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(zhuān)線(xiàn)900t箱梁靜載試驗過(guò)程中對壓力進(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程序實(shí)現靜載試驗自動(dòng)加載壓力的系統功能，通過(guò)壓力傳感器構建閉環(huán)控制系統。壓力傳感器實(shí)時(shí)與系統設定值進(jìn)行比較，

通過(guò)計算，PLC控制信號輸出至電動(dòng)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速，實(shí)現千斤頂頂升力的調節，實(shí)現了對靜載試

驗的自動(dòng)化，縮短試驗時(shí)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(mǎn)足了試驗的需要，提高了經(jīng)濟

效益。

1客運專(zhuān)線(xiàn)簡(jiǎn)支箱梁設計簡(jiǎn)介

客運專(zhuān)線(xiàn)正線(xiàn)橋梁標準設計采用后張法預應力混凝土無(wú)碴軌道簡(jiǎn)支箱梁，非常常見(jiàn)的跨度是31.5m（直線(xiàn)和曲線(xiàn)）。梁體結構設計在正常使用條件

下壽命為100年。單箱單室等高簡(jiǎn)支箱梁為截面類(lèi)型，梁端的腹板、底部和頂部局部向內側加厚。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(cháng)32.6m。采用ZK標準活載為列車(chē)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，而q1=1.017則為跨中截面綜合剪力滯系數。設

計荷載下，理論計算強度安全系數K=2.01，跨中抗裂安全系數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(shí)驗設計

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

土鐵路橋簡(jiǎn)支梁靜載彎曲試驗方法及評定標準》（TB/T2092-2003）規定。以往鐵路客運專(zhuān)線(xiàn)900t箱梁靜載試驗的人員數量及分工如下，靜載試驗

用設備表所示。（1）總指揮1人，靜載試驗全過(guò)程指揮；（2）現場(chǎng)指揮2人，對現場(chǎng)準備工作情況進(jìn)行檢查，指揮計時(shí)與加載；（3）讀壓力表10

人，對壓力表讀數正確度進(jìn)行檢查；（4）開(kāi)油泵10人，控制加載速度小于3kN/s，實(shí)現同一荷載值的同步、同速；（5）觀(guān)察裂紋4人，用放大鏡觀(guān)

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定；（7）觀(guān)察

撓度2人，觀(guān)察百分表數據，嚴格按照試驗要求進(jìn)行，并做好記錄；（8）安全檢查2人，對現場(chǎng)安全情況，按操作要求進(jìn)行檢查；（9）現場(chǎng)記錄2

人，對加載時(shí)間進(jìn)行記錄；（10）周?chē)?人，禁止非工作人員進(jìn)入現場(chǎng)；（11）數據計算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，對上述計算結果進(jìn)行復核；（13）電工1人，保障現場(chǎng)用電；（14）機修工2人，保障現場(chǎng)設備正常運轉；（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(shí)現了自動(dòng)完成試驗過(guò)程，即在智能系統中應用電動(dòng)機械千斤頂、壓力傳感器、PLC以及內部程序，使試驗過(guò)程自動(dòng)加載。

在程序的控制下，加載的壓力如果達到設定值，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，分別由內部程序控制變頻器完成。當加

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