精选箱梁自动张拉系统说明书.docx

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精选箱梁自动张拉系统说明书

YL-I型桥梁预应力张拉

自动控制系统

使

用

说

明

书

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、概述..............................................2

2、技术指标..........................................3

3、系统操作说明....................................4

4、系统标定..........................................10

5、信息化系管理软件使用说明..........................12

6、液压站使用说明....................................18

7、张拉千斤顶使用说明................................21

8、注意事项..........................................25

第1章概述

我公司自主研制的高速铁路桥梁预应力张拉系统。

具有全触屏操作和实时监控功能，通过无线通讯方式实现对现场张拉过程的实时监控，并具有计算机联网和管理功能。

可在桥梁张拉作业过程中进行数据采集、显示、自动控制和实时储存，并可将现场张拉过程中的实时数据传输到梁场监控室的计算机上，便于技术人员对数据进行浏览分析和打印，实时了解现场张拉情况。

本装置安装简单，操作方便，维护量少，经济效益高，满足桥梁预应力张拉工艺要求，适合在建高速铁路和公路桥涵制梁场推广使用，便于进行桥梁预应力张拉质量监控和作业量统计等管理工作。

YL-I型桥梁预应力自动张拉系统由4个千斤顶，4台电动液压站、8个压力传感器、4个位移传感器、PLC控制器、控制主机等组成，实现张拉过程的自动化控制，其系统原理框图如下：

第2章技术指标

控制系统

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

控制系统工作电压220V±10%

使用温度–-20℃－50℃

液压站

最大油压50MPa

流量2L/min

电机功率3KW

使用电压380V±10%

张拉千斤顶

公称张拉力2000～5000KN

张拉行程200mm

行程允许偏差±2

第3章系统操作说明

开启电源，启动主界面，如图1所示：

图1

点击【预张】、【初张】、【终张】即可启动自动张拉；点击【手动】，进入手动张拉过程；点击【设置】进行参数设置；点击【##】可调节主、从机同步运行（红色灯和12表示是否同步）。

一、调试

点击【设置】按钮，进入系统登录界面，如图2所示：

图2

点“账号：

”后的“#####”区域，输入“1”，点【Enter】，相同的步骤在“密码：

”后输入“xxxx”，点【Enter】。

然后点【登录】界面回到图2，保持不变，但右侧区域的几项均可进入

点击图2右侧区域的【系统参数设置】，界面到达图3如下：

图3

在“系统参数设置”项中，对相应参数可进行一一输入，方法：

点击“蓝色数字区”之后在弹出的数字键上点击输入需要使用的数据，在点击数字键盘上的“ENTER”键，输入完成后，点“修改”存储，完毕之后点击“返回”键，返回到主界面图2。

主界面点击【系统调试参数】进入调试参数界面，如图4所示。

图4

图4中所示的为张拉过程中所需要的基本参数，参数的设置按图4显示的数据进行修改，修改方法同“系统参数修改”。

只需在蓝色区域点击，使用弹出键盘输入对应数据，最后在“调试参数”界面点击“修改”数据便会存储，完毕后点击“返回”。

【高级参数设定】功能由系统调试人员使用，在此不予介绍。

二、系统张拉操作过程

由技术人员设置系统基本控制参数，然后输入箱梁预应力张拉记录表上的相关参数及各个张拉阶段的控制应力、计算伸长值等相应的张拉工艺参数。

点【预张】进入操作界面，如图5所示。

图5

“任务参数表”界面中，是电脑通过无线通讯直接传输到系统中，从而显示到界面上，分别有梁号、梁型、台座编号、以及对应钢束编号和对应所需张拉力，点击启动任务栏下的绿色区域选择需要张拉的钢束编号，确认参数无误后点击“确定”。

进入下一个操作界面，如图6所示。

图6

图6便是张拉过程的运行界面，查看各个基本所用的参数正确后，如：

“梁号”等显示正常，点击“启动”键，张拉设备开始运行，千斤顶开始张拉。

数据区的数据开始变化，张拉力会在“初始张拉力”下面显示20%的张拉力，20%-100%的力在“控制张拉力”区显示；20%的的伸长值在“初始伸长值”区显示、20%-100%的伸长值在“控制伸长值”区显示、保压完成后开始回顶的伸长值在“锚固伸长值”区显示。

