采用自锁式液压千斤顶和提升架、提升杆组成的液压提升机,当液压千斤顶进油时,通过其上卡头卡紧并举起提升杆和胀圈,从而带动罐体(包括罐顶)向上提升;当千斤顶回油时,其上卡头随活塞杆回程,此时其下卡头自动卡紧提升杆不会下滑,千斤顶如此反复运动使提升杆带着罐体不断上升,直到预定的高度(空出下一层板的高度)。当下一层壁板对接组焊后,打开液压千斤顶的上、下松卡装置,松开上下卡头将提升杆以及胀圈下降到下一层壁板下部胀紧、焊好传力筋板,再进行提升。如此反复,使已组焊好的罐体上升,直到一层壁板组焊完成,从而将整个储罐安装完毕。
YB-60型液压泵站的结构:
YB-60型液压泵站是由油泵、油箱、控制阀、电机、仪表、提把等组成的微型液压系统,分单油路和双油路两种,双油路配有手动换向阀、液控单向阀等控制元件,电动机分单相与三相两种。
YB-60型液压泵站是由泵装置、集成块或阀组合、油箱、电气盒组合而成。各部件功用如下:
(1)泵装置——上装有电机和油泵,它是液压站的动力源,将机械能转化为液压油的动力能。
(2)集成块——是由液压阀及通道体组合而成。它对液压油实行方向、压力、流量调节。
(3)阀组合——是板式阀装在立板上,板后管连接,与集成块功能相同。
(4)油箱——是钢板焊的半封闭容器,上还装有滤油网、空气滤清器等,它用来储油、油的冷却及过滤。
(5)电器盒——分两种形式。一种设置外接引线的端子板;一种是配置了全套控制电器。
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一、液压系统控制结构特点
现有提升设备系列产品为全液压传动与控制结构,其液压系统的组成、工作原理基本相同,其中核心部分是液压驱动系统。
液压驱动系统是大功率时变负载与黏度的液压系统。变量泵控制定量马达的液压回路具有结构简单、工作效率恒转矩输出等特点,这类变量系统输出的流量能跟随输入信号—减压式比例阀阀芯位移作连续比例变化。在液压提升设备工作过程中,司机操作减压式比例控制阀,向变量控制系统的比例液压缸输入一逐渐变化的压力油,比例液压缸位移控制伺服阀阀芯位移,伺服阀又通过差动液压缸控制摆动缸体改变变量泵的斜盘倾角,使输入液压马达的液压油流量逐渐变化,从而控制液压马达的旋转速度,实现提升容器的加速起动与减速运行,在恒速升降与低速爬行阶段,司机保持操作手柄不动,从而完成一个提升循环。
液压驱动系统为变量液压泵直接反馈排量调节变量控制结构,和开环加简单的手动操作比例式减压阀控制方式,该控制方式中液压泵输出流量容易受负载的影响而不稳定,液压泵的容积效率随系统工作压力的高低及液压油黏度的变化而变化,使液压泵的输出流量受负载及油温的影响,由于液压油的可压缩性、管道的弹性、液压元件的泄漏等因素的影响,加之系统又没有设置马达输出速度检测与反馈控制回路,系统不能自动清理负载变化等多种因素引起的液压马达输出速度误差,因此现有液压驱动系统的速度控制精度较低,影响到了液压顶升设备的可靠性,不能达到现代液压提升设备的高精度控制和乘坐舒适性等性能要求。
因此,优选液压驱动系统控制方案实现液压提升设备的计算机控制以改变其综合性能显得十分迫切,提高系统的速度刚性、缩短负载扰动调节时间、保持系统工作效率的大功率、大惯量负载泵控马达伺服系统的控制方案来提升液压提升设备性能。
二、连续梁桥顶升施工中的关键技术研究
在桥梁顶升施工中,钢牛腿、钢抱箍、限位装置、钢支撑都是重要的受力结构,遵循先试验再应用的原则。为了好地调坡,适应旧桥纵断面线形平顺,减小结构在顶升过程中产生的次应力,需要在10#墩、43#墩处解联,即在墩顶连续处先顶升梁体,取出支座,再通过切割砼和凿除砼结合的方式将墩顶连续段断开。
1、顶升施工技术原理
(1)液压提升装置。通过PLC控制液压同步顶升系统实现顶升。PLC控制液压同步系统由液压系统(千斤顶、油管、油泵、油缸等)、传感器等信号传输系统、计算机控制系统三部分组成。液压系统由计算机控制,可以全自动完成同步移位,实现力和位移控制、操作闭锁、过程呈现、故障警报等多种功能。每一个千斤顶都带有可以自动和手动锁死的阀,每一个油泵既可以单独操作,也可以由电脑主控系统统一操作,既,又灵活。
