论计算机控制液压提升技术在屋盖网架提升中的应用

程鹏

摘 要：计算机控制液压同步提升技术是一项新颖的构件提升安装施工技术，它结合采用柔性钢绞线承重、提升油缸集群、计算机控制、液压同步提升等原理，结合现代化施工工艺，将近万吨的构件在地面拼装后，整体提升到预定位置安装就位，实现大吨位、大跨度、大面积的超大型构件超高空整体同步提升，有力保证了施工进度和工程质量。

关键词：计算机 液压泵 提升原理 经济效益

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0022-02

在计算机进入网络的时代，把各自独立的计算机通过控制液压提升技术，并按照一定的协议相互访问，就能实现屋盖网架资源的共享。计算机控制液压同步提升技术的核心设备采用计算机控制，具有全自动同步升降、实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能，是集机、电、液、传感器、计算机和控制技术等于一体的现代化先进施工技术。

1 工程概况

于家堡高铁站站房主体为“贝壳”穹顶式钢结构，穹顶长143 m，宽80 m，高24 m，是一个不规则的壳体，由36根正螺旋和36根反螺旋组成了单层网壳结构。主体钢结构具有跨度大、吨位大、截面复杂和网壳线性控制难度大等特点，对现场安装及制作构建提出较高要求。按照主站房的特点，单层网壳结构采用周围散拼，中间部位采用低位拼装整体提升一次到位。根据壳体结构特点和整体提升计算要求共设置21个提升点，边缘17个提升点分别设置17个提升塔架，每个塔架上设置1台100 t油缸，网壳中间设置四个塔架，塔顶用圈梁连接，中间塔架上设置200 t油缸。边缘一圈下吊点采用原有网壳节点板焊接耳板作为锚固结构；中间下吊点采用圈梁设置牛腿作为锚固结构。

于家堡站房屋盖提升总重约881.6 t。

总体布置如图1所示。

2 计算机控制液压同步提升系统

2.1 系统组成

计算机控制液压同步提升系统由钢绞线及提升油缸集群（承重部件）、液压泵站（驱动部件）、传感检测和主控计算机（控制部件）等组成。

2.2 系统特点

（1）先进的电液比例控制技术，通过电液比例控制技术，实现液压提升中的同步控制，控制精度高；例如：在国家数字图书馆钢结构整体提升工程中，共布置28个同步提升吊点，使用64台提升油缸，应用电液比例控制技术，各点之间的同步控制精度在±2 mm内。

（2）载荷保护，在现有的液压系统中，专门设计了对每台油缸的载荷保护，使整体提升更加可靠安全。

（3）清晰的模块化设计，针对不同工程的使用要求，综合考虑液压系统的通用性、可靠性和自动化程度；在根据不同的工程，泵站液压系统的设计采用模块化结构。

（4）主要液压元件均采用德国产品，如泵、比例控制阀等均采用德国HAVA公司产品，极大地提高了液压系统的可靠性。

（5）双泵、双主回路和双比例阀系统，实现连续提升、连续下降和大流量驱动。

2.3 计算机网络控制系统优点

（1）控制能力强、吊点区域分步广。本控制系统在有线模式时为10 km，无线模式时为5 km。

（2）控制油缸。该系统设计控制油缸数量可达200个，满足一般工程要求。

（3）控制精度。该控制系统设计同步控制精度为±5 mm，满足一般工程小于10 mm的要求。例如：在苏通大桥南主塔墩5600 t钢吊箱整体下放工程中，12个提升吊点，各吊点的同步控制精度在±1 mm内。

（4）控制模式。根据被提升结构特点，控制系统能够实现位移同步载荷跟踪和载荷同步位移跟踪两种模式。

（5）检测手段。该控制系统配备多种先进的传感器，检测提升过程中的提升系统当前状态。

①锚具传感器：检测提升油缸的锚具松紧状态。

②油压传感器：测量提升油缸的工作压力，实时测量提升吊点载荷情况，实现各点载荷同步。

③油缸行程传感器：测量提升油缸在0～250 mm内的行程，实时测量提升油缸位移情况，实现各点位移同步。

④20m长距离传感器：测量提升结构的空间位置，在提升过程中实现提升结构绝对位置同步。

（6）报警保护与显示功能。在控制软件中，设置载荷和位置超差报警、自动停机等保护功能；实时显示提升吊点载荷、位置等状态变化，便于操作与监控。

3 提升原理

3.1 主控计算机是实现提升载荷同步或位移同步的核心

在提升体系中，设定一个主令提升点，跟随提升点均以主令点的位置作为参考进行调节。

3.2 主令提升点决定整个提升系统的提升速度，操作人员根据泵站的流量分配和结构特点设定提升速度

根据提升系统设计，最大提升速度可达到10 m/h。主令提升速度的设定是通过比例液压系统中的比例阀来实现的。

3.3 在提升系统中，每个提升吊点布置1台长距离传感器，实时测量构件位置情况，通过现场总线将数据传给主控计算机

主控计算机根据传送的数据，通过控制算法，决定每个跟随点比例阀的控制参数，整个结构的位置同步。

3.4 每台提升油缸各安装一套行程传感器和压力传感器，传感器实时测量主油缸的位置、锚具的松紧和提升点载荷变化情况

通过现场实时网络将测量数据传送给主控计算机。主控计算机通过控制算法，实现每个油缸动作控制和保护报警功能。

4 经济效益

我国从90年代开始自主研究和开发这项技术，先后应用于北京国家数字图书馆10388 t钢桁架整体提升、北京首都机场A380机库万吨屋面整体提升、天津西站中央站区屋面钢网架分块整体提升、山东临沂文化广场钢连廊提升整体等一系列重大建设工程，获得了成功，取得了显著的经济效益和社会效益。

5 结语

同步整体提升技术具有：（1）提升设备体积小、自重轻、承载能力大；（2）通过提升设备扩展组合，提升重量、跨度、面积不受限制；（3）提升高度不受限制；（4）设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好、可靠性高、使用面广、通用性强等优点，因此该技术在大型公共建筑、大型工业厂房工程施工中具有广泛的推广发展前景，这项技术必将在国家工程建设方面发挥突出积极的作用。

参考文献

[1] 余召锋，徐鸣谦.大型构件液压同步提升的无线遥控[J].安装，2003（1）.

[2] 易静蓉，吴庆鸣，李远波，等.液压提升技术在缆机塔架安装中的应用[J].制冷空调与电力机械，2001（2）.endprint