铁路桥梁静载试验系统
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微控铁路桥梁静载试验系统
概述
微控铁路桥梁静载试验系统是武汉希萌工程咨询有限公司和武汉远通路桥物资有限公司联合开发的全新计算机全自动控制桥梁静载试验系统。
它集桥梁静载试验前期准备(包括:桥梁静载试验加载计算,千斤顶自动配套标定和线性回归计算,试验加载循环历程确定,试验大纲自动输出为word文档),试验过程的全自动加载控制和加载过程信息的全记录(可以做到试验过程一人完成,自动加载到各级载荷,在各级载荷处自动持荷保压和全过程地记录加载载荷,梁在加载过程中的个点挠度,及时就算出加载过程的中跨弯矩和梁的挠跨比,加载和记录精准),和试验完毕后,立刻自动输出word文档的试验报告(包括:加载设备布置一览表、加载历程一览表、百分表布置一览表、试验加载记录表、试验挠度记录表、试验时间记录表、产品质量检验报告等)于一体。
有了本系统,彻底改变制梁厂在做桥梁静载试验时,全厂停工参与试验的现状。
极大地减少桥梁静载试验的工作量。
使得桥梁静载试验的常态化和可控化得到保障。
本系统主要由试验软件系统、试验控制计算机、试验液压站控制系统和试验用液压站四部分组成。
各部分相对独立又极易组合。
整套设备及其适合目前流动制梁厂使用。
软件部分
软件系统主界面
试验梁信息、参数录入、加载设备安排和百分表布置对话框
加载载荷计算对话框
加载循环历程编辑对话框
液压张、千斤顶配套标定对话框
配套标定计算机制动数据采集界面。
第二章 静载试验北浩龙江大桥位于广西省柳州市柳城县,采用40+64+40m 三跨一联预应力砼变高度箱形连续梁,属于新建铁路桥梁。
根据结构特点,静载试验选择3跨(0#台~1#墩边跨、中跨、1#墩~2#墩边跨)进行试验,经过各方单位几天的密切配合和精心准备,于2008年7月10日上午6:30至下午18:00完成了对0#桥台到3#墩之间的桥跨的全部3种工况的现场静载试验。
柳州贵阳图2.1北浩龙江大桥立面布置图(单位:m )2.1测点布置与测试方法2.1.1 控制截面应力测试应变测试主要采用表面式振弦式应变计,配合读数仪,测量精度控制在±0.2MP 以内。
应变值通过记录的N 或L 值得到:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯=-=∆20219211110N N K εεε=-1L 0L式中,K=4.062,N、1L——当前值,0N、0L——初始值。
1为消除温度变化的影响,在梁体非受力位置布置一个应变温度补偿测点。
下游(a)跨中截面测点布置图下游(b)墩顶截面测点布置图图2.2 梁体控制截面应变测点布置示意图2.1.2 梁体竖向静挠度测试在边跨跨中、中跨跨中、中跨L/4、中跨3L/4及各支座截面布置挠度测点,上下游两侧对称布置。
考虑到连续梁桥的特点,各控制截面加载时,除了测试本试验跨支点外,还需测试两相邻桥跨跨中、支点处布置挠度测点,测点布置如图2.3所示。
挠度测试主要采用高精密水准仪进行,测试时,须找取不受荷载影响的稳定的后视点。
此项内容主要为评判桥梁的竖向刚度提供依据。
同时,还可监测各支点的沉降。
试验跨试验跨试验跨图2.3 挠度测点布置示意图2.1.3 裂缝观测为了确保梁体的工作状态,试验过程中及加载后,须对梁体控制截面进行详细观测,包括裂缝的出现及扩展情况。
若混凝土出现裂缝,则进行裂缝状况描绘,并采用20倍的刻度放大镜或安装千分表进行裂缝宽度量测。
2.2 理论分析为了准确分析该的结构特性和确定最不利轮位布载,理论分析主要采用“桥梁博士”系统3.03版以及MIDAS大型有限元分析程序分别计算内力影响线、控制截面的应力和变形等参数。
铁路桥梁静载试验自动控制装置应用技术摘要预制无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁作为高速铁路的重要组成部分,其施工水平及施工质量直接影响高速铁路的运行速度和安全质量。
静载弯曲试验是检验简支梁结构性能的重要手段,也是检验桥梁抗裂性能及刚性的常用方法。
本文以新建郑州至济南铁路项目为依托,从铁路桥梁静载试验自动控制装置的应用,进行阐述静载试验自动控制在预制无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁桥梁质量检测中的优势作用,以及发展趋势,为类似预应力施工提供借鉴。
关键词预制无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁静载试验自动控制装置应用技术1引言在预制无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁施工中,考虑桥梁设计载荷,确保箱梁生产质量满足设计要求,依据规范《高速铁路预制后张法预应力混凝土简支梁》(TB/T 3432-2016 )[1]要求“5.5.1当有下列情况时,应进行静载弯曲抗裂性及挠度试验:a)、首孔(件)生产时;b)、正常生产中,每种类型每种跨度,每60件时;c)、有质量缺陷,可能对产品的抗裂性及刚度有较大影响时”,郑济铁路ZPZQ-Ⅲ标段浚县制梁场对XQ24ZW-110箱梁进行静载试验,本次试验采用铁科院JSZK型铁路桥梁静载试验自动控制装置进行静载试验。
