实验台架综合手册.docx
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实验台架综合手册
900t预应力锚固体系
多功能自动控制试验台
综合手册
重庆忠诚预应力工程技术有限公司
二零一零年三月
前言
预应力锚固体系多功能自动控制综合试验台主要由综合测试仪、电动油泵、千斤顶、反力架和调索装置五大部件组成。
其中反力架和调索装置与一般手控试验台相同,颇有特色的是综合测试仪、电动油泵和千斤顶三大部件。
下面就其原理结构技术指标;安装调试;使用操作;维护保养;多种试验功能分别加以说明。
第一册设备技术手册
第二册设备安装调试手册
第三册设备使用操作手册
第四册设备维护保养手册
第五册设备多功能手册
手册之一
YYLMA-900-01
900t张拉试验台
设备技术手册
重庆忠诚预应力工程技术有限公司
2010年3月
YYLMA-900-01900t张拉试验台
技术手册
简介
现行锚具试验台架都是人工手动,精度低,不具有重复性,受人为因素影响大,且无法进行周期荷载试验,锚具检查验收手段已成当务之急。
所以我们研制了预应力锚固体系多功能自动控制综合试验台(见下图),并于2003年4月通过鉴定,立即投入使用,成功地解决了锚具检测验收问题,填补了国内空白,引起交通部的重视,拟作全面推广,以便不折不扣地贯彻执行GB/T14370-2000标准。
本台架已成为交通部公路工程质检中心的重要技术检测设备。
现已被不少交通部省级质检中心所采用(如:
广东、河南、重庆、浙江等)。
产品性能介绍
本系统完成GB/T14372-2000标准中最关键最常用的静载试验和周期荷载试验。
整个试验过程完全由计算机控制,自动加载、卸载,排除人为因素的干扰,重复精度高,可靠性好。
计算机设有人机对话界面,只要输入试验要求的参数,开动泵站,即可进入计算机自动控制中,屏幕上清晰显示试验过程中的图像与数据,实现实时跟踪控制,一旦进入屈服区或图像异常,立即报警,提醒操作人员注意避免事故发生,从而实现全过程的有效监控。
周载时自动生成周期图像,具有峰值留存功能。
所有试验均能自动打印试验结果(含图像与数据),并出具相应的试验报告。
试验过程中采集所有数据自动保存,并可按任意设定步长,打印数据清单。
本系统的主要技术指标:
1)加载控制精度≤1%FS
2)测试精度≤1%FS
3)试验重复精度≤1%FS
4)最大实验荷载9000KN
5)位移测量范围0-200mm
6)拉伸距离>3m
7)设备工作时其噪声小于80分贝
各主要组成部件的技术性能描述
1)带测力与测位移的专用千斤顶:
油压传感器与位移传感器直接装在千斤顶上,通过配套传感器和块规进行标定后,可达1%FS的精度。
再配上标定用的压力传感器可方便的进行锚具摩阻损失、锚具内缩量等多种试验。
2)带起吊机构的长短反力架装置:
长反力架,适用于锚具多种试验(用于一般锚具试验),但无法做连接器静载等试验(主要是无法定位)。
配之以短台架接长为一体,即可方便地对连接器进行准确定位和调索,精确地进行静载试验,且取消了辅助千斤顶,这是一般试验台架做不到的。
起吊机构可方便装卸锚具及其工装。
3)带自控与冷却系统泵站和精密滤油机系统:
便于接受计算机与控制仪的信号,实现加载自动控制。
冷却系统可大大降低静载与周载等试验的温升。
维护液压系统正常工作的温度范围,提高试验可靠性。
精密滤油机系统确保油液清洁,降低元件磨损与故障,提高系统使用寿命。
系统采用进口元件,性能好,可靠性高,工作噪声小。
4)控制仪与计算机、打印机系统:
控制仪与计算机、打印机系统是本系统的核心。
软件系统设有人机对话界面。
只要输入试验参数,即可实现对试验过程的全自动控制与跟踪检测。
能实时显示位移,拉力数据、时间、图像。
进入试验危险区,能自动报警。
