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建筑物液壓頂升裝置頂升工況的分析和控制系統功能

【一】、建筑物頂升工況的分析

根據建筑物頂升施工要求，整個過程分為稱重、頂升、保壓和帶載下降四個工況。

(1)稱重

稱重是為了預先確定頂升施工中各個頂升點處執行機構所承擔的實際載荷壓力。稱重執行過程：根據建筑構件圖初算得出各個頂升點近似載荷值，調節各頂升點的頂升力。為了避免計算誤差和確保工程，初始頂升力應略小于計算的近似載荷值。待各頂升點調整好后，各處的頂升力以固定步長增加，并根據位移傳感器的周期采樣數據判斷是否產生位移。如果沒有位移產生，則繼續增加頂升力；如果產生位移，則判斷是否達到設定位移。如果達到設定位移，記錄稱重結果，稱重結束；如果沒有達到設定位移，則繼續判斷是否產生位移，如此反復直到稱重結束。各頂升點獲得的實際載荷壓力值，是頂升的準備。以是否達到設定位移作為稱重結束的標準，而不是以是否產生位移為標準，因為在頂升力增大的過程中，可能由于頂升對象的變形而引起微小位移，而此時的稱重結果并不是該處的實際載荷值。稱重設定位移值，要根據具體頂升對象的結構和材質而定。

(2)頂升

建筑物的頂升與普通剛性物體的頂升有以下兩點不同。一，普通物體頂升可以認為是單點頂升，而建筑物頂升是多點頂升，頂升過程要彼此協調，否則會產生傾斜或“虛腿”現象。二，普通物體進行頂升通過一個閉環反饋控制即可實現，使實際位移圍繞理想位移上下波動，然后穩定在誤差允許的范圍內，即頂升對象在然后位置附近上下往復震動。建筑物不是剛性結構，上下往復震動在建筑物頂升中是不允許的，否則會產生額外的應力，對建筑物內部結構造成很大損害。因此，液壓提升機械頂升時的位移是只增不減，即單向的。當頂升到預定位置后，由于建筑物是大負載，慣性極大，不能立刻停止，只能靠自身重力減速停止。所以，在頂升工況，采用的頂升方法對工程的順利完成有很大影響。

頂升工程任務類型主要有兩類，一類是所有頂升點的頂升位移都相同，另一類是頂升點的頂升位移不是都相同。一類可以看作二類的情況。頂升中擬采用分步的頂升方法，以避免建筑物頂升過程中出現傾斜或“虛腿”現象。分步頂升法分為同步長頂升法和同步數頂升法，兩種方法的不同之處是劃分每步的方法不同。

同步數頂升法是每個頂升點的頂升步數都相同，而每步頂升的位移不同的方法。分步頂升法按照同步長頂升法或同步數頂升法，將整個頂升過程分成了很多小步，按順序同步頂升。開始頂升后，先按照所劃分的步給各頂升點分配頂升任務并設置液壓提升設備，然后按照采樣周期采樣得來的位移判斷所有頂升點是否都完成本步頂升的位移，完成任務則停止本步頂升，沒完成任務則繼續，直到全部完成。再判斷是否所有步都已完成，完成則頂升結束，否則繼續向各頂升點分配下一步任務。對于每步頂升中的位移精度，可以通過智能控制算法來提高。本步產生的誤差，在下一步頂升中可以清理，因此然后頂升誤差由較后一步的頂升誤差決定。此種方法控制精度較高，控制方法簡單，便于計算機控制，自動化程度高。

(3)保壓

保壓是頂升完成后，為了后續施工而暫時保持頂起的一種工況，其主要任務就是保持頂升完成后的頂升位置不變。

保壓主要是靠液壓系統的自鎖機構保持頂升位置不變，自鎖機構一般采用手動開關閥門或液控單向閥，手動開關閥門用于自動化程度不高的設備，而液控單向閥則可以用于自動化程度較高的設備。保壓精度和較大保壓時間主要由液壓系統中所使用的液壓元件的制造精度、密封性決定。單靠手動開關閥門或液控單向閥進行保壓，保壓時間不能太長，因為即使制造精度再高，密封性再好，也無法避免泄漏，保壓時間過長，頂升位置將超出誤差允許范圍。如果需要長時間保壓，應提供動力源。一旦系統檢測到頂升誤差超出允許范圍，則動力源立刻啟動，調用頂升程序，將其頂回到原位，即頂升位移量就是產生的誤差。

(4)帶載下降

帶載下降是在頂升和后續施工完成后，將建筑物或大型結構物降回到較低位置的工況。此過程其實質是頂升過程的逆過程，承受的負載相同，下降方法也相似，只是位移方向相反。

【二】、液壓提升控制系統功能

(1)邏輯控制程序功能：

它是指具有提升頂集群動作控制和作業流程控制的能力。由于每臺提升千斤頂上安裝有一套傳感裝置，這些傳感器將主油缸的位移情況、上下錨具的松緊情況傳送到主控計算機，根據的控制邏輯順序控制電磁換向閥，從而控制主油缸和上下夾持器動作。

(2)錨具狀態檢測傳感器：

液壓頂升機械在每臺提升頂的上下錨具油缸上各安裝接近開關，進行緊錨狀態、松錨狀態位置檢測。

(3)LSD計算機控制系統：

它是液壓同步提升技術的核心，由主控計算機、現場控制器、傳感器、通信單元及相應的數據線組成。主控計算機按各種傳感器采集到的位置信號、壓力信號及高差信號，按的控制程序和算法，決定油缸動作順序，完成集群千斤頂協調工作，從而實現千斤頂同步控制，計算機同步控制系統具有邏輯控制、位置同步控制功能，能實現構件平穩提升、下降及遠程控制。