2.箱梁工序检验和试验方法

中铁十二局集团第四工程有限公司原平制梁场箱箱梁梁工工序序检检验验和和试试验验方方法法中铁十二局集团第四工程有限公司原平制梁场二一四年十月中铁十二局集团第四工程有限公司原平制梁场箱箱梁梁工工序序检检验验和和试试验验方方法法起草人核稿人批准人归口单位文件编号有效标志受控标志中铁十二局集团第四工程有限公司原平制梁场二一四年十月1范围本标准规定了中铁十二局第四工程有限公司原平制梁场预应力混凝土箱型简支梁的施工工序技术标准及检验方法。本标准适用于箱梁工序检查。2引用标准铁科技2004120号客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件3检验方法铁科技2004120号客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件工序技术标准及检验方法工序检查项目及频次技术标准检查方法及要求钢筋材质以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢筋，每60T为一批不足60T也按一批计,每批抽检一次使用的钢筋质量符合现行国家标准钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋（GB149922007）、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB130131991）、低碳钢热轧圆盘条（GB/T7011997）的有关规定并满足设计要求，HRB335钢筋符合碳当量不大于05的规定试验室取样做抗拉强度、屈服强度、伸长率及冷弯试验外观要求平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈钢筋外观按批抽查1外观要求平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈2（2）钢筋直径应符合设计图纸规定，钢筋直径允许偏差符合GB149922007、GB1301391和GBT7011997规定标准（1）外观质量目测（2）钢筋直径用游标卡尺测量钢筋调直随时检查1钢筋表面不应有削弱钢筋截面积的伤痕2钢筋调直后，在1M范围内弯曲矢高4MM1目测2在调直钢筋的1M范围内，用钢板尺测量钢筋焊接接头按批抽查闪光对焊接头按TB102102001第四章钢筋工程中有关规定和JGJ182003钢筋焊接及验收规程规定一、外观1接头周缘应有适当的墩粗部分并呈现均匀的毛刺外形2钢筋的表面没有明显的烧伤或裂纹3接头弯折角度不大于4度4接头轴线的偏移不得大于01DD为钢筋直径并不得大于2MM二、对焊接头的抗拉强度不低于该级别钢筋的规定值，并且三个试件中至少有两个试件断于焊缝以外，且呈塑性断裂三、冷弯90后，弯曲背面不出现裂缝1外观质量抽检采用目测兼用角度尺和钢直尺检查2在同条件下并经外观检查合格的接头以200个接头为一批不足200个也按一批随机抽取六个试件，三个作拉力试验，三个作冷弯试验。3每个焊工均应在每班工作开始前，先按实际条件试焊二个对焊接头试件，经冷弯试验合格后方可正式焊接钢筋加工钢筋加工每周抽查一次钢筋加工的技术要求序号名称允许偏差（MM）1受力钢筋全长102弯起钢筋的弯折位置203箍筋内净尺寸34钢筋标准弯钩端头顺直段长度3D5成形后钢筋不在同一平面偏差圆钢8MM螺纹钢15MM1重点抽查易发生偏差和桥梁的主钢筋2用50M、5M的钢卷尺和300MM、1M钢直尺直接测量3钢筋大样模具比对检验工序检查项目及频次技术标准检查方法及要求梁型检查逐片检查生产梁型、梁号、直曲线、接触网支柱位置及特殊要求及钢筋规格符合设计要求1核对制梁顺序表及站后接口设计图、使用图纸和台位号2查对有无变更通知钢筋绑扎钢筋绑扎及橡胶棒检查逐片检查预应力孔道及钢筋安装技术要求序号检查项目标准1预应力孔道必须顺直、孔道中心位置与设计位置的偏差距跨中4M范围以内4MM；其余位置6MM2桥面主筋间距及位置偏差15MM3底板钢筋间距及位置偏差8MM4箍筋间距及位置偏差15MM5腹板箍筋的垂直度（偏离垂直位置）15MM6混凝土保护层厚度与设计值偏差5MM，0MM7其余钢筋偏移量20MM1目测检查梁体钢筋骨架顺直和钢筋位置2对各种编号、规格钢筋，对照图纸数数量3用50M、5M钢卷尺和钢直尺3001000MM检查钢筋任何方向偏差及钢筋搭接长度4检查橡胶棒的位置5检查垫块数量满足4个/M2模板安装模板安装桥配检查逐片检查1梁型规格型号包括直曲线符合设计要求，锚垫板、支座板、防落梁板等预埋件位置安装正确，与钢筋绑扎一致2支座预埋钢板安装技术要求序号项目允许偏差MM1每块边缘高差12支座中心偏离设计位置33螺栓孔垂直度垂直于梁底板4螺栓中心偏差25外露底面平整、无损，无飞边，防锈处理6每片梁四块支座板相对高差2核对制梁顺序表梁型各种预埋件安装数量及位置工序检查项目及频次技术标准检查方法及要求模板安装逐片检查模板安装技术要求序号项目要求1模板总长10MM2底模板宽5MM03底模板中心线与设计位置偏差2MM4桥面板中心线与设计位置偏差10MM5腹板中心线与设计位置偏差10MM6模板倾斜度偏差37底模不平整度2MM/M8桥面板宽10MM9腹板厚度10MM010底板厚度10MM011顶板厚度10MM012端模板预留预应力孔道偏离设计位置3MM1用50M、5M钢卷尺检查各部尺寸。