预应力智能张拉系统研究及其工程应用
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研宄应闲
Ｐ ｆ 难Ｓ Ｔ ＲＥ ＳＳＴ ＥＣ ＨＮ ＯＬ ＯＧＹ
《 予 ｊ 左 技 末 》 ２ ｏ １ ４ 年第 ３ 期总 第１ ０ ４ 期
预应 力智 能张拉系统研 究及其工程应用
邓年春
（ 柳 州欧维姆机械股份有限公司 广西柳州 ５ ４ ５ ０ ０ ５ ）
摘 要： 本文在简述中国预应 力智 能张拉 系统研究及应用进展 的基础上 ，介绍 了典型预应力智能张拉系统的 组成 ，应用领域 主要包括应用 于后 张梁 、先张梁 、地锚索 和钢 绞线等张法张拉等 ，然后概述 了基 于磁通量 技术的预应力束张拉后 的有效 预应 力测量方法 ，最后描述 了智 能张拉系统及有效预应力测量方法 的工程应 用 。采用文 中的预应力智 能张拉 系统 ，可按照预设程序 ，科学 、规范地对预应力束实行 张拉施 工 、数据记 录和施工管理 ，减少人工干预 因素 的影响 ，能有效地保证预应力张拉施工质量 。
（ 或Ｐ Ｌ Ｃ） 控 制 张拉 油泵 和 千斤顶 ，利用 测 力传
斤顶的活塞伸长量并手工计算预应力筋束的伸长 值 ，实现 预应力 张拉 的双控 目标 。该 预应力 张拉 工艺的测控精度差、效率低 、多顶 同时张拉 同步 性难控制 、施工流程的规范性难监控 、施工质量 易 受 操 作 人 员 影 响…。 随 着 传 感 技 术 、通 讯 技 术、计算机技术和控制方法的发展 ，预应力张拉 系 统 逐 渐 向数 字 化 和 智 能 化 方 向发 展 。文 献 Ｊ
２典型预应 力智 能张拉 系统组成
预 应 力 智 能 张拉 系统 ，主要 是 通 过 计 算 机
动控制 ，最后与传统的千斤顶结合形成智能预应 力张 拉装 置 ，用 于房 建工 程 。该 套设 备不 能对 张
拉速度 进行 控制 ，并 不适用 多 台千斤 顶 同时张拉 工况 。文 刨 基于Ｐ Ｌ Ｃ 控制 的预应力设备 系统 ，通 过１ 个Ｐ Ｌ Ｃ 控 制 器分 别对 ２ 台油泵 进行 联机 同步控 制 ，采用 比例 阀进行 速度 控制 ，实现 预应力 两端
（ 周 正等人 ，１ ９ ９ ９ ）在 数控 油泵 的研制 方 面取得 了初 步成 功 ，但 不能 对张 拉力实 施直 接控制 ，而 且不能实现张拉伸长值 的控制 。文献ｐ （ 李珠
等人 ，２ ０ ０ ３ ） 通过制造复合力传感器 、智能控制
仪 ，由Ｐ Ｌ Ｃ 控制 步进 电机驱 动油 泵控 制 阀实 现 自
同时张拉， 并用于水电工程。采用比例阀控制， 设
备成本 比较高。文献【 卜 堪 于电机变频控制技术和
无线信号传输技术， 采用计算机对多台千斤顶进行 同步张拉控制和施工管理Байду номын сангаас并应用于大量工程。
感器和位移传感器 的测量数据反馈 ，实现预应力 同步和精 确张拉 ，同时对 张拉过程数据进行储 存 ，可随 时调看历 史数 据 ，主要应 用 范 围包 括后 张梁 、先 张梁 、地锚 索 、等张法 钢绞 线拉 索施 工 和锚 具锚 固试 验 等领 域 。 ２ ． １后 张梁 预应 力智 能 张拉 系统 预应力混凝土梁后张预应力 的施工主要存在 三种工况 ：１ ） 预应力筋束单端张拉 ；２ ） 单束预 应 力筋 两 端对 称 同步张 拉 ；３）双 束 预应 力 筋 两 端对 称 同步张拉 。