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微泵多点顶升系统

微泵多点顶升系统是为了解决桥梁上部结构在顶升、降落过程中难以进行同步位移操作的难题,将先进的数字监控传输、液压传动控制、计算机数字信号处理技术进行整合,将机械设备系统与传统的桥梁结构分析和养护技术相结合,而研究开发出的一套对既有交通运营影响少、并能够有效解决桥梁上部结构在顶升、降落过程中同步位移难题的高科技集约化专用设备。该设备有效地避免了桥梁上部结构在顶升、降落过程中由于各支点竖向位移差的存在,引起的桥梁上部结构在桥梁纵、横方向附加二次内力的出现,有效地消除了桥梁上部结构实际内力的变化,保证了桥梁上部结构的结构安全。

在计算机控制桥梁位移同步顶升系统中,系统对计算机采集到的位移传感信号进行判别处理,通过专门编写的计算机处理程序模块控制桥梁顶升过程和步骤。控制数据经中央计算机系统处理后将数字控制信号由输出模块传递到电磁阀组以控制液压油路的流量,以达到液压单元控制和同步的目的。

根据系统功能要求,液压系统控制阀组由精密节流阀、溢流阀、电磁截止阀、液控单向阀等组成,使用高压油泵提供压力,通过高压油管顶升单元与油泵相连,终端使用精密油压千斤顶作为液压作业单元完成系统的顶升作业。位移信号采集设备使用微型激光位移传感器,以便于现场安装并具备标准化的计算机接口与计算机能够平滑通讯。系统采用积木模块式体系结构,能够进行简单连接方式的系统拼接与扩展,理论上具有无限的扩容能力。

微泵多点顶升系统模块构成

微泵多点顶升系统

微泵多点顶升系统包括一台集中控制系统和若干台微泵组。标准配置下,一台集中控制系统可以同时控制八台微泵组,控制16路通道。多台集中控制系统之间通过以太网进行互联扩充,并最终由单台电脑提供人机界面,对所有的通道节点进行监视、控制。

每一台微泵组由五部分组成:微型液压泵站及控制阀组、液压终端工作单元及高压连接管路、压力监测单元、位移监控单元、数字信号传输控制。微泵组接受集中控制系统下达的命令,同时将监控信息实时反馈给集中控制系统;集中控制系统对微泵组进行简单电路控制,同时将信息提交到电脑,进行更复杂的逻辑分析与判断并进行操作。在系统中各模块之间采用以太网连接,使用双绞线或数字光纤完成信号传输,最终各模块由一台计算机统一控制和指挥,进行联合工作。

微泵多点顶升系统特点

  • 以位移为监控参数(而非液压系统的内部压力),步长最小为0.5mm
  • 多点同步位移误差≤0.2mm
  • 利用激光或超声波传感器监控位移变化,自动反馈到控制系统进行动作调整。激光位移传感器的分辨率:0.1mm,完全满足土木工程最高精度的要求
  • 位移传感器与千斤顶分立安装,避免了顶升作业中由于千斤顶基础的变位导致位移量的误判
  • 基于Windows平台的软件自动控制系统连续工作,能够在误差超限时自动报警并停止
  • 可以分别对每个作业点的工作压力和位移进行单独设定、操作和监控
  • 可以支持单作用千斤顶或双作用千斤顶
  • 每套控制系统模块可以控制16个作用点,并通过以太网进行扩展为128、256个乃至无限多
  • 控制系统互联采用TCP/IP协议,利用光纤互联,最长可以超过10里,可以完成长距离大跨度连续梁的多桥墩的同步顶升
  • 在落梁过程中系统可以保持与顶升过程同样的控制精度
  • 系统的各模块组可以通过增配附加油箱的方式满足多数量千斤顶及大吨位千斤顶的供油需求。

微泵多点顶升系统适用范围

  • 大跨径、多桥孔连续箱梁桥大吨位桥梁支座的更换。大跨径连续箱梁及其他类型桥梁结构由于桥下净空提升所引起的上部结构整体抬升
  • 桥梁上部结构为带有横向联系构造的各类梁式桥的支座更换和维修,以及因桥下净空或桥头接顺需要而进行的桥梁上部结构整体抬升
  • 由于施工工艺需要带来的大型结构物整体竖向落架工作
  • 对大型现浇混凝土结构的浇筑支撑结构进行基础沉降竖向位移补偿
  • 其他需要精确同步位移作业的适用场合

微泵多点顶升系统技术参数

  • 泵组类型:德国进口微型超高压静音液压泵
  • 最大工作油压:70MPa
  • 额定工作电压:380V
  • 单泵额定功率:500W
  • 位移检测传感器:激光式位移传感器(有效测量范围650mm)
  • 位移检测分辨率:0.1mm
  • 单步可设定最小步长:1mm
  • 同步位移控制精度:≤0.2mm(根据液压千斤顶的规格不同,有所变化)
微泵多点顶升系统 微泵多点顶升系统