具有自动保护的停机功能,使得静载试验在绞线破断时,一般不发生飞锚(夹片飞出,绞线飞出)现象。
试验结果可自动打出(图像与数据),其重复精度控制在1%以内。
5)高精度压力传感器及显示仪:
即可作为本台架试验装置的标定元件,校正试验精度,又可作为实验的测力装置,此时可将周期荷载、静载试验的试验精度提高到0.5%FS。
这是由于显示仪还具有直接连计算机的功能。
为了保证试验全量程(200KN~~9000KN)精度,故采用了大、小两套传感器。
6)锚具、连接器工装:
可实现对圆锚1-34孔,扁锚2-5孔在试验装置上的直接安装,定位准确,装卸方便。
7)专用防护安全装置:
除在计算机控制系统,泵站系统设置安全控制外,还在反力架周围,特别是发生飞锚危害最大的前后两端。
设置可拆卸的安全防护装置,以保万无一失,既美观,操作使用十分方便。
8)调索千斤顶及其泵站系统:
便于对锚具连接器试验进行精确调索,使各绞线受力均匀,确保试验精度。
9)压力传感器、千斤顶支座:
可使压力传感器、千斤顶的安装定位准确,装卸方便。
同时也使锚垫板和锚具直接安装,得到可靠的定位。
900t预应力锚固体系多功能自动控制综合试验台
使用范围
YYLMA-900-01型张拉试验台是一种用于预应力锚固体系多功能试验的装置。
型号含义说明:
技术性能
YYLMA-900-01型张拉试验台的主要技术参数:
1
公称承载力
KN
9000
2
穿心孔径
mm
Φ270
3
质量
kg
4500
4
外形尺寸(长×宽×高)
mm
5000×850×2160
表1垫环规格表
序号
锚具规格
千斤顶端垫环
传感器端垫环
标识
外径
标识
外径
备注
1
OVM15-1
15-1B
Φ370
15-1A
Φ240
与试验台连接需加垫过渡垫环
2
OVM15-2、3
15-2、3B
15-2、3A
3
OVM15-4
15-4B
15-4A
4
OVM15-5
15-5B
15-5A
5
OVM15-6、7
15-6、7B
15-6、7A
6
OVM15-8、9
15-8、9B
15-8、9A
7
OVM15-10、11、12、13
15-10、11、12、13B
15-10、11、12、13A
8
OVM15-14
15-14B
15-14A
Φ363
9
OVM15-15、16、17
15-15、16、17B
15-15、16、17A
10
OVM15-18、19
15-18、19B
15-18、19A
11
OVM15-21、22
15-21、22B
15-21、22A
12
OVM15-25、27
15-25、27B
15-25、27A
13
OVM15-31
15-31B
15-31A
14
OVM15-34、37
15-34、37B
15-34、37A
15
BM15-2
B15-2B
B15-2A
Φ240
与试验台连接需加垫过渡垫环
16
BM15-3
B15-3B
B15-3A
17
BM15-4
B15-4B
B15-4A
18
BM15-5
B15-5B
B15-5A
手册之二
YYLMA-900-01
900t张拉试验台
设备安装调试手册
重庆忠诚预应力工程技术有限公司
2010年3月
一、设备组成
张拉试验台由液压千斤顶、台架体、垫环、锚具、传感器、液压泵站、控制系统、手动葫芦等部分组成。
组成示意图如下:
二、设备安装
1、设备安装基础
设备安装基础采用混凝土浇筑而成。
具体见设备安装基础图:
同时地基面在台架组装完成后用水泥浇筑4根预埋钢管,位置及大小与前后防护罩配作。
2、设备组装
2.1、先将试验台基座安放平稳,按图示将立柱、斜支架及工字钢型滑道用螺栓安装在基座上面,保证稳固后挂上滑车,在安装支架与斜支架时注意连接孔应偏向外侧约20mm(见图示处)。
