(8)、高压过滤器(10)、伺服阀(11)、油路块(12)，所述油泵(6)的输出端通过管道与单向阀(9)的进口连接，所述单向阀(9)的出口通过管道分别与溢流阀(8)、高压过滤器(10)和压力表(15)的输入端口连接，所述高压过滤器(10)的输出口通过管道与伺服阀(11)的进口连接，所述油箱的前壁右侧安装有液位计(13)，所述油箱的右侧壁安装有冷却器(14)，所述千斤顶设备(3)包括左右对称设置的四组钳具(16)，同侧两组所述钳具(16)夹持有空心油缸(17)，所述空心油缸(17)的输出端和缸座之间设置有压力传感器(19)，所述空心油缸(17)的缸座外壁安装有位移传感器(18)，所述空心油缸(17)的输出端端部通过螺钉连接有压板(20)，两组所述压板(20)之间夹持有试件(22)，所述试件(22)的中部横向贯穿有钳绞线(21)，所述钳绞线(21)的两端分别贯穿同侧的钳具(16)，所述伺服阀(11)的进出口通过管道与空心油缸(17)的油路进出口连接，所述电控系统(2)的输入端口通过数据线分别与位移传感器(18)、压力传感器(19)的输出端口连接，所述电控系统(2)的输出端口通过数据线分别与电机(4)、伺服阀(11)的控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁预应力智能张拉系统，其特征在于：所述电控系统(2)包括测量控制系统、电气控制系统、计算机控制系统和数据处理系统。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁预应力智能张拉系统，其特征在于：所述液位计(13)为U型管式液位计。
4.根据权利要求1所述的一种桥梁预应力智能张拉系统，其特征在于：所述冷却器(14)为风冷式冷却设备。
5.根据权利要求1所述的一种桥梁预应力智能张拉系统，其特征在于：所述压力传感器(19)固定安装在空心油缸(17)的输出端或者缸座上。
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