典 型 的智 能 张拉 系统 由计 算 机 张拉 控制 仪 、智 能 主泵站 、智能 从泵 站 、智能 千 斤 顶和辅 助线 管组成 。其 中泵站 主要 有一 泵驱 动 两顶和一泵驱动单顶的结构 ，泵站内控制器有单 片机和Ｐ Ｌ Ｃ 控制器两种 。系统内液压流量的控制 方式 主要 有通过 变频 器 的变 频 改变 电机 的转速 而 实 现 、比例 阀控 制 和变量 泵控制 三种 。泵 站之 间 和泵 站与 控制仪 之 间的通讯 方式 主要 有有 线通 讯 和无 线通 讯 两种 。 张拉过 程 中以力值 为控制 指标 ，伸 长量误 差 作为校核指标。力值的计算和判断 ，是通过实时 采 集安装 在张拉 设备 （ 千 斤顶 ）上 的液压 传感 器 上 的数据得到 ，需根据预先 标定的方程计 算得 出。预应力筋束的伸长量 ，通过采集安装在千斤 顶上的位移传感器数据得到。系统根据预设的程 序 ，由主机发出指令 ，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 。智能张拉 系统操作简单 ，界面人性化 。设备的测量控制精 度可达到力值测量定位精度０ ． ５ ％，同步控制精度 １ ％，位 移测 量精度 ０ ． ２ ｍ ｍ。在伸 长值 校核 时 ，需 要 考虑 夹片 的 回缩量 。
关键词 ： 预应力技术
预应力束张拉
智能张拉系统
有效预应力
磁通量测量系统
１中国预应力智能张拉系统研究及应用进展
目前 在土木 建筑施 工领 域 ，对 预应 力钢束 的 张拉施 工方 式普遍 采用 手动操 作 电动油 泵驱 动千 斤 顶 的方式 。在此 过程 中，手动控 制设 备 ， 肉眼 查看机 械压 力表 读数来 控制 张拉力 ，人 工测 量千
Ｐ ｆ 难Ｓ Ｔ ＲＥ ＳＳＴ ＥＣ ＨＮ ＯＬ ＯＧＹ
《 予 ｊ 左 技 末 》 ２ ｏ １ ４ 年第 ３ 期总 第１ ０ ４ 期
预应 力智 能张拉系统研 究及其工程应用
邓年春
（ 柳 州欧维姆机械股份有限公司 广西柳州 ５ ４ ５ ０ ０ ５ ）
摘 要： 本文在简述中国预应 力智 能张拉 系统研究及应用进展 的基础上 ，介绍 了典型预应力智能张拉系统的 组成 ，应用领域 主要包括应用 于后 张梁 、先张梁 、地锚索 和钢 绞线等张法张拉等 ，然后概述 了基 于磁通量 技术的预应力束张拉后 的有效 预应 力测量方法 ，最后描述 了智 能张拉系统及有效预应力测量方法 的工程应 用 。采用文 中的预应力智 能张拉 系统 ，可按照预设程序 ，科学 、规范地对预应力束实行 张拉施 工 、数据记 录和施工管理 ，减少人工干预 因素 的影响 ，能有效地保证预应力张拉施工质量 。
（ 或Ｐ Ｌ Ｃ） 控 制 张拉 油泵 和 千斤顶 ，利用 测 力传
斤顶的活塞伸长量并手工计算预应力筋束的伸长 值 ，实现 预应力 张拉 的双控 目标 。该 预应力 张拉 工艺的测控精度差、效率低 、多顶 同时张拉 同步 性难控制 、施工流程的规范性难监控 、施工质量 易 受 操 作 人 员 影 响…。 随 着 传 感 技 术 、通 讯 技 术、计算机技术和控制方法的发展 ，预应力张拉 系 统 逐 渐 向数 字 化 和 智 能 化 方 向发 展 。文 献 Ｊ
２典型预应 力智 能张拉 系统组成
预 应 力 智 能 张拉 系统 ，主要 是 通 过 计 算 机
