液压同步提升施工技术方案.docx

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1、液压同步提升施工技术方案编制: 审核: 批准:流量分配和其它因素来设定提升速度。根据现有的提升系统设计，最大提 升速度不大于10米/小时。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。在提升系统中，每个提升吊点下面均布置一台距离传感器，这样，在提 升过程中这些距离传感器可以随时测量当前的构件高度，并通过现场实时 网络传送给主控计算机。每个跟随提升吊点与主令提升吊点的跟随情况可 以用距离传感器测量的高度差反映出来。主控计算机可以根据跟随提升吊 点当前的高度差，依照一定的控制算法，来决定相应比例阀的控制量大小, 从而，实现每一跟随提升吊点与主令提升吊点的位置同步。为了提高构件的安全性，

2、在每个提升吊点都布置了油压传感器，主控 计算机可以通过现场实时网络监测每个提升吊点的载荷变化情况。如果提 升吊点的载荷有异常的突变，则计算机会自动停机，并报警示意。电控系 统连接图如图HZZX03所示。提升动作原理提升油缸数量确定之后，每台提升油缸上安装一套位置传感器，传感 器可以反映主油缸的位置情况、上下锚具的松紧情况。通过现场实时网络, 主控计算机可以获取所有提升油缸的当前状态。根据提升油缸的当前状态, 主控计算机综合用户的控制要求（例如，手动、顺控、自动）可以决定提 升油缸的下一步动作。提升系统上升时，提升油缸的工作流程见图 HZZX04,提升系统下降时，提升油缸的工作流程见图HZXX0

3、5。3提升总体布置根据钢结构本身的结构特点，提升点的布置要和结构的刚度分布相一 致，同时也要保证提升状态的结构受力情况和实际使用状态的结构受力情 况基本吻合。3.1 提升油缸的布置提升各跨网架时，在每个横向提升主桁架的起吊一侧各布置六台100 吨油缸，在每个侧边提升主桁架的起吊一侧各布置四台100吨油缸，油缸 数量一共为二十台。3.2 液压泵站的布置根据各提升吊点的油缸种类和数量，以及要求的提升速度来布置液压 泵站。液压泵站的布置遵循以下的原则： 泵站提供的动力应能保证足够的提升速度就近布置，缩短油管管路 提高泵站的利用效率根据提升吊点具体提升油缸的布置和提升力情况，在每侧分别布置1 台液压泵

4、站，本次工程每次提升使用5台泵站。预计提升速度可达6-8米/ 小时。3.3 计算机控制系统的布置传感器的布置 压力传感器：在每个提升吊点的油缸中，选择一个油缸安装压力传感器;压力传感器安装在油缸的大腔侧，由于同一提升吊点的所有油缸的进油 口并联，压力相同，所以一个油缸的压力就代表同一提升吊点的压力；锚具及油缸智能传感器：在每个油缸的上下锚具油缸上各安装1只锚具 传感器，在主缸上安装1只油缸位置传感器； 将各种传感器同各自的通讯模块连接。3.3.1 现场实时网络控制系统的连接地面布置1台计算机控制柜，从计算机控制柜引出比例阀通讯线、电磁 阀通讯线、油缸信号通讯线、工作电源线； 通过比例阀通讯线、

5、电磁阀通讯线将所有泵站联网；通过油缸信号通讯线将所有油缸信号通讯模块联网； 通过电源线将所有的模块电源线连接。当完成传感器的安装和现场实时网络控制系统的连接后，计算机控制系统的布置就完成，见图HZZX03o4提升系统同步控制4.1 提升油缸动作同步现场网络控制系统根据油缸位置信号和锚具信号，确定所有油缸的状 态，根据提升油缸的当前状态，主控计算机综合用户的控制要求，决定提 升油缸的下一步动作。当主控计算机决定提升油缸的下一步动作后，向所 有液压泵站发出同一动作指令，控制相应的电磁阀统一动作，实现所有提 升油缸的动作一致，同时锚具动作、同时伸缸、缩缸或同时停止。4.2 提升吊点位置同步在提升过程

6、中，设定某一点为主令点，其余点为跟随点。根据用户希 望的提升速度设定主令点的比例阀电流恒定，进而主令点液压泵站比例阀 开度恒定，提升油缸的伸缸速度恒定，主令点以一定的速度向上提升。其 余跟随点通过主控计算机分别根据该点同主令点的位置高差来控制这点提 升速度的快慢，以使该跟随点同主令点的位置高度跟随一致。现场网络控 制系统将各传感器的高度信号采集进主控计算机，主控计算机通过比较主 令点同每个跟随点的高度得出跟随点同主令点的高差。如果某跟随点与主 令点的高差为正，表示跟随点的位置比主令点高，说明该跟随点的提升油 缸速度快，计算机在随后的调节中，就降低驱动这点提升油缸的比例阀控 制电流，减小比例阀的