2.2、使用时按上图所示将锚具、垫环、千斤顶、传感器等沿张拉试验台基座轴线安装稳固,安装千斤顶及传感器时应加垫适当的辅助垫环。
安装时要求其轴中心保持一致。
注意,传感器只是在标定和静载试验的时候才安装,一般试验如周期荷载实验中不必安装。
2.3、YCW900A千斤顶和传感器应放置在专用支垫上。
注意水平对中(高度方向支垫自对中)。
2.4、台架组装完成后,按整体布置示意图,根据前后对中支挡防护要求,确定防护装置位置,再以插销插入定位孔(打水泥孔,安装插销套筒后注水泥)将防护装置定位。
2.5、由于液压泵采用水冷,因此在泵站固定后需安装冷却水管。
三、设备调试
1、调试
设备根据检测要求安装完成后需进行检测前调试,具体要求如下:
1.1、检查锚具、千斤顶、台架体及传感器是否同心;
1.2、试验台两端锚具孔要求一致,钢铰丝不得产生扭曲;
1.3、保证设备使用过程中的稳定性、安全性;
1.4、做静载试验时需安装传感器;
1.5、多钢铰丝要求其预张力保持一致;
2、注意事项;
使用本张拉试验台时,除应遵守一般预应力施工操作的有关规范外,还应注意以下问题:
2.1、为保证试验台受力均衡,使用时垫环、千斤顶、传感器等应沿张拉试验台基座轴线安装。
2.2、在张拉工作过程中,加、卸荷载应力求平稳,避免冲击。
2.3、在张拉工作或试验时,试验台两侧应装上安全护网,在前后两端安装好防护装置,操作人员应站在试验台两侧安全的位置。
2.4、在做连接器试验时,应将备用的短台架接上。
这样即满足了连接器试验的要求,又在做一般锚具试验时,节约了绞线,而且操作方便,便于调索,又不再增加附加千斤顶。
2.5、在做试验的过程中,严禁从台架两端通过,以防意外发生。
手册之三
YYLMA-900-01
900t张拉试验台
设备使用操作手册
重庆忠诚预应力工程技术有限公司
2010年3月
试验操作指南
在进行下面的操作时应该在整个台架都安装好完毕之后,安装好与台架配套的锚垫板和锚具,并接好各串口数据线。
一、如何穿索和调索
在做试验之前,要进行穿索和调索。
按以下步骤进行:
1.确定试验用锚具的孔数,准备好足够的钢绞线。
钢绞线的长度足够长,应保证上台架后其两头的外露量有0.5m左右,以顺利进行调索和退锚。
注意钢绞线的直径应与试验的锚具和夹片配套。
2.打开液压泵,预升张拉千斤顶50mm左右,然后关闭其电源,随即锁死高、低压阀门。
3.找出并装好台架两端用的锚垫板及其过渡垫环。
锚垫环上打有钢字,如“15-15、16、17B”,表示此块垫环适用于15-17孔的锚具,其后的B表示是千斤顶端用的垫环,若是A则表示是另一端(传感器端)所用的垫环。
具体参考安装环图。
4.把试验用锚具压在垫环上,调整锚具的方向,使两端的锚具锚孔位置对正。
5.在锚具最中间的锚孔穿上一根钢绞线,上好夹片,用调索千斤顶施加一定拉力(最大拉力的5%左右),使锚具相对固定。
再一次检查台架两端锚具的位置对正否,若有必要应再次进行调整。
6.按锚孔从下到上的顺序依次穿上钢绞线并上好夹片(夹片的间隙应均匀、端面应对齐)。
必须保证穿索两端的锚孔一致,绞线不得相互缠绕。
7.用调索千斤顶在台架传感器端对每根钢绞线进行调索。
调索力的大小应为最大张拉力的5%~10%,且每根钢绞线的索力应一致(可利用调索泵站的高压溢流阀,调整好固有设定拉力,然后一直用这个最大拉力对每根绞线进行调索)。
8.调索的具体过程为先穿上限位器(限位器的深度一般为7.5mm,应与锚具和夹片配套,不确定时可询问相关锚具夹具生产厂家)。
若绞线有足够长度,可再穿上一个或多个套筒,以使穿顶容易些。
然后穿上调索千斤顶,按先前设定的拉力张拉调索。
张拉到最大拉力后,保持半分钟左右的时间后退顶。
继续对其他绞线调索。
9.对于绞线数量较多的情况,调索一般应反复进行2~4轮,以保证各根绞线受力均匀。
