淺析鐵路智能靜載試驗成套設備PLC在靜載試驗中的應用

在鐵路客運專線900t箱梁靜載試驗過程中對壓力進行自動化加載控制，以往都是靠人工來完成加載任務，自動化程度不高，效率低。鑒于這種情況

，文章提出了基于PLC程序?qū)崿F(xiàn)靜載試驗自動加載壓力的系統(tǒng)功能，通過壓力傳感器構建閉環(huán)控制系統(tǒng)。壓力傳感器實時與系統(tǒng)設定值進行比較，

通過計算，PLC控制信號輸出至電動機械千斤頂控制電機的變頻器上，變頻器控制電機的啟停和轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)千斤頂頂升力的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了對靜載試

驗的自動化，縮短試驗時間，改善操作條件，降低能源消耗，從而保證了試驗的快速性、準確性、合理性，更好地滿足了試驗的需要，提高了經(jīng)濟

效益。

1客運專線簡支箱梁設計簡介

客運專線正線橋梁標準設計采用后張法預應力混凝土無碴軌道簡支箱梁，非常常見的跨度是31.5m（直線和曲線）。梁體結(jié)構設計在正常使用條件

下壽命為100年。單箱單室等高簡支箱梁為截面類型，梁端的腹板、底部和頂部局部向內(nèi)側(cè)加厚。橋上人行道欄桿凈寬13.2m，橋面寬度防撞墻橋面

寬9.4m，橋梁寬13.4m。橋梁向支座中心距4.5m，梁高3.05m，跨度31.5m，梁長32.6m。采用ZK標準活載為列車豎向活載縱向計算，采用ZK特種活載

則為橫向計算。凈活載為跨度的1/5141，其撓度為6.12mm。q2=1.0319為跨中截面集中剪力滯系數(shù)，而q1=1.017則為跨中截面綜合剪力滯系數(shù)。設

計荷載下，理論計算強度安全系數(shù)K=2.01，跨中抗裂安全系數(shù)Kf=1.41。梁體混凝土設計等級C50，跨中下緣混凝土壓應力δ=0.92MPa。

2.1實驗設計

梁部靜載試驗不同批量生產(chǎn)的簡支T（箱）梁或不同類別的簡支梁，在進行產(chǎn)品質(zhì)量認定檢驗時，應進行靜載彎曲試驗，并且要符合《預應力混凝

土鐵路橋簡支梁靜載彎曲試驗方法及評定標準》（TB/T2092-2003）規(guī)定。以往鐵路客運專線900t箱梁靜載試驗的人員數(shù)量及分工如下，靜載試驗

用設備表所示。（1）總指揮1人，靜載試驗全過程指揮；（2）現(xiàn)場指揮2人，對現(xiàn)場準備工作情況進行檢查，指揮計時與加載；（3）讀壓力表10

人，對壓力表讀數(shù)正確度進行檢查；（4）開油泵10人，控制加載速度小于3kN/s，實現(xiàn)同一荷載值的同步、同速；（5）觀察裂紋4人，用放大鏡觀

察，用藍鉛筆標注梁體加載前的原始裂紋；（6）看千斤頂6人，檢查千斤頂運行狀態(tài)是否正常、位置是否正確以及安裝是否穩(wěn)定；（7）觀察

撓度2人，觀察百分表數(shù)據(jù)，嚴格按照試驗要求進行，并做好記錄；（8）安全檢查2人，對現(xiàn)場安全情況，按操作要求進行檢查；（9）現(xiàn)場記錄2

人，對加載時間進行記錄；（10）周圍警戒4人，禁止非工作人員進入現(xiàn)場；（11）數(shù)據(jù)計算1人，荷載等級對應計算機整理表格、計算資料；（12

）計算復核1人，對上述計算結(jié)果進行復核；（13）電工1人，保障現(xiàn)場用電；（14）機修工2人，保障現(xiàn)場設備正常運轉(zhuǎn)；（15）后期保障2人，物

資生活保障供給。

智能靜載試驗成套設備實現(xiàn)了自動完成試驗過程，即在智能系統(tǒng)中應用電動機械千斤頂、壓力傳感器、PLC以及內(nèi)部程序，使試驗過程自動加載。

在程序的控制下，加載的壓力如果達到設定值，則進行持荷過程。此過程中壓力的加載有快速和慢速兩種，分別由內(nèi)部程序控制變頻器完成。當加

載的壓力接近預期設置值時，電動機轉(zhuǎn)為低速階段，直到加載壓力等于設置值。