7、开度，降低提升油缸的提升速度，以使该跟随点同 主令点的位置跟随一致。反之，如果某跟随点比主令点慢了，计算机控制 系统就调节该点的提升油缸伸缸快一些，以跟随上主令点，保持位置跟随 一致。为了保证提升过程中的位置同步，系统中还设置了超差自动报警停机功 能。一旦某跟随点同主令点的同步高差超过某一设定值，系统将自动报警 停机，以便检查。整体提升同步控制系统见图HZZX02o我们在苏通大桥南主塔墩钢吊箱整体下放工程中，共布置12个同步下 放点，使用40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 1mm内。91 点1 0N。行程 XBJ 2L - L SBJ nPa HD Run83 1

8、30 100 iei M J ji J j j j m92898691858887 伸缸缩缸上紧上松下紧No fiW XBJ ZL - * L SBJ HPa HD Bun21 22t Z3Z4) 史 ZfJZ7TZ8i95 91989189898586838487J J JJ Jrr点9 0 J - 134 100 点A 1 13Z 1Z0 下松点7 0点8 1J W 95 1Z0J 89 93 89 点B 0 88 104 100 89 Ja91 85 点C 0 83 _ 134 100 当前高度- 346nn |返回ESC |图8苏通大桥同步控制高差（绿色框数值）5施工准备及人员辅助5.

9、1 液压提升系统液压提升系统中所有元件、部件必须经过严格的检测后才能进场使用。5.2 钢绞线安装及油缸钢绞线吊装根据各点的提升高度，考虑提升结构的状况，切割相应长度的钢绞线； 钢绞线左、右旋各一半，要求钢绞线两头倒角、不松股，将其间隔平放 地面，理顺，钢绞线左、右旋数量最大允许差距小于两根；根据本工程特点，上下锚具打半开，钢绞线从提升油缸顶部穿入油缸， 通过疏导板，油缸上端留出30厘米，钢绞线油缸过程中，上下锚要一 致，不能交错或缠绕，每个油缸中的钢绞线左右旋相间，每穿好一根用 U型夹夹住，以保证钢绞线在安装过程中的安全； 钢绞线穿好后，压紧油缸的上下锚；在疏导板上根据油缸的锚孔位置捆扎作好标

10、记，同时将疏导板拉到钢绞 线尾部，留一定距离，在疏导板下部将两根钢绞线夹注，防止疏导板掉 落； 按照钢绞线下端的标记和疏导板相应位置，安装钢绞线地锚，确保从油 缸下端到地锚之间的钢绞线不交叉、不扭转、不缠绕；安装地锚时各锚孔中的三片锚片应能均匀夹紧钢绞线；其高差不得大于 0.5mm,周向间隙误差小于0.3mm； 整个过程大约需要四天时间，需要辅助人员8-10人；油缸泵站吊装和钢绞线安装需要吊车配合。5.3 钢绞线预紧及地锚就位将泵站系统压力调到5MPa,将地锚提到落槽位置，用一吨葫芦将每根 钢绞线拉紧； 钢绞线基本一样齐后，用油缸IMPa的力带紧，通过调整确保地锚就位;根据现场情况，需要半天时

11、间，大约需要辅助人员3-4人； 梳导板和安全锚就位为了保证钢绞线在油缸中的位置正确，在安装钢绞线之前，每台油缸应 使用一块梳导板； 安装安全锚的目的是油缸出现故障需要更换时使用，另外它也可以起安 全保护作用；梳导板和安全锚在安装时，应保证与油缸轴线一致、孔对齐；5.4 油缸安装以及钢绞线的梳导所有油缸正式使用前，应经过负载试验，并检查锚具动作以及锚片的工 作情况； 油缸就位后的安装位置应达到设计要求，否则要进行必要的调整；油缸自由端的钢绞线应进行正确的导向； 钢绞线疏导架可用脚手架塔设，由于需要下放，脚手架高度要大于油缸 高度2米以上；钢绞线预紧，在地锚和油缸钢绞线穿好之后，应对钢绞线进行预紧

12、。每根钢绞线的预紧力为15KNo6整体提升实施6.1 试提升解除上部结构与地面的所有连接； 认真检查上部结构，并去除一切计算之外的载荷；认真检查整体提升系统的工作情况（结构地锚、钢绞线、安全锚、液压 泵站、计算机控制系统、传感检测系统等）； 运用前述的控制策略，采用手动方式完成油缸的第一个行程；行程结束 后，认真检查上部结构、提升平台、提升地锚的情况；确认一切正常后, 再完成第二、第三行程，此即试提升阶段；试提升结束，经指挥部确认后，提升至预定高度（大约离支撑胎架 30mm）。空中停滞23小时以上，观察整个结构和提升系统的情况。6.2 正式提升在正式提升过程中，控制系统运行在自动方式； 整体提

