本發(fā)明涉及施工質量，尤其涉及一種預應力混凝土梁施工質量控制系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、預應力混凝土梁即對梁預先施加使其在跨中產生負彎矩的力，以部分抵消梁在使用中的正彎矩。相比普通鋼筋混凝土梁，預應力混凝土梁具有更優(yōu)秀的特點：因采用高強度抗拉預應力材料，預應力混凝土梁的荷載能力更大；在同等荷載作用下，采用預應力的梁的截面尺寸較小，自重更輕；施加適當大小的預應力，當預應力混凝土梁承受由外荷載產生拉力時，首先抵消受拉區(qū)混凝土中的預壓力，然后隨荷載增加，才使混凝土受拉，這就限制了混凝土的伸長，延緩或不使裂縫出現(xiàn)，克服了用普通鋼筋混凝土梁的最大缺點，即裂縫問題。

2、由于鋼筋延展的特性，預應力混凝土梁澆筑完成前所施加的預應力，在混凝土澆筑凝固過程中有所衰減，不能達到設計要求；另一種情況為施工過程中施加了過大預應力，導致混凝土材料、預應力鋼筋等超過負荷，導致預應力失效。

3、因此，亟待設計一種預應力混凝土梁施工質量控制系統(tǒng)及方法，解決上述現(xiàn)有技術存在的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或者改進需求，本發(fā)明提供了一種預應力混凝土梁施工質量控制系統(tǒng)及方法，以實現(xiàn)對特定時間點或特定時間范圍內預應力的精準施加，進而控制預應力施工質量。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種預應力混凝土梁施工質量控制系統(tǒng)，包括控制器、液壓裝置、設置在液壓裝置上的壓力傳感器以及設置在預應力鋼筋上的應力傳感器；

4、所述液壓裝置，用于對需要施加預應力的鋼筋施加拉力；

5、所述壓力傳感器，用于檢測所述液壓裝置對鋼筋施加拉力時的工作壓力；

6、所述應力傳感器，用于檢測所述預應力鋼筋在預應力施加以及特定時間范圍內所承受的應力；

7、所述控制器包括壓力獲取模塊，驅動執(zhí)行模塊，應力獲取模塊，時鐘記錄模塊，特性擬合模塊、設定模塊、預應力計算模塊；

8、所述壓力獲取模塊，用于通過所述壓力傳感器獲取所述液壓裝置對鋼筋施加拉力時的工作壓力；

9、所述驅動執(zhí)行模塊，用于驅動所述液壓裝置執(zhí)行動作；

10、所述應力獲取模塊，用于通過所述應力傳感器獲取被施加預應力的鋼筋所受的應力；

11、所述時鐘記錄模塊，用于記錄所述鋼筋被施加預應力后發(fā)生應力變化的變形時間；

12、所述特性擬合模塊，用于根據所述壓力獲取模塊、應力獲取模塊、時鐘記錄模塊的輸出，分析鋼筋應力與工作壓力、工作時間之間的關系；

13、所述設定模塊用于人為設定鋼筋混凝土梁澆筑與養(yǎng)護時長、鋼筋型號及材料關鍵特征參數；

14、所述預應力計算模塊，用于根據所述特性擬合模塊所得關系、設定模塊的設定，結合預設算法計算所需施加的合適的預應力初始值。

15、作為本技術的一實施例，所述特性擬合模塊分析鋼筋應力與工作壓力、工作時間之間的關系表達式為：

16、f0＝δ+f0

17、f＝λf0

18、其中，f0為t0時刻鋼筋上的預應力，t0時刻對鋼筋進行初次錨固；f0為t0時刻系統(tǒng)對鋼筋施加的拉力；δ為錨固瞬間鋼筋上的預應力損失值，與錨固動作速度反相關、f0正相關；f為t0時刻后鋼筋上的預應力；λ為f的衰減系數，與鋼筋材料、f0、時間有關。

19、作為本技術的一實施例，所述特性擬合模塊將離散化后的預應力數據、液壓裝置施加的初始拉力進行特性分析，對躍變點進行處理計算出δ，對衰變區(qū)間進行分析，擬合出λ表達式。

