[发明专利]光纤光栅预制梁预应力智能张拉控制系统和实现方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土预制梁领域，涉及一种用于预应力的光纤光栅智能张拉控制系统和实现方法。

背景技术

预制梁承受外载荷之前对其施加预应力，可提高预制梁的刚度，推迟裂缝出现的时间，因此预制梁预应力施工是保证结构安全和耐久性的关键工序，是结构安全的生命线。目前，我国传统的预制梁两端张拉是由人工手动控制的，人工张拉方式是通过钢尺去测量预应力筋的伸长量，通过机械压力表读得压强值，这些都受仪表的精度影响较大，而且与工人操水平息息相关，影响到读数的精确度，致使误差较大，且会造成预应力钢丝受力不均匀；人工张拉的方式对停顿点的控制随意性较大，对张拉力值的控制也很不准确，同步率低；此外，人工填写数据表格，不能避免人为修改，使不合格的数据变为合格。以上种种原因直接影响到张拉质量，影响桥梁等建筑工程的使用寿命及安全保证，增加建筑工程后期的维护和营运成本。

目前也有自动控制的张拉仪出现，但是没有完全杜绝人工张拉的不利因素，比如有的设备将采集数据保存在本地，不能保证数据不被修改；有的设备操作的便捷性不高，对工人技术要求提高；有的设备控制较能力低，张拉精度不够等。

中国专利CN201010620473.3公开了一种自动张拉设备，由于电动液压油泵在工作时会产生强的电磁干扰，这种电磁干扰容易影响到该设备所采用的电类传感器的数据采集，从而影响其精度；另外虽然留有网络接口，但是把张拉数据保存在了本地，不能从根本上避免人为改动数据的可能性。

由上可以看出，迫切需要提供一种新的预应力张拉技术方案，其采用抗干扰性能很强的光纤传感器，由计算机的软件控制，能够全自动的完成相关预应力张拉，并能实时传送数据至远程数据库，完全杜绝人为作弊。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤光栅预制梁预应力智能张拉控制系统和实现方法，可以克服已有技术的缺陷，实现全自动地完成预制梁施工过程中的预应力张拉项目，并能保存和传送数据。

本发明提供的光纤光栅预制梁预应力智能同步张拉控制系统包括：张拉装置和计算机控制台，结构相同的两套张拉装置对称布置。

所述张拉装置包括：液压装置和千斤顶装置；

所述液压装置包括油箱、电机液压泵组件、阀块总成、控制面板、天线、信号处理控制单元；电机液压泵组件通过连接在阀块总成上的进油管和回油管与千斤顶相连，为千斤顶提供预应力张拉和回顶所需的压强。所述阀块总成安装在油箱机壳上。所述天线连接到信号处理控制单元。

所述千斤顶装置包括千斤顶、光纤光栅位移传感器和连接器。所述光纤光栅位移传感器安装于千斤顶的外壳上，它的位移测量弹簧与连接器相连。所述连接器与千斤顶的活塞相连，千斤顶活塞的移动通过连接器被位移传感器检测。光纤光栅压力传感器通过油管连接到阀块总成上，并采取防震安装措施，所检测的压力信号通过传感器光纤传送至光纤光栅位移传感器，与位移信号合路。所述光纤光栅位移传感器和光纤光栅压力传感器为光学传感器。

所述连接器包括片状金属板、金属杆、套管。片状金属板上开有两圆孔，一个与位移传感器的弹簧相连，另一个与金属杆相连，片状金属板为圆弧形，插入千斤顶活塞的环形槽中。金属杆插入固定在千斤顶表面的套管内，并可以滑动。

所述阀块总成包括油泵溢流阀、电磁控制阀、节流阀、光纤光栅压力传感器、压力传感器光纤、压力表、阀块第一内油路、阀块第二内油路、回油溢流阀、阀块第三内油路、阀块第四内油路、压力传感器油管。所述电磁控制阀安装在节流阀之上，节流阀固定在阀块总成阀体上。所述溢流阀、回油溢流阀安装在阀块总成阀体上。所述光纤光栅压力传感器通过压力传感器油管连接至阀块总成阀体上。所述压力传感器光纤与第二位移传感器光纤相连。所述压力表通过高压油管连接至阀块总成阀体上。

所述阀块总成的光纤光栅压力传感器、压力表在油路上与阀块第一内油路相通，回油溢流阀在油路上与阀块第二内油路相通，油泵溢流阀在油路上与阀块第四内油路相通；所述阀块第一内油路开口于阀块第一油口，阀块第二内油路开口于阀块第二油口。

所述光纤光栅压力传感器通过油管连接至阀块总成，油管长30-50cm，在油管外设有若干圆环悬挂点，在悬挂点上通过绳套吊装于液压装置的外壳内壁上。这样防止电机油泵工作时产生的振动对光纤光栅压力传感器的影响，稳定了传感器的数据输出。