[发明专利]手自一体化张拉系统

说明书

技术领域

本发明属于土木工程施工设备技术领域，具体的为一种用于预应力张拉的手自一体化张拉系统。 

背景技术

预应力技术已在土木工程中得到广泛应用。据初步统计，截止2011年底，我国公路桥梁达68.94万座、3349.44万米，其中采用预应力结构的桥梁工程占到了总量的90%以上。同时，预应力技术已经成为大跨度、大空间结构、高耸结构、重载结构、特种结构以及新型结构工程中不可缺少的一项技术发展至立体交叉建筑、海洋结构、原子能反应堆容器及特种复杂结构等多个领域。 

但与此同时，由于各种因素的影响，部分桥梁结构施工质量差，导致施工和使用中桥梁坍塌事故时有发生。近年来，由于预应力原因导致的质量事故频频发生，如梁体严重下扰、开裂，甚至垮塌。 

预应力张拉是预应力工程的关键工序。在目前的土木工程领域中，预应力张拉施工普遍采用的是油泵和千斤顶组成的张拉系统，主要采用张拉荷载控制、伸长值校核的“双控法”，大致可概括为以下主要环节：油压表控制荷载，手动操作油泵；钢卷尺测量伸长量，喊话保持同步；人工记录数据，施工后进行校核。这种传统的预应力张拉工艺存在诸多缺陷，如张拉作业较粗放，预应力损失较大，难以实现同步张拉，不能及时发现隐患等。可见，传统张拉的预应力控制精度较低、施工管理难度较大、施工效率较低，难以保证工程的施工质量和运营安全，已成为制约预应力结构应用和发展的重要因素。 

自20世纪80年代末以来，一些研究者开始了预应力张拉控制问题的研究，从自动化、信息化施工的研究角度和油泵的数字化控制角度进行了大量研究工作，相继取得初步成果。手自一体化张拉系统是预应力技术、先进制造技术、信息技术和智能技术在土木工程产品上的集成和融合，体现了预应力施工技术的自动化与智能化、精细化与信息化的发展趋势。 

鉴于此，本发明旨在探索一种手自一体化张拉系统，该手自一体化张拉系统不仅能够实现张拉过程的手动和自动两种模式的控制，而且还能精确控制预应力的卸荷过程，能够保证最终得到的预应力达到设计要求。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种手自一体化张拉系统，该手自一体化张拉系统不仅能够实现张拉过程的手动和自动两种模式的控制，而且还能精确控制预应力的卸荷过程，能够保证最终得到的预应力达到设计要求。 

要实现上述技术目的，本发明的手自一体化张拉系统，包括液压油缸千斤顶、用于驱动液压油缸千斤顶的液压系统和用于控制液压油缸千斤顶动作的控制箱； 

所述液压系统包括油箱、液压泵、电动机、变频控制系统和伺服比例控制系统，所述变频控制系统包括用于控制电动机转速并使液压油缸千斤顶快速加载的变频装置，所述伺服比例控制系统包括设置在所述液压泵与所述液压油缸千斤顶之间并用于液压油缸千斤顶精确微调加载的伺服比例阀，所述伺服比例阀与液压油缸千斤顶之间设有液控单向阀，所述液控单向阀与所述伺服比例阀之间设有卸荷控制旁路，所述卸荷控制旁路上设有电磁阀和可控卸荷装置；

还包括手-自转换电路，所述油箱上设有手控面板，所述手控面板上设有用于切换手动模式-自动模式的手-自转换开关以及用于操控所述控制阀组和电动机的按键或旋钮；

还包括传感器组，所述传感器组包括设置在所述液压油缸千斤顶上并用于测量液压油缸千斤顶活塞杆伸缩量的位移传感器，以及设置在所述液控单向阀与液压油缸千斤顶之间或设置在液压油缸千斤顶上并用于检测液压油缸千斤顶压力的压力传感器；

控制箱内设有中央处理系统和与中央处理系统相连的执行控制系统，执行控制系统内设有用于输出控制信号的控制输出单元和用于采集传感器组测量数据的数据采集单元；

所述控制箱内还设有与所述执行控制系统相连的通信模块，所述通信模块上设有用于与其他控制箱组网通信或用于接入数据网络或用于接入物联网的数据线接口和/或无线电台。

进一步，所述可控卸荷装置包括设置在所述卸荷控制旁路上的节流装置和单向阀，所述单向阀与所述液压泵相连。 

进一步，所述可控卸荷装置包括自调式可变节流器，所述自调式可变节流器包括阀体，所述阀体内设有压力平衡腔和出油腔，所述压力平衡腔和出油腔上分别设有进油口P1和进油口P2，所述出油腔内设有出油口，所述压力平衡腔内设有阀芯，所述阀芯上设有延伸穿入出油腔并与出油口配合用于调节出油口流量的顶杆，所述顶杆上套装有作用在阀芯和压力平衡腔壁上的弹簧。 

进一步，所述液压泵与伺服比例阀之间设有溢流旁路，所述溢流旁路上设有溢流阀和用于油箱内液压油散热的散热器。