桥梁顶升多液压缸同步系统

　　1 引言

　　在城市道路建设过程中,经常遇见桥梁顶升改造的问题,比如桥梁的整体加高,桥梁橡胶支座的更换,以及桥梁的顶升调坡等[1~3]。从已查阅到的文献资料看,现阶段桥梁同步顶升大都以手动操作、人工现场监测、总指挥协调的方式进行。这种方式,不仅劳动强度大,且存在安全隐患,常常由于协调不顺而延误工期。随着桥梁顶升改造工程的增多,这种手动操作、人工现场监测、总指挥协调的工作方式越来越力不从心,因此研究多液压缸自动同步顶升系统,以及负载、位移、应力监测控制系统在桥梁同步顶升施工中的应用迫在眉睫,该研究具有一定的理论意义和实际应用价值。

　　2 桥梁顶升对多液压缸同步系统的要求

　　(1)顶升力控制:桥梁结构形式各异,且质量分布不均,分散布置在其下的液压缸的承载力也不尽相同,液压系统应满足各液压缸压力自动调整,以适应上部负载。称重阶段通过对顶升力合理控制完成桥梁试顶升,同时使桥梁的内应力最小;

　　(2)位置同步控制:桥梁顶升过程中,为了防止梁体扭曲、应力集中和开裂,各顶升点在负载不均的情况下必须保持位置同步[3、4];

　　(3)压力、位移、应力实时监控:压力的监控有助于顶升力的控制,位移的监控能够保证顶升过程位置同步,应力监控能够避免内应力集中而使粱体结构受损。桥梁顶升过程中,梁体结构的内应力是由各顶升点的压力和位移共同作用的结果,因此,在没有应力监控时,可通过对压力和位移的实时监控判断梁体结构的内应力是否超过允许值。

　　3 多液压缸同步系统

　　3.1 系统总体方案

　　对于桥梁同步顶升工程,执行机构分散布置在大范围内,多液压缸同步系统必须满足这种执行机构多,布置分散的特点,因此采用/工控机+可编程控制器+液压控制系统0组成的分布式控制系统DCS(Dis-tributed Control System)[5],实现执行机构的分散控制、集中操作,压力、位移和应力的动态实时监控。多液压缸同步系统的总体构成如图1所示。多液压缸同步系统由液压动力系统和压力、位移、应力实时监控系统两部分组成。

　　3.2 液压动力系统

　　如图1a所示,多缸同步升降动力系统包括4组相同的泵站,每组泵站由8个并联液压缸作为其执行机构,泵站和液压缸可根据工程实际需要自由配置,进行重构使用。图1b给出了单个泵站的液压系统图。

　　为了实现多缸施力同步控制的技术要求,每个液压缸配以电液比例减压阀和压力传感器,组成快速闭环调压回路,每个液压缸的施力状况直接受控于电液比例减压阀。液压缸控制回路如图2所示。