10.调索后应检查一下各绞线的拉力是否大体一致,若发现有较松的绞线,应对此绞线再次进行调索。
11.调索完毕后,松开张拉液压泵的高、低压阀门。
现在可以打开泵站电源,进行静载或周期荷载试验。
(注意:
一定要先松开泵站的高、低压阀门,然后才能打开其电源)
二、如何标定
标定的主要目的是确定压力和位移的修正系数,使试验系统主控程序显示的压力和位移值与实际值相吻合。
在原来的标定已过期,或者更换了油压或位移传感器之后,需要重新标定。
压力和位移的修正是按照经验公式
进行的,其中x是待修正的值,y是修正后的值,A和B就是是我们要确定的修正系数。
主控程序采集到的原始压力和位移值可能会与实际值不一样,但是程序始终会把原始采集值按照上面的经验公式进行转换,然后把转换后的值显示出来或用于计算。
例如程序采集到的原始压力是xKN,那么程序显示的压力值就是
。
所以我们只要选择合适的修正系数A和B,就有可能使经过程序转化后的值与实际值保持一致。
更直接的说,标定就是找出A和B的值,使程序显示值
和实际值尽量靠近。
下面是标定操作的实际过程。
(1)标定之前需要确定要标定的压力范围。
需要注意的是,用11MPa的比例阀,最高输出压力为
。
所以你不可能用11MPa的比例阀输出比上面这个值还大的压力值(
是千斤顶的油缸面积,不同的台架此值不一定相同)。
同理,70MPa的比例阀所能达到的最高压力是
。
但是,由于试验台架的最大力度设计为9000KN,实际使用中不应该使压力高于9000KN。
建议使用11MPa的比例阀控制1800KN以下的拉力,用70MPa的比例阀控制1800KN~9000KN的拉力。
现在我们假设标定的范围是2000KN~8000KN。
(2)选择比例阀。
要达到8000KN的压力,选用70MPa的比例阀。
为了同时适应高压力和低压力,试验台同时配备了11MPa和70MPa的比例阀,可根据实际压力大小予以选择,以提高控制压力的精度。
(3)准备钢绞线和锚具、夹片。
先要确定绞线的根数。
为保证安全,我们假设只拉到破断值的80%。
则需要的绞线根数为(假定破断值为274KN):
。
所以我们至少要准备36根绞线,以及36孔的锚具和相应数量的夹片。
这里我们选择37孔的锚具(如OVM15-37),为节约绞线,用36根绞线来进行标定。
(4)选择相符合的标准压力传感器,这里选用9000KN的传感器。
试验台同时配备了2000KN和9000KN的标准压力传感器,低压时选择2000KN的传感器,高压时选择9000KN的传感器。
(5)穿索和调索。
(6)设置程序参数。
压力上限设为8000KN。
因为我们用的是70MPa的比例阀,所以比例阀最大输出设为70MPa。
按照所采用的油压传感器,设置标准压强,如50MPa,这个值在油压传感器上有标志。
压力和位移的修正系数A设为0,B设为1。
设置绞线的根数为36。
下面设置停顿点,停顿点应分布在要标定的压力范围内,这里我们设为2000KN、4000KN、6000KN、8000KN,分别停顿120s。
设置完毕,按“确定”返回主界面。
(7)按“静载”开始标定。
在停顿时,记录程序显示的压力值和标准压力传感器显示的压力值。
如果要标定位移,还要记录程序显示的压力值,测量和记录千斤顶的伸长值。
得出4组数据。
(8)如果标定范围大,4组数据不够,可以按步骤(6)再取不同的停顿点,得到更多的数据。
(9)按照程序帮助文件中“如何确定压力和位移的修正系数”一节所述方法,计算出相应的修正系数。
记录此修正系数,并填写到程序中,单击“保存”保存为默认数值。
如果标定位移,对位移数据做同样的处理。
(10)至此,标定结束。
进行退锚及其他相关工作。
三、静载试验
在做静载试验时,应将带有能切换串口的压力显示表直连压力传感器上输给计算机。
(串口说明见综合测试仪器操作说明书)
