[发明专利]基于物联网的预应力施工系统

说明书

技术领域

本发明涉及到土木工程施工设备领域，特别涉及一种预应力张拉自动控制系统。

背景技术

预应力技术已在土木工程中得到广泛应用。据初步统计，截止2011年底，我国公路桥梁达68.94万座、3349.44万米，其中采用预应力结构的桥梁工程占到了总量的90%以上。同时，预应力技术已经成为大跨度、大空间结构、高耸结构、重载结构、特种结构以及新型结构工程中不可缺少的一项技术发展至立体交叉建筑、海洋结构、原子能反应堆容器及特种复杂结构等多个领域。 

但与此同时，由于各种因素的影响，部分桥梁结构施工质量差，导致施工和使用中桥梁坍塌事故时有发生。近年来，由于预应力原因导致的质量事故频频发生，如梁体严重下扰、开裂，甚至垮塌。

预应力张拉是预应力工程的关键工序。在目前的土木工程领域中，预应力张拉施工普遍采用的是油泵和千斤顶组成的张拉系统，主要采用张拉荷载控制、伸长值校核的“双控法”，大致可概括为以下主要环节：油压表控制荷载，手动操作油泵；钢卷尺测量伸长量，喊话保持同步；人工记录数据，施工后进行校核。这种传统的预应力张拉工艺存在诸多缺陷，如张拉作业较粗放，预应力损失较大，难以实现同步张拉，不能及时发现隐患等。可见，传统张拉的预应力控制精度较低、施工管理难度较大、施工效率较低，难以保证工程的施工质量和运营安全，已成为制约预应力结构应用和发展的重要因素。

自20世纪80年代末以来，一些研究者开始了预应力张拉控制问题的研究，从自动化、信息化施工的研究角度和油泵的数字化控制角度进行了大量研究工作，相继取得初步成果。基于物联网的预应力施工系统是预应力技术、先进制造技术、信息技术和智能技术在土木工程产品上的集成和融合，体现了预应力施工技术的自动化与智能化、数字化与网络化的发展趋势。

鉴于此，本发明旨在探索一种能够实现多台张拉设备之间协同工作的预应力张拉系统，通过该系统不仅能够实现张拉过程的自动控制，而且控制精度更高，通过控制卸荷过程来保证最终得到的预应力达到设计要求，因此急需一种能够自动控制的预应力张拉装置。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于物联网的预应力施工系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的基于物联网的预应力施工系统，包括执行控制系统、执行机构、通信处理装置、设置有数据线接口的现场管理处理器和后台数据服务处理器；

所述执行控制系统，用于生成控制执行机构的控制信号并输入到执行机构中；所述执行机构，用于根据在控制信号的作用下对待张拉预应力构件施加应力以及获取执行机构实际工况信息并输入到执行控制系统中；所述通信处理装置，用于传输执行机构的实际工况信息；所述现场管理处理器，用于生成任务文件、数据文件以及通过数据线接口或无线电台来传输的数据信号，并以指令实时数据的形式传输到执行控制系统；所述后台数据服务处理器，用于存储和处理现场管理处理器传输的数据；所述现场管理处理器还设置有移动存储设备，所述移动存储设备，用于存储现场管理处理器中的数据。

进一步，所述执行控制系统包括接收单元和控制信号生成单元；所述接收单元，用于接收通信处理装置发送的执行机构实际工况信息；所述控制信号生成单元，用于根据接收单元输入的信号和执行机构实际工况信息来生成控制执行机构启闭的控制信号；所述通信处理装置通过无线或有线的方式进行信号传输。

进一步，还包括控制箱，所述执行控制系统和通信处理装置设置于控制箱中并分别与设置于控制箱中的中央操控系统连接，所述执行控制系统、通信处理装置和中央操控系统连接分别与设置于控制箱中的电源模块连接，所述控制箱上还设置有面板开关、面板接口、接口板、触摸屏和状态灯组；所述触摸屏、状态灯组、面板开关和面板接口分别与中央操控系统连接，所述接口板与执行控制系统连接。

进一步，所述执行机构包括张拉油缸装置、驱动装置和装设于张拉油缸装置上的用来采集张拉作业时各种数据的数据采集单元；所述驱动装置包括油箱以及装设于油箱内的驱动泵、电机和驱动控制机构，所述电机的输出端与驱动泵相连，所述电机的控制端与驱动控制机构相连，所述驱动控制机构与执行控制系统连接，所述油箱通过管路与张拉油缸装置相连通，所述数据采集单元将采集的信号输入到通信处理装置和执行控制系统中。