2用水平仪检查支座及预留反拱设置3目测法检查各种配件、接缝、螺栓4目测和用塞尺检查支座板与底模，锚垫板与端模的密贴情况原材料检查逐片检查1浇注的桥梁规格和设计的混凝土强度必须符合设计要求，灌注台座正确2配制混凝土的各种原材料经检验符合设计要求1核对梁号和台位号2检查各种原材料的检验报告混凝土拌合混凝土拌开盘检查逐片检查1取得施工配合比通知单，确认本次浇注混凝土的骨料、水泥、掺和料、外加剂等满足混凝土浇注量2核对并检查骨料、水泥、掺和料、外加剂品种和质量。3混凝土搅拌站和输送设备处于正常状态，料称已检查校正。4机具应进行试运转，并确认状态良好5附着式高频振动器，插入式捣固棒已准备，测试完毕6水电供应系统保证，意外停水、停电的备用措施已落实7模板、钢筋、橡胶棒和各种预埋构件等工序的检查签证已完成8浇注人员、应急人员、机械、工具等准备就绪1检查配料通知单2设备试运转3检查生产安排及执行情况4现场查看工序检查项目及频次技术标准检查方法及要求合混凝土拌合逐片检查1混凝土配料必须严格按试验室配料通知单进行，并应有试验人员在现场进行施工控制2混凝土配料的计量设备每7天校正一次。如发现用水量及混凝土坍落度异常，混凝土砂率、离析现象突变，或有其它怀疑情况等，要求及时停拌，校正配料的计量设备，待故障排除后才允许重新使用拌合站3开盘前试验人员必须测定砂、石含水率，将混凝土理论配合比换算成施工配合比，计算每盘混凝土实际需要的各种材料用量，称量最大允许偏差（按重量计算）胶凝材料（水泥、粉煤灰、矿粉）1；外加剂1；粗细骨料2；拌合用水14搅拌投料分三阶段骨料水泥及矿物掺合料外加剂和水，前两阶段相隔时间5S10S，第三阶段为20S左右，连续搅拌的最短时间不小于2MIN，最长时间不超过3MIN。5混凝土头三盘在出机地点测试坍落度、含气量、扩展度，入模温度；坍落度、含气量、扩展度检验频次不大于50M3测一次，入模温度不大于100M3测一次1测砂、石含水率，计算施工配料通知单，检查料秤，测砼陷度。2用秒表测净拌合时间，制作试件3测量混凝土坍落度、含气量、扩展度、入模温度4检查拌合记录、灌注记录混凝土输送逐片检查1混凝土输送采用2台HBT80C型混凝土输送泵输送2泵送混凝土前，先泵送1M3水泥砂浆，以润滑管道3混凝土输送管道在高温季节采用湿润的麻袋片覆盖，避免温度过高影响混凝土施工质量4混凝土泵送完毕后立即彻底清洗管道，直到管道排出清水为止由工序质检员和试验室施控组一起负责控制检查检查输送设备配备混凝土浇注混凝土浇注逐片检查1混凝土灌注采用混凝土输送泵配合水平布料机连续灌注，一次成型，单片32M梁灌注时间不超过小时2混凝土灌注施工方案采用台回转半径17M的水平布料机。底腹板混凝土时出料口不得正对橡胶棒管，也不应对着外模翼板。在混凝土灌注至翼板前及时清除掉粘附在翼板上的水泥浆，以避免翼板底部形成干灰、夹渣及麻面3梁体混凝土灌注顺序为从两端向中间、水平分层、纵向分段、两侧腹板对称、连续灌注。同一断面混凝土灌筑顺序为先底腹板倒角处后底板，再腹板上部，最后顶板。每层混凝土的浇筑高度不超过30CM，间隙时间不得超过90分钟，不得随意留置施工缝4混凝土的振捣以高频插入式振捣棒振捣为主，附着式振捣器振捣为辅，灌筑底腹板混凝土时滴落在内模及翼板顶板上的混凝土必须及时清除掉，以免底部形成干灰或夹渣5在梁体混凝土灌注过程中，指定专人值班检查模板、钢筋，如发现螺栓、支撑等松动及时拧紧，漏浆处及时堵严，钢筋和预埋件如有移位，及时调整保证位置正确6混凝土灌注入模时下料要均匀，注意与振捣相配合，混凝土的振捣与下料交错进行混凝土振动时间，以表面没有气泡逸出和混凝土面不再下沉为宜操作插入式振动器时快插慢拔，振动棒移动距离应不超过振动棒作用半径的15倍（约40CM），每点振动时间约20S30S，振动时振动棒上下略为抽动，振动棒插入深度以进入前次灌注的混凝土面层下50100MM为宜；底腹板倒角处振捣时要视混凝土情况开动附着振动器进行振捣，振捣时间每次不得超过30S7确保桥面混凝土密实、平整，因此除按规定进行振动外，还必须执行两次收浆抹平，以防裂纹和不平整由工序质检员和试验室施控组一起负责控制检查检查浇注工艺，混凝土振捣质量，检查桥面收面情况分底、腹、顶三部分每部分不同时间段留置强度试件8组，弹模试件2组工序检查项目及频次技术标准检查方法及要求混凝土养护混凝土养护逐片检查1由于前期梁场蒸养系统不完善，箱梁养护采用棚布覆盖蓄热发养护；蒸养系统完善以后，箱梁养护主要采用蒸汽养护2在养护过程中，梁体养护环境温度不宜高于45，芯部温度不宜高于60，若养护过程中出现以上情况，可以采取将棚布揭开散热等方式来降低梁体周围环境温度；养护过程中梁体周围各部位养护温度差不得大于15；拆除模板时混凝土芯部与表层温差不得大于15，梁体表面与自然环境温差不得大于15，箱内与箱外温差不得大于153在蓄热养护过程中，每1小时查温一次并做好记录，每榀梁布置压力式温度表12块，其中箱梁梁端箱内对称布置2块，梁端孔道对称布置8块，外模桁架放置1块，桥面放置1块4当桥面混凝土灌注完毕后，待混凝土初凝后桥面用土工布覆盖，洒水养护5梁体进行预张拉、拆模之后及时对梁体进行养护,梁体采用洒水自然养护，洒水次数以保持混凝土表面充分潮湿为度。