华容东梁场静载试验

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武汉希萌科技有限公司

中铁十六局集团武冈城际铁路项目经理部

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微控铁路桥梁静载试验系统（以下简称“本系统”）针对快速发展的高速铁路建设，为保证铁路桥梁制作质量和营运安全研发了计算机控制的桥路桥梁静载试验系统。结合中铁十六局承担的武冈城际铁路项目，在华容东制梁厂进行了现场应用。解决了在铁路桥梁静载试验过程中要调集大量人员参与，加载载荷同步性差，不准确，实验前准备和试验后数据整理工作量大等问题。

利用计算机控制技术，结合电气控制设备和液压集中泵站技术，研发了本系统，本系统完全满足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》（以下简称“TB/T 2092”）所确定的各种梁型的试验要求，能满足T梁的5顶、单室箱梁的10顶和双室箱梁15加载试验。桥梁静载试验时，只用点击“开始”按键即可自动完成控制桥梁静载试验同步加载、持荷保压、数据检测、挠跨比合格判断全部试验过程。本系统还按照TB/T 2092所规定方法辅助加载载荷计算，并直接输出Word文档格式符合TB/T 2092规定的加载载荷计算书和试验报告。

本系统的使用能彻底改变铁路桥梁静载试验人工加载、人工读数、人工整理资料的现状，填补了中国铁路建设桥梁生产过程的批量检验中，利用计算机控制进行规范性桥梁静载试验空白，彻底排除了人为因素的任意性和随机性。

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) u4 H9 r  E- {6 E/ F7 n0 ~1.1.1 铁路桥梁静载试验背景

铁路桥梁静载试验是按照TB/T2092的规定进行的，目前静载试验基本上是用手动张拉泵控制千斤顶的进油和回油给桥梁施加规定的载荷。一般情况下，一个油泵要配备两个人，一个操作油泵，一个监控油表的读数。如果用10个千斤顶加载，单纯控制油泵的人员就需要20人。有6个桥梁挠度读数人员，时间记录人员，试验总指挥，若干个协调人员，所以，一次试验最少也要30多人配合协调完成。

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图 1.1传统静载试验加载控制场面

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图1.2 传统静载试验时工作人员在读取百分表数据

另外，在实验前还需要校验千斤顶，计算桥梁加载载荷，编制千斤顶检定报告和桥梁加载载荷计算报告，折算载荷计算成对应的油压值等。试验完毕后，需要整理试验时记录的试验数据，编织成桥梁静载试验报告，光填写的表格就有上10种。工作量很大。

试验过程中，试验人员要实时监控油表的读数，随时补压等操作，而且试验时也无法综合了解当前桥梁的试验状态。由于视角的偏差照成的读数误差等等问题。

由于试验过程动用的人力众多，在真正生产过程中的批量质量检查就可能往往被忽略。这样无疑给铁路今后的运营安全带来隐患。

考虑到以上总总问题的存在，为减少静载试验的人员规模，提高试验的准确性，大大降低试验的工作强度和繁琐度，有必要研发计算机控制的桥梁静载试验系统。使桥梁静载试验真正地在桥梁生产中起到对桥梁质量的控制作用。

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5 Y$ n0 n: t9 q( \" x& k4 x1.1.2 微控铁路桥梁静载试验系统应具备的功能

为了解决以上问题，由武汉希萌科技有限公司提出，并得到中铁十六局集团武冈城际铁路项目经理部大力支持和协助，根据综合分析当前的技术发展状况，现场操作的可行性和标准的适应性，以及为今后标准的发展提供有效的依据。彻底摆脱桥梁静载试验中顾此失彼，工作量大的传统方法，确定微控铁路桥梁静载试验系统应具备以下功能：

① 本系统首先应能满足TB/T2092所规定的桥梁静载试验方法和评定标准的要求；

② 本系统应能满足目前所有类型铁路预制桥梁的静载试验要求，并能兼顾今后梁型的发展；

③ 在加载载荷控制中摒弃用油压折算载荷的方式，直接用测力传感器检测加载载荷，避免液压延程阻尼和因高度差产生的静压损失照成的误差；

④ 直接用电子百分表取代目前的机械百分表，做到实时监控桥梁的挠度变化，实时计算桥梁的挠跨比，同时，通过载荷、挠度的变化监控桥梁的状态；

⑤ 为保证加载过程的同步，宜采用集中液压泵站，通过液压的自动平衡功能和计算控制平衡功能实现同步加载；

⑥ 在计算机控制中宜采用远程通讯控制，方便控制设备和被控设备的组合，使本系统能满足不同梁场的需要；

⑦ 应具备桥梁静载试验加载载荷辅助计算功能，能方便调整加载等级，并直接输出计算报告；

⑧ 试验完毕后应能直接输出试验报告，报告格式满足TB/T 2092的要求；

⑨ 软件界面应能适应不同桥梁试验的数据显示，界面的数据显示完整直观，有应急控制功能。

1.2微控铁路桥梁静载试验系统研发中关键技术与难点

微控铁路桥梁静载试验系统基本方案确定后，需要解决的主要光剑技术和难点有：

① 集中泵站的方案设计，集中泵站应能满足加载时同时5个千斤顶的液压平衡，各千斤顶又能独立地调整加载载荷，实现两级加载控制功能；

② 电子百分表数据传输适配器的研究，能将电子百分表的数据通过RS485协议直接传输到计算机，实现动态挠度数据的实时检测，应在现有的百分表和计算机之间研发数据转换适配器；

③ 计算机、电控系统和液压站系统方案确定；

④ 计算机软件控制最多15顶载荷自动加载，加载同步，持荷保压功能的实现，编制能满足TB/T2092要求的适应面广，方便操作的系统软件；

⑤ 电控系统总体设计；

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