智能数控张拉系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于预应力张拉技术领域，具体涉及一种智能数控张拉系统。
【背景技术】
[0002] 在现代桥梁建设中，预应力施工被广泛应用，其中关键工序--张拉，其施工质量 的好坏，会直接影响结构的耐久性，但是传统张拉施工，纯靠施工人员凭经验手动操作，误 差率较高，无法保证预应力施工质量。不少桥梁因为预应力施工缺陷，被迫提前进行加固， 严重的甚至突然垮塌，给社会造成了巨大的生命财产损失。 【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是克服传统张拉施工误差率高、容易引发人员伤害安全事故的 缺陷，提供一种高精度、稳定性好、能保证施工安全与预应力张拉施工质量的智能数控张拉 系统。
[0004] 为此，本实用新型提供了一种智能数控张拉系统，包括箱梁，还包括上位机、下位 机、油栗、变频电机、钢绞线、位于箱梁两端的千斤顶以及设置在千斤顶上的信号采集装置； 所述千斤顶外端面匹配安装有工具锚，所述钢绞线穿设在箱梁与千斤顶内，钢绞线的两端 分别与工具锚固定连接；
[0005]所述变频电机的输出轴与油栗的驱动轴连接，所述油栗有一对，一对油栗的输出 端分别与箱梁两端的千斤顶连接；所述信号采集装置和变频电机分别通过信号线与下位机 连接，所述下位机与上位机之间无线传输连接。
[0006]所述千斤顶与箱梁之间设置有与钢绞线配合的限位板。
[0007]所述信号采集装置包括用于采集千斤顶张拉力的压力传感器、用于采集千斤顶张 拉位移的位移传感器。
[0008]本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种智能数控张拉系统，实现了张拉 全过程智能控制，真正做到了张拉施工质量管理的"实时跟踪、智能控制、及时纠错"。消除 了人工张拉中测量精度较低，容易引发人员伤害安全事故等问题，减少了人为因素的影响。 在切实保障预应力张拉施工质量的同时，大大提高了施工管理水平和效率，保证了桥梁结 构的安全性和耐久性。
【附图说明】
[0009] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0010] 图2是本实用新型的工作原理图。
[0011] 图3_图6为张拉过程界面图。
[0012] 图7为张拉伸长量自动生成图。
[0013]附图标记说明：1、箱梁；2、千斤顶；3、油栗；4、变频电机；5、下位机；6、上位机；7、 压力传感器；8、位移传感器；9、工具锚；10、限位板；11、钢绞线。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本实用新型。
[0015] 实施例1 :
[0016] 一种智能数控张拉系统，如图1所示，包括箱梁1，还包括上位机6、下位机5、油栗 3、变频电机4、钢绞线11、位于箱梁1两端的千斤顶2以及设置在千斤顶2上的信号采集装 置；所述信号采集装置包括用于采集千斤顶2张拉力的压力传感器7、用于采集千斤顶2张 拉位移的位移传感器8。
[0017]所述千斤顶2外端面匹配安装有工具锚9,所述钢绞线11穿设在箱梁1与千斤顶 2内，钢绞线11的两端分别与工具锚9固定连接；
[0018] 所述变频电机4的输出轴与油栗3的驱动轴连接，所述油栗3有一对，一对油栗3 的输出端分别与箱梁1两端的千斤顶2连接；所述信号采集装置和变频电机4分别通过信 号线与下位机5连接，所述下位机5与上位机6之间无线传输连接。
[0019] 具体工作过程如图2所示，系统通过信号采集装置采集每台千斤顶2的工作压力 和钢绞线11的伸长量（含回缩量）等数据，压力传感器7在张拉过程中负责采集千斤顶2 油缸的压力值，通过下位机5传给上位机6,上位机6根据标定参数换算成拉力值。位移传 感器8在张拉过程中负责采集钢绞线11伸长量（含回缩量）值，通过下位机5传给上位机 6。上位机6把指令通过下位机5传送给油栗3,油栗3接受系统指令，适时调整变频电机 4工作参数，从而实现高精度适时油栗电机的转速，实现张拉力及加载速度的精确控制。另 外，系统还根据预设的程序，由上位机6发出指令，同步控制每台设备的每一个机械动作， 自动完成整个张拉过程。
[0020] 为了加强系统的稳固性，所述千斤顶2与箱梁1之间设置有与钢绞线11配合的限 位板10。
