CN106567333A - 液压爬模系统爬升装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种液压爬模系统爬升装置，设有悬吊装置、轨道、步进装置、液压泵站、承重架。爬升千斤顶油缸端固定有固定叉耳，活塞端头用活连接结构连接有活动叉耳，固定叉耳、活动叉耳通过轴销分别与上爬箱、下爬箱可靠连接；爬升千斤顶油缸上固定有位移传感器；爬升千斤顶的进油口和回油口均安装在油嘴块上并与油缸轴向同向，其中回油口高于进油口，回油口通过回油管接到爬升千斤顶的回油腔；总控中心采用设置爬升参数设置步骤、千斤顶油缸同步性控制策略和安全保护策略进行控制。其优点是实现一套泵站同时控制多个爬升点，承载力大，可同时进行多个模板爬升，且同步控制精度高，操作人员少，安全可靠。

Description

液压爬模系统爬升装置及控制方法

技术领域

本发明涉及用于高耸建筑如桥梁主塔、桥墩、柱、水利大坝的施工装置，特别涉及一种液压爬模系统爬升装置及控制方法。

背景技术

目前在桥塔、桥墩等高耸建筑物的施工中，使用的模板系统大多为翻模，其翻板系统为三层结构，上部模板以下部模板为支撑，上部混凝土浇筑完成后，需将下部模板拆除再在项部拼装。这种模板系统通用性差，且效率低、安全隐患大。为解决上述问题，国内已出现了一些自动爬模装置，通过设置在已浇筑混凝土上的若干悬挂装置、可吊装在该悬挂装置上的轨道、用于爬升的步进装置和承重架等，通过交替爬升轨道、承重架实现模板系统的爬升，有效解决传统翻板系统的不足。但是目前的液压爬模系统的仍有不足：多个爬升点之间的同步控制精度低，很难实现多个模板同时提升，通常只能一次爬升一套模板，从而影响了施工效率。

发明内容

本发明的目的就是提供一种承载力能力大、同步性控制精度高、可同时爬升多套模板、安全可靠的液压爬模系统的液压爬模系统爬升装置及控制方法。

本发明的解决方案是这样的：

一种液压爬模系统爬升装置，设有悬吊装置、轨道、步进装置、液压泵站、承重架，所述步进装置设有多个爬升千斤顶、上爬箱和下爬箱，所述爬升千斤顶油缸端固定有固定叉耳，活塞端头用活连接结构连接有活动叉耳，固定叉耳、活动叉耳通过轴销分别与上爬箱、下爬箱可靠连接；爬升千斤顶油缸上固定有位移传感器，实时检测活塞的位移值；所述爬升千斤顶的进油口和回油口均安装在油嘴块上并与油缸轴向同向，其中回油口高于进油口，回油口通过回油管接到爬升千斤顶的回油腔；所述液压泵站设有总控中心，所述的总控中心包括电动机、电控箱、油箱、集成阀组、变频器、压力传感器、位移传感器，所述总控中心设有数据输入单元、数据采集单元、PLC自动控制单元，总控中心根据采集到的位移传感器的位移值、液压系统压力传感器的压力值，控制爬升千斤顶伸缸、缩缸和同步调整，实现轨道和承重架的交替爬升工作。

更具体的技术方案还包括：所述爬升千斤顶的回油管是采用刚性材料制成，使之构成千斤顶的把手，方便提取和安装。

进一步的：所述固定叉耳通过轴销与上爬箱固定在一起，所述活动叉耳通过轴销与下爬箱可靠连接。

一种对液压爬模系统爬升装置进行控制的方法，包括步骤：

（1）、设置爬升参数步骤：在计算机控制中心输入爬升位移标准值、爬升千斤顶活塞位移差标准值、活塞最大允许工作行程标准值；

（2）、千斤顶油缸同步性控制策略：在爬升过程中，安装在各千斤顶油缸9f上的位移传感器14i不断将位移值传输到计算机控制中心，当任两台爬升千斤顶的位移差大于爬升千斤顶活塞位移差标准值时，控制中心发出指令，控制位移值大的千斤顶的电磁换向阀动作，停止对该千斤顶供油，该千斤顶停止工作进行等待，而位移值小的千斤顶继续工作，直到位移值之差小于爬升千斤顶活塞位移差标准值，停止的顶升千斤顶重新启动工作，这样可保证各爬升千斤顶的同步性；

（3）、安全保护策略：在爬升过程中，为防止千斤顶活塞伸缸和缩缸到底对油缸造成冲击，设定活塞最大允许工作行程标准值，该值小于活塞额定行程，当千斤顶活塞伸缸或缩缸达到该值时，控制中心发出指令，电磁换向阀动作，改变供油方向，进行下一行程的工作。