图1 铁路桥梁静载试验自动控制装置试验结构示意图2 工程概况新建郑州至济南铁路连接山东、河南两省省会,线路呈西南走向。
郑州至濮阳段东起濮阳市濮阳东站,途径濮阳市、安阳市,省直管县滑县,鹤壁市,新乡市、郑州市,终至既有郑州东站。
线路正线全长197.279 km,桥梁7 座178.342km,桥梁比重90.4%。
新建、改(扩)建车站7个,其中郑州东站、新乡东站为既有车站改(扩)建,濮阳东、内黄、滑县浚县、卫辉南、平原新区为新建车站;同时新建杨庄、马渡和马村共3 个线路所,改建郑徐客专鸿宝线路所。
新建郑州至济南铁路郑州至濮阳段站前Ⅲ标段,起止里程DK275+695.83~DK307+594.8,线路长度31.413km,主要工程:滑县浚县站 2.111km,大运河特大桥(济南台~885#墩(不含)下部及连续梁施工),1 处制梁场。
桥梁静载试验方法步骤-回复桥梁静载试验是评估桥梁结构承载能力和安全性的重要手段。
在进行桥梁静载试验时,需要按照一定的步骤进行操作。
下面将详细介绍桥梁静载试验的方法步骤。
步骤一:准备工作首先,需要对桥梁的技术资料进行详细的调查和研究,包括桥梁的结构形式、材料特性、设计载荷等相关信息。
同时,还需要对试验设备进行检查和校准,确保设备的精确度和可靠性。
步骤二:试验方案制定根据桥梁的特点和试验目的,制定科学合理的试验方案。
试验方案应包括试验加载方式、加载阶段划分、静载试验荷载的大小和载荷示值的测量精度等内容。
步骤三:安装测量设备在进行静载试验之前,需要将各种测量设备安装在桥梁上,以便测量和记录试验数据。
常用的测量设备包括应变仪、位移传感器、测斜仪、倾斜仪等。
步骤四:加载力的施加根据试验方案,在桥梁上施加试验荷载。
试验荷载通常包括静载、脉冲荷载和疲劳荷载等,以模拟桥梁在不同工况下的受力情况。
在施加荷载过程中,需要记录荷载大小和加载过程中的变形情况。
步骤五:变形和应力监测在试验过程中,需要实时监测桥梁的变形和应力情况。
通过应变仪等设备可以对桥梁各个部位的应变情况进行测量和记录,以判断结构的受力状态。
同时,还需要使用位移传感器等设备监测桥梁的位移变化,以评估结构的刚度和变形能力。
步骤六:数据分析和评估试验结束后,需要对试验数据进行分析和评估。
通过对测量数据的处理和分析,可以得出桥梁的承载性能、刚度和变形能力等重要参数,并进一步进行结构的评价和安全性的判定。
步骤七:试验报告编写根据试验数据的分析结果和评估结论,撰写试验报告。
试验报告应包括试验目的和任务、试验过程的描述、试验数据的分析和评估结果等内容,为后续的结构设计和改进提供科学依据。
桥梁静载试验是一项复杂而细致的工作,需要经过精心的计划和操作。
只有通过科学合理的试验方法和步骤,才能获得准确可靠的试验数据,并为桥梁结构的安全性评估提供重要参考。
Engineering Equipment and Materials | 工程设备与材料 |·103·PLC 在何晓涛(中铁五局集团第二工程有限责任公司,湖南 衡阳 400074)摘 要:在铁路客运专线900t 箱梁静载试验过程中对压力进行自动化加载控制,以往都是靠人工来完成加载任务,自动化程度不高,效率低。
鉴于这种情况,文章提出了基于PLC 程序实现静载试验自动加载压力的系统功能,通过压力传感器构建闭环控制系统。
压力传感器实时与系统设定值进行比较,通过计算,PLC 控制信号输出至电动机械千斤顶控制电机的变频器上,变频器控制电机的启停和转速,实现千斤顶顶升力的调节,实现了对静载试验的自动化,缩短试验时间,改善操作条件,降低能源消耗,从而保证了试验的快速性、准确性、合理性,更好地满足了试验的需要,提高了经济效益。
关键词:箱梁静载试验;成套设备;PLC;人机界面中图分类号:U446 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2019)08-0103-03作者简介:何晓涛(1985—),男,本科,工程师,研究方向:工程机械。
1 客运专线简支箱梁设计简介客运专线正线桥梁标准设计采用后张法预应力混凝土无碴轨道简支箱梁,最常见的跨度是31.5m (直线和曲线)。
梁体结构设计在正常使用条件下寿命为100年。
单箱单室等高简支箱梁为截面类型,梁端的腹板、底部和顶部局部向内侧加厚。
桥上人行道栏杆净宽13.2m ,桥面宽度防撞墙桥面宽9.4m ,桥梁宽13.4m 。
桥梁向支座中心距4.5m ,梁高3.05m ,跨度31.5m ,梁长32.6m 。
采用ZK 标准活载为列车竖向活载纵向计算,采用ZK 特种活载则为横向计算。
净活载为跨度的1/5141,其挠度为6.12mm 。
q2=1.0319为跨中截面集中剪力滞系数,而q1=1.017则为跨中截面综合剪力滞系数。
设计荷载下,理论计算强度安全系数K=2.01,跨中抗裂安全系数Kf=1.41。
铁路桥梁检定铁路桥梁是铁路运输系统中重要的组成部分,对于确保列车安全和顺畅运行起着关键作用。