[0021] 实施例2:
[0022] 本实施例以石界滩特大桥42跨右-4箱梁N1 (高）束为例，采用智能数控张拉系 统进行施工。箱梁张拉采用120T千斤顶进行数控张拉，两个千斤顶对称张拉，以张拉控制 应力0%、20%、100%进行阐述，如表1中所示，计算出N1束理论伸长量为176mm。
[0023]表1:
[0024] 25m箱梁（中跨）钢绞线张拉伸长量计算表编号：N1 (4)
[0025]
[0026] 张拉控制说明：现场钢绞线根据设计要求采用低松弛〇 sl5. 20钢绞线，张拉控制 应力为：0-10%应力一20%应力一〇(：〇11(持荷5111111锚固）。
[0027] 伸长值：A L = A L1+ A L2 ;式中：A L1为初应力到最大张拉应力间的实测伸长 量；A L2为相邻级应力张拉伸长量差值。
[0028] 张拉前首先将张拉钢束按照张拉顺序进行编号输入上位机中。上位机同下位机以 及张拉设备进行连接，准备工作做好后，启动电源键，按顺序一键完成钢绞线的张拉。张拉 过程界面见图3、4、5和图6。
[0029] 图3准备张拉，压力、位移均为0。图4应力10%时张拉应力两端分别为3. 78MPa、 3. 83MPa ;位移量为12. 1mm、16. 8mm。图5应力20 %时张拉应力两端分别为7. 58MPa、 7. 5MPa ;位移量为22. 0mm、26. 3mm。图6应力100 %张拉应力两端分别为37. 39MPa、 37. 56MPa ;位移量为 97. 8mm、97. 4mm。
[0030] 图7为张拉伸长量自动生成图。
[0031] 结果分析：上表为电脑终端显示最终伸长量为174. 4mm，误差为-0. 9%，远远小于 规范要求的±6%。
[0032] 和传统张拉相比，预应力智能张拉系统利用计算机控制技术，实现了预应力张拉 全过程自动化，具有张拉力到位，同步精确，自动控制张拉应力、延伸量、加载速率、停顿点、 持荷时间等要素的特点，同时还实现了适时监控、规范管理、确保数据真实可靠等管理功 能，能有效杜绝人为因素干扰，确保预应力张拉施工质量。
[0033] 以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的 限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 智能数控张拉系统，包括箱梁（I)，其特征在于：还包括上位机（6 )、下位机（5 )、油栗 (3)、变频电机（4)、钢绞线（11)、位于箱梁（1)两端的千斤顶（2)以及设置在千斤顶（2)上 的信号采集装置；所述千斤顶（2 )外端面匹配安装有工具锚（9 )，所述钢绞线（11)穿设在箱 梁（1)与千斤顶（2 )内，钢绞线（11)的两端分别与工具锚（9 )固定连接； 所述变频电机（4)的输出轴与油栗（3)的驱动轴连接，所述油栗（3)有一对，一对油栗 (3)的输出端分别与箱梁（1)两端的千斤顶（2)连接；所述信号采集装置和变频电机（4)分 别通过信号线与下位机（5)连接，所述下位机（5)与上位机（6)之间无线传输连接。2. 如权利要求1所述的智能数控张拉系统，其特征在于：所述千斤顶（2)与箱梁（1)之 间设置有与钢绞线（11)配合的限位板（10)。3. 如权利要求1所述的智能数控张拉系统，其特征在于：所述信号采集装置包括用于 采集千斤顶（2 )张拉力的压力传感器（7 )、用于采集千斤顶（2 )张拉位移的位移传感器（8 )。
【专利摘要】本实用新型属于预应力张拉技术领域，具体提供了一种智能数控张拉系统，包括箱梁，还包括上位机、下位机、油泵、变频电机、钢绞线、位于箱梁两端的千斤顶以及设置在千斤顶上的信号采集装置；本实用新型提供的这种智能数控张拉系统，实现了张拉全过程智能控制，真正做到了张拉施工质量管理的“实时跟踪、智能控制、及时纠错”。消除了人工张拉中测量精度较低，容易引发人员伤害安全事故等问题，减少了人为因素的影响。在切实保障预应力张拉施工质量的同时，大大提高了施工管理水平和效率，保证了桥梁结构的安全性和耐久性。
【IPC分类】E01D21/00
【公开号】CN204780604
【申请号】CN201520290026
【发明人】陈剑, 魏义山, 李宝枝, 倪豪
【申请人】中交三航局第三工程有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年5月7日