提升时水平位移控制与大跨度钢析架结构形式

一、提升时水平位移控制

(l)水平位移控制问题

液压顶升装置在进行屋架提升时，由于风荷载作用，被提升屋架会产生水平位移，此时钢绞线和原有竖直状态产生角度，从而吊点上便会产生水平分力，水平位移越大，吊点上的水平分力越大。吊点上的水平力传递给提升架，便对提升架的底部产生较大的弯矩作用，会大幅度增大提升架立杆的内力，相应的增大措施量。

此，水平位移的大小直接影响着提升架底部的弯矩大小，可以通过控制被提升结构的水平位移来减小被提升结构传递给提升架的水平力，从而减小提升架和加固措施的用钢量。但是如何简单准确的控制水平位移是本工程的一个难点。

(2)水平位移控制解决方法

为了能好控制被提升结构的水平位移，本工程设置了水平位移控制系统，该系统主要由卷扬机、钢丝绳、滑轮组、拉力传感器及连接组件、附属连接件等机械设备组成，备有电气控制及检测系统。液压提升机械串电阻调速方式：交流电机因为其结构简单、体积小、重量轻、寿命长、故障率低、维修方便、价格便宜等诸多优点得以广泛应用，但交流单机、双机拖动的提升系统以前采用绕线电机转子串电阻的调速方式，现已基本淘汰完，此调速方式存在的问题如下：

(1)液压顶升装置在减速和爬行阶段的速度控制性能差，经常造成停车位置不准；

(2)液压顶升设备频繁的起动、调速和制动，在转子外电路所串电阻上产生相当大的功耗；

(3)电阻分级切换，实现有级调速，设备运行不平稳，引起电气及机械冲击；

(4)发电时，机械能回馈电网，造成电网功率因数低。尤其在供电馈线较长的应用场合，会加大变压器、供电线路等方面的投资；

(5)低速时机械特性较软，静差率较大；

(6)起动过程和调速换挡过程中电流冲击大，制动不不，对能量处理不力，斜井提升机运行中调速不连续，容易掉道，故障率高；

(7)中高速运行震动大；

(8)接触器频繁投切，电弧触点，影响接触器的寿命，设备维修成本较高；

(9)绕线电动机滑环存在的接触不良问题，容易引起设备型事故；

(10)设备体积大，发热严重使工作环境恶化(甚至使环境温度高达60℃以上)；

(11)设备维护工作量大、维护费用高，故障率高。矿用生产是24h连续作业，即使短时间的停机维修也会给生产带来很大损失。

二、大跨度钢析架结构形式

大跨度钢析架结构一般指跨度超过60m，杆件所用材料为钢材的析架结构。液压顶升装置结构是由一些直杆在两端用铰链彼此连接而成的几何形状不变的结构，其结构形式多种多样，常见的析架结构形式。

平面析架中杆件的轴线都在同一个平面内，具有以下特点:

(l)由于析架杆件组成若干三角形单元，故其为几何不变体系。

(2)虽然析架节点存在弯矩，但其弯矩非常小，可忽略不计，故析架节点一般按铰接考虑。

(3)析架杆件均受轴力，不考虑弯矩作用，设计时上下弦截面较小，为杆件强度，故外部荷载应尽量作用在节点上。

空间析架不是所有的杆件都位于同一个平面内，由空间杆系组成，可单独形成稳定体系，平面外刚度较大；如果析架构件规格采用钢管，就称为管析架结构，其整体性能好，同时外表美观，易于制作安装，被广泛应用于一些大跨度钢结构中。

实施液压同步提升工艺技术，液压顶升机械是一项集机、电、液、传感器、计算机控制于一体的现代化施工技术，由控制系统(计算机和传感器)、承重系统(钢绞线和千斤顶)、动力系统(液压泵站)等组成。

1、液压提升控制系统及功能

(1)LSD计算机控制系统：它是液压同步提升技术的核心，由主控计算机、现场控制器、传感器、通信单元及相应的数据线组成。主控计算机按各种传感器采集到的位置信号、压力信号及高差信号，按的控制程序和算法，决定油缸动作顺序，完成集群千斤顶协调工作，从而实现千斤顶同步控制，计算机同步控制系统具有逻辑控制、位置同步控制功能，能实现构件平稳提升、下降及远程控制。

(2)逻辑控制程序功能：它是指具有提升顶集群动作控制和作业流程控制的能力。由于每台提升千斤顶上安装有一套传感装置，这些传感器将主油缸的位移情况、上下锚具的松紧情况传送到主控计算机，根据的控制逻辑顺序控制电磁换向阀，从而控制主油缸和上下夹持器动作。

(3)锚具状态检测传感器：液压提升在每台提升顶的上下锚具油缸上各安装接近开关，进行紧锚状态、松锚状态位置检测。

2、液压提升设备配置要求

根据本工程的要求，设备配置采用1台YTB液压泵站带动2台LSD100提升千斤顶的形式。泵站每分钟流量36L，间歇式提升方式，提升速度约6一8m/h。

(1)提升千斤顶的选择及布置；

(2)液压泵站组装调试及布置；

(3)控制系统布置及总体调试检验(含各监测部分)；

(4)提升钢绞线的选择(钢绞线采用1860MPa级中15.24高强低松驰预应力钢绞线，是抗拉强度的柔性索具，且便于施工)。