因此,对铁路桥梁进行定期的检定工作显得尤为重要。
本文将介绍铁路桥梁检定的目的、方法以及其在铁路运输系统中的作用。
一、检定目的铁路桥梁检定的主要目的是评估桥梁的结构完整性和承载能力,确保其能够安全可靠地承受列车的荷载。
通过检定,可以及时发现桥梁的结构问题和缺陷,为后续的维修和加固工作提供依据。
同时,检定还可以评估桥梁的使用寿命,为修建新的桥梁提供经验和参考。
二、检定方法1. 目视检查:检定人员首先进行桥梁的目视检查,观察桥梁的外观和结构是否存在明显的破损、变形或腐蚀等问题。
同时,还要检查桥墩、桥面、栏杆等部位是否完好,是否存在松动和裂缝等现象。
2. 静载试验:静载试验是一种常用的桥梁检定方法。
通过在桥梁上加压,模拟列车通过时的荷载情况,评估桥梁的承载能力。
试验时需要考虑列车的最大荷载和速度等因素,确保试验的真实性和准确性。
3. 动载试验:动载试验是模拟列车通过桥梁时的振动情况,评估桥梁的结构稳定性和动态响应能力。
试验时需要安装传感器来监测桥梁的振动情况,并进行数据分析和处理。
4. 非破坏性检测:非破坏性检测是一种用于评估桥梁结构完整性的重要方法。
通过使用声波、超声波、磁力、雷达等技术,检测桥梁内部的缺陷和裂纹等问题。
这种方法可以在不破坏桥梁结构的情况下,提供较准确的检测结果。
三、检定的作用1. 确保列车安全:铁路桥梁作为列车行驶的通道,其安全性直接关系到列车的安全。
通过定期检定,可以及时发现桥梁的结构问题和缺陷,避免发生桥梁坍塌和事故等情况,保障列车和乘客的安全。
2. 提高运输效率:桥梁的承载能力直接影响列车的运输能力和效率。
通过检定,可以评估桥梁的承载能力,合理安排列车的荷载,提高运输效率,减少运输成本。
3. 延长使用寿命:定期检定可以评估桥梁的使用寿命,及时发现并修复桥梁的结构问题,延长桥梁的使用寿命,减少维修和加固成本。
铁路桥梁静载试验自动控制装置的研制? 铁路桥梁静载试验自动控制装置的研制铁路桥梁静载试验自动控制装置的研制孙金更(中国铁道科学研究院标准计量研究所,国家铁路产品质量监督检验中心,北京100081) 摘要:静载试验是铁路预制梁在产品认证、批量生产中的重要检验手段,试验需多台千斤顶同时加载运行,需要的工作人员多、千斤顶同步加载精度控制困难。
介绍一种集加载、检测、记录等功能为一体的自动控制系统,并具备远程实时监控、试验数据及现场图像实时上传等功能;大量节省试验人员数量的同时,提高试验的精度,具有一键启动完成计算、加载试验、出具试验报告等功能,实现铁路桥梁静载试验的全过程自动化、数据化和信息化,满足桥梁质量控制和铁路建设信息化管理需求。
关键词:铁路桥梁;预应力混凝土梁;静载试验;自控装置 1 概述截至2015年底,中国铁路营业里程达12.1万km,高铁运营里程达1.9万km。
高速铁路桥梁所占线路全长比例在55%以上,随着“十三五”高速铁路建设规模扩大,桥梁用量将大幅增加。
以京沪高铁为例,桥梁占线路全长的80%以上,正线桥梁244座,总长1 061 km。
其中最常用的跨度32 m双线整孔简支梁共计27 973孔,全线简支梁桥总长达956 km,占桥梁总里程的90%以上[1-3]。
高铁采用“以桥代路”是为了保证线路的高平顺性、高稳定性、高精度、小残变及少维修等特性,不仅避免了路基沉降周期、大大缩短建设工期,而且减少耕地的占用,节约了土地资源。
高架立交保证了高速通行,以满足高速铁路运营密度大、运行速度高、舒适度要求高的需要。
目前我国正加紧“八纵八横”高速铁路网建设,高速铁路桥梁设计使用年限为100年,桥梁质量直接关系到铁路运营安全。
因此,桥梁技术是铁路建设的核心,桥梁质量是线路质量安全的基本保障,其安全性及不易更换性至关重要,故我国铁路桥梁生产实行国家生产许可证制度管理,而静载试验是评定桥梁使用性能的唯一技术手段[4-6]。
预制箱梁静载试验方法根据《350km/h客运专线预应力砼箱梁暂行技术条件》的要求,后张法预应力简支箱梁进行生产后,进行静载弯曲抗裂性及挠度试验。
1 检验项目及质量标准静载弯曲抗裂系数Kf≥1.20。
在静活载作用下的竖向挠度限值ψf≤1.05f。
2 箱梁静载试验条件当有下列情况时,应进行静载弯曲抗裂性及挠度试验:本工程的第一孔梁;正式生产后,原材料、工艺有较大变化,可能影响产品性能时;批量生产中出场检验时,即现场制梁每批50孔应对不同梁别的梁各抽一片;有质量缺陷、可能对产品的抗裂性及刚度有较大影响时;生产条件有较大改变而可能影响产品的使用性能时;交库技术资料不全,或对资料发生怀疑时。
3 设备及布置静载试验设备试验台:根据高速铁路箱梁的特点,以及采用反力架与固定台座的经济成本分析比较,拟采用固定式静载试验台座。
试验设备:配备16台250t液压千斤顶,千斤顶的摩阻系数不大于1.05,并配以0.4级精密压力表,16个压力传感器,一台油泵站,一套测力控制微机处理系统油泵,百分表、钢卷尺和放大镜。
4 静载试验的时间和加载力静载试验应在砼承受全部预应力15d后进行。
试验梁和试验日期确定后,根据梁的设计抗裂安全系数,考虑砼未完成的预应力损失(包括钢绞线的松弛、砼收缩徐变造成的预应力损失,试验设备重量对试验产生的影响等因素),计算出各加载等级的外加力,并根据各千斤顶校验记录,换算为各千斤顶各级加力油表读数。