在一般气温条件下，开始养护的最初3天，每隔23H浇水一次，以后可视气温高低而调整浇水次数，当环境相对湿度小于60时，洒水自然养护不少于28天，当环境相对湿度大于60时，洒水自然养护不少于14天6当环境温度低于10时，梁体采取保温保湿措施；当环境温度低于5时，禁止对梁体混凝土浇水由工序质检员和试验室施控组一起负责控制检查1自查实际情况2查养护记录拆模拆模逐片检查1混凝土强度必须达到设计要求或技术文件要求，拆除模板时砼强度不得低于30MPA。2必须接到拆模通知单后核对梁号及台座号后才能进行拆模作业，未取得通知单不得拆模。气温急剧变化时不允许拆模。3拆模方法正确，对梁体和模板质量无不利影响，禁止野蛮作业4拆模造成的梁体缺陷应立即进行修补。1试验室检查随梁养护试件，并将拆模通知单送工程技术部2工程技术部接拆模通告单后检查温差，并下拆模通知单给施工班组3班组接脱模通知单后立即执行拔管穿束拔管穿束逐片检查1拔管不得过早，亦不得过晚，应在砼初凝之后、终凝之前进行2每次拔管不得多于1根，先拔芯棒后拔胶管，先拔下层后拔上层，先拔灌梁起始端，后拔灌梁结束端，且拔管方法正确3拔管结束之当时，立即用特制的清孔器进行清孔检查，对孔道不畅通者应立即进行处理4穿束方法正确，管道号和钢绞线单束根数符合设计规定1用手指触压桥面砼，若不留凹坑即可开始拔管2拔管时应先试拔，即拔出后孔道壁光滑、孔道内无落砂或残碴、管道上不附着水泥浆即可进行。否则应延长拔管道时间3核查穿束是否符合设计要求张拉张拉任务逐片检查1梁体混凝土预张拉、初张拉强度必须达到设计要求的规定值2梁体混凝土终张拉强度、弹模及混凝土龄期满足设计要求3梁体有影响承载能力的缺陷，须事先进行修整并达到规定强度4规格、梁号、直曲线、台位正确1试验室检查随梁养护试件砼强度并将试验报告单分送工程技术部及质量检查科2工程技术部签发张拉通知单3班组根据下达的张拉任务单校对是否与实际相符工序检查项目及频次技术标准检查方法及要求张拉设备逐片检查1张拉千斤顶校正系数不应大于1052张拉千斤顶校正期限不超过1个月和张拉次数不超过200次3使用的油表精度04级4油压表校正期限不超过一周5油泵应经常保持良好的工作状态，保持油管不漏油，油泵不允许带病工作1检查千斤顶、油压表使用期限和完好情况2检查油泵的工作状态张拉施加应力逐片检查1施工准备清理锚垫板喇叭口内的水泥浆检查孔径安装工作锚及夹片安装限位板安放过渡环千斤顶就位（保证千斤顶中心、锚具中心和孔道中心三心合一）安放工具锚并打紧工具夹片2箱梁预施应力分三个阶段进行第一阶段为预张拉，预制梁带模张拉时梁体混凝土强度达到设计强度的60,预张拉必须在拆除端模,松开内模以后进行3第二阶段为初张拉，初张拉在预张拉后，在梁体混凝土强度达到设计拆模强度80后，移出内模和松开侧模进行初张拉，初张拉是通过施加预应力使梁体可承受自重荷载来使梁体具备吊装条件，达到加速制梁台座的周转的作用4第三阶段为终张拉，张拉全部钢绞线束到设计张拉力的100（包括早期张拉的钢绞线束补拉到100的设计张拉力）5箱梁张拉前检查梁体混凝土是否已达到设计强度和弹性模量要求、混凝土龄期是否达到设计要求，否则不允许预加应力；张拉千斤顶和油压表均必须在校验有效期内6生产初期，需对2孔梁进行管道摩阻、锚口、喇叭口摩阻等预应力瞬时损失测试，以保证有效预施应力值。各梁型各孔道张拉控制应力均按中铁咨询桥梁工程设计研究院调整后数值实施。以后的施工中箱梁预应力管道摩阻检测不超过100孔梁检查一次，必要时要根据检测情况调整张拉力7箱梁张拉采用两端同步张拉,并左右对称进行,最大不平衡束不得超过1束；张拉过程实行双控以油压表读数（控制应力）为准，预应力筋伸长值校核，张拉过程中保持两端的伸长量基本一致，按预应力筋实际弹性模量计算的伸长值与实测伸长值相差不得大于6，否则，必须查明原因并处理后，方能进行张拉8弹性上拱值观测在终张拉前后进行箱梁弹性上拱值观测。弹性上拱测点为两支座板中心（测点1、测点2）和跨中（测点0），在终张拉前后观测上拱度LL01/2L1L2，弹性上拱LL终张拉后L终张拉前105倍设计计算值1051189MM1248MM9张拉过程中出现以下情况之一者，需要换钢绞线重新张拉A、后期张拉时发现早期张拉的锚具当中夹片断裂者B、锚具内夹片错牙在2MM以上者C、锚具内夹片断裂两片以上者（含有错牙的两片断裂）D、锚具裂纹损坏者E、切割钢绞线或者压浆时发生滑丝者F、每孔梁出现断丝、滑丝根数大于钢丝总根数的05，并且位于梁体的同一侧内，且一束内断丝不得超过一丝1张拉完成后，预、初张拉之后及时将梁体外露钢绞线和锚具进行包裹，以防止钢绞线锈蚀，在锚具夹片口处的钢绞线上用红油漆做上标记，以作为张拉后对钢绞线锚固情况的观察依据2安全操作要求高压油泵机上的安全阀，必须调到最大工作油压时能自动打开的状态。高压油管之间的接头，必须紧密，油路畅通，在最大工作油压下，保持5分钟以上，不得漏油，否则进行修理或更换。张拉过程中，两端油泵司机统一指挥送油或回油。工作完毕后，打开回油阀，切断电源。非油泵司机，禁止操作油泵。在张拉过程中，特别是在高压下，千斤顶的正后方，不准站人。