动控制 ，最后与传统的千斤顶结合形成智能预应 力张 拉装 置 ，用 于房 建工 程 。该 套设 备不 能对 张
拉速度 进行 控制 ，并 不适用 多 台千斤 顶 同时张拉 工况 。文 刨 基于Ｐ Ｌ Ｃ 控制 的预应力设备 系统 ，通 过１ 个Ｐ Ｌ Ｃ 控 制 器分 别对 ２ 台油泵 进行 联机 同步控 制 ，采用 比例 阀进行 速度 控制 ，实现 预应力 两端
（ 周 正等人 ，１ ９ ９ ９ ）在 数控 油泵 的研制 方 面取得 了初 步成 功 ，但 不能 对张 拉力实 施直 接控制 ，而 且不能实现张拉伸长值 的控制 。文献ｐ （ 李珠
等人 ，２ ０ ０ ３ ） 通过制造复合力传感器 、智能控制
仪 ，由Ｐ Ｌ Ｃ 控制 步进 电机驱 动油 泵控 制 阀实 现 自
同时张拉， 并用于水电工程。采用比例阀控制， 设
备成本 比较高。文献【 卜 堪 于电机变频控制技术和
无线信号传输技术， 采用计算机对多台千斤顶进行 同步张拉控制和施工管理Байду номын сангаас并应用于大量工程。
感器和位移传感器 的测量数据反馈 ，实现预应力 同步和精 确张拉 ，同时对 张拉过程数据进行储 存 ，可随 时调看历 史数 据 ，主要应 用 范 围包 括后 张梁 、先 张梁 、地锚 索 、等张法 钢绞 线拉 索施 工 和锚 具锚 固试 验 等领 域 。 ２ ． １后 张梁 预应 力智 能 张拉 系统 预应力混凝土梁后张预应力 的施工主要存在 三种工况 ：１ ） 预应力筋束单端张拉 ；２ ） 单束预 应 力筋 两 端对 称 同步张 拉 ；３）双 束 预应 力 筋 两 端对 称 同步张拉 。典 型 的智 能 张拉 系统 由计 算 机 张拉 控制 仪 、智 能 主泵站 、智能 从泵 站 、智能 千 斤 顶和辅 助线 管组成 。其 中泵站 主要 有一 泵驱 动 两顶和一泵驱动单顶的结构 ，泵站内控制器有单 片机和Ｐ Ｌ Ｃ 控制器两种 。系统内液压流量的控制 方式 主要 有通过 变频 器 的变 频 改变 电机 的转速 而 实 现 、比例 阀控 制 和变量 泵控制 三种 。泵 站之 间 和泵 站与 控制仪 之 间的通讯 方式 主要 有有 线通 讯 和无 线通 讯 两种 。 张拉过 程 中以力值 为控制 指标 ，伸 长量误 差 作为校核指标。力值的计算和判断 ，是通过实时 采 集安装 在张拉 设备 （ 千 斤顶 ）上 的液压 传感 器 上 的数据得到 ，需根据预先 标定的方程计 算得 出。预应力筋束的伸长量 ，通过采集安装在千斤 顶上的位移传感器数据得到。系统根据预设的程 序 ，由主机发出指令 ，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 。智能张拉 系统操作简单 ，界面人性化 。设备的测量控制精 度可达到力值测量定位精度０ ． ５ ％，同步控制精度 １ ％，位 移测 量精度 ０ ． ２ ｍ ｍ。在伸 长值 校核 时 ，需 要 考虑 夹片 的 回缩量 。
关键词 ： 预应力技术
预应力束张拉
智能张拉系统
有效预应力
磁通量测量系统
１中国预应力智能张拉系统研究及应用进展
目前 在土木 建筑施 工领 域 ，对 预应 力钢束 的 张拉施 工方 式普遍 采用 手动操 作 电动油 泵驱 动千 斤 顶 的方式 。在此 过程 中，手动控 制设 备 ， 肉眼 查看机 械压 力表 读数来 控制 张拉力 ，人 工测 量千