经复核无误后,向每台千斤顶、操作台及指挥人员交底。
5 加载程序及操作方法静载试验加力分两个阶段进行,以加力系数表示加载等级。
其加载程序如下:第一循环:0→基数级Ka(5min)→0.70(5min)→0.80(5min)→静活载级Kb(5min)→1.00(20min)→逐渐卸载至0;第二循环:0→基数级Ka(5min)→0.70(5min)→0.80(5min)→静活载级Kb(5min→1.00(10min)→1.05(10min)→1.10(10min)→1.15(10min)→1.20(20min)→逐渐卸载至0(括号内数字为持荷时间)。
兴业屯特大桥基桩抗压静载试验方案一、工程概况工程位置:新建至铁路工程兴业屯特大桥。
桩基础设计单位:铁道第三勘察设计院集团有限公司。
桩基础施工单位:中铁二十二局哈佳铁路项目部。
检测单位:市晟达建设工程质量检测有限公司。
场地拟建建筑物为新建至铁路工程兴业屯特大桥试验桩。
试验桩采用钻孔灌注桩,中心里程为DK59+618.45,主要设计参数见表1:表1 试验桩主要设计参数二、试验依据《铁路工程基桩检测技术规程》〔TB10218-2008〕《建筑地基基础设计规》〔GB50007-2002〕三、试验目的1.测定单桩竖向荷载作用下的荷载和变形。
2.测定桩的分层侧阻力和端阻力。
3.检验成桩工艺及质量控制。
4.通过载荷试验,检测桩基的承载力与桩基的沉降数据,验证设计参数的可靠性及施工工艺的可行性。
四、单桩竖向抗压静载试验的基本原理单桩竖向抗压静载试验,是一种原位测试方法,其基本原理是将竖向荷载均匀地传递到桩基上,通过实测单桩在不同荷载作用下的桩顶沉降,得到静载试验的Q-S曲线及S-lgt等辅助曲线,然后根据曲线推求单桩竖向抗压极限承载力等参数;根据安装于桩身侧面及桩底的测试仪测定桩在极限状态下的分层极限摩阻力和极限端阻力值。
五、仪器设备1.加载设备:油压千斤顶,高压油泵站,JZ-A1型静载荷测试系统。
2.载荷与沉降测量仪表:载荷量测压力传感器测试,沉降量测采用位移传感器(精度小于1%)和百分表共同测量,百分表精度为0.01 mm。
荷载与沉降量测仪表均经过指定的计量标定单位进行计量标定。
3.桩侧及桩端应力测试:使用钢筋应力计和土压力盒。
4.本试验按照设计要求采用锚桩反力梁装置,采用4锚1试,试验反力设计单位已验算过。
5.基准梁由两根6m长型号15b的工字钢组成。
6.千斤顶最大量程500吨,采用2~3台千斤顶并联装置,千斤顶最大使用荷载不应超过量程的80%。
7、锚桩⑴根据设计文件要求施工。
8、反力装置的验算(参见附录1)六、侧摩阻、端阻测试计算1.测试仪器选择选用弦式仪器进行桩侧摩阻测试。
全预应力混凝土铁路简支梁静载试验方案中铁大桥局二公司马尾制梁场二〇〇七年六月1.试验依据:TB/T2092-2003《预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准》2.加载系统1)仪器加载所用仪器见下表:油压表和钢卷尺均须经法定计量检定部门检定合格,且在有效使用期内。
钢卷尺应经悬空检定。
2)加力架布置图1 加力架立面图2 加力架平面3.加载前准备1)加载前将配套的千斤顶和压力表在精度不低于三级的试验机上进行分级标定,级差不大于加载最大值的10%,加载速度不大于3KN/s,标定的最大荷载不小于加载最大值的1.1倍,且持荷10分钟。
标定方式采用千斤顶顶压试验机的方式,标定时的活塞外露量应约等于试验最大荷载时的外露量,各级荷载下应以压力表的表盘整读数对应试验机的读数。
标定数据进行线性回归,相关系数不小于0.999,并根据加载等级计算各级荷载下的表示值。
2)梁两端支座的相对高差应不大于10mm,同一支座两侧或同一端两支座高差应不大于2mm。
3)试验梁移入台座对中后,在梁顶标出腹板中心线作为梁体的加载中心线,并在每一加载点铺设垫层及钢座板。
钢座板用水平尺找平后,移入千斤顶。
4)各千斤顶中心与梁顶加载中心线纵横向位置偏差均应不大于10mm。
5)各千斤顶中心与加力架横梁中心纵横向偏差均应不大于10mm,且应垫实两者之间的空隙。
6)加载前用放大镜在梁体跨中两侧1/2跨度范围内的下缘和梁底面进行外观检查;对初始裂缝(表面收缩裂缝和表面损伤裂缝)及局部缺陷用蓝色铅笔详细描出。
7)试验前仔细核查原始资料。
8)梁体挠度测量部位在跨中及支座中心两侧,测量挠度的支架应牢固、稳定、且不应受加载时试验台座变形的影响。
4.加载方法1)试验梁的加载分两个循环进行。
以加载系数K表示加载等级,加载系数K时加载试验中梁体跨中承受的弯矩与设计弯矩之比。
试验准备工作结束后梁体承受的荷载状态为初始状态;基数级下梁体跨中承受的弯矩指梁体质量与二期恒载质量对跨中弯矩之和。
精心整理跨黔桂扩能铁路大桥、狮头河1号中桥、绿荫河中桥单梁静载试验方案1、工程概况跨黔桂扩能铁路大桥为跨黔桂扩能铁路和地方规划甘塘镇四号路而设,与路线成105度交角。
上部构造采用4-30m预应力T梁、先简支后结构连续;下部构造采。