(2)顶升原理。垫石加高顶升时,在每个钢牛腿上安置1个千斤顶,临时钢支撑系统设置在盖梁顶面,通过在主控计算机里输入每个墩的顶升高度,控制系统就会自动划分顶升阶段,实现同步顶升和比例顶升,从而实现梁体的抬升。截柱顶升时,在每个钢抱箍的顺桥向安装两个千斤顶,横向安装临时钢支撑,即每个墩共安装4个千斤顶和8个临时支撑点,安装好千斤顶等顶升系统后,顶升过程由计算机系统自动控制。在21#墩和40#墩,千斤顶安装在临时钢管支架上,待顶升完成,并完成边墩立柱盖梁的接高或重建后,再拆除千斤顶和临时钢管支架及液压顶升设备辅助设施。
2、钢牛腿的设计与试验
在垫石加高顶升方式中,钢牛腿是重要的受力结构。钢牛腿的制作方法:在盖梁侧面植筋,固定预埋钢板,将双拼32#I字钢焊接在预埋钢板上,并在双拼32#I字钢顶面焊接一块20mm的钢板,将两片I字钢连成一个整体。在正式安装之前对钢牛腿的安装工艺和受力性能进行仿真分析计算,并在现场进行力学试验。而且,在施工现场,每一个钢牛腿安装完成后,进行力学试验。
3、钢抱箍设计与试验
在截柱顶升方式中,先将立柱的下半部分加粗,然后安装钢抱箍。上抱箍和下抱箍配对。每一个钢抱箍的两瓣通过高强螺栓连接成一个整体。通过结构受力计算分析知,原北江大桥引桥顶升施工过程中,每一个钢抱箍承受的压力约2000kN,因此对钢抱箍进行优化设计、受力工况计算分析、现场力学试验。通过计算分析和现场力学试验,优化设计,保证钢抱箍结构简单、受力明确,可靠,施工方便。在每一个钢抱箍安装完成后,进行加载试验,以检验钢抱箍是否受力。
4、限位措施
(1)纵向限位措施。引桥顶升过程中,由于梁体存在纵坡,并且纵坡在发生变化,上部梁体会发生纵桥向位移,为了限制这一位移,需在伸缩缝处和解联处设置纵向限位装置。纵向限位装置可通过在桥面伸缩缝处和解联处植筋,固定预埋钢板,焊接32#双拼I字钢和限位轴承来实现。
(2)横向限位措施。横向限位措施表现为三种形式:①利用原旧桥中间的两条防撞护栏,安装限位架。限位架巧妙地利用了自身结构,既撑又拉,其上通过焊接固定的轴承还可以沿竖向轨道滚动,以适应梁体升高的需要。对限位架进行计算分析,保证其能抵抗顶升过程中横坡、不平衡顶升高度、台风侵袭等不利因素的影响。②在边墩处,由于梁端在横向缺乏约束,极易发生横向偏位,因此需要在盖梁上植筋,制作强制限位墩,钢筋混凝土结构,从而起到横向限位的作用。③在截柱顶升时,由于立柱被截断,顶升施工其危险。因此在每一个钢抱箍的面板上预留4个直径为112mm的限位孔,将4条直径为102mm,壁厚10mm的无缝钢管分别插入每对钢抱箍的4对限位孔,从而在顶升时起到纵向和横向的限位作用。
5、临时钢支撑设计
在垫石加高顶升和截柱顶升方式中,临时钢支撑是不可少的。顶升过程中,每次顶升高度为5mm,每顶升5mm,需要用临时钢支撑跟进。千斤顶每次换行程前,亦要将临时钢支撑固紧,使临时钢支撑顶住被顶升的梁体。临时钢支撑有2种形式:(1)1mm~20mm厚钢板。(2)由20mm厚的钢板作顶板和底板,由外径为245mm,壁厚为16mm的无缝钢管焊接组合而成的半封闭形式的钢支撑。临时钢支撑的结构尺寸根据钢牛腿和钢抱箍的结构尺寸确定。对临时钢支撑需要进行局部承压、抗剪、稳定性验算。
6、解联设计
对于顶升过程中因弦差较大引起顶升后线形不够平顺的墩位,会产生较大的次应力。为了防止这些部位的梁体因次应力而产生裂缝,宜先行解联。解联的方法为:(1)测量定位,标示出墩顶梁体需凿除的宽度。(2)在盖梁侧面安装钢牛腿和千斤顶。(3)将梁微微顶起3mm~5mm,取出支座,并在盖梁上垫好临时钢支撑,落梁。(4)沿测量放样线,将梁体切割开来,并将切割出来的砼块凿除掉。此时,梁体即分为两联。顶升施工完成后,应按照设计要求恢复解联处的墩顶连续段。
河北省沧州鼎恒液压机械制造有限公司(http://www.czdhyy.com)是一家以液压顶升器、液压顶升机械及其配套设备为主,集设计、开发、生产于一体的液压机械设备制造公司,为我国安装工程的事业奉献光热,为锻造我国液压提升产业丰碑而向前。