液壓同步提升系統(tǒng)加載試驗(yàn)臺(tái)
大型構(gòu)件液壓同步提升技術(shù)是國(guó)內(nèi)近年發(fā)展起來(lái)的一種新的建筑施工技術(shù).它采用柔性鋼鉸線承重、液壓提升器集群、計(jì)算機(jī)控制、液壓同步提升新原理，結(jié)合現(xiàn)代化施工工藝，實(shí)現(xiàn)超大型構(gòu)件的大跨度、超高空整體提升。它已經(jīng)在我國(guó)的重大工程建設(shè)如上海東方明珠廣播電視塔鋼天線桅桿和北京西客站主站房鋼桁架整體提升工程中得到了成功的應(yīng)用。
1.液壓同步提升系統(tǒng)工作原理液壓同步提升系統(tǒng)工作原理見(jiàn)圖1。它由主泵1、溢流閥2、電磁換向閥4、液橋5、截止閥6、液壓鎖7、4個(gè)液壓提升器（由主液壓缸、上錨缸、下錨缸等組成)、輔泵13、鋼鉸線9等組成。液橋5由四個(gè)單向閥和一個(gè)電液比例調(diào)速閥組成，給電液比例調(diào)速閥以一定的電流就產(chǎn)生相應(yīng)的流量，進(jìn)而獲得一定的提升速度，電流的大小是由計(jì)算機(jī)根據(jù)傳感器測(cè)得的各吊點(diǎn)的高差、油壓等參數(shù)的大小以及對(duì)系統(tǒng)的位置和狀態(tài)作出判斷后以脈沖寬度調(diào)制（PWM)的方式輸出給電液比例調(diào)速閥的。液壓提升器為穿芯式結(jié)構(gòu)，鋼鉸線從中穿過(guò)，主液壓缸和上、下錨缸分別由主泵和輔泵驅(qū)動(dòng)。液壓鎖7用于油管爆裂等故障情況下對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)。鋼鉸線作為液壓同步提升系統(tǒng)的承重索具，它的兩端分別與被提升結(jié)構(gòu)件和上、下錨缸的錨片相連，利用錐形錨片與鋼鉸線間的夾緊力實(shí)現(xiàn)被提升結(jié)構(gòu)件的提升。在提升過(guò)程中，上錨片與鋼鉸線夾緊，下錨片與鋼鉸線松開(kāi)。提升過(guò)程結(jié)束后，下錨片與鋼鉸線夾緊，上錨片與鋼鉸線松開(kāi)，主液壓缸空載縮回。重復(fù)上述動(dòng)作，結(jié)構(gòu)件被逐步提升。
2.液壓加載系統(tǒng)在實(shí)際的工程實(shí)施中是不允許出現(xiàn)失誤的，液壓加載系統(tǒng)必須滿足對(duì)液壓同步提升設(shè)備進(jìn)行模擬同步提升試驗(yàn)和模擬加載試驗(yàn)的載荷要求，以檢驗(yàn)設(shè)備的性能。此外，還要在試驗(yàn)中檢驗(yàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制算法的優(yōu)劣以及采用的控制策略的合理性。圖2是液壓同步提升系統(tǒng)與加載系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)圖。液壓提升器行程為250mm。液壓加載系統(tǒng)用來(lái)產(chǎn)生同步提升系統(tǒng)的載荷，它的工作原理見(jiàn)圖3。它由液壓泵1、溢流閥2、分流閥3、電液比例溢流閥8、補(bǔ)油單向閥9以及加載液壓缸和壓力傳感器等組成。液壓泵1輸出的流量經(jīng)分流閥后分成兩股壓力相等的油流分別進(jìn)入加載液壓缸的大腔，多余的流量經(jīng)電液比例溢流閥8回油箱。加載液壓缸的大腔的壓力乘活塞面積就是液壓同步提升系統(tǒng)的載荷。調(diào)節(jié)電液比例溢流閥輸入電流的大小就可以改變提升載荷的大小。對(duì)兩個(gè)電液比例溢流閥輸入不同的電流就可以使同步系統(tǒng)各吊點(diǎn)承受不同的載荷，從而可以檢驗(yàn)由于各種外界干擾（如風(fēng)載荷)使各吊點(diǎn)載荷不均勻時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。輸入電流的大小由計(jì)算機(jī)以脈沖寬度調(diào)制（PWM)方式給出。同步提升過(guò)程中，加載液壓缸大腔的油和液壓泵來(lái)油經(jīng)電液比例溢流閥回油箱，產(chǎn)生向下的加載力P，補(bǔ)油單向閥9向加載液壓缸小腔補(bǔ)油。同步下降過(guò)程中，液壓泵供油一部分進(jìn)入加載液壓缸大腔，一部分經(jīng)電液比例溢流閥溢流回油箱，產(chǎn)生向下的加載力P。在這里，為了能產(chǎn)生一定的加載力P，必須使電液比例溢流閥保持一定的溢流流量。在實(shí)際的提升過(guò)程中，由于外界干擾的作用，往往造成各吊點(diǎn)載荷的變化，從而影響了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本液壓加載系統(tǒng)能方便地改變加載載荷的大小，為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程的研究創(chuàng)造了條件。這樣就能夠在試驗(yàn)階段編制出較好的控制算法，制定合理的控制策略。
3.系統(tǒng)控制裝置液壓同步提升系統(tǒng)和液壓加載系統(tǒng)用一臺(tái)PC總線的工業(yè)控制機(jī)控制。其中一個(gè)液壓提升器的主液壓缸的速度直接給定。由傳感器測(cè)得的高差、油壓等模擬信號(hào)和液壓缸位置、錨具位置等系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)輸入給計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)分析、按照預(yù)先編制的控制程序輸出一定的控制電流給各電液比例調(diào)速閥從而確定其余各液壓提升器的液壓缸的速度。負(fù)載位移通過(guò)負(fù)反饋反饋到輸入端，形成閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)。加載控制為開(kāi)環(huán)控制，負(fù)載大小由預(yù)先輸入到計(jì)算機(jī)的參數(shù)確定。計(jì)算機(jī)根據(jù)參數(shù)的大小輸出相應(yīng)的電流到電液比例溢流閥，從而決定加載負(fù)載的大小。
4.結(jié)論液壓加載系統(tǒng)基本滿足了在實(shí)際工程實(shí)施前模擬液壓同步提升系統(tǒng)載荷的要求。并能根據(jù)試驗(yàn)情況編制適合工程應(yīng)用的控制算法，這為實(shí)際工程的成功實(shí)施提供了可靠的保證。