油管不准踩踏、攀扶3检查混凝土强度、弹模、龄期是否达到设计要求4目测检查张拉程序，油表读数5严格控制静停时间和滑断、丝情况6用钢直尺测回缩量，测夹片外露值7用实测钢绞线伸长值校核张拉控制应力值8本工序为后张法预应力梁的关键工序，必须严格控制，严格检查，任何异常现象都必须报告主管技术人员，不得擅自处理工序检查项目及频次技术标准检查方法及要求移梁移梁逐片检查1箱梁的场内移运采用一台990T轮胎式提梁机进行箱梁移运2箱梁移运、存放的过程中，必须保证梁体四支点相对高差不大于2MM1检查提梁机运转情况2检查橡胶垫安放情况3移梁必须在初张拉后进行压浆前准备逐片检查1预应力钢绞线束终张拉完毕24小时后复查，确认无滑丝、断丝后才能切割钢绞线。切割钢绞线采用砂轮锯切割，外露长度控制30MM45MM。钢绞线切割完毕后用聚氨酯防水涂料对锚具和预应力筋做防水防锈处理。2孔道压浆必须在预应力钢绞线终张拉完毕48小时内完成3搅拌前先清洗施工设备，不得有残渣、积水，并检查搅拌机的过滤网，过滤网空格不大于3MM3MM4压浆前应检查压浆泵、灰浆搅拌机运转是否正常，压浆管有无破损5真空泵和压浆泵分别与同一管道的排气口和压浆口连接，排气口设在管道一端的上方，压浆口要设在管道另一端的下方，管道出浆口应装有三通管核对梁号及台位号目测班组自检孔道压浆管道压浆逐片检查1检查灌浆材料品质和指标符合本设计及客专梁技术条件对其的规定，灌浆剂、水泥、外加剂、水的秤量误差均12浆体搅拌顺序首先在搅拌机内先加入实际拌合水用量的8090，开动搅拌机，均匀加入全部压浆剂，边加入边搅拌，然后均匀加入全部水泥。全部粉料加入后再搅拌2分钟，然后加入剩余的1020的拌合水，继续搅拌2分钟。搅拌均匀后现场进行出机流动度试验，每10盘进行一次检测，流动度在184范围内即可通过滤网放入压浆储料罐内，浆体在储料罐内继续搅拌保证浆体的流动性3浆体压入梁体孔道之前，首先开启压浆泵，使浆体从压浆嘴排除少许，以排除压浆管路中的空气、水和稀浆。当排除的浆体流动度和储料罐中的流动度一致时方可开始压入梁体孔道4压浆时在压浆孔出口及入口处安上密封阀门，将真空机连接在出浆端上，压浆机连接在压浆端上，以串联的方式将负压容器、三向阀门和锚垫板压浆孔连接起来，其中锚垫板压浆孔和三向阀门之间用透明塑料管连接。压浆前关闭所有的排气阀门（连接真空机的除外），启动真空机抽真空，使压力达到006MPA008MPA。真空度稳定后立即开启管道压浆阀门，同时开启压浆泵进行连续压浆，压浆最大压力不超过06MPA，直至压浆端的透明塑料管中出现水泥浆，打开压浆三向阀门，当确认出浆浓度与进浆浓度一致时关闭出浆阀门，保持0506MPA压力稳压3分钟5压浆顺序先下后上，同一管道连续进行一次完成。水泥浆搅拌至压入孔道的时间间隔不超过40分钟1压浆过程中，每孔梁制作3组标准养护试件（40MM40MM160MM）进行抗压强度和抗折强度试验2对压浆进行压浆材料、配合比、压浆日期、搅拌时间、出机流动度、浆体温度、环境温度、保压压力及时间、真空度记录3压浆完毕后，孔道内浆体必须饱满密实，若出现不饱满不密实的情况要及时进行处理4工序质量检查员和试验室现场检查控制封端封锚前的准备工作逐片检查1封锚前，应对锚具穴槽表面进行凿毛2钢筋编扎质量符合设计要求3安装封锚钢筋1检查横2核对设计图与实物3检查钢筋安装质量工序检查项目及频次技术标准检查方法及要求封端逐片检查1压浆结束并经检查合格后，方可进行封端2施工步骤梁端锚穴处混凝土凿毛铲除锚垫板表面和锚具外部的水泥浆安装钢筋网安装封端模板灌注封端混凝土拆除模板并养护细砂浆抹面表面洒水并覆盖塑料薄膜养护用聚氨酯防水涂料封边3封端混凝土采用C50无收缩混凝土，选定配合比为水泥粉煤灰细骨料粗骨料减水剂引气剂膨胀剂水3879169610884780038244781434（KG），其水胶比为030。4封端混凝土养护时，洒水并在其上覆盖塑料薄膜，保持混凝土表面湿润。在封端混凝土养护结束后，采用防水涂料对封端新旧混凝土之间的交接缝进行防水处理，防水处理在满足功能需要的情况下做到美观5灌注封端混凝土强度满足设计要求1目测检查2查封锚混凝土施工配料单3试验室对封端砼试件进行强度检验梁体及封端混凝土外观平整密实,整洁，不露筋，无空洞，无石子堆垒，桥面流水畅通对空洞、蜂窝、漏浆、硬伤掉角等缺陷，需修整并养护到规定强度。蜂窝深度不大于5MM，长度不大于10MM，不多于5个/M2。梁体表面裂纹桥面保护层、封端不允许有宽度大于02MM的表面裂纹，其它部位梁体表面不允许有裂纹刻度放大镜量测桥梁全长20MM检查桥面及底板两侧桥梁跨度20MM检查底板两侧桥面及挡碴墙内侧宽度10MM检查1/4L、跨中、3/4L和梁两端腹板厚度10MM、5MM检查1/4L、跨中、3/4L底板宽度5MM检查1/4L、跨中、3/4L和梁两端出场检查桥面外侧偏离设计位置10MM从支座螺栓中心线放线，引向桥面梁高10MM、5MM检查两端梁上拱L/3000终张拉后30天时顶、底板厚10MM、0检查最大误差处出场检查表面倾斜偏差3MM/M检查两端，抽查腹板工序检查项目及频次技术标准检查方法及要求梁面平整度偏差3MM/M检查1/4L、跨中、3/4L和梁两端保护层厚度在95保证率下不小于35MM（抽样总数不小于600点，并按不同部位分别统计）梁跨中、梁两端的顶板顶底面、底板顶底面、两腹板内外侧面、梁两端面、和顶面各20点桥面和底板顶面不平整度10MM/M检查1/4L、跨中、3/4L和梁两端支座板每块边缘高差1MM水平尺靠量支座中心线偏离设计位置3MM支座板分中板配合尺量支座板螺栓孔垂直梁底板直角尺量测支座板螺栓中心偏差2MM每块板上四个螺栓中心距支座板外露底面平整无损、无飞边，防锈处理、无空鼓目测、小锤敲击电缆槽竖墙齐全设置、位置正确检查预留钢筋位置接触网支柱钢筋齐全设置、位置正确检查预留钢筋位置泄水管、管盖齐全完整、安装牢固、位置正确检查泄水管及管盖位置配置桥牌标志正确，安装牢固检查桥牌安装施工原始记录、制造技术证明书完整正确，签章齐全检查资料电厂分散控制系统故障分析与处理作者单位摘要归纳、分析了电厂DCS系统出现的故障原因，对故障处理的过程及注意事项进行了说明。