液压顶升装置同步顶升控制系统构建特征与提升

1、同步顶推顶升系统的原理与组成

桥梁同步顶推分为单点顶推式、多点顶推式两种工作模式。

(1)单点顶推时，平顶推力装置的位置集中于桥台上，其他各桥墩上设置一定的滑动导轨。单点顶推装置结构简单、易于实施；但对于大型结构不适宜使用；

(2)多点顶推时，在每个桥墩上均设置滑动导轨和液压提升装置，将集中的顶推力分散到各个桥墩上。多点顶推与集中单点顶推相比较，可以避免配置大型，能控制顶推时梁体的偏移；但多点顶推需要较多的设备装置，操作时同步性要求较高。

青银高速济南黄河大桥属于大型斜拉索连续钢箱梁结构桥梁，安装采用整体多点顶推方式。先，在每个临时墩顶部及索塔横梁上安装8套Enerpac顶推系统，这8套顶推液压系统由一套电气控制系统控制，整体在计算机控制下实现推力均衡并保持同步运动。其次，每套液压系统由2套高压液压泵站、1套高压液压泵站、8个螺母锁紧顶升缸、4个顶推缸及压力和位移传感器等附件构成。

2、PLC控制系统

液压顶升装置控制系统利用PLC网络总线PROFIBUS实现主控制器与分控制器的通信，由工控机处理展示各个顶升和顶推缸的信息参数及记录整个顶推过程。其中，主控制器实现对整个系统的集中控制，主要包括：顶升、顶推装置的控制，压力数据、位移数据的采集以及各种故障警报等辅助功能。

1)控制策略

对纵向支撑力变化较大的临时墩，根据支墩的垂直支撑力大小来控制本支墩顶推顶升力的大小；对于恒定支撑力的临时墩，根据系统之前记录的数据控制恒定的顶推力；同时，还要对顶推缸的位移(速度)进行控制，以顶推缸的顶推力和位移作为控制参数，采用闭环控制理论，实现力和位移的协同控制。

2)控制方式

根据多点牵引式的循环性与箱梁拼接的阶段性，系统使用半自动模式实现控制(分别为每一循环的自动控制及各个阶段的人工控制)。匹配相应的辅助系统实现一些基本调节功能以及必要的纠错功能，确保系统应对各种突发状况的能力。

(二)、提升设备

液压提升技术的核心是一套由承重索具，提升机具，传感检测系统，计算机控制系统和液压控制系统等组成的提升设备。根据不同的施工要求，提升设备的配置情况有所不同，现以上海东方明珠广播电视塔钢天线桅杆整体提升来说明提升设备配置情况。

钢天线桅杆及其提升设备。天线杆全长118m，由多段截面形状不同的箱形结构组成，根部提升段为3. 8m*3. 8m正方形。20只液压顶升机械设置在天线杆根部提升段外东、南、西、北四侧，每侧5只。提升器为穿芯式结构，由提升主油缸和两端上、下锚具组成。锚具有6副具有单向自锁作用的契形夹具，在锚具油缸的控制下，夹紧或松开穿过夹具的钢绞线。每只提升器中间穿过一束6根钢绞线，20只提升器共20束120根钢绞线，从350m混凝土单筒体顶部平台(吊点)挂到地面，钢绞线上端用天锚锚固。钢绞线为高强度低松驰预应力型，公称直径15。

24mm。天线杆提升段内部底层为动力舱，布置四组液压控制系统，分别控制各侧提升器；上层为控制舱，布置四台就地控制柜，分别控制四组液压系统；总控制台则控制和监视整套提升设备。

传感检测系统根据天线杆提升控制目标，用垂直传感器检测天线杆垂直姿态，用压力传感器检测东、南、西、北四侧吊点的负载。计算机控制系统根据测量信号与主令信号的偏差值进行姿态反馈和负载反馈，通过数字PID控制算法将反馈信号转换成控制信号，经放大输出后控制液压系统电液比例流量阀的阀口开度，调节提升速度，实现同步提升。

液压控制系统除调节各提升器的升、降速度外，还控制各上、下锚的夹紧、放松协调动作。整套提升设备设置了手动、顺控和自动，单动和联动等多种操作方式及状态显 示、故障警报等功能，给现场施工作业带来了极大方便。