1跨中桥立面图狮头河1号中桥跨越狮头河而设,路线与河沟与600交角,上部结构采用3-16m 预制预应力混凝土空心板;下部结构采用桩基础;设计荷载公路-I级;桥面宽度15.5m。
图3狮头河1号中桥立面图为保证桥梁施工质量及施工安全,需对这3座桥梁的预制单梁进行静载检测,234本次桥梁检测的的主要仪器设备见下表:5、板梁静力荷载试验静力荷载试验是检验单梁承载能力最直接有效的手段和方法,主要是通过测量30m对狮头河5.1-I级,之S——静力试验荷载作用下,某一加载试验项目对应的加载控制截面内力s或变位的最大计算效应值;S'——控制荷载产生的同一加载控制截面内力或变位的最不利效应计算值;μ——按规范取用的冲击系数值。
5.2、加载方案本次静力荷载试验初步拟定采用液压千斤顶在跨中施加荷载,为了防止结构在加载过程中意外损伤,静力试验荷载采用分级加载的方式。
本次荷载试验初步拟定分五级加载,然后分三级卸载。
在加载过程中通过实时监测各测点挠度及应变变化来控制实际加载进度。
采用液压千斤顶在跨中施加荷载,应在千斤顶处参照下图布置分配梁,不可将千图4应变测试方法:在跨中截面的应变测试点处粘贴电阻应变片,通过静态电阻应变仪测得相应的应变值。
5.4、测点布置应变测点:布设于各试验对象的跨中截面处,沿截面底板布置4个测试点。
挠度测点:布设于各单梁的跨中截面、L/4截面、3L/4截面,其中跨中布置3个,L/4截面、3L/4截面各布置1个。
支点沉降位移测点:布设于单梁两端的支点处,共2个位移测点,均采用百分表顶支于支座截面测量。
图5挠度测点布置示意图图6应变测点布置示意图(2)实验准备:提前组织相应数量的堆载重物及堆载人员、设备,同时组织现场供电、照明设施等相关工作,检测方应校验检测仪器设备。
目前,我国铁路桥梁按照T B/T 2092—2003《预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准》[1]进行静载弯曲试验,该试验是评定桥梁使用性能的主要手段。
铁路桥梁静载试验智能化自控系统能够自动完成评定标准所规定加载试验的全过程,加载同步,操作简单,结构稳定、安全,一体化程度高,实现了铁路桥梁静载试验全过程的自动化和信息化。
新建郑州—阜阳铁路ZFZQ-2标扶沟制梁场总面积11.6万m2(174亩),共承担470榀预应力简支箱梁预制及架设任务。
为满足施工需要,保证产品质量,制梁场采用JSZK-Ⅰ型静载试验智能化自控系统。
1 系统原理静载试验智能化自控系统采用模块化结构设计,由主控、加载、校核、荷载测量、挠度测量、裂缝检测、BIM数据传输、安全应急及报警8个模块组成(见图1),配置对应软件程序和接口。
主控模块是加载智能化自控系统的核心,按照预定算法进行计算、分析和判断,完成数据记录、传输以及报告输出;加载模块按照主控模块指令为静载试验提供加载动力;校核、荷载测量模块采用轮辐测量传感器,用于智能化自控系统在高铁预制箱梁静载试验中的应用■ 刘志战 刘玉卿 陈宏君 张金帆 郭文昌 尹晓夏摘 要:为满足施工需要,保证产品质量,制梁场在进行铁路桥梁静载试验时采用智能化自控系统,可实现静载试验全过程的自动化和信息化。
介绍智能化自控系统的组成原理,从准备工作、设备安装、应用过程、注意事项等方面分析系统应用情况,并与传统试验方法进行对比,结果表明智能化自控系统具有显著优越性,可确保试验数据的精确性,减少人工投入,提高试验效率及试验结果的可靠性。
关键词:铁路桥梁;智能化;信息化;自控系统;静载试验中图分类号:U24 文献标识码:A 文章编号:1672-061X(2018)05-0028-05 DOI:10.19550/j.issn.1672-061x.2018.05.028图1 智能化自控系统组成加载模块荷载测量模块校核模块挠度测量模块主控模块BIM数据传输模块安全应急及报警模块裂缝检测模块采集加载的力值并检校,为主控模块提供数据并形成闭环;挠度测量模块采用光栅位移计,用于测量梁体在受力后发生的挠度变形,并将数据提供给主控模块进行计算;裂缝检测模块采用振弦检测及图像识别,用于梁体下缘底面及侧面受力裂缝的检测,并提供裂缝的数据及影像资料;BIM数据传输主要通过主控模块的软件程序实现与信息化平台的互联互通;安全应急及报警模块用于防止断电、加载异常等突发情况对静载试验装置的软硬件造成损坏,并实施设备自检、不合格预警、异常情况的报警及处置。
自动静载系统在 40m铁路箱梁静载试验中的应用1.中建铁路投资建设集团有限公司中建股份科技研发计划资助2.CSCEC-2020-Z-50 《高速铁路40m大跨度简支箱梁精益建造技术研究》摘要:随着我国高速铁路的不断发展,铁路预制梁质量要求越来越高,静载试验是检验铁路预制梁整体质量最重要的一种手段。
静载试验传统的加载系统是实行多个千斤顶人工控制的措施,人为误差因素较多,以及各千斤顶采用独立泵站控制,荷载加载时容易发生荷载值大小不一、持核不准现象,鄱阳制梁场采用自动静载系统对40m铁路箱梁静载试验,实现智能加载,减少人工,解决了诸多人为误差,提高了试验结果准确性,从而保证了梁体质量。
自动静载在铁路行业达到了良好的效果,具有较高的推广价值。
