砼箱梁預(yù)應(yīng)力自動(dòng)張拉系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于后預(yù)應(yīng)力張拉控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，屬于一種砼箱梁預(yù)應(yīng)力自動(dòng)張拉系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中在后張法混凝土箱梁(即砼箱梁)制造過程中，先澆灌水泥箱梁，后在預(yù)留的孔道內(nèi)穿入鋼筋，在鋼筋的兩端用穿心千斤頂將其拉伸到預(yù)定的長(zhǎng)度后再固定灌漿，即完成了一次預(yù)應(yīng)力鋼筋作業(yè)。在這個(gè)過程中需要有兩臺(tái)油泵車分別驅(qū)動(dòng)固定在箱梁孔道兩端的液壓穿心千斤頂，用于拉伸孔道內(nèi)的鋼筋。按照施工規(guī)范，張拉過程分為三個(gè)階段，即預(yù)張拉、初張拉和終張拉。前兩次拉伸是為了使被拉鋼筋受力平衡。在終張拉過程中需保持鋼筋的拉伸長(zhǎng)度一致，而且，需要同步進(jìn)行對(duì)稱兩組、四組或更多組的拉伸，在拉伸的過程中，需保持鋼筋拉伸量同步誤差小于1%，其目的是為了使得混凝土箱梁各部分所受的應(yīng)力均勻以減少龜裂現(xiàn)象，進(jìn)而提高箱梁的使用壽命。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的張拉工藝多為兩名施工人員分別站在箱梁的兩端，人工操作油泵車，依靠哨音、手勢(shì)等同時(shí)控制張拉過程，這樣很難保證張拉同步。在專利CN2010100570592和專利CN03111812.7中，均提到了采用電控操作油泵車來操作張拉過程，以降低人工操作帶來的同步誤差。但沒有敘述如何控制油泵車實(shí)現(xiàn)同步拉伸。由于預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)在多組鋼筋對(duì)稱張拉過程中，需實(shí)時(shí)同步采集多組鋼筋伸長(zhǎng)量、油壓等信息，并實(shí)時(shí)處理控制同步拉伸，若采用復(fù)雜的PID調(diào)節(jié)模式，雖可以比較完美的進(jìn)行同步調(diào)節(jié)，但考慮到各比例因子的自適應(yīng)循環(huán)采樣計(jì)算，整個(gè)過程需花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，甚至必須降低拉伸速度，以適應(yīng)同步調(diào)節(jié)過程使得拉伸效率降低。
[0004]CN2012102628251公開了一種砼箱梁預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)自動(dòng)控制方法，該專利采用一套箱梁預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，包括主控制器和兩套分別位于箱梁兩端的前端子系統(tǒng)，每套前端子系統(tǒng)包括一臺(tái)帶有變頻驅(qū)動(dòng)功能的前端控制器，一臺(tái)油泵車、一個(gè)油壓穿心千斤頂和一個(gè)用于檢測(cè)鋼筋拉伸量的位移傳感器，張拉過程開始時(shí)，由主控制器發(fā)出開始張拉指令給兩臺(tái)前端控制器，兩臺(tái)前端控制器分別控制各自的油泵車上的油泵電機(jī)向油壓穿心千斤頂注油加壓，使得油壓穿心千斤頂向外拉伸鋼筋，主控制器通過兩個(gè)前端控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)兩端的位移傳感器，得到鋼筋拉伸量Xp χ2，并計(jì)算X1-X2的差值，得到A X ;當(dāng)I Λ χ|< 0.2mm時(shí)，不進(jìn)行任何調(diào)節(jié)；當(dāng)八x^0.2mm時(shí)，則令a% = Λ x/xj,調(diào)節(jié)左端油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速為-VP1= VP1X (l_2a% )，之后循環(huán)讀取Xl、X2并相減，直到滿足X1-X2< 0.2臟，則令左端油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速為VP1= VP ! X (l+a% );若厶X ( -0.2mm，則調(diào)節(jié)右端的油泵電機(jī)，調(diào)節(jié)方法與調(diào)節(jié)左端油泵電機(jī)的相同；如此循環(huán)調(diào)節(jié)，直至鋼筋拉伸量達(dá)到規(guī)定值為止。
[0005]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中砼箱梁預(yù)應(yīng)力自動(dòng)張拉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；現(xiàn)有技術(shù)中的砼箱梁預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)有一套預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)，其硬件包括一臺(tái)主控制器、兩套張拉子系統(tǒng)。其中每套張拉子系統(tǒng)包括一個(gè)油壓穿心千斤頂，一臺(tái)油泵車，一臺(tái)帶有變頻驅(qū)動(dòng)功能的前端控制器和一個(gè)用于檢測(cè)鋼筋拉伸量的位移傳感器。為了敘述方便，設(shè)一套張拉子系統(tǒng)為箱梁左端子系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱左端系統(tǒng)，其中各部件稱為左端部件，另一套則簡(jiǎn)稱為右端系統(tǒng)和右端部件。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)的工作原理如下:由主控制器I向左兩前端控制器2、右兩前端控制器13同時(shí)發(fā)出開始張拉指令，各前端控制器分別控制左右兩臺(tái)油泵電機(jī)即左端油泵電機(jī)3和右端油泵電機(jī)12全速運(yùn)行，使得左端油泵車4和右端油泵車11分別向左端油壓穿心千斤頂5、右端油壓穿心千斤頂10注油加壓，使得左端油壓穿心千斤頂5和右端油壓穿心千斤頂10沿著箱梁8向外張拉鋼筋6。
