铁路桥梁预应力自动张拉系统PPT学习课件
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接触，解决了张拉时千斤顶活塞旋转对位移影响的问题。
千斤顶出顶端
24
24
2.2 组成
传感系统
（3）液压传感器
变阻式液压传感器测量油压
量程：
0-60Mpa
精度：
±0.3%FS
环境条件： -25~85℃
25
25
2.2 组成
传感器系统
（4）温度传感器
测量液压油温、环境温度
测量介质：
与不锈钢兼容的各种液体、气体或固体表面
5
6
1.2 现状
公路自动化张拉设备
⑤ 稳定性及可靠性差 持续高压50MPa，作业环境恶劣，常发生卡阀或内泄现象，造成 张拉失控，无法卸荷回顶等现象。 ⑥ 无油温度测控 油温超过60℃时稀释严重，油路严重内泄，摩阻差别大，无法输 出高压。低温时，粘稠度变大，千斤顶摩阻增大，张拉力偏差大。 ⑦ 功能单一，控制精度低 仅能完成基本操作，张拉力控制精度达不到规范要求。 ⑧ 缺乏实施安全辅助功能 过程中，缺乏安全保护措施，事故隐患大。
1.1 背景 1.2 现状 1.3 研究 1.4 推广
3
3
1.1 背景
铁路工程建设信息化 2016 推广应用
2015 试点实施 2014年 基础研究 2013年 全面启动
5
4
1.2 现状
预应力施工重要性 安全性和耐久性的关键工序 直接关系到线路运营的安全。 预应力施工影响因素 预应力损失 张拉设备摩阻 张拉控制精度 操作人员熟练度 预应力张拉精度失控 锚固端出现裂纹 出现横向裂缝 纵向扭曲起拱 预应力筋拉断 结构失效、破坏，生命财产损失。
直接测量张拉力
位移传感器 压力传感器
千斤顶外侧
测量钢绞线伸长量
液压泵站供油口端及回油端 测量液压系统的工作油压及回油压力
温度传感器 油箱内、外侧
测量液压系统的工作油温，及环境温度。
20
20
2.2 组成
传感系统 测力方式
液压换算 液压管路安装液压传感器，根据千斤顶参数换算成张拉力。 受油温、摩阻影响，测试精度低。 直接测力 千斤顶端安装压力传感器直接测量外荷载。 消除设备内部因素影响，受力明确、测试精准。
测温范围：
采用独特设计的超高压截止阀模式： 控制精度高 持荷稳压 耐久稳定
18
18
2.2 组成
动力系统 （3）千斤顶
350t专用千斤顶，安装有压力传感器、液压传感器和位移测 量传感器，配备高压油管。
穿心孔径
φ170 mm
张拉行程
200 mm
19
19
2.2 组成 传感系统
传感器名称
安装位置
功能
测力传感器 千斤顶工作锚端
5
9
1.3 研究
存在诸多弊端，缺乏有效的质量控制手段。
立项
总公司于2014年设立科研课题，拟解决预应力传统后张法施工 的弊端，整体提升我国铁路桥梁的预制水平和管理水平。
课题名称：《铁路桥梁预应力自动张拉系统应用技术研究》
关注
2014年7月，在铁科院国家轨道试验 中心，总公司卢春房副总经理对自动张拉 技术进行了现场调研；高度重视项目的研 究进展。
21
21
2.2 组成
传感系统
（1）测力传感器
轮辐式传感器直接测力，力值不受千斤顶摩阻、温度影响
低高度，不增加下料长度。
测量剪应力原理，不受径向力影响。
抗偏载能力强，对作用力位置的变化不敏感。
刚性大，弹性变形小，工作状态稳定。
A
工具锚端
工具锚
工作锚端
传感器及连接件
A
A-A
22
1 — 轮箍 2 — 胶封 3 — 轮毂 4 — 轮辐
10
10
2.0 设备系统
2.1 构架 2.2 组成 2.3 功能特点 2.4 操作
11
11
2.1 构架
具体问题
来自百度文库
控制原则
整体目标
设备系统不稳定
控制精度低 人工操控 不确定性 数据可靠性差
改进设备性能 消除人工干预 施工数据信息化
提高预应力施工质量 解决传统工艺弊端 提高劳动生产效率 组建信息化管理系统
5
7
1.2 现状 铁路预应力混凝土桥梁传统后张法
人工操控油泵
人工换算张拉力
人工测量伸长值
人工记录数据
5
8
1.2 现状
施工工艺
张拉设备
一个普通油泵驱动一个千斤顶
传
操作方式
人工查看压力表手动操作
统
后
张 法
测量方式
人工测读液压表并换算张拉力 采用普通量具人工测读伸长值
数据记录
人工填表记录
弊端
参入大量人工干预 操作过程繁杂 测量精度较低 数据可信度较差 张拉设备需频繁校正 张拉效率不高
5 — 应变片 22
2.2 组成
传感系统 位移测量方式
•光电位移传感器 光学原理，反射受因素影响，光源易受干扰，测试准确性差。 •电阻式位移传感器 千斤顶活塞与缸体之间易旋转，拉杆变形损坏。 •拉线式位移传感器 测量精度高、结构紧凑、防震。
23
23
2.2 组成
传感系统 （2）位移传感器 拉线(杆)式传感器，滑动导轨导向支撑，千斤顶与位移触点采用滑动
5
5
1.2 现状
公路自动化张拉设备