13、升过程中，认真做好记录工作；正常提升预计需要45小时； 按照安装的要求，整体提升至预定高度；若某些吊点与支座高度不符， 可进行单独的调整；调整完毕后，锁定提升油缸下锚（机械锁定），完成油缸安全行程。 提升过程中，由于钢绞线从油缸上部不断出来，为保证提升顺利进行，每点需要2人疏导钢绞线和喷脱锚灵;7结构最终就位 在上部结构接近对口位置，将提升速度调低，快到位后，通过逐点手动控制每点油缸上升或下降；在单点下降过程中，严格控制下降操作程序，防止油缸偏载； 在单点卸载过程中，严格控制和检测各点的负载增减状况，防止某点过载；拆卸提升设备。8安全措施8.1 设备安全措施在钢绞线承重系统中增设了多道锚具，如

14、安全锚、天锚等； 每台提升油缸上装有液压锁，防止失速下降；即使油管破裂，重物也不 会下坠；液压和电控系统采用联锁设计，以保证提升系统不会出现由于误操作带 来的不良后果； 控制系统具有异常自动停机、断电保护等功能；控制系统采用容错设计，具有较强抗干扰能力。8.2现场安全措施钢绞线在安装时，地面应划定安全区，以避免重物坠落，造成人员伤亡; 在正式施工时，也应划定安全区，禁止交叉作业；结构提升空间内不得有障碍物； 在提升的过程中，应指定专人观察地锚、安全锚、钢绞线等的工作情况。 若有异常，直接通知指挥控制中心；在施工过程中，要密切观察结构的变形情况； 提升过程中，未经许可不得擅自进入施工现场；防火：

15、液压提升现场严禁烟火，并要求配备灭火设备； 防盗：露天放置的液压提升设备应派专门人员负责安全保卫工作；应备有灾害天气的应急措施。1工程概况12计算机控制液压同步提升技术32.1 计算机控制液压同步提升技术简介32.2 系统组成42.3 同步提升控制原理及动作过程7同步提升控制原理72.3.1 提升动作原理83提升总体布置93.1 提升油缸的布置93.2 液压泵站的布置93.3 计算机控制系统的布置9传感器的布置93.3.1 现场实时网络控制系统的连接104提升系统同步控制114.1 提升油缸动作同步114.2 提升吊点位置同步115施工准备及人员辅助135.1 液压提升系统135.2 钢绞线安

16、装及油缸钢绞线吊装135.3 钢绞线预紧及地锚就位145.4 油缸安装以及钢绞线的梳导146整体提升实施156.1 试提升156.2 正式提升157结构最终就位168安全措施178.1 设备安全措施178.2 现场安全措施179主要提升设备189主要提升设备提升所需设备100吨提升油缸：20台 液压泵站：5台计算机控制柜：1台 压力传感器：20只油缸智能传感器：20只 油缸锚具传感器：20套电线：若干 油管：15米X100根1工程概况本次施工需要整体提升*屋面边跨和中跨网架结构，每跨结构提升重 量约775吨，提升高度约为纵向提升跨度90.0m,横向提升跨度 约90125m。本次提升同时在横向主

17、桁架和侧边主桁架上设置提升点，对 边跨网架和中跨网架分段提升。采用横向主桁架提升边跨及中跨网架总体立面示意图见图1.1。图1.1边跨及中跨网架提升立面示意图采用侧边主桁架提升边跨及中跨网架总体立面示意图见图1.20边跨及中跨网架提升点平面位置布置图见图1.3。图1.3边跨及中跨网架提升点平面位置布置示意图提升点分别布置在横向提升主桁架一侧或两侧以及侧边提升主桁架的一侧。端部横向主桁架在其起吊一侧布置6个提升点，中部横向主桁架在 其两侧各布置6个提升点，侧边主桁架在其一边布置4个提升点。每个提 升点采用一台100吨提升油缸。对跨度较大的大型钢结构进行整体提升，无论是位置控制，还是荷载控制均有较高

18、的难度。计算机控制液压同步提升技术为确保钢结构的安全 施工提供了保障。2计算机控制液压同步提升技术2.1 计算机控制液压同步提升技术简介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、液压同步提升新原 理，结合现代化施工工艺，将成千上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。我国从九十年代开始自主研究和开发这项技术，先后应用于上海东方 明珠广播电视塔钢天线桅杆超高空整体提升、北京西客站主站房1800吨钢 门楼整体提升、北京首都机场四机位库和上海大剧院6075吨钢

