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摘 要：传统的预制梁后张法预应力施工人工干预较多，张拉误差大，难以保证制梁质量。通过市场调研、设备比选及现场试验研发适用于我国铁路预制梁的预应力自动张拉系统，以实现对预应力施加全过程智能化、精确控制。该系统包括高性能机械动力系统、传感器系统及智能控制系统，实现了梁体两端同步平衡张拉，预应力施加精准、均匀，力值和伸长量可精确校准。张拉数据自动化存储、传输并信息化管理。该系统还具有故障智能诊断、报警等功能。试验验证表明，预应力自动张拉系统功能全面，性能稳定、可靠，适应性强，高效便捷。
关键词：高速铁路箱梁；预制梁；预应力；自动张拉
为克服传统预应力施工方法的缺陷，研制了铁路桥梁预应力自动张拉系统。该系统可实现预应力自动化平衡张拉及精确施加，并用伸长量来实时校准和调控，具有张拉、持荷、锚固全过程智能控制，数据自动采集、存储，数据无线远程传输等功能。现场试验结果表明：张拉力偏差<0.5%、伸长值偏差<6%、两端不平衡力<5kN。与传统张拉工艺相比，应用该系统可显著提高工作效率，降低劳动强度。
一、箱梁预应力张拉自动控制系统概述
在信息化管理高速发展的现今，生产数据信息自动化采集已成为现代管理的重要组成，原始的张拉方法已不能满足现代生产的需要。由于高速铁路建设的特殊性，建设单位为临时组建单位，主要精力用于组织建设，进度及质量监督等方面的工作，无暇组织新技术新产品的研发，京沈客专股份有限公司针对京沈客运专线铁路工程建设提出“百年工程”的口号，按照工程施工质量是由施工准备、工序操作质量决定的，或者说工程施工质量是在施工过程中形成的，而不是最后检验出来的质量管理理念，要保证工程施工质量，就必须加强施工过程控制。工欲善其事，必先利其器，研发能够保证预应力施工质量的箱梁预应力张拉自动控制施工设备是预应力施工环节质量保证的关键。
预应力张拉自动控制系统的核心技术是超高压电液控制及配套测量技术，在传统的流体传动与控制基础上，吸收和融合当代超高压电液控液压油路开关技术、PLC、传感测量、计算机等新技术形成的技术结合体。在高速铁路CRTS-Ⅰ型轨道板和CRTS-Ⅲ型轨道板预应力张拉施工中已经有成熟应用。
二、箱梁预应力张拉自动控制系统施工要点
（一）机组运转构建。YL-0型箱梁预应力张拉自动控制系统主要是为解决传统桥梁张拉工艺中存在人为控制、手动测量、人工计算、人工记录、精度低、不可控的问题而研制的程序控制全自动化张拉设备，由2对千斤顶（4个），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、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。微电脑预设张拉工艺，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。
（二）标准力校准系统与张拉设备配套安装。施工开展中，工程人员要通过主机（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，如图：启动液压泵站，用标定系统对张拉系统进行标定，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，可标定16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。
（三）自动控制信息化系统搭建。箱梁预应力张拉自动控制信息化系统需要在客运专线、梁场和现场张拉设备之间组建网络。在硬件选择上，根据施工现场情况采用无线网络信息传输技术代替有线网络传输。采用高速率无线数传电台，它是一种远距离无线数据传输产品，它体积小，金属外壳，屏蔽性能好，抗干扰性强，内部采用集成功放，TCXO等高可靠性器件，内置看门狗，产品的稳定性及可靠性极高。在软件设计上，采用多种开发软件混合编程技术，发挥各自优势提高了系统的整体功能，使性能达到最优，软件操作简单，采用Windows资源管理器的操作界面，醒目直观。网络传输采用滑动窗口式通讯协议，数据传输速度快、性能稳定，通讯校验采用CRC校验，纠错能力强，防止了通讯错误产生的影响，全双工通讯方式，网络连通后可以进行数据发送和接收。
三、结语
桥梁预应力张拉是桥梁制作过程中一个重要环节，预应力张拉涉及到预应力损失、温度效应等诸多因素的影响，是一个复杂的非线性的力的分配和传递过程。预应力张拉精度是决定预应力结构安全与正常运营的首要条件，一旦施工中出现疏漏，预应力张拉精度失控，轻则会引起结构出现锚固端的纵向裂纹、反拱过大，重则会引起结构出现横向裂缝、预应力筋拉断等事故。
参考文献
[1] 王强.后张法预应力混凝土铁路桥槽形简支梁预制施工技术[J].铁道建筑，2015（12）.
[2] 吴冲，肖祥淋.铁路预制梁预应力自动张拉系统技术研究[J].铁道建筑，2014（11）.