“工作夹片外露量”区的数据需要在张拉完成工人测量后输入进去，方法同上。

图7

图7为张拉完成后所显示的拉力及位移信息，保压计时倒数完毕后返回主界面。

至此，自动张拉结束。

“初张拉”和“终张拉”同“预张拉”操作。

三、手动张拉

在图1界面中点【手动操作】启动手动张拉过程，如图8所示。

图8

按下张拉控制柜面板上【打压】按钮，对应千斤顶的拉力和位移示值显示在此界面上，并且对应“出顶”指示灯呈绿色。

当压力及位移达到标准值时，再按一次【打压】按钮，停止打压进入保压状态。

张拉完成按下【缓释】按钮进行压力释放。

缓释完成后按下【回油】按钮进行回油，此时对应的“回顶”指示灯呈绿色显示，相应的位移值逐渐减小，当位移值达到0时，说明顶回到位，再按下【回油】按钮停止回油。

四、急停及手动/自动转换

在自动张拉过程中，若出现张拉异常状况按下控制柜面板上“急停”按钮，暂停自动张拉，待查明原因后松开“急停”按钮恢复张拉过程。

若异常情况导致主、从机无法自动同步完成张拉，按下“手动/自动转换”按钮进入手动张拉。

此时，手动张拉到目标值后点【保存】结束手动张拉返回到自动张拉状态。

第四章系统标定

首次使用时，操作人员要通过主机（一体化工作站）进行系统的标定，将随机配套的标准力校准系统与张拉设备配套安装到校准工装上，如下图：

同时主机界面输入密码后进入“系统标定参数”项如下图：

图10

置零标准力校准系统仪表，启动液压泵站，观察标准仪表示值控制操作台按钮控制液压站打压使其达到到要标定的张拉力量程段目标值，然后将标准仪表示值作为校准目标值输入控制主机标定界面，主机自动对压力传感器信号数据进行计算处理，使主机张拉力值显示与标准仪表的示值一致，如此对张拉过程中各个张拉力量程段及线性进行标定，可标定12点，标定结束后，系统直接显示标准张拉力值，自动剔除千斤顶磨阻、液压系统油路磨阻等环节对张拉力的影响，形成液压系统的压力与张拉力的线性关联曲线。

第五章信息化系管理软件使用说明

一、系统简介

客运专线建设总的目标是达到世界一流客运专线水平。

这就需要线路基础设施实现中的设计、施工、监理、工程管理达到一流，使工程质量达到国际客运专线建设标准，经得起运营的检验、历史的检验。

箱梁更是客运专线重要的基础设施，在箱梁生产中加强信息化建设，提高现代信息化管理水平显得尤为重要。

实现企业信息化标准管理，建立信息化服务平台，把每天的工作要求和工作进展情况通过信息服务平台提交给上级主管领导，领导根据现场实际情况合理安排各项施工工序，从而保证了施工生产的有序推进。

预应力张拉是箱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。

箱梁预应力张拉自动控制信息化系统需要在大西客专、梁场和现场张拉设备之间组建网络，系统网络图如下：

二、系统组成及软件操作

梁场张拉数据管理系统包括：

服务器后台服务软件和数据管理软件两部分。

服务器后台服务软件负责张拉数据的后台接收、处理、存储和上传；数据管理软件负责张拉数据查看、张拉报表查询以及报表部分内容的补充、上传。

1、后台服务软件

后台服务软件运行在梁场服务器上，服务器安装Windows2003或更高版本Sever版操作系统，安装Sqlserver2000数据库。

该服务器需与梁场张拉设备之间搭建无线网络，与大西总部搭建宽带互联网。

后台服务软件负责通过无线网络接收现场张拉数据，并对加密的张拉数据进行解密处理，在梁场本地服务器存储，然后通过互联网访问大西总部服务器上的WebService程序实时上传张拉数据到大西服务器。

