[发明专利]一种桥梁静载试验自动控制装置及自动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁质量检验设备技术领域，具体涉及一种桥梁静载试验自动控制装置及自动控制方法。

背景技术

在国内高速铁路建设中，桥梁所占的比例越来越高，预制梁约85％，现浇梁约5％～10％，桥梁的质量直接关系到铁路运营安全，与国家财产和人民群众的生命安全密切相关。桥梁的安全性及不易更换性至关重要。因此，设计及标准要求桥梁须100％的达到百年寿命。

目前，桥梁静载试验是评定桥梁使用性能的唯一手段。为了确保桥梁质量100％达到百年寿命的要求，要求桥梁静载试验必须保证加载准确、判定正确、试验数据真实可靠和记录完整。一旦静载试验发生试验数据误差过大或失真、记录错误或遗漏，则不能真实反应梁静载试验的结果，将造成错判或漏判，必然对国家和企业造成不可估量的重大经济损失，也将会对社会造成不良的影响。公路梁因不做静载试验，造成断裂或垮塌的情况屡见不鲜。因此，严格按照TB/T 2092《预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准》的要求对桥梁进行精准同步加载检验，保留完整的试验记录显得尤为重要。

虽然我们有桥梁静载试验标准，但没有与试验标准相配套的桥梁静载试验加载控制装置。也没有一种能够同时实现同步均衡加载和动态自动平衡的自动控制桥梁静载试验的方法。多年以来，铁路业内专家也一直在探索如何能开发出专用的桥梁静载试验加载自动控制装置，以改变目前静载试验中同时加载的同步率难以控制、各加载点荷载不能自动调整平衡及不能数据上传的落后现状。

在实际运用中，现有的桥梁静载试验装置和方法存在如下不足之处：

(1)在加载阶段，难以实现十个油泵同步加载到同一荷载。即加载时反力架上拱和试验梁下挠变形小的两端加载快，变形大的跨中加载慢，而且各加载点之间相互干扰。在持荷时段，由于试验荷载致使反力架上拱和试验梁下挠在各个加载点引起的变形不一样，导致各加载点荷载值产生不同的下降，各加载点荷载在限时内各自补压、相互干扰，难以调整平衡，不能保证在持荷时间内各加载点一直保持在试验规定的荷载值，即在持荷时间内各加载点反复调整，试验实际荷载未达到计算荷载。这是静载试验确保加载值准确而最难解决的问题。

(2)现有的静载试验计算单、试验加载、持荷时间、挠度测量读数、出具试验报告等全部由人工操作，偏差与错误难免。曾经发生过人为调整标定用传感器、挠度值读数错误、人为修改试验数据及编造静载试验报告的情况。因此，现有的静载试验装置和静载试验方法对偏差、错误、造假无法监控。一旦桥梁出现承载力问题，将会给人民生命安全和国家财产造成巨大损失。

(3)因反力架及千斤顶的安装偏差及反力架上拱导致千斤顶橫梁转角，使千斤顶活塞鞲鞴产生侧向力，造成摩阻增大，导致压力表读数显示的千斤顶加载力值偏小，即试验实际荷载未达到计算荷载。

(4)因桥梁静载试验完全人工操作而不能实现数据上传及远程监控。

(5)试验过程完全由人工操作完成而且耗费大量的人力。如：试验前加载设备的配套标定及线性回归、各千斤顶油表读数的计算，静载试验计算单、试验加载、持荷时间、挠度测量读数、出具试验报告等。以双线箱梁10点加载为例，司泵10人、监表10人、百分表挠度读数6人，另需配备总指挥1人、计时员1人、裂缝观测6人、设备安监1人，总计35人。

(6)以双线箱梁10点加载为例，需要10台油泵，耗费设备购置资金，且10台油泵很难同步加载。

综上所述，为了桥梁静载试验实现同步加载且各加载点荷载自动平衡，保证试验数据的真实、准确、可靠，提高自动化程度，减少试验人工及设备，实现试验数据上传及远程监控，需要研发出一种能够实现自动控制桥梁静载试验的装置，同时，也需要开发出一种能够同时实现同步均衡加载和动态自动平衡的桥梁静载试验的方法。

发明内容

本发明提出一种桥梁静载试验自动控制装置及自动控制方法，解决了现有桥梁静载试验装置和实现桥完成梁静载试验的方法无法实现的各点同步均衡加载及反力架及试验梁变形后的各加载点的荷载动态自动平衡，规避了人为计算、记录的偏差、错误、造假的问题，不仅能够实现试验荷载数据及挠跨比数据的自动检测和存储，而且自动生成试验报告，消除千斤顶偏载影响，提高了加载精度，而且具有双校核系统和应急功能，使试验结果更加准确、可靠，并实现了试验数据上传和图像远程监控，还节省了大量人力。