淺析鐵路智能靜載試驗成套設(shè)備PLC在靜載試驗中的應(yīng)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(wù)，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(gòu)建閉環(huán)控制系統(tǒng)。壓力傳感器實時與系統(tǒng)設(shè)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(shè)計簡介

客運專線正線橋梁標準設(shè)計采用后張法預(yù)應(yīng)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(gòu)設(shè)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(shè)

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(shè)計等級C50，跨中下緣混凝土壓應(yīng)力δ=0.92MPa。

2.1實驗設(shè)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(yīng)進行靜載彎曲試驗，并且要符合《預(yù)應(yīng)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(shè)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(yīng)計算機整理表格、計算資料；（12

）計算復(fù)核1人，對上述計算結(jié)果進行復(fù)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(shè)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(shè)備實現(xiàn)了自動完成試驗過程，即在智能系統(tǒng)中應(yīng)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(shè)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(dāng)加

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