为提高分散控制系统可靠性，从管理角度提出了一些预防措施建议，供参考。关键词DCS故障统计分析预防措施随着机组增多、容量增加和老机组自动化化改造的完成，分散控制系统以其系统和网络结构的先进性、控制软件功能的灵活性、人机接口系统的直观性、工程设计和维护的方便性以及通讯系统的开放性等特点，在电力生产过程中得到了广泛应用，其功能在DAS、MCS、BMS、SCS、DEH系统成功应用的基础上，正逐步向MEH、BPC、ETS和ECS方向扩展。但与此同时，分散控制系统对机组安全经济运行的影响也在逐渐增加；因此如何提高分散控制系统的可靠性和故障后迅速判断原因的能力，对机组的安全经济运行至关重要。本文通过对浙江电网机组分散控制系统运行中发生的几个比较典型故障案例的分析处理，归纳出提高分散系统的可靠性的几点建议，供同行参考。1考核故障统计浙江省电力行业所属机组，目前在线运行的分散控制系统，有TELEPERMME、MOD300，INFI90，NETWORK6000，MACS和MACS，XDPS400，A/I。DEH有TOSAMAPGS/C800，DEHIIIA等系统。笔者根据各电厂安全简报记载，将近几年因分散控制系统异常而引起的机组故障次数及定性统计于表1表1热工考核故障定性统计2热工考核故障原因分析与处理根据表1统计，结合笔者参加现场事故原因分析查找过程了解到的情况，下面将分散控制系统异常（浙江省电力行业范围内）而引起上述机组设备二类及以上故障中的典型案例分类浅析如下21测量模件故障典型案例分析测量模件“异常”引起的机组跳炉、跳机故障占故障比例较高，但相对来讲故障原因的分析查找和处理比较容易，根据故障现象、故障首出信号和SOE记录，通过分析判断和试验，通常能较快的查出“异常”模件。这种“异常”模件有硬性故障和软性故障二种，硬性故障只能通过更换有问题模件，才能恢复该系统正常运行；而软性故障通过对模件复位或初始化，系统一般能恢复正常。比较典型的案例有三种（1）未冗余配置的输入/输出信号模件异常引起机组故障。如有台130MW机组正常运行中突然跳机，故障首出信号为“轴向位移大”，经现场检查，跳机前后有关参数均无异常，轴向位移实际运行中未达到报警值保护动作值，本特利装置也未发讯，但LPC模件却有报警且发出了跳机指令。因此分析判断跳机原因为DEH主保护中的LPC模件故障引起，更换LPC模件后没有再发生类似故障。另一台600MW机组，运行中汽机备用盘上“汽机轴承振动高”、“汽机跳闸”报警，同时汽机高、中压主汽门和调门关闭，发电机逆功率保护动作跳闸；随即高低压旁路快开，磨煤机B跳闸，锅炉因“汽包水位低低”MFT。经查原因系1高压调门因阀位变送器和控制模件异常，使调门出现大幅度晃动直至故障全关，过程中引起1轴承振动高高保护动作跳机。更换1高压调门阀位控制卡和阀位变送器后，机组启动并网，恢复正常运行。（2）冗余输入信号未分模件配置，当模件故障时引起机组跳闸如有一台600MW机组运行中汽机跳闸，随即高低压旁路快开，磨煤机B和D相继跳闸，锅炉因“炉膛压力低低”MFT。当时因系统负荷紧张，根据SOE及DEH内部故障记录，初步判断的跳闸原因而强制汽机应力保护后恢复机组运行。二日后机组再次跳闸，全面查找分析后，确认2次机组跳闸原因均系DEH系统三路“安全油压力低”信号共用一模件，当该模件异常时导致汽轮机跳闸，更换故障模件后机组并网恢复运行。另一台200MW机组运行中，汽包水位高值，值相继报警后MFT保护动作停炉。查看CRT上汽包水位，2点显示300MM，另1点与电接点水位计显示都正常。进一步检查显示300MM的2点汽包水位信号共用的模件故障，更换模件后系统恢复正常。针对此类故障，事后热工所采取的主要反事故措施，是在检修中有针对性地对冗余的输入信号的布置进行检查，尽可能地进行分模件处理。（3）一块I/O模件损坏，引起其它I/O模件及对应的主模件故障如有台机组“CCS控制模件故障“及“一次风压高低”报警的同时，CRT上所有磨煤机出口温度、电流、给煤机煤量反馈显示和总煤量百分比、氧量反馈，燃料主控BTU输出消失，F磨跳闸（首出信号为“一次风量低”）。4分钟后CRT上磨煤机其它相关参数也失去且状态变白色，运行人员手动MFT（当时负荷410MW）。经检查电子室制粉系统过程控制站（PCU01柜MOD4）的电源电压及处理模件底板正常，二块MFP模件死机且相关的一块CSI模件（模位153，有关F磨CCS参数）故障报警，拔出检查发现其5VDC逻辑电源输入回路、第4输出通道、连接MFP的I/O扩展总线电路有元件烧坏（由于输出通道至BCS（24VDC），因此不存在外电串入损坏元件的可能）。经复位二块死机的MFP模件，更换故障的CSI模件后系统恢复正常。根据软报警记录和检查分析，故障原因是CSI模件先故障，在该模件故障过程中引起电压波动或I/O扩展总线故障，导致其它I/O模件无法与主模件MFP03通讯而故障，信号保持原值，最终导致主模件MFP03故障（所带AF磨煤机CCS参数），CRT上相关的监视参数全部失去且呈白色。