本发明的优点是实现一套泵站同时控制多个爬升点，承载力大，可同时进行多个模板爬升，且同步控制精度高，操作人员少，安全可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明爬升千斤顶9的结构示意图。

图3是本发明的液压泵站结构示意图。

图4是本发明滑箱换向方法示意图。

图5是本发明爬箱爬升示意图。

图中附图标记为：1．锚靴，2.锚板，3.锚锥，4.锚筋，5.轨道，5a.承力孔，6.调节器，7.爬头，8.上爬箱，9.爬升千斤顶，9a.固定叉耳，9b.进油口，9c.回油口，9d.油嘴块，9e.回油管，9f.活动叉耳，9g.活塞，9f.油缸，10.下爬箱，11.承重架下支撑，12.旋转撑脚，13.混凝土，14.液压泵站，14a.油箱，14b.回油口，14c.传感器接口，14d.电磁换向阀，14e.压力传感器，14f.压力表，14g.电控箱，14h.电动机，14i.电源接口，14j.阀体，14k.电磁阀总阀，15.承重架立柱，16.承重架斜撑，17.承重架水平梁，18.后支座，19.撑杆，20.竖围檩，21、模板，22.凸轮块，23.销轴，24.摆杆，25.弹簧复位器。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明设有悬吊装置、轨道、步进装置、液压泵站、承重架。所述步进装置设有多个爬升千斤顶9，每个千斤顶两端分别连接上爬箱8和下爬箱10，所述爬升千斤顶9油缸端固定有固定叉耳9a，活塞9g端头用活连接结构连接有活动叉耳9f，固定叉耳9a通过轴销与上爬箱8固定在一起，活动叉耳9f通过轴销与下爬箱10可靠连接；爬升千斤顶9油缸上固定有位移传感器，实时检测活塞的位移值；所述爬升千斤顶9的进油口9b和回油口9c均安装在油嘴块9d上并与油缸轴向同向，其中回油口9c高于进油口9b，回油口9c通过回油管9e接到爬升千斤顶的回油腔，回油管9e是采用刚性材料制成，使之构成千斤顶的把手，方便提取和安装。所述液压泵站设有总控中心，电动机、电控箱、油箱、集成阀组、变频器、压力传感器、位移传感器，所述总控中心设有数据输入单元、数据采集单元、PLC自动控制单元，总控中心根据采集到的位移传感器的位移值、液压系统压力传感器的压力值，控制爬升千斤顶伸缸、缩缸和同步调整，实现轨道和承重架的交替爬升工作。

悬吊系统包括锚筋４、锚锥３、锚板２、锚靴１和爬头７，其中锚筋４和锚锥3预先浇筑在混凝土13中，是整个爬模系统在已浇筑混凝土上的承力点，锚锥3伸出混凝土端通过高强螺栓与锚板2连接，锚板2通过设在其上的卡槽和限位销挂接锚靴1，锚靴1通过设在其上的销轴挂接爬头7，锚靴1和爬头7之间的空间为轨道5安装的空间。

轨道５为箱形结构，内、外两侧设有翼缘，方便限位；上端设有定位装置，用于将轨道固定在锚靴1上；下端设有可旋转的撑脚12，当轨道5爬升时，撑脚12与轨道5呈一直线，当承重架沿轨道5爬升时，旋转撑脚12与轨道5垂直并支撑在已浇筑混凝土13上；轨道5外翼缘上按设定间距设有一排承力孔5a，作为承重架爬升的承力点。

步进装置是整个爬模系统的执行机构，设有爬升千斤顶9、上爬箱8和下爬箱10，所述爬升千斤顶9设有进油口9b、回油口9c，所述进油口9b、回油口9c从油缸接出后均安装在油嘴块9d上，并与油缸9f轴向相同，采用该结构可方便与泵站进行油管连接，在爬升时可有效防止进、回油口碰到周围杂物而造成漏油。回油管9e采用刚性材料，可作为爬升行千斤顶的把手，方便提取和安装。爬升千斤顶油缸端采用焊接方式固设有固定叉耳9a，所述固定叉耳9a通过轴销与上爬箱8固定在一起，活塞端头采用螺纹连接方式固设有活动叉耳9h，所述活动叉耳9h通过轴销与下爬箱10可靠连接。上、下爬箱滑动嵌套在轨道5的外翼缘上，上爬箱8又通过轴销与爬头7可靠连接。上、下爬箱均设有复位弹簧器25、摆杆24，复位弹簧器25一端与摆杆24一端铰接，摆杆24另一端设有凸轮块22，摆杆24转动时可使凸轮块22切入轨道的承力孔5a中，作为承力点带动轨道5或爬头7上行。