[3] 李振军，解瑞松，郝超斌.浅谈咸旬高速公路淳化1#桥40m箱梁预制施工工艺[J].公路交通科技（应用技术版），2014（11）.
[4] 郭卫东.基于多品种生产的预制梁厂设计优化模型的研究[J].洛阳理工学院学报（自然科学版），2012（03）.
关键词：高速铁路箱梁；预制梁；预应力；自动张拉
为克服传统预应力施工方法的缺陷，研制了铁路桥梁预应力自动张拉系统。该系统可实现预应力自动化平衡张拉及精确施加，并用伸长量来实时校准和调控，具有张拉、持荷、锚固全过程智能控制，数据自动采集、存储，数据无线远程传输等功能。现场试验结果表明：张拉力偏差<0.5%、伸长值偏差<6%、两端不平衡力<5kN。与传统张拉工艺相比，应用该系统可显著提高工作效率，降低劳动强度。
一、箱梁预应力张拉自动控制系统概述
在信息化管理高速发展的现今，生产数据信息自动化采集已成为现代管理的重要组成，原始的张拉方法已不能满足现代生产的需要。由于高速铁路建设的特殊性，建设单位为临时组建单位，主要精力用于组织建设，进度及质量监督等方面的工作，无暇组织新技术新产品的研发，京沈客专股份有限公司针对京沈客运专线铁路工程建设提出“百年工程”的口号，按照工程施工质量是由施工准备、工序操作质量决定的，或者说工程施工质量是在施工过程中形成的，而不是最后检验出来的质量管理理念，要保证工程施工质量，就必须加强施工过程控制。工欲善其事，必先利其器，研发能够保证预应力施工质量的箱梁预应力张拉自动控制施工设备是预应力施工环节质量保证的关键。
预应力张拉自动控制系统的核心技术是超高压电液控制及配套测量技术，在传统的流体传动与控制基础上，吸收和融合当代超高压电液控液压油路开关技术、PLC、传感测量、计算机等新技术形成的技术结合体。在高速铁路CRTS-Ⅰ型轨道板和CRTS-Ⅲ型轨道板预应力张拉施工中已经有成熟应用。
二、箱梁预应力张拉自动控制系统施工要点
（一）机组运转构建。YL-0型箱梁预应力张拉自动控制系统主要是为解决传统桥梁张拉工艺中存在人为控制、手动测量、人工计算、人工记录、精度低、不可控的问题而研制的程序控制全自动化张拉设备，由2对千斤顶（4个），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、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。微电脑预设张拉工艺，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。
（二）标准力校准系统与张拉设备配套安装。施工开展中，工程人员要通过主机（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，如图：启动液压泵站，用标定系统对张拉系统进行标定，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，可标定16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。
（三）自动控制信息化系统搭建。箱梁预应力张拉自动控制信息化系统需要在客运专线、梁场和现场张拉设备之间组建网络。在硬件选择上，根据施工现场情况采用无线网络信息传输技术代替有线网络传输。采用高速率无线数传电台，它是一种远距离无线数据传输产品，它体积小，金属外壳，屏蔽性能好，抗干扰性强，内部采用集成功放，TCXO等高可靠性器件，内置看门狗，产品的稳定性及可靠性极高。在软件设计上，采用多种开发软件混合编程技术，发挥各自优势提高了系统的整体功能，使性能达到最优，软件操作简单，采用Windows资源管理器的操作界面，醒目直观。网络传输采用滑动窗口式通讯协议，数据传输速度快、性能稳定，通讯校验采用CRC校验，纠错能力强，防止了通讯错误产生的影响，全双工通讯方式，网络连通后可以进行数据发送和接收。
三、结语
桥梁预应力张拉是桥梁制作过程中一个重要环节，预应力张拉涉及到预应力损失、温度效应等诸多因素的影响，是一个复杂的非线性的力的分配和传递过程。预应力张拉精度是决定预应力结构安全与正常运营的首要条件，一旦施工中出现疏漏，预应力张拉精度失控，轻则会引起结构出现锚固端的纵向裂纹、反拱过大，重则会引起结构出现横向裂缝、预应力筋拉断等事故。
参考文献
[1] 王强.后张法预应力混凝土铁路桥槽形简支梁预制施工技术[J].铁道建筑，2015（12）.
[2] 吴冲，肖祥淋.铁路预制梁预应力自动张拉系统技术研究[J].铁道建筑，2014（11）.
[3] 李振军，解瑞松，郝超斌.浅谈咸旬高速公路淳化1#桥40m箱梁预制施工工艺[J].公路交通科技（应用技术版），2014（11）.
[4] 郭卫东.基于多品种生产的预制梁厂设计优化模型的研究[J].洛阳理工学院学报（自然科学版），2012（03）.