(1)根据要试验的锚具孔数n和绞线(预应力钢材)实测抗拉强度平均值
以及单根绞线特征截面面积
计算出最大拉力:
(KN)。
试验中的最大拉力(最大压力)应高于此值,以保证能使绞线破断。
以此确定需要使用的比例阀和油压传感器
(2)穿索和调索。
装好网罩和挡墙。
(3)在保持液压泵压力锁定的情况下,测量预应力钢材受力长度
,测量并记录锚固前绞线的外露量和夹片的外露量。
(4)设置参数。
如下:
压力下限:
设为最大压力(即压力上限)的40%;
压力上限:
设为前面确定的最大压力;
比例阀最大输出:
根据前面选用的比例阀,填入相应的数值;
标准压强:
根据前面选用的油压传感器,填入相应的数值;
压力修正系数:
根据选用的油压传感器填入标定时确定的修正系数,通用于作周载、荷载传递等试验。
(无用输入)
静载设置中除了绞线的内缩量和夹片的位移量暂时不填写外,其余的按实际情况填写。
关于绞线的实测极限抗拉强度的平均值
和绞线的特征截面面积
可询问绞线供应商。
停顿设置:
按照国家标准,4个停顿为实测极限抗拉强度计算出来的最大拉力的20%、40%、60%、80%,即
×20%、
×40%、
×60%、
×80%。
80%时的停顿需要1个小时,其余的停顿几分钟即可。
其他参数:
根据实际情况填写。
设置完毕,按“确定”退出设置界面。
(5)松开液压泵的高低压阀门,连接好信号线,接通电源。
单击主界面的“静载”开始静载试验。
(6)在第4个停顿,即
×80%时,再次测量并记录绞线的外露量和夹片的外露量。
(7)当有绞线破断时,单击“停车”停止测试。
(8)再次测量并记录绞线的外露量和夹片的外露量。
(9)根据测量的三组绞线和夹片的外露量,计算出破断强度80%时和破断时绞线的内缩量以及夹片的位移量,填入程序的静载设置中。
单击“确定”返回程序主界面。
(10)单击“文件”菜单的“保存”,把试验结果存档。
(11)单击“文件”菜单的“报表”,程序会弹出一个对话框,询问是否已经输入了相关参数,你可以按“是”跳过或者按“否”进入设置对话框进行设置(设置后,在主界面单击“文件”菜单的“保存”以保存修改后的文档)。
接着程序会弹出一个保存对话框要求你保存报表,设置好你要保存的路径和文件名后单击“保存”把报表保存为一个文件。
这时,程序将会用操作系统默认的浏览器打开这个报表,现在你可以检察并打印。
(12)单击“文件”菜单的“打印设置”把打印方向设置为横向打印,再单击“文件”菜单的“打印图像”,将出现图像的打印预览窗口,这里显示的图像和程序主界面显示的曲线是一样的。
单击“打印”开始图像的打印。
(13)至此,静载试验结束,关闭程序(如果你不确定文件是否保存,请在关闭前确认一下)。
然后退锚,按国标检查绞线的破断情况和锚具、夹片的状况。
根据实际情况给出此次试验的报告。
四、周期荷载试验
在做周期荷载试验时,不需要压力传感器。
(1)根据要试验的锚具孔数n和绞线(预应力钢材)实测抗拉强度平均值
以及单根绞线特征截面面积
计算出压力上限:
(KN)
和压力下限:
(KN)。
以此确定需要使用的比例阀和油压传感器。
(2)穿索和调索。
装好网罩和挡墙。
(3)设置参数。
如下:
压力下限和压力上限:
填入前面计算出的上限和下限。
比例阀最大输出:
根据前面选用的比例阀,填入相应的数值;
标准压强:
根据前面选用的油压传感器,填入相应的数值;
压力修正系数:
根据选用的油压传感器填入标定时确定的修正系数;
静载设置:
只需填入三个参数:
绞线根数、实测抗拉强度平均值和特征截面面积;
循环次数:
按国标,为50次;
其他参数:
根据实际情况填写。
设置完毕,按“确定”退出设置界面。
(4)松开液压泵的高低压阀门,连接好信号线,接通电源。
单击主界面的“周期荷载”开始周载试验。