关键词:静载试验;自动静载;40m铁路箱梁;梁体质量0引言静载试验,对铁路制梁场而言是生产鉴定性试验。
铁路简支梁静载试验是按照简支梁试验方法预应力混凝土梁静载弯曲试验试验方案,将静止的荷载作用在铁路简支梁上的指定位置上,观测铁路简支梁结构的静力位移、静力应变、裂缝、挠度等参量的试验项目,然后根据简支梁试验方法预应力混凝土梁静载弯曲试验的评价指标,判断桥梁结构的承载能力及使用性能。
鄱阳制梁场铁路简支箱梁生产中对40m简支箱梁进行静载试验,为实现减少人为因素影响,确保智能加载实验数据准确可靠,达到静载试验信息化管理,采用自动静载系统对梁体进行静载试验。
1静载试验状况分析目前铁路静载试验可分两种试验状况:第1种状况,梁场铁路桥梁静载试验采用人工加载、人工读数、人工观测、人工计算判定数据,试验时由人工操作多台(40m箱梁采用14台)油泵分别控制液压千斤顶进行加载,采用6块百分表测量挠度值。
第2种状况,梁场铁路桥梁静载试验采用智能自控系统装置,试验人员完成梁型、梁号等基础信息参数配置后,智能自控系统装置自动生成《静载试验计算单》,一键启动试验即可按照标准自动循环加载、同步加载、自动平衡、自动检测判定、自动输出《静载试验报告》,自动传输试验数据及图像。
浅谈铁路预制T梁静载试验过程控制要点摘要:桥梁质量是中国高速铁路运营安全的基石,铁路桥梁的质量检验均采用静载弯曲试验进行评定,检测梁体的刚度和抗裂性是体现桥梁质量的关键点,整个试验的过程控制、操作、测量等尤为关键,否则会对试验结果造成假象,对检验结果造成不合格。
本文结合客运专线箱梁、T梁施工经验,对铁路桥梁静载试验控制要点进行叙述。
关键词:静载试验施工质量1静载试验的重要性静载试验是对桥梁质量检验的关键试验,是对桥梁结构预制梁进行检测,了解桥梁工作状态和承载能力,以验证桥梁结构的设计计算理论和检验施工质量,确保桥梁结构的安全性和可靠性。
桥梁质量不达标导致严重的交通安全受到威胁;同时也是对企业工业产品生产检验认可的关键项目。
2 静载试验的抽样原则产品质量检验时,检测结构从企业自检合格的库存成品梁中,采取随机抽样与特定抽样相结合的抽样方法进行选取。
正常投入生产时,企业从所生产成品梁中,对首件梁进行抽取,后期T梁每种跨度120件或有质量缺陷可能对产品的抗裂性和刚度有较大影响时,抽取一件梁进行静载试验。
静载试验样品梁宜遵循以下六个抽样原则:跨度——以大代小、梁别——以双代单、梁高——以低代高、设计——以弱代强、工艺——以难代易、质量——以劣代优(指张拉龄期最短、强度、弹模较低者)。
3 静载试验的条件静载试验宜在预制梁终张拉或放张30d后进行,不足30天时应由设计单位检算确定。
4试验所需资源试验的基本资源需求表资源试验台座反力架支座千斤顶压力传感器读数仪油压表油泵数量1个1个2个5个5个5个5个5个资源百分表放大镜秒表钢卷尺钢板锚具水准仪记录表数量6个4个2个1把5块若干1个7份试验所用计量设备、仪器、仪表等均需经法定计量部门检定合格,且在有效期内使用。
试验设备的整体工作能力不应小于1.2倍的最大试验荷载。
5 试验安装及前期准备①T梁选用圆柱面或摇轴支座,两端支座相对高差不大于10mm,同一支座两侧高差不大于2mm,支座安装后实测跨度需符合设计要求。
微控铁路桥梁静载试验系统概述微控铁路桥梁静载试验系统是武汉希萌工程咨询有限公司和武汉远通路桥物资有限公司联合开发的全新计算机全自动控制桥梁静载试验系统。
它集桥梁静载试验前期准备(包括:桥梁静载试验加载计算,千斤顶自动配套标定和线性回归计算,试验加载循环历程确定,试验大纲自动输出为word文档),试验过程的全自动加载控制和加载过程信息的全记录(可以做到试验过程一人完成,自动加载到各级载荷,在各级载荷处自动持荷保压和全过程地记录加载载荷,梁在加载过程中的个点挠度,及时就算出加载过程的中跨弯矩和梁的挠跨比,加载和记录精准),和试验完毕后,立刻自动输出word文档的试验报告(包括:加载设备布置一览表、加载历程一览表、百分表布置一览表、试验加载记录表、试验挠度记录表、试验时间记录表、产品质量检验报告等)于一体。
有了本系统,彻底改变制梁厂在做桥梁静载试验时,全厂停工参与试验的现状。
极大地减少桥梁静载试验的工作量。
使得桥梁静载试验的常态化和可控化得到保障。
本系统主要由试验软件系统、试验控制计算机、试验液压站控制系统和试验用液压站四部分组成。
各部分相对独立又极易组合。
整套设备极其适合目前流动制梁厂使用。
软件部分软件系统主界面本系统软件的主界面见图1,界面上包括左边的6个电子百分表,用于实时测定梁的实际挠度,并可以实时显示梁在试验时的挠跨比。
右边是加载液压站数据显示和控制部分,有液压系统压力,通过标定数据折算的加载力,和便于操作的液压站电磁阀控制按钮。
底部显示加载循环的试验过程,以及试验总体控制按钮。
加载循环截面上汇集了试验加载到各载荷等级上的所有必须的参数。
底部一组按钮便于试验过程的及时操作。
点击“输出Word”按钮,可以得到所有试验数据。
见附件1。
图1 软件系统主界面试验数据输入界面由于铁路混凝土梁的种类多,而且试验梁龄也不一样,这样加载的载荷数据不同。
图2界面就是方便用户设定试验梁参数的输入。