后台服务软件启动后自动缩小为桌面右下角红色“YT”图标，如下图：

，双击“YT”图标，弹出服务软件界面，默认服务是启动的，可以通过点击“停止”按钮来停止服务，点击“隐藏”按钮使服务软件缩小到右下角，界面如下图所示：

2、梁场数据管理软件

梁场数据管理系统包括现场实时张拉界面、张拉规范、张拉数据和张拉结果四大部分。

（1）实时张拉界面

通过张拉管理界面可实时查看现场实时张拉数据，包括实时拉力和位移以及目前正在进行的张拉阶段，主界面如下：

左上角显示的是当前正在张拉钢束的实时数据，包括：

张拉阶段，设计张拉力、设计伸长值和实际张拉力、实际伸长值。

右上角红色钢束号为正在张拉的钢束编号，右侧为箱梁截面图，已经长了完毕的为钢束为蓝色，如下图所示。

（2）张拉规范

单击“张拉规范”菜单，可以查看实际张拉过程中应遵循的张拉规范说明。

（3）张拉数据

单击“张拉数据”菜单，可以查看实际张拉过程中采集的具体数据，这里是和曲线图相对应的。

（4）张拉结果

单击“张拉结果”菜单，出现张拉报表界面，如下图所示，双击左右梁号或直接输入梁号然后回车，则在右边出现对应梁的整体张拉结果。

在右边的表格中双击某束钢筋，则出现此钢束的张拉数据和曲线界面，如下图所示，左键按住鼠标拖动曲线图中的垂直线，则在图上部会出现相应节点的时间和张拉力值、张拉位移，或拉力、位移，且随着垂直线的移动发生变化。

通过钢束端位选择也可以只看其中一端的曲线图。

第六章张拉液压站说明

一、结构

由泵体、电液控制阀、溢流阀、卸荷阀、电动机、散热器、油泵箱体和管路等组成。

1.油泵体

泵体系自吸式轴向柱塞泵，其工作过程如下：

电动机带动斜盘轴旋转,斜盘轴在旋转过程中，通过轴上的斜盘将柱塞压入柱塞套内，而回程弹簧靠其弹力使柱塞时刻贴紧在推力轴承端面上，斜盘轴和回程弹簧的交替作用，使柱塞在柱塞套中往复运动，达到吸排油的目的，使出油嘴得到连续均匀的压力油。

2.控制阀系统

控制阀系统主要由电控和液控两部分既电磁阀和超高压电液控液压油路开关组成，通过电磁阀将电信号转换成低液压控制信号，并由此低液压控制信号来控制高压超高压油路的通断。

从而起到全自动控制液压千斤顶等液压设备作用。

作为铁路专用梁的张拉时，在此控制中加入了缓释系统，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。

在油箱的前端有两个卸荷阀,从左到右分别是控制油路卸荷阀和张拉油路卸荷阀。

油泵开始工作之前先接通电源，全部打开两个卸荷阀进行排气，之后旋紧两个卸荷阀，开始正常工作。

压力表从左至右显示的分别是控制油路、张拉油路的油压。

其中控制油路的油压稳定在15-18MPa之间，张拉油路的油压在0-50MPa之间。

3.箱体、管路

箱体是由薄钢板焊接而成，油泵体直接浸在油中这样有利于泵体的散热和润滑。

三、使用与保养

1.用油要求

本油泵需采用优质矿物油，油内应不含水、酸及其它混合物或杂质，平均黏度约为E=20-32mm/s。

根据环境温度的实际情况，一般可采用N20或N32机械油。

加油前需经过滤，并应把油箱、泵体管路等处清洗干净。

否则，铁削或泥沙的带入，有可能发生不正常的磨损和刮伤甚至卡死，以至造成事故。

在使用中应根据油的实际情况定期更换新油。

油箱应灌满并随时检查或添加新油，保证液面距油箱顶面距离不超过30毫米，以保证泵内轴承的润滑和冷却。

油箱滤油器和泵下滤油器是由100目黄铜网制成。

滤油网应经常清洗以防堵塞。

使用时油液温度不应超过60℃，系统中已加入散热器，必要时应采取适当措施予以降温。

2、初运转与排气

开车前，泵内各容油空间可能充有气体，气体的存在将产生压力不稳，流量不足，甚至不升压等不良现象。

因此，必须先松开全部卸荷阀，然后反复开、关电机令油泵空运转，直至回油嘴中出油量均匀饱满并且流液中无气泡存在时为止。

3、溢流阀调整

油泵排气结束，拧紧控制油路卸荷阀，调整溢流阀把油压调至15-16MPa之间，然后松开控制油路卸荷阀，拧紧张拉卸荷阀,调整溢流阀使张拉油压调至50MPa左右。

然后拧紧控制油路卸荷阀，堵住回油嘴，打开回油电磁阀，回油压力调至15MPa左右。

第七章张拉千斤顶说明

一、构造与简图

本产品油缸与端盖采用高强螺栓连接，动密封和静密封均采用新型优质组合型密封圈，此密封耐压耐磨持久耐用，各滑动面之间均设置有耐磨导向环，活塞与穿心套外部装有J型聚氨酯防尘圈。