22主控制器故障案例分析由于重要系统的主控制器冗余配置，大大减少了主控制器“异常”引发机组跳闸的次数。主控制器“异常”多数为软故障，通过复位或初始化能恢复其正常工作，但也有少数引起机组跳闸，多发生在双机切换不成功时，如（1）有台机组运行人员发现电接点水位计显示下降，调整给泵转速无效，而CRT上汽包水位保持不变。当电接点水位计分别下降至甲300MM，乙250MM，并继续下降且汽包水位低信号未发，MFT未动作情况下，值长令手动停炉停机，此时CRT上调节给水调整门无效，就地关闭调整门；停运给泵无效，汽包水位急剧上升，开启事故放水门，甲、丙给泵开关室就地分闸，油泵不能投运。故障原因是给水操作站运行DPU死机，备用DPU不能自启动引起。事后热工对给泵、引风、送风进行了分站控制，并增设故障软手操。（2）有台机组运行中空预器甲、乙挡板突然关闭，炉膛压力高MFT动作停炉；经查原因是风烟系统I/O站DPU发生异常，工作机向备份机自动切换不成功引起。事后电厂人员将空预器烟气挡板甲1、乙1和甲2、乙2两组控制指令分离，分别接至不同的控制站进行控制，防止类似故障再次发生。23DAS系统异常案例分析DAS系统是构成自动和保护系统的基础，但由于受到自身及接地系统的可靠性、现场磁场干扰和安装调试质量的影响，DAS信号值瞬间较大幅度变化而导致保护系统误动，甚至机组误跳闸故障在我省也有多次发生，比较典型的这类故障有（1）模拟量信号漂移为了消除DCS系统抗无线电干扰能力差的缺陷，有的DCS厂家对所有的模拟量输入通道加装了隔离器，但由此带来部分热电偶和热电阻通道易电荷积累，引起信号无规律的漂移，当漂移越限时则导致保护系统误动作。我省曾有三台机组发生此类情况（二次引起送风机一侧马达线圈温度信号向上漂移跳闸送风机，联跳引风机对应侧），但往往只要松一下端子板接线（或拆下接线与地碰一下）再重新接上，信号就恢复了正常。开始热工人员认为是端子柜接地不好或者I/O屏蔽接线不好引起，但处理后问题依旧。厂家多次派专家到现场处理也未能解决问题。后在机组检修期间对系统的接地进行了彻底改造，拆除原来连接到电缆桥架的AC、DC接地电缆；柜内的所有备用电缆全部通过导线接地；UPS至DCS电源间增加1台20KVA的隔离变压器，专门用于系统供电，且隔离变压器的输出端N线与接地线相连，接地线直接连接机柜作为系统的接地。同时紧固每个端子的接线；更换部份模件并将模件的软件版本升级等。使漂移现象基本消除。（2）DCS故障诊断功能设置不全或未设置。信号线接触不良、断线、受干扰，使信号值瞬间变化超过设定值或超量程的情况，现场难以避免，通过DCS模拟量信号变化速率保护功能的正确设置，可以避免或减少这类故障引起的保护系统误动。但实际应用中往往由于此功能未设置或设置不全，使此类故障屡次发生。如一次风机B跳闸引起机组RB动作，首出信号为轴承温度高。经查原因是由于测温热电阻引线是细的多股线，而信号电缆是较粗的单股线，两线采用绞接方式，在震动或外力影响下连接处松动引起轴承温度中有点信号从正常值突变至无穷大引起（事后对连接处进行锡焊处理）。类似的故障有民工打扫现场时造成送风机轴承温度热电阻接线松动引起送风机跳闸；轴承温度热电阻本身损坏引起一次风机跳闸；因现场干扰造成推力瓦温瞬间从99突升至117，1秒钟左右回到99，由于相邻第八点已达85，满足推力瓦温度任一点105同时相邻点达85跳机条件而导致机组跳闸等等。预防此类故障的办法，除机组检修时紧固电缆和电缆接线，并采用手松拉接线方式确认无接线松动外，是完善DCS的故障诊断功能，对参与保护连锁的模拟量信号，增加信号变化速率保护功能尤显重要（一当信号变化速率超过设定值，自动将该信号退出相应保护并报警。当信号低于设定值时，自动或手动恢复该信号的保护连锁功能）。（3）DCS故障诊断功能设置错误我省有台机组因为电气直流接地，保安1A段工作进线开关因跳闸，引起挂在该段上的汽泵A的工作油泵A连跳，油泵B连锁启动过程中由于油压下降而跳汽泵A，汽泵B升速的同时电泵连锁启动成功。但由于运行操作速度过度，电泵出口流量超过量程，超量程保护连锁开再循环门，使得电泵实际出水小，B泵转速上升到5760转时突然下降1000转左右（事后查明是抽汽逆止阀问题），最终导致汽包水位低低保护动作停炉。此次故障是信号超量程保护设置不合理引起。一般来说，DAS的模拟量信号超量程、变化速率大等保护动作后，应自动撤出相应保护，待信号正常后再自动或手动恢复保护投运。24软件故障案例分析分散控制系统软件原因引起的故障，多数发生在投运不久的新软件上，运行的老系统发生的概率相对较少，但一当发生，此类故障原因的查找比较困难，需要对控制系统软件有较全面的了解和掌握，才能通过分析、试验，判断可能的故障原因，因此通常都需要厂家人员到现场一起进行。这类故障的典型案例有三种（1）软件不成熟引起系统故障此类故障多发生在新系统软件上，如有台机组80额定负荷时，除DEH画面外所有DCS的CRT画面均死机（包括两台服务器），参数显示为零，无法操作，但投入的自动系统运行正常。当时采取的措施是运行人员就地监视水位，保持负荷稳定运行，热工人员赶到现场进行系统重启等紧急处理，经过30分钟的处理系统恢复正常运行。故障原因经与厂家人员一起分析后，确认为DCS上层网络崩溃导致死机，其过程是服务器向操作员站发送数据时网络阻塞，引起服务器与各操作员站的连接中断，造成操作员站读不到数据而不停地超时等待，导致操作员站图形切换的速度十分缓慢（网络任务未死）。