用户可以直接选取右边选择框里的图号,就可直接将试验梁的参数填入各编辑框,只要选取试验梁的灌注日期,张拉日期和实验日期,即可得到试验梁的所有试验加载数据。
图2 试验梁信息、参数录入、加载设备安排和百分表布置对话框对于新的梁型,用户也可以自己根据梁的设计参数直接输入数据,只需要点击按钮“加载计算参数”,就可以输入相关参数(见图3)。
并可以将通过点击“存为数据文件”,将新数据存入数据库,以进一步完善数据库,供以后使用。
用户也可以直接读取已设定好的试验梁参数,只需点击“读取梁数据文件”按钮。
图3 试验梁参数输入对话框点击“计算结果”按钮,可以查看所有参数和计算出来的加载数据(见图4)。
通过点击“输出为Word文档”,可以得到标准格式的Word文件(见附件2),以提交上级领导审核和监检部门批准。
通过点击“写成梁数据文件”也可以把数据存成试验梁的数据文件,以便以后使用。
图4 加载载荷计算对话框点击“编辑加载循环过程”,可以编辑加载循环过程,见图5。
用户可以方便地增加和减少加载等级。
图5 加载循环历程编辑对话框图6是百分表和液压站配置页面。
图6 百分表和液压系统设定页液压站、千斤顶和传感器标定软件根据标准TB/T2092-2003《预应力混凝土铁路简支梁静载弯曲试验方法级评定标准》提供了千斤顶配套标定界面(见图7)。
点击“试验机标定”,打开自动标定对话框(见图8),以直接用本系统进行标定,本系统可以同时读入千斤顶传感器数据和压力环数据,自动计算标定结果。
点击“输出Word文档”可以直接输出标定的数据文件,以提交上级领导审核和监检部门批准。
图7 液压张、千斤顶配套标定对话框图8 配套标定计算机制动数据采集界面附件附件1 直接输出的试验报告预应力简支梁静载试验报告(标准模式模拟试验)桥梁静载试验加载设备布置一览表试验梁号HY-2101-32DQB-0002 设计图号通桥(2005)2322-Ⅰ设计名称350公里客专无渣后张双线箱梁跨度(m) 23.5 梁别曲线无声屏障试验日期2011-2-23 备注序号位置标定编号千斤顶编号主控箱编号主控箱端口号液压站编号液压站端口号标定结果1 1-1 SMT-H01-1 Jack01 SMT-001 1-1 SMT-Y-001 1 F=93.750x+(-375.00)2 1-2 SMT-H01-2 Jack02 SMT-001 1-1 SMT-Y-001 2 F=93.750x+(-375.00)3 1-3 SMT-H01-3 Jack03 SMT-001 1-1 SMT-Y-001 3 F=93.750x+(-375.00)4 1-4 SMT-H01-4 Jack04 SMT-001 1-1 SMT-Y-001 4 F=93.750x+(-375.00)5 1-5 SMT-H01-5 Jack05 SMT-001 1-1 SMT-Y-001 5 F=93.750x+(-375.00)说明本表参数来源于“千斤顶配套标定记录表”,加载位置见下图。
编制复核批准日期桥梁静载试验加载历程一览表试验梁号HY-2101-32DQB-0002 设计图号通桥(2005)2322-Ⅰ设计名称350公里客专无渣后张双线箱梁跨度(m) 23.5 梁别曲线无声屏障试验日期2011-2-23 备注加载阶段载荷级中跨弯矩(kN.m) 加载数值(kN) 持荷时间(min:sec)第一循环初始状态0.00 0.000 0:10 基数级7577.29 436.103 3:0 0.6级8411.91 484.139 3:0 0.80级12407.41 714.096 3:0 静活载级15010.30 863.902 3:0 1.00级16402.91 944.052 20:0 静活载级15010.30 863.902 1:0 0.6级8411.91 484.139 1:0 基数级7577.29 436.103 1:0 初始状态0.00 0.000 0:10第二循环初始状态0.00 0.000 0:10 基数级7577.29 436.103 3:0 0.60级8411.91 484.139 3:0 0.80级12407.41 714.096 3:0 静活载级15010.30 863.902 3:0 1.00级16402.91 944.052 5:0 1.05级17401.78 1001.541 5:0 1.10级18400.66 1059.031 5:0 1.15级19399.53 1116.520 5:0 1.20级20398.41 1174.009 20:0 1.10级18400.66 1059.031 1:0 静活载级15010.30 863.902 1:0 0.60级8411.91 484.139 1:0 基数级7577.29 436.103 1:0 初始状态0.00 0.000 0:10验证循环静活载级15010.30 863.902 5:0 1.00级16402.91 944.052 5:0 1.05级17401.78 1001.541 5:0 1.10级18400.66 1059.031 5:0 1.15级19399.53 1116.520 5:0 1.20级20398.41 