程鵬

摘 要：計(jì)算機(jī)控制液壓同步提升技術(shù)是一項(xiàng)新穎的構(gòu)件提升安裝施工技術(shù)，它結(jié)合采用柔性鋼絞線承重、提升油缸集群、計(jì)算機(jī)控制、液壓同步提升等原理，結(jié)合現(xiàn)代化施工工藝，將近萬(wàn)噸的構(gòu)件在地面拼裝后，整體提升到預(yù)定位置安裝就位，實(shí)現(xiàn)大噸位、大跨度、大面積的超大型構(gòu)件超高空整體同步提升，有力保證了施工進(jìn)度和工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī) 液壓泵 提升原理 經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（b）-0022-02

在計(jì)算機(jī)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代，把各自獨(dú)立的計(jì)算機(jī)通過(guò)控制液壓提升技術(shù)，并按照一定的協(xié)議相互訪問(wèn)，就能實(shí)現(xiàn)屋蓋網(wǎng)架資源的共享。計(jì)算機(jī)控制液壓同步提升技術(shù)的核心設(shè)備采用計(jì)算機(jī)控制，具有全自動(dòng)同步升降、實(shí)現(xiàn)力和位移控制、操作閉鎖、過(guò)程顯示和故障報(bào)警等多種功能，是集機(jī)、電、液、傳感器、計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)等于一體的現(xiàn)代化先進(jìn)施工技術(shù)。

1 工程概況

于家堡高鐵站站房主體為“貝殼”穹頂式鋼結(jié)構(gòu)，穹頂長(zhǎng)143 m，寬80 m，高24 m，是一個(gè)不規(guī)則的殼體，由36根正螺旋和36根反螺旋組成了單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。主體鋼結(jié)構(gòu)具有跨度大、噸位大、截面復(fù)雜和網(wǎng)殼線性控制難度大等特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝及制作構(gòu)建提出較高要求。按照主站房的特點(diǎn)，單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)采用周圍散拼，中間部位采用低位拼裝整體提升一次到位。根據(jù)殼體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和整體提升計(jì)算要求共設(shè)置21個(gè)提升點(diǎn)，邊緣17個(gè)提升點(diǎn)分別設(shè)置17個(gè)提升塔架，每個(gè)塔架上設(shè)置1臺(tái)100 t油缸，網(wǎng)殼中間設(shè)置四個(gè)塔架，塔頂用圈梁連接，中間塔架上設(shè)置200 t油缸。邊緣一圈下吊點(diǎn)采用原有網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)板焊接耳板作為錨固結(jié)構(gòu)；中間下吊點(diǎn)采用圈梁設(shè)置牛腿作為錨固結(jié)構(gòu)。

于家堡站房屋蓋提升總重約881.6 t。

總體布置如圖1所示。

2 計(jì)算機(jī)控制液壓同步提升系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)組成

計(jì)算機(jī)控制液壓同步提升系統(tǒng)由鋼絞線及提升油缸集群（承重部件）、液壓泵站（驅(qū)動(dòng)部件）、傳感檢測(cè)和主控計(jì)算機(jī)（控制部件）等組成。

2.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）先進(jìn)的電液比例控制技術(shù)，通過(guò)電液比例控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)液壓提升中的同步控制，控制精度高；例如：在國(guó)家數(shù)字圖書(shū)館鋼結(jié)構(gòu)整體提升工程中，共布置28個(gè)同步提升吊點(diǎn)，使用64臺(tái)提升油缸，應(yīng)用電液比例控制技術(shù)，各點(diǎn)之間的同步控制精度在±2 mm內(nèi)。

（2）載荷保護(hù)，在現(xiàn)有的液壓系統(tǒng)中，專門設(shè)計(jì)了對(duì)每臺(tái)油缸的載荷保護(hù)，使整體提升更加可靠安全。

（3）清晰的模塊化設(shè)計(jì)，針對(duì)不同工程的使用要求，綜合考慮液壓系統(tǒng)的通用性、可靠性和自動(dòng)化程度；在根據(jù)不同的工程，泵站液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)。

（4）主要液壓元件均采用德國(guó)產(chǎn)品，如泵、比例控制閥等均采用德國(guó)HAVA公司產(chǎn)品，極大地提高了液壓系統(tǒng)的可靠性。

（5）雙泵、雙主回路和雙比例閥系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)提升、連續(xù)下降和大流量驅(qū)動(dòng)。

2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

（1）控制能力強(qiáng)、吊點(diǎn)區(qū)域分步廣。本控制系統(tǒng)在有線模式時(shí)為10 km，無(wú)線模式時(shí)為5 km。

