多点同步顶升液压系统使用培训

多点同步液压顶升系统 培训手册
无锡市三信传动控制有限公司 无锡埃地尔液压研究所

多点同步液压顶升系统的目的
目前，为了满足大型建筑物的同步顶升要求，普遍采用半自动液压 顶升系统。该些半自动液压顶升系统虽然解决了重载的顶升问题，但是 随着大型建筑物的重量和体积越来越大，且结构复杂、载荷分布不均， 使得需要顶升的控制精度和控制点增多，这就要求液压顶升系统在顶托 建筑物的同时还要能够实现多点同步升降，现有的半自动液压顶升系统 已经不能满足多点同步顶升的要求，如何在顶托一个超大型建筑物的同 时使多点协调一致地完成高精度同步升降成了困难的问题 。

多点同步顶升、顶推液压控制简介 多点同步控制需要解决超静定问题，超过两点共线或超 过三点共面就会遇到超静定问题，对于小刚度结构只需要简 单的位置同步就能克服超静定问题，但对于大刚度结构就需 要使用复杂的力均衡技术才能满足要求 。

多点同步顶升、顶推液压控制简介 本公司生产的多点同步液压控制系统，均可选择位置闭环或 力闭环工作。既可多点位置同步，也适应力均衡同步。选择 位置闭环工作状态时，输入的指令值为位置，需要外配位移 检测传感器，作位置检测反馈；选择力闭环工作状态时，输 入指令为力，液压系统内已经配有压力传感器(见图一) ，作 力检测反馈 。

多点同步顶升、顶推液压控制简介
位置闭环与力闭环

多点同步顶升、顶推液压控制简介 实际使用中究竟是用位置闭环还是力闭环要视工程对象 而定，如果施工对象是小刚度结构，多点同步液压系统应选 位置闭环，否则，要选用力闭环系统作力均衡（见图二）， 然后再组成位置闭环。所谓小刚度与大刚度，是指构件变形 相对油缸位移控制精度而言；本公司的同步系统，控制精度 可达0.5mm以上，如果相邻两点发生0.5mm的误差，油缸的 负荷变化不超过5%，则可视为小刚度结构；如果相邻两点发 生0.5mm误差，可引起油缸负荷发生20%以上的变图二：小 刚度同步与大刚度同步化，则应看作大刚度结构 。

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小刚度同步与大刚度同步

多点同步顶升、顶推液压控制简介 对于建筑物平移，由于平移过程中存在地基下沉现象，因此 只能采取力闭环顶升方式（见图三）。力闭环无法控制施工 对象的姿态，所以在力闭环工作状态下，还要辅以位置闭环 。如果顶升点是以直线分布，只需两个位置检测传感器，来 控制施工对象的姿态；而顶升点以平面分布时，则需要三个 位置检测控制点。在图二所示的大刚度同步控制中，H1、H5 就是两个位置检测控制点。 X1,X2,X3,X4,X5为各个控制点的 施力权值，该值既可通过理论计算确定，也可以通过实地称 重确定，通常实地称重的方法更为简单精确。

多点同步顶升、顶推液压控制简介 例1：为上海音乐 厅顶升平移的施工 示意图，根据建筑 结构和加固底盘的 布置，在音乐厅下 设置了59个顶升点 ，将音乐厅顶起1.7 米高，然后依靠这 59个顶升点在十根 滑道上将音乐厅平 移66.4米，最后将 音乐厅再次顶升 1.68米。

多点同步顶升、顶推液压控制简介 由于整个音乐厅平移过程中滑道不可避免会发生不均匀沉降 ，因此顶升点只能用力闭环控制，59个顶升点分成四组，由 A,B,C,D四个光栅尺控制顶升姿态。为了精确控制59个顶升点 的顶升力，在切割原建筑基础后，进行了各顶升点的实际称 重；

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用百分表监测顶升高度，然后1毫米1毫米地仔细均匀顶起每个顶升点，直到各点均匀顶起10毫米的高度，使建筑物与原来的基础完全脱离，这时用工控机实际采集每一个油缸的承载压力，这个承载压力就是建筑物在这一点的精确荷载。

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59个顶升点的分布位置和姿态控制光栅尺的安装位置，详见图四。根据各点的荷重，控制系统将音乐厅同步顶升至1.7米的高度，顶升过程的控制算法见图五。控制目标是保持

A,B,C,D四个点的位置与指令位移H0一致，即

HA=HB=HC=HD=HO。当出现误差时，控制系统将微调顶升压力，直至位移误差消除为止。顶升完成后，各顶升点套上滑履，将音乐厅在十根滑道上平行推移。

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在推移过程中，各顶升点平均顶起50mm的高度，当滑道发生不均匀沉降时，由于顶升点的荷重不会发生变化，因此顶升油缸将会自动调整顶升高度，保持建筑物底托平面的平整，10个推移油缸分成左右两组，与左右两个推移检测光栅尺SL、SR一起，控制推移的姿态。每组中的5个油缸的推移力按比例分布，因为推移滑履的摩擦系数基本相同，因此比例系数可按称重得出的各路总荷重计算出来（见图四各顶升点的荷重）。

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在顶升和推移施工中，有两个技术细节值得注意；首先顶升施工时，顶升油缸的垂直度必须仔细校正，否则在长距离顶升时会产生很大的横向偏移。

顶升缸垂直度的影响

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其次推移施工时可将外侧两个推移油缸布置成一个斜角，以

便更好地控制推移的姿态。

推移角控制推移姿态

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例二为高铁某桥墩支座发生意外破损，需要顶起抢修。该桥墩总负荷为9850吨，是典型大刚度结构的顶升施工，要求在四天抢修期间内，

无其他支撑物辅

助，完全依靠液

压顶升缸将桥梁

同步顶升起50m

m.，一直保持位

置不变，直至支

座抢修完毕，然

后同步落放到新

的支座上。

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由于桥梁施工区域狭小，只能将96个200吨顶升油缸布置在支墩中部，为确保施工安全，采用6台双路变频调速高压泵站驱动，共计能产生19200吨顶升力，使顶升力有足够的余度，即使中途有两台泵站发生故障也能保障桥梁顶升位置不变。为了减小一台泵站或油缸发生故障时产生太大的倾覆力矩，油缸对称布置且与支座连线平行分组。

为了防止更换支座过程中，施工人员触碰位置反馈检测传感器发生意外，在桥墩每一边安装了三台传感器，并在控制器内编制多数表决式的冗余控制程序。四天抢修期间全部顶升系统始终处于热待机状态，在计算机实时监控下,稳定保持桥梁的同步顶升状态。