高铁混凝土箱梁蒸汽养护控制系统研究

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1、铁道建筑l2RailwayEngineering文章编号：1003-1995(2011)06·0012-03高铁混凝土箱梁蒸汽养护控制系统研究韩庆祝(中铁十三局集团有限公司，长春130033)摘要：根据混凝土箱梁蒸汽养护技术，提出用蒸汽升温、专用养护罩保温保湿、通风机降温的全自动养护温控方案。下位机采用日本三菱FX2NPLC在现场控制，上位机采用710型工控机作为人机对话窗口，对养护场进行远程监控和管理。给出了系统硬件设计框图和软件设计界面。试验和使用证明，本文设计的混凝土箱梁温度控制系统，适应性强、自动化程度高、安全可靠、操作简便、易于扩展，只要改变养护

2、参数，可对任意混凝土箱梁进行自动养护，应用前景广阔。关键词：混凝土箱梁蒸汽养护工控机中图分类号：U445．471文献标识码：B高速铁路混凝土箱梁的蒸汽养护技术，在大型工有效提高混凝土箱的养护质量，缩短施工周期、降低施程施工中已逐渐被人们所认可，特别是在现代桥梁施工成本、加快施工进程。工中，采用蒸汽养护技术，可以有效地提升混凝土箱形1总体设计方案梁的品质，明显缩短制梁的周期，并且能够较严格地保证箱梁的技术指标。混凝土箱梁蒸汽养护(常压湿热)系统如图1所目前对于现场浇筑的桥梁，大部的蒸汽养护是采示。主要由温度控制室、养护罩、蒸汽锅炉、箱梁基座用锅炉加热产生蒸汽

3、，然后用简易的管道将蒸汽输送和通风机等组成。到用塑料帆布覆盖的养护棚中，而箱梁养护的温度控1．1混凝土箱梁养护工艺制过程主要依赖人工间歇性测量和调整。这样的养护混凝土箱梁常压湿热养护温度曲线如图2所示。方法很难保证蒸汽养护过程中各个阶段对温度需求的养护工艺分为四个阶段：第一阶段为预养期，以15c【=准确性和精确性，而且热量的利用率很低，有时如果控养护l，小时(本文取4h)；第二阶段为升温期，以5制的不合理还会对箱形梁造成一定的损伤。c【=／h的升温速率升温1h，然后保温Js小时(本文取1本文采用计算机测控技术，提出用蒸汽升温、专用h)，再以8℃／h的升温速

4、率升温至45oC；第三阶段为养护罩保温保湿、通风机降温的全自动养护系统。可恒温期，以恒温45o【=养护日小时(本文取10h)；第四阶段为降温期，以10℃／h的降温速率降至室温，再保温．，小时(本文取4h)。根据不同的混凝土梁，这四收稿日期：2010—12—13；修回日期：2011—02-25段的养护时间可由用户设定。作者简介：韩庆祝(1969一)，男，吉林长春人，高级工程师。4)在拱座背部局部范围内出现主拉应力大于设究[J]．黑龙江科技信息，2008(8)：4—6．计值的区域，建议在该部分加强配筋，另外，可以把拱[2]叶梅新．大跨径劲性骨架钢筋砼拱桥拱脚、

5、拱座局部应力分析[J]．中国西部科技，2008(1)：345．座背部设计为突起的弧面，以便减小局部应力对该部[3]杨志雄，武维宏，舒春生．祁家黄河大桥拱座节点局部应力分的作用。分析[J]．铁道建筑，2008(12)：7—95)在箱形梁外轮廓改变处的底板位置主拉应力[4]陈宝春．钢管混凝土拱桥设计与施工[M]．北京：人民交通较大，可以通过加大底板的配筋率或增加体外预应力出版社，1999．钢筋来改善。[5]孙训方．材料力学(Ⅱ)[M]．北京：高等教育出版社，2009．参考文献(责任审编孟庆伶)[1]叶梅新．140m下承式钢箱系杆拱桥拱脚局部模型试验研2011年

6、第6期高铁混凝土箱梁蒸汽养护控制系统研究温度巡检仪和电控柜等组成。温度控制系统硬件框图如图4所示。图1混凝土箱梁蒸汽养护系统45越赠时间／h图4温控系统硬件设计图2混凝土箱梁养护温控曲线温度传感器采用PT100热电阻。系统设计有自1．2混凝土箱梁养护温度控制方案动和手动控制功能。自动控制功能，是由工业控制计根据温度控制曲线设计的温度控制系统如图3所算机作人机界面操作站，主要控制由PLC按预置参数示。混凝土箱梁的纵向分3个截面，每个截面分为A，完成控制，整个养护过程无需人工参与而自动完成。B，C，D，E5个温度区，每区布1个温度传感器(T1～手动控制功能，当

7、自动控制系统出现故障时，可转为手T5)，每个截面布1个湿度传感器Fl，共布15个温度动控制，控制任务主要由巡检仪完成，确保养护工作继传感器和3个湿度传感器。养护罩内的温、湿度信号续进行。手动系统只是作为自动控制系统的应急备用。经A／D转换后送到计算机进行计算处理，然后通过I／3软件系统设计O口控制蒸汽阀和通风机，按图2所示的温控曲线实现混凝土箱梁的全自动养护。本系统采用工业计算机控制软件MCGS工控组态软件和三菱GXFX2NPLC控制软件为平台设计了上、下位机的控制软件，用户主界面如图5所示。软件功能主要有：1)用户管理。在软件系统中，固定一个名为“负责人

8、”的用户，它们的名称不能修改。负责人有权利在运行时修改设置参数和管