（2）控制油缸。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制油缸數(shù)量可達(dá)200個(gè)，滿足一般工程要求。

（3）控制精度。該控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)同步控制精度為±5 mm，滿足一般工程小于10 mm的要求。例如：在蘇通大橋南主塔墩5600 t鋼吊箱整體下放工程中，12個(gè)提升吊點(diǎn)，各吊點(diǎn)的同步控制精度在±1 mm內(nèi)。

（4）控制模式。根據(jù)被提升結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)位移同步載荷跟蹤和載荷同步位移跟蹤兩種模式。

（5）檢測(cè)手段。該控制系統(tǒng)配備多種先進(jìn)的傳感器，檢測(cè)提升過(guò)程中的提升系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)。

①錨具傳感器：檢測(cè)提升油缸的錨具松緊狀態(tài)。

②油壓傳感器：測(cè)量提升油缸的工作壓力，實(shí)時(shí)測(cè)量提升吊點(diǎn)載荷情況，實(shí)現(xiàn)各點(diǎn)載荷同步。

③油缸行程傳感器：測(cè)量提升油缸在0～250 mm內(nèi)的行程，實(shí)時(shí)測(cè)量提升油缸位移情況，實(shí)現(xiàn)各點(diǎn)位移同步。

④20m長(zhǎng)距離傳感器：測(cè)量提升結(jié)構(gòu)的空間位置，在提升過(guò)程中實(shí)現(xiàn)提升結(jié)構(gòu)絕對(duì)位置同步。

（6）報(bào)警保護(hù)與顯示功能。在控制軟件中，設(shè)置載荷和位置超差報(bào)警、自動(dòng)停機(jī)等保護(hù)功能；實(shí)時(shí)顯示提升吊點(diǎn)載荷、位置等狀態(tài)變化，便于操作與監(jiān)控。

3 提升原理

3.1 主控計(jì)算機(jī)是實(shí)現(xiàn)提升載荷同步或位移同步的核心

在提升體系中，設(shè)定一個(gè)主令提升點(diǎn)，跟隨提升點(diǎn)均以主令點(diǎn)的位置作為參考進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.2 主令提升點(diǎn)決定整個(gè)提升系統(tǒng)的提升速度，操作人員根據(jù)泵站的流量分配和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)定提升速度

根據(jù)提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)，最大提升速度可達(dá)到10 m/h。主令提升速度的設(shè)定是通過(guò)比例液壓系統(tǒng)中的比例閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

3.3 在提升系統(tǒng)中，每個(gè)提升吊點(diǎn)布置1臺(tái)長(zhǎng)距離傳感器，實(shí)時(shí)測(cè)量構(gòu)件位置情況，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線將數(shù)據(jù)傳給主控計(jì)算機(jī)

主控計(jì)算機(jī)根據(jù)傳送的數(shù)據(jù)，通過(guò)控制算法，決定每個(gè)跟隨點(diǎn)比例閥的控制參數(shù)，整個(gè)結(jié)構(gòu)的位置同步。

3.4 每臺(tái)提升油缸各安裝一套行程傳感器和壓力傳感器，傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量主油缸的位置、錨具的松緊和提升點(diǎn)載荷變化情況

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給主控計(jì)算機(jī)。主控計(jì)算機(jī)通過(guò)控制算法，實(shí)現(xiàn)每個(gè)油缸動(dòng)作控制和保護(hù)報(bào)警功能。

4 經(jīng)濟(jì)效益

我國(guó)從90年代開(kāi)始自主研究和開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，先后應(yīng)用于北京國(guó)家數(shù)字圖書(shū)館10388 t鋼桁架整體提升、北京首都機(jī)場(chǎng)A380機(jī)庫(kù)萬(wàn)噸屋面整體提升、天津西站中央站區(qū)屋面鋼網(wǎng)架分塊整體提升、山東臨沂文化廣場(chǎng)鋼連廊提升整體等一系列重大建設(shè)工程，獲得了成功，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

同步整體提升技術(shù)具有：（1）提升設(shè)備體積小、自重輕、承載能力大；（2）通過(guò)提升設(shè)備擴(kuò)展組合，提升重量、跨度、面積不受限制；（3）提升高度不受限制；（4）設(shè)備自動(dòng)化程度高，操作方便靈活，安全性好、可靠性高、使用面廣、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此該技術(shù)在大型公共建筑、大型工業(yè)廠房工程施工中具有廣泛的推廣發(fā)展前景，這項(xiàng)技術(shù)必將在國(guó)家工程建設(shè)方面發(fā)揮突出積極的作用。

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