大型構(gòu)件液壓同步提升特點跟整體提升動作過程

其一、大型構(gòu)件液壓同步提升特點
(1)提升點多，大型構(gòu)件具有重量超重、面積大等特點。液壓提升裝置采用地面組裝、整體提升時，由于單臺提升液壓缸提升力有限，因此通常需要數(shù)十臺提升液壓缸共同進(jìn)行提升，即需要多個提升點同時工作。例如，鋼結(jié)構(gòu)整體提升重量約為10388t，面積12300m2，共使用了67個提升液壓缸；
(2)同步要求高，在提升過程中要嚴(yán)格控制吊點之間的位移偏差，以避免結(jié)構(gòu)變形過大、附加載荷過大等。同時，各吊點的載荷要控制在與理論計算基本一致的范圍內(nèi)，避免構(gòu)件局部受力過大甚至破壞；
(3)吊點提升力差異較大，大型構(gòu)件同步提升時，需要設(shè)置多個吊點，吊點之間提升力大小差異很大，提高了同步控制的難度。
20世紀(jì)初液壓千斤頂出現(xiàn)之后，液壓技術(shù)已經(jīng)在理論上可以直接應(yīng)用到吊裝工程中，但開始的時候因為千斤頂起重高度低，應(yīng)用受到了較大限制。直到1970年代高壓技術(shù)逐漸成熟，材料、電子、計算機(jī)、控制論等學(xué)科充分發(fā)展，液壓同步提升技術(shù)出現(xiàn)后，液壓技術(shù)自身在吊裝工程中的潛力才開始發(fā)揮出來。
國內(nèi)的液壓同步提升技術(shù)發(fā)源于同濟(jì)大學(xué)。1990年代初，同濟(jì)大學(xué)承擔(dān)了上海石洞口二電廠600MW超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組的鋼內(nèi)筒煙囪的頂升工程，該煙囪總重600t，高240m，在國內(nèi)開創(chuàng)了大型構(gòu)件液壓同步頂升的先河，為后繼液壓同步提升技術(shù)作好了理論和實踐準(zhǔn)備。1995年同濟(jì)大學(xué)用柔性鋼絞線承重，用自行研制的液壓提升，將上海東方明珠的鋼天線桅桿從地面沿鋼絞線爬升到350m高度后整體安裝，該天線重450t，長135m，這是液壓同步提升技術(shù)在國內(nèi)大型構(gòu)件吊裝的次應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會影響力，此后采用液壓提升施工的工程如雨后春筍般地出現(xiàn)。
其二、型構(gòu)件的整體提升動作過程
先分析單個提升器的動作過程，上升時，提升器主油缸大腔進(jìn)油，活塞桿外伸，下錨夾具由于向下自鎖作用卡緊鋼絞線，主油缸缸體上升，上錨自動脫開，將重物提升；一個行程結(jié)束，提升主油缸小腔進(jìn)油，活塞桿縮回，上錨卡緊鋼絞線，下錨自動脫開，如此往復(fù)，便將重物一步一步提起。
下降時，由于要克服上、下錨的向下自鎖作用，因此在錨具油缸主動打開的情況下，還留有一段附加的脫錨行程△，才能完成下降動作。
提升過程中，多提升器聯(lián)動時的各束鋼絞線負(fù)載均衡是一個解決的問題。通過集群提升器主油路并聯(lián)和特定的提升動作規(guī)律，實現(xiàn)各束鋼絞線的負(fù)載自動均衡。由于各提升器主油缸并聯(lián)，各缸油壓相等。在上升流程的第①步，對應(yīng)某束較松鋼絞線的油缸會先伸出，該束鋼絞線被張緊，直至各缸油壓一致。當(dāng)該油缸先到達(dá)“全伸”位置時，所有油缸都停止伸缸，這樣，各束鋼絞線張力便在提升過程中趨于一致。因此，這一步有各束鋼絞線張力自動均衡的作用。同樣，在圖2中下降流程的第②步也有類似的作用。這樣，在整個上升或下降過程中，通過這種自動調(diào)整，使每一吊點各束鋼絞線張力始終保持均衡狀態(tài)。
型構(gòu)件的整體提升并不是簡單的起吊提升，它牽涉到被提升構(gòu)件本身的特性，形狀，提升姿態(tài)及內(nèi)部應(yīng)力等情況。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的提升對象和要求，制定不同的提升控制策略，如構(gòu)件的垂直度(水平度)控制，相對位移控制，應(yīng)力控制等。液壓頂升正確、合理的控制策略是成功提升的先決條件、以上海東方明珠廣播電視塔鋼天線桅桿整體提升為例，在提升過程中，為使百余米長的天線桿始終保持垂直，須東、南、西、北四側(cè)液壓提升器組同步升降；同時，為避免對邊提升器組獨自承載(此時天線桿仍垂直).造成對邊負(fù)載過大，須使四側(cè)的提升負(fù)載基本相等。因此，天線桿垂直和提升負(fù)載均衡是同步提升的控制目標(biāo)，實現(xiàn)這個控制目標(biāo)的控制策略為：
(1)以東側(cè)提升器組為主令組，控制電流設(shè)定，升、降速度恒定；
(2)西側(cè)提升器組以東西向垂直度偏差值跟隨東側(cè)組，天線桿東西向垂直；
(3)北側(cè)提升器組以南北向垂直度偏差值跟隨南側(cè)組，天線桿南北向垂直；
(4)南側(cè)提升器組以東西側(cè)油壓之和與南北側(cè)油壓之和的偏差值跟隨東側(cè)組，各組負(fù)載負(fù)衡。
通過上述控制策略，實現(xiàn)了天線桿東西、南北之間的垂直和四側(cè)的負(fù)載均衡，使天線桿提升以平穩(wěn)的姿態(tài)穿過狹小的電視塔中間平臺和筒體，沒有發(fā)生任何傾斜和碰撞，獲得了令人滿意的控制效果。