20、作為本技術的一實施例，所述控制器根據所述預應力計算模塊計算得到的預應力初始值控制所述驅動執(zhí)行模塊驅動液壓裝置執(zhí)行預應力加載。

21、作為本技術的一實施例，所述控制器還包括比較模塊和確定模塊；

22、所述比較模塊，用于將實際應力數據與所述特性擬合模塊所得的應力特性進行比較；

23、所述確定模塊，用于根據所述比較模塊比對結果給出相應是否合格信息。

24、作為本技術的一實施例，當比較模塊的比對結果滿足要求時，所述確定模塊輸出預應力施加合格信息，若比較模塊的比對結果不滿足要求時，確定模塊輸出預應力不合格信息，所述系統(tǒng)啟動特性擬合模塊再次擬合，重新進行加載，直至確定模塊給出預應力施加合格信息。

25、本技術還提供了一種預應力混凝土梁施工質量控制方法，采用如上所述的質量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述方法包括：

26、通過壓力獲取模塊獲取液壓裝置對鋼筋施加拉力時的工作壓力；

27、通過應力獲取模塊獲取鋼筋被施加預應力所受的應力；

28、通過時鐘記錄模塊獲取鋼筋被施加預應力后發(fā)生應力變化的變形時間；

29、通過特性擬合模塊分析鋼筋應力與工作壓力、工作時間之間的關系；

30、通過設定模塊設定鋼筋混凝土梁澆筑與養(yǎng)護時長、鋼筋型號及材料關鍵特征參數；

31、通過預應力計算模塊據所述特性擬合模塊所得關系、設定模塊的設定，結合預設算法計算所需施加的合適的預應力初始值。

32、作為本技術的一實施例，所述特性擬合模塊分析鋼筋應力與工作壓力、工作時間之間的關系時，其關系表達式為：

33、f0＝δ+f0

34、f＝λf0

35、其中，f0為t0時刻鋼筋上的預應力，t0時刻對鋼筋進行初次錨固；f0為t0時刻系統(tǒng)對鋼筋施加的拉力；δ為錨固瞬間鋼筋上的預應力損失值，與錨固動作速度反相關、f0正相關；f為t0時刻后鋼筋上的預應力；λ為f的衰減系數，與鋼筋材料、f0、時間有關。

36、作為本技術的一實施例，所述方法還包括：控制器根據所述預應力計算模塊計算得到的預應力初始值控制所述驅動執(zhí)行模塊驅動液壓裝置執(zhí)行預應力加載。

37、作為本技術的一實施例，所述方法還包括：

38、預應力加載完成后，通過比較模塊將實際應力數據與所述特性擬合模塊所得的應力特性進行比較；當比較模塊的比對結果滿足要求時，確定模塊輸出預應力施加合格信息，若比較模塊的比對結果不滿足要求時，確定模塊輸出預應力不合格信息，系統(tǒng)啟動特性擬合模塊再次擬合，重新進行加載，直至確定模塊給出預應力施加合格信息。

39、本發(fā)明的有益效果為：

40、本發(fā)明首先通過壓力獲取模塊獲取液壓裝置對鋼筋施加拉力時的工作壓力，通過應力獲取模塊獲取被施加預應力的鋼筋所受的應力，通過時鐘記錄模塊記錄鋼筋被施加預應力后發(fā)生應力變化的變形時間，然后通過特性擬合模塊分析液壓裝置對鋼筋施加拉力時的工作壓力、鋼筋被施加預應力所受的應力以及鋼筋被施加預應力后發(fā)生應力變化的變形時間之間的關系，再通過預應力計算模塊，根據特性擬合模塊所得關系、設定模塊的設定，結合預設算法計算所需施加的合適的預應力初始值，系統(tǒng)加載預應力后繼續(xù)分析，直至確認鋼筋上的預應力符合設計要求后系統(tǒng)給出確認信息，然后澆筑預應力混凝土梁。通過對預應力混凝土梁需要施加的預應力的準確計算，實時監(jiān)測與比較確認，實現(xiàn)預應力混凝土梁施工質量的可靠控制。