箱梁自动张拉系统

YL-01型箱梁预应力张拉自动控制系统介绍大西铁路客运专线有限责任公司石家庄开发区益通科技有限公司1、设计依据（1）铁道部经济规化研究院发布的所有梁图号（2）《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2003）（3）《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005）

一、系统概述2、系统概述

YL-01型箱梁预应力张拉自动控制系统主要是为满足高速铁路预应力箱梁张拉而设计的，由4台千斤顶，4台电动液压站、8个高精度压力传感器、4个非接触式高精度位移传感器、PLC控制器、主机（一体化工作站）、无线网络交换机和1套标准力校准系统等组成，可同时控制2对千斤顶同步工作，构成平衡的双向张拉，同时根据张拉工艺不同也可单侧2锚或4锚张拉。微电脑预设张力工艺，一键操作实现张拉过程的自动化控制，伸长值显示，张拉数据实时曲线采集及校核报警，张拉结果记录存储、无线数据传输以及网络传输，信息化管理。系统结构框图二、系统组成1、液压站液压站的工作压力50Mpa，流量2L/min。液压站上安装有换向、缓释、溢流等控制阀组，每台液压站控制一台千斤顶。2、千斤顶根据张拉工艺的需求配置专用千斤顶，安装有高精度的压力和位移测量传感器，千斤顶的液压油管采用快速接头与液压站连接，压力和位移传感器的信号输入到数据采集模块。也可以在梁场原有千斤顶上进行改造，加装压力和位移传感器测量系统。3、测量及控制系统

由数据采集模块采集压力和位移信号经放大和A/D转换成数字信号，输入到控制器，控制器根据张拉工艺设定的参数，输出信号控制液压站工作。PLC及采集模块：压力变送器：红光传感器：操作台：4、标定系统标准力校正系统由1个环形高精度测力传感器和1台专用测力仪表组成，满量程为3000KN，准确度0.3%F.S以上，此系统在出厂前经国家省级计量检测部门在标准测力机校正合格并出具检定合格证书。用于自动张拉设备初始使用前和使用中周期性对千斤顶摩阻、液压系统等环节的张拉力校准。

标准测力环标定仪表张拉现场：三、系统技术指标测力系统精度1%F.S位移测量精度0.2mm双顶对拉不平衡度

20KN液压站工作电压380±10%控制系统工作电压220±10%使用温度–20℃－50℃

四、技术特点及功能介绍1、液压系统(1)超高压电液控液压油路开关技术箱梁张拉液压系统工作压力在31.5-50Mpa，为超高压系统，液压系统的可靠性和长期稳定性是首要解决的问题。而液压系统中关键是阀组的耐用性和可靠性。本系统的控制阀组主要由电磁阀和超高压液控液压油路开关组成，通过工作在15-20Mpa的电磁阀驱动低压油路来控制超高压油路的通断。

超高压电液控液压油路开关的工作原理是：在阀体内设置大、小活塞和单向阀。通过液控油路向大活塞供应低压油，使大活塞推动小活塞，再由小活塞顶开单向阀，油路接通。只要液控油路向停止大活塞供油，单向阀在回力弹簧的作用下闭合，大小活塞回位就可断开油路。通过调整大小活塞的面积差，就能起到改变液控油路和主油路的工作油压的作用。本系统液压站由于采用上述方案，它能有效地自动控制液压油路的通断及转换，并且适用工作环境范围广，不仅能在31.5Mpa以下的工作环境下长时间工作，而且还能在40-80Mpa的超高压环境下长时间工作，基本不会产生内泄，从而可有效地提高工作油路的压力及控制的可靠性，提高产品的使用寿命。(2)大、小流量组合供油液压站设有两组控制阀组分别控制大、小两个流量，通过流量的组合控制张拉速度，从而达到模拟人工手动控制流量的效果。在接近张拉目标值或持荷保压阶段采用小流量的控制达到精确控制张拉的目的。(3)电控缓释系统为了使系统满足张拉工艺过程自动化控制，液压系统加入了缓释系统，可使千斤顶张拉完成后缓慢卸压，从而保证钢绞线的张拉力从工具锚缓慢过渡到工作锚具上，避免对工作夹片的冲击，防止出现滑束。缓释系统的工作原理是通过超高压压电液控液压油路开关控制一个极小流量的阀口的开闭来控制千斤顶缓慢泄压。(4)冷却系统为了提高液压系统在炎热气候及长期工作状态下的稳定性，减小油温上升对张拉控制的影响，系统中特增加了风冷系统，以保证液压系统工作效能。2、测量系统(1)双高精度压力传感器直接测量张拉力

测力系统安装有两个压力传感器，分别安装在千斤顶供油端和液压站回油端。千斤顶端的传感器采用小油管阻尼环引出，减小了油泵对系统的振动干扰和液压系统开闭的冲击，回油端的传感器测量千斤顶所受的背压，两个传感器数据相减，更真实的反映了千斤顶的张拉力。(2)光学式传感器测量伸长值由于预应力钢束穿束时可能存在绞结现象，张拉过程中千斤顶的活塞与缸体之间会发生旋转，使用普通拉杆式位移传感器的拉杆会因此而变形损坏，造成系统无法正常工作。所以采用非接触式红光位移测量传感器测量伸长值的变化，解决了这个难题，提高了系统的稳定性和可靠性。3、实时跟踪自动平衡同步张拉在张拉过程中，系统自动跟踪采集4台千斤顶的张拉力值和伸长值控制平衡同步张拉。主机实时通过系统PLC扩展AI/DO模块采集4台千斤顶的压力传感器信号和位移传感器信号，经运算处理为标准预应力钢束张拉力值和伸长值，然后判断当前预应力钢束的张拉力值和伸长值是否同步，对控制4台千斤顶的控制阀系统发出相应的控制指令，保证4台千斤顶的张拉力值和伸长值同步平衡增长。预应力钢束的伸长值作为系统的参考和张拉工艺的辅助参数，当伸长值变化量过大，即张拉速度过快时，系统自动控制油泵控制阀系统调节千斤顶的张拉速度。4、信息化数据联网管理监督系统预应力张拉是桥梁质量保证的关键工序，为了很好控制质量，使主管领导可以实时查看到现场张拉情况，特开发该信息化系统。信息化系统主要是把梁场桥梁的张拉、传输、监控、管理等一系列功能紧密地结合起来，从张拉现场到梁场管理中心通过无线网络连通，从梁场管理中心到客专信息中心通过VPN虚拟专网实现高速实时互联，达到信息的快速流通，实现桥梁张拉的现代化管理。系统集成了PLC自动控制、组态网络、无线传输、CRC错误校验、远程张拉信息实时监控、分析、分布式数据库等技术于一体。1、标定

YL-01型箱梁预应力张拉自动系统首次使用时，操作人员通过主机操作界面进行系统的标定。通过测力机或反力架安装测力环及张拉千斤顶，然后启动系统，对张拉过程中各个张拉力进行标定（可标定16点）。标定完成后，系统自动剔除千斤顶磨阻，形成张拉力与测力传感器的关联曲线。五、系统操作流程标定参数修改界面2、张拉

(1)选择张拉模式(预张、初张、终张)(2)张拉前操作人员通过触摸屏输入箱梁编号、型号，预张、初张、终张设计张拉力值，设计伸长量及持荷时间等工艺参数。

(3)一键启动，系统自动完成张拉。3、无线网络传输功能系统可实时把箱梁张拉信息通过无线网络实时传输到信息中心数据服务器，再由梁场服务器实时上传到