微泵多点顶升系统应用案例

江西九景高速公路桥梁支座调整和更换

背景介绍:

九景高速公路为杭瑞高速(浙江杭州至云南瑞丽)在江西省的一段。起点九江、终点景德镇,全长134公里,横跨鄱阳湖,该路段于2000年12月投入使用。后由于道路病害严重原因,于2009年该路段进行全面技术改造,主要改造内容为:沿线道路进行路面结构层补强和加铺,由于加铺带来的沿线桥涵结构加固、主线中小桥顶升抬高、主线大桥支座更换、支线上跨桥梁顶升抬高、伸缩缝改造等。

桥梁结构形式:

沿线桥梁以中小跨度简支梁为主,均采用桥面连续结构形式。

项目特点:

需要顶升抬高和更换桥梁支座的桥梁数量较多,施工期间为保证道路的正常运营并且配合其他路面施工单位完成路面改造任务,要求桥梁顶升的时间周期短,对道路通行干扰少。沿线施工按标段不同分别采用了计算机控制微泵组多点桥梁位移同步顶升系统和集中液压泵站千斤顶液压管路并联两种顶升方式进行作业。

本系统表现出的优势:

1. 施工完成后,检查发现采用计算机控制微泵组多点桥梁位移同步顶升系统进行施工作业的桥梁结构完好,完全保证了桥梁的结构安全;

2. 由于采用计算机控制微泵组多点桥梁位移同步顶升系统,加快了施工进度、并且保证了在施工期间的高速公路的正常运营;

3. 采取了支座垫石预制加工的方法保证了桥梁结构重要受力部位的质量和强度,提高了桥梁结构的耐久性;

4. 由于采用桥梁上部结构顶升抬高的方案,使得桥梁上部结构因铺装层加厚、桥梁恒载加大所带来的桥梁上部结构加固内容和数量大大减小。

山东省烟威高速跨线桥整体顶升70cm

背景介绍:

本项目是2008年奥运火炬传递必经路线。由于高速公路大修,道路路面重新加铺50cm的新路面,使得道路路面升高,桥梁净空减少。为保证交通安全,需要将跨线桥抬高到相应的高度,以保证车辆的正常通行。

桥梁结构类型:

简支箱梁

项目特点:

同步举升高度大,受千斤顶行程限制,需要多次(7~10次)顶升循环才能达到目标高度。

本系统表现出的优势:

1. 单次多点同步顶升后,工人在顶升空间中加入承载垫块,为下一次顶升动作做准备。由于工人加入的承载垫块紧密程度不同,千斤顶回收时,各桥板的实际下降回位距离会不同,多次累积可能会形成大的累积误差,导致工程失败。本系统提供了误差归位功能。每次到达目标值时,系统会自动记录上次回位时的位移偏差,下一次开始前,系统可以恢复到千斤顶回收前位置做为下一步的起始点,再开始本次的动作,因此消除了累积误差;

2. 长距离双墩同时顶升,同步多点之间采用电缆连接。相对于油管连接的多点顶升系统,本系统的可扩展性、施工易操作性、可靠性、安全性都有不可比拟的优势;

3. 以位移为第一监控要素,保证了即使在桥梁上部结构各支点反力不同的状态下,仍然能够确保整个桥面同步上升。(通常由于护栏、桥面铺装、梁板结构横向分布等原因,边梁位置的反力会大于中间部分的梁体反力。)

宁波绕城跨线桥施工中的监控与同步顶升

背景介绍:

宁波绕城跨金塘大桥连接线是宁波的蛟川枢纽工程。宁波绕城线路在上(简称上桥)、金塘大桥连接线在下(简称下桥)。由于工程进度安排原因,下桥先完成施工,使得上桥在施工中,必须依赖下桥做为支撑。为保证下桥的安全,上桥施工单位需要在下桥底增加辅助支撑并进行监控,当下桥出现过度变形时,需要进行适当的竖向位移补偿调整,以确保下桥的结构安全。

桥梁结构类型:

现浇箱梁、连续梁

项目特点:

本项目以位移监控为主,压力调整为辅。需要进行长时间(两个月)的位移监控。即使在断电的情况下,重新加电后,仍能够恢复对位移的继续监控。

本系统表现出的优势:

1. 独立位移监控系统。本项目中,上桥施工单位采用了两套同步顶升系统用于桥梁上部结构现场浇筑过程中沉降位移监控和补偿;

2. 断电保持系统。本系统在项目中需要连续长达两个月以上的监控。在整个监控过程中,工地上的供电不能完全保证,在突然掉电的情况下,系统的各项参数能够保持,并在加电后继续进行监控。

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