超高压多点同步数字张拉系统研究

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在预应力混凝土的结构施工中,预应力筋的张拉工序是保证预应力混凝土结构施工质量的关键环节。二十一世纪以来,钢绞线和混凝土强度不断提高,传统的张拉工艺精度低、效率差的缺陷逐步凸显,已经严重制约了预应力技术的发展。随着现代机电液一体化的发展,电液比例技术的控制精度不断提高,电液比例控制液压系统得到越来越广泛的应用。计算机液压仿真技术经过50多年的发展,可以实现对大型机电液一体化设备的联合仿真,大大提高了设计效率,促进了液压技术的发展。本文主要研究超高压多点同步数字张拉系统,根据现代大跨度高预应力桥梁的张拉施工特点和控制要求,采用电液比例控制技术实现了张拉千斤顶的闭环同步精确控制。具体工作如下:(1)根据梁场施工要求及相关规范,采集了张拉系统施工中的原始数据,对张拉过程中的各种应力损失进行了分析和讨论,在考虑摩阻损失的基础上,对曲线张拉筋进行了受力分析,建立了张拉系统的数学模型。(2)在分析了液压系统负载、速度要求的基础上,选择了增压回路、保压回路、调速回路和卸荷回路等一系列液压控制回路,最终建立了一个简单可靠的液压系统,绘制了液压系统原理图,并对系统部分液压元件进行了参数计算和元件选型。(3)在AMESim软件平台上,搭建了力开环控制系统、压力开环控制系统、力超张拉控制系统、压力超张拉控制系统、力并联比例控制系统、压力并联比例控制系统、力主从比例控制系统和压力主从比例控制系统等8种不同控制方案的AMESim模型,并对比分析了8种不同的控制策略对张拉筋最小应力值、两端张拉力同步精度、张拉摩阻损失和张拉筋伸长量的影响。实验表明,在传统张拉工艺下,超张拉可以有效的提高张拉筋中间截面的预应力;采用电液比例控制技术可以实现张拉系统的闭环高精度控制,降低摩阻损失,提高工程质量。
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