19、屋架整体提 升、深圳市民中心钢结构大屋盖整体提升、广州新白云机库屋顶整体提升、 大连造船600吨龙门吊、苏通大桥南主桥墩整体下放、北京国家数字图书 馆刚桁架10388吨整体提升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。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，可以全自 动完成同步升降、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、计算机和控制技术于一体的现代化 先进设备。计算机控制液压同步提升技术具有以下特点： 通过提升设备扩展组合，提升重量、跨度、面积不受限制；采用柔性索具承重，只要有合理的承重吊点，提升高度与提升幅度

20、不受限制;提升油缸锚具具有逆向运动自锁性，使提升过程十分安全，并且构件可 在提升过程中的任意位置长期可靠锁定； 提升系统具有毫米级的微调功能，能实现空中垂直精确定位；设备体积小，自重轻，承载能力大，特别适宜于在狭小空间或室内进行 大吨位构件提升； 设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，适应面广， 通用性强。计算机控制液压同步提升技术的特点和工程实践表明，它是一项极具 应用前景的新技术。2.2 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）、传感检测及计算机控制（控制部件）和远程监视系 统等几个部分组成。钢绞线及提升油缸是系统的承重部件

21、，用来承受提升构件的重量。用 户可以根据提升重量（提升载荷）的大小来配置提升油缸的数量，每个提 升吊点中油缸可以并联使用。本工程拟在横向主桁架及侧边主桁架的各个 吊点位置皆布置100吨提升油缸，在横向及侧边主桁架上同步提升边跨（或 中跨）网架共使用20台油缸。提升油缸为穿芯式结构。穿芯式提升油缸的结构示意图HZZX01所示。钢绞线采用高强度低松弛预应力钢绞线，公称直径为15.24mm,抗拉强度为1860N/mm,破断拉力为260.7KN,伸长率在1 %时的最小载荷221.5KN, 每米重量为l.lKg。钢绞线符合国际标准ASTMA416 87a,其抗拉强度、 几何尺寸和表面质量都得到严格保证。

22、油缸采用先进的设计方法（数字技术 与有限元分析技术）。图2.1有限元分析云图图2.2锚具虚拟装配提升油缸具有严格的制造质量控制：由专业厂家生产，生产过程严格按照IS09000质量标准进行质量控制;经过严格的测试与试验，提升油缸试验主要包括：功能性试验和耐久 性试验；在国外工程中，提升油缸通过了美国和德国严格的试验标准。提升油缸的特点：提升油缸的密封件采用德国技术，有效保证提升油缸的密封性能，从 而提高提升油缸的工作可靠性；提升油缸采用获得国家专利的新型锚具结构，锚具的工作可靠性更高;提升油缸采取模块化设计，一旦使用过程中出现故障，能够随时更换, 确保工程的顺利进行；在提升油缸中安装压力速度控制

23、阀，确保下降时油缸负载安全；提升油缸采取模块化设计，使用2台提升油缸进行组合，形成1台连续提升油缸。续提升油缸。图2.3 100吨提升油缸图2.4德国汉堡桥吊提升油缸液压泵站是提升系统的动力驱动部分，它的性能及可靠性对整个提升图2. 5 TX-80-P型液压泵站图2. 6 TX-40-P型液压泵站系统稳定可靠工作影响最大。在液压系统中，采用比例同步技术，这样可 以有效地提高整个系统的同步调节性能。液压泵站的特点：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；在苏通长江公路大桥南主塔墩钢吊箱整体下放 工程中，共布置12个同步下放点，使用40台提升油缸，应用

24、电液比例控 制技术，各点之间的同步控制精度在土 1mm内。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。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；在不同的工程使用时，由于设备布置和使 用要求不尽相同，为了提高设备的通用性，泵站液压系统的设计采用模块 化结构。主要液压元件德国进口，现有的液压泵站中，关键的液压元件如泵、 比例阀等均采用德国产品，极大地提高了液压系统的可靠性。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。传感检测主要用来获得提升油缸的位置信息、载荷信息和整个被提升 构件空中姿态信息，并将这些信息通过现场实时网络传输给主控计算机。 这样主控计算机可以根据当前网络传来的油缸位置信息决定提升油缸的下 一步动作，同时，主控计算机也可以根据网络传来的提升载荷信息和构件 姿态信息决定整个系统的同步调节量。2.3 同步提升控制原理及动作过程同步提升控制原理主控计算机除了控制所有提升油缸的统一动作之外，还必须保证各个 提升吊点的位置同步。在提升体系中，设定主令提升吊点，其它提升吊点 均以主令吊点的位置作为参考来进行调节，因而，都是跟随提升吊点。图 HZZX02是提升系统同步控制方框图。主令提升吊点决定整个提升系统的提升速度，操作人员可以根据泵站的