(5)试验结束后,单击“文件”菜单的“保存”选项,保存此次试验。
(6)按要求打印报表和图像,具体参见静载试验。
(7)退出程序。
退锚,检查锚具和夹片以及钢绞线的情况,根据实际情况给出此次试验的报告。
五、退锚
试验结束后,要进行退锚工作。
按如下步骤进行:
(1)在退锚之前,确定试验程序已经退出,液压泵的高低压阀门均处于松开状态。
(2)打开泵站电源,旋紧低压阀门,当张拉千斤顶退到零位后,关闭电源。
(3)在张拉千斤顶的另一端进行退锚工作。
退锚应从外圈向内圈以此进行。
(4)穿上退锚器和套筒(注意退锚器不要压住旁边的夹片),用调索千斤顶进行张拉,直至把夹片拉出,而绞线又不至于被施加了较大的压力,保持此压力,用螺丝刀把夹片挑出来,然后退顶。
如果发现顶不能把夹片拉出来,请调节泵的溢流阀,加大压力。
(5)所有的夹片退出后,从台架张拉端把锚具连同绞线一同拉出。
如果有必要,也可以对张拉端的锚具进行退锚工作。
六、注意异常情况处理
(1)任何张拉过程中,绞线两端绝对不可站人,防止绞线或夹片飞出造成事故。
(2)张拉时,台架应该装上网罩,两端应该有挡墙,挡墙应该稍微侧向工作台的对面位置,避免飞出物反弹向工作台。
(3)开始试验时,出现“串口通讯故障”提示。
检查控制箱的电源是否打开,计算机和控制箱的连线(串口线)是否接好。
如果故障仍然不能排除,则控制箱可能已经损坏。
(4)试验过程中如发现压力不稳定,曲线毛刺等情况。
应立即停止试验,检查外部电压是否稳定。
排除电压的原因后,若异常仍然出现,请依次更换油压传感器和比例阀,如果仍然不能排除故障,则控制箱元件可能损坏,请联系本公司。
(5)试验中程序出现其他异常状态时,请检查各信号线是否接好。
(6)试验过程中,出现较大响声、绞线断裂、绞线端头散开、绞线和夹片飞出等情况,立即关闭控制箱电源和泵站电源,终止程序。
查明原因并排除故障后方可再进行试验。
综合测试仪操作说明书
1、概述
综合测试仪由两部分组成,一部分是前端数据采集装置,一部分是数据处理、储存、打印装置,前端数据采集装置主要完成当前压力、位移的采集,同时接收主控系统发来的命令,输出控制信号以控制比例阀、电磁换向阀,使整个系统闭环地工作;主控系统对采集数据进行实时处理并实时控制,同时作出P—L曲线图,储存所有的P、L值,根据需要可打印出报表和曲线图。
2、数据采集装置
2.1数据采集装置后面板图
图1 数据采集装置后面板图
2.2数据采集装置原理
数据采集装置由数据采集和输出控制两部分构成,其中数据采集采用12位分辨率的10通道A/D构成,它对输入的压力、位移高速、实时地采样,采样值经装置内的单片微机作简单处理后由RS-232接口送主控系统,主控系统接到测量值后,经精确运算后,立即送给数据采集装置,装置内的单片微机接收到后,即由输出控制部分向比例放大部分输出控制信号,控制比例阀动作。
输出控制部分采用12位分辨率的D/A和比例放大器构成。
在主控系统的控制下,整个系统闭环地完成每一个循环。
原理框图如图2。
3、操作使用
综合测试仪的数据采集装置在开启电源开关后即进行工作,不需进行任何操作。
其主控系统由一台电脑加软件构成,测量软件由VC++编制而成,界面丰富,人机对话功能极强,操作使用非常方便。
以下为软件的使用指南:
3.1主界面
界面以VC++编制而成,绘制测量曲线、显示实际测量值、控制等所有功能都在界面上完成。
主界面如下图所示:
主界面中主要分为五个显示区域:
(1)压力/位移、压力/时间曲线图显示区域,在这个区域中主要显示压力(包括油压传感器压力及压力传感器压力)与位移的曲线图,也可以切换为压力与时间的曲线图。
(2)夹片回缩/绞线回缩/
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- 实验 台架 综合 手册