① 模拟手动控制泵站 出油口安装液压传感器。测点距离油泵近，传感器冲击大。无法 解决千斤顶摩阻变化的影响，需要频繁进行标定。 ② 无法点对点标定 在超高压力时无法定值保压，校正采用过程读数记录，甚至采用 原始的用油表读数，引用误差大，校正误差大。 ③ 单点测控 一旦传感器故障，系统失控。威胁质量、人身安全。 ④ 液压系统性能低 无法实现超高压，无法连续均匀加压。
储看输
油油断 温压电 控控恢
制制复
16
16
2.2 组成
动力系统 （1）液压泵站
高性能径向柱塞泵，工作油压可高达70 MP。
高压油泵
适用温度范围 电源电压
-10 ℃ ~ +45℃ 380V
电加热器
加载控制阀
风冷却器 液压站 缓释控制阀
温度传感器
换向阀
过滤系统
液压泵站的组成
17
17
2.2 组成
动力系统 （2）液压控制阀组
12
12
2.1 构架
13
13
2.1 构架
14
14
2.2 组成
15
15
2.2 组成
自动张拉系统组成
机械动力系统 传感器测量系统 张拉控制系统 数据管理系统
辅助系统
高
高 压 泵
站
性 能 电 磁
千 斤 顶
阀
力 传 感
器
位 移 传 感
器
压 力 传 感
器
张辅 拉助 控监 制测 系系
统统
数数无 据据线 存查传
铁路工程信息化系统 培训讲义
第一部分 铁路桥梁预应力自动张拉系统
2016/07/01
www.rails.cn
1
目 录 TABLE OF CONTENTS
1.0 概况 2.0 设备系统 3.0 管理平台 4.0 现场应用 5.0 技术标准 6.0 经济性 7.0 可操作性 8.0 展望
2
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1.0 概况
千斤顶出顶端
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2.2 组成
传感系统
（3）液压传感器
变阻式液压传感器测量油压
量程：
0-60Mpa
精度：
±0.3%FS
环境条件： -25~85℃
25
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2.2 组成
传感器系统
（4）温度传感器
测量液压油温、环境温度
测量介质：
与不锈钢兼容的各种液体、气体或固体表面
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1.2 现状
公路自动化张拉设备
⑤ 稳定性及可靠性差 持续高压50MPa，作业环境恶劣，常发生卡阀或内泄现象，造成 张拉失控，无法卸荷回顶等现象。 ⑥ 无油温度测控 油温超过60℃时稀释严重，油路严重内泄，摩阻差别大，无法输 出高压。低温时，粘稠度变大，千斤顶摩阻增大，张拉力偏差大。 ⑦ 功能单一，控制精度低 仅能完成基本操作，张拉力控制精度达不到规范要求。 ⑧ 缺乏实施安全辅助功能 过程中，缺乏安全保护措施，事故隐患大。
1.1 背景 1.2 现状 1.3 研究 1.4 推广
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1.1 背景
铁路工程建设信息化 2016 推广应用
2015 试点实施 2014年 基础研究 2013年 全面启动
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1.2 现状
预应力施工重要性 安全性和耐久性的关键工序 直接关系到线路运营的安全。 预应力施工影响因素 预应力损失 张拉设备摩阻 张拉控制精度 操作人员熟练度 预应力张拉精度失控 锚固端出现裂纹 出现横向裂缝 纵向扭曲起拱 预应力筋拉断 结构失效、破坏，生命财产损失。
直接测量张拉力
位移传感器 压力传感器
千斤顶外侧
测量钢绞线伸长量
液压泵站供油口端及回油端 测量液压系统的工作油压及回油压力
温度传感器 油箱内、外侧
测量液压系统的工作油温，及环境温度。
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2.2 组成
传感系统 测力方式
液压换算 液压管路安装液压传感器，根据千斤顶参数换算成张拉力。 受油温、摩阻影响，测试精度低。 直接测力 千斤顶端安装压力传感器直接测量外荷载。 消除设备内部因素影响，受力明确、测试精准。
测温范围：
采用独特设计的超高压截止阀模式： 控制精度高 持荷稳压 耐久稳定
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2.2 组成
动力系统 （3）千斤顶
350t专用千斤顶，安装有压力传感器、液压传感器和位移测 量传感器，配备高压油管。
穿心孔径
φ170 mm
张拉行程
200 mm
19
19
2.2 组成 传感系统
传感器名称
安装位置
功能
测力传感器 千斤顶工作锚端
5
9
1.3 研究
存在诸多弊端，缺乏有效的质量控制手段。
立项
