1、同步頂推頂升系統(tǒng)的原理與組成

橋梁同步頂推分為單點(diǎn)頂推式、多點(diǎn)頂推式兩種工作模式。

(1)單點(diǎn)頂推時(shí)，平頂推力裝置的位置集中于橋臺(tái)上，其他各橋墩上設(shè)置一定的滑動(dòng)導(dǎo)軌。單點(diǎn)頂推裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)施；但對(duì)于大型結(jié)構(gòu)不適宜使用；

(2)多點(diǎn)頂推時(shí)，在每個(gè)橋墩上均設(shè)置滑動(dòng)導(dǎo)軌和液壓提升裝置，將集中的頂推力分散到各個(gè)橋墩上。多點(diǎn)頂推與集中單點(diǎn)頂推相比較，可以避免配置大型，能控制頂推時(shí)梁體的偏移；但多點(diǎn)頂推需要較多的設(shè)備裝置，操作時(shí)同步性要求較高。

青銀高速濟(jì)南黃河大橋?qū)儆诖笮托崩鬟B續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)橋梁，安裝采用整體多點(diǎn)頂推方式。先，在每個(gè)臨時(shí)墩頂部及索塔橫梁上安裝8套Enerpac頂推系統(tǒng)，這8套頂推液壓系統(tǒng)由一套電氣控制系統(tǒng)控制，整體在計(jì)算機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)推力均衡并保持同步運(yùn)動(dòng)。其次，每套液壓系統(tǒng)由2套高壓液壓泵站、1套高壓液壓泵站、8個(gè)螺母鎖緊頂升缸、4個(gè)頂推缸及壓力和位移傳感器等附件構(gòu)成。

2、PLC控制系統(tǒng)

液壓頂升裝置控制系統(tǒng)利用PLC網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)PROFIBUS實(shí)現(xiàn)主控制器與分控制器的通信，由工控機(jī)處理展示各個(gè)頂升和頂推缸的信息參數(shù)及記錄整個(gè)頂推過(guò)程。其中，主控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的集中控制，主要包括：頂升、頂推裝置的控制，壓力數(shù)據(jù)、位移數(shù)據(jù)的采集以及各種故障警報(bào)等輔助功能。

1)控制策略

對(duì)縱向支撐力變化較大的臨時(shí)墩，根據(jù)支墩的垂直支撐力大小來(lái)控制本支墩頂推頂升力的大小；對(duì)于恒定支撐力的臨時(shí)墩，根據(jù)系統(tǒng)之前記錄的數(shù)據(jù)控制恒定的頂推力；同時(shí)，還要對(duì)頂推缸的位移(速度)進(jìn)行控制，以頂推缸的頂推力和位移作為控制參數(shù)，采用閉環(huán)控制理論，實(shí)現(xiàn)力和位移的協(xié)同控制。

2)控制方式

根據(jù)多點(diǎn)牽引式的循環(huán)性與箱梁拼接的階段性，系統(tǒng)使用半自動(dòng)模式實(shí)現(xiàn)控制(分別為每一循環(huán)的自動(dòng)控制及各個(gè)階段的人工控制)。匹配相應(yīng)的輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一些基本調(diào)節(jié)功能以及必要的糾錯(cuò)功能，確保系統(tǒng)應(yīng)對(duì)各種突發(fā)狀況的能力。

(二)、提升設(shè)備

液壓提升技術(shù)的核心是一套由承重索具，提升機(jī)具，傳感檢測(cè)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)等組成的提升設(shè)備。根據(jù)不同的施工要求，提升設(shè)備的配置情況有所不同，現(xiàn)以上海東方明珠廣播電視塔鋼天線(xiàn)桅桿整體提升來(lái)說(shuō)明提升設(shè)備配置情況。

鋼天線(xiàn)桅桿及其提升設(shè)備。天線(xiàn)桿全長(zhǎng)118m，由多段截面形狀不同的箱形結(jié)構(gòu)組成，根部提升段為3. 8m*3. 8m正方形。20只液壓頂升機(jī)械設(shè)置在天線(xiàn)桿根部提升段外東、南、西、北四側(cè)，每側(cè)5只。提升器為穿芯式結(jié)構(gòu)，由提升主油缸和兩端上、下錨具組成。錨具有6副具有單向自鎖作用的契形夾具，在錨具油缸的控制下，夾緊或松開(kāi)穿過(guò)夾具的鋼絞線(xiàn)。每只提升器中間穿過(guò)一束6根鋼絞線(xiàn)，20只提升器共20束120根鋼絞線(xiàn)，從350m混凝土單筒體頂部平臺(tái)(吊點(diǎn))掛到地面，鋼絞線(xiàn)上端用天錨錨固。鋼絞線(xiàn)為高強(qiáng)度低松馳預(yù)應(yīng)力型，公稱(chēng)直徑15。

24mm。天線(xiàn)桿提升段內(nèi)部底層為動(dòng)力艙，布置四組液壓控制系統(tǒng)，分別控制各側(cè)提升器；上層為控制艙，布置四臺(tái)就地控制柜，分別控制四組液壓系統(tǒng)；總控制臺(tái)則控制和監(jiān)視整套提升設(shè)備。

傳感檢測(cè)系統(tǒng)根據(jù)天線(xiàn)桿提升控制目標(biāo)，用垂直傳感器檢測(cè)天線(xiàn)桿垂直姿態(tài)，用壓力傳感器檢測(cè)東、南、西、北四側(cè)吊點(diǎn)的負(fù)載。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量信號(hào)與主令信號(hào)的偏差值進(jìn)行姿態(tài)反饋和負(fù)載反饋，通過(guò)數(shù)字PID控制算法將反饋信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)，經(jīng)放大輸出后控制液壓系統(tǒng)電液比例流量閥的閥口開(kāi)度，調(diào)節(jié)提升速度，實(shí)現(xiàn)同步提升。

液壓控制系統(tǒng)除調(diào)節(jié)各提升器的升、降速度外，還控制各上、下錨的夾緊、放松協(xié)調(diào)動(dòng)作。整套提升設(shè)備設(shè)置了手動(dòng)、順控和自動(dòng)，單動(dòng)和聯(lián)動(dòng)等多種操作方式及狀態(tài)顯 示、故障警報(bào)等功能，給現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)帶來(lái)了極大方便。