論計算機控制液壓提升技術在屋蓋網(wǎng)架提升中的應用

程鵬

摘 要：計算機控制液壓同步提升技術是一項新穎的構件提升安裝施工技術，它結合采用柔性鋼絞線承重、提升油缸集群、計算機控制、液壓同步提升等原理，結合現(xiàn)代化施工工藝，將近萬噸的構件在地面拼裝后，整體提升到預定位置安裝就位，實現(xiàn)大噸位、大跨度、大面積的超大型構件超高空整體同步提升，有力保證了施工進度和工程質量。

關鍵詞：計算機 液壓泵 提升原理 經(jīng)濟效益

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0022-02

在計算機進入網(wǎng)絡的時代，把各自獨立的計算機通過控制液壓提升技術，并按照一定的協(xié)議相互訪問，就能實現(xiàn)屋蓋網(wǎng)架資源的共享。計算機控制液壓同步提升技術的核心設備采用計算機控制，具有全自動同步升降、實現(xiàn)力和位移控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能，是集機、電、液、傳感器、計算機和控制技術等于一體的現(xiàn)代化先進施工技術。

1 工程概況

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

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 計算機控制液壓同步提升系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)組成

計算機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（驅動部件）、傳感檢測和主控計算機（控制部件）等組成。

2.2 系統(tǒng)特點

（1）先進的電液比例控制技術，通過電液比例控制技術，實現(xiàn)液壓提升中的同步控制，控制精度高；例如：在國家數(shù)字圖書館鋼結構整體提升工程中，共布置28個同步提升吊點，使用64臺提升油缸，應用電液比例控制技術，各點之間的同步控制精度在±2 mm內。

（2）載荷保護，在現(xiàn)有的液壓系統(tǒng)中，專門設計了對每臺油缸的載荷保護，使整體提升更加可靠安全。

（3）清晰的模塊化設計，針對不同工程的使用要求，綜合考慮液壓系統(tǒng)的通用性、可靠性和自動化程度；在根據(jù)不同的工程，泵站液壓系統(tǒng)的設計采用模塊化結構。

（4）主要液壓元件均采用德國產品，如泵、比例控制閥等均采用德國HAVA公司產品，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)，實現(xiàn)連續(xù)提升、連續(xù)下降和大流量驅動。

2.3 計算機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)優(yōu)點

（1）控制能力強、吊點區(qū)域分步廣。本控制系統(tǒng)在有線模式時為10 km，無線模式時為5 km。

（2）控制油缸。該系統(tǒng)設計控制油缸數(shù)量可達200個，滿足一般工程要求。

（3）控制精度。該控制系統(tǒng)設計同步控制精度為±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個提升吊點，各吊點的同步控制精度在±1 mm內。

（4）控制模式。根據(jù)被提升結構特點，控制系統(tǒng)能夠實現(xiàn)位移同步載荷跟蹤和載荷同步位移跟蹤兩種模式。

（5）檢測手段。該控制系統(tǒng)配備多種先進的傳感器，檢測提升過程中的提升系統(tǒng)當前狀態(tài)。

①錨具傳感器：檢測提升油缸的錨具松緊狀態(tài)。

②油壓傳感器：測量提升油缸的工作壓力，實時測量提升吊點載荷情況，實現(xiàn)各點載荷同步。

③油缸行程傳感器：測量提升油缸在0～250 mm內的行程，實時測量提升油缸位移情況，實現(xiàn)各點位移同步。

④20m長距離傳感器：測量提升結構的空間位置，在提升過程中實現(xiàn)提升結構絕對位置同步。

（6）報警保護與顯示功能。在控制軟件中，設置載荷和位置超差報警、自動停機等保護功能；實時顯示提升吊點載荷、位置等狀態(tài)變化，便于操作與監(jiān)控。

3 提升原理

3.1 主控計算機是實現(xiàn)提升載荷同步或位移同步的核心

在提升體系中，設定一個主令提升點，跟隨提升點均以主令點的位置作為參考進行調節(jié)。

3.2 主令提升點決定整個提升系統(tǒng)的提升速度，操作人員根據(jù)泵站的流量分配和結構特點設定提升速度

根據(jù)提升系統(tǒng)設計，最大提升速度可達到10 m/h。主令提升速度的設定是通過比例液壓系統(tǒng)中的比例閥來實現(xiàn)的。

3.3 在提升系統(tǒng)中，每個提升吊點布置1臺長距離傳感器，實時測量構件位置情況，通過現(xiàn)場總線將數(shù)據(jù)傳給主控計算機

主控計算機根據(jù)傳送的數(shù)據(jù)，通過控制算法，決定每個跟隨點比例閥的控制參數(shù)，整個結構的位置同步。

3.4 每臺提升油缸各安裝一套行程傳感器和壓力傳感器，傳感器實時測量主油缸的位置、錨具的松緊和提升點載荷變化情況

通過現(xiàn)場實時網(wǎng)絡將測量數(shù)據(jù)傳送給主控計算機。主控計算機通過控制算法，實現(xiàn)每個油缸動作控制和保護報警功能。

4 經(jīng)濟效益

我國從90年代開始自主研究和開發(fā)這項技術，先后應用于北京國家數(shù)字圖書館10388 t鋼桁架整體提升、北京首都機場A380機庫萬噸屋面整體提升、天津西站中央站區(qū)屋面鋼網(wǎng)架分塊整體提升、山東臨沂文化廣場鋼連廊提升整體等一系列重大建設工程，獲得了成功，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

5 結語

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

參考文獻

[1] 余召鋒，徐鳴謙.大型構件液壓同步提升的無線遙控[J].安裝，2003（1）.

[2] 易靜蓉，吳慶鳴，李遠波，等.液壓提升技術在纜機塔架安裝中的應用[J].制冷空調與電力機械，2001（2）.endprint