针对管理网络数据阻塞情况，厂家修改程序考机测试后进行了更换。另一台机组曾同时出现4台主控单元“白灯”现象，现场检查其中2台是因为A机备份网停止发送，1台是A机备份网不能接收，1台是A机备份网收、发数据变慢（比正常的站慢几倍）。这类故障的原因是主控工作机的网络发送出现中断丢失，导致工作机发往备份机的数据全部丢失，而双机的诊断是由工作机向备份机发诊断申请，由备份机响应诊断请求，工作机获得备份机的工作状态，上报给服务器。由于工作机的发送数据丢失，所以工作机发不出申请，也就收不到备份机的响应数据，认为备份机故障。临时的解决方法是当长时间没有正确发送数据后，重新初始化硬件和软件，使硬件和软件从一个初始的状态开始运行，最终通过更新现场控制站网络诊断程序予以解决。（2）通信阻塞引发故障使用TELEPERMME系统的有台机组，负荷300MW时,运行人员发现煤量突减，汽机调门速关且CRT上所有火检、油枪、燃油系统均无信号显示。热工人员检查发现机组EHF系统一柜内的I/OBUS接口模件ZT报警灯红闪，操作员站与EHF系统失去偶合，当试着从工作站耦合机进入OS250PC软件包调用EHF系统时，提示不能访问该系统。通过查阅DCS手册以及与SIEMENS专家间的电话分析讨论，判断故障原因最大的可能是在三层CPU切换时，系统处理信息过多造成中央CPU与近程总线之间的通信阻塞引起。根据商量的处理方案于当晚11点多在线处理，分别按三层中央柜的同步模件的SYNC键，对三层CPU进行软件复位先按CPU1的SYNC键，相应的红灯亮后再按CPU2的SYNC键。第二层的同步红灯亮后再按CPU3的同步模件的SYNC键，按3秒后所有的SYNC的同步红灯都熄灭，系统恢复正常。（3）软件安装或操作不当引起有两台30万机组均使用CONDUCTORNT50作为其操作员站，每套机组配置3个SERVER和3个CLIENT，三个CLIENT分别配置为大屏、值长站和操作员站,机组投运后大屏和操作员站多次死机。经对全部操作员站的SERVER和CLIENT进行全面诊断和多次分析后，发现死机的原因是1一台SERVER因趋势数据文件错误引起它和挂在它上的CLIENT在当调用趋势画面时画面响应特别缓慢（俗称死机）。在删除该趋势数据文件后恢复正常。2一台SERVER因文件类型打印设备出错引起该SERVER的内存全部耗尽，引起它和挂在它上的CLIENT的任何操作均特别缓慢，这可通过任务管理器看到DEVEXE进程消耗掉大量内存。该问题通过删除文件类型打印设备和重新组态后恢复正常。3两台大屏和工程师室的CLIENT因声音程序没有正确安装，当有报警时会引起进程CHANGEEXE调用后不能自动退出，大量的CHANGEEXE堆积消耗直至耗尽内存，当内存耗尽后，其操作极其缓慢（俗称死机）。重新安装声音程序后恢复正常。此外操作员站在运行中出现的死机现象还有二种一种是鼠标能正常工作，但控制指令发不出，全部或部分控制画面不会刷新或无法切换到另外的控制画面。这种现象往往是由于CRT上控制画面打开过多，操作过于频繁引起，处理方法为用鼠标打开VMS系统下拉式菜单，RESET应用程序，10分钟后系统一般就能恢复正常。另一种是全部控制画面都不会刷新，键盘和鼠标均不能正常工作。这种现象往往是由操作员站的VMS操作系统故障引起。此时关掉OIS电源，检查各部分连接情况后再重新上电。如果不能正常启动，则需要重装VMS操作系统；如果故障诊断为硬件故障，则需更换相应的硬件。（4）总线通讯故障有台机组的DEH系统在准备做安全通道试验时，发现通道选择按钮无法进入，且系统自动从“高级”切到“基本级”运行，热控人员检查发现GSE柜内的所有输入/输出卡CSEA/CSEL的故障灯亮,经复归GSE柜的REG卡后，CSEA/CSEL的故障灯灭，但系统在重启“高级”时，维护屏不能进入到正常的操作画面呈死机状态。根据报警信息分析，故障原因是系统存在总线通讯故障及节点故障引起。由于阿尔斯通DEH系统无冗余配置，当时无法处理，后在机组调停时，通过对基本级上的REG卡复位，系统恢复了正常。（5）软件组态错误引起有台机组进行1中压调门试验时，强制关闭中间变量IV1RCO信号，引起14中压调门关闭，负荷从198MW降到34MW，再热器压力从204MP升到40MPA,再热器安全门动作。故障原因是厂家的DEH组态，未按运行方式进行，流量变量本应分别赋给IV1RCOIV4RCO，实际组态是先赋给IV1RCO，再通过IV1RCO分别赋给IV2RCOIV4RCO。因此当强制IV1RCO0时，所有调门都关闭，修改组态文件后故障消除。25电源系统故障案例分析DCS的电源系统，通常采用11冗余方式（一路由机组的大UPS供电，另一路由电厂的保安电源供电），任何一路电源的故障不会影响相应过程控制单元内模件及现场I/O模件的正常工作。但在实际运行中，子系统及过程控制单元柜内电源系统出现的故障仍为数不少，其典型主要有（1）电源模件故障电源模件有电源监视模件、系统电源模件和现场电源模件3种。现场电源模件通常在端子板上配有熔丝作为保护，因此故障率较低。而前二种模件的故障情况相对较多1）系统电源模件主要提供各不同等级的直流系统电压和I/O模件电压。该模件因现场信号瞬间接地导致电源过流而引起损坏的因素较大。