簡介:橋梁頂升的重點在于保持橋梁上部結構完整性,要到達此要求的方法是保持橋梁上部結構在現有狀態(tài)下同步頂升,因此就要采用先進可靠的技術方法——PLC同步頂升控制技術。
橋梁整體頂升技術的關鍵在于保證其上部結構的整體性同步頂升。同步頂升技術在路面和橋梁上應用的優(yōu)點是:這種方法能夠不損壞現有路面或橋梁的結構,另一方面在頂升過程中能盡可能的減少中斷交通的時間。
同步頂升技術在路面和橋梁建設中的應用
一、PLC同步頂升系統(tǒng)
PLC同步頂升系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)(油泵、油缸等)、監(jiān)測系統(tǒng)(位移傳感器、壓力傳感器)和計算機控制系統(tǒng)組成。
1、液壓系統(tǒng)
液壓系統(tǒng)由計算機控制(采用可靠、穩(wěn)定的PLC),可以全自動完成同步位移,實現力和位移的控制,位移誤差的控制,行程的控制,負載壓力的控制,誤操作自動保護,過程顯示,故障報警,緊急停止功能;
油缸液控單向閥可防止任何形式的系統(tǒng)及管路失壓,從而保證負載有效支撐等多種功能。
供油回路:A2F型高壓柱塞泵,單向閥,蓄能器,壓力傳感器及電磁溢流閥組成電子卸荷節(jié)能供油回路,穩(wěn)定地為系統(tǒng)提供30.00-31.50MPa的油壓(尖峰壓力值35MPa)。
在每一個頂升缸的下腔接有減壓閥,根據實測到的各頂荷重壓力,將減壓閥的零背壓出口壓力調至比實際荷重壓力低2.0MPa;即減壓閥的零背壓出口壓力=實測到的各頂荷重壓力-2.0MPa。減壓閥共有三個油口;進油口、出油口、回油口,如果減壓閥的調定壓力為P0,而回油口的壓力為Pc,則出油口的壓力為Po+Pc,從圖一可知回油口壓力受比例伺服閥控制,當比例伺服閥的出口壓力Pc為2.0 Mpa時,頂升缸的總推力與頂升物的自重平衡,當Pc>2.0 MPa時頂升物將起升,而當Pc<2.0 MPa時頂升物將回落。于是由若干個減壓閥、一個比例伺服閥、一個壓力傳感器組成的力閉環(huán)回路與若干個頂升缸一起,組成了一個比例受控組件,這個組件與外部的位移傳感器構成位置閉環(huán)系統(tǒng),依靠位置閉環(huán)系統(tǒng)可實現精確的位置控制
為了避免Pc變化范圍過大,造成舉升過快,比例伺服閥的進油口油壓降至8.0-10.0 MPa,它由減壓閥將主回路的油壓降壓后供給。為了提高比例伺服閥的閉環(huán)穩(wěn)定性在比例伺服閥的供油回路接有蓄能器。
在每一個頂升缸的下腔,另接有液控單向閥和測壓接頭,只要電磁閥一斷電,液控單向閥立即關閉,確保頂升缸不至帶載下滑。通過測壓接頭可向頂升缸內少量補油。
正常工作時,電磁閥的電磁鐵A始終通電。電磁閥的中位,用于頂升油缸完成一步頂升時進行支墊,當電磁閥處于中位時,頂升缸上下腔油壓均為零,關閉液控單向閥后,可以拆裝油管。當電磁鐵B通電時,頂升缸處于空載快速回縮狀態(tài)。為避免舉升或回縮時速度過快,在電磁閥的進油口接有調速閥,它可控制頂升缸的最大運動速度。
除單向閥、壓力傳感器、壓力表、測壓接頭裝在千斤頂以外,其他的元件包括控制電器組裝在一個液壓泵站內,液壓站與千斤頂之間用3根軟管相連接,分別是進油管、回油管、控制油管,這樣就組成了一個完整的液壓系統(tǒng)。
比例閥、壓力傳感器和電子放大器組成壓力閉環(huán),根據每個頂升缸承載的不同,調定減壓閥的壓力,若干個千斤頂組成一個頂升組,托舉起橋梁上部結構,但是如果僅有力平衡,則橋梁的舉升位置是不穩(wěn)定的,為了穩(wěn)定位置,在每組中間安裝監(jiān)測傳感系統(tǒng)進行位置反饋,組成位置閉環(huán),一旦測量位置與指令位置存在偏差,便會產生誤差信號,該信號經放大后疊加到指令信號上,使該組總的舉升力增加或減小,于是各油缸的位置發(fā)生變化,直至位置誤差消除為止。由于各組頂升系統(tǒng)的位置信號由同一個數字積分器給出,因此可保持各個頂升組同步頂升,只要改變數字積分器的時間常數,便可方便地改變頂升或回落的速度。
技 術 指 標
液壓系統(tǒng)工作壓力 31.5Mpa
頂升缸推力 200T
頂升缸行程 140mm
偏載能力 5。
最大頂升速度 10mm/min
組內頂升缸控制形 壓力閉環(huán)控制、控制精度≤5%
組與組間控制形式 位置閉環(huán)控制、同步精度 ±5.0 mm
(二)監(jiān)測傳感系統(tǒng)
監(jiān)測傳感系統(tǒng)在整個頂升平移系統(tǒng)中非常重要,是我們獲得數據信息的主要來源。它的靈敏度將直接影響到頂升的同步精度。監(jiān)測傳感系統(tǒng)主要是由光柵尺、信號放大器、傳感線路及計算機組成,其中最重要的就是光柵尺,它的分辨率能達到0.005 mm。
光柵尺的主要作用是監(jiān)測頂升的相對位移,然后將測得的位移數據通過信號放大器的處理,把經過放大后的信號通過傳感線路傳送到計算機,由計算機進一步處理所收集到的數據信息。光柵尺的布設直接影響到監(jiān)測的準確性,合理的布設光柵尺能客觀地反映出整體的位移姿態(tài)。所以在劃分控制區(qū)域時,要考慮到光柵尺的架設的位置是否能客觀地反映該控制區(qū)域的整體位移。當然,光柵尺架設時應保證它的垂直度,盡量減少人為造成誤差,保證光柵尺的精度。
(三)計算機系統(tǒng)
核心控制裝置是西門子S7系列的PLC,采用按鈕方式操作,并通過觸摸屏顯示各個頂升油缸的受力參數,還可連接打印機,記錄頂升過程數據。系統(tǒng)安裝了UPS電源,即使意外斷電,也可確保數據和工程的安全。
計算機系統(tǒng)是整個PLC系統(tǒng)的核心,他把由監(jiān)測傳感系統(tǒng)所收集到的數據進行分析處理,并把處理后的數據反饋給液壓系統(tǒng),由液壓系統(tǒng)調節(jié)各千斤頂油壓,從而保證整個頂升系統(tǒng)同步性。
二、施工流程圖
施工流程圖
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