液压泵站14为整个系统的动力机构，其设有总控中心，电动机14h、电控箱14g、油箱14a、集成阀组、变频器、压力传感器14e、位移传感器14i等,其中位移传感器14i安装在爬升千斤顶9的油缸上。

所述的总控中心包括：

数据输入单元：用于输入设定的爬升参数。

数据采集单元：用于采集包括位移传感器14i的位移值、压力传感器14e的压力值；

PLC自动控制单元：根据采集到的位移传感器14i的位移值、压力传感器14e的压力值，向变频器发出指令对电动机进行调速，向电磁换向阀14d发出指令控制千斤顶9伸缸或缩缸。

所述集成阀组包括多口多压输出的单元径向柱塞泵14j、电磁换向阀14d，所述柱塞泵设有进油口14m、回油口14b，用于驱动爬升千斤顶9。

一个进油口和一个回油口配有一个电磁换向阀，可控制一台爬升千斤顶。

承重架为由立柱15、水平梁17和斜撑16构成的三角支架，其立柱上端和水平梁交汇处通过连接板及销轴与爬头7固连，立柱下端设置有可支撑在已浇筑混凝土上的下支撑11。在承重架用于搭设工作平台和支承模板及模板支架。

本发明在施工时采取如下完整的步骤和控制方法：

１、安装

（１）浇筑时将锚筋4、锚锥3预埋至混凝土13中，混凝土13达规定强度后将锚板2固定在锚锥3位置，再将锚靴1挂在锚板2上，并用限位销限位。

（２）将爬头7与承重架用销轴可靠连接，将下支撑11与承重架用螺栓可靠连接，将步进装置的上爬箱8用销轴与爬头7可靠连接。连接好后整体挂到锚靴1的承重轴上。

（３）安装下节段的锚板2、锚靴1。

（４）在轨道5上端的定位孔插入楔形块，将轨道穿过下节段锚靴1后再依次穿入本节段爬头7、上爬箱8、下爬箱10,直到楔形块卡在下节段的锚靴1上为止。

（５）安装爬升千斤顶9，将爬升千斤顶9固定叉耳9a通过轴销与上爬箱8可靠连接，活动叉耳9h通过轴销与下爬箱10可靠连接。

（６）安装好弹簧复位器25、摆杆24。

（７）旋转轨道下撑脚12，使其支撑在已浇混凝土13上。

（８）在爬升千斤顶油缸9f上安装位移传感器14i并通过数据线与泵站控制中心连接，将爬升千斤顶9的进、回油嘴通过油管分别与泵站进油口14m、回油口14b连接。

２、设置爬升参数：在计算机控制中心输入爬升位移标准值、爬升千斤顶活塞位移差标准值、活塞最大允许工作行程标准值。

３、爬升承重架

（１）确保所有爬箱的摆杆24朝下，如图5（４）所示。

（2）给爬升千斤顶9供油，爬升千斤顶9伸缸，下爬箱10的凸轮块22卡在轨道承力孔5a中作为承力支点，爬升千斤顶活塞9g位置不变，油缸9f向上伸长，推动上爬箱8、爬头7连同承重架沿轨道5向上爬行，此时上爬箱8的弹簧复位器25受到油缸的推力,凸轮块发生转动并离开承力孔5a。当达到设定行程后回程，弹簧复位器25不再受力，上爬箱的凸轮块在弹簧复位器25作用下复位卡入轨道承力孔5a中作为承力支点，千斤顶油缸9f位置不变，活塞9g向上缩缸，此时下爬箱10的凸轮块发生转动，弹簧复位器25受力。当活塞9g回程到位，下爬箱10的凸轮块在弹簧复位器25作用下复位卡入轨道承力孔5a中再次作为承力支点，进行下一行程的爬升。如此循环，直到承力架上升到爬升位移标准值。

（４）千斤顶油缸同步性控制策略：在爬升过程中，安装在各千斤顶油缸9f上的位移传感器14i不断将位移值传输到计算机控制中心，当任两台爬升千斤顶的位移差大于爬升千斤顶活塞位移差标准值时，控制中心发出指令，控制位移值大的千斤顶的电磁换向阀动作，停止对该千斤顶供油，该千斤顶停止工作进行等待，而位移值小的千斤顶继续工作，直到位移值之差小于爬升千斤顶活塞位移差标准值，停止的顶升千斤顶重新启动工作，这样可保证各爬升千斤顶的同步性。

