淺析鐵路智能靜載試驗(yàn)成套設(shè)備PLC在靜載試驗(yàn)中的應(yīng)用

在鐵路客運(yùn)專線900t箱梁靜載試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)壓力進(jìn)行自動(dòng)化加載控制，以往都是靠人工來(lái)完成加載任務(wù)，自動(dòng)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(yàn)自動(dòng)加載壓力的系統(tǒng)功能，通過(guò)壓力傳感器構(gòu)建閉環(huán)控制系統(tǒng)。壓力傳感器實(shí)時(shí)與系統(tǒng)設(shè)定值進(jìn)行比較，

通過(guò)計(jì)算，PLC控制信號(hào)輸出至電動(dòng)機(jī)械千斤頂控制電機(jī)的變頻器上，變頻器控制電機(jī)的啟停和轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)千斤頂頂升力的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)靜載試

驗(yàn)的自動(dòng)化，縮短試驗(yàn)時(shí)間，改善操作條件，降低能源消耗，從而保證了試驗(yàn)的快速性、準(zhǔn)確性、合理性，更好地滿足了試驗(yàn)的需要，提高了經(jīng)濟(jì)

效益。

1客運(yùn)專線簡(jiǎn)支箱梁設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

客運(yùn)專線正線橋梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土無(wú)碴軌道簡(jiǎn)支箱梁，非常常見(jiàn)的跨度是31.5m（直線和曲線）。梁體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在正常使用條件

下壽命為100年。單箱單室等高簡(jiǎn)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(zhǎng)32.6m。采用ZK標(biāo)準(zhǔn)活載為列車豎向活載縱向計(jì)算，采用ZK特種活載

則為橫向計(jì)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(jì)荷載下，理論計(jì)算強(qiáng)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(jì)等級(jí)C50，跨中下緣混凝土壓應(yīng)力δ=0.92MPa。

2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

梁部靜載試驗(yàn)不同批量生產(chǎn)的簡(jiǎn)支T（箱）梁或不同類別的簡(jiǎn)支梁，在進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)定檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行靜載彎曲試驗(yàn)，并且要符合《預(yù)應(yīng)力混凝

土鐵路橋簡(jiǎn)支梁靜載彎曲試驗(yàn)方法及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（TB/T2092-2003）規(guī)定。以往鐵路客運(yùn)專線900t箱梁靜載試驗(yàn)的人員數(shù)量及分工如下，靜載試驗(yàn)

用設(shè)備表所示。（1）總指揮1人，靜載試驗(yàn)全過(guò)程指揮；（2）現(xiàn)場(chǎng)指揮2人，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作情況進(jìn)行檢查，指揮計(jì)時(shí)與加載；（3）讀壓力表10

人，對(duì)壓力表讀數(shù)正確度進(jìn)行檢查；（4）開(kāi)油泵10人，控制加載速度小于3kN/s，實(shí)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(lán)鉛筆標(biāo)注梁體加載前的原始裂紋；（6）看千斤頂6人，檢查千斤頂運(yùn)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(yán)格按照試驗(yàn)要求進(jìn)行，并做好記錄；（8）安全檢查2人，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全情況，按操作要求進(jìn)行檢查；（9）現(xiàn)場(chǎng)記錄2

人，對(duì)加載時(shí)間進(jìn)行記錄；（10）周圍警戒4人，禁止非工作人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)；（11）數(shù)據(jù)計(jì)算1人，荷載等級(jí)對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)整理表格、計(jì)算資料；（12

）計(jì)算復(fù)核1人，對(duì)上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行復(fù)核；（13）電工1人，保障現(xiàn)場(chǎng)用電；（14）機(jī)修工2人，保障現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)；（15）后期保障2人，物

資生活保障供給。

智能靜載試驗(yàn)成套設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)完成試驗(yàn)過(guò)程，即在智能系統(tǒng)中應(yīng)用電動(dòng)機(jī)械千斤頂、壓力傳感器、PLC以及內(nèi)部程序，使試驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)加載。

在程序的控制下，加載的壓力如果達(dá)到設(shè)定值，則進(jìn)行持荷過(guò)程。此過(guò)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(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為低速階段，直到加載壓力等于設(shè)置值。