[0007]本發(fā)明的張拉控制過程是這樣的:在張拉過程開始后，由左前端控制器2和右前端控制器13分別采集左端位移傳感器7和右端位移傳感器9的鋼筋拉伸量信號(hào)χι、χ2，并將這兩個(gè)信號(hào)數(shù)字化后傳輸給主控制器。主控制器將4、&相減得到Λ X，若I Λχ| <0.2mm,則不對(duì)左端油泵電機(jī)3、右端油泵電機(jī)12的轉(zhuǎn)速進(jìn)行任何調(diào)節(jié)。若Λ X多+0.2mm，則說明左端拉伸速度高于右端，令百分表誤差3% =厶1八1，調(diào)節(jié)左端油泵電機(jī)3的轉(zhuǎn)速為=VP1 =VP1X (l-2a% )，之后循環(huán)讀取XpX2并相減，直到滿足X 1-X2< 0.2mm，則令左端油泵電機(jī)3的轉(zhuǎn)速為VP1= VP1X (l+a% )。若Λ X ( -0.2mm，則調(diào)節(jié)右端的油泵電機(jī)12的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)原理與調(diào)節(jié)左端的相同。完成一次調(diào)節(jié)后，返回調(diào)節(jié)起點(diǎn)，再次采樣調(diào)節(jié)。如此循環(huán)控制調(diào)節(jié)，直到達(dá)到要求的最大拉伸量。
[0008]根據(jù)實(shí)測(cè)，鋼筋的拉伸速率約為1.5mm/s，而采樣調(diào)節(jié)的速率約為每秒20次，即在一次調(diào)節(jié)過程中，左右兩端鋼筋拉伸量為0.075mm,拉伸量差Λ χ肯定小于0.075mm,而調(diào)節(jié)的最小量差為0.2_。故采用上述方法可以滿足實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的要求。該專利的技術(shù)方案適合于對(duì)長(zhǎng)度較短的砼箱梁進(jìn)行張拉，由于位移傳感器自身存在一定的誤差、以及鋼筋本身存在一定的撓度，如果砼箱梁長(zhǎng)度較大則不會(huì)獲得非常好的技術(shù)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明為了有效地解決以上技術(shù)問題，給出了一種砼箱梁預(yù)應(yīng)力自動(dòng)張拉系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明的一種砼箱梁預(yù)應(yīng)力自動(dòng)張拉系統(tǒng)，包括主控制器、左前端控制器、左端油泵電機(jī)、左端油泵車、左端油壓穿心千斤頂、被拉伸鋼筋、左端位移傳感器、右端位移傳感器、右端油壓穿心千斤頂、右端油泵車、右端油泵電機(jī)、右前端控制器、其特征在于，還包括對(duì)稱設(shè)置的激光發(fā)射裝置和激光接收裝置，激光發(fā)射裝置設(shè)置在左端油壓穿心千斤頂上、相應(yīng)地激光接收裝置設(shè)置在右端油壓穿心千斤頂上，激光發(fā)射裝置與左前端控制器電性相連，激光接收裝置與右前端控制器電性相連，激光發(fā)射裝置和激光接收裝置之間的距離變化值體現(xiàn)了被拉伸鋼筋的長(zhǎng)度變化值，激光發(fā)射裝置和激光接收裝置之間的距離變化值會(huì)通過左前端控制器和右前端控制器、以及與左前端控制器和右前端控制器進(jìn)行同步無線通訊的主控制器彼此之間的相互配合獲得。
[0011]本發(fā)明的一種砼箱梁預(yù)應(yīng)力自動(dòng)張拉系統(tǒng)，包括主控制器、左前端控制器、左端油泵電機(jī)、左端油泵車、左端油壓穿心千斤頂、被拉伸鋼筋、左端位移傳感器、右端位移傳感器、右端油壓穿心千斤頂、右端油泵車、右端油泵電機(jī)、右前端控制器、其特征在于，還包括對(duì)稱設(shè)置的激光發(fā)射裝置和激光接收裝置，激光發(fā)射裝置設(shè)置在右端油壓穿心千斤頂上、相應(yīng)地激光接收裝置設(shè)置在左端油壓穿心千斤頂上，激光發(fā)射裝置與右前端控制器電性相連，激光接收裝置與左前端控制器電性相連，激光發(fā)射裝置和激光接收裝置之間的距離變化值體現(xiàn)了被拉伸鋼筋的長(zhǎng)度變化值，激光發(fā)射裝置和激光接收裝置之間的距離變化值會(huì)通過右前端控制器和左前端控制器、以及與前端控制器和左前端控制器進(jìn)行同步無線通訊的主控制器彼此之間的相互配合獲得。
[0012]根據(jù)以上所述的砼箱梁預(yù)應(yīng)力自動(dòng)張拉系統(tǒng)，優(yōu)選，激光發(fā)射裝置與激光接收裝置之間的激光光線與被拉伸鋼筋兩個(gè)拉伸點(diǎn)所形成的軸線平行。
[0013]根據(jù)以上所述的砼箱梁預(yù)應(yīng)力自動(dòng)張拉系統(tǒng)，優(yōu)選，激光發(fā)射裝置與激光接收裝置之間的激光光線與被拉伸鋼筋兩個(gè)拉伸點(diǎn)所形成的軸線不平行。
[0014