（５）安全保护策略：在爬升过程中，为防止千斤顶活塞伸缸和缩缸到底对油缸造成冲击，设定活塞最大允许工作行程标准值，该值小于活塞额定行程，当千斤顶活塞伸缸或缩缸达到该值时，控制中心发出指令，电磁换向阀动作，改变供油方向，进行下一行程的工作。

４、爬升轨道

在承重架爬升到位后，浇筑下一节段混凝土，并在该节段预埋锚锥，安装锚板、锚靴。等混凝土达设计强度后，进行轨道爬升。

（１）将所有爬箱的摆杆24改为朝上，如图5（1）所示。

（２）给爬升千斤顶9供油，爬升千斤顶9伸缸，上爬箱8的凸轮块22卡在轨道承力孔5a中作为承力支点防止轨道5下滑，爬升千斤顶油缸9f位置不变，活塞9g向下伸长，此时下爬箱10的弹簧复位器25受到活塞9g的推力，凸轮块发生转动离开承力孔5a。当达到设定行程后回程，弹簧复位器25不再受力，下爬箱10的凸轮块在弹簧复位器25作用下复位卡入轨道承力孔5a中作为承力支点，千斤顶活塞9g向上缩缸，带动轨道5上行，此时上爬箱的凸轮块发生转动，弹簧复位器25受力。当活塞9g回程到位，上爬箱8的凸轮块在弹簧复位器25作用下复位卡入轨道承力孔5a中再次作为承力支点，活塞9g再次向下伸缸，进行下一行程的爬升。如此循环，直到轨道上升到爬升位移标准值。

（３）轨道爬升过程同步性控制和安全保护同承重架爬升。

这样不断循环上述步骤，即可完成模板的爬升，从而实现模板的安装和混凝土的浇筑工作。

上述过程通过人工按图5（2）或者图5（3）所示的方向改变摆杆安装方向。

Claims (4)

1.一种液压爬模系统爬升装置，设有悬吊装置、轨道、步进装置、液压泵站、承重架，所述步进装置设有多个爬升千斤顶、上爬箱和下爬箱，其特征在于：所述爬升千斤顶油缸端固定有固定叉耳，活塞端头用活连接结构连接有活动叉耳，固定叉耳、活动叉耳通过轴销分别与上爬箱、下爬箱可靠连接；爬升千斤顶油缸上固定有位移传感器，实时检测活塞的位移值；所述爬升千斤顶的进油口和回油口均安装在油嘴块上并与油缸轴向同向，其中回油口高于进油口，回油口通过回油管接到爬升千斤顶的回油腔；所述液压泵站设有总控中心，所述的总控中心包括电动机、电控箱、油箱、集成阀组、变频器、压力传感器、位移传感器，所述总控中心设有数据输入单元、数据采集单元、PLC自动控制单元，总控中心根据采集到的位移传感器的位移值、液压系统压力传感器的压力值，控制爬升千斤顶伸缸、缩缸和同步调整，实现轨道和承重架的交替爬升工作。

2.根据权利要求1所述的液压爬模系统爬升装置，其特征在于：所述爬升千斤顶的回油管是采用刚性材料制成，使之构成千斤顶的把手，方便提取和安装。

3.根据权利要求1所述的液压爬模系统爬升装置，其特征在于：所述固定叉耳通过轴销与上爬箱固定在一起，所述活动叉耳通过轴销与下爬箱可靠连接。

4.一种对权利要求1所述的液压爬模系统爬升装置进行控制的方法，其特征在于：包括步骤：

（1）、设置爬升参数步骤：在计算机控制中心输入爬升位移标准值、爬升千斤顶活塞位移差标准值、活塞最大允许工作行程标准值；

（2）、千斤顶油缸同步性控制策略：在爬升过程中，安装在各千斤顶油缸9f上的位移传感器14i不断将位移值传输到计算机控制中心，当任两台爬升千斤顶的位移差大于爬升千斤顶活塞位移差标准值时，控制中心发出指令，控制位移值大的千斤顶的电磁换向阀动作，停止对该千斤顶供油，该千斤顶停止工作进行等待，而位移值小的千斤顶继续工作，直到位移值之差小于爬升千斤顶活塞位移差标准值，停止的顶升千斤顶重新启动工作，这样可保证各爬升千斤顶的同步性；

（3）、安全保护策略：在爬升过程中，为防止千斤顶活塞伸缸和缩缸到底对油缸造成冲击，设定活塞最大允许工作行程标准值，该值小于活塞额定行程，当千斤顶活塞伸缸或缩缸达到该值时，控制中心发出指令，电磁换向阀动作，改变供油方向，进行下一行程的工作。