总公司于2014年设立科研课题，拟解决预应力传统后张法施工 的弊端，整体提升我国铁路桥梁的预制水平和管理水平。
课题名称：《铁路桥梁预应力自动张拉系统应用技术研究》
关注
2014年7月，在铁科院国家轨道试验 中心，总公司卢春房副总经理对自动张拉 技术进行了现场调研；高度重视项目的研 究进展。
21
21
2.2 组成
传感系统
（1）测力传感器
轮辐式传感器直接测力，力值不受千斤顶摩阻、温度影响
低高度，不增加下料长度。
测量剪应力原理，不受径向力影响。
抗偏载能力强，对作用力位置的变化不敏感。
刚性大，弹性变形小，工作状态稳定。
A
工具锚端
工具锚
工作锚端
传感器及连接件
A
A-A
22
1 — 轮箍 2 — 胶封 3 — 轮毂 4 — 轮辐
10
10
2.0 设备系统
2.1 构架 2.2 组成 2.3 功能特点 2.4 操作
11
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2.1 构架
具体问题
来自百度文库
控制原则
整体目标
设备系统不稳定
控制精度低 人工操控 不确定性 数据可靠性差
改进设备性能 消除人工干预 施工数据信息化
提高预应力施工质量 解决传统工艺弊端 提高劳动生产效率 组建信息化管理系统
5
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1.2 现状 铁路预应力混凝土桥梁传统后张法
人工操控油泵
人工换算张拉力
人工测量伸长值
人工记录数据
5
8
1.2 现状
施工工艺
张拉设备
一个普通油泵驱动一个千斤顶
传
操作方式
人工查看压力表手动操作
统
后
张 法
测量方式
人工测读液压表并换算张拉力 采用普通量具人工测读伸长值
数据记录
人工填表记录
弊端
参入大量人工干预 操作过程繁杂 测量精度较低 数据可信度较差 张拉设备需频繁校正 张拉效率不高
5 — 应变片 22
2.2 组成
传感系统 位移测量方式
•光电位移传感器 光学原理，反射受因素影响，光源易受干扰，测试准确性差。 •电阻式位移传感器 千斤顶活塞与缸体之间易旋转，拉杆变形损坏。 •拉线式位移传感器 测量精度高、结构紧凑、防震。
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2.2 组成
传感系统 （2）位移传感器 拉线(杆)式传感器，滑动导轨导向支撑，千斤顶与位移触点采用滑动
5
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1.2 现状
公路自动化张拉设备
① 模拟手动控制泵站 出油口安装液压传感器。测点距离油泵近，传感器冲击大。无法 解决千斤顶摩阻变化的影响，需要频繁进行标定。 ② 无法点对点标定 在超高压力时无法定值保压，校正采用过程读数记录，甚至采用 原始的用油表读数，引用误差大，校正误差大。 ③ 单点测控 一旦传感器故障，系统失控。威胁质量、人身安全。 ④ 液压系统性能低 无法实现超高压，无法连续均匀加压。
储看输
油油断 温压电 控控恢
制制复
16
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2.2 组成
动力系统 （1）液压泵站
高性能径向柱塞泵，工作油压可高达70 MP。
高压油泵
适用温度范围 电源电压
-10 ℃ ~ +45℃ 380V
电加热器
加载控制阀
风冷却器 液压站 缓释控制阀
温度传感器
换向阀
过滤系统
液压泵站的组成
17
17
2.2 组成
动力系统 （2）液压控制阀组
12
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2.1 构架
13
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2.1 构架
14
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2.2 组成
15
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2.2 组成
自动张拉系统组成
机械动力系统 传感器测量系统 张拉控制系统 数据管理系统
辅助系统
高
高 压 泵
站
性 能 电 磁
千 斤 顶
阀
力 传 感
器
位 移 传 感
器
压 力 传 感
器
张辅 拉助 控监 制测 系系
统统
数数无 据据线 存查传
铁路工程信息化系统 培训讲义
第一部分 铁路桥梁预应力自动张拉系统
2016/07/01
www.rails.cn
1
目 录 TABLE OF CONTENTS
1.0 概况 2.0 设备系统 3.0 管理平台 4.0 现场应用 5.0 技术标准 6.0 经济性 7.0 可操作性 8.0 展望
2
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1.0 概况