1174.009 5:0 1.10级18400.66 1059.031 1:0 静活载级15010.30 863.902 1:0 0.60级8411.91 484.139 1:0 基数级7577.29 436.103 1:0初始状态0.00 0.000 0:10 说明本表参数来源于“桥梁静载试验载荷计算书”编制复核批准日期桥梁静载试验百分表布置一览表试验梁号HY-2101-32DQB-0002 设计图号通桥(2005)2322-Ⅰ设计名称350公里客专无渣后张双线箱梁跨度(m) 23.5 梁别曲线无声屏障试验日期2011-2-23 备注序号位置数据端口号百分表编号1 1-1 1 112 1-2 2 123 1-3 3 134 2-1 4 215 2-2 5 226 2-3 6 23说明加载位置见下图。
编制复核批准日期全预应力梁静载试验时间记录表试验梁号HY-2101-32DQB-0002 设计图号通桥(2005)2322-Ⅰ设计名称350公里客专无渣后张双线箱梁跨度(m) 23.5 梁别曲线无声屏障试验日期2011-2-23 测量仪器电脑加载阶段加载等级K 设定持荷时间持荷开始时刻持荷结束时刻实测持荷时间第一循环初始状态0:10 2011-3-3 18:12:46 2011-3-3 18:12:56 0:10 基数级3:0 2011-3-3 18:13:23 2011-3-3 18:16:41 3:18 0.6级3:0 2011-3-3 18:16:44 2011-3-3 18:19:44 3:0 0.80级3:0 2011-3-3 18:19:56 2011-3-3 18:23:12 3:15 静活载级3:0 2011-3-3 18:23:20 2011-3-3 18:26:20 3:0 1.00级20:0 2011-3-3 18:26:24 2011-3-3 18:46:24 20:0 静活载级1:0 2011-3-3 18:46:29 2011-3-3 18:47:29 1:0 0.6级1:0 2011-3-3 18:47:49 2011-3-3 18:48:49 1:0 基数级1:0 2011-3-3 18:48:52 2011-3-3 18:49:52 1:0 初始状态0:10 2011-3-3 18:50:17 2011-3-3 18:50:27 0:10第二循环初始状态0:10 2011-3-3 19:16:00 2011-3-3 19:16:10 0:10 基数级3:0 2011-3-3 19:16:37 2011-3-3 19:20:01 3:24 0.60级3:0 2011-3-3 19:20:04 2011-3-3 19:23:04 3:0 0.80级3:0 2011-3-3 19:23:18 2011-3-3 19:26:47 3:29 静活载级3:0 2011-3-3 19:26:55 2011-3-3 19:29:55 3:0 1.00级5:0 2011-3-3 19:30:00 2011-3-3 19:35:00 5:0 1.05级5:0 2011-3-3 19:35:03 2011-3-3 19:40:35 5:31 1.10级5:0 2011-3-3 19:40:39 2011-3-3 19:45:39 5:0 1.15级5:0 2011-3-3 19:45:42 2011-3-3 19:52:38 6:55 1.20级20:0 2011-3-3 19:52:41 2011-3-3 20:12:45 20:4 1.10级1:0 2011-3-3 20:13:18 2011-3-3 20:14:18 1:0 静活载级1:0 2011-3-3 20:14:28 2011-3-3 20:15:28 1:0验证循环静活载级5:0 2011-3-3 20:15:28 2011-3-3 20:20:44 5:15 1.00级5:0 2011-3-3 20:20:48 2011-3-3 20:25:48 5:0 1.05级5:0 2011-3-3 20:25:51 2011-3-3 20:30:51 5:0 1.10级5:0 2011-3-3 20:30:55 2011-3-3 20:35:55 5:0 1.15级5:0 2011-3-3 20:35:58 2011-3-3 20:40:58 5:0 1.20级5:0 2011-3-3 20:41:02 2011-3-3 20:46:02 5:0 1.10级1:0 2011-3-3 20:46:08 2011-3-3 20:47:15 1:6 静活载级1:0 2011-3-3 20:47:25 2011-3-3 20:48:25 1:0 0.60级1:0 2011-3-3 20:48:45 2011-3-3 20:49:45 1:0 基数级1:0 2011-3-3 20:49:48 2011-3-3 20:50:48 1:0 初始状态0:10 2011-3-3 20:51:13 2011-3-3 20:51:23 0:10附注1.第一循环与第二循环之间静停(挠度恢复)10min以上;2.记录实际持荷、静停的起止时刻(时:分:秒)。