因此故障主要检查和处理相应现场I/O信号的接地问题，更换损坏模件。如有台机组负荷520MW正常运行时MFT，首出原因“汽机跳闸“。CRT画面显示二台循泵跳闸，备用盘上循泵出口阀86信号报警。5分钟后运行巡检人员就地告知循泵A、B实际在运行，开关室循泵电流指示大幅晃动且A大于B。进一步检查机组PLC诊断画面，发现控制循泵A、B的二路冗余通讯均显示“出错”。43分钟后巡检人员发现出口阀开度小就地紧急停运循泵A、B。事后查明A、B两路冗余通讯中断失去的原因，是为通讯卡提供电源支持的电源模件故障而使该系统失电，中断了与PLC主机的通讯，导致运行循泵A、B状态失去，凝汽器保护动作，机组MFT。更换电源模件后通讯恢复正常。事故后热工制定的主要反事故措施，是将两台循泵的电流信号由PLC改至DCS的CRT显示，消除通信失去时循泵运行状态无法判断的缺陷；增加运行泵跳闸关其出口阀硬逻辑（一台泵运行，一台泵跳闸且其出口阀开度30度，延时15秒跳运行泵硬逻辑；一台泵运行，一台泵跳闸且其出口阀开度0度，逆转速动作延时30秒跳运行泵硬逻辑）；修改凝汽器保护实现方式。2）电源监视模件故障引起电源监视模件插在冗余电源的中间，用于监视整个控制站电源系统的各种状态，当系统供电电压低于规定值时，它具有切断电源的功能，以免损坏模件。另外它还提供报警输出触点，用于接入硬报警系统。在实际使用中，电源监视模件因监视机箱温度的2个热敏电阻可靠性差和模件与机架之间接触不良等原因而故障率较高。此外其低电压切断电源的功能也会导致机组误跳闸，如有台机组满负荷运行，BTG盘出现“CCS控制模件故障”报警，运行人员发现部分CCS操作框显示白色，部分参数失去，且对应过程控制站的所有模件显示白色，6S后机组MFT，首出原因为“引风机跳闸”。约2分钟后CRT画面显示恢复正常。当时检查系统未发现任何异常（模件无任何故障痕迹，过程控制站的通讯卡切换试验正常）。机组重新启动并网运行也未发现任何问题。事后与厂家技术人员一起专题分析讨论，并利用其它机组小修机会对控制系统模拟试验验证后，认为事件原因是由于该过程控制站的系统供电电压瞬间低于规定值时，其电源监视模件设置的低电压保护功能作用切断了电源，引起控制站的系统电源和24VDC、5VDC或15VDC的瞬间失去，导致该控制站的所有模件停止工作（现象与曾发生过的24VDC接地造成机组停机事件相似），使送、引风机调节机构的控制信号为0，送风机动叶关闭（气动执行机构），引风机的电动执行机构开度保持不变（保位功能），导致炉膛压力低，机组MFT。（2）电源系统连接处接触不良此类故障比较典型的有1）电源系统底板上5VDC电压通常测量值在510520VDC之间，但运行中测量各柜内进模件的电压很多在5V以下，少数跌至476VDC左右，引起部分I/O卡不能正常工作。经查原因是电源底板至电源母线间连接电缆的多芯铜线与线鼻子之间，表面上接触比较紧，实际上因铜线表面氧化接触电阻增加，引起电缆温度升高，压降增加。在机组检修中通过对所有5VDC电缆铜线与线鼻子之间的焊锡处理，问题得到解决。2）MACSDCS运行中曾在两个月的运行中发生2M801工作状态显示故障而更换了13台主控单元，但其中的多数离线上电测试时却能正常启动到工作状态，经查原因是原主控5V电源，因线损和插头耗损而导致电压偏低；通过更换主控间的冗余电缆为预制电缆；现场主控单元更换为2M801ED01，提升主控工作电源单元电压至525V后基本恢复正常。3）有台机组负荷135MW时，给水调门和给水旁路门关小，汽包水位急速下降引发MFT。事后查明原因是给水调门、给水旁路门的端子板件电源插件因接触不良，指令回路的24V电源时断时续，导致给水调门及给水旁路门在短时内关下，汽包水位急速下降导致MFT。4）有台机组停炉前，运行将汽机控制从滑压切至定压后，发现DCS上汽机调门仍全开，主汽压力4260KPA，SIP上显示汽机压力下降为1800KPA，汽机主保护未动作，手动拍机。故障原因系汽机系统与DCS、汽机显示屏通讯卡件BOX1电源接触点虚焊、接触不好，引起通讯故障，使DCS与汽机显示屏重要数据显示不正常，运行因汽机重要参数失准手动拍机。经对BOX1电源接触点重新焊接后通讯恢复。5）循泵正常运行中曾发出2UPS失电报警，20分钟后对应的3、4循泵跳闸。由于运行人员处理及时，未造成严重后果。热工人员对就地进行检查发现2UPS输入电源插头松动，导致2UPS失电报警。进行专门试验结果表明，循泵跳闸原因是UPS输入电源失去后又恢复的过程中，引起PLC输入信号抖动误发跳闸信号。（3）UPS功能失效有台机组呼叫系统的喇叭有杂音，通信班人员关掉该系统的主机电源查原因并处理。重新开启该主机电源时，呼叫系统杂音消失，但集控室右侧CRT画面显示全部失去，同时MFT信号发出。经查原因是由于呼叫系统主机电源接至该机组主UPS，通讯人员在带载合开关后，给该机组主UPS电源造成一定扰动，使其电压瞬间低于195V，导致DCS各子系统后备UPS启动，但由于BCS系统、历史数据库等子系统的后备UPS失去带负荷能力（事故后试验确定），造成这些系统失电，所有制粉系统跳闸，机组由于“失燃料”而MFT。（4）电源开关质量引起电源开关故障也曾引起机组多次MFT，如有台机组的发电机定冷水和给水系统离线，汽泵自行从“自动”跳到“手动”状态；在MEH上重新投入锅炉自动后，汽泵无法增加流量。1分钟后锅炉因汽包水位低MFT动作。故障原