（见图）简图：

1、后压盖2、穿心套3、后端盖4、活塞5、缸体6、回程端盖

基本尺寸：

代号

A

B

C

D

E

F

G

数值

162

228

250

415

228

375

395

二、工作原理

本千斤顶是与配套油泵组合使用的，油泵的张拉油路接本千斤顶张拉腔油嘴（本图左油嘴）同时标定过的压力表也接到本油路，油泵回程油路接本千斤顶的回程油嘴（本图右油嘴），并将本油路的安全阀调至10MPa以确保安全。

1、空载运行

千斤顶在没有荷载的情况下运行叫空载运行，在进入正常使用前要求千斤顶空载运行三次，即伸缩三个周期，以便排除顶内的空气。

2、活塞外伸

当张拉油路供油时液压油充入张拉油腔，推动活塞前进（如图向右运动），同时回程油路的液压油通过回程油路流入油泵的油箱内，注意此时的回程油路必须是打开状态，否则回程油路被切断，液压油不能回流，造成千斤顶双油腔供油，违反操作规程很快就会使千斤顶发生崩盖等破坏形式，在油路通畅的情况下，空载运行时张拉端油液的顶推力仅为克服内部摩擦所需，压力很小此时的压力为启动压力，在活塞外伸的过程中回程压力没有阻尼，压力为零。

3、活塞内收

相反，回程油路供油张拉油压回油液压油充入回程油腔，推动活塞后退（如图向左运动），同时回程油路的液压油通过张拉油路流入油泵的油箱内，注意此时的张拉油路必须是打开状态，否则张拉油路被切断，液压油不能回流，造成千斤顶双油腔供油，违反操作规程同样会使千斤顶发生崩盖等破坏形式，在油路通畅的情况下，空载运行时回程端油液的顶推力仅为克服内部摩擦所需，压力也很小此时的压力为回程压力，在活塞内缩的过程中张拉压力没有阻尼，压力为零。

4、负载运行：

千斤顶加载后的运行为负载运行。

5、加载方式

加载只能是沿千斤顶轴向由两端向内加压（如锚具的张拉），当使用压力机等主动加压设备加压时，应预先用油泵把千斤顶张拉腔注入一定量的压力油并保压，确保最大使用压力下活塞底面不与端盖接触，载荷轴心尽可能与千斤顶轴线重合，不允许偏向加荷，否则活塞偏斜状态下外伸容易拉伤缸体造成较大损失。

6、加载运行

在千斤顶张拉锚具时，张拉端（图中左端）通过限位板以工作锚作为一个反力支撑，另一端在活塞端部（图中右端）以工具锚作为另一个反力支撑，张拉过程中张拉腔不断充入压力油推动活塞外伸，同时工具锚锚固预应力筋，当预应筋另一端也锚固后预应力筋开始产生拉伸变形，此时千斤顶活塞继续外伸，抗力继续增大，此时张拉腔内部的压力油以端盖为反力架推动活塞克服张拉抗力，端盖又以限位板及工作锚为支撑平衡压力油的反力，端盖只受来自轴向两端平衡的压力，没有与缸体相对分离的力的存在，因此后端盖是安全的。

加载运行还要注意一个关键问题，不能超行程运行，当行程不能满足一次张拉完成的条件时应回程锚固，再次补拉，不能图一时省事冒险满行程张拉，一旦超出行程相当大的拉力就会加到回程端盖上，至使崩盖，甚至造成伤亡事故!

为使加载均匀对称，最好对预应力筋预紧处理，另外还要注意千斤顶轴线与张拉构件端面的垂直度，张拉各配件间的间隙，应确保张拉到初应力时各根预应力筋受力的均衡性，否则应预拉到各配件到位后再重新装夹片。

第八章注意事项

注意：

（以下事项中，黑体带下划线处的是使用方需要严格要求操作员注意和执行的地方，必须严格按照我方要求执行，否则会对设备、梁体、甚至人身安全造成很大的危害!

!

!

）

1、开机后如果发现主从空机柜通讯不上的问题，需要先检查通讯线是否连接正常或有断线，如果没有需要重新启动系统。

2、在张拉过程中不能遮挡红外位移传感器和红外位移传感器挡板，如果遮挡会直接影响张拉过程和张拉数据。

3、在张拉过程中油管和控制电缆要顺直，不得扭曲打卷，防止扯断油管和电缆。

4、在张拉过程中如果出现问题应首先急停再切换到手动张拉，不能强行继续张拉。

5、在移动设备的过程中，泵站、千斤顶和控制系统要搁置在专用小车上，注意油管和连接线不能被扭曲或拉断。

6、千斤顶的磨阻会随着使用时间而改变，应按工艺要求对千斤顶进行周期校验。

7、张拉过程中，预应力钢绞线出现断丝现象，千斤顶严重漏油，油压表不回零，调换千斤顶及油表时，均应重新使用标准力校正系统校核张拉机具。

8、油泵运转有不正常情况时，必须立即停车检查。

在有压情况下，严禁随意拧动油泵或千斤顶各部位的螺丝。

9、电源接线要加接零线，设备应可靠接地，并随时检查各处绝缘情况，避免触电。

10、使用时应经常检查电源线的连接或开关接触是否可靠，防止电动机因缺相运行而烧毁。

11、新油泵初次使用时，必须等油泵体内的空气排净后才能正常使用。

若加油黏度太大则不利于排气。

12、油管与接头要按规格要求制造，并随时检查，以免发生爆裂事故，油泵带压时不得拆卸接头、管路及油表。

13、压力表要随时检查，以防失灵而造成事故。

14、开车前应先打开控制阀（空载启动）。

并经常保证灵敏可靠。

15、装在上体的轴承应根据情况及时更换润滑油。

16、油面过低时泵体内平面轴承露出油面时不得长时间带压工作。

17、采用优质矿物油，建议冬季用10号机械油，夏季用20号机械油。

油液必须保持清洁，定期更换。

18、安装油管前，必须保持油管端头内丝清洁并加配紫铜垫。

19、千斤顶各油口应保持清洁，不接油管时，油嘴应加防尘帽，搬运过程中应特别注意防止碰伤油嘴。

20、千斤顶使用前，必须空载运行几次，以排除油缸内积存的空气。

21、千斤顶加载，卸载必须平稳，避免冲击，使用后必须回程到原始位置。

22、千斤顶使用时严禁超行程，不允许空载时两路供油加压，建议油泵的回程油路安全阀调为10MPa，否则易损坏千斤顶。

23、为确保千斤顶构件的安全，千斤顶回程装有安全阀油嘴,当操作不当超压时，安全阀片被冲破，油液卸漏压力下降，起到保护作用，此时可更换油嘴旁路的安全压片继续使用。

24、张拉时，现场应有明显标志，与该工作无关的人员严禁入内。

25、张拉或退楔时，千斤顶后面严禁站人，以防予应力钢筋拉断或锚具、夹片弹出伤人。

26、作业时应有专人负责指挥，操作时严禁摸踩及碰撞力筋。

27、张拉时，夹具应有足够的夹紧能力，防止锚具夹具不牢而滑出。

28、千斤顶支架必须与梁端垫板接触良好，位置正直对称，严禁多加垫块，以防支架不稳或受力不均倾倒伤人。

29、已张拉完而尚未压浆的梁，严禁剧烈震动，以防予应力钢筋断裂而酿成重大事故。

30、专职安全员在每次张拉施工前应根据施工安全技术规范，针对张拉易出现的安全问题的环节作细致检查分析，将隐患杜绝于萌芽状态，不将隐患带入张拉施工节段。

同时专职安全员监控张拉全过程的安全施工，如发现有安全隐患，应及时采取措施进行处理和纠正。

31、鉴于张拉属于高空作业，安全事项必须参照墩柱、盖梁安全技术交底中的各项规定，专职安全员应按照高空作业的安全要求对张拉的安全作全面细致检查，避免事故的发生。

32、自动化张拉系统及泵站长期闲置不用时，须置于干燥通风的室内存放并加罩防尘，严禁在露天、潮湿环境下存放。

33、千斤顶长期闲置不用时，建议拆开组件将泥沙等杂物清洗干净，加油保养维护，再组装后置于室内加罩防尘